KR100316516B1 - 무선가입자망시스템용 기지국의 데이터변환장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다수의 채널에 대해 동시에 통신서비스를 제공하기 위해 다수의 보드로 구성되는 기지국의 모뎀에서 각 보드로부터 출력되는 신호레벨의 차이로 인해 발생되는 신호왜곡을 감소시킬 수 있도록 된 무선가입자망시스템용 기지국의 데이터변환장치에 관한 것으로서, N×M개의 채널에 대해 변복조동작을 수행하고, 이 변복조동작으로 인해 생성되는 I데이터와 Q데이터를 망동기회로로부터 인가되는 클럭신호를 근거로 아날로그신호로 변환하여 출력하는 무선가입자망시스템용 기지국의 데이터변환장치에 있어서, 상기 N×M 채널로부터 인가되는 데이터를 동시에 변복조처리하기 위해 M개 채널을 수용할 수 있도록 된 N개로 보드로 구성되며, N개의 각 보드는 입력되는 M개 채널을 변복조하여 생성되는 M개의 I데이터와 M개의 Q데이터를 I데이터와 Q데이터별로 합성하여 N개의 I데이터와 N개의 Q데이터로 출력하는 모뎀과, 상기 모뎀으로부터 출력되는 N개의 I데이터와 N개의 Q데이터를 I데이터와 Q데이터별로 합성하여 합성된 I데이터와 Q데이터를 각각 출력하는 데이터합성수단 및, 상기 데이터합성수단으로부터 출력되는 I데이터와 Q데이터에 대해 각각 아날로그신호변환동작을 수행하여 출력하는 D/A변환수단을 구비하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

무선가입자망시스템용 기지국의 데이터변환장치{Modem of base-station in WLL system}
본 발명은 무선가입자망시스템에 관한 것으로, 특히 다수의 채널에 대해 동시에 통신서비스를 제공하기 위해 다수의 보드로 구성되는 기지국의 모뎀에서 각보드로부터 출력되는 신호레벨의 차이로 인해 발생되는 신호왜곡을 감소시킬 수 있도록 된 무선가입자망시스템용 기지국의 데이터변환장치에 관한 것이다.
일반적으로 PSTN망이나 인터넷망 등의 경우에는 유선망으로 구성되기 때문에 특정한 가입자에 대해 통신서비스를 제공하고자 하는 경우에는 해당 통신망과 가입자를 유선을 통해 결합시키는 것이 필요하게 된다. 그러나, 만일 통신가입자가 산악지역 등에 분산되어 위치하는 경우에는 해당 가입자를 일일이 유선으로 결합시키는 것은 경제적으로 큰 손실을 초래하게 된다.
따라서, 최근에는 특정한 통신가입자를 PSTN망 등의 유선망에 대해 무선으로 결합시키는 이른 바 무선가입자망 시스템이 개발되어 보급되고 있다.
도 1은 현재 상용화되어 있는 일반적인 무선가입자망 시스템의 구성을 나타낸 블록구성도이다.
도 1에서 참조번호 1은 특정한 가입자를 결합시키기 위한 가입자 접속장치로서, 이는 전화장치(2)와 팩시밀리(3) 및 개인용 컴퓨터(4) 등의 다양한 통신단말기를 결합할 수 있도록 되어 있고, 또한 일부 가입자접속장치의 경우에는 ISDN 단말기를 접속할 수 있도록 구성된 것도 있다.
또한, 도면에서 참조번호 5는 상기 가입자접속장치(1)와 무선을 통해 결합되어 해당 가입자접속장치(1)에 대해 무선통신선로를 제공하는 기지국으로서, 이는 가입자접속장치(1)와 CDMA방식으로 결합되게 된다. 그리고, 각각의 기지국(5)은 예컨대 총 80채널을 수용하여 적어도 64개의 가입자접속장치(1)에 대해 동시에 통신채널을 제공할 수 있도록 되어 있다.
그리고, 도면에서 참조번호 6은 무선가입자망 시스템을 제어함과 더불어 각 가입자접속장치에 대해 통신채널을 제공하는 등의 제어처리를 수행하는 기지국 제어기로서, 이는 예컨대 16개의 기지국(51∼516)을 수용할 수 있도록 구성된다. 또한, 기지국 제어기(6)는 상기 기지국(5)에 대해 E1링크와 LAPD 프로토콜을 통해서 결합됨과 더불어, WLL 게이트웨이(7: WLL Gateway)와 데이터통신 정합장치(8)를 통해서 PSTN망과 인터넷 등의 패킷망에 결합되게 된다.
한편, 도2는 상기 도1에 도시된 기지국(5)의 내부구성을 나타낸 블록구성도이다.
도면에서, 참조번호 51은 가입자접속장치(1)로부터 인가되는 무선데이터를 수신함과 더불어, 기지국으로부터 생성된 무선데이터를 송출하기 위한 안테나이고, 52는 입력되는 데이터에 대해 RF변복조를 수행함과 더불어, 상기 안테나(1)로부터 인가되는 데이터에 대해서는 저잡음증폭기능을 수행하고, 이후에 설명할 아날로그채널유니트(53)로부터 인가되는 데이터에 대해서는 고출력증폭기능을 수행하는 RF장치이다.
또한, 참조번호 53은 이후에 설명할 모뎀(54)과 상기 RF장치(51)간의 인터페이스역할을 수행함과 더불어, 모뎀(54)으로부터 인가되는 디지털신호를 아날로그신호로 변환처리하고, 상기 RF장치(51)로부터 인가되는 아날로그신호를 디지털처리하는 아날로그채널유니트이고, 54는 무선접속 구간의 트래픽 및 제어 정보전송을 위하여 초기동기, 코드트랙킹, 채널코딩, 인터리빙, 대역확산, 비터비디코딩 등의 동작을 수행하는 모뎀(MODEM)으로서, 이는 본 시스템이 동시에 수용할 수 있는 가입자의 수에 대응되도록 다수의 모뎀보드로 구성되며, 한 보드는 4채널 또는 8채널을 수용할 수 있게 된다.
한편, 참조번호 55는 기지국제어기(6)로부터 전송되는 E1프레임을 타임슬롯단위로 분리하여 상기 모뎀(54)의 각 채널에 할당함과 더불어, 상기 모뎀(54)으로부터 인가되는 각 채널데이터에 대해 각 타임슬롯을 할당하는 멀티플렉싱처리장치이고, 56은 상기 멀티플렉싱처리장치(55)로부터 인가되는 데이터를 E1프레임구조로 변환하여 기지국제어기(6)로 송출함과 더불어, 기지국제어기(6)로부터 인가되는 RPC인터페이스로서, 이때 사용하는 통신프로토콜은 LAPD를 사용한다.
또한, 참조번호 57은 기지국제어기(6)로부터 전송되는 E1프레임에서 시간정보를 추출하여 기지국의 시스템 클럭과의 동기를 유지하는 망동기장치(NSU)이고, 58은 기지국의 전반적인 동작을 제어하는 주프로세서로서, 이는 상기한 기지국내부의 장치 및 가입자접속장치(1)에 대한 전반적인 관리 및 제어기능을 수행하게 된다.
특히, 상기 모뎀(54)은 CDMA방식으로 가입자정합장치와의 데이터송수신을 위해 데이터를 변조 및 복조처리하게 되는 바, 이는 가입자정합장치로 데이터를 송출하는 경우 송출할 데이터에 대해 QPSK변조를 수행하여 I데이터와 Q데이터를 생성한 후 아날로그채널유니트(53)로 출력하게 된다. 또한, 상기 모뎀(54)은 동시에 64개의 채널을 수용할 수 있도록 8개 채널을 수용하는 보드가 총 8장으로 구성되어 형성되게 되는 바, 이 8장의 모뎀보드에서는 수신되는 데이터에 대해 생성된 채널별 I,Q데이터를 I,Q데이터에 대해 각각 D/A변환을 수행한 후 아날로그채널유니트(53)를 통해 D/A변환된 각 채널별 아날로그 신호를 합성하도록 구성되게 된다.
그런데, 상기 모뎀(53)에 있어서는 다수개 즉, 64개의 I,Q데이터에 대해 D/A변환을 수행한 후 아날로그채널유니트(53)를 통해 아날로그신호 합성동작을 수행하게 되므로, 각 모뎀보드간의 출력신호레벨 차이 및 임피던스 부정합등으로 인해 최종적으로 출력되는 전체적인 아날로그신호의 왜곡이 발생하여 데이터통신서비스의 질을 저하시키게 되는 문제가 발생하게 된다.
이에, 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 모뎀을 구성하는 다수개 보드로 인가되는 각 채널에 대한 I,Q데이터를 I데이터와 Q데이터별로 합성한 후, 그 합성된 I데이터와 Q데이터에 대해 D/A변환을 수행하도록 함으로써, 보드간 출력신호레벨 차이로 인한 아날로그변환신호의 왜곡을 감소시킬 수 있도록 된 무선가입자망시스템용 기지국의 데이터변환장치를 제공함에 그 기술적 목적이 있다.
도1은 현재 상용화되어 있는 일반적인 무선가입자망 시스템의 구성을 나타낸 블록구성도.
도2는 도1에 도시된 기지국(50)의 내부구성을 나타낸 블록구성도.
도3은 본 발명이 적용되는 기지국의 구성을 나타낸 블록구성도.
도4는 도3에 도시된 데이터변환장치(100)의 내부구성을 나타낸 블록구성도.
도5는 도4에 도시된 모뎀(101)의 데이터합성동작을 설명하기 위한 도면.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***
101 : 모뎀, 102 : I 버퍼,
103 : Q 버퍼, 104 : 데이터합성부,
105, 106 : D/A변환부.
상기 목적을 달성하기 위한 무선가입자망시스템용 기지국의 데이터변환장치는, N×M개의 채널에 대해 변복조동작을 수행하고, 이 변복조동작으로 인해 생성되는 I데이터와 Q데이터를 망동기회로로부터 인가되는 클럭신호를 근거로 아날로그신호로 변환하여 출력하는 무선가입자망시스템용 기지국의 데이터변환장치에 있어서, 상기 N×M 채널로부터 인가되는 데이터를 동시에 변복조처리하기 위해 M개 채널을 수용할 수 있도록 된 N개로 보드로 구성되며, N개의 각 보드는 입력되는 M개 채널을 변복조하여 생성되는 M개의 I데이터와 M개의 Q데이터를 I데이터와 Q데이터별로 합성하여 N개의 I데이터와 N개의 Q데이터로 출력하는 모뎀과, 상기 모뎀으로부터 출력되는 N개의 I데이터와 N개의 Q데이터를 I데이터와 Q데이터별로 합성하여 합성된 I데이터와 Q데이터를 각각 출력하는 데이터합성수단 및, 상기 데이터합성수단으로부터 출력되는 I데이터와 Q데이터에 대해 각각 아날로그신호변환동작을 수행하여 출력하는 D/A변환수단을 구비하여 구성된 것을 특징으로 한다.
즉, 상기한 바에 의하면, 다수의 채널에 대해 변복조동작을 수행하는 모뎀보드가 다수개 결합하여 구성되어 모뎀을 형성하는 데이터변환장치에 있어서, 각 모뎀보드에서는 각 채널별로 생성되는 I데이터와 Q데이터를 합성하여 합성된 I데이터와 Q데이터를 출력하도록 하고, 각 보드별로 출력되는 합성된 I데이터와 Q데이터를 I데이터와 Q데이터별로 각각 합성하여, 다수 채널에 대한 하나의 I데이터와 Q데이터를 생성한 후 이에 대해 아날로그변환동작을 수행하도록 함으로써, 종래 각 채널에 대해 생성되는 I데이터와 Q데이터에 각각 아날로그 변환동작을 수행하고, 이 다수개의 아날로그신호를 결합하여 RF처리하도록 하는 구성에 비해 신호의 에러률이 감소하여 통화품질을 향상시킬 수 있게 된다.
이어, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명한다.
도3은 본 발명이 적용되는 무선가입자망시스템용 기지국의 내부구성을 개략적으로 나타낸 블록구성도로서, 도2에 도시된 장치와 동일한 기능을 수행하는 부분에 대해서는 동일한 참조번호를 부여하고 그 상세한 설명은 생략한다.
도3에서, 참조번호 100은 멀티플렉싱처리장치(55)로부터 인가되는 다수 채널별 디지탈신호를 아날로그신호로 변환하여 RF장치(52)로 인가함과 더불어, RF장치(52)로부터 인가되는 아날로그신호를 디지탈신호로 변환하여 멀티플렉싱처리장치(55)로 인가하는 데이터변환장치로서, 이는 특히 멀티플렉싱처리장치(55)로부터 인가되는 다수 채널별 데이터에 대해 QPSK변조동작을 수행하고, QPSK변조에 의해 생성되는 다수의 I데이터와 Q데이터를 각각 I데이터와 Q데이터별로 합성한 후 이 합성된 I데이터와 Q데이터에 대해 D/A변환을 수행한 후 RF장치(52)로 출력하게 된다.
한편, 도4는 도3에 도시된 데이터변환장치(100)의 내부구성을 나타낸 블록구성도이다.
도4에서, 참조번호 101은 입력되는 데이터를 QPSK변조하여 I데이터와 Q데이터를 생성하여 출력하는 모뎀으로서, 이는 64가입자를 동시에 수용할 수 있도록 하기 위하여 8개 채널을 동시에 수용할 수 있는 I,Q모뎀보드를 8장 구비하여 구성되게 되며, 각 채널에 대해 QPSK변조하여 생성되는 데이터는 10비트데이터가 되게 되는 바, 각 모뎀보드는 8(23)채널을 수용하므로 3비트의 자리올림이 발생하여 결과적으로 13비트의 출력데이터를 생성하게 된다. 즉, 도5에 도시된 바와 같이 모뎀보드(101)는 입력되는 데이터를 I데이터와 Q데이터로 분리하여 각 I,Q데이터에 대해 도5와 같이 처리하여 출력하게 되는 바, 각 채널에 대해 입력되는 10비트의 데이터를 래치1 ∼ 래치8에 각각 일시 저장하였다가 상기 망동기회로(57)로부터 인가되는 클럭신호를 근거로 각 비트별로 순차적으로 출력하고, 래치1∼래치8을 통해 출력되는 10비트의 데이터를 순차적으로 2채널씩 합성, 즉 래치1과 래치2를, 래치3과 래치4를, 래치5와 래치6을, 래치7과 래치8을 통해 출력되는 데이터를 각각 합성하여 4개의 11비트 데이터를 생성하며, 이 4개의 11비트데이터를 래치11∼래치14에 일시 저장하였다가 소정의 클럭신호를 근거로 각 비트별로 순차적으로 출력하고, 래치11∼래치14를 통해 출력되는 11비트의 데이터에서 래치11과 래치12를 통해 출력되는 데이터를 합성하며, 래치13과 래치14를 통해 출력되는 출력되는 합성하여 2개의 12비트데이터를 생성함과 더불어, 이 2개의 12비트 데이터를 래치21과 래치22를 통해 일시 저장하였다가 소정의 클럭신호를 근거로 출력하여 이를 합성함으로써 최종적으로 각 모뎀보드당 13비트의 I,Q데이터를 각각 생성하여 출력하게 된다.
따라서, 상기 모뎀(101)은 8개의 모뎀보드로 구성되므로, I,Q데이터에 대해 각각 총 8개의 13비트데이터를 생성하여 출력하게 된다.
한편, 도4에서 참조번호 102는 상기 모뎀(101)으로부터 인가되는 8개의 13비트 I데이터를 저장하기 위한 I버퍼이고, 103은 상기 모뎀(101)으로부터 인가되는 8개의 13비트 Q데이터를 저장하기 위한 Q버퍼로서, 상기 I버퍼(102)와 Q버퍼(103)는 도시되지는 않았지만 소정의 제어신호를 근거로 모뎀(101)으로부터 인가되는 8개의 13비트데이터를 순차적으로 출력하게 된다.
또한, 도4에서 참조번호 104는 상기 I버퍼(102)와 Q버퍼(103)로부터 출력되는 각 8개의 13비트데이터를 입력받아, 이를 I데이터와 Q데이터별로 합성하는 데이터합성부로서, 이는 도5에 도시된 방법과 같은 방식으로 각 I,Q데이터 별로 합성하여 16비트의 I데이터와 Q데이터를 각각 생성하게 된다. 즉, 13비트데이터가 8(23)개 합성되므로 3비트의 자리올림이 발생하여 결과적으로 16비트 데이터가 생성되게 된다.
한편, 참조번호 105는 상기 데이터합성부(104)로부터 출력되는 16비트의 I데이터를 인가받아 D/A변환하기 위한 제 1D/A변환부이고, 106은 상기 데이터합성부(014)로부터 출력되는 16비트의 Q데이터를 인가받아 D/A변환하기 위한 제 2D/A변환부이다.
이어, 상기한 구성으로 된 장치의 동작을 설명한다.
먼저, 상기 데이터변환장치(100)는 멀티플렉싱처리장치(55)로부터 인가되는 디지탈신호를 아날로그신호로 변환하여 RF장치(52)로 인가함과 더불어, RF장치(52)로부터 인가되는 아날로그신호를 디지탈신호로 변환하여 멀티플렉싱처리장치(55)로 인가하도록 구성되어 있는 바, 특히 본 발명에 있어서는 멀티플렉싱처리장치(55)로부터 인가되는 디지탈신호를 아날로그신호로 변환하여 RF장치(52)로 인가하는 동작에 그 특징이 있는 데이터변환장치(100)에 관한 것이다.
즉, 멀티플렉싱처리장치(55)로부터 소정의 디지탈신호가 모뎀(101)으로 인가되게 되면, 모뎀(101)을 형성하는 다수 예컨대, 8개의 각 모뎀보드는 각각 8채널에 대한 디지탈신호를 멀티플렉싱처리장치(55)로부터 입력받게 되는 바, 각 모뎀보드에서는 입력되는 8채널에 대한 디지탈신호에 대해 QPSK변조를 수행하여 각 채널에 대해 I데이터와 Q데이터를 생성하고, 이 각 채널에 대해 생성되는 I데이터와 Q데이터를 I데이터와 Q데이터로 분리하여 합성한 후, I데이터 합성신호는 I버퍼(102)로 인가하고, Q데이터 합성신호는 Q버퍼(103)로 인가하게 된다. 이때, 상기 모뎀(101)에서 QPSK변조를 통해 생성되는 데이터는 10비트데이터이며, 각 모뎀보드는 8개의채널을 수용하므로 각 모뎀보드로부터 생성되어 출력되는 데이터는 13비트데이터가 된다.
또한, 상기 모뎀(101)은 8장의 모뎀보드로 형성되게 되므로, 이 모뎀(101)에서는 8개의 13비트 I데이터와 Q데이터를 I버퍼(102)와 Q버퍼(103)으로 각각 출력하게 되고, 이 I버퍼(102)와 Q버퍼(103)에서는 모뎀(101)으로부터 수신되는 8개의 13비트데이터를 망동기회로(57)로부터 인가되는 소정의 클럭신호를 근거로 데이터합성부(104)로 출력하게 되는 바, 데이터합성부(104)에서는 I버퍼(102)와 Q버퍼(103)로부터 인가되는 8개의 13비트 I데이터와 Q데이터를 I데이터와 Q데이터별로 합성하여 16비트의 I데이터와 Q데이터를 각각 생성한 후, 16비트의 I데이터는 제 1D/A변환부(105)로 출력하고, 16비트의 Q데이터는 제 2D/A변환부(106)로 출력하게 된다.
이어, 제 1D/A변환부(105)에서는 데이터합성부(104)로부터 입력되는 16비트의 I데이터를 아날로그신호로 변환하여 RF장치로(52) 인가하게 되고, 제 2D/A변환부(106)에서는 데이터합성부(104)로부터 입력되는 16비트의 Q데이터를 아날로그신호로 변환하여 RF장치(52)로 인가하게 되는 바, RF장치(52)에서는 입력되는 I아날로그신호에 COS함수를 믹싱처리하고, 입력되는 Q아날로그신호에 대해 SIN함수를 믹싱처리한 후, 이 COS함수가 믹싱된 신호와 SIN함수가 믹싱된 신호를 합성하여 소정의 RF신호를 생성하게 된다.
즉, 상기 실시예에 의하면, 다수의 채널에 대해 변복조동작을 수행하는 모뎀보드가 다수개 결합하여 구성되어 모뎀을 형성하는 데이터변환장치에 있어서, 각 모뎀보드에서는 각 채널별로 생성되는 I데이터와 Q데이터를 합성하여 합성된 I데이터와 Q데이터를 출력하도록 하고, 각 보드별로 출력되는 합성된 I데이터와 Q데이터를 I데이터와 Q데이터별로 각각 합성하여, 다수 채널에 대한 하나의 I데이터와 Q데이터를 생성한 후 이에 대해 아날로그변환동작을 수행하게 된다.
따라서, 종래 각 채널에 대해 생성되는 I데이터와 Q데이터에 각각 아날로그 변환동작을 수행하고, 이 다수개의 아날로그신호를 결합하여 RF처리하도록 하는 구성에 비해 신호의 에러률이 감소하여 통화품질을 향상시킬 수 있게 된다.
한편, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변형 실시할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 다수의 채널에 대해 변복조동작을 수행하는 모뎀보드가 다수개 결합하여 구성되어 모뎀을 형성하는 데이터변환장치에 있어서, 각 모뎀보드에서는 각 채널별로 생성되는 I데이터와 Q데이터를 합성하여 합성된 I데이터와 Q데이터를 출력하도록 하고, 각 보드별로 출력되는 합성된 I데이터와 Q데이터를 I데이터와 Q데이터별로 각각 합성하여, 다수 채널에 대한 하나의 I데이터와 Q데이터를 생성한 후 이에 대해 아날로그변환동작을 수행하도록 함으로써, 종래 각 채널에 대해 생성되는 I데이터와 Q데이터에 각각 아날로그 변환동작을 수행하고, 이 다수개의 아날로그신호를 결합하여 RF처리하도록 하는 구성에 비해 신호의 에러률이 감소하여 통화품질을 향상시킬 수 있게 된다.

Claims (2)

  1. N×M개의 채널에 대해 변복조동작을 수행하고, 이 변복조동작으로 인해 생성되는 I데이터와 Q데이터를 망동기회로로부터 인가되는 클럭신호를 근거로 아날로그신호로 변환하여 출력하는 무선가입자망시스템용 기지국의 데이터변환장치에 있어서,
    상기 N×M 채널로부터 인가되는 데이터를 동시에 변복조처리하기 위해 M개 채널을 수용할 수 있도록 된 N개로 보드로 구성되며, N개의 각 보드는 입력되는 M개 채널을 변복조하여 생성되는 M개의 I데이터와 M개의 Q데이터를 I데이터와 Q데이터별로 합성하여 N개의 I데이터와 N개의 Q데이터로 출력하는 모뎀과,
    상기 모뎀으로부터 출력되는 N개의 I데이터와 N개의 Q데이터를 I데이터와 Q데이터별로 합성하여 합성된 I데이터와 Q데이터를 각각 출력하는 데이터합성수단 및,
    상기 데이터합성수단으로부터 출력되는 I데이터와 Q데이터에 대해 각각 아날로그신호변환동작을 수행하여 출력하는 D/A변환수단을 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 무선가입자망시스템용 기지국의 데이터변환장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 모뎀으로부터 출력되는 N개의 I데이터와 N개의 Q데이터를 일시 저장하였다가 상기 망동기회로로부터 인가되는 클럭신호를 근거로 N개의 I데이터와 N개의Q데이터를 상기 데이터합성수단으로 출력하는 버퍼를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 무선가입자망시스템용 기지국의 데이터변환장치.
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