KR100405406B1 - 이동 통신 시스템의 채널 엘리먼트 할당 장치 - Google Patents
이동 통신 시스템의 채널 엘리먼트 할당 장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 주요 호 자원인 채널 엘리먼트를 특정 기지국에 종속되지 않도록 하고 중앙에서 집중 관리하여 각 기지국에서 요구되는 호 자원을 동적으로 분배 할당토록 함으로서 채널 엘리먼트의 사용 효율을 극대화 하도록 된, 이동 통신 시스템의 채널 엘리먼트 할당 장치에 관한 것으로서, 무선 구간을 매개로 이동 단말기와 상호 음성 데이터 및 제어 신호를 송수신하고 아날로그 신호 처리하는 리모트 모듈(310); 및 복수개의 상기 리모트 모듈(310)과 광 선로를 매개로 원격 연결되어 연동되되, 복수개의 채널 엘리먼트를 가진 채널 카드가 복수개 구비되어, 상기 각 고주파/아날로그 처리 유닛으로부터의 채널 엘리먼트 요구에 따라 상기 구비된 채널 엘리먼트를 분배 할당하여, 해당 고주파/아날로그 처리 유닛으로부터 수신된 아날로그 신호를 디지털 처리하는 중앙 집중식 디지털 처리 유닛(320,330,340)을 포함하여 구성된다.
Description
본 발명은 이동 통신 시스템의 채널 엘리먼트 할당 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 주요 호 자원인 채널 엘리먼트를 특정 기지국에 종속되지 않도록 하고 중앙에서 집중 관리하여 각 기지국에서 요구되는 호 자원을 동적으로 분배 할당토록 함으로서 채널 엘리먼트의 사용 효율을 극대화 하도록 된, 이동 통신 시스템의 채널 엘리먼트 할당 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 기존의 이동 통신 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 기지국(110), 제어국(120) 및 교환국(130)으로 구성되며, 다수의 기지국(110)이 하나의 제어국(120)과 연결되어 있고, 또한 다수의 제어국이 하나의 교환국에 연동되어 망 구성이 이루어진다.
상기 기지국(110)의 내부 구성은, 도 2에 도시된 바와 같이, 고주파/아날로그 처리부(111)와, 디지털 처리부(112)와, 기지국 제어부(113)로 구성된다.
상기 고주파/아날로그 처리부(111)는 단말기와 직접 무선 구간을 통하여 음성 데이터 및 제어신호를 송수신하는 기능을 수행하며, 주파수 상하향 변환부(Up Down Converter Unit : UDCU), 선형 전력 증폭부(Leaner Power Amplifier Unit : LPAU), 및 무선 신호 송수신부(Tx/Rx Front-end Unit : Tx/RxFU)로 구성되어 있다.
상기 상기 디지털 처리부(112)는 섹터 인터페이스 카드(Sector InterfaceCard : SIC), 아날로그 컴온 카드(Analog Common Card :ACC), 채널 카드(CHannel Card : CHC), 및 채널 프로세싱 카드(Channel Processing Card : CPC)로 구성되어, 상기 고주파/아날로그 처리부(111)로부터 수신된 데이터를 단말기와 기지국 사이의 무선 구간에서 발생하는 각종 에러를 복원하기 위하여 상기 채널카드(CHC) 부분에서 디코딩(decoding) 및 디모듈레이션(demodulation) 한다.
하나의 단말기에서 송/수신된 음성 데이터 및 제어 신호를 처리하는 핵심 부분을 채널 엘리먼트(CH) 라하며, 다수의 채널 엘리먼트가 하나의 채널카드에 모여 있으며, 해당 지역의 가입자 수 및 통화량에 따라 채널 카드의 수량이 예측/결정되어 실장된다.
상기 기지국 제어부(113)에서는 단말기가 통화 요구 시 호 자원인 채널 엘리먼트를 효율적으로 할당하며, 할당된 채널 엘리먼트에서 처리된 음성 데이터를 제어하여 제어국으로 송/수신하며, 기타 단말기와의 통화 절체나 전력 제어를 제어국과 연동하여 처리한다.
이와 같이 구성되어 운용되는 기존 기지국의 용량은 다양한 요소에 의해 영향을 받는 데, 그 중 내부에 실장되어 있는 호 자원(CH)의 수에 따라 기지국의 통화 채널 용량이 결정되는 데, 비용 측면에서도 고가의 호 자원을 무한정 장착할 수 없으므로, 기지국의 치국(治國) 시 가입자의 증가 추이를 고려하여 일정 수량을 실장하여 운용하게 된다.
그러나, 이러한 호 자원의 활용도가 높지 않다는 문제점이 대두되고 있는 데, 가입자의 이동 분포에 따라 자원의 활용도가 결정되며 기지국 별로 호 자원이국한되어 있으므로, 일정 시간 대에 특정 기지국의 서비스 영역에서 호가 폭주할 경우에는 호 자원의 부족으로 인한 불통 상태가 나타나게 되고, 나머지 시간 대에는 대부분의 자원이 유휴(Idle) 상태가 되어 자원이 낭비되는 문제점이 있었다. 또한, 대부분이 무인 기지국으로 운용되므로 호 자원의 장애 발생 시 복구 시간이 많이 소요되고 복구 불능 시 기지국 용량 감소라는 결과를 초래하기도 한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, 그 목적은 주요 호 자원인 채널 엘리먼트를 특정 기지국에 종속되지 않도록 하고 중앙에서 집중 관리하여 각 기지국에서 요구되는 호 자원을 동적으로 분배 할당토록 함으로서 채널 엘리먼트의 사용 효율을 극대화 하도록 된, 이동 통신 시스템의 채널 엘리먼트 할당 장치를 제공하고자 하는 것이다.
도 1은 기존의 이동 통신 시스템의 블록도이고,
도 2는 도1의 기지국의 블록도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 통신 시스템의 채널 엘리먼트 할당 장치의 블록도이고,
도 4는 도 3의 상기 리모트 모듈(310)의 구성을 나타낸 블록도이고,
도 5는 도 3의 상기 제어국 내에 구비된 상기 도너 모듈의 구성을 나타낸 블록도이고,
도 6은 본 발명의 동작을 설명하기 위한 이동 통신 시스템의 채널 엘리먼트 할당 장치의 블록도이다.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
310 : 기지국으로서의 리모트 모듈 311 : 고주파/아날로그 처리 유닛
312,331 : 전/광 변환기 320 ; 채널 뱅크
330 : 채널 스위칭 유닛 340 : 제어부
400 : 채널 할당 모듈
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 이동 통신 시스템의 채널 엘리먼트 할당 장치는, 무선 구간을 매개로 이동 단말기와 상호 음성 데이터 및 제어 신호를 송수신하고 아날로그 신호 처리하는 리모트 모듈; 및 복수개의 상기 리모트 모듈과 광 선로를 매개로 원격 연결되어 연동되되, 복수개의 채널 엘리먼트를 가진 채널 카드가 복수개 구비되어, 상기 각 고주파/아날로그 처리 유닛으로부터의 채널 엘리먼트 요구에 따라 상기 구비된 채널 엘리먼트를 분배 할당하는 중앙집중식 채널 할당 모듈을 포함하여 구성된다.
또한, 상기 리모트 모듈은 무선 구간을 매개로하여 단말기와의 고주파 송수신 신호를 처리하는 고주파/아날로그 처리부와, 상기 처리된 전기적 아날로그 신호를 광 신호로 변환하여 상기 광 선로를 매개로 전송하고 그 광 선로를 통해 수신되는 광 신호를 전기적 신호로 변환하는 전/광 변환 송수신부로 구성되어, 하나의 셀내의 단말기와의 고주파 송수신 신호를 처리하여 상기 채널 할당 모듈 측으로 전송하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 채널 할당 모듈은 제어국 내에 구비되되, 상기 광 선로에 연결되어 전-광/광-전 변환 송수신을 위한 전/광 변환 송수신부와, 상기 전/광 변환 송수신부를 통해 상기 리모트 모듈 로부터 수신된 전기적 아날로그 신호의 전달 경로를 상기 각 채널 엘리먼트로 스위칭하는 채널 스위칭부와, 상기 복수개의 채널 엘리먼트를 가지고 상기 스위칭부로부터 전달된 아날로그 신호를 디지털 처리하는 채널 뱅크부와, 상기 채널 뱅크부의 채널 점유 상태에 따라 상기 스위칭부의 스위칭을 제어하는 제어부로 구성된다.
즉, 본 발명은 기존의 기지국에서 디지털 처리 유닛을 분리하여 고주파/아날로그 처리 유닛으로만으로 구성된 리모트 모듈을 기지국 형태로 구성함으로서, 기지국의 소형화를 구현하여 기지국 증설/이설 시 문제시 되는 많은 부분들을 손쉽게 해결할 수 있고, 상기 각 기지국으로부터 분리된 디지털 처리 유닛 즉, 호 자원의 집합인 디지털 처리부(또는 채널 뱅크라 함)와 제어부를 하나의 동일 국사 또는 제어국에 집중 구비하여, 주요 호 자원인 채널 엘리먼트를 특정 기지국에 종속되지않는 구조 즉, 채널 엘리먼트 풀(Pool) 형태의 단일 채널 할당 모듈로 구성함으로서, 기존의 기지국 구조에서 나타난 호 자원의 낮은 활용도와는 달리 실장되는 호 자원의 수량을 대폭 줄일 수 있으며, 자원 활용도 또한 시간대에 관계없이 항상 높게 사용할 수 있다. 또한, 호자원을 특정 기지국에 종속되지 않고 중앙에 집중하여 통합 관리함으로서, 자원의 장애 처리 및 중앙 집중 형태의 효율적인 관리가 가능하다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동 통신 시스템의 채널 엘리먼트 할당 장치에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 통신 시스템의 채널 엘리먼트 할당 장치의 블록도로서, 동 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 기지국은 기존의 기지국에서 고주파/아날로그 처리 유닛만이 분리되어 독립적으로 구성된 리모트 모듈(310)로 존재하므로, 기지국의 형상이 대폭 축소되어 저 비용 및 작은 공간에서도 기존 기지국과 동일하게 치국할 수 있다.
또한, 본 발명의 제어국에는 기존의 각 기지국에 구비되었던 디지털 처리 유닛의 호 자원이 집중 통합되어 자원 풀(Resource Pool) 형태의 채널 뱅크(320)로 구비되어 있고, 기지국으로서의 상기 리모트 모듈(310)과의 인터페이스를 위한 채널 스위칭 유닛(Channel Switching Unit : CSU)(330)이 구비되어 있으며, 또한 기존의 각 기지국마다 존재했던 기지국 제어부가 하나의 제어부(Channel Switching Control Unit : CSCU)(340)로 통일되어 상기 리모트 모듈(310)의 제어 및 상기 채널 스위칭 유닛(330)을 제어하여 상기 채널 뱅크(320)내의 호 자원인 채널 엘리먼트(CE)의 할당을 제어한다. 이하, 상기 제어국 내에 구비된 상기 채널 뱅크(320)와 상기 채널 스위칭 유닛(330)과 상기 제어부(340)를 통합하여 채널 할당 모듈(400)이라 칭한다.
도 4는 도 3의 상기 리모트 모듈(310)의 구성을 나타낸 블록도로서, 동 도면에 도시된 바와 같이, 기존 기지국에서 디지털 처리 유닛과 분리된 고주파/아날로그 처리 유닛(311)이 독립적으로 구비되어 있고, 여기에 전광 변환기(Electric-Optic Converter)(312)가 추가 구성되어 도 3의 상기 제어국 측의 상기 채널 할당 모듈(400)과의 광 케이블을 매개로 한 인터페이스를 제공한다.
도 5는 도 3의 상기 제어국 내에 구비된 상기 채널 할당 모듈(400)의 구성을 나타낸 블록도로서, 동 도면에 도시된 바와 같이, 복수개의 채널 엘리먼트(CE)의 집합체인 상기 채널 뱅크(320)와 상기 상기 리모트 모듈(310)과의 통신을 위한 전광 변환기(331)가 상기 리모드 모듈(310)의 전광 변환기(312)와 광 선로를 매개로 대응 연결되도록 구비되어 있고, 상기 전광 변환기(331)를 통한 전기적 신호(즉, 기지국으로부터의 호 자원 요구 신호)의 다이나믹한 스위칭을 위한 상기 채널 스위칭 유닛(330)이 구비되어 있으며, 상기 채널 스위칭 유닛(330)을 통하여 채널 엘리먼트(CE)를 할당하여 디지털 신호 처리하기 위한 상기 채널 뱅크(320)가 구비되어 있고, 상기 채널 뱅크(320)의 채널 점유 상태에 따라 상기 채널 스위칭 유닛(330)의 스위칭을 제어하는 상기 제어부(340)가 구비되어 있다.
호 자원인 채널 엘리먼트들의 다이나믹한 할당을 위해서는 기존의 구조에서와 동일하게 하드웨어적 시그널 연결이 채널(CE) 별로 존재하여 상기 채널 스위칭 유닛(330)과 상기 제어부(340)에 접속되어야 하지만, 하나의 기지국에서 존재하는 채널 엘리먼트의 수가 200-300 채널 이상이므로 이를 본 발명의 상기 채널 뱅크(320)와 같이 채널 엘리먼트가 중앙 집중된 리소스 풀 구조에서는 각 채널마다 별도의 패스를 접속하여 스위칭한다는 것이 사실상 불가능하므로, 다수의 채널 엘리먼트들이 집합되어 있는 채널 카드(Board)별로 시그널 연결을 구성하고 스위칭하는 것이 상기 채널 스위칭 유닛(330)과 상기 채널 뱅크(320)간의 패스가 대폭 단순해 지므로 가장 바람직하다.
이어, 본 발명의 동작에 대하여 설명한다.
본 발명은, 도 6에서와 같이, 채널 엘리먼트(CE)들의 집합인 채널 카드(CHC#1,CHC#2,CHC#3,CHC#4)들이 리소스 풀 형태의 채널 뱅크(320)로 구성되어 있고, 리모트 모듈A,B(310)에서 통화가 시도 될 때, 상기 제어부(340)의 제어에 따라 채널 카드 단위의 채널 엘리먼트를 다이나믹하게 요구된 호의 자원으로 할당하게 된다. 여기서 각 채널 카드는 기존과 같이 기지국마다 한정되어 있지 않고 상기 제어부(340)의 제어에 따른 상기 채널 스위칭 유닛(320)의 다이나막한 스위칭에 따라 어느 기지국으로도 할당할 수 있다.
예를 들어, 기지국으로서의 상기 리모트 모듈 A(310)에서 유입되는 호는 상기 채널 뱅크(320)의 채널 카드 1(CHC #1)의 채널 엘리먼트가 할당되어 있고, 상기 리모트 모듈 B(310)에서 유입되는 호는 상기 채널 뱅크(320)의 채널 카드 2(CHC #2) 채널 엘리먼트가 할당되어져 있는 상태에서, 상기 리모트 모듈 B(310)에서 게속적으로 신규 호가 유입되면, 상기 제어부(340)는 상기 채널 스위칭 유닛(330)의 스위칭을 제어하여 상기 채널 뱅크(320)의 채널 카드 2(CHC #2)의 채널 엘리먼트가 모두 점유될 때까지 할당하고, 그 채널 카드 2(CHC #2)의 채널 엘리먼트가 모두 점유되어도 상기 리모트 모듈 B(310)에서 계속적으로 신규 호가 유입되면, 상기 채널 뱅크(320)의 채널 카드 3(CHC #3)의 채널 엘리먼트로 할당토록 한다.
이 때, 상기 채널 뱅크(320)의 채널 카드 1(CHC #1)은 상기 리모트 모듈 A(310)에서 유입되는 호에 대해, 채널 카드 2,3(CHC #2,#3)은 상기 리모트 모듈 B(310)에서 유입되는 호에 대해 자원이 할당된 상태이며, 채널 카드 4(CHC #4)는 현재까지 어느 리모트 모듈로도 할당되지 않고 대기 상태로 존재하다가 이후 요구되는 호에 대하여 계속적으로 할당하게 된다.
이상 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 이동 통신 시스템의 채널 엘리먼트 할당 장치는, 주요 호 자원인 채널 엘리먼트를 특정 기지국에 종속되지 않도록 하고 중앙에서 집중 관리하여 각 기지국에서 요구되는 호 자원을 동적으로 분배 할당토록 함으로서, 기지국별 호 폭주 시 호 자원들의 부족으로 인한 통화 불능 상태를 해결하고, 가입자들의 이동성에도 유연하게 대처할 수 있으며, 기지국의 구성을 디지털 처리 유닛은 배제하고 고주파/아나로그 유닛만으로 구성하여, 기지국 설치 시 보다 낮은 비용으로 구축 가능하며 주요 자원들에 대한 관리를 효율적으로 할 수 있는 효과가 있다.
즉, 본 발명에 따른 이동 통신 시스템의 채널 엘리먼트 할당 장치는 자원 부족으로 인한 통화 불능 상태를 최소화 하고, 기지국 크기의 소형화를 통한 설치 비용 절감 및 운용 효율을 증대시키고, 주요 자원들의 중앙 집중 관리를 통한 운용 효율을 증대시키며, 채널 엘리먼트의 사용율 증대를 통한 비용 절감의 효과를 창출하는 매우 유용한 발명이다.
Claims (3)
- 무선 구간을 매개로 이동 단말기와 상호 음성 데이터 및 제어 신호를 송수신하기 위한 아날로그 신호 처리를 수행하는 리모트 모듈; 및상기 복수개의 상기 리모트 모듈과 광 선로를 매개로 연동되도록 원격 연결되고, 복수개의 채널 엘리먼트를 각각 갖는 복수개의 채널 카드를 갖추고서, 상기 각 리모트 모듈로부터의 채널 엘리먼트 요구에 따라 채널 카드의 채널 엘리먼트를 분배 할당하는 중앙 집중식 채널 할당 모듈을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 이동 통신 시스템의 채널 엘리먼트 할당 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 리모트 모듈은 무선 구간을 매개로하여 단말기와의 고주파 송수신 신호를 처리하는 고주파/아날로그 처리부와, 상기 처리된 전기적 아날로그 신호를 광 신호로 변환하여 상기 광 선로를 매개로 전송하고 그 광 선로를 통해 수신되는 광 신호를 전기적 신호로 변환하는 전/광 변환 송수신부로 구성되어, 하나의 셀내의 단말기와의 고주파 송수신 신호를 처리하여 상기 채널 할당 모듈 측으로 전송하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 시스템의 채널 엘리먼트 할당 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 채널 할당 모듈은 제어국 내에 구비되되, 상기 광 선로에 연결되어 전-광/광-전 변환 송수신을 위한 전/광 변환 송수신부와, 상기 전/광 변환 송수신부를 통해 상기 리모트 모듈 로부터 수신된 전기적 아날로그 신호의 전달 경로를 상기 각 채널 엘리먼트로 스위칭하는 채널 스위칭부와, 상기 복수개의 채널 엘리먼트를 가지고 상기 스위칭부로부터 전달된 아날로그 신호를 디지털 처리하는 채널 뱅크부와, 상기 채널 뱅크부의 채널 점유 상태에 따라 상기 채널 스위칭부의 스위칭을 제어하는 제어부로 구성된 것을 특징으로 하는 이동 통신 시스템의 채널 엘리먼트 할당 장치.
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