KR100283476B1 - 이동통신 시스템에서의 중계기 전원 백업 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동통신 시스템에서 통신 서비스망을 구축하는 과정에서 사용되는 중계기의 전원장치에 관한 것으로 특히, 태양에서 방사되어 지표면에 도달하는 빛에 포함되어 있는 광량자의 충돌에 의해 내부의 전자를 방출시켜 축적하는 태양열 발전수단과, 지표면에서 발생되는 대기의 순환풍에 의해 전기를 발생시키고 이를 축적하는 풍력 발전수단과, 태양열 발전수단과 풍력 발전수단에서 발생되는 전기신호의 크기를 입력받아 비교한 후 그 비교치에 따른 논리신호를 출력하는 비교수단, 및 비교수단에서 출력되는 논리신호의 상태에 따라 태양열 발전수단과 풍력 발전수단에서 발생되는 전기중 어느 하나를 중계기측으로 전달하는 전원 공급경로 설정수단을 포함하는 이동통신 시스템에서의 중계기 전원 백업 장치를 제공하여 태양열과 풍력을 이용하여 구동전원을 생성시키고 매순간 두 전원 발생소스의 발생전원을 비교하여 구동전원의 안정적인 공급을 유지하도록 함으로써, 상용전원의 공급이 원활하지 않은 산간 도서지역의 경우 중계기의 동작을 위한 구동전원을 공급이 어렵고 배터리를 사용하는 경우 관리인력이 필요하므로 인해 이동통신 사용자들의 불평이 증가한다는 문제점을 해소할 수 있다.

Description

이동통신 시스템에서의 중계기 전원 백업 장치(Repeater power back-up device in mobile communication system)

본 발명은 이동통신 시스템에서 통신 서비스망을 구축하는 과정에서 사용되는 중계기의 전원장치에 관한 것으로 특히, 상용전원의 공급이 원활하지 않은 지역에서 태양열과 풍력을 이용하여 구동전원을 생성시키고 매순간 두 전원 발생소스의 발생전원을 비교하여 구동전원의 안정적인 공급을 유지하도록 하기 위한 이동통신 시스템에서의 중계기 전원 백업 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 전자통신기술의 발전과 더불어 정보화사회에 돌입하면서 신속하고 빈번한 정보 교환의 필요성이 대두되면서 급격하게 개인통신 시스템이 개발되어 왔다.

이러한, 개인통신 시스템중 대표적인 방식이 셀룰러 통신방식으로써 일정 지역을 소정갯수의 셀로 구분(대표적으로 첨부한 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 세븐(seven) 셀방식을 취함)한 후 각 셀마다 해당 영역내의 통신중계를 위한 기지국을 설치하고, 각 기지국은 공중 통신망과 연결되어 있는 제어국에 연결되어 진 후 각 셀내의 기지국 또는 제어국의 통신중계를 통해 복수의 셀영역을 불규칙적으로 경유하는 무선 단말기(일명 핸드폰)는 어떠한 셀영역에 존재한다 하더라도 공중 통신망의 국선 가입자들 또는 단말기간의 통화가 가능하게 된다.

그러나, 상술한 셀룰러 시스템의 경우 셀(서비스망)설계 방식에 따라 그 통화품질의 성능차이가 많이 발생하는데, 그 이유는 전파의 진행방향에 방해물(산, 건물,...)이 존재하면 단말기는 분명히 셀영역내에 존재함에도 불구하고 서비스권이탈이라는 통화 불능상태에 빠지게 되므로 셀 설계자는 이러한 부분을 감안하여 적은 개수의 기지국을 가지면서도 통화불능지역을 최소화하여 서비스망을 설계하여야 한다.

더욱이, 단말기 사용자들은 언제 어디서나 누구와도 중단없는(seamless) 통신이 개제될 수 있기를 희망하는데, 이러한 사용자들의 욕구를 완전하게 충족시키기에 첨부한 도 1에 도시되어 있는 바와 같은 개념의 기지국만으로는 한계가 있다.

따라서, 상기 기지국이 이동통신 서비스를 제공하는 영역내 약신호지역 또는 통화불능 지역내에 중계기를 구비시키므로써 통화품질의 개선을 추구하고 있는 실정이다. 상술한 중계기는 해당 셀영역내에서 기지국과 연결되어 해당 불통지역의 통화 품질을 개선하도록 하는 장치이며, 통상 지기국의 기능중 통화를 위한 기능(이력관리 및 기타 제어국과의 연결 프로토톨을 위한 장치 제외)만을 구비한 소형의 장치이다.

그러나, 상기 중계기는 그 설치 목적의 특성상 지하상가, 지하철, 산간 도서지역 등에 설치되어지는데, 지하상가나 지하철등의 지역에서는 상용전원의 공급이 원활하기 때문에 별 무리없이 동작하지만 산간 도서지역의 경우 중계기의 동작을 위한 구동전원을 공급이 어렵다는 문제점이 발생되었다.

또한, 상술한 문제점에 따라 해소 방안으로 충전용 배터리를 이용하고는 있으나, 이는 해당 중계기를 지속적으로 관리하는 인력이 필요함에 따라 소비자의 통화요금 상승 요인이 됨에따라 소비자의 불만이 증가되는 문제점이 발생되었다.

상술한 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은 상용전원의 공급이 원활하지 않은 지역에서 태양열과 풍력을 이용하여 구동전원을 생성시키고 매순간 두 전원 발생소스의 발생전원을 비교하여 구동전원의 안정적인 공급을 유지하도록 하기 위한 이동통신 시스템에서의 중계기 전원 백업 장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 통신망 형성을 위한 제어국과 기지국간의 관계 예시도

도 2는 본 발명에 따른 이동통신 시스템에서의 중계기 전원 백업 장치의 구성 예시도

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 집광판 11 : 태양전지

20 : 팬 21 : 발전수단

22 : 축전지 30 : 비교기

40 : 중계기 SW : 스위치

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 이동통신 서비스 제공 영역을 소정갯수의 셀영역으로 구분한 후 각 셀영역을 관리하는 기지국을 구비시키고, 각 기지국을 제어하며 공중 통신망과 연결되어 있는 제어국을 구비하고 있는 이동통신 시스템에서 각 셀영역의 약신호 지역에 위치하며 해당 셀영역의 기지국과 연결되어 해당 약신호 지역의 서비스 품질을 향상시키는 중계기에 있어서: 태양에서 방사되어 지표면에 도달하는 빛에 포함되어 있는 광량자의 충돌에 의해 내부의 전자를 방출시켜 축적하는 태양열 발전수단과, 지표면에서 발생되는 대기의 순환풍에 의해 전기를 발생시키고 이를 축적하는 풍력 발전수단과, 상기 태양열 발전수단과 풍력 발전수단에서 발생되는 전기신호의 크기를 입력받아 비교한 후 그 비교치에 따른 논리신호를 출력하는 비교수단, 및 상기 비교수단에서 출력되는 논리신호의 상태에 따라 상기 태양열 발전수단과 풍력 발전수단에서 발생되는 전기중 어느 하나를 상기 중계기측으로 전달하는 전원 공급경로 설정수단을 포함하는 데 있다.

본 발명의 상술한 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 후술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보면 다음과 같다.

우선, 본 발명에서 적용하고자 하는 기술적 사상을 간략히 살펴보면, 도서 산간지역에 설치되는 중계기와 같이 상용전원의 공급이 원활하지 않은 지역내에 설치되는 중계기에는 자연력을 이용한 전원 발생수단을 구비시키므로써 관리인이 필요없으면서도 안정적인 구동전원을 유지시키기 위한 것이다.

또한, 통상 자연력으로 소량의 전기를 발생시킬 수 있는 대표적인 방법으로는 태양력과 풍력을 이용한 방식이 있으므로, 본 발명에서는 태양력과 풍력을 이용한 통상의 발전수단을 이용하면서도 보다 안정적인 구동전원의 공급을 위한 것이다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 이동통신 시스템에서의 중계기 전원 백업 장치의 일실시예를 첨부한 도 2를 참조하여 상세히 살펴보면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 이동통신 시스템에서의 중계기 전원 백업 장치의 구성 예시도로서, 태양에서 방사되어 지표면에 도달하는 빛에 포함되어 있는 광량자의 충돌에 의해 내부의 전자를 방출시키는 솔라셀들이 집합되어 있는 집광판(10)과, 상기 집광판(10) 내부의 솔라셀들에서 방출되는 전자를 축적하는 태양전지(11)와, 지표면에서 발생되는 대기의 순환풍에 의해 회전동작하는 팬(20)과, 상기 팬(20)의 회전에 의해 구동하며 상기 팬(20)의 회전력에 비례하는 전기를 발생시키는 발전수단(21)과, 상기 발전수단(21)에서 발생되는 전기를 축적하는 축전지(22)와, 상기 태양전지(11)와 축전지(22)에 축적되는 전기에 의해 발생되는 전압을 입력받아 비교한 후 그 비교치에 따른 논리신호를 출력하는 비교기(30)와, 입력되는 전원에 의해 주변에 위치하는 이동단말기와 기지국간에 호접속 및 핸드오프등 등의 기능을 수행하는 중계기(40), 및 상기 비교기(30)에서 출력되는 논리신호의 상태에 따라 상기 태양전지(11)와 축전지(22) 측에서 발생되는 전원을 상기 중계기(40)측으로 전달하는 경로를 선택하는 스위치(SW)로 구성된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 이동통신 시스템에서의 중계기 전원 백업 장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

일출시간이후 일몰시간까지 집광판(10)에서는 태양에서 방사되어 지표면에 도달하는 빛에 의해 전기를 발생시키는데, 그 전기의 발생원리는 빛의 광량자가 상기 집광판(10)을 구성하는 솔라셀들에 부딪히면 상기 솔라셀에서는 내부의 자유전자들이 방출되어지는 것이다. 그러므로, 상기 집광판(10)에서 발생되어 태양전지(11)에 축적되는 전기의 량이 가장 많은 시간은 태양빛이 강렬한 시간대라고 할 수 있다.

또한, 팬(20)은 지표면에서 발생되는 대기의 순환에 의해 발생되는 바람에 의하여 회전동작하게 되는데, 상기 팬(20)의 회전축에 연결되어 있는 발전수단(21)에서는 상기 팬(20)의 회전에 의해 구동하며 상기 팬(20)의 회전력에 비례하는 전기를 발생시키게 된다.

이때, 상기 발전수단(21)에서 전기가 발생되는 원리는 통상의 발전기의 원리와 동일하다. 따라서, 상기 발전수단(21)에서 발생되는 전기를 축적하는 축전지(22)에 축적되는 전기의 량은 상기 팬(20)의 회전속도가 빠르면 빠를수록 크다고 할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 이동통신 시스템에서의 중계기 전원 백업 장치에서는 두 개의 전원 공급수단을 구비시키는데 그 이유는 흐린 날씨에는 태양열을 이용한 축전이 이루어지지 않으며 이동단말기를 사용하는 사용자가 늦은 야간에도 사용할 수 있기 때문에 보조적인 의미로 풍력 발전수단을 구비하는 것이다.

또한, 바람은 낮과 밤의 시간적인 제한이 없는 반면에, 항시 부는 것이 아니므로 보조적인 의미로 사용하는 것이다.

상술한 동작에 의해 태양전지(11)와 축전지(22)에 전원이 축적되는 과정중 비교기(30)은 상기 태양전지(11)와 축전지(22)에 축적되는 전기에 의해 발생되는 전압을 입력받아 비교하게 된다. 이때, 상기 비교기(30)에서 두 발전수단에서 발전되는 전원의 크기를 비교하는 이유는 보다 안정적인 전원을 중계기(40)측으로 제공하기 위한 것이다.

따라서, 상기 비교기(30)에서는 상기 축전지(22)에 축적되는 전압의 크기에 비하여 상기 태양전지(11)에 축적되는 전압의 크기가 더 크다고 판단되면 하이상태의 신호를 출력하고, 그 반대의 경우 상기 축전지(22)에 축적되는 전압의 크기에 비하여 상기 태양전지(11)에 축적되는 전압의 크기가 작다고 판단되면 로우상태의 신호를 출력하게 된다.

상기 비교기(30)에서 하이상태의 신호가 출력되면 상기 비교기(30)에서 출력되는 논리신호의 상태에 따라 구동하는 스위치(SW)는 "a"단자에 접속되어 상기 태양전지(11) 측에서 발생되는 전원을 상기 중계기(40)측으로 전달하는 경로를 형성시킨다.

반면에, 상기 비교기(30)에서 로우상태의 신호가 출력되면 상기 스위치(SW)는 "b"단자에 접속되어 상기 축전지(22) 측에서 발생되는 전원을 상기 중계기(40)측으로 전달하는 경로를 형성시킨다.

따라서, 상기 중계기(40)는 상기 비교기(30)에서 출력되는 비교치의 논리상태에 따라 동작하는 상기 스위치(SW)의 절환동작에 의하여 상기 스위치(SW)를 경유하여 입력되는 전원에 의해 주변에 위치하는 이동단말기와 기지국간에 호접속 및 핸드오프등 등의 기능을 수행하게 된다.

또한, 상기 스위치(SW)의 절환동작에 의하여 상기 중계기(40) 측으로 전원을 공급하지 못하는 전원발생수단은 내부의 축전수단에 전기를 축전하게된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 이동통신 시스템에서의 중계기 전원 백업 장치를 제공하여 태양열과 풍력을 이용하여 구동전원을 생성시키고 매순간 두 전원 발생소스의 발생전원을 비교하여 구동전원의 안정적인 공급을 유지하도록 함으로써, 상용전원의 공급이 원활하지 않은 산간 도서지역의 경우 중계기의 동작을 위한 구동전원을 공급이 어렵고 배터리를 사용하는 경우 관리인력이 필요하므로 인해 이동통신 사용자들의 불평이 증가한다는 문제점을 해소할 수 있다.

본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

Claims (1)

1. 이동통신 서비스 제공 영역을 소정갯수의 셀영역으로 구분한 후 각 셀영역을 관리하는 기지국을 구비시키고, 각 기지국을 제어하며 공중 통신망과 연결되어 있는 제어국을 구비하고 있는 이동통신 시스템에서 각 셀영역의 약신호 지역에 위치하며 해당 셀영역의 기지국과 연결되어 해당 약신호 지역의 서비스 품질을 향상시키는 중계기에 있어서:

   태양에서 방사되어 지표면에 도달하는 빛에 포함되어 있는 광량자의 충돌에 의해 내부의 전자를 방출시켜 축적하는 태양열 발전수단과;

   지표면에서 발생되는 대기의 순환풍에 의해 전기를 발생시키고 이를 축적하는 풍력 발전수단과;

   상기 태양열 발전수단과 풍력 발전수단에서 발생되는 전기신호의 크기를 입력받아 비교한 후 그 비교치에 따른 논리신호를 출력하는 비교수단; 및

   상기 비교수단에서 출력되는 논리신호의 상태에 따라 상기 태양열 발전수단과 풍력 발전수단에서 발생되는 전기중 어느 하나를 상기 중계기측으로 전달하는 전원 공급경로 설정수단을 포함하는 이동통신 시스템에서의 중계기 전원 백업 장치.