KR100504809B1 - 기지국 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광케이블을 통하여 연결되는 주기지국과 원격기지국에 관한 것으로, 특히, 기저대역 디지털 신호로 전송하여 오류발생에 대비하고 주파수 채널의 구분이 용이한 음영지역 커버용 기지국 장치에 관한 것이며, 지피에스 수신기로부터 입력받은 기준클럭을 시스템 클럭신호로 변환하고 기저대역 통신신호를 고주파 신호로 상향변환하여 무선송신하며 원격전송되는 통신신호를 기저대역 디지털 광신호로 변환하여 무선송신하는 주기지국과; 상기 주기지국으로부터 인가되는 광신호의 시스템 클럭신호와 통신신호를 전송하는 광케이블과; 상기 광케이블로부터 인가되는 시스템 클럭신호를 기준클럭신호로 변환하고 기저대역 통신신호를 고주파 신호로 상향변환하여 음영지역에 무선송신하는 원격기지국이 포함되어 이루어지는 구성을 특징으로 하여, 채널간 상호간섭과 주변온도 변화에 의한 케이블 손실이 발생하지 않으며, 전송오류를 용이하게 복구하고, 다수 원격기지국 및 섹터별 신호를 구분하며, 지피에스 신호를 공유하는 효과가 있다.

Description

기지국 시스템{A BASE STATION SYSTEM}

본 발명은 이동통신을 위한 음영지역 커버 기지국 장치에 관한 것으로, 특히, 광케이블을 통하여 높은 안정도의 클록신호를 공급하고 디지털 기저대역의 신호를 이용하여 주파수 채널별 가입자 신호를 전송하므로써 오류발생 복구, 채널별 상호간섭 해결, 섹터신호 구분을 용이하게 하는 기지국 시스템에 관한 것이다.

이동통신 시스템은 이동이 간편하고 용이한 휴대단말기를 이용하여 언제 어디서나 상대방과 즉시 통신하는 서비스를 제공하는 것으로, 상기 휴대단말기는 기지국(BS: BASE STATION)으로부터 유효한 고주파(RF) 무선신호를 수신할 수 있는 커버지역(COVERAGE AREA) 또는 서비스 영역(SERVICE AREA)에 있을 경우에, 상기 이동통신 서비스를 제공받을 수 있다.

상기와 같은 이동통신 장치 또는 시스템(SYSTEM)의 기지국(BS)은 그 서비스 영역이 일부 중첩되는 상태로 전국적으로 골고루 산재하여 있어, 휴대단말기가 이동하면서 언제 어디서나 즉시 원하는 상대방과 통신을 한다.

상기와 같은 기지국은 해당 서비스 영역 안에서 무선전송되는 고주파 신호가 골고루 도달하도록 하기 위하여 가능한 높은 지역이면서 가시선(LINE OF SIGHT) 상에 방해물이 없는 구능의 마루 지역 및 건물의 옥상 등과 같은 장소를 선택 설치하지만, 특히, 터널, 동굴 및 번창하는 도시 지역에서는 고층건물과 광고판의 뒤편 등을 포함하여 건물 내부와 지하층 등의 지역에 상기 고주파의 유효한 신호가 도달하지 못하는 문제가 있고 이러한 지역에서는 이동통신 서비스를 받을 수 없으므로 음영지역(SHADOW AREA)이라고 한다.

상기와 같은 음영지역은 도시 지역에서 특히 많이 발생하는데, 일 예로, 지하철 구간, 지하대형쇼핑매장 등에서는 일정한 시간대별로 항상 많은 사람이 모이고, 영역(AREA)이 매우 작거나 협소한 동시에 이동통신 서비스 수요가 일정하기 않고 특정 시간대별로 집중된다.

상기와 같은 장소는 이동통신 서비스 사업자에게 중요하면서도 장소가 협소하여 비용이 많이 소요되는 정상적인 기지국을 설치 운용할 수 없는 등의 문제를 해결하는 노력이 계속되고 있다.

상기와 같은 음영지역에 이동통신 서비스를 제공하는 것이 주기지국(MASTER BS)의 제어를 받는 저출력의 소형 원격기지국(SLAVE BS)이다.

이하, 종래 기술에 의한 음영지역 커버용 기지국 장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

종래 기술을 설명하기 위하여 첨부된 것으로, 도1 은 종래 기술에 의한 음영지역 커버용 기지국 장치 기능 구성도 이다.

상기 도1을 참조하면, 종래 기술에 의한 이동통신 서비스 음영지역 커버용 기지국은, 해당 기지국제어기(BSC: BASE STATION CONTROLLER)를 통하여 이동통신 교환국과 접속되고 입력되는 다수 가입자의 기저대역 신호를 고주파 신호로 상향변환 및 증폭하여 무선출력하는 동시에 증폭되어 출력되기 전에 분리된 고주파 신호를 해당 제어신호와 함께 광신호로 변환하여 광케이블(OPTICAL CABLE)(100)에 출력하는 주기지국(MASTER BS)(10)과, 상기 주기지국(10)과 광케이블(100)을 통하여 접속 입력되는 신호를 전기신호로 변환하고 해당 제어신호와 고주파 신호로 분리하여 고주파 신호는 증폭하여 무선출력하며 제어신호는 운용신호로 사용하는 원격기지국(SLAVE BS)(110)으로 구성된다.

상기와 같은 주기지국(10)은, 다수 가입자로부터 인가되는 통신신호를 코드분할다중접속 방식으로 변환 처리하여 출력하는 모뎀부(22); 상기 모뎀부(22)로부터 인가되는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 동시에 각각의 할당된 고주파(RF) 대역별로 상향변조(UP-CONVERTING)하여 해당 고주파 대역별(1FA, 2FA, 3FA, 4FA)로 출력하는 상향변환부(24)로 이루어지는 주신호부(20)와, 상기 주신호부(20)로부터 고주파 대역별로 각각 인가되는 아날로그 신호를 하나의 혼합된 아날로그 신호로 출력하는 제1 콤바이너(COMBINER)(30)와, 상기 제1 콤바이너(30)로부터 출력되는 아날로그 신호를 2개로 나누어 각각의 경로로 출력하는 커플러(TC: TRANSMIT COUPLER)(40)와, 상기 커플러(40)로부터 인가되는 아날로그 신호를 소정 레벨의 전력(POWER)으로 증폭하여 무선출력하는 안테나(60)에 인가하는 제1 증폭부(50)와, 상기 주기지국(10)의 각 기능부를 감시하고 제어하는 동시에 상기 원격기지국(110)을 감시하고 제어하는 신호를 출력하는 제1 제어부(72); 상기 제1 제어부(72)로부터 출력되는 디지털 신호를 FSK(FREQUENCY SHIFT KEYING) 방식으로 변조된 아날로그 신호로 출력하는 제1 FSK 모뎀부(74)로 이루어지는 주제어부(70)와, 상기 주제어부(70)로부터 출력되는 아날로그 신호와 상기 커플러(40)로부터 출력되는 아날로그 신호를 결합하여 하나의 아날로그(ANALOG) 신호로 출력하는 제2 콤바이너(80)와, 상기 제2 콤바이너(80)로부터 인가되는 전기적 신호(ELECTRICAL SIGNAL)를 해당 광신호(OPTICAL SIGNAL)로 변환하여 광케이블(100)에 출력하는 광변환부(E/O: ELECTRICAL TO OPTICAL CONVERTER)(90)로 구성된다.

또한, 상기 원격기지국(SLAVE BS)(110)은, 광케이블(100)을 통하여 인가되는 광신호(OPTICAL SIGNAL)를 전기적 신호(ELECTRICAL SIGNAL)로 변환하여 출력하는 전기변환부(O/E: OPTICAL TO ELECTRICAL CONVERTER)(120)와, 상기 전기변환부(120)로부터 인가되는 전기적 신호를 제어신호와 고주파 신호로 각각 분리하여 출력하는 분리부(SPLITTER)(130)와, 상기 분리부(130)로부터 인가되는 고주파 신호를 설정된 소정 레벨의 전력으로 증폭하여 무선출력하는 안테나(160)에 인가하는 제2 증폭부(140)로 이루어지는 부신호부(150)와, 상기 분리부(130)로부터 제어신호를 인가 받고 FSK 복조하여 디지털 신호로 출력하는 제2 FSK 모뎀(172); 상기 제2 FSK 모뎀(172)으로부터 인가되는 신호를 처리하여 상기 원격기지국(110)을 제어하는 동시에 각 기능부를 감시하고 제어하는 제2 제어부(174)로 이루어지는 부제어부(170)로 구성된다.

이하, 상기와 같은 구성의 종래 기술에 의한 음영지역 커버용 기지국 장치를 첨부된 도1을 참조하여 상세히 설명한다.

상기 주기지국(10)은 해당 기지국제어기를 통하여 교환국으로부터 인가되는 다수 가입자의 통신신호를, 상기 주신호부(20)에 의하여 CDMA 방식으로 변환하는 동시에 각 주파수 채널별 고주파 신호로 상향변환하고, 상기와 같이 상향 변환된 각 주파수 채널의 신호를 제1 콤바이너(30)에 의하여 하나의 신호로 변환한 후 커플러(40)에 의하여 2개로 분리한다.

상기와 같이 분리된 하나의 신호는 제1 증폭부(50)에 인가되어 설정된 소정 레벨의 전력으로 증폭되고 상기 안테나(60)에 인가되어 무선출력되며, 상기 안테나(60)에서 무선출력되는 고주파(RF) 신호를 해당 휴대단말기에서 유효하게 수신되는 영역을 상기 주기지국(10)의 서비스 영역이라고 한다.

그러나, 상기 주기지국(10)의 서비스 영역에 있는 음영지역에 이동통신 서비스를 제공하기 위하여 원격기지국(110)을 시설하여 동일한 고주파 신호를 무선 송출한다.

상기 원격기지국(110)에 전송되는 신호를 위하여, 상기 주기지국(10)은 커플러(40)로부터 분리된 고주파 신호와 상기 주제어부(70)로부터 출력되는 제어신호를 제2 콤바이너(80)에서 결합하고, 상기 광변환부(90)에 의하여 광신호로 변환하여 광케이블(100)에 인가하므로써, 상기 원격기지국(110)의 전기변환부(120)가 인가 받고, 분리부(130)에 의하여 해당 제어신호와 고주파 신호로 분리한다.

상기 원격기지국(110)의 분리부(130)로부터 분리된 고주파 신호는 부신호부(150)의 제2 증폭부(140)에 의하여 설정된 소정 레벨의 전력으로 증폭되고 상기 안테나(160)를 통하여 무선출력되므로 써 해당 음영지역을 커버(COVER)하며, 상기 분리부(130)로부터 분리된 제어신호는 부제어부(170)에 인가되어 원격기지국(110)을 제어 및 운용한다.

그러나, 상기와 같은 구성의 종래 기술에 의한 음영지역 커버용 기지국 장치는, 주기지국(10)으로부터 원격기지국(110)으로 신호를 전송하는 경우, 광케이블(100)을 통하여 아날로그의 고주파(RF) 신호로 전송한다.

따라서, 상기 주기지국(10)으로부터 광전송 되는 아날로그 신호에 오류가 발생되었을 경우, 수신측인 원격기지국(110)에서 복구 또는 복원 할 수 없으므로, 가입자의 귀중한 신호를 유실하는 문제가 있다.

또한, 1FA, 2FA, 3FA, 4FA와 같은 다수 채널의 고주파(RF) 신호가 하나의 광케이블(100)을 통하여 전송되므로써, 각 채널의 고주파(RF) 신호사이에 상호 간섭(INTERFERENCE)에 의한 잡음이 발생되어 가입자 신호를 정확히 전달하지 못하는 문제가 있다.

또한, 고주파 신호는 주파수가 높을수록 전송선로 상에서의 손실(CABLE LOSS)이 커지는 문제와 섹터(SECTOR) 기지국인 경우, 섹터가 다르면서 동일한 주파수(FA)를 사용하는 신호를 결합 및 분리하지 못하는 문제가 있다.

본 발명은 코드분할다중접속 방식 이동통신 기지국에서 주기지국과 음영지역을 커버하는 원격기지국 사이에 전송되는 신호를 기저대역의 디지털 신호로 전송하는 동시에 지피에스에 의한 시스템 클럭신호를 전송하므로, 신호의 케이블 전송손실을 줄이고, 정밀한 클럭신호에 의하여 섹터별로 정밀하게 구분된 신호를 전송하는 음영지역 커버용 기지국 시스템을 제공하는 것이 그 목적이다.

또한, 기저대역 신호를 인가 받은 원격기지국에서 해당 고주파 대역 신호로 상향변조하여 출력하므로, 주파수 재활용율을 높이는 동시에 다수의 음영지역을 커버하며, 정밀도가 우수한 지피에스용 시스템 클럭을 공유하는 음영지역 커버용 기지국 시스템을 제공하는 것이 그 목적이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은, 지피에스 수신기로부터 입력받은 기준클럭을 시스템 클럭신호로 변환하고 기저대역 통신신호를 고주파 신호로 상향변환하여 무선송신하며 원격전송되는 통신신호를 기저대역 디지털 광신호로 변환하여 무선송신하는 주기지국과; 상기 주기지국으로부터 인가되는 광신호의 시스템 클럭신호와 통신신호를 전송하는 광케이블과; 상기 광케이블로부터 인가되는 시스템 클럭신호를 기준클럭신호로 변환하고 기저대역 통신신호를 고주파 신호로 상향변환하여 음영지역에 무선송신하는 원격기지국이 포함되는 구성을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 이동통신 시스템의 음영지역 커버용 원격 기지국 시스템을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

본 발명을 설명하기 위하여 첨부된 것으로, 도2 는 본 발명에 의한 음영지역 커버용 기지국 장치 기능 구성도 이며, 도3 은 본 발명에 의한 주기지국 먹스부의 상세 접속 상태도 이고, 도4 는 본 발명에 의한 원격기지국 디먹스부의 상세 접속상태도 이며, 도5 는 본 발명에 의한 상향변조부와 디디에스의 상세한 기능 구성도 이고, 도6 은 광케이블을 통하여 전송되는 신호의 상태도 이다.

본 발명은 코드분할다중접속 방식 이동통신 시스템의 기지국 장치(SYSTEM)에 관한 것으로, 일정한 서비스 영역을 커버하는 주기지국(MAIN BS)과 음영지역을 커버하는 원격기지국(REMOTE BS) 사이에 송수신되는 데이터 신호를 기저대역으로 전송하는 동시에 지피에스(GPS: GLOBAL POSITIONING SYSTEM) 인공위성으로부터 수신된 높은 안정도의 10 MHz 기준클록신호를 이용하여 시스템 클럭을 생성하고, 주기지국과 원격기지국에서 공유하며, 원격기지국으로 전송되는 신호에 오류가 발생하였을 경우 용이하게 복구 또는 복원하도록 하는 동시에 각 채널별로 전송되는 신호가 서로 상호간섭이 발생하지 않도록 하고, 동일한 주파수 채널 신호를 사용하는 섹터별 신호로 구분하도록 하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 음영지역(SHADOW AREA) 커버용 기지국 장치(BS SYSTEM)는, 지피에스(GPS)로부터 수신된 기준클록 신호로 시스템 클록신호를 생성하고, 다수 가입자에 의하여 인가되는 코드분할다중접속 방식 기저대역 디지털 신호를 고주파로 변조하여 무선출력하며 상기 다수 가입자로부터 각 채널별로 인가되는 디지털 신호와 시스템 클록신호와 원격기지국 제어신호를 다중화 및 직렬변환하고 기저대역(BASE-BAND) 광신호로 출력하는 주기지국(200)과, 상기 주기지국(200)으로부터 출력되는 기저대역 광신호를 전송하는 광케이블(400)과, 상기 광케이블(400)을 통하여 인가되는 기저대역 광신호를 전기적신호로 변환하고 병렬변환과 역다중화하여 시스템 클록과 다수 가입자의 디지털 신호와 원격기지국 제어신호로 구분하며 상기 기저대역의 다수 가입자로부터 각 채널별로 인가되는 디지털 신호를 고주파 신호로 무선출력하는 다수 원격기지국(500)으로 이루어진 구성이다.

상기 첨부된 도2 및 도3 을 참조하면, 본 발명에 의한 것으로, 이동통신 시스템의 기지국 장치를 구성하는 주기지국(200)은, 다수 가입자로부터 각 채널별로 인가되는 코드분할다중접속(CDMA) 방식 기저대역(BASE BAND) 신호를 할당된 주파수 채널별(1FA, 2FA, 3FA, 4FA)로 출력하는 모뎀부(210)와,

상기 모뎀부(210)로부터 각 주파수 채널별로 인가되는 기저대역 신호를 고주파(RF) 신호로 상향변조(UP-CONVERTING) 및 콤바인(COMBINE)하여 하나의 아날로그(ANALOG) 신호로 혼합한 후, 설정된 소정 레벨(LEVEL) 전력(POWER)으로 증폭하여 안테나(260)에 출력하는 것으로써, 상기 모뎀부(210)로부터 각각의 주파수 채널별로 인가되는 기저대역 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하고 해당 고주파(RF) 신호로 변조하여 각각 출력하는 제1 상향변조부(230); 상기 제1 상향변조부(230)로부터 각각의 주파수 채널별로 인가되는 신호를 혼합하여 하나의 신호로 출력하는 제1 콤바이너(240); 상기 제1 콤바이너(240)로부터 인가되는 고주파 신호의 전력(POWER)을 설정된 소정 레벨로 증폭하여 안테나(260)로 출력하는 제1 증폭부(250)로 이루어지는 주신호부(220)와,

상기 주기지국(200)의 각 기능부를 감시하고 제어하는 동시에 원격기지국(500)을 제어하는 신호를 출력하는 제1 제어부(300)가 포함되는 주제어부(290)와,

상기 주제어부(290)로부터 인가되는 원격기지국(500)의 디지털 제어신호와 상기 모뎀부(210)로부터 인가되는 다수 가입자의 기저대역(BASE BAND) 디지털 신호를 다중화(MULTIPLEXING)하여 출력하는 먹스부(310)와,

상기 먹스부(310)로부터 병렬(PARALLEL)로 인가되는 신호를 직렬(SERIAL)로 변환하고 시스템 클록(SYSCLK: SYSTEM CLOCK)을 부가하여 함께 출력하는 직렬변환부(320)와,

상기 직렬변환부(320)로부터 인가되는 전기적 신호(ELECTRICAL SIGNAL)를 광신호(OPTICAL SIGNAL)로 변환(CONVERSION)하여 광케이블(400)에 출력하는 광변환부(E/O)(330)와,

지피에스(GPS: GLOBAL POSITION SYSTEM)로부터 10 MHz의 기준클록 신호를 수신하는 지피에스(270)와,

상기 지피에스(270)로부터 10 MHz의 기준클록(REFERENCE CLOCK) 신호를 인가 받고 30.72 MHz의 시스템 클록을 발생하여 상기 주기지국(200)의 각 기능부에 인가하는 위상제어루프(PLL: PHASE LOCKED LOOP)(280)로 구성된다.

또한, 상기 첨부된 도2 및 도4, 도5를 참조하면, 본 발명에 의한 것으로, 이동통신 기지국 장치를 구성하는 다수의 원격기지국(500)은, 상기 주기지국(200)으로부터 광케이블(400)을 통하여 인가되는 기저대역의 직렬 디지털(DIGITAL) 광신호(O: OPTICAL SIGNAL)를 입력하고 디지털 전기적 신호(E; ELECTRICAL SIGNAL)로 변환하여 출력하는 전기변환부(O/E)(510)와,

상기 전기변환부(510)로부터 인가되는 직렬신호를 처리하여 30.72 MHz의 시스템 클록(SYSCLK)을 분리 출력하고 상기 분리된 직렬(SERIAL) 신호를 병렬(PARALLEL) 신호로 변환하여 출력하는 것으로써, 상기 전기변환부(510)로부터 인가되는 디지털 직렬 신호를 클록검출부(522)에 의하여 30.72 MHz의 시스템 클록(SYSCLK)을 분리하여 출력하고, 상기 분리된 시스템 클록을 자체의 클록신호로 사용하는 동시에 출력하며, 또한, 상기 디지털 직렬 신호를 처리하여 프레임 동기(FRAME_SYNC) 신호를 분리하고, 상기 프레임 동기 신호와 시스템 클록 신호가 분리된 나머지 직렬신호를 병렬신호로 변환하여 출력하는 병렬변환부(520)와,

상기 병렬변환부(520)로부터 인가되는 시스템 클록에 의하여 상기 입력되는 병렬신호를 역다중화(DEMULTIPLEXING) 하므로써 디지털 다수 가입자 신호와 원격기지국 제어신호로 각각 출력하는 동시에 시스템 클록을 출력하는 것으로써, 상기 병렬변환부(520)로부터 인가되는 프레임 동기 신호와 시스템 클록신호를 이용하고, 상기 병렬변환부(520)로부터 인가되는 병렬신호를 역다중화하여 다수 가입자 신호와 제어신호로 각각 분리 출력하며, 상기 시스템 클록신호는 다른 경로로 디디에스(590)에 각각 출력하는 디먹스부(530)와,

상기 디먹스부(530)로부터 인가되는 디지털 다수 가입자 신호를 아날로그 신호로 변환 및 고주파(RF) 신호로 상향변조하고 전력(POWER) 증폭하여 안테나(580)로 출력하는 것으로써, 상기 디먹스부(530)로부터 주파수 채널별로 인가되는 기저대역 디지털 가입자 신호를 아날로그 신호로 변환하고 채널별 해당 고주파 신호로 상향변조하여 각 채널 단위로 출력하는 다수의 채널모뎀으로 이루어지는 제2 상향변조부(550); 상기 제2 상향변조부(550)로부터 각 주파수 채널단위로 인가되는 신호를 혼합하여 하나의 아날로그 신호로 출력하는 제2 콤바이너(560); 상기 제2 콤바이너(560)로부터 인가되는 아날로그 신호를 설정된 소정 레벨의 전력(POWER)으로 증폭하여 출력하는 제2 증폭부(570)로 이루어지는 부신호부(540)와,

상기 디먹스부(530)로부터 인가되는 제어신호에 의하여 각 기능부를 감시하고 제어하며 상기 주기지국(200)에 보고하는 것으로써, 상기 원격기지국(500) 각 기능부를 감시 및 보고하고 제어 운용하며, 상기 디먹스부로부터 역다중화되는 다수의 가입자 신호에 오류가 있는 경우, 패리티 체크(PARITY CHECK)와 같은 소정 방식에 의하여 발생된 오류를 보정하도록 제어하는 제2 제어부(620)가 포함되어 이루어지는 부제어부(610)와,

상기 디먹스부(530)로부터 출력되는 시스템 클록(SYSCLK)을 인가 받고 수치제어(NUMERICAL CONTROL)로 발진(OSCILLATION)되어 발생되는 디지털의 10 MHz 주파수 기준클록(REFERENCE CLOCK)을 아날로그 신호로 변환 출력하는 것으로써, 상기 디먹스부(530)로부터 인가되는 30.72 MHz 디지털 시스템클록 신호를 입력하고 수치제어방식으로 10 MHz 디지털 기준클록 신호를 출력하는 엔시오(NCO: NUMERICAL CONTROLLED OSCILLATOR)(592); 상기 엔시오(592)로부터 인가되는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 제1 아날로그 변환부(DAC)(594)로 이루어지는 디디에스(DDS: DIRECT DIGITAL SYNTHESIZER)(590)와,

상기 디디에스(590)로부터 인가된 아날로그 기준클록(REFERENCE CLOCK) 신호의 잡음(NOISE)을 제거하고 소정 레벨로 증폭하여 상기 부신호부(540)에 인가하는 필터증폭부(600)로 이루어져 구성된다.

또한, 상기 제2 상향변조부(550)를 구성하는 다수 채널모뎀(551)은, 각각 상기 디먹스부(530)로부터 인가되는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 제2 아날로그 변환부(DAC: DIGITAL TO ANALOG CONVERTOR)(552)와; 외부의 필터증폭부(600)로부터 인가되는 10 MHz 기준 주파수를 이용하여 중간주파(IF: INTERMEDIATE FREQUENCY) 국부발진 신호와 고주파(RF: RADIO FREQUENCY) 국부발진 신호를 각각 생성하여 출력하는 상향피엘엘(PLL)(554)과; 상기 상향피엘엘(554)로부터 인가되는 중간주파(IF) 국부발진 주파수 신호를 이용하여 상기 제2 아날로그 변환부(552)로부터 인가되는 기저대역(BASE BAND) 신호를 중간주파(IF) 대역 신호로 상향변조(UP-CONVERTING)하는 중간주파변조부(556)와; 상기 상향피엘엘(554)로부터 인가되는 고주파(RF) 국부발진 주파수 신호를 이용하여 상기 중간주파변환부(556)로부터 인가되는 중간주파(IF) 대역 신호를 고주파(RF) 대역 신호로 상향변조(UP-CONVERTING)하는 고주파변조부(558)로 이루어진다.

이하, 상기와 같은 구성의 본 발명에 의한 이동통신 시스템의 음영지역 커버용 기지국 장치를 첨부된 도2 내지 도6을 참조하여 상세히 설명한다.

상기 이동통신 시스템을 구성하는 기지국(BASE STATION) 장치 또는 시스템은, 해당 서비스 영역(SERVICE AREA)의 중앙에 위치하는 주기지국(200)과 상기 주기지국(200)에 의한 서비스 영역의 음영지역에 광케이블(400)을 통하여 설치되는 다수의 원격기지국(500)으로 구성된다.

상기 주기지국(200)은 해당 기지국제어기(BSC)를 통하여 해당 이동교환국(MSC)으로부터 인가되는 기저대역(BASE BAND)의 가입자 신호를 해당 주파수 채널별 채널모뎀(212)에 의하여 처리 및 주신호부(220)와 먹스부(310)에 각각 출력한다.

또한, 상기 지피에스(GPS)(270)는 해당 GPS 인공위성으로부터 10 MHz의 기준클록신호를 수신하고 상기 위상제어루프(PLL)(280)에 출력하면, 상기 위상제어루프(280)는 30.72 MHz 의 시스템 클록을 발진 생성하여 주기지국(200)을 구성하는 각 기능부에 인가한다.

상기 주신호부(220)는 상기 모뎀부(210)로부터 채널별 인가되는 디지털 기저대역 신호를 제1 상향변조부(230)에서 입력하고, 각 채널별 신호를 각각 아날로그 신호로 변환한 후에 중간주파(IF) 변환 및 고주파(RF) 변환하여 제1 콤바이너(240)에 인가하므로써 하나의 아날로그 고주파 신호로 출력하고, 상기의 고주파(RF) 신호는 제1 증폭부(250)에 의하여 소정의 설정된 전력(POWER)이 되도록 증폭하여 해당 안테나(260)에 인가하므로써 코드분할다중접속(CDMA)방식 이동통신 서비스 영역의 휴대단말기에 무선전송된다.

상기와 같이 주기지국(200) 안테나(260)로부터 무선전송되는 고주파신호가 유효한 전력으로 도달하지 못하는 건물 깊숙한 내부, 지하 공동 생활영역, 지하철 구간, 터널 등과 같은 곳에서는 음영지역이 발생하게 되고, 상기와 같은 음영지역을 커버(COVER)하기 위하여 본 발명에 의한 원격기지국(500)이 시설되고 유지된다.

상기와 같은 원격기지국(500)은 광케이블(400)을 통하여 접속된 주기지국(200)과 동일한 가입자 신호를 동일한 주파수 채널과 동일한 제어신호에 의하여 고주파 신호로 무선출력하는 것으로써, 해당 음영지역(SHADOW AREA)은 상기 주기지국(200)의 서비스 영역보다 작은 영역이므로, 상기 주기지국(200)이 출력하는 전력레벨보다는 작은 전력레벨(POWER LEVEL)로 출력한다.

상기와 같은 원격기지국(500)을 위하여 상기 모뎀부(210)로부터 주파수 채널별로 각각 출력되어 상기 주신호부(220)에 인가되는 1 칩(CHIP) 속도, 14 라인의 CDMA 방식 디지털 기저대역 신호와 동일한 신호를 먹스부(310)에 인가한다.

상기 먹스부(310)는, 주기지국(200) 전체를 제어하고 감시하며 운용하는 주제어부(290)의 제1 제어부(300)로부터 출력되는 1 칩(CHIP) 속도, 1 라인(LINE)의 원격지기국 제어신호를 입력하고, 상기 위상제어회로(280)로부터 인가되는 30.72 MHz 시스템 클록에 의하여 상기 모뎀부(210)로부터 인가되는 다수 채널의 1 칩(CHIP) 속도, 14 라인의 CDMA 방식 디지털 기저대역 신호를 다중화하므로써, 8 칩 속도의 15라인에 의한 15비트 병렬신호와, 8칩 속도의 1 라인에 1 비트의 프레임 동기 신호에 의한 총 16 비트의 8 칩 속도 병렬신호를 상기 직렬변환부(320)에 출력한다.

상기 직렬변환부(320)는, 상기와 같이 먹스부(310)로부터 인가되는 16 비트, 8 칩 속도의 신호에 4 비트(BIT)의 오류검출신호(LINK ERROR DETECTING BIT)를 부가하여 20 비트의 병렬신호로 만든 후에 8 칩 속도의 직렬신호로 변환하므로, 총 1 라인의 1 비트, 160 칩 속도 직렬신호로 변환하여 해당 시스템 클록신호와 함께 광변환부(E/O)(330)에 출력한다.

상기 첨부된 도6에는 모뎀부(210), 주제어부(290), 먹스부(310) 및 직렬변환부(320)의 출력신호가 각각 도시되어 있다.

상기와 같이 광변환부(330)에 인가된 전기적 신호(ELECTRICAL SIGNAL)는 해당 광주파수의 광신호로 변환되어 광케이블(400)에 인가되고, 상기 광케이블(400)에 접속된 음영지역 또는 음영영역에 설치되는 원격기지국(500)에 출력된다.

상기 원격기지국(500)은 상기 광케이블(400)로부터 인가되는 광신호를 전기변환부(510)에서 입력하고 해당 전기적 신호로 변환하여 병렬변환부(520)에 출력한다.

상기 병렬변환부(520)는, 상기와 같이 1 라인에 의한 1 비트 160 칩 속도로 입력되는 신호로부터 내부의 클록검출부(522)를 통하여 30.72 MHz 시스템 클록신호를 분리하여 출력하고, 또한, 1 라인에 의한 1 비트, 8 칩 속도의 프레임 동기(FRAME SYNC) 신호와 15 라인에 의한 15비트, 8 칩 속도의 병렬신호로 각각 상기 디먹스부(530)에 출력한다.

상기 디먹스부(530)는 30.72 MHz 시스템 클록신호와 프레임 동기 신호에 의하여, 15 라인의 15 비트 8 칩 속도 신호를 역다중화하여, 1 라인의 1 비트, 8 칩 속도 제어신호는 부제어부(610)의 제2 제어부(620)에 인가하고, 14 라인의 14 비트, 8 칩 속도에 의한 다수 가입자의 신호를 CDMA 방식 해당 주파수 채널별(1FA, 2FA, 3FA, 4FA)로 부신호부(540)에 인가한다.

상기 첨부된 도4에 도시된 것과 같이, 상기 부신호부(540)는 상기 디먹스부(530)로부터 역다중화되어 인가되는 CDMA 방식 I 및 Q 위상으로 구분되는 동시에 각 주파수 채널별로 분류되는 가입자 신호를 제2 상향변조부(550)에 인가한다.

상기 제2 상향변조부(550)는 다수의 채널모뎀(551)으로 구성되어, 1FA, 2FA, 3FA, 4FA의 각 주파수 채널별로 구분되는 동시에 CDMA 방식에 의한 I 및 Q 위상으로 구분되는 다수 가입자 신호를 각각 해당되는 채널모뎀에 입력한다.

상기 첨부된 도5를 참조하면, 상기 각각의 채널모뎀(551)의 상세한 구성이 도시되어 있으며, 상기 각 채널모뎀(551)은, 상기 디먹스부(430)로부터 인가되는 해당 디지털 가입자 신호를 제2 아날로그 변환부(552)에 의하여 아날로그 신호로 변환 출력하므로써, 해당 주파수 채널(1FA, 2FA, 3FA, 4FA)의 아날로그 기저대역 신호로 변환 출력한다.

또한, 상기 디먹스부(530)로부터 출력되는 30.72 MHz 시스템 클록신호는 디디에스(590)의 엔시오(592)에 인가되어 수치제어에 의한 10 MHz 디지털 기준클록(REFERENCE)신호를 출력하며, 상기 디지털 10 MHz 기준클록신호는 제1 아날로그 변환부(594)에 인가되어 아날로그 10 MHz 기준클록신호로 변환되어 필터증폭부(600)에 인가된다.

상기 필터증폭부(600)는 상기 디디에스(590)로부터 입력되는 아날로그 10 MHz 기준클록신호를 저역통과여파기(LPF)를 통하여 하모닉스의 잡음성분을 제거하고, 상기와 같이 잡음성분이 제거된 아날로그 10 MHz 기준클록신호의 전력을 소정 레벨로 증폭하여 상기 부신호부(540)를 구성하는 제2 상향변조부(550)의 각 채널모뎀(551)에 인가한다.

상기 각 채널모뎀(551)은 상기 필터증폭부(600)로부터 인가되는 아날로그 10 MHz 기준클록 신호를 상향피엘엘(554)에서 인가 받고 해당 주파수의 중간주파(IF) 국부발진 신호와 고주파(RF) 국부발진 신호를 생성하여 각각 출력한다.

상기 채널모뎀(551)의 제2 아날로그 변환부(552)로부터 출력되는 아날로그 기저대역 신호는 중간주파변조부(556)에 인가되고, 상기 중간주파변조부(556)는 상기 상향피엘엘(554)로부터 인가되는 중간주파(IF) 국부발진 신호와 상기 제2 아날로그 변환부(552)로부터 출력되는 기저대역 신호를 혼합(MIXER)하여 중간주파(IF) 신호로 상향변조한 후에 상기 고주파변조부(558)에 출력한다.

상기 고주파변조부(558)는 상기 상향피엘엘(554)로부터 인가되는 고주파(RF) 국부발진 신호와 상기 중간주파변조부(556)로부터 인가되는 중간주파(IF) 신호를 혼합(MIXER)하여 해당 주파수 채널(1FA, 2FA, 3FA, 4FA)의 고주파(RF) 신호로 상향변조(UP-CONVERTING)하여 출력한다.

상기와 같이 제2 상향변조부(550)를 구성하는 다수의 채널모뎀(551)으로부터 각각 출력되는 주파수 채널별 아날로그 고주파 신호는 제2 콤바이너(560)에 인가되어 혼합되고 하나의 아날로그 고주파 신호로 출력되며, 상기 제2 콤바이너(560)로부터 출력되는 아날로그 고주파 신호는, 제2 증폭부(570)에 인가되어 설정된 소정 레벨의 전력을 갖는 고주파 신호로 증폭되고, 음영지역에 설치된 해당 안테나(580)에 인가되므로 무선 송출되어 상기 음영지역을 커버한다.

일반적으로 상기 제2 증폭부(570)의 출력전력은 주기지국(200)을 구성하는 제1 증폭부(250)의 출력전력보다 낮은 레벨의 전력이다.

따라서, 상기와 같은 구성의 본 발명은, 주기지국(200)과 원격기지국(500) 사이에 전송되는 신호를 기저대역의 광신호에 의한 디지털 신호로 전송하므로써, 기저대역의 낮은 주파수에 의하여 채널간 상호 간섭(INTERFERENCE) 잡음(NOISE)이 발생하지 않는 동시에 온도변화에 의하여 케이블 손실이 작은 장점이 있다.

또한, 광케이블(400)을 통하여 주기지국(200)과 원격기지국(500) 사이에 전송되는 신호가 디지털 신호인 동시에 4 비트의 링크 오류 검출 비트(LINK ERROR DETECTING BIT)가 할당되므로, 전송오류가 발생되는 경우에도 복구 또는 복원 할 수 있는 장점이 있다.

또한, 각 주파수 채널별 가입자 신호를 디지털 신호로 전송하므로, 동일한 주파수 채널을 이용하는 원격기지국의 섹터신호 또는 다수 원격기지국의 해당 신호를 간단한 구분신호 부가로써 용이하게 구분하는 장점이 있다.

또한, 지피에스(GPS)(270)를 이용하는 동시에 PLL 회로(280,554)를 이용하므로, 높은 안정도와 정밀도가 확인되는 기준 클록신호를 원격기지국(500)에서도 낮은 가격으로 용이하게 공유할 수 있으며 시스템 클록 및 국부발진 주파수를 생성하여 기지국 시스템이 신뢰도 있는 안정상태에서 동작하도록 하는 장점이 있다.

상기와 같은 본 발명은, 주기지국과 원격기지국 사이에 전송되는 다수 가입자 신호를 기저대역의 낮은 주파수 신호로 전송하므로, 채널간 상호간섭이 발생하지 않으며 주변온도 변화에 의한 케이블 데이터 전송 손실이 발생하지 않아 전송되는 가입자 신호의 정확성을 유지하는 산업적 이용효과가 있다.

또한, 주기지국과 원격기지국 사이에 통신신호를 디지털 신호로 전송하므로, 전송오류가 발생되는 경우, 복구를 용이하게 하여 전송신호의 신뢰성이 확보되는 산업적 이용효과가 있다.

또한, 디지털 방식으로 전송되는 다수 가입자 신호에 디지털 구분신호를 용이하게 부가하므로써, 동일한 주파수 채널(FA)을 사용하는 다수 원격기지국 및 섹터별 신호를 구분하여 전송할 수 있는 사용상 편리한 효과가 있다.

또한, 높은 안정성과 정확성에 의하여 신뢰도가 확인되는 지피에스 기준클록신호를 낮은 가격으로 공유하는 사용상 편리한 효과가 있다.

도1 은 종래 기술에 의한 음영지역 커버용 기지국 장치 기능 구성도 이고,

도2 는 본 발명에 의한 음영지역 커버용 기지국 장치 기능 구성도 이며,

도3 은 본 발명에 의한 주기지국 먹스부의 상세 접속 상태도 이고,

도4 는 본 발명에 의한 원격기지국 디먹스부의 상세 접속상태도 이며,

도5 는 본 발명에 의한 상향변조부와 디디에스의 상세한 기능 구성도 이고,

도6 은 광케이블을 통하여 전송되는 신호의 상태도 이다.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 **

10,200 : 주기지국 20,220 : 주신호부

22,210 : 모뎀부 24 : 상향변환부

30,240 : 제1 콤바이너 40 : 커플러

50,250 : 제1 증폭부 60, 160,260,580 : 안테나

70,290 : 주제어부 72,300 : 제1 제어부

74 : 제1 FSK 모뎀 80,560 : 제2 콤바이너

90,330 : 광변환부 100,400 : 광케이블

110,500 : 원격기지국 120,510 : 전기변환부

130 : 분리부 140,570 : 제2 증폭부

150,540 : 부신호부 170,610 : 부제어부

172 : 제2 FSK 모뎀 174,620 : 제2 제어부

212,551 : 채널모뎀 230 : 제1 상향변조부

270 : 지피에스 280 : 위상제어루프

310 : 먹스부 320 : 직렬변환부

520 : 병렬변환부 522 : 클럭검출부

530 : 디먹스 550 : 제2 상향변조부

552 : 제2 아날로그변환부 554 : 상향피엘엘

556 : 중간주파변조부 558 : 고주파변조부

590 : 디디에스 592 : 엔시오

594 : 제1 아날로그변환부 600 : 필터증폭부

Claims (3)

1. 지피에스 수신기로부터 입력받은 기준클럭을 시스템 클럭신호로 변환하고 기저대역 통신신호를 고주파 신호로 상향변환하여 무선송신하며, 원격전송되는 통신신호를 기저대역 디지털 광신호로 변환하여 무선송신하는 주기지국과,

   상기 주기지국으로부터 인가되는 광신호의 시스템 클럭신호와 통신신호를 전송하는 광케이블과,

   상기 광케이블로부터 인가되는 시스템 클럭신호를 기준클럭신호로 변환하고 기저대역 통신신호를 고주파 신호로 상향변환하여 음영지역에 무선송신하는 원격기지국이 포함되어 이루어지는 구성을 특징으로 하는 기지국 시스템.
2. 제1 항에 있어서, 상기 주기지국은,

   다수 가입자에 의한 통신신호를 이동통신 디지털 신호로 출력하는 모뎀부와,

   상기 모뎀부로부터 채널별로 각각 인가되는 기저대역 디지털 통신신호를 고주파 신호로 상향변조하고 콤바인과 증폭하여 출력하는 주신호부와,

   상기 주기지국과 원격기지국의 운용상태를 감시하고 해당 제어하는 주제어부와,

   상기 모뎀부로부터 채널별로 인가되는 기저대역 디지털 통신신호를 다중화하는 먹스부와,

   상기 먹스부로부터 인가되는 디지털 신호를 직렬신호로 변환하는 동시에 시스템 클록신호를 부가하는 직렬변환부와,

   상기 직렬변환부로부터 인가되는 전기적 통신신호를 광신호로 변환하여 출력하는 광변환부가 포함되어 이루어지는 구성을 특징으로 하는 기지국 시스템.
3. 제1 항에 있어서, 상기 원격기지국은,

   상기 광케이블로부터 인가되는 기저대역의 직렬 디지털 광통신 신호를 입력하고 전기신호로 변환하는 전기변환부와,

   상기 전기변환부에서 인가되는 신호로부터 시스템 클럭을 분리하여 병렬신호로 출력하는 병렬변환부와,

   상기 병렬변환부로부터 인가되는 병렬신호를 각각의 채널로 역다중화하는 디먹스부와,

   상기 디먹스부의 역다중화된 기저대역 신호를 인가받고 고주파 신호로 상향변환하고 컴바이너와 전력증폭하여 출력하는 부신호부와,

   상기 디먹스부로부터 주기지국의 제어신호를 인가받고, 원격기지국의 운용을 제어하고 감시하는 부제어부가 포함되어 이루어지는 구성을 특징으로 하는 기지국 시스템.