KR100300085B1 - 이동통신 시스템의 멀티-섹터 기지국 장치 - Google Patents

이동통신 시스템의 멀티-섹터 기지국 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 1FA(Frequency Allocation) 디지털 유니트를 이용하여 7FA 디지털 유니트를 구현 함으로써 통화 채널의 효율을 증대시키고 채널 간섭을 줄이도록 한 이동통신 시스템의 멀티-섹터 기지국 장치에 관한 것으로서, 이러한 본 발명은, 중앙처리장치에서 기지국 전체동작을 제어하는 기지국 제어기에서 출력되는 섹터 변환 신호에 따라 섹터 변환 데이터를 발생하고, 섹터변환 제어부에서 그 섹터 변환 데이터에 따라 섹터 변환을 위한 제어신호를 발생한다. 그러면 섹터 변환부는 상기 섹터변환 제어신호에 따라 복수개의 기지국 모뎀에서 얻어지는 송신신호와 이동국에서 송신된 수신신호의 섹터를 절체하게 되고, 기지국 모뎀 출력 디지털 조합부는 각 FA별 송신신호를 FA별로 합하여 출력함으로써, 1FA 3섹터 디지털 유니트를 이용하여 7FA 3섹터 디지털 유니트를 갖는 멀티-섹터 기지국의 구현이 가능하다.

Description

이동통신 시스템의 멀티-섹터 기지국 장치{Multiple sector base transceiver station in mobile communication system}
본 발명은 이동통신 시스템(디지털 셀룰라 시스템, 개인 휴대 통신 시스템,협대역 WLL 시스템)의 멀티-섹터(multi-sector) 기지국 장치에 관한 것으로, 특히 1FA(Frequency Allocation) 디지털 유니트를 이용하여 7FA 디지털 유니트를 구현 함으로써 통화 채널의 효율을 증대시키고 채널 간섭을 줄이도록 한 이동통신 시스템의 멀티-섹터 기지국 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 이동통신 시스템은 전자 산업 협회의 호출 처리에 규정된 프로토콜을 따르도록 되어 있으며, 단말기는 전원이 인가되면 초기화된 상태에서 자신이 위치한 지점에서 수신 신호의 세기가 가장 큰, 즉 가장 가까운 기지국(셀 사이트)의 제어채널을 찾게된다.
가장 가까운 제어채널을 찾게되면 이동통신 단말기는 비통화모드로 들어가 선택된 채널을 통해 현 기지국이 송신하는 메시지를 수신하게 된다.
이때, 기지국은 상기와 같은 메시지 이외의 단말기(이동국) 또는 제어국과의 통신 메시지를 통해 이동통신 전반에 관한 통신을 수행하게 되는데, 여기서 사용되는 것이 기지국용 모뎀이다.
즉, 이동국과의 데이터 통신이나 제어국과 데이터 통신시 상기 모뎀을 통해 데이터를 송,수신하게 된다.
도1은 상기와 같은 모뎀을 이용하여 이동국과 통신을 수행하는 종래 3섹터 기지국 장치의 구성도이다.
이에 도시된 바와 같이, 이동국으로 송신할 데이터(α섹터 데이터, β섹터 데이터, γ섹터 데이터)를 발생하고 그 이동국으로부터 송신된 데이터(α섹터 데이터, β섹터 데이터, γ섹터 데이터)를 수신하는 다수개의 기지국 모뎀(기지국모뎀1 ~ 기지국 모뎀n)으로 이루어진 기지국 모뎀부(10)와, 상기 기지국 모뎀부(10)내의 복수개의 기지국 모뎀(기지국 모뎀1 ~ 기지국 모뎀n)에서 각각 발생된 신호를 합하여 출력하는 기지국 모뎀 출력 디지털 조합기(20)와, 상기 기지국 모뎀 출력 디지털 조합기(20)에서 출력되는 각 섹터별 송신 데이터를 각각의 중간주파신호로 변조하는 중간주파 변조부(30)와, 상기 중간주파 변조부(30)에서 얻어지는 각 섹터별 중간주파수를 각각 고주파 신호로 변조한 후 각 섹터별 안테나(ANT1, ANT2, ANT3)로 출력하는 고주파 변조부(40)와, 상기 각 섹터별 안테나(ANT1, ANT2, ANT3)로 수신된 이동국 송신 고주파를 복조하는 고주파 복조부(50)와, 상기 고주파 복조부(50)에서 각각 복조된 고주파 신호로부터 중간주파 신호를 추출하여 상기 기지국 모뎀부(10)에 섹터별로 전달해주는 중간주파 복조부(60)로 구성되었다.
이와 같이 구성된 일반적인 3섹터 기지국 장치의 동작은 다음과 같다.
먼저, 기지국 모뎀부(10)내의 각각의 기지국 모뎀(기지국 모뎀1 ~ 기지국 모뎀n)에서 각 섹터별로 출력된 송신 데이터는 기지국 모뎀 출력 디지털 조합기(20)에서 합하여 진다.
여기서 기지국 모뎀 출력 디지털 조합기(20)는, 도면에는 도시하지 않았지만, 직렬/병렬 변환 및 출력 통제기, 세츄레이터, 데이터 조합기로 이루어지며, 직렬/병렬 변환 및 출력 통제기는 기지국 모뎀의 출력 데이터를 병렬 데이터로 변환하고, 그 변환한 병렬데이터의 패리티 에러를 검출하여 그 검출 결과에 따라 각 채널 카드의 출력을 제어하게 된다. 그리고 세츄레이터는 직렬/병렬 변환 및 출력 통제기에서 출력되는 채널 데이터중 무효정보는 제거하고 유효한 데이터만 통과시키게 되며, 아울러 데이터 조합기는 세츄레이터에서 출력되는 채널 데이터를 채널별로 선택적으로 가산하고 그 가산된 채널 데이터의 무효 정보를 제거한 유효정보만을 최종 출력 데이터로 출력하게 된다.
이와 같이 기지국 모뎀 출력 디지털 조합기(20)에서 출력되는 송신 데이터는, 중간주파 변조부(30)에서 각 섹터별 중간주파수로 변조되고, 고주파 변조부(40)에서 각 섹터별 고주파로 변조된 후 안테나(ANT1,ANT2,ANT3)를 통해 이동국으로 송출된다.
한편, 이동국에서 송출된 신호는 각 섹터별 안테나(ANT1,ANT2,ANT3)에서 수신된 후 고주파 복조부(50)에서 원래의 신호로 복조되고, 중간주파 복조부(60)에서 중간 주파가 추출되어 실제 수신 신호로 상기 기지국 모뎀부(10)내의 각각의 기지국 모뎀에 전달된다.
그러나 이러한 일반적인 기지국 장치는, 3섹터용 디지털 유니트 1개를 이용하여 1FA를 구현하는데, 이 경우 1FA에 많은 가입자가 통신을 하게 되면 한 FA에 대한 통화 채널의 증가로 인해 통화채널 간섭이 증가해 상대적으로 잡음이 증가하게 되고, 이러한 잡음의 증가로 인해 결국 통화 채널의 효율을 저하시켰다.
이에 본 발명은 상기와 같은 일반적인 1FA 섹터 기지국 장치에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,
본 발명의 목적은, 1FA(Frequency Allocation) 디지털 유니트를 이용하여 7FA 디지털 유니트를 구현 함으로써 통화 채널의 효율을 증대시키고 채널 간섭을 줄이도록 한 이동통신 시스템의 멀티-섹터 기지국 장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 멀티-섹터 기지국 장치는,
기지국 전체동작을 제어하는 기지국 제어기에서 출력되는 섹터 변환 신호에 따라 섹터 변환 데이터를 발생하는 중앙처리장치와;
상기 중앙처리장치에서 출력되는 섹터 변환 데이터에 따라 섹터 변환을 위한 제어신호를 발생하는 섹터변환 제어수단과;
상기 섹터변환 제어수단에서 발생한 제어신호에 따라 복수개의 기지국 모뎀에서 얻어지는 송신신호와 이동국에서 송신된 수신신호의 섹터를 절체하는 섹터 변환수단과;
상기 섹터 변환수단에서 얻어지는 각 FA별 송신신호를 FA별로 합하여 출력하는 다수개의 기지국 모뎀 출력 디지털 조합기로 이루어진 기지국 모뎀 출력 디지털 조합수단으로 이루어짐을 특징으로 한다.
상기에서 섹터변환 제어수단은, 상기 중앙처리장치에서 얻어지는 섹터 변환 데이터를 래치하여 송신신호 섹터 변환을 위한 제어신호를 발생하는 제1플립플롭과, 상기 중앙처리장치에서 얻어지는 섹터 변환 데이터를 래치하여 수신신호 섹터 변환을 위한 제어신호를 발생하는 제2플립플롭으로 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 섹터 변환수단은, 상기 섹터변환 제어수단에서 얻어지는 송신신호 섹터 변환 제어신호에 따라 기지국 모뎀에서 출력되는 1FA 3섹터 송신 신호를 7FA 3섹터 신호로 역다중화하는 1:7 디멀티플렉서와; 상기 이동국에서 송신된 7FA 3섹터 수신신호를 1FA 3섹터 신호로 다중화하는 7:1 멀티플렉서로 구성됨을 특징으로 한다.
도1은 일반적인 1FA 섹터 기지국 장치 블록도,
도2는 본 발명에 의한 이동통신 시스템의 멀티-섹터 기지국 장치 블록도,
도3은 도2의 섹터 변환부 및 섹터변환 제어부의 상세 구성도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110 : 기지국 모뎀부
120 : 중앙처리장치
130 : 섹터변환 제어부
140 : 섹터 변환부
150 : 기지국 모뎀 출력 디지털 조합부
이하, 상기와 같은 기술적 사상에 따른 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
첨부한 도면 도2는 본 발명에 의한 이동통신 시스템의 멀티-섹터 기지국 장치 블록도이다.
이에 도시된 바와 같이, 다수개의 기지국 모뎀(110-1 ~ 110-n)으로 이루어진 기지국 모뎀부(110)와; 기지국 전체동작을 제어하는 기지국 제어기(도면에는 미도시)에서 출력되는 섹터 변환 신호에 따라 섹터 변환 데이터를 발생하는 중앙처리장치(120)와; 상기 중앙처리장치(120)에서 출력되는 섹터 변환 데이터에 따라 섹터 변환을 위한 제어신호를 발생하는 섹터변환 제어부(130)와; 상기 섹터변환 제어부(130)에서 발생한 제어신호에 따라 상기 복수개의 기지국 모뎀(110-1 ~ 110-n)에서 얻어지는 송신신호와 이동국에서 송신된 수신신호의 섹터를 절체하는 섹터 변환부(140)와; 상기 섹터 변환부(140)에서 얻어지는 각 FA별 송신신호를 FA별로 합하여 출력하는 다수개의 기지국 모뎀 출력 디지털 조합기(151 ~ 157)로 이루어진 기지국 모뎀 출력 디지털 조합부(150)와; 상기 기지국 모뎀 출력 디지털 조합부(150)에서 출력되는 각 섹터별 송신 데이터를 각각의 중간주파신호로 변조하는 중간주파 변조부(160)와, 상기 중간주파 변조부(160)에서 얻어지는 각 섹터별 중간주파수를 각각 고주파 신호로 변조한 후 각 섹터별 안테나(ANT1, ANT2, ANT3)로 출력하는 고주파 변조부(170)와; 상기 각 섹터별 안테나(ANT1, ANT2, ANT3)로 수신된 이동국 송신 고주파를 원래의 신호로 복조하는 고주파 복조부(180)와; 상기 고주파 복조부(180)에서 각각 복조된 고주파 신호로부터 중간주파 신호를 추출하여 상기 기지국 모뎀부(110)에 섹터별로 전달해주는 중간주파 복조부(190)로 구성된다.
상기에서 섹터변환 제어부(130)는 도3에 도시된 바와 같이, 상기 중앙처리장치(120)에서 얻어지는 섹터 변환 데이터를 래치하여 송신신호 섹터 변환을 위한 제어신호를 발생하는 제1플립플롭(131)과, 상기 중앙처리장치(120)에서 얻어지는 섹터 변환 데이터를 래치하여 수신신호 섹터 변환을 위한 제어신호를 발생하는 제2플립플롭(132)으로 구성된다.
또한, 상기 섹터 변환부(140)는 도3에 도시된 바와 같이, 상기 섹터변환 제어부(130)에서 얻어지는 송신신호 섹터 변환 제어신호에 따라 기지국 모뎀에서 출력되는 1FA 3섹터 송신 신호를 7FA 3섹터 신호로 역다중화하는 1:7 디멀티플렉서(141)와; 상기 이동국에서 송신된 7FA 3섹터 수신신호를 1FA 3섹터 신호로 다중화하는 7:1 멀티플렉서(142)로 구성된다.
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 이동통신 시스템의 멀티-섹터 기지국 장치는, 도면의 복잡도로 인하여 섹터변환 제어부(130) 및 섹터 변환부(140)를 하나만도시 하였으며, 실제 복수개의 기지국 모뎀이 있을 경우 각각의 기지국 모뎀에 대응하는 개수의 섹터 변환 제어부 및 섹터 변환부가 필요하다.
한편, 기지국 모뎀부(110)에 있는 다수개의 기지국 모뎀중 첫번째 기지국 모뎀(일예로, 110-1)을 알파섹터(α섹터)의 오버헤드 채널로 설정한 경우, 상기 기지국 모뎀(110-1)의 송신 α섹터 신호는 섹터 변환부(140)내의 7:1 디멀티플렉서(141)에 전달되며, 상기 7:1 디멀티플렉서(141)는 섹터 변환 제어부(130)의 제어에 따라 7개의 FA중 하나의 FA를 선택하고 알파섹터 경로를 선택한다. 이 선택한 경로를 통해서 7개의 기지국 모뎀 출력 디지털 조합기(151 ~ 157)에 7개의 알파섹터 신호가 합하여지고, 그 합해진 7FA 알파섹터 송신신호는 중간주파 변조부(160) 및 고주파 변조부(170)를 순차 통해 변조된 후 안테나를 통해 송신된다. 아울러 7FA 수신신호는 고주파 복조부(180) 및 중간주파 복조부(190)를 통해 복조된 후 상기 섹터 변환부(140)에 전달되며, 7:1 멀티플렉서(142)에 의해서 다중화된 후, 복수개의 기지국 모뎀에 대한 알파섹터 신호로 상기 기지국 모뎀(110-1)의 알파섹터 수신단(RX-α)으로 입력된다.
다음으로, 기지국 모뎀부(110)에 있는 다수개의 기지국 모뎀중 두번째 기지국 모뎀(일예로, 110-2)을 베타섹터(β섹터)의 오버헤드 채널로 설정한 경우, 상기 기지국 모뎀(110-2)의 송신 β섹터 신호는 섹터 변환부(140)내의 7:1 디멀티플렉서(141)에 전달되며, 상기 7:1 디멀티플렉서(141)는 섹터 변환 제어부(130)의 제어에 따라 7개의 FA중 하나의 FA를 선택하고 베타섹터 경로를 선택한다. 이 선택한 경로를 통해서 7개의 기지국 모뎀 출력 디지털 조합기(151 ~157)에 7개의 베타섹터 신호가 합하여지고, 그 합해진 7FA 베타섹터 송신신호는 중간주파 변조부(160) 및 고주파 변조부(170)를 순차 통해 변조된 후 안테나를 통해 송신된다. 아울러 7FA 수신신호는 고주파 복조부(180) 및 중간주파 복조부(190)를 통해 복조된 후 상기 섹터 변환부(140)에 전달되며, 7:1 멀티플렉서(142)에 의해서 다중화된 후, 복수개의 기지국 모뎀에 대한 베타섹터 신호로 상기 기지국 모뎀(110-2)의 베타섹터 수신단(RX-β)으로 입력된다.
또한, 기지국 모뎀부(110)에 있는 다수개의 기지국 모뎀중 세번째 기지국 모뎀(일예로, 110-3)을 감마섹터(γ섹터)의 오버헤드 채널로 설정한 경우, 상기 기지국 모뎀(110-3)의 송신 γ섹터 신호는 섹터 변환부(140)내의 7:1 디멀티플렉서(141)에 전달되며, 상기 7:1 디멀티플렉서(141)는 섹터 변환 제어부(130)의 제어에 따라 7개의 FA중 하나의 FA를 선택하고 감마섹터 경로를 선택한다. 이 선택한 경로를 통해서 7개의 기지국 모뎀 출력 디지털 조합기(151 ~ 157)에 7개의 감마섹터 신호가 합하여지고, 그 합해진 7FA 감마섹터 송신신호는 중간주파 변조부(160) 및 고주파 변조부(170)를 순차 통해 변조된 후 안테나를 통해 송신된다. 아울러 7FA 수신신호는 고주파 복조부(180) 및 중간주파 복조부(190)를 통해 복조된 후 상기 섹터 변환부(140)에 전달되며, 7:1 멀티플렉서(142)에 의해서 다중화된 후, 복수개의 기지국 모뎀에 대한 감마섹터 신호로 상기 기지국 모뎀(110-3)의 감마섹터 수신단(RX-γ)으로 입력된다.
이와 같이 3개의 섹터 및 7개의 FA에 대하여 오버헤드 채널을 설정하고 난 후의 통화 채널에 대한 송,수신 동작은 다음과 같다.
먼저, 중앙처리장치(120)에 의해서 섹터변환 제어부(130)의 제어신호 0 ~ 2까지가 모두 '로우(0)'로 되어 있다면, 즉, 상기 제어신호 값이 '0'이면 기지국 모뎀의 임의로 결정된 섹터에 대해 FA0, 상기 제어신호 값이 '1'이면 FA1으로, 상기 제어신호 값이 '10'이면 FA2로, 상기 제어신호 값이 '11'이면 FA3으로, 상기 제어신호 값이 '100'이면 FA4로, 상기 제어신호 값이 '101'이면 FA5로, 상기 제어신호 값이 '110'이면 FA6으로 각각 FA가 결정된다.
이와 같이 제어신호에 따라 각각의 FA가 선택된다고 정의한 상태에서, 단말기가 FA3에서 통화를 시도한다고 가정한다. 이럴 경우 FA3의 임의 섹터에 오버헤드 채널을 통해서 단말기가 FA3에서 호를 시도하고 있다는 것을 인지한다. 이 인지 신호는 도면에는 도시하지 않았지만 기지국 제어기에 전달되며, 기지국 제어기는 상기 중앙처리장치(120)에게 FA3으로 통화를 할 수 있도록 명령을 전송한다. 이러한 전송 명령에 의해 상기 중앙처리장치(120)는 제어신호 값을 '11'로 변경하여 상기 섹터변환 제어부(130)에 전달해주게 되며, 이러한 제어신호 값을 전달받은 섹터변환 제어부(130)는 상기 섹터 변환부(140)내의 7:1디멀티플렉서(141)가 FA3으로 연결되도록 제어를 한다. 이러한 제어에 의해 상기 7:1디멀티플렉서(141)는 FA3에 입력 신호를 연결해준다.
이하, 기지국 모뎀 출력 디지털 조합부(150), 중간주파 변조부(160), 고주파 변조부(170)의 동작은 주지한 동작과 동일하므로 그의 자세한 설명은 생략한다.
이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은, 1FA 3섹터 디지털 유니트를 이용하여 7FA 3섹터 디지털 유니트를 구현할 수 있어 통화 채널의 효율을 증대시킬 수 있는 이점이 있다.
즉, 1FA 3섹터용 디지털 유니트 1개를 사용하는 대신 7FA 디지털 유니트 1개를 사용하는 경우 1FA에 대한 통화채널을 7FA로 분산시킬 수 있어 채널 간섭을 줄임은 물론 통화 채널의 효율 증대가 가능하다.

Claims (3)

  1. 기지국 모뎀을 이용하여 섹터별로 통신을 수행하는 이동통신 시스템의 기지국 장치에 있어서,
    상기 기지국 전체동작을 제어하는 기지국 제어기에서 출력되는 섹터 변환 신호에 따라 섹터 변환 데이터를 발생하는 중앙처리장치와;
    상기 중앙처리장치에서 출력되는 섹터 변환 데이터에 따라 섹터 변환을 위한 제어신호를 발생하는 섹터변환 제어수단과;
    상기 섹터변환 제어수단에서 발생한 제어신호에 따라 복수개의 기지국 모뎀에서 얻어지는 송신신호와 이동국에서 송신된 수신신호의 섹터를 절체하는 섹터 변환수단과;
    상기 섹터 변환수단에서 얻어지는 각 FA별 송신신호를 FA별로 합하여 출력하는 다수개의 기지국 모뎀 출력 디지털 조합기로 이루어진 기지국 모뎀 출력 디지털 조합수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 멀티-섹터 기지국 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 섹터변환 제어수단은, 상기 중앙처리장치에서 얻어지는 섹터 변환 데이터를 래치하여 송신신호 섹터 변환을 위한 제어신호를 발생하는 제1플립플롭과, 상기 중앙처리장치에서 얻어지는 섹터 변환 데이터를 래치하여 수신신호 섹터 변환을 위한 제어신호를 발생하는 제2플립플롭으로 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 멀티-섹터 기지국 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 섹터 변환수단은, 상기 섹터변환 제어수단에서 얻어지는 송신신호 섹터 변환 제어신호에 따라 기지국 모뎀에서 출력되는 1FA 3섹터 송신 신호를 7FA 3섹터 신호로 역다중화하는 1:7 디멀티플렉서와; 상기 이동국에서 송신된 7FA 3섹터 수신신호를 1FA 3섹터 신호로 다중화하는 7:1 멀티플렉서로 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 멀티-섹터 기지국 장치.
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