KR100297944B1 - 기지국 전파 송출 방법 및 그 장치 - Google Patents

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Abstract

기지국 전파 송출 방법 및 그 장치가 개시된다. 본 기지국 전파 송출장치는 기지국과 상기 기지국에 연결된 중계기를 포함하는 무선 전송 시스템의 기지국에서 전파를 송출하는 방법에 있어서, (a) 기지국 전파를 기지국 시간 지연과 중계기 시간 지연의 차이에 해당하는 소정의 지연 시간으로 지연시키는 단계를 포함하여, 기지국 트래픽 채널의 윈도우 길이를 그대로 유지하면서도 기지국과 중계기 사이의 시간 지연 차이로 인하여 발생되는 호 끊어짐을 방지할 수 있다.

Description

기지국 전파 송출 방법 및 그 장치{Base station radio wave transmitting method and device thereof}
본 발명은 기지국 전파 송출 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 무선 전송 시스템의 셀들과 단말기 사이에서 발생되는 전송 시간 지연차로 인한 호 절단 문제를 해결하기 위한 기지국 전파 송출 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
코드분할다중접속(Code Division Multiple Access: CDMA) 방식을 포함한 무선이동통신 서비스에 있어서, 일반적으로 하나의 기지국이 커버할 수 있는 영역은 제한되어 있기 때문에 다수의 기지국을 지역별로 설치한다. 하지만, 기지국을 추가하는데는 많은 투자비가 요구된다. 따라서, 기지국의 추가 설치 대신에 광중계기(optical repeater)와 같은 다양한 종류의 중계기를 설치함으로써 낮은 투자비용으로 커버리지를 확장시키고 있다. 하지만, 이와같이 광중계기를 설치하는 경우, 기지국과 중계기 사이에서 광케이블을 통한 광전송 시간지연과 공중을 통한 공중파 전송 시간 지연이 상이함으로 인하여, 중계기 커버리지 영역과 기지국 커버리지 영역 사이의 중첩 구간에서 호(call)가 끊어지는 문제가 빈번하게 발생한다.
이러한 전송 시간 지연의 차이를 설명하기 위하여 도 1a에는 일반적인 무선 전송 시스템의 구성을 간략히 도시하였다. 도 1a의 무선전송 시스템은 기지국(10)에 인접한 다른 영역에 광중계기(12)가 배치된다. 기지국(10)과 광중계기(12)는 광케이블(14)에 의하여 연결된다. 이러한 광케이블(14)은 실제적으로 기지국(10)과 광중계기(12) 사이에서 직선으로 설치되지 못하고 우회하여 설치되는 경우가 많다.
한편, 자유공간 내에서의 빛의 전파속도는 3×108m/sec이다. 하지만, 광케이블의 코어 내에서의 빛의 전파속도는 2×108m/sec로서 자유 공간에서보다 느리다. 따라서, 광중계기(12)를 통하여 단말기(16)로 전송되는 전파는 기지국(10)에서 단말기(16)로 전송되는 전파보다 상당히 지연된다. 이로 인하여, 호를 유지한 단말기(16)가 광중계기(16) 방향으로 이동할 경우, 트래픽상의 광중계기 신호가 복조 윈도우 길이 범위내에 들어오지 못하여 호가 끊어지는 경우가 빈번히 발생한다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 시간 지연의 요소를 분석하면, 먼저, 무선 전송 시스템에서 발생하는 시간 지연은 기지국(10)과 단말기(16) 사이에서의 시간 지연과, 광중계기(12)를 통한 기지국(10)과 단말기(16) 사이에서의 시간 지연으로 구분될 수 있다. 도 1b에는 도 1a의 시스템에서 발생하는 시간 지연을 세부적으로 도시하였다. 도 1b를 참조하면, 기지국(10)과 단말기(16) 사이에서는 기지국(10)과 단말기(16) 사이의 단방향 공중파 지연(A1)과 기지국(10)에서의 단방향 시스템 지연(B)이 존재한다. 또한, 광중계기(12)와 단말기(16) 사이에서는 기지국(10)과 광중계기(12) 사이의 단방향 전송매체 지연(T), 광중계기(12)에서의 단방향 프로세싱지연(R), 광중계기(12)와 단말기(16) 사이의 단방향 공중파 지연(A2), 및 기지국(10)에서의 단방향 시스템 지연(B)이 존재한다.
결과적으로, 기지국-단말기-기지국에 걸친 기지국 영역에서의 단말기 라운드 트립(Round Trip) 지연은 RTD1과 같이 표시할 수 있으며, 기지국-중계기-단말기-중계기-기지국에 걸친 중계기 영역에서의 단말기 라운드 트립 지연은 RTD2와 같이 표시할 수 있다. 이때, 기지국 트래픽 채널에서의 복조 윈도우 길이가 도시한 바와 같이 W라 하면 중계기 영역에서의 단말기 라운드 트립 지연(RTD2)이 너무 커서 중계기 안테나로 수신되는 단말기 지연성분을 획득하여 복조할 수 없게 된다.
도 2에는 이러한 시간 지연 문제를 해결하기 위한 종래의 기지국 전파 송출 방법을 설명하기 위한 도면을 도시하였다. 도 2를 참조하면, 시간 지연 문제를 해결하기 위한 종래의 기지국 전파 송출 방법에 따르면, 윈도우 길이를 W에서 W'으로 확대한다. 이로써, 기지국 안테나를 통하여 수신되는 단말기 시간 지연 성분과 중계기 안테나를 통하여 수신되는 단말기 시간 지연 성분들을 획득하여 복조한다. 하지만, 이러한 종래의 기지국 전파 송출 방법은 기지국 커버리지와 중계기 커버리지가 중첩되지 않는 지역에서 호를 유지하는 단말기들의 시간 지연 성분은 기지국 안테나로 수신되는 시간 지연 성분이나 중계기 안테나로 수신되는 시간 지연 성분중 어느 한가지만 수신되기 때문에 기지국 트래픽의 윈도우 길이를 W로만 설정하여도 충분한 것을 W'으로 확대함으로써 트래픽 채널의 성능을 저하시키고 통화품질도 저하되는 문제점이 있다.
또한, 기지국 트래픽 채널에서 윈도우 길이를 확대할 수 없는 경우가 있다.이러한 경우에는, 단말기가 기지국 커버리지 영역에서 중계기 커버리지 영역으로 이동하면, 기지국 트래픽 채널에서 단말기 시간지연 성분을 획득 및 복조하지 못함으로써 호가 끊어진다는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 기지국 트래픽 채널의 윈도우 길이를 확대하지 않고 단말기 시간지연 성분을 획득 및 복조할 수 있는 기지국 전파 송출 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 방법을 구현하기 위한 기지국 전파 송출장치를 제공하는 것이다.
도 1a는 일반적인 무선 전송 시스템에서 기지국과 중계기 사이의 시간 지연을 설명하기 위한 도면이다.
도 1b는 도 1a의 시스템에서 발생하는 시간 지연을 세부적으로 도시한 도면이다.
도 2는 시간 지연 문제를 해결하기 위한 종래의 기지국 전파 송출 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 기지국 전파 송출 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기지국 전파 송출 장치의 구조를 도시한 블록도이다.
도 5는 도 4의 지연부의 다른 구현 예를 도시한 블록도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
A1...기지국과 단말기 사이의 단방향 공중파 지연,
B...기지국에서의 단방향 시스템 지연,
T...기지국과 광중계기 사이의 단방향 전송매체 지연,
R...광중계기에서의 단방향 프로세싱 지연,
A2...광중계기와 단말기 사이의 단방향 공중파 지연,
W...기지국 트래픽 채널에서의 복조 윈도우 길이,
BD...지연 시간량,
RTD...기지국 영역에서의 단말기 라운드 트립 지연,
RTD'...기지국 영역에서의 지연된 단말기 라운드 트립 지연.
상기 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 기지국 전파 송출 방법은 기지국과 상기 기지국에 연결된 중계기를 포함하는 무선 전송 시스템의 기지국에서 전파를 송출하는 방법에 있어서, (a) 기지국 전파를 기지국 시간 지연과 중계기 시간 지연의 차이에 해당하는 소정의 지연 시간으로 지연시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 지연시간은, 기지국과 단말기 사이의 단방향 공중파 지연을 A1, 중계기와 단말기 사이의 단방향 공중파 지연을 A2, 기지국과 중계기 사이의 단방향 전송매체 지연을 T, 중계기에서의 단방향 프로세싱 지연을 R, 기지국 트래픽 채널에서의 복조 윈도우 길이를 W라 할 때, 지연 시간량(BD)을,로 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 지연시간량(BD)은 단말기에서 기지국 신호를 기준으로 한 중계기 신호의 순방향 지연시간을 측정하여 설정될 수 있다.
또한, 상기 (a) 단계는 (a-1) 소자의 지연특성을 사용하여 지연시키는 단계를 포함하여도 무방하다. 상기 (a-1) 단계는 필터링 소자의 필터링 특성을 사용하고 그 필터링 소자의 지연특성을 사용하여 지연시키는 단계를 포함하여도 무방하다.
상기 다른 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 기지국 전파 송출 장치는 기지국과 상기 기지국에 연결된 중계기를 포함하는 무선 전송 시스템의 기지국내에 구비되는 전파 송출 장치에 있어서, 기지국 전파를 기지국 시간 지연과 중계기 시간 지연의 차이에 해당하는 소정의 지연 시간으로 지연시키는 전파 지연 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 기지국 전파 송출 방법 및 그 장치의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 3에는 본 발명에 따른 기지국 전파 송출 방법을 설명하기 위한 도면을 도시하였다. 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 기지국 전파 송출 방법은 기지국에서 전파를 기지국 시간 지연과 중계기 시간 지연의 차이에 해당하는 소정의 지연 시간 만큼 지연시켜 출력한다. 기지국 안테나를 통해 수신되는 단말기 지연성분은이고, 중계기 안테나를 통해 수신되는 단말기 지연성분은이므로, 기지국 시간 지연과 중계기 시간 지연의 차이는, 즉,가 된다. 따라서, 지연 시간을 BD라 하면,
의 범위내로 설정하는 것이 바람직하다.
이와같이, 기지국에서 전파를 지연시켜 출력하면 기지국 영역에서의 단말기 라운드 트립(Round Trip) 지연인 RTD는 지연 시간량(BD)만큼 더 지연되어 도시한 바와 같이 RTD'로 시프트된다. 이로써, 기지국 트래픽 채널에서 획득 및 복조할 수 있는 윈도우 길이(W) 내에 기지국 안테나를 통하여 수신되는 단말기 시간 지연 성분과 중계기 안테나를 통하여 수신되는 단말기 시간 지연 성분들이 존재할 수 있게 된다. 따라서, 단말기가 이동함에 따라 기지국 커버리지나 중계기 커버리지를 벗어나게 되는 경우에도 호가 끊어지지 않고 유지될 수 있다.
상기와 같은 기지국 전파 송출 방법은 기지국의 전파 송출장치내에 구현될 수 있다. 도 4에는 상기와 같은 방법을 구현하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 기지국 전파 송출 장치의 구조를 블록도로써 도시하였다. 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 기지국 전파 송출 장치는 트랜시버(402), 방향성 커플러(404), 지연부(406), 고전력증폭기(408; High Power Amplifier : HPA), 및 안테나(410)를 구비한다. 지연부(406)에서의 지연 시간 설정은 기지국 전파를 기지국 시간 지연과 중계기 시간 지연의 차이로 결정된다. 이러한 지연시간은 단말기 지연측정(DelayMeasurement)을 통하여 측정할 수도 있다.
상기 장치의 동작을 설명하면, 카드엔드로부터의 입력신호(Si)는 트랜시버(402)를 통하여 증폭된다. 방향성 커플러(404)에서는 트랜시버(404)로부터 출력된 신호(St)를 광중계기로 송출될 신호(Scop)와 지연시켜 공중으로 송출시킬 신호(Sdelay)로 분리한다. 지연부(406)는 공중으로 송출시킬 신호(Sdelay)를 기지국 시간 지연과 중계기 시간 지연의 차이에 해당하는 지연 시간으로 지연시킨다. 일예로, 약 5km의 광전송로를 통하여 설치된 광중계기와 기지국 사이의 단말기에서 수신된 두 신호간 시간 지연차는 단말기 DM 측정결과 약 37 칩(chip)인 것으로 나타났다. 여기서, 칩은 1.2288 메가 헤르쯔(MHz)의 시스템 클록의 한 주기에 해당하는 시간, 즉, 0.814 마이크로초(μsec)을 칭한다. 이 경우, 기지국 트래픽 채널의 윈도우 길이가 36 칩으로 설정되어 있으면 기지국 지연시간은칩에서칩 사이, 즉, 46 내지 75 마이크로초 사이에서 설정한다. 지연된 신호(Sdelay)는 고전력증폭기(408; HPA)에서 증폭되고, 안테나(412)를 통하여 지연된 전파(412)가 송출된다.
이와같이 기지국에서 전파를 지연시켜 출력하면 도 3을 참조하여 설명한 바와같이 기지국 영역에서의 단말기 라운드 트립(Round Trip) 지연인 RTD는 지연 시간량(BD)만큼 더 지연되어 RTD'로 시프트됨으로써 기지국 트래픽 채널에서 획득 및 복조할 수 있는 윈도우 길이(W) 내에 기지국 안테나를 통하여 수신되는 단말기 시간 지연 성분과 중계기 안테나를 통하여 수신되는 단말기 시간 지연 성분들이 존재할 수 있게 된다. 따라서, 기지국 트래픽 채널의 윈도우 길이를 그대로 유지하면서도 단말기가 이동함에 따라 기지국 커버리지나 중계기 커버리지를 벗어나게 되는 경우에도 호가 끊어지지 않고 유지될 수 있다.
이와같은 기지국 전파 송출장치내에 구비되는 지연부(406)는 지연이 아닌 다른 기능을 목적으로 구비되어 상기 기능을 수행하기 위하여 요구되는 지연시간을 전파 지연으로서 구현하는 것도 가능하다.
도 5에는 상기 지연부(406)의 다른 구현 예를 블록도로써 도시하였다. 도 5를 참조하면, 지연부(406)는 제1 승산기(502), 필터(504), 제2 승산기(506), 및 주파수 발생기(508)를 구비한다.
이와같은 지연부(406)의 동작을 설명하면, 제1 승산기(402)는 입력신호(S'cd)와 주파수 발생기(508)로부터 출력된 신호(f2)를 승산함으로써 제1 신호(f1-f2)를 출력한다. 필터(504)는 제1 신호(f1-f2)에 대하여 소정의 필터링 동작을 수행함으로써 필터링된 신호(f1-f2)를 출력한다. 제2 승산기(506)는 필터링된 신호(f1-f2)와 주파수 발생기(508)로부터 출력된 신호(f2)를 승산함으로써 지연된 f1주파수의 신호(f1)을 출력한다. 시간 지연량은 필터에 사용되는 소자의 종류 및 배치에 따라 적절히 설정될 수 있다. 즉, 필터링과 같이 지연이 아닌 다른 기능을 목적으로 한 소자를 사용하여 요구되는 전파 지연을 구현하는 것이 가능하다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의한 기지국 전파 송출 방법은 기지국 트래픽 채널의 윈도우 길이를 그대로 유지하면서도 기지국과 중계기 사이의 시간 지연 차이로 인하여 발생되는 호 끊어짐을 방지할 수 있다.

Claims (10)

  1. 기지국과 상기 기지국에 연결된 중계기를 포함하는 무선 전송 시스템의 기지국에서 전파를 송출하는 방법에 있어서,
    (a) 기지국 전파를 기지국 시간 지연과 중계기 시간 지연의 차이에 해당하는 소정의 지연 시간으로 지연시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국 전파 송출 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 지연시간은,
    기지국과 단말기 사이의 단방향 공중파 지연을 A1, 중계기와 단말기 사이의 단방향 공중파 지연을 A2, 기지국과 중계기 사이의 단방향 전송매체 지연을 T, 중계기에서의 단방향 프로세싱 지연을 R, 기지국 트래픽 채널에서의 복조 윈도우 길이를 W라 할 때, 지연 시간량(BD)을,
    로 설정하는 것을 특징으로 하는 기지국 전파 송출 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 지연시간량(BD)은 단말기에서 기지국 신호를 기준으로 한 중계기 신호의 순방향 지연시간을 측정하여 설정되는 것을 특징으로 하는 기지국 전파 송출 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 (a) 단계는,
    (a-1) 소자의 지연특성을 사용하여 지연시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국 전파 송출 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 (a-1) 단계는 필터링 소자의 필터링 특성을 사용하고 그 필터링 소자의 지연특성을 사용하여 지연시키는 단계인 것을 특징으로 하는 기지국 전파 송출 방법.
  6. 기지국과 상기 기지국에 연결된 중계기를 포함하는 무선 전송 시스템의 기지국내에 구비되는 전파 송출 장치에 있어서,
    기지국 전파를 기지국 시간 지연과 중계기 시간 지연의 차이에 해당하는 소정의 지연 시간으로 지연시키는 전파 지연 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국 전파 송출 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 전파 지연 수단은,
    기지국과 단말기 사이의 단방향 공중파 지연을 A1, 중계기와 단말기 사이의단방향 공중파 지연을 A2, 기지국과 중계기 사이의 단방향 전송매체 지연을 T, 중계기에서의 단방향 프로세싱 지연을 R, 기지국 트래픽 채널에서의 복조 윈도우 길이를 W라 할 때, 지연 시간량(BD)을,
    로 설정하는 것을 특징으로 하는 기지국 전파 송출 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 지연시간량(BD)은 단말기에서 기지국 신호를 기준으로 한 중계기 신호의 순방향 지연시간을 측정하여 설정되는 것을 특징으로 하는 기지국 전파 송출 장치.
  9. 제6항에 있어서, 상기 전파 지연 수단은 지연이 아닌 다른 기능을 목적으로 구비되어 상기 기능을 수행하기 위하여 요구되는 지연시간을 전파 지연으로서 구현하는 것을 특징으로 하는 기지국 전파 송출 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 전파 지연 수단은 필터링 소자인 것을 특징으로 하는 기지국 전파 송출 장치.
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