KR100362850B1

KR100362850B1 - 동적무선백본송신시스템

Info

Publication number: KR100362850B1
Application number: KR10-1998-0709391A
Authority: KR
Inventors: 필립 카라스
Original assignee: 텔레폰악티에볼라겟엘엠에릭슨(펍)
Priority date: 1996-05-21
Filing date: 1997-05-21
Publication date: 2003-02-14
Also published as: WO1997044967A3; CN1123237C; CA2255962C; JP2000511011A; KR20000015841A; ZA964041B; BR9709112A; WO1997044967A2; AU3029197A; AU729888B2; CN1225222A; EP0900508A2; DE69730024T2; EP0900508B1; JP4066273B2; CA2255962A1; DE69730024D1

Abstract

본 발명은 다수의 지리적으로 분산된 원격 무선 액세스 장치(9)를 셀룰러 이동 전기 통신 네트워크와 같은 이동 무선 전기 통신 네트워크의 네트워크 장치(2)에 접속시키기 위한 동적 무선 백본 송신 시스템(10)에 관한 것이다. 무선 액세스장치(9) 각각은 이동 무선 전기 통신 네트워크의 특정 영역 또는 셀(4)에 서비스를 제공한다. 백본 송신 시스템은, 다수의 공통 무선 통신 채널에 액세스하기 위해 유기적으로 접속되며 무선 송수신기 수단, 안테나 수단 및 제어 수단을 가지는 동적액세스 노드 수단(1)을 포함한다. 무선 액세스 장치(9)는, 다수의 공통 무선 통신채널에 액세스하기 위해 유기적으로 접속되고 무선 송수신기 수단, 안테나 수단 및 제어 수단을 가지는 백본 액세스 장치(8)를 포함한다. 동적 무선 액세스 노드 수단(1)과 백본 액세스 장치(8)의 제어 수단은 다수의 공통 무선 통신 채널 중 빈 무선 통신 채널을 적응적으로 선택하기 위해 배열된다.

Description

동적 무선 백본 송신 시스템

통상적인 셀룰러 이동 통신 시스템은 이동 전화와 같은 이동 무선 가입자 장치, 지리적 영역 또는 셀에 서비스를 각각 제공하는 다수의 무선 기지국, 및 기지국이 접속되는 이동 서비스 교환국(Mobile service Switching Centers)(MSC) 또는 이동 전화 교환국(Mibile Telephone Switching Offices)(MTSO)을 포함한다. 이 때, MSC와 MTSO는 이동 무선 전화 가입자와 지상선(landline) 가입자간에 전화 호출과 같은 송신을 달성하기 위해 통상적인 공중 교환 전화 네트워크(Public Switch Telephone Network)(PSTN)와 종합 정보 통신 네트워크(Intergrated Services Digital Network)(ISDN)에 연결된다.

현재 셀룰러 시스템은 비교적 넓은 영역, 즉 비교적 큰 셀에 커버리지(coverage)를 제공한다. 지정 AMPS, ETACS, NMT-450 및 NMT-900과 같은 아날로그 셀룰러 시스템은 전 세계적으로 퍼져있다. 디지털 셀룰러 시스템은 북미에서는 IS-54B로, 범 유럽에서는 GSM 시스템(DCS 1800과 PCS 1900을 포함)으로 지정되어 있다. 이들 시스템에 대해서는 기타 다른 시스템과 함께 1993년 매사츄세츠 노우드에 소재하는 Artech House가 출판한 "Cellular Radio Systems"(Balston 등)에 설명되어 있다.

제 1 세대 셀룰러 이동 네트워크는 기지국에서 셀 경계까지 1 내지 5km 범위를 갖는 매크로셀(macrocell)들과 몇몇 위성셀(satellite cell)(>500km)을 포함하는 큰 셀(5 내지 35km)에 대한 서비스를 제공한다.

무선 셀룰러 통신에서 중요한 문제는 전체 커버리지네 비용을 효과적이게 하는 것이다. 이러한 것으로 인해, 트래픽(traffic)이 밀집한 영역이 분할되어 매크로셀 구조에 의해 중첩되는 마이크로셀(microcell)(보행자에 대해서는 10 내지 400m 및 차량에 대해서는 300m 내지 2km)과 미니셀(minicell)(500m 내지 3km)이 추가되었다. 중첩되는 매크로셀은 낮은 트래픽 영역을 서비스하며, 이동 가입자가 가로지르는 셀을 처리한다.

유럽 특허 출원 0,690,643호에는 무선 통신 시스템이 기술되는데, 여기에서 중앙 기지국의 큰 셀은 분산된 무선 기지국이 서비스하는 다수의 매크로셀에 의해 그 외부 주변이 둘러싸인다. 분산된 무선 기지국 각각은 포인트-대-포인트(point-to-point) 링크 무선 백본 송신 시스템에 의해 중앙 기지국에 접속된다. 커다란 셀과 그 주변의 매크로셀로 인해 서비스 영역이 확장된다. 다수의 인접 서비스 영역이 무선 통신 시스템의 실제 커버리지 영역을 형성한다.

예상대로 셀룰러의 확장이 진행됨에 따라, 미래의 셀룰러 이동 네트워크는 피코셀(picocell)(수 미터)과 나노셀(nanocell)(10m까지)을 스트리트 마이크로셀 (street microcell)의 다발(cluster) 형태로 가지게 되고, 각 다발은 매크로셀에 의해 중첩된다. 전형적인 셀 중첩 구성에서, 각 마이크로셀은 대응하는 셀에 서비스를 제공하는 자신의 기지국을 각각 가지는 반면, 여러 기지국은 MSC 또는 MTSO에 연결되는 집전기 또는 액세스 장치에 유선 연결(wire)된다. 특히, 피코셀과 나노셀환경에서, 정적이고 고정된 백본 인프라스트럭처(infrastructure)를 제공하는 이러한 유선 연결된 링크 또는 루프(loop)는 상당한 네트워킹(networking) 및 송신 비용을 필요로 하므로 비용이 효과적인 셀룰러 이동 커버리지를 제공하기에는 적합하지 않다.

그러나, 피코셀, 나노셀 또는 마이크로셀 셀룰러 이동 네트워크 시스템의 필수 요구 사항은 용량과 전력에 대해 경제적인 설치(installation)가 이네이블 (enable)되어야 한다는 것이다. 즉, 경쟁력이 있는 무선 접속을 제공하기 위해 시스템의 다양한 부품은 지리적 커버리지, 범위, 통신 용량 및 설치 비용간의 최적화가 이루어질 수 있도록 설계되어야 한다는 것이다.

본 발명은 둘 이상의 전기 통신 장치간의 무선 링크 접속(radio link connection)을 포함하는 전기 통신 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 지리적으로 분산된 다수의 원격 무선 액세스 장치를 셀룰러 이동 전기 통신 네트워크와 같은 이동 무선 전기 통신 네트워크의 네트워크 액세스 장치에 접속시키기 위한 무선 백본(backbone) 송신 시스템을 제공하는 것으로, 각각의 무선 액세스는 이동 무선 전기 통신 네트워크의 특정 영역 또는 셀에 서비스를 제공한다.

도 1은 여러 개의 보다 작은 셀이 송신 섹터에 모여있는, 본 발명에 따른 동적 무선 백본 송신 시스템이 있는 셀룰러 전기 통신 네트워크의 일부를 매우 개략적으로 도시한다.

도 2는, 도 1의 네트워크에 이용하기 위한 본 발명에 따른 백본 시스템 구조를 매우 개략적으로 도시한다.

도 3은 본 발명에 따른 무선 백본 시스템에서 이용하기 위한 무선 모듈의 블 록도를 도시한다.

도 4는 본 발명에 따른 범위 향상기 장치를 포함하는 백본 시스템 구조를 매우 개략적으로 도시한다.

도 5는, 도 4에 도시된 범위 향상기 장치의 회로도이다.

용량과 전력의 최적화에 있어서, 백본 인프라스트럭처는 이용 가능한 피코셀, 나노셀 및 마이크로셀 셀룰러 이동 네트워크을 제공하기 위한 중요한 설계부분을 형성한다.

따라서, 본 발명은 목적은, 마이크로셀, 나노셀 및 피코셀의 여러 기지국과 이에 대응하는 셀룰러 이동 통신 시스템의 네트워크 시스템 액세스 장치와의 접속을 위해 최적으로 설계된 백본 인프라스트럭처를 제공하는 것이다.

본 발명에서, 무선 백본 송신 시스템은, 다수의 공통 무선 통신 채널에 액세스하기 위해 유기적으로 접속되며 무선 송수신기 수단, 안테나 수단 및 제어 수단을 가지는 동적 액세스 노드 수단을 포함하고, 무선 액세스 장치는, 다수의 공통 무선 통신 채널에 액세스하기 위해 유기적으로 각각 접속되며 무선 송수신기 수단, 안테나 수단 및 제어 수단을 가지는 백본 액세스 장치를 포함하는데, 동적 무선 액세스 노드 수단과 백본 액세스 장치의 제어 수단은 다수의 공통 무선 통신 채널 중에서 빈 통신 채널(free communication channel)을 적응적으로 선택하기 위해 배열되고, 동적 액세스 노드 수단은 네트워크 액세스 장치로의 접속을 위해 배열되는 것이 특징이다.

본 발명은 동적 채널 액세스(dynamic channel access : DAC)에 의한 요구시에 자신의 송신 자원을 동적으로 할당하는 송신 백본 시스템을 통해 용량과 전력에 대한 최적화가 이루어질 수 있다는 사실에 착안한 것이다.

본 발명에 따른 무선 백본 시스템의 채널액세스 기술로서 DCA를 사용하면, 백본 시스템의 모든 공통 무선 통신 채널은 채널 또는 주파수 플랜닝(planning)을 기본적으로 요구하지 않으며, 동적 무선 액세스 노드(Dynamic radio Access Node ; DAN)에 접속되는 피코셀, 나노셀 및 마이크로셀 기지국 사이트(site)애 의해 이용될 수 있다. 이는, DCA 알고리즘이 셀의 이미 점유된 통신 채널의 포착을 자동적으로 방지하기 때문이다.

여러 개의 작은 셀 무선 기지국과 집선기 또는 MTSO 간에 무선 접속을 제공하기 위해 셀룰러 이동 네트워크에서 본 발명의 동적 무선 백본 송신 시스템을 이용하면, 매우 유동적(flexible)이고, 경제적이며, 또한 많은 트래픽을 처리하는 시스템이 이루어질 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 동적 무선 액세스 노드 수단의 무선 송수신기 수단, 안테나 수단 및 제어 수단은 지향적으로 분산된 송신 섹터(sector)내의상기 다수의 공통 무선 통신 채널에 액세스하기 위해 배열되는데, 제어 수단은 상기 다수의 공통 무선 통신 채널 중에서 빈 무선 채널을 적응적으로 선택하기 위해 송신 섹터의 백본 액세스 장치와 협동하도록 배열되고, 액세스되면 무선 통신 채널은 동일한 동적 무선 액세스 노드 수단에 의해 재이용될 수 있지만 송신 섹터에서 무선 링크 접속에 대해서는 개별적이다.

섹터화(sectorizing)함으로써, 무선 링크 접속의 유효 범위가 확장될 수 있다. 즉, 송신기 수단의 RF 전력을 지향적으로 제한된 지리 영역에 방사시킴으로써,무선 송신기의 유효 범위는 전방향 커버리지에 비해 확장될 수 있다. 상호작용 (reciprocity)에 의해, 동일한 것이 수신기 수단의 수신 감도에 대해서도 적용된다.

게다가, 공통 무선 통신 채널은 동일한 DAN내에서 섹터에서 섹터까지 재이용될 수 있고, 이로 인해 송신 자원을 필요에 따라 매우 효율적으로 이용할 수 있다.

본 발명의 실용적인 실시예에서, 동적 무선 액세스 노드 수단은 다수의 무선액세스 모듈(module)을 갖는데, 각 모듈은 다수의 공통 무선 통신 채널에 액세스하기 위해 배열된 무선 송수신기 수단과 제어 수단을 포함한다. 액세스 모듈은 관련송신 섹터에서 공통 무선 통신 채널에 액세스하기 위해 유기적으로 접속된다. 다양한 무선 액세스 모듈은 서로 독립적으로 작동될 수 있고, 공통 무선 통신 채널의 점유에 관해 어떠한 제어 장치도 필요로 하지 않는다.

본 발명의 무선 노드 수단은 채널 액세스 기술로서 DCA를 이용하는 CT2 또는 DECT와 같은 기존의 상업용 무선 기술 하에서 작동하도록 설계되어, 독립적으로 작동하는 액세스 모듈로 조립되는 것이 유익할 수 있다. 무선 노드 수단은 이러한 유형의 무선 액세스 모듈에만 이용되는 것은 아니라는 것을 이해해야 한다. DCA알고리즘의 제어 하에서 통신 채널을 제공하는 다른 기술 및 이들 기술의 변형에서도 이용될 수 있다.

상이한 무선 액세스 모듈을 적절히 위치시킴으로써, 영역 또는 (중첩)셀의 전방향 커버리지가 이루어질 수 있어, 본 시스템의 모든 공통 무선 통신 채널은 각 (중첩)셀 및 그의 인접 셀 내에서 무선 링크 접속을 설정하기 위해 잠재적으로 이용될 수 있다.

전술된 바와 같이, DCA 알고리즘은 주어진 지리적 영역에서 빈 채널만을 점유한다. 수리 및 유지를 위해 그리고 주어진 섹터에 대한 통신 용량의 증가에 대비해 필요한 용장도(amount of redundancy)는, 장치의 둘 이상의 무선 액세스 모듈로주어진 섹터에 공통 무선 통신 채널을 제공함으로써 쉽게 이루어질 수 있으며, 무선 액세스 모듈은 정상적인 작동 동안에 동시에 작동될 수 있다.

노드 액세스 수단과 백본 액세스 장치간의 통신이 설정되어 진행되는 동안에 간섭을 방지하기 위하여, 본 발명에 따른 제어 수단은 연속 동적 채널 선택 (Continuous Dynamic Channel Selection : CDCS)라고 불리는 개선된 DCA 기술을 이용하여 작동하는 것이 바람직하다. CDCS의 기본적인 특성은, 선택시에 가장 간섭을 덜 받는 무선 통신 채널이 액세스된다는 것이다.

무선 액세스 모듈과 백본 액세스 장치는, 시분할 다중 액세스(Time Division Multiple Access)(TDMA), 주파수 분할 다중 액세스(Frequency Division Multiple Access)(FDMA) 및 코드 분할 다중 액세스(Code Division Multiple Access)(CDMA)와같은 다중 액세스 기술을 기초로 하여 다수의 통신 채널을 제공하도록 배열된 송수신기 수단을 포함하는 것이 바람직하다.

원격 이동 가입자 장치와 고정된 무선 네트워크 액세스 장치의 인터페이스 (interface)에서 DCA와 CDCS에 대한 보다 정교한 논의는 미국 특허 4,628,152; 4,731,812호와 1992년 10월 19∼21일에 매사츄세츠 보스턴에서 개최된 제3차 IEEE International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communication에서 발표된 D. Åkerberg의 논문 "Novel Radio Access Principles Useful for the Third Generation Mobile Radio Systems"에 기술되어 있다.

본 발명에 따른 동적 무선 백본 송신 시스템의 다른 실시예에서, 다수의 동적 무선 액세스 노드 수단은 무선 노드 제어 수단에 접속된다. 무선 노드 제어 수단은 이동 무선 전기 통신 네트워크의 이동 서비스 교환국, 이동 전화 교환국 또는 기지국 장치와 같은 네트워크 액세스 장치에 접속하도록 배열된다.

본 발명의 또 다른 실시예에서 송신 자원이 매우 효율적으로 이용되는데, 이 실시예에서 무선 노드 제어 수단과 동적 무선 액세스 노드 수단은 무선 노드 제어수단과 동적 무선 액세스 노드 수단간의 접속시에 액세스 가능한 다수의 공통 통신채널 중에서 빈 통신 채널에 적응적으로 액세스하기 위해 유기적으로 접속된다.

이 실시예에서, 동적 무선 액세스 노드 수단과 백본 액세스 장치 사이의 공중 인터페이스의 무선 통신 채널 및, 무선 노드 제어 수단과 동적 무선 액세스 노드 수단 사이의 인터페이스의 통신 채널 둘 모두 여러 피코셀, 나노셀 또는 마이크 로셀의 무선 액세스 장치나 무선 기지국의 부하(load)에 따라서 적응적으로 액세스 될 수 있다.

본 발명에 따른 동적 무선 백본 송신 시스템의 또 다른 실시예에서, 장거리통신을 하기 위해 동적 무선 액세스 수단의 송수신기 수단은 범위 향상기 장치 (range enhancer unit)에 접속된다.

이 범위 향상기 장치는 주파수 변환 수단, RF 증폭기 수단 및 안테나 수단을 포함한다. 주파수 변환 수단은 송/수신부를 포함하는데, 각 부분은 국부 발진기 스위치 수단에 접속된 믹서(mixer) 수단을 포함한다. 이러한 스위치 수단은, 시분할듀플렉스(Time Division Duplex : TDD) 통신 프로토콜(protocol)에 따라 송/수신 신호를 여러 주파수로 교대로 변환시키기 위해 국부 발진기에 의해 제어된다.

본 실시예는 본 발명을 제한하려는 것이 아니며, 본 발명은 이제 셀룰러 이동 전기 통신 네트워크에서의 예시적인 실시예를 참조하여 설명된다.

주어진 영역 내에서 셀룰러 이동 네트워크의 트래픽 처리 용량을 증가시킬 필요가 있다. 도 1은 셀룰러 이동 네트워크의 동적 무선 백본 송신 시스템에 대한전형적인 실시예를 도시하는데, 여기에서 피코셀, 나노셀 및 마이크로셀과 같은 다수의 비교적 작은 셀(4)이 송신 섹터(3)내에 모여있다. 이러한 송신 섹터는 매크로 셀과 같은 비교적 큰 셀에 포함되거나 중첩될 수 있다. 간략화하기 위해, 다양한 셀과 송신 섹터를 원형으로 표시하였다.

각 셀(4)은 특정 셀(4)내의 이동 장치에 서비스를 제공하는 무선 액세스 장치를 포함한다. 다양한 무선 액세스 장치는 무선 링크(5)에 의해 소위 동적 무선 액세스 노드 수단(DAN)(1)에 접속된다. 예를 들어, DAN(1)은 섹터 또는 매크로셀(3)에 서비스를 제공하는 셀룰러 기지국의 기지국 제어기(BSC)와 같은 무선 기지국장치, 이동 전화 교환국(MTSO) 또는 이동 서비스 교환국(MSC)과 같은 네트워크 액세스 장치에 접속된다. 도면에서, DAN(1)은 MTSO(2)에 직접 접속된다고 가정된다.

특히, 밀집한 주거 지역이나 도시 영역에서 많은 수의 작은 셀(4)이 관련될 수 있다. 전형적인 셀룰러 네트워크는 수 백 개의 무선 액세스 장치와, 수 천 개의 이동국 및 하나 이상의 MTSO(2)를 포함할 수 있다.

도 2는, 도 1에 도시된 것과 같은 네트워크에서 이용하기 위한 백본 송신 시스템 구조(10)의 블록도이다. DAN(1)은 소위 무선 노드 제어기(RNC)(6)를 통해 MTSO(2)에 접속된다. RNC(6)는 하나 이상의 DAN을 제어하고, MTSO(2)와 작동 운영유지 및 제공(Operation Administration Maintenance and Provisioning : OAMP) 장치(7) 둘 모두에 대한 무선 백본 시스템의 인터페이스이다.

셀(4)은, 셀(4)의 무선 액세스 장치 또는 무선 기지국(RBS)(9)에 접속되는 소위 백본 액세스 장치(BAU)(8)를 포함한다. 예를 들어, GSM 마이크로/피코-셀룰러네트워크에서, RBS(9)는 통상적으로 노면(street level)에서부터 높이 5∼10m에 위치되는 통합 안테나가 있는 무선 송수신기와 제어 장치를 포함하는 물리적으로 작은 장치이다.

본 발명의 서론부에서 전술된 바와 같이, 본 발명에 따른 무선 액세스 노드수단과 무선 백본 장치는, 다수의 공통 무선 채널 중 하나에 액세스하기 위해 모두가 DCA를 이용하는 지정 CT2, CT3 및 DECT와 같은 기존의 상용 무선 기술 중 하나에 따라 작동하는 무선 액세스 모듈을 기초로 할 수 있다.

도 3은 DECT 표준의 관련 프로토콜들에 따라 작동하는 무선 액세스 모듈(20)의 블록도를 보여준다. 간단하게 말하자면, DECT 프로토콜은 다중 반송파/시분할 다중 액세스/시분할 듀플렉스(MC/TDMA/TDD) 디지털 무선 액세스 기술을 포함하는데, 이 기술은 프레임이라고 불리는 12개의 듀플렉스 통신 채널을 서비스하는 24개의 타임 슬롯(time slot)으로 각각 분할되는 10개의 무선 반송파를 제공한다.

액세스 모듈(20)은 유선 연결된 출력 접속부(21)를 포함한다. 중앙 제어 및 애플리케이션 논리부(Central Control and Application Logic)(22)는 입중계 호출 (incoming call)을 검출하고 출중계 호출(outgoing call)을 제어하며, DCA/CDCS 알고리즘에 따라 적절한 반송파와 타임 슬롯의 조합을 선택하고, 멀티플렉서 (multiplexer)(23)를 통해 상이한 접속과 타임 슬롯을 병합(merge)한다. 모듈(20)은 슬롯 수신과 송신 타이밍(timing)을 제어하는 프레임 및 슬롯 동기화 (synchronization) 장치(24)를 포함한다. 또한, 중앙 제어 논리부(22)는 송/수신 (T/R) 스위치(25) 및, 안테나 다이버시티(diversity)가 구현되면 안테나 출력부 (31)에 접속되는 안테나 다이버시티 스위치(26)를 제어한다. 안테나 다이버시티를 이용하는 경우에, 무선 접속으로 통신이 잘 안 되면 제어 논리부는 무선 통신 채널을 변경하기 전에 먼저 다른 안테나로의 접속을 시도한다.

모듈(20)의 무선 인터페이스는 수신기/복조기(27)와 송신기/변조기(28)를 포함한다. 동기화 및 제어 정보는 장치(29)에 의해 수신 데이터로부터 구해지는 한편, 이러한 정보는 도시된 바와 같이 접속된 장치(30)에 의해 송신되는 데이터에 부가된다.

본 발명에 따라, DAN(1)에서 이용되는 장치(20)의 120개의 무선 채널 각각은 도 2에 도시된 동적 백본 송신 시스템의 BAU(8)에 의해 액세스 가능하다. DCA/CDCS기술에 따라서, 공중 인터페이스(5)의 무선 통신 채널이 섹터(3) 또는 셀(4)에서 다른 무선 링크 접속에 이용되지 않는다면, 이러한 채널은, 동일한 무선 액세스 모듈(20)을 통해 프로세스되거나 되지 않거나 간에, 임의의 120개의 통신 채널 중에서 선택되어 액세스된다. 선택된 후에, 이러한 채널은 설정된 무선 링크 접속에 대해서 개별적이다.

도시된 바와 같이, DAN(1)이 섹터(3)의 교차점에 위치되어, 작은 셀(4) 각각의 무선 액세스 장치(도시되지 않음)는 DAN(1)의 무선 인터페이스(5)를 통해 MTSO(2)에 접속된다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, RNC(6)와 DAN(1) 사이의 인터페이스에 유용한 통신 채널은 무선 기지국(9)을 MTSO(2)에 접속시키기 위해 적응적으로 선택 가능하다. DAN(1)과 BAU(8) 사이의 무선 인터페이스 및, RNC(6)와 DAN(1) 사이의 인터페이스에 두 통신 채널을 제공함으로써, 매우 효율적인 동적 무선 백본 송신 시스템이 제공될 수 있다는 사실을 본 기술 분야의 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

이러한 것은, 기본적으로 주파수 또는 채널을 플래닝할 필요가 없이 다양한 작은 셀을 접속시키는 매우 효율적인 방법이라는 것을 알 수 있을 것이다.

이러한 유형의 동적 포인트 대 다중-포인트 백본 무선 송신 해결책은, 여러개의 작은 셀(4)에 의해 발생된 트래픽이 상당히 적어 (일시적으로) 유선 연결된링크를 자리 맞추지(justify) 않는 경우 및, 필요할 때 네트워크 용장도를 쉽게 도입할 수 있도록 상당히 큰 송신력(예컨대, 무선 기지국(9)당 2*64kb/s)을 요구하는 경우에 있어서 상당한 비용 효과가 있으며 또한 매혹적인 것이다. 게다가, DAN(1)은 한 매체에서부터 다른 매체로 쉽게 이동할 수 있게 하는 연결-포인트 (consolidation-point)로서 역할을 할 수 있다.

특정 실시예에 따르면, MTSO/RNC-인터페이스에서 다수의 64kb/s 통신 채널이 RBS(9)에 (영구히) 할당된다. DAN/BAU-무선 인터페이스(5)에서, 가용 무선 통신 채널은 RBS의 부하에 따라 각 RBS에 동적으로 할당된다. BAU/RBS-인터페이스상에서,제한된 수, 즉, 2 내지 6개의 64kb/s 통신 채널이 RBS 용으로 할당될 수 있는데,즉, DECT 무선 공중 인터페이스의 경우에 BAU(8)와 DAN(1) 사이에 4 내지 12개의 32kb/s채널이 이용될 수 있다. 통신 채널 외에, 반영구적인 시그널링(signalling)채널, 즉, MSTSO(2)/RNC(6)/DAN(1)이 백본 송신 시스템에 제공될 수 있다.

비용을 고려할 때, 가입자 밀도가 매우 낮은 영역에는 보다 광범위하게 분산된 원격 장치(8, 9) 다발을 상호 접속시킬 필요가 있다. 이러한 시골 지역에서 이용하기 위해서는 무엇보다도, 도 4에 도시된 것과 같은 소위 범위 향상기 장치 (REU)(14)가 제공되어야 한다. REU(14)는 DAN의 사이트에 위치된다.

가장 간단한 실시예에서, REU(14)는 l9OOMHz 대역에서 작동하는 DECT 표준에 따른 무선 신호일 수 있는 무선 통신 링크(5)의 무선 신호를 임의의 주파수대역, 통상적으로 450 또는 8OOMHz의 주파수로 트랜스폰드(transpond)한다. 송신 신호는 또한 무선 액세스 모듈(20) 또는 DAN(1)의 범위보다 더 큰 범위를 제공하기 위해충분한 레벨로 증폭된다. REU(14)의 통상적인 범위는 12 내지 l5km이다.

DAN(1)의 사이트에 있는 REU(14)는 DAN(1)내 무선 액세스 모듈(20) 만큼이나 많은 변환기, 증폭기 및 안테나 조합을 가질 수 있다. 특정 실시예에서, 특정 무선액세스 모듈(20)의 안테나 출력부(31)에서의 무선 신호는 REU(14)에 공급되어 변환된다. 셀 사이트(4)에서, REU(14)로부터의 무선 신호(16)를 무선 통신 링크(5)의 주파수 대역, 예컨대, DECT 주파수 대역에서의 무선 신호로 재변환시키기 위해 다른 REU(15)가 설치될 수 있다.

재변환된 REU(15)의 출력 신호는 무선 통신 링크(5)의 프로토콜과 주파수에 따라 가입자 셀(4)에 무선 커버리지와 서비스를 제공하기 위해 소위 무선 중계국 (RRS)(17)에 공급될 수 있다. 이러한 RRS(17)는 REU(15)와 유선 또는 무선 링크될 수 있다. RRS(17)는 근본적으로 무선 액세스 모듈(20)처럼 구성된다(도 3 참조). 주요 차이점은, 안테나(31)에서의 송/수신 타임 슬롯의 정보를 송/수신 입/출력부에 적절한 송/수신 타임 슬롯에 연결시키는 중앙 제어 및 애플리케이션 논리부(22)가 제어하는 송/수신 입/출력부가 하나 (또는, 다이버시티가 적용될 때 두 개) 더 있다는 것이다. 이를 위해, 멀티플렉서(23)에서의 데이터가 시프트 레지스터 (register)(도시되지 않음)에 공급되는데, 이 시프트 레지스터는, 중앙 제어 및 애플리케이션 논리부(22)의 제어 하에서, 적용된 중계기(repeater) 프로토콜에 따라 데이터를 멀티플렉서(21)로 다시 적시에 시프트(shift)시키도록 제어된다. 이러한 추가된 입/출력부는 수신기/복조기(27)와 송신기/변조기(28)에 결합될 수 있고, 또는 유선 연결된 입/출력부로서 제공될 수 있다. 참조 문헌은 국제 특허 출원 WO94/l9877이다.

본 발명에 따른 REU 개념을 이용하면, REU(14, 15)가 조합된 커버리지 영역내 어디에서나 가입자 셀(4)을 재발생시킬 수 있게 된다. 고립된 지역(농원 등)에 있는 가입자의 경우에, REU(15)는 도시된 바와 같이 가입자 원격 장치 또는 고정된 액세스 장치(FAU)(19)에 직접 연결될 수 있다. 소위 다중-회선 FAU(19)의 경우, 즉, FAU(19)가 다수 출력 가입자 단말기를 가지는 경우, REU(15)와 FAU(19)는 다수의 (이웃하는)가입자에 의해 공유될 수 있다.

본 발명에서, DAN(1)은 하나 또는 다수의 REU(14)와 공동-위치(co-locate)될 수 있어서, 전체적인 시스템 설치 비용이 상당히 감소된다.

또한, 스플리터(splitter) 장치(도시되지 않음)를 통해, 무선 액세스 모듈 (20)의 안테나 출력부는 안테나와 REU(14) 둘 모두에 직접 연결될 수 있다. 증폭으로 인해, REU(14)에 공급하기 위한 신호는 비교적 약해질 수 있으므로 안테나로/로부터의 전력에 크게 영향을 미치지 않는다.

다이버시티가 적용되면, 즉, 무선 액세스 모듈(20)에서 두 개의 안테나 출력 부(31)가 적용되면(도 3), REU(14)가 각 안테나 출력부에 접속되어 각 다이버시티경로에 대해 개별 REU가 활동화(active)될 것이다. 가입자 사이트에서, 두 REU(14)의 무선 신호를 모두 수신할 수 있는 REU(15) 하나만 이용될 수 있다. 안테나 다이버시티스 스위치(26)의 중간지점 경로에 REU(14)를 삽입시킴으로써(도 3), 다이버시티의 경우에는 하나의 REU만으로도 충분하다. 그러나, 이는 기존의 무선 액세스모듈(20)을 부가적으로 수정할 필요가 있다.

본 발명에 따른 REU 개념을 이용하면, 다수의 무선 액세스 모듈(20)이 동일사이트에 설치된다 하더라도, 여기에서의 작동을 위해 다수의 무선 액세스 모듈은 중첩 커버리지가 없는 분산된 상이한 셀에 서비스를 제공하는 것으로 여겨지게 되어 각 무선 액세스 모듈은 어드레스(address)되는 영역에 자신의 충분한 용량을 제공할 수 있다.

도 5는 TDD 동작을 위한 REU의 회로도를 매우 간략하게 도시한다. 저잡음 수신기 RX(35)는 입력부가 송/수신(T/R) 스위치(37)에 접속되고, 출력부는 믹서(39)의 입력부에 접속된다. 송신기 TX(36)는 출력부가 T/R 스위치(37)에 접속되고, 입 력부는 믹서(40)의 출력부와 접속된다. 두 믹서(39, 40)는 입력부가 소위 국부 발진기(LO) 스위치(3S)의 출력부에 접속되고, 국부 발진기 스위치의 입력부는 국부 발진기(LO)(41)에 접속된다. 믹서(39)의 다른 출력부와 믹서(40)의 다른 입력부는커플러(coupler)(42)의 입력부와 출력부에 각각 연결된다. 커플러(42)는 REU의 결합된 송/수신 입력부(43)를 제공하는 반면, T/R 스위치(37)는 REU의 송/수신 출력 부(44)를 제공한다.

TDD 동작으로 인해, 필터링 없이 송/수신 경로를 분리시킬 수 있다. 송신 모드와 수신 모드간의 스위칭(switching)은 국부 발진기를 믹서(39, 40)와 T/R 스위치(37)중 어떤 하나로 스위칭시킴으로써 이루어진다. 적절한 제어 신호가 무선 액세스 모듈(20)에 의해 제공되거나 개별 시그널링 경로(45) 및 시그널링 수단(도시지 않음)을 통해 제공될 수 있다.

비록 본 발명이 액세스 장치의 특정 실시예와 설계를 참조하여 설명되었고또한 GSM 통신 시스템에서 액세스 장치의 이용에 관해 보다 상세히 설명되었다 하더라도, 본 발명의 신규성은 여러 액세스 기술과 또한 동적 액세스 노드 수단과 백 본 액세스 장치의 많은 상이한 실시예들에 이용될 수 있다는 것을 알아야 한다.

Claims

지리적으로 분산된 다수의 원격 무선 액세스 장치(9)를 셀룰러 이동 전기 통신 네트워크와 같은 이동 무선 전기 통신 네트워크의 네트워크 액세스 장치(2)에 접속시키기 위한 동적 무선 백본 송신 시스템(10)으로, 상기 각각의 무선 액세스 장치(9)가 상기 이동 무선 전기 통신 네트워크의 특정 영역 또는 셀(4)에 서비스를 제공하는 동적 무선 백본 송신 시스템에 있어서,

상기 동적 무선 백본 송신 시스템(10)은, 다수의 공통 무선 통신 채널에 액세스하기 위해 유기적으로 접속되며 무선 송수신기 수단(27,28), 안테나 수단(31)및 제어 수단(22)을 가지는 동적 액세스 노드 수단(1)을 포함하고, 상기 무선 액세스 장치(9)는, 상기 다수의 공통 무선 통신 채널에 액세스하기 위해 유기적으로 접속되며 무선 송수신기 수단(27, 28), 안테나 수단(31) 및 제어 수단(22)을 가지는 백본 액세스 장치(8)를 포함하는데, 상기 동적 무선 액세스 노드 수단(1)과 상기 백본 액세스 장치(8)의 상기 제어 수단(22)은 상기 다수의 공통 무선 통신 채널 중 빈 통신 채널을 적응적으로 선택하도록 배열되고, 상기 동적 액세스 노드 수단(1)은 상기 네트워크 액세스 장치(2)로의 접속을 위해 배열되는 것을 특징으로 하는 원격 무선 액세스 장치를 네트워크 액세스 장치에 접속시키기 위한 동적 무선 백본송신 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 동적 무선 액세스 노드 수단(1)의 상기 무선 송수신기 수단(27, 28), 안테나 수단(31) 및 제어 수단(22)은 지향적으로 분산된 송신 섹터(3)에서 상기 다수의 공통 무선 통신 채널에 액세스하기 위해 배열되고, 상기 제어 수단(22)은 상기 다수의 공통 무선 통신 채널 중 빈 무선 통신 채널을 적응적으로 선택하기 위해 송신 섹터(3)에서 상기 백본 액세스 장치(8)와 협동하도록 배열되고, 상기 무선 통신 채널은 액세스되면 동일한 동적 무선 액세스 노드 수단(1)에 의해 재이용될 수 있지만 송신 섹터(3)에서의 무선 링크 접속에 대해서는 개별적인 것을 특징으로 하는 원격 무선 액세스 장치를 네트워크 액세스 장치에 접속시키기 위한 동적 무선 백본 송신 시스템.
제 2 항에 있어서,

상기 동적 무선 액세스 노드 수단(1)은, 공통 무선 통신 채널에 액세스하기위하여 배열되는 무선 송수신기 수단(27, 28)과 제어 수단(22)을 각각 갖는 다수의 무선 액세스 모듈(20)을 포함하는데, 상기 무선 액세스 모듈(20)은 관련 송신 섹터 (3)에서 상기 다수의 공통 무선 통신 채널에 액세스하기 위해 유기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 원격 무선 액세스 장치를 네트워크 액세스 장치에 접속시키기 위한 동적 무선 백본 송신 시스템.
제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 안테나 수단(31)은 상기 무선 액세스 노드 수단(1)과 상기 백본 액세스장치(8) 사이에 포인트-대-포인트 무선 링크 접속을 제공하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 원격 무선 액세스 장치를 네트워크 액세스 장치에 접속시키기 위한 동적 무선 백본 송신 시스템.
제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제어 수단(22)은 상기 다수의 공통 무선 통신 채널 중 빈 무선 통신 채널에 적응적으로 연속 액세스하기 위해 배열되는 것을 특징으로 하는 원격 무선 액세스 장치를 네트워크 액세스 장치에 접속시키기 위한 동적 무선 백본 송신 시스템.
제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 동적 무선 액세스 노드 수단(1)과 상기 백본 액세스 장치(8)는 다중 무선 액세스 기술에 따라 다수의 공통 무선 통신 채널에 액세스하기 위해 배열되는 것을 특징으로 하는 원격 무선 액세스 장치를 네트워크 액세스 장치에 접속시키기 위한 동적 무선 백본 송신 시스템.
제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

무선 노드 제어 수단(6)에 각각 접속되는 다수의 동적 무선 액세스 노드 수단(1)을 포함하는데, 상기 무선 노드 제어 수단(6)은 이동 서비스 교환국, 이동 전화 교환국 또는 상기 이동 무선 전기 통신 네트워크의 기지국 장치와 같은 네트워크 액세스 장치(2)와의 접속을 위해 배열되는 것을 특징으로 하는 원격 무선 액세스 장치를 네트워크 액세스 장치에 접속시키기 위한 동적 무선 백본 송신 시스템.
제 7 항에 있어서,

상기 무선 노드 제어 수단(6)과 상기 동적 무선 액세스 노드 수단(1)은 상기무선 노드 제어 수단(6)과 상기 동적 무선 액세스 노드 수단(1)간의 접속시에 액세스 가능한 다수의 공통 통신 채널 중 빈 통신 채널을 적응적으로 액세스하기 위해 유기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 원격 무선 액세스 장치를 네트워크 액세스 장치에 접속시키기 위한 동적 무선 백본 송신 시스템.
제 8 항에 있어서,

상기 무선 노드 제어 수단(6)과 상기 네트워크 액세스 장치(2)의 접속시에,상기 각각의 무선 액세스 장치(9)를 위해 다수의 통신 채널이 할당되는 것을 특징으로 하는 원격 무선 액세스 장치를 네트워크 액세스 장치에 접속시키기 위한 동적무선 백본 송신 시스템.
제 1 항, 제 2 항, 제 3 항, 제 8 항 또는 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 동적 무선 액세스 노드 수단(1)의 송수신기 수단(27, 28)은 범위 향상 기 장치(14)에 접속되는 것을 특징으로 하는 원격 무선 액세스 장치를 네트워크 액세스 장치에 접속시키기 위한 동적 무선 백본 송신 시스템.
제 10 항에 있어서,

상기 범위 향상기 장치(14)는 주파수 변환 수단(38 내지 41), RF 증폭기 수단(35, 36) 및 안테나 수단(44)을 포함하는데, 상기 주파수 변환 수단(38 내지 41)은 국부 발진기 스위치 수단(38)에 접속되는 믹서 수단(39, 40)을 각각 포함하는 송/수신 경로를 갖으며, 상기 스위치 수단(38)은 시분할 듀플렉스(TDD) 통신 프로토콜에 따라 송/수신 신호를 여러 주파수로 교대로 변환시키기 위해서 국부 발진기 (41)에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 원격 무선 액세스 장치를 네트워크 액세스 장치에 접속시키기 위한 동적 무선 백본 송신 시스템.
제 1 항, 제 2 항, 제 3 항, 제 8 항, 제 9 항 또는 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 동적 무선 액세스 노드 수단(1)과 상기 백본 액세스 장치(8)는 디지털강화 무전 전기 통신(Digital Enhanced Cordless Telecommunications : DECT) 표준의 관련 프로토콜에 따라 작동하는 것을 특징으로 하는 원격 무선 액세스 장치를 네트워으 액세스 장치에 접속시키기 위한 동적 무선 백본 송신 시스템.
셀룰러 이동 전기 통신 네트워크, 특히 범유럽 셀룰러 이동 통신 시스템 (Global System for Mobile communications)(GMS) 표준에 따라 작동하는 셀룰러 이동 전기 통신 네트워크에서, 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항, 제 8 한, 제 9 항 또는제 11 항 중 어느 항에 따른 동적 무선 백본 송신 시스템(10)의 이용법.