KR100610957B1 - Ｏｆｄｍ 이동무선통신 시스템 내 업/다운 링크지연시간을 보상하는 장치 - Google Patents

Ｏｆｄｍ 이동무선통신 시스템 내 업/다운 링크지연시간을 보상하는 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 이동무선통신 시스템 내 기지국과 광중계기 리모트가 구비한 업/다운(Up/Down)-링크 지연시간 보상장치에 관한 것이다. 기지국과 적어도 하나 이상의 광중계기 리모트들을 구비한 OFDM 이동무선통신 시스템에 있어서 상기 기지국의 업/다운-링크 지연시간 보상장치는 광중계기 리모트들과 상기 기지국 사이의 광선로들 중 미리 최대로 설정된 광선로 지연시간과 리모트 자체 지연시간을 합한 다운(Down)-링크 데이터 지연시간을 발생시키는 다운-링크 지연시간 발생부, 상기 다운-링크 데이터 지연시간과 동일한 업(Up)-링크 지연시간을 발생시키는 업-링크 지연시간 발생부, 및 단말로 다운-링크 데이터 송신시 다운-링크 지연시간 발생부를 동작시키고 단말로부터 업-링크 데이터 수신시 업-링크 지연시간 발생부를 동작시켜 광중계기 지연시간을 보상하는 기지국처리부를 포함함을 특징으로 한다.
OFDM, 기지국, 광선로, 광중계기, 리모트

Description

ＯＦＤＭ 이동무선통신 시스템 내 업/다운 링크 지연시간을 보상하는 장치{APPARATUS FOR COMPENSATING DELAY TIME IN OFDM MOBILE WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 종래의 기지국과 광중계기 리모트를 포함한 OFDM 이동무선통신 시스템의 구성도,
도 2는 종래의 기지국과 2개의 광중계기 리모트를 포함한 OFDM 이동무선통신 시스템의 구성도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 업/다운-링크 지연시간 보상장치를 구비한 기지국 및 2개의 광중계기 리모트를 포함한 OFDM 이동무선통신 시스템의 구성도.
본 발명은 OFDM 이동무선통신 시스템 내 기지국과 광중계기 리모트가 구비한 업/다운-링크 지연시간 보상장치에 관한 것으로, 특히 광선로 지연으로 인한 오류를 보상하는 업/다운-링크 지연시간 보상장치에 관한 것이다.
도 1은 종래의 기지국과 광중계기 리모트를 포함한 OFDM 이동무선통신 시스템의 구성도이다.
기지국 수신가능영역(101)과 광중계기 리모트 수신가능영역(108)이 중첩된 지역(106)에 위치한 단말(105)에서는 기지국(102)에서 송신된 다운-링크 데이터와 광중계기 리모트(107)에서 송신된 다운-링크 데이터를 모두 수신한다.
기지국(102)으로부터 수신되는 다운-링크 데이터는 전파에 의해 전송되는데, 기지국 송신시간
Figure 112004019419035-pat00001
에 전파지연 시간
Figure 112004019419035-pat00002
이 지난
Figure 112004019419035-pat00003
후에 단말(105)에 도착한다.
광중계기 리모트(107)를 경유한 다운-링크 데이터는
Figure 112004019419035-pat00004
시간에 기지국(102)에서 송신되어 광중계기 도너(103), 광선로(104)와 광중계기 리모트(107)를 거친 후, 전파에 의해 단말(105)에 도착한다.
다운-링크 데이터가 광선로(104)를 거칠 때에는 광선로 지연시간
Figure 112004019419035-pat00005
가 발생하고 광중계기 리모트(107)를 거칠 때에는 리모트 자체 지연시간
Figure 112004019419035-pat00006
가 발생하며 전파로 전송될 때에는 전파지연 시간
Figure 112004019419035-pat00007
가 발생한다.
결국 광중계기 리모트(107)를 경유한 다운-링크 데이터는
Figure 112004019419035-pat00008
후, 단말(105)에 도착한다. 이때 기지국(102)과 광중계기 도너(103)간의 지연시간은 없는 것으로 한다.
단말(105)에 도착한 각각의 다운-링크 데이터는 단말(105)에서 다중경로 페이딩 신호로 작용한다. 각각의 다운-링크 데이터 도착 시간차
Figure 112004019419035-pat00009
가, 다중경로 페이 딩으로부터 OFDM 신호를 보호하기 위한 가드 인터벌(Guard Interval)
Figure 112004019419035-pat00010
보다 작은 경우에는 다이버서티(diversity)로 작용한다.
그러나 가드 인터벌
Figure 112004019419035-pat00011
를 벗어난 경우에는 ISI(Inter-Symbol Interference)와 ICI(Inter Channel Interference)로 작용하여 OFDM 이동무선통신 시스템 성능을 열화시킨다. 따라서
Figure 112004019419035-pat00012
는 <수학식 1>의 조건을 만족해야 한다.
Figure 112004020122319-pat00073
그러나 대부분의 OFDM 이동무선통신 시스템의 광선로 지연시간
Figure 112004019419035-pat00014
및 리모트 자체 지연시간
Figure 112004019419035-pat00015
는 전파지연 시간
Figure 112004019419035-pat00016
와 비교하여 상당히 큰 값을 갖는다. 따라서 종래의 OFDM 이동무선통신 시스템에서는 광선로 지연시간
Figure 112004019419035-pat00017
및 리모트 자체 지연시간
Figure 112004019419035-pat00018
로 인하여 성능이 열화된다.
도 2는 종래의 기지국과 2개의 광중계기 리모트를 포함한 OFDM 이동무선통신 시스템의 구성도이다.
광중계기 리모트1 수신가능영역(205)과 광중계기 리모트2 수신가능영역(206)이 중첩된 지역(208)에 위치한 단말(207)에서는 광중계기 리모트1(210)에서 송신된 다운-링크 데이터와 광중계기 리모트2(211)에서 송신된 다운-링크 데이터를 모두 수신한다.
광중계기 도너(202)에 연결된 광중계기 리모트1(210)과 광중계기 리모트2(211)의 설치환경에 따라 광선로(204,203)의 길이가 달라지는데 이는 곧 광선로 지연시간 차이의 원인이 된다.
기지국(201)에서 송신한 다운-링크 데이터는 광중계기 도너(202), 광중계기 리모트1(210), 및 광중계기 리모트2(211)를 거친 후, 전파에 의해 단말(207)에 도착한다.
광중계기 리모트1(210)을 경유하여 송신된 다운-링크 데이터는
Figure 112004019419035-pat00019
후에 도착하며 광중계기 리모트2(211)을 경유하여 송신된 다운-링크 데이터는
Figure 112004019419035-pat00020
후에 도착한다.
여기서
Figure 112004019419035-pat00021
과
Figure 112004019419035-pat00022
는 다운-링크 데이터가 각각 광선로(204,203)를 거칠 때 발생하는 각각의 광선로 지연시간이고
Figure 112004019419035-pat00023
과
Figure 112004019419035-pat00024
는 다운-링크 데이터가 광중계기 리모트1(210)과 광중계기 리모트2(211)에서 단말(207)에 전파로 전송될 때에 발생하는 각각의 전파지연 시간이다.
따라서 2개의 다중경로 신호로 인한 OFDM 이동무선통신 시스템의 성능열화를 막기 위해서는 각각의 다운-링크 데이터 도달 시간차 역시 가드 인터벌
Figure 112004019419035-pat00025
이내여야 한다.
그러나 OFDM 이동무선통신 시스템의 광중계기 리모트1(210)과 광중계기 리모트2(211)에 연결된 광선로(204,203)의 길이는 설치환경에 따라 수 km 차이가 발생한다. 이로 인한 광선로 지연시간
Figure 112004019419035-pat00026
과
Figure 112004019419035-pat00027
때문에 OFDM 이동무선통신 시스템의 성능이 열화된다.
따라서 본 발명의 목적은 OFDM 이동무선통신 시스템의 업/다운 링크에서 광선로 지연으로 인한 오류를 보상하는 기지국과 광중계기 리모트의 업/다운-링크 지연시간 보상장치를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기지국과 적어도 하나 이상의 광중계기 리모트들을 구비한 OFDM 이동무선통신 시스템에 있어서 상기 기지국의 업/다운-링크 지연시간 보상장치는 광중계기 리모트들과 상기 기지국 사이의 광선로들 중 미리 최대로 설정된 광선로 지연시간과 리모트 자체 지연시간을 합한 다운(Down)-링크 데이터 지연시간을 발생시키는 다운-링크 지연시간 발생부, 상기 다운-링크 데이터 지연시간과 동일한 업(Up)-링크 지연시간을 발생시키는 업-링크 지연시간 발생부, 및 단말로 다운-링크 데이터 송신시 다운-링크 지연시간 발생부를 동작시키고 단말로부터 업-링크 데이터 수신시 업-링크 지연시간 발생부를 동작시켜 광중계기 지연시간을 보상하는 기지국처리부를 포함함을 특징으로 한다.
또한 기지국과 적어도 하나 이상의 광중계기 리모트들을 구비한 OFDM 이동무선통신 시스템에 있어서 상기 광중계기 리모트의 업/다운-링크 지연시간 보상장치는 광중계기 리모트들과 기지국 사이의 광선로들 중 미리 최대로 설정된 광선로 지연시간에 대한 보상시간을 발생시키는 다운-링크 지연시간 발생부, 상기 보상시간과 동일한 업-링크 지연시간을 발생시키는 업-링크 지연시간 발생부, 및 단말로 다운-링크 데이터 송신시 다운-링크 지연시간 발생부를 동작시키고 단말로부터 수신한 업-링크 데이터를 상기 기지국으로 송신시 상기 업-링크 지연시간 발생부를 동작시켜 광선로 길이 차이에 따른 지연시간을 보상하는 리모트처리부를 포함함을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 업/다운-링크 지연시간 보상장치를 구비한 기지국 및 2개의 광중계기 리모트를 포함한 OFDM 이동무선통신 시스템의 구성도이다.
본 발명을 설명하기에 앞서, 광중계기 리모트들과 광중계기 도너 사이의 광선로들 중에서 최대 광선로 지연시간은 OFDM 이동무선통신 시스템 설계시 설정됨을 밝혀둔다. 또한 본 실시 예의 OFDM 이동무선통신 시스템에서는 광중계기 리모트를 2개로 예를 들었지만 본 발명을 적용하는데 있어서는 2개 이상의 광중계기 리모트들을 구비한 OFDM 이동무선통신 시스템에서도 가능함을 밝혀둔다.
단말1(307)은 기지국 수신가능영역(501)과 광중계기 리모트1 수신가능영역(504)이 중첩된 지역(502)에 위치해 있어서 기지국(301)과 광중계기 리모트1(314)의 2가지 경로에서 다운-링크 데이터를 수신한다.
본 실시 예에서는 광중계기 도너(304)에서 광중계기 리모트1(314)로 다운-링크 데이터 송신시 발생하는 지연시간
Figure 112004020122319-pat00028
을 최대로 가정한다.
Figure 112004020122319-pat00029
을 기준으로 기지국(301)과 광중계기 리모트1(314)에서 송신된 다운-링크 데이터가 동일한 시간에 단말1(307)에 도착하도록 기지국(301)의 기지국처리부(401)에서 다운-링크 지연시간 발생부(302)를 통해 임의의 다운-링크 데이터의 지연시간을 공급한다.
광중계기 리모트1(314)과 광중계기 도너(304) 사이의 광선로(305)에서의 지연시간인
Figure 112004019419035-pat00030
을 최대라 가정하면 <수학식 2>를 만족한다.
Figure 112004019419035-pat00031
, 최대 광선로 지연시간
기지국(301)으로부터 단말1(307)으로 직접 송신된 다운-링크 데이터의 지연시간
Figure 112004020122319-pat00032
은 <수학식 3>과 같다.
Figure 112004019419035-pat00033
여기서
Figure 112004020122319-pat00034
는 기지국(301)의 기지국처리부(401)에서 다운-링크 지연시간 발생부(302)를 통해 임의로 발생시킨 다운-링크 데이터의 지연시간이며
Figure 112004020122319-pat00035
는 전파 지연시간으로 모든 전파 지연시간은 동일하다고 가정한다.
광중계기 리모트1(314)을 경유하여 단말1(307)에 도착한 다운-링크 데이터지연시간
Figure 112004019419035-pat00036
은 <수학식 4>와 같다.
Figure 112004019419035-pat00037
여기서
Figure 112004019419035-pat00038
은 광중계기 리모트1(314)의 다운-링크 지연시간 발생부(312)에서 임의로 발생시킨 다운-링크 데이터의 지연시간이다.
Figure 112004019419035-pat00039
은 최대 광선로 지연시간인
Figure 112004019419035-pat00040
에 대한 보상시간이다. 광중계기 리모트1(314)의 지연시간
Figure 112004019419035-pat00041
은 광선로 지연시간
Figure 112004019419035-pat00042
이 최대이므로 0이 된다. 따라서 <수학식 4>는 다시 <수학식 5>로 표현이 가능하다.
Figure 112004019419035-pat00043
따라서 기지국(301)의 다운-링크 지연시간 발생부(302)에서 발생된 다운-링크 데이터 지연시간
Figure 112004019419035-pat00044
는 다음의 <수학식 6>과 같이 정의할 수 있다.
Figure 112004019419035-pat00045
Figure 112004019419035-pat00046
Figure 112004019419035-pat00047
OFDM 이동무선통신 시스템에서 단말은 "Ranging"이란 채널을 이용하여 기지국과 이격 거리를 계산한 후, 이격 거리에 따른 지연시간을 보상하여 기지국으로 업-링크 송신한다.
따라서 단말1(307)에서 송신된 업-링크 데이터가 직접 기지국(301)에 도착하는 시간과 광중계기 리모트1(314), 광선로(305), 광중계기 도너(304)를 경유하여 기지국(301)에 도착하는 시간이 동일해야 OFDM 이동무선통신 시스템의 성능 열화를 제한할 수 있다.
본 발명에서는 이를 구현하기 위해 기지국(301)의 다운-링크 지연시간 발생부(302)에서 발생된 다운-링크 데이터 지연시간
Figure 112004020122319-pat00048
와 동일한 지연시간
Figure 112004020122319-pat00049
을 기지국(301)에서 업-링크 데이터를 수신시 기지국처리부(401)를 통해 업-링크 지연시간 발생부(303)에서 발생시킨다.
따라서 <수학식 7>에 표현된 것과 같이 업-링크 데이터 지연시간
Figure 112004019419035-pat00050
은
Figure 112004019419035-pat00051
와 동일한 값이다.
Figure 112004019419035-pat00052
단말2(311)는 광중계기 리모트1 수신가능영역(504)과 광중계기 리모트2 수신가능영역(505)이 중첩된 지역(503)에 위치해 있어서 광중계기 리모트1(314)과 광중계기 리모트2(308)의 2가지 경로에서 다운-링크 데이터를 수신한다.
따라서 본 발명에서는 광중계기 리모트1(314)과 광중계기 도너(304) 사이의 광선로 지연시간인
Figure 112004020122319-pat00053
을 기준으로 광중계기 리모트1(314)과 광중계기 리모트2(308)에서 송신된 다운-링크 데이터가 동일한 시간에 단말2(311)에 도착하도록 광중계기 리모트2(308)에 다운-링크 지연시간 발생부(309)를 구비하여 최대 광선로 지연시간
Figure 112004020122319-pat00054
에 대한 보상시간
Figure 112004020122319-pat00055
을 발생시키는 것이다.
단말2(311)는 광중계기 리모트1(314)과 광중계기 리모트2(308)로부터 다운-링크 데이터를 수신한다. 광중계기 리모트1(314)을 경유하여 단말2(311)에 도착한 다운-링크 데이터 지연시간
Figure 112004019419035-pat00056
는 <수학식 8>과 같다. 이때 전파 지연시간
Figure 112004019419035-pat00057
는 모든 경우에 동일하다.
Figure 112004019419035-pat00058
광중계기 리모트2(308)를 경유하여 단말2(311)에 도착한 다운-링크 데이터 지연시간
Figure 112004019419035-pat00059
는 <수학식 9>와 같다.
Figure 112004019419035-pat00060
여기서
Figure 112004020122319-pat00061
는 광중계기 리모트2(308)의 리모트처리부(402)에서 다운-링크 지연시간 발생부(309)를 통해 임의로 발생시킨 다운-링크 데이터의 지연시간이다.
Figure 112004020122319-pat00062
는 광중계기 리모트2(308)와 광중계기 도너(304) 사이의 광선로(305)에서의 지연시간이다.
Figure 112004020122319-pat00063
은 최대 광선로 지연시간
Figure 112004020122319-pat00064
에 대한 보상시간으로 <수학식 10>과 같이 정의할 수 있다.
Figure 112004019419035-pat00065
또한 광중계기 리모트1(314)과 광중계기 리모트2(308)에서 각각 "Ranging" 채널을 이용한 단말2(311)의 업-링크 데이터를 기지국(301)으로 송신시 발생하는 문제점을 해결하기 위해 다운-링크 데이터의 지연시간
Figure 112004019419035-pat00066
과
Figure 112004019419035-pat00067
와 동일한 값을 단말2(311)의 업-링크 데이터의 기지국(301) 송신시에도 보상해야 한다.
따라서 광중계기 리모트1(314)과 광중계기 리모트2(308)에 각각 업-링크 지연시간 발생부(313,310)를 구비하여 <수학식 11>과 같이 업-링크 데이터 지연시간
Figure 112004019419035-pat00068
을 발생시키는 것이다.
Figure 112004019419035-pat00069
Figure 112004019419035-pat00070
(최대 광선로 지연시간) -(광중계기 리모트에 연결된 광선로의 지연시간)
상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위 뿐만 아니라 특허청구범위와 균등한 것에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따라, OFDM 이동무선통신 시스템에서 단말이 동일한 출력세기를 갖는 기지국과 광중계기 리모트 수신가능영역이 중첩된 지역이나, 동일한 출력세기를 갖는 광중계기 리모트 수신가능영역끼리 중첩된 지역에 위치한 경우, 기지국과 광중계기 리모트가 구비한 업/다운-링크 지연시간 보상장치가 업/다운-링크에서 광선로 지연으로 인한 오류를 보상하여 OFDM 무선이동통신시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.

Claims (6)

  1. 기지국과 적어도 하나 이상의 광중계기 리모트들을 구비한 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 이동무선통신 시스템에 있어서 상기 기지국이,
    상기 광중계기 리모트들과 상기 기지국 사이의 광선로들 중 미리 최대로 설정된 광선로 지연시간과 리모트 자체 지연시간을 합한 다운(Down)-링크 데이터 지연시간을 발생시키는 다운-링크 지연시간 발생부;
    상기 다운-링크 데이터 지연시간과 동일한 업(Up)-링크 지연시간을 발생시키는 업-링크 지연시간 발생부; 및
    단말로 다운-링크 데이터 송신시 상기 다운-링크 지연시간 발생부를 동작시키고 상기 단말로부터 업-링크 데이터 수신시 상기 업-링크 지연시간 발생부를 동작시켜 광중계기 지연시간을 보상하는 기지국처리부를 포함함을 특징으로 하는 업/다운(Up/Down)-링크 지연시간 보상 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 미리 최대로 설정된 광선로 지연시간은 상기 OFDM 이동무선통신 시스템 설계시 설정됨을 특징으로 하는 업/다운-링크 지연시간 보상 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 단말은,
    동일한 출력세기를 갖는 상기 기지국과 상기 광중계기 리모트 수신가능영역이 중첩된 지역이나, 동일한 출력세기를 갖는 상기 광중계기 리모트 수신가능영역끼리 중첩된 지역에 위치함을 특징으로 하는 업/다운-링크 지연시간 보상 장치.
  4. 기지국과 적어도 하나 이상의 광중계기 리모트들을 구비한 OFDM 이동무선통신 시스템에 있어서 상기 광중계기 리모트가,
    상기 광중계기 리모트들과 상기 기지국 사이의 광선로들 중 미리 최대로 설정된 광선로 지연시간에 대한 보상시간을 발생시키는 다운-링크 지연시간 발생부;
    상기 보상시간과 동일한 업-링크 지연시간을 발생시키는 업-링크 지연시간 발생부; 및
    단말로 다운-링크 데이터 송신시 상기 다운-링크 지연시간 발생부를 동작시키고 상기 단말로부터 수신한 업-링크 데이터를 상기 기지국으로 송신시 상기 업-링크 지연시간 발생부를 동작시켜 광선로 길이 차이에 따른 지연시간을 보상하는 리모트처리부를 포함함을 특징으로 하는 업/다운-링크 지연시간 보상 장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 미리 최대로 설정된 광선로 지연시간은 상기 OFDM 이동무선통신 시스템 설계시 설정됨을 특징으로 하는 업/다운-링크 지연시간 보상 장치.
  6. 제 2항에 있어서, 상기 단말은,
    동일한 출력세기를 갖는 상기 기지국과 상기 광중계기 리모트 수신가능영역이 중첩된 지역이나, 동일한 출력세기를 갖는 상기 광중계기 리모트 수신가능영역끼리 중첩된 지역에 위치함을 특징으로 하는 업/다운-링크 지연시간 보상 장치.
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