KR100287751B1 - Cdma이동전화특수지역서비스시스템 - Google Patents

Abstract

지상 지역의 기지국에서 사용하는 CDMA 주파수 채널중에서 하나의 주파수 채널만을 특수 지역에 이용하여 통화 품질을 개선하고자 한 CDMA 이동 전화 특수 지역 서비스 시스템이 개시되어 있다. 이에 본 발명은 CDMA 이동 전화망에서 기지국의 안테나로부터 송출되는 주파수를 기지국 방향 안테나를 통해 수신 받아 1차 주파수를 억제하고 2차 주파수만을 통과하도록 한 제1 듀플렉서, 제1 듀플렉서및 제1중간주파모듈중 하나를 구비한 중계기; 및 상기 중계기에서 신호 처리된 2차 주파수를 송출하여 지하철내 지역 및 대형 건물내 지역을 서비스하기 위한 이동국 방향 안테나로 이루어져 중계기의 HPA 의 최대 출력을 활용할 수 있어 특수 지역의 통화 품질을 제가할 수 있다.

Description

ＣＤＭＡ 이동전화 특수지역 서비스시스템

본 발명은 CDMA 이동전화 특수지역 서비스 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지상지역의 기지국에서 사용하는 CDMA 주파수 채널중중서 하나의 주파수 채널만을 특수지역에 이용하여 통화품질을 개선하고자 한 CDMA 이동전화 특수지역 서비스 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 CDMA 이동전화 시스템에서 지하철지역 및 대형건물등과 같이 기지국 전파가 도달하기 어려운 특수지역은 통화범위 및 통화량이 적어 기지국을 설치하기에는 비 경제적이기 때문에 적은 비용으로 통화영역을 확장하기 위하여 중계기를 사용하고 있다.

따라서, 기존에 사용중인 중계기는 지상지역의 기지국에서 사용하는 CDMA주파수 채널 모두를 특수지역(지하철지역 및 대형건물내)에서 동일하게 사용하기 위하여 중계기 초단 필터의 통과대역을 넓게 설계하고, 적은 비용으로 통화영역을 확장하기 위하여 HPA(High Power Amplifier)를 사용한다.

즉, 이와같은 종래의 특수지역 서비스 방식은 도 1에 도시된 바와같이 다수개(F1,F2,F3,F4)의 주파수가 기지국(100)의 안테나(105)로부터 송출되면 이 주파수는 건물 중계기(110)의 기지국 방향 안테나(107)를 통해 수신된다. 그러면 이 중계기(107)는 수신된 신호를 필터링 동작과 함께 선형적인 증폭을 하여 이동국 방향 안테나(109)를 통해 송출한다. 그러므로 건물내에 이동국은 건물내부와 동일한 주파수(F1,F2,F3,F4)로서 통신 접속된다.

또한, 종래의 지하철 내부지역의 서비스 방식은 도 2에 도시된 바와같이 다수개(F1,F2,F3,F4)의 주파수를 기지국(100)의 안테나(105)로부터 송출되면 이 주파수는 지하철 중계기(120)의 기지국 방향 안테나(110)를 통해 수신된다. 그러면 이 중계기(120)는 수신된 주파수 신호를 필터링 동작과 함께 선형적인 증폭을 하여 이동국 방향 안테나(126)를 통해 송출한다. 그러므로 지하철 구간 및 지하철 역사에 위치한 이동국은 지상과 동일한 주파수(F1,F2,F3,F4)로서 통신 접속된다.

그러나 이와같은 종래의 중계기를 이용한 지하철 지역 및 대형건물 서비스는 지상지역의 통화량 급증에 따라 사용하는 CDMA 주파수 증설이 필요한데 이에 따라 특수지역에 사용되는 중계기는 불요파 발생을 방지하고 출력 용량을 제한하기 위해 중계기의 개별 CDMA 주파수 채널의 출력은 감소하게 되어 통화품질을 저하시킨다. 이는 출력 용량이 제한되어 있는 중계기에 초기 한 대의 CDMA 주파수 채널에서 점차 여러개의 CDMA 주파수로 변화됨에 따라 전체 CDMA 주파수 채널의 출력은 동일하나 각각의 CDMA 주파수 채널의 출력은 감소할 수밖에 없기 때문이다. 여기서 상기 중계기의 내장된 초단 필터는 각각의 이동전화 사업자의 허가를 받은 CDMA주파수 대역을 모두 통과시킬수 있도록 설계된다.

그리고 이 중계기는 하나의 1.23MHz 대역 CDMA주파수 채널에 대해서 최대 출력만큼 선형적으로 증폭이 가능하나, 여러개의 1.23MHz 대역 CDMA 주파수 채널에 대해서는 불요파가 발생할 수 있기 때문에 중계기의 최대출력보다 저출력으로 운용해야 한다.

따라서, 초기 중계기 설치시에 여러개의 CDMA 주파수 채널을 사용할 경우에 대하여 사전에 고려하여 저출력으로 운용하거나 많은 특수지역의 중계기가 기지국으로부터 강한 신호를 수신할 수 있음에도 불구하고 오히려 수신전단부에 감쇄기를 추가하여 중계기 입력신호를 낮게 설정하므로 중계기가 서비스하는 특수지역의 통화 품질은 열악하며, 지상지역의 CDMA 주파수 채널이 증설됨에 따라 더욱 저출력으로 운용해야 하므로 중계기가 서비스하는 특수지역에 통화품질은 더욱 열악해지는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 특수지역 서비스를 위한 중계기는 이동전화 이동국의 신호뿐만 아니라 특수지역에 존재하는 환경잡음까지 증폭하여 기지국으로 전송하므로 기지국 신호에 간섭으로 작용하여 기지국 용량을 감소시키고 지상지역 통화품질을 저하시키는 문제점이 또한 있었다. 아울러, 도심에 위치한 특수지역은 많은 수의 기지국이 필요하므로 타사업자의 기지국이 추가 신설되면서 중계기 인접지역에 설치될 경우, 상기 중계기의 초단 필터의 넓은 통과대역 때문에 타 사업자의 강한 기지국 신호가 유입되어 중계기의 발진을 유발하고 나아가서는 기지국을 통화불능 상태로 만드는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 이와같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 지상지역의 기지국에서 사용하는 여러개의 CDMA 주파수 채널중 하나의 CDMA주파수 채널만을 특수지역에서 지상지역과 공통으로 사용하게 함으로서 최대출력 용량 만큼 중계기 출력을 운용할 수 있게 하고 기존에 운용중인 특수지역의 통화품질을 중계기 최대 통화품질 만큼 개선할 수 있도록 한 CDMA 이동전화 특수지역 서비스 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 지상지역의 이동전화 통화량이 증가함에 따라 지상지역에서 사용중인 CDMA 주파수 채널을 증설할 경우에도 하나의 CDMA 주파수 채널만을 특수지역에 사용함으로써, 초기의 통화품질을 계속적으로 유지하고, 또한 중계기 초단필터의 통과대역을 개별 CDMA 주파수 채널의 주파수 대역폭인 1.23MHz 정도로 설계함으로써 중계기에 의해 증폭되어 기지국에 영향을 주는 환경잡음의 대역폭도 1.23MHZ로 제한되어 기지국의 용량을 감소시키고 통화품질의 저하를 유발하는 기지국에의 영향을 최소화 할 수 있도록 한 CDMA 이동전화 특수지역 서비스 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

한편, 이와같은 목적을 이루기 위해 본 발명은 CDMA 이동전화망에서 기지의 방향안테나로부터 송출되는 주파수를 기지국 방향 안테나를 통해 수신 받아 1차 주파수를 억제하고 2차 주파수만을 통과하도록 한 제 1 듀플렉서, 제1 듀플렉서및 제1중간주파모듈 중 하나를 구비한 중계기: 및 상기 중계기에서 신호처리된 2차 주파수를 송출하여 지하철내 지역 및 대형 건물내 지역을 서비스하기 위한 이동국 방향 안테나로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 바람직하게 본 발명은 2차 주파수는 그 채널 리스트를 이용하여 기지국에서 운용하는 CDMA 채널중에서 일부 CDMA 채널만을 이용하여 서비스하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 CDMA 이동전화 시스템에서 대형건물 서비스를 설명하기위한 도이다.

도 2는 종래의 CDMA 이동전화 시스템에서 지하철 지역의 서비스 방식을 보여 주기 위한 도이다.

도 3은 본 발명에 따른 CDMA 이동전화 시스템에서의 대형건물 서비스 방식을 보인 도이다.

도 4는 본 발명에 따른 CDMA이동전화 시스템에서의 지하철 지역 서비스 방식을 보인 도이다.

도 5은 본 발명에 따른 CDMA 이동전화 시스템에서 특수지역 서비스를 위한 전용 중계기의 구성도이다.

〈 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 〉

10 : 기지국 15 : 중계기방향 안테나

20 : 중계기 21 : 제 1듀플렉서

22 : 제 1저잡음증폭부 23 : 제 1중간주파 묘듈

24 : 제 1HPA 25 : 제 2듀플렉서

26 : 제 2저잡음증폭부 27 : 제 2중간주파모듈

28 : 제 2HPA 29 : 이동국 방향 안테나

이하에서는 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명을 설명하고자한다.

본 발명에 따른 CDMA 이동전화에서의 대형건물내의 서비스 방식은 도 3에 도시된 바와같이 기지국(10)의 안테나(15)를 통해 송출되는 각각의 주파수는 건물 중계기(20)의 기지국 방향안테나(19)를 통해 수신된다. 이때 이 건물 중계기(20)는 초단필터를 통해 하나의 주파수만을 필터링하고 이를 선형적으로 증폭한다. 그리고 이 특정의 주파수는 이동 방향 안테나(29)를 통해 건물내부의 이동국과 통화접속이 이루어진다.

또한, 지하철지역의 서비스 방식은 도 4에 도시된 바와같이 다수개(F1,F2,F3,F4)의 주파수를 기지국(10)의 안테나(15)로부터 송출되면 이 주파수는 지하철 중계기(30)의 기지국 방향 안테나(31)를 통해 수신된다. 그러면 이 지하철 중계기(30)는 수신된 신호들 중에 하나의 주파수 채널만을 필터링 동작과 함께 선형적인 증폭을 하여 이동국 방향 안테나(32,33)를 통해 송출한다.

그러므로 지하철 구간 및 지하철 역사에 위치한 이동국은 지상과 동일한 주파수로서 통신 접속된다.

여기서 본 발명에 따른 건물 중계기(20) 및 지하철 중계기(30)에서 한 개의 CDMA 주파수만을 이용하여 서비스 할 수 있도록 하기 위하여 상기 중계기(20,30)의 초단필터를 2차 주파수 채널 하나만을 통과할 수 있도록 1.23MHz의 통과대역으로 구성한다.

이로써 중계기(20,30)의 고출력 증폭부인 HPA의 증폭특성 및 최대출력을 100%로 활용할 수 있다.

이에 따라 기존에 여러개의 CDMA 주파수 채널의 운용을 고려하여 개별 CDMA 주파수 채널당 25dBm 정도의 저출력으로 운용하던 출력을 40dBm이상의 고출력으로 운용함으로서 특수지역의 통화품질을 획기적으로 개선할 수 있다.

또한, 지상지역에서 사용하는 CDMA 주파수 채널중에서 한 개의 CDMA 주파수 채널만을 이용할 수 있기 때문에 지상지역에서 사용하는 CDMA 주파수채널을 증설하여도 중계기의 서비스 하는 특수지역에서 사용하는 CDMA 주파수 채널을 유지하여 중계기가 서비스 하는 특수지역에서는 계속적으로 통화품질을 유지할 수 있다.

즉, 지상지역에서 사용하는 CDMA주파수 채널의 증설시에 발생하는 개별 주파수 채널의 출력감소 및 통화품질 저하를 해결할 수 있다. 그리고 이 1.23MHz의 초단필터를 사용함으로서, 중계기(20,30)의 환경잡음 대역폭이 1.23MHz로 제한되어 기지국(10)의 용량 또한 감소시키므로 통화품질을 저하시키는 중계기의 환경잡음을 최소화 할 수 있다. 즉, 상기 중계기(20,30)에서 이동전화 이동국 신호 뿐만 아니라 주변의 환경잡음까지 증폭하면서 발생하는 기지국의 용량을 감소시키고 통화품질을 저하시키는 중계기의 환경잡음을 최소화 할 수 있다.

즉, 상기 중계기(20,30)에서 이동전화 이동국 신호뿐 만 아니라 주변의 환경잡음까지 증폭하면서 발생하는 기지국의 용량을 감소시키고 통화품질을 저하시키는 문제를 8배이상 개선할 수 있다.

또한, 향후 특수지역의 통화량 증가를 고려하여 필요에 따라서는 2차 주파수와 2차주파수에 바로 인접한 주파수까지 통과할 수 있도록 중계기 초단필터를 구성할 수 있다.

한편, 상기 중계기(20,30)에서 한 개의 CDMA주파수만을 이용하여 서비스 할수 있도록 하기 위하여 해당기지국(10)에서 사용하는 2차 주파수의 채널 리스트에 기지국에서 사용하는 CDMA 주파수 채널중에 2차 주파수만을 정의하도록 구성한다. 이는 2차 주파수의 채널 리스트 1차 주파수의 채널 리스트와 동일하면 비록 중계기 초단필터를 2차 주파수만을 통과하도록 구성하였다 하여도 중계기로 서비스하는 특수지역에서의 대부분의 이동국은 통화가 불가능 하기 때문이다.

즉, 상기 이동국은 기지국(10)에서 사용하는 CDMA 주파수 채널중에서 이동국이 통화대기 할 주파수를 채널 리스트를 이용하여 결정하는데, 상기 중계기(20,30)는 2차주파수 하나만을 통과시키지만 중계기로 서비스는 특수지역으로 전달되는 2차주파수의 채널리스트에는 2차 주파수를 포함하여 기지국에서 사용하는 모든 CDMA주파수 채널이 정의되어 있기 때문이다.

그러므로 CDMA이동통신 망에서 이동국의 전원을 켜면 이동국은 1차적으로 1차 주파수를 검색하여 동조하며 이에 실패하면 2차적으로 2차 주파수를 검색하여 동조하며 만약 2차 동조에도 실패하면 이동국은 다시 1차 동조 및 2차 동조를 재시도 한다.

그리고 이와같은 동작에 의해 CDMA주파수 획득에 성공한 이동국은 해시 함수(Hash Function)을 통하여 이동국이 통화를 위해 대기해야 할 주파수를 결정하게 되며, 동시에 기지국에서도 해시 함수을 통하여 이동국이 통화를 위하여 대기하는 주파수를 결정하게 된다.

이때, 상기 이동국은 이미 자신의 고유번호를 알고 있기 때문에 기지국에서사용하는 주파수 채널에 대한 정보를 획득해야 하며 이러한 정보는 1차 주파수 및 2차주파수의 채널 리스트에 포함되어 있다.

일반적으로 CDMA 이동전화망에서 채널 리스트는 1차주파수 및 2차주파수에 동일한 내용으로 포함되어 있다.

그 이유는 1차주파수의 장애 또는 열악한 전파 환경으로 이동국에서 주파수동조에 실패할 경우, 2차 주파수의 채널 리스트를 이용하여 이동전화 통화가 가능하기 때문이다. 이렇게 2차 주파수의 채널리스트는 2차 주파수 채널리스트의 예비용이나 실제로는 활용도가 극히 희박하므로 2차주파수의 채널리스트에 2차 주파수만을 포함시키므로, 결국 특수지역의 중계기 출력을 최대로 활용할 수 있도록 하는 동시에 지상지역에서는 2차 주파수의 부분적인 예비용으로 사용할 수 있다.

또한, 상기 CDMA 이동전화 착신 메시지 처리절차는 1차적으로 기지국에서 해시 함수에 의해 결정된 한 개의 CDMA 주파수 채널을 이용하여 해당 기지국에만 착신 메시지를 전송하고 실패할 경우 2차적으로 해당 기지국을 포함한 2차 착신을 위한 기지국 집단에 동시에 기지국에서 해시 함수에 의해 결정된 한 개의 CDMA 주파수를 채널을 이용하여 착신 메시지를 전달한다.

그러나, 지상지역에서 사용하는 CDMA주파수 채널중에 2차주파수 채널만을 공통으로 특수지역에서 사용하기 위해서는 1차적으로 해당 기지국에 기지국에서 해시함수에 의해서 결정된 한 개의 CDMA 주파수 채널을 이용하여 해당 기지국에만 착신을 위한 기지국 집단에 동시에 모든 CDMA 주파수 채널을 이용하여 착신 메시지를 전달토록 한다. 따라서 2차 착신 메시지 처리시 모든 CDMA주파수 채널을 이용함으로써 기지국과 이동국의 해시 함수에 의해 결정된 CDMA 주파수 채널의 불일치에 의해 일어날 수 있는 착신 실패를 해결한다.

여기서 CDMA 이동전화 특수지역 서비스를 위한 중계기는 도 5에 도시된 바와같이 기지국(10)에서는 1차 주파수 및 2차 주파수가 송출되고 이때 기지국 방향안테나(19)로부터 입력된 주파수는 제 1듀플렉서(21)로 입력된다. 이때 이 제 1듀플렉서(21)를 통해서는 2차 주파수만을 필터링하여 그에따른 신호를 제 1저잡음증폭부(22)로 인가한다. 그러면 이 제 1저잡음증폭부(22)는 입력된 주파수를 저잡음 증폭하고 제 1중간주파 모듈(23)로 인가한다. 이에 이 제 1중간주파 모듈(23)에서는 입력된 주파수를 중간 주파수로 증폭 후 그에따른 신호를 제 1HPA(24)로 입력한다. 따라서 이 제 1HPA(24)에서는 입력된 신호를 최대의 출력으로 증폭하고 이때 증폭된 신호는 제 2듀플렉서(25) 및 이동국방향 안테나(29)를 통해 이동국으로 송출된다.

또한, 이 이동국으로부터 송출된 신호는 재차 이동국방향 안테나(29)를 통해 수신되고 제 2듀플렉서(29)를 통해 필터링된 신호는 제 2저잡음증폭부(26)에 의해 선형적으로 증폭되고 제 2중간 주파 모듈(27),제 2HPA(28) 및 제 1듀플렉서(21)를 통해 기지국 방향안테나(19)로 인가됨으로 이 기지국 방향 안테나(19)를 통해 송출된 주파수에 의해 이동국과 기지국은 상호 통신 접속이 이루어진다.

즉, 상기와 같이 CDMA 기지국 전파가 도달하지 않는 지하철 지역 및 대형건물등과 같은 특수지역을 서비스 하기 위한 중계기(20)는 2차주파수 한 개만을 기지국과 공통으로 사용함으로서 특수지역에 있는 이동국은 이 2차주파수의 채널리스트를 이용하여 해시 함수를 시행하고 이 해시 함수에 의해 결정된 주파수에서 통화를 대기한다.

이때, 특수지역에 위치한 이동국에서 통화를 시도하는 경우에는 2차주파수를 이용하여 기지국(10)과 무선선로를 구성하여 통화가 가능하며, 상기 기지국(10)에서 이동국에서 착신을 시도하는 경우에는 2차 착신 메시지 전송을 통해 무선선로를 구성하여 통화가 가능하다.

또한, 지상지역에서 특수지역으로 이동한 이동국은 특수지역에서 2차주파수의 채널리스트를 이용하여 새로운 통화대기할 CDMA 주파수를 결정하며, 특수지역에서 지상지역으로 이동한 이동국은 특수지역에서 결정한 CDMA 주파수를 유지하면서 통화 대기를 하게 된다.

따라서 본 발명은 2차 주파수의 채널리스트를 제 1주파수의 채널리스트와 달리 2차 주파수만을 정의하고 기존 특수지역의 중계기 듀플렉서를 2차주파수만을 통과할 수 있도록 구성하여 지상지역에 사용되는 CDMA 주파수 채널의 증설에 관계없이 특수지역에서는 지상지역과 사용되는 CDMA주파수 채널을 사용함으로써, 지상 지역에서 사용하는 CDMA 주파수 증설이나 타 사업자의 기지국 추가 신설증에 의해 발생하는 종래의 문제점을 해결한다.

또한, 기존의 착신 메시지 처리절차를 1차 착신 메시지 처리절차에서 실패한 호에 대해서는 2차 착신 메시지를 처리시에 모든 CDMA 주파수 채널에 착신메세지를 전송하거나 또는 2차 CDMA 주파수 채널에만 1차 실패한 호에 대한 착신 메시지를 모두 처리함으로써, 기지국은 1차 주파수 채널리스트를 이용하고 이동국은 2차 주파수 채널리스트를 이용함에 따라 기지국과 이동국 상호간에 해시 함수 결과가 상이하여 발생하는 착신불가 문제를 해결한다.

이상 설명에서와 같이 본 발명은 지상지역에서 사용되는 CDMA 주파수 채널의 주파수 증설에 상관없이 특수지역에서는 지상지역과 공통으로 2차 주파수만을 사용함으로서, 지상지역에서 사용하는 CDMA 주파수 채널의 증설이나 타 사업자의 기지국 추가신설에 있어도 특수지역의 통화품질이 저하되지 않고 중계기의 HPA의 최대 출력을 활용할 수 있어 특수지역의 통화품질이 개선된다.

또한, 기존 특수지역의 중계기 초단 필터를 1.23MHz CDMA 대역의 2차 주파수 만을 통과시킬 수 있도록 구성함으로서, 서비스하고 있는 중계기 인접지역에 타사업자의 기지국이 신설되어 타사업자의 강한 신호에 의하여 중계기에서 불요파가 발생하는 문제를 해결하여 통화품질을 개선할 수 있다.

그리고 기존 특수지역의 중계기 초단 필터를 1.23MHz CDMA 대역의 2차 주파수만을 통과시킬수 있도록 구성함으로서, 중계기에서 증폭하여 기지국으로 전송하는 특수지역의 환경 잡음 대역폭이 종래의 10MHz에서 1.23MHz로 제한됨에 따라 기지국의 용량을 감소시키는 기지국에의 영향이 제한되어 지상지역의 통화품질이 향상되는 효과가 있다.

이 상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 특허 청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.

Claims (3)

1. CDMA 이동전화망에서 기지국(10)의 안테나(15)로부터 송출되는 주파수를 기지국방향안테나(19,31)를 통해 수신받아 1차 주파수를 억제하고 2차 주파수만을 통과하도록 한 제 1듀플렉서(21) 및 제 1듀플렉서(21)와 제 1중간주파모듈(23) 중 하나를 구비한 중계기(20,30); 및

   상기 중계기(20,30)에서 신호 처리된 2차주파수를 송출함으로서 지하철내 지역 및 대형 건물내 지역 서비스를 제공하기 위한 이동국 방향 안테나(29,32,33)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 CDMA이동전화 특수지역 서비스 시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 중계기(20,30)에 의해 지하철내 지역 및 대형건물내 지역으로 송출되는 2차 주파수의 채널 리스트를 이용하여 기지국(10)에서 운용하는 CDMA 채널중에서 일부 CDMA 채널만을 이용하여 서비스하는 것을 특징으로 하는 CDMA 이동전화 특수지역 서비스 시스템.
3. 제 1항에 있어서, 상기 중계기(20,30)를 통해 송출되는 2차 주파수의 채널 리스트는 기지국(10)에서 지상으로 송출되는 1차 주파수의 채널 리스트와 상이하게 구성됨을 특징으로 하는 CDMA이동전화 특수지역 서비스 시스템.