KR100615419B1

KR100615419B1 - 역방향 성능 향상을 위한 무선통신 시스템

Info

Publication number: KR100615419B1
Application number: KR1019990033823A
Authority: KR
Inventors: 서상훈; 정종민; 박태훈; 이진익; 박순
Original assignee: 에스케이 텔레콤주식회사
Priority date: 1999-08-17
Filing date: 1999-08-17
Publication date: 2006-08-25
Also published as: CN1287463A; HK1034633A1; KR20010018024A; CN1157979C; JP2001095042A; US6731938B1

Abstract

본 발명은 무선통신 서비스에서 역방향 성능을 향상시키기 위해 역방향 수신장비를 활용하는 무선통신 시스템에 관한 것으로, 매크로 셀 기지국과 마이크로 셀 기지국을 포함하는 중첩 셀 구조의 무선통신 시스템에 있어서, 상기 마이크로 셀 기지국은, 상기 매크로 셀 기지국의 서비스 영역에 위치하여 상기 매크로 셀 기지국의 제어를 받는 단말기로부터 수신된 역방향 신호를 상기 매크로 셀 기지국 장치로 중계하는 중계수단을 포함하여, 상기 매크로 셀 기지국 장치는 순방향 무선 신호를 상기 단말기로 송출하고, 상기 단말기로부터의 역방향 신호를 상기 매크로 셀 기지국의 중계수단을 통해 수신하여 처리하는 신호처리수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

무선통신 시스템, 역방향 분산안테나, 역방향, 역방향 간섭

Description

역방향 성능 향상을 위한 무선통신 시스템{WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM FOR INCREASING REVERSE LINK CAPACITY}

도 1 은 종래의 중첩셀 구조를 갖는 무선통신 시스템의 구성예시도.

도 2 는 본 발명에 따른 중첩셀에서 역방향 간섭 최소화를 위한 무선통신 시스템의 일실시예 구성도.

도 3 은 본 발명에 따른 중첩셀 구조에서의 역방향 간섭 최소화를 위한 시스템의 일실시예 세부구성도.

도 4 는 본 발명에 이용되는 주파수 영역의 일예시도.

도 5 는 본 발명에 따른 중첩셀에서 역방향 간섭 최소화를 위한 무선통신 시스템의 다른 실시예 구성도.

도 6 은 본 발명에 따른 중첩셀 구조에서의 역방향 간섭 최소화를 위한 시스템의 다른 실시예 세부구성도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

201 : 제1 매크로셀 202 : 제2 매크로셀

203 : 중계 장비 204 : 제1 원격장비

205 : 제2 원격장비 206 : 매크로셀 기지국 장비

207 : 마이크로셀 기지국 장비 208 : 제1 단말기

209 : 제2 단말기 210 : 제3 단말기

211 : 제1 마이크로셀 212 : 제2 마이크로셀

본 발명은 무선통신 시스템에 관한 것으로, 특히 상위셀 내에 하위셀이 위치하는 중첩셀 구조나 셀 내의 역방향 신호 레벨이 큰 지역 등에서 역방향의 성능을 향상시키기 위하여 순방향 통신과 역방향 통신을 나누어 서비스하는 무선통신 시스템에 관한 것이다.

도 1 은 종래의 중첩셀 구조를 갖는 무선통신 시스템의 구성예시도이다.

도 1 은 제1 매크로셀(101), 제2 매크로셀(102) 및 제3 매크로셀(103)로 된 셀 구조에서 제1 매크로셀(101) 내에 위치하는 마이크로셀(104)과 제1 단말기(105), 제2 단말기(106)를 보여주고 있다.

기존의 시스템에서 매크로셀을 서비스하기 위해서는 도 1 과 같이 중앙의 안테나에서 신호를 송수신한다. 그러나, 매크로셀(101) 내의 한 곳에 가입자 밀집지역이 존재하면 이 셀을 분할시켜 서비스를 하게 된다. 그런데 셀을 분할하기 보다 우선적으로 행해지게 되는 것이 매크로셀(101) 내에 마이크로셀(104)을 치국하여 서비스를 하는 것이다.

이때, 동일 주파수대역(FA : Frequency Assignment)으로 서비스를 하게 되면 도 1 에서 제1 단말기(105), 제2 단말기(106)와 같은 단말기가 순방향에서는 매크로셀의 신호를 잡게 되지만 역방향에서는 마이크로셀(104)을 통한 전송이 이루어져 경로 손실이 작게된다. 따라서, 단말기의 역방향 신호 전송에 의해 마이크로셀에 간섭을 크게 주어 마이크로셀의 용량을 감소시키는 문제점이 있었다.

또한, 순방향에서는 마이크로셀(104)의 신호가 도달하지 않으므로 단말기는 매크로셀과 통화를 하게 된다. 그러나, 단말기의 송신 신호 레벨은 마이크로셀(104)에 영향을 주기에 충분한 세기가 되므로 이로 인해 마이크로셀(104)로의 간섭이 증가되어 마이크로셀(104)의 용량이 줄어들게 된다. 이로 인해 마이크로셀(104)에서는 필요한 채널을 충분히 사용하지 못하게 되어 채널이 모자라는 문제점이 발생하게 된다.

다른 일반적인 방법으로는 셀을 분화시켜 진행시켜 나가는 방법이 있고, 또 다른 방법으로는 상기 문제를 해결하기 위해 마이크로셀의 인접에 중계기를 설치할 수도 있다. 그러나, 이러한 방법은 마이크로셀에 영향을 가중시켜 시스템의 용량을 감소시키는 문제점이 발생하게 된다.

또한, 종래에는 분산안테나 개념을 이용하여 한 셀 내에 모국과 자국을 분리하여 여러 무선통신 송수신설비가 분산되어 있었다. 그러나, 이는 송수신설비가 함께 있어 구현이 복잡한 문제점이 있었다.

또한, 종래에 한 셀 내에 섹터를 분할하는 방식을 사용하는 경우에는 한 셀을 섹터 분할함으로 해서 섹터의 중심에 송수신설비가 있는 것이 아니라, 한쪽 끝에 송수신설비가 위치하게 되어 단말기가 역방향 신호 전송시에 보다 큰 송신신호 레벨을 갖게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 무선통신 서비스에서 역방향 성능을 향상시키기 위해 역방향 수신장비를 활용하는 무선통신 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 매크로 셀 기지국과 마이크로 셀 기지국을 포함하는 중첩 셀 구조의 무선통신 시스템에 있어서, 상기 마이크로 셀 기지국은, 상기 매크로 셀 기지국의 서비스 영역에 위치하여 상기 매크로 셀 기지국의 제어를 받는 단말기로부터 수신된 역방향 신호를 상기 매크로 셀 기지국 장치로 중계하는 중계수단을 포함하여, 상기 매크로 셀 기지국 장치는 순방향 무선 신호를 상기 단말기로 송출하고, 상기 단말기로부터의 역방향 신호를 상기 매크로 셀 기지국의 중계수단을 통해 수신하여 처리하는 신호처리수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

삭제

본 발명에서는 무선통신 시스템에서 역방향의 성능을 향상시키기 위한 방안 을 제시하고자 한다. 이의 개념은 단말기에서 볼 때 분산안테나의 구조로 보면 된다. 이의 적용은 다른 대역 즉 셀룰라 이동통신과 개인휴대통신(PCS : Personal Communication System), 또는 같은 대역의 다른 사업자, 즉 SK텔레콤과 신세기통신, 한국통신 프리텔과 한솔PCS와 LG 텔레콤 등과 같은 무선통신 사업자의 서비스에 적용이 가능하고 동일 서비스에서 마이크로셀을 다른 주파수로 사용할 때도 적용이 가능하게 된다. 만일 동일 서비스대역에서 동일 주파수를 이용하여 서비스를 하는 경우에는 상위셀의 신호를 전송하기 위해 하위셀의 외곽에 상위셀의 역방향 수신 방향성 안테나를 설치하여 이를 통해 수신된 신호를 전달하는 방식으로 진행한다.

코드분할 다중접속(CDMA : Code Division Multiple Access) 시스템에서 역방향에서 가입자의 증가는 간섭을 증가시킬 뿐만 아니라 단말기의 송신 출력의 증가, 즉 기지국으로 각 단말기에서 송신하는 전력의 증가는 다른 단말기의 송신 출력의 증가를 가져와 전체적으로 시스템의 용량을 감소시킨다.

이를 본 발명에서는 순방향에서 통화되는 지역에서 단말기의 역방향 신호레벨을 감소시킴으로써, 인접셀에 대한 간섭을 감소시키고 동일셀 내에서도 간섭량을 줄일 수 있어, 시스템 전체적으로 용량이 증가하게 되고 품질이 좋아지게 된다.

본 발명은 동일 대역(셀룰라 이동통신 또는 개인휴대통신) 서비스 시에 주파수 영역(FA : Frequency Assignment)을 다르게 사용하는 구조 혹은 동일 대역의 다른 사업자 서비스 시에 적용이 용이하고, 다른 대역(셀룰라 이동통신 또는 개인휴대통신) 적용시에 CDMA 시스템의 제한 요소인 역방향 간섭 문제를 해결하여 시스템 의 용량 및 품질을 좋게 한다. CDMA 시스템의 용량은 대부분 역방향에 의해 결정되는데 이는 간섭에 의존하게 된다. 따라서, 역방향에서 간섭의 양을 줄여주면 그만큼 시스템의 용량이 증가하게 되어 더욱 많은 가입자가 서비스를 받을 수 있다.

본 발명은 상기한 바와 같이 중첩셀 구조 등에서 역방향만 분산안테나 개념을 이용하는 것으로, 순방향 송신은 셀 중앙의 기지국 안테나에서 하고, 단말기로부터의 역방향 수신은 전파 경로 손실이 보다 적은 주위의 안테나를 이용하는 것이다. 이때, 전파 경로 손실이 적다면 중앙의 기지국 안테나를 통하여 수신할 수도 있으며, 또한, 전파 경로 손실이 적고 간섭이 적다면 중첩셀 기지국 안테나를 이용할 수도 있다. 또한, 역방향 수신만을 위한 수신안테나가 있어 이를 이용하는 경우에 전파 경로 손실이 적다면 이를 이용할 수 있다. 중첩셀이 아니더라도 단일셀의 경우에 셀의 가장자리에 있는 단말기들은 높은 송신 출력으로 통화를 유지하므로 이런 지역에 역방향의 수신만을 위한 수신안테나를 설치하여 인접셀의 간섭을 줄일 수 있다.

상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2 는 본 발명에 따른 중첩셀에서 역방향 간섭 최소화를 위한 무선통신 시스템의 일실시예 구성도이다.

도 2 에서 무선통신 시스템은 중첩셀 구조로 되어 있다. 우선 무선통신 시스템은 제1 매크로셀(201)과 제2 매크로셀(202) 등으로 나뉘어 있고, 제1 매크로셀(201) 내에는 제1 마이크로셀(211)과 제2 마이크로셀(212)이 있는 중첩셀 구조로 되어 있다.

이러한 제1 매크로셀(201) 내에 매크로셀 기지국 장비(206), 마이크로셀 기지국 장비(207)가 있고, 제1 마이크로셀(211) 내에 역방향 수신을 위한 제1 원격장비(204), 제2 마이크로셀(212) 내에 역방향 수신을 위한 제2 원격장비(205)가 있으며, 원격장비(204, 205)와 기지국 장비(206, 207)를 연결하는 중계 장비(203)가 있다.

또한, 매크로셀 서비스 영역에 있어 순방향 신호는 매크로셀 기지국 안테나로부터 수신하면서 역방향 신호는 보다 가까운 마이크로셀 기지국 안테나로 송신하는 제1, 제2, 제3 단말기(208, 209, 210)가 있다.

제1 매크로셀(201)내에 가입자 폭증 지역(211, 212)이 발생하면 이곳에 중첩셀의 구조로 마이크로셀을 구성한다. 이때, 매크로셀과 마이크로셀에서의 주파수 영역(FA)은 서로 다르다. 즉, 매크로셀과 마이크로셀에서 다른 채널을 사용하고 있는 것이다. 이는 다른 경우까지 확장하여 해석하면 매크로셀이 CDMA 셀룰라 서비스이고 마이크로셀이 다른 서비스(PCS)일 때에도 역방향의 영향을 줄이기 위해 분산안테나의 개념으로써 이용할 수도 있다.

제1 단말기(208)는 제1 매크로셀 기지국과의 경로손실보다 제1 마이크로셀 기지국과의 경로 손실이 적다. 따라서, 이 단말기(208)가 제1 마이크로셀(211)의 안테나를 공유하거나, 역방향 분산 안테나를 설치하여 사용할 수 있다면 단말기의 송신 출력을 줄일 수 있게 된다. 제1 원격장비(204), 제2 원격장비(205)는 각각 제1 마이크로셀(211), 제2 마이크로셀(212)의 기지국에서 수신한 신호를 전송해 주는 부분이고, 중계 장비(203)는 매크로셀 기지국 장비(206) 또는 마이크로셀 기지국 장비(207)와의 인터페이스를 담당하는 부분이다. 이들의 상세한 구조는 도 3에 나타나 있다.

중계 장비(203)의 경우는 매크로셀 기지국 장비(206), 마이크로셀 기지국 장비(207)에 대하여 각각 존재할 수도 있고, 매크로셀 기지국 장비(206), 마이크로셀 기지국 장비(207)가 동일 위치에 있으면 분기해서 사용할 수 있는 구조로 할 수도 있다.

제1, 제2 마이크로셀(211, 212)이 치국된 지역의 인근에 있는 단말기들(208, 209, 210)의 순방향의 신호는 매크로셀의 신호를 수신하고 있지만, 역방향의 경로에서는 마이크로셀의 안테나를 통해 전송되는 방식을 이용하여 보다 적은 송신 출력으로 서비스가 가능하다.

이처럼 중첩셀 구조에서는 마이크로셀들이 역방향 경로에서 분산안테나와 같은 역할을 하여 단말기의 송신 출력을 줄여줌으로써 인접셀에 대한 영향을 감소시키는 효과를 가져오게 된다. 즉, 마이크로셀은 순방향의 신호 전송은 없이 단지 역방향의 신호만을 전송하는 구조로 구성할 수 있다.

상기한 일실시예는 선로를 통한 광전송 방식을 이용하는 예를 도면을 통하여 설명하고 있으며, 이런 방식 외에 도면의 제1 마이크로셀(211)과 제1 매크로셀(201) 사이의 굵은 화살표로 표시된 것과 같이 마이크로웨이브를 이용하여 전송할 수도 있다.

도 3 은 본 발명에 따른 중첩셀 구조에서의 역방향 간섭 최소화를 위한 시스템의 일실시예 세부구성도이다.

중첩셀 구조에서 역방향 간섭 최소화를 위한 시스템의 세부구성도는, 매크로셀 기지국 장비(301), 마이크로셀 기지국 장비(302), 중계 장비(30) 및 원격 장비(311, 312)로 구성된다.

중계 장비(30)는 매크로셀 수신 장비(31, 32)와 마이크로셀 모국 장비(33, 34)를 포함하며, 매크로셀 수신 장비(31, 32)는 역방향 모듈(317, 318)과 광전변환기(319, 320)로 이루어지며, 마이크로셀 모국 장비(33, 34)는 송수신기(Transceiver, 303, 304), 전광 변환기(305, 307), 광전 변환기(306, 308) 및 파장 다중화기(WDM : Wavelength Division Multiplexer, 309, 310)로 이루어진다.

원격 장비(311, 312)는 파장 다중화기(WDM, 313), 전광 변환기(314), 광전 변환기(315) 및 송수신기(Transceiver, 316)로 이루어진다.

도면에 도시된 시스템은 광전송 방식을 이용하는 예를 가지고 설명하며, 이런 방식 이외에 마이크로웨이브를 이용하여 전송할 수도 있다(도 2와 도 5의 굵은 선의 화살표). 이때는 각 부분의 장비가 마이크로웨이브 송수신 장비로 바뀌면 된다. 즉 마이크로셀은 어느 방식을 쓰던 상관이 없이 단지 매크로셀 신호의 중계를 광전송 또는 마이크로웨이브 전송을 하는 것이다.

매크로셀 기지국장비(301)와 마이크로셀 기지국 장비(302)는 동일 위치에 있을 수도 있고, 다른 위치에 있을 수도 있다. 이의 형태는 어느 것이든 가능하다.

마이크로셀의 모국 장비(33, 34)는 광섬유로 된 전송선로(330)를 통해 원격 장비(311,312)와 연결되어 있고, 매크로셀의 수신 장비(31, 32)도 광섬유와 연결되어 있다. 마이크로셀로의 광섬유의 연결은 일대일로 연결될 수도 있고, 성형 구조로 연결될 수도 있다. 어떤 구조이던지 매크로셀로의 연결은 분기가 되어야 한다. 그러나, 이것은 광신호 전송에 영향을 주지 않는다. 단순히 매크로셀에서는 신호를 수신만 하는 형태이기 때문이다.

중계 장비(30)와 원격 장비(311, 312)사이의 신호 전송 방식에는 여러 가지가 있을 수 있는데, 우선 그 첫번째는 다음과 같다.

마이크로셀의 모국 장비(33, 34) 중 송수신기(303, 304)의 기능이 CDMA 고주파(RF : Radio Frequency) 신호를 직접 전송하는 방식이면 원격 장비(311, 312)내의 송수신기(316)도 CDMA RF신호를 직접 송수신하는 방식으로 되어 있어야 한다. 만일 성형 구조 형식으로 구성되면 이를 위해 전광 변환기(305, 307)는 각 모국 장비(33, 34)마다 다른 광파장을 발생시켜 전송하게 되고, 이를 수신하는 원격 장비(311, 312)의 광전 변환기(315)도 각각에 해당하는 신호를 수신하기 위해 송신하는 광파장과 동일한 것을 사용하여야 한다.

역방향의 경우도 이와 동일하게 된다. 즉 원격 장비(311, 312)내의 전광 변환기(314)가 각기 다른 광파장을 발생시켜 전송하고 모국 장비(33, 34)의 광전 변환기(306, 308)는 자신이 서비스하는 원격 장비가 보내는 광신호를 수신하기 위해 동일한 광파장을 사용하여야 한다.

이때, 매크로셀에서는 역방향만 이용하므로 광전 변환기(319, 320)는 자신에 게 연결된 마이크로셀의 원격 장비에서 사용하는 광파장을 검출하게 된다. 또한, 이의 역방향 블록은 직접 전송의 형태가 된다. 위의 서비스를 위해서는 원격 장비(311, 312)의 송수신기(316) 중 역방향 모듈이 매크로셀의 신호까지 모두 수신하여 처리하는 블록으로 구성되어 있거나, 마이크로셀용 장비와 매크로셀 역방향 수신 장비를 각각 구성할 수 있다. 전광 변환 부분은 광에서 처리하는 신호대역이 넓으므로 다른 대역의 서비스까지 모두 처리할 수 있다.

매크로셀내의 역방향 모듈(317, 318)은 자신이 서비스하는 대역만 처리하는 구조로 되어 있다. 즉, 광섬유를 통해 마이크로셀의 신호가 같이 전송되어 오지만 필터링을 통해 원하는 신호만을 매크로셀 기지국에 보내게 된다. 마이크로셀의 장비도 같은 기능을 한다.

만일, 도 3에서 성형구조의 광섬유 연결이 아니고 모국 장비와 원격 장비 사이에 광섬유가 1대 1의 형태로 되어 있으면 다른 광원을 사용할 필요가 없게 되며 순방향과 역방향만 다른 광원을 사용하면 된다.

두 번째로, 광섬유를 통해 전송되는 신호가 중간 주파수 형태로 보내게 될 때는 마이크로셀의 모국 장비(33, 34)중 송수신기(303, 304)에서 순방향에서는 RF신호를 중간 주파수로, 역방향에서는 중간 주파수를 RF신호로 변환시켜 주게 된다. 원격 장비(311, 312)에서는 순방향에서는 중간 주파수를 RF신호로, 역방향에서는 RF신호를 중간 주파수로 변환시켜 주게 된다. 이때, 역방향 신호처리는 매크로셀의 신호를 먼저 필터링하여 마이크로셀과 다른 중간 주파수 대역을 할당하여 주도록 하는 방식이나 중간 주파수 대역을 매크로셀까지 처리하는 대역으로 할당하여 주는 방식으로 할 수도 있다. 그러나, 다른 서비스 대역(셀룰라와 PCS)의 경우에는 다른 대역을 처리하여 할당대역으로 변환시켜 주는 방법이 우선된다.

마이크로셀 모국 장비(33, 34)의 송수신기(303, 304)가 중간 주파수로 변환시켜 주는 경우에는 순방향에서는 각각의 송수신기(303, 304)에서 나오는 신호는 결합하여 전광변환시켜주고, 역방향에서는 광전변환된 신호를 분배시켜 각 송수신기로 보내어 여기에서 할당된 대역의 신호를 RF대역으로 변환시키는 방법을 사용한다.

광섬유의 연결 상태에 따라 각 광원이 다른 파장을 사용할 수도 있고, 또는 같은 파장을 사용할 수 있다. 이는 광원의 광비트잡음의 영향 때문에 고려되어야 한다. 즉, 여기서는 성형구조일 경우 송수신기(303,304)의 신호가 전광 변환되기 전에 합쳐지면 동일 광파장을, 그렇지 않고 다른 위치에 있을 경우에는 다른 광파장을 사용하여야 한다. 그러나, 광비트잡음이 무시될 수 있는 광원을 사용할 시에는 동일 광파장을 사용하여도 된다.

세 번째의 경우는 하이브리드(Hybrid)방식을 사용하는 경우를 예로 든다. 순방향은 중간 주파수 전송, 역방향은 RF 직접 전송의 방법을 이용한다고 하면 순방향은 성형 구조로 연결되고, 역방향은 일대일로 연결되는 경우가 된다. 반대의 경우도 가능하다. 여기에서는 광원의 선택에 따라 결정된다. 전자의 경우로 이야기를 하면 매크로셀이 역방향 신호의 경우 매크로셀의 신호는 중간 주파수 전송을 이용하여 전송할 수도 있다.

이의 경우도 광비트잡음이 무시될 수 있는 광원을 사용할 시에는 동일 광파 장을 사용할 수 있다. 그렇지 않을 경우에는 다른 광파장을 사용하여야 한다.

도 4 는 본 발명에 이용되는 주파수 영역의 일예시도이다.

무선통신 시스템에서 사용하는 주파수 대역(401)에서 매크로셀에서 사용하는 주파수 영역(402)과 마이크로셀이 사용하는 주파수 영역(403)이 나뉘어 있는 것을 보여주고 있다. 이때, 매크로셀 중앙의 기지국 안테나보다 매크로셀 내의 중첩셀인 마이크로셀 기지국 안테나와의 전파 경로 손실이 보다 적은 단말기의 경우에는 매크로셀 중앙의 기지국 안테나로부터 순방향 전파를 수신하고, 역방향 신호 전송은 마이크로셀 기지국 안테나를 통하여 한다.

이러한 경우는 매크로셀과 마이크로셀의 주파수 영역이 서로 다르기에 가능한 경우이다. 매크로셀과 마이크로셀의 주파수 영역이 같을 경우에는 마이크로셀 외부에 매크로셀만을 위한 방향성 안테나를 이용하여 마이크로셀로의 간섭을 최소화하는 개념을 적용할 수 있다.

도 5 는 본 발명에 따른 중첩셀에서 역방향 간섭 최소화를 위한 무선통신 시스템의 다른 실시예 구성도이다.

도 5 에서 무선통신 시스템은 중첩셀 구조로 되어 있다. 우선 무선통신 시스템은 제1 매크로셀(502), 제2 매크로셀(503) 및 제3 매크로셀(504) 등으로 나뉘어 있고, 제 1 매크로셀(502) 내에는 제1 마이크로셀(505)과 제2 마이크로셀(506)이 있는 중첩셀 구조로 되어 있다.

이러한 제1 매크로셀(502) 내에 매크로셀 기지국 장비(501)가 있고, 제1 마이크로셀(505)에서 매크로셀의 역방향 신호 수신을 위한 제1 수신 원격장비(507), 제2 마이크로셀에서 매크로셀의 역방향 신호 수신을 위한 제2 수신 원격장비(508)가 있으며, 매크로셀 수신 원격장비(507, 508)와 기지국 장비(501)를 연결하는 중계 장비(203)가 있다.

또한, 매크로셀 서비스 영역에 있어 순방향 신호는 매크로셀 기지국 안테나로부터 수신하면서 역방향 신호는 보다 가까운 마이크로셀 기지국 안테나로 송신하는 제1, 제2, 제3 단말기(509, 510, 511)가 있다.

본 실시예에서는 마이크로셀의 기지국 장비는 사이트 내에 있고, 매크로셀로의 신호 중계만을 담당하는 원격 장비(507, 508)가 따로 있어 수신된 역방향 신호를 변환하여 중계 장비(203)로 전송하게 된다. 중계 장비(203)에서는 이들 신호를 받아 처리하는 역할을 하여 매크로셀의 기지국 장비(501)에 연결시켜 주게 된다.

위의 상황은 마이크로셀의 장비가 사이트에 위치하였을 때 매크로셀의 신호만을 처리해 주기 위해 역방향 신호의 중계기만을 설치하는 경우이다. 마이크로셀의 안테나를 매크로셀의 단말기가 역방향 신호 전송을 위해 공유하는 의미에서 이와 같은 방식을 사용하지만 그렇지 않을 경우 원격 장비(507, 508)는 마이크로셀(505, 506)지역이 아닌 매크로셀의 외곽 지역에 설치되어 전개될 수 있다. 역방향 중계의 경우는 순방향의 신호가 좋으나, 역방향의 경우 신호 전송이 좋지 않은 지역 등에 유리하다.

도 6 은 본 발명에 따른 중첩셀 구조에서의 역방향 간섭 최소화를 위한 시스템의 다른 실시예 세부구성도이다.

도 6 은 도 5 에 해당하는 기능을 수행하는 구조를 도 3에서 나타낸 것과 같 이 세부 구성도로써 보여주고 있다.

중첩셀 구조에서 역방향 간섭 최소화를 위한 시스템의 세부구성도는, 매크로셀 기지국 장비(601), 매크로셀 수신 장비(61, 62), 수신 원격 장비(606, 607) 및 안테나(610, 611)로 구성된다.

매크로셀 수신 장비(61, 62)는 역방향 모듈(602, 604)과 광전 변환기(603, 605)로 이루어지며, 수신 원격 장비(606, 607)는 전광 변환기(608) 및 수신기(609)로 이루어진다.

마이크로셀 기지국 혹은 원격지의 역방향 신호 수신 장비에서 전달되어 온 역방향 신호를 매크로셀 수신 장비(61, 62)가 처리하여 매크로셀 기지국 장비(601)로 전달하게 된다. 이의 연결 구조는 앞서 언급한 경우가 존재하게 되고, 성형 구조형식의 연결 및 일대일 연결이 가능하다. 일대일 연결일 경우에는 모두 동일 광파장을 사용하고, 성형 구조일 경우는 광원의 종류에 따라 파장 다중화(WDM : Wavelength Division Multiplexing)방식을 사용하거나, 동일 파장을 사용할 수 있다. 동일 파장을 사용할 경우에는 중간 주파수 전송방식을 이용한다.

이때 안테나(610, 611)는 마이크로셀과 공통으로 이용하는 것일 수도 있고 매크로셀 역방향 신호만을 수신하기 위해 새롭게 설치한 것일 수도 있다 .

이를 신호의 흐름에 따라 설명하면 다음과 같다.

우선, 매크로셀 기지국 장비(601)가 기지국 안테나를 통해 단말기로 순방향 전송을 하면, 단말기는 주변에 위치하여 전파 경로 손실이 적은 역방향 수신용의 안테나(610, 611)로 역방향 신호 전송을 하게 되고, 역방향 신호를 수신한 안테나(610, 611)는 수신 원격 장비(606, 607)로 이를 전달한다. 수신 원격 장비(606, 607)는 이를 가공하여 전광변환시켜 매크로셀 수신 장비(61, 62)로 전달하고, 광전송된 신호를 수신한 매크로셀 수신 장비(61, 62)는 이를 광전변환시켜 해당되는 신호를 필터링하여 이를 매크로셀 기지국 장비(601)로 전달한다.

이때, 수신 원격 장비(606)의 수신기(609)에서는 수신된 여러 신호 중 역방향 신호 대역의 신호만을 걸러 전광 변환기(608)에서 전광 변환시켜 전송하게 된다.

매크로셀 수신 장비(61)의 광전 변환기(603)에서는 원격 장비로부터 광 전송된 신호를 광전 변환시키고, 역방향 모듈(602)에서는 자신이 서비스하는 대역만 필터링하여 이를 매크로셀 기지국 장비(601)로 전송한다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명은, 순방향 송신과 역방향 수신을 분리하여 단말기의 전파 경로 손실이 보다 적도록 역방향 수신 장비를 이용함으로써 중첩셀에서 가입자의 용량을 증대시킬 수 있으며, 역방향 신호 중계로 인해 단말기가 보다 적은 신호 레벨로 송신하여 통화를 유지하기 때문에 인접셀의 간섭을 줄일 수 있으며 셀 내의 간섭도 줄어들므로 용량을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은, 단말기가 보다 적은 신호 레벨로 역방향 전송함으로써 송신 출력이 낮아져 배터리 사용시간이 길어지며, 동일망을 보다 효율적으로 이용할 수 있으므로 망의 운용 효율이 높아지고, 낮은 전력으로도 역방향의 신호 품질이 좋아지며, 서비스의 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은, 중첩셀의 기지국 안테나를 상위셀의 역방향 수신용 안테나로 사용함으로써 기존에 구축된 인프라를 이용할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은, 역방향 신호 전송만을 위한 장비를 별도로 사용할 수도 있어, 역방향의 신호 품질 및 서비스의 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims

매크로 셀 기지국과 마이크로 셀 기지국을 포함하는 중첩 셀 구조의 무선통신 시스템에 있어서,

상기 마이크로 셀 기지국은,

상기 매크로 셀 기지국의 서비스 영역에 위치하여 상기 매크로 셀 기지국의 제어를 받는 단말기로부터 수신된 역방향 신호를 상기 매크로 셀 기지국 장치로 중계하는 중계수단을 포함하고,

상기 매크로 셀 기지국 장치는 순방향 무선 신호를 상기 단말기로 송출하고, 상기 단말기로부터의 역방향 신호를 상기 매크로 셀 기지국의 중계수단을 통해 수신하여 처리하는 신호처리수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 역방향 성능 향상을 위한 무선통신 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 중계수단은,

상기 마이크로 셀 기지국의 서비스 영역 내에 위치하는 안테나를 통해 상기 매크로셀 기지국의 서비스 영역 내에 위치하는 단말기로부터 송출된 역방향 무선 신호를 수신하고, 상기 마이크로 셀 기지국의 서비스 영역 내에 위치하는 단말기들과 순방향 및 역방향 신호를 송수신하는 원격 송수신수단;

상기 원격 송수신수단에 의해 수신된 신호들 중 매크로 셀의 역방향 무선 신호만을 수신하여 상기 매크로 셀 기지국 장치로 전달하는 제1 매크로 셀 역방향 신호 처리수단; 및

상기 원격 송수신수단을 통해 수신된 신호들 중 상기 마이크로 셀 기지국으로의 역방향 신호만을 수신하여 상기 마이크로 셀 기지국 장치로 전달하고, 상기 마이크로 셀 기지국 장치로부터 전송된 순방향 신호를 처리하여 상기 송수신수단으로 전송하는 마이크로 셀 신호처리수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 역방향 성능 향상을 위한 무선통신 시스템.
제 2 항에 있어서,

상기 원격 송수신수단과 상기 제1 매크로 셀 역방향 신호 처리수단은,

전광 변환수단과 파장다중화수단을 포함하는 광 전송 수단을 이용해 통신하는 것을 특징으로 하는 역방향 성능 향상을 위한 무선통신 시스템.
제 2 항에 있어서,

상기 원격 송수신수단과 상기 제1 매크로 셀 역방향 신호 처리수단은,

마이크로 웨이브 전송 수단을 이용해 통신하는 것을 특징으로 하는 역방향 성능 향상을 위한 무선통신 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 중계수단은,

상기 마이크로 셀 기지국의 서비스 영역 내에 위치하는 안테나를 통해 상기 매크로셀 기지국의 서비스 영역 내에 위치하는 단말기로부터 송출된 역방향 무선 신호를 수신하는 수신수단; 및

상기 수신수단에 의해 수신된 역방향 신호를 수신하여 상기 매크로 셀 기지국 장치로 전달하는 제2 매크로 셀 역방향 신호 처리수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 역방향 성능 향상을 위한 무선통신 시스템.
제 5 항에 있어서,

상기 수신수단과 상기 제2 매크로 셀 역방향 신호 처리수단은,

전광 변환수단과 파장다중화수단을 포함하는 광 전송 수단을 이용해 통신하는 것을 특징으로 하는 역방향 성능 향상을 위한 무선통신 시스템.
제 5 항에 있어서,

상기 수신수단과 상기 제2 매크로 셀 역방향 신호 처리수단은,

마이크로 웨이브 전송 수단을 이용해 연결되는 것을 특징으로 하는 역방향 성능 향상을 위한 무선통신 시스템.
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