KR100676227B1

KR100676227B1 - 선박용 이동 통신 중계 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100676227B1
Application number: KR1020040036127A
Authority: KR
Inventors: 방대혁
Original assignee: 주식회사 케이티프리텔; 주식회사 서화정보통신
Priority date: 2004-05-20
Filing date: 2004-05-20
Publication date: 2007-01-30
Also published as: KR20050001302A

Abstract

본 발명은 선박용 이동 통신 중계 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 선박용 이동 통신 중계 방법 및 장치는 적어도 하나의 이동 중계기를 관리하는 기지국 제어기(Base Transceiver Station : BTS)에 있어서, 교환기로부터 디지털 신호를 수신하여 처리하는 메인 유니트(Main Unit) 및 메인 유니트로부터 처리된 디지털 신호를 수신하여, 제1 신호로 변환하여 이동 중계기로 전송하는 리모트 유니트(Remote Unit)를 포함하되, 이동 중계기는 제1 신호를 수신한 후 제2 신호로 변환하여 적어도 하나의 이동 단말로 서비스하는 것을 특징으로 한다.

중계기, 해상, 선박

Description

선박용 이동 통신 중계 방법 및 장치{Method and apparatus for mobile communication repeating system of vessel}

도 1은 무선 중계기의 일반적인 개념도.

도 2는 광 중계기의 개념도.

도 3는 주파수 변환 중계기의 개념도.

도 4는 마이크로웨이브(M/W) 중계기의 개념도.

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 변파 방식을 이용한 선박용 해상 이동 통신 중계기의 대략적인 개념도.

도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 중계기와 통신을 위한 F2주파수를 가지는 무선 기지국(501) 구조의 대략적인 블록도.

도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 선박용 해상 이동 통신 중계기(503) 구조의 대략적인 블록도.

도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 선박용 해상 이동 통신 중계기를 이용한 중계에서 기지국(501)에서 해상의 이동 단말(830)로의 신호의 흐름을 나타낸 개략적인 순서도.

도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 해상의 이동 단말(900)에서 에서 선 박용 해상 이동 통신 중계기를 이용한 중계에서 기지국(501)으로의 신호의 흐름을 나타낸 개략적인 순서도.

도 10은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 선박용 해상 이동 통신 중계기의 설치를 나타낸 개략적인 예시도.

도 11은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 선박용 해상 이동 통신 중계기의 본체(1100)의 외부 구성을 개략적인 구성도.

12는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 선박용 해상 이동 통신 중계기의 설치순서를 나타낸 개략적인 순서도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

500 : 기지국 영역

501 : F2주파수를 가지는 무선 기지국

503 : 선박용 해상 이동 통신 중계기

505 : 도너 안테나

507 : 서비스 안테나

510 : 중계기 영역

본 발명은 선박용 이동 통신 중계 방법 및 장치에 관한 것이다.

이동통신 서비스의 급속한 발달에 따라 이제 까지 비수요 지역으로 이동통신 서비스가 완전하게 제공되지 못했던 산간 벽지, 낙도, 도심 전파 사각지대, 지하철, 터널, 아파트 단지 등에서도 고품질의 서비스를 원하고 있다.

또한, 무선 이동전화 서비스가 대중화됨에 따라 사업자의 무선망 환경도 보다 넓은 지역과 시스템 용량의 확대가 절실히 요구되기 시작했으며, 우리나라의 지형적 특성과 인구 밀집도의 특수성으로 인해 최적의 무선 환경을 설계하는데 있어서 많은 음영지역에 대한 대책이 필요하게 되었다.

　여기서 음영 지역이라 함은 기지국과 단말기간의 전파통로가 단절된 지역을 의미한다. 즉, 건물이나 지형에 의하여 전파가 도달되지 못하는 지역을 말한다. 이러한 음영지역의 해소를 위해서는 기존에는 기지국을 추가로 설치하여 무선망을 설계하여야 하였다.

그러나 통신 사업자가 전파 사각 지역에 기지국 증설을 위해 막대한 투자를 하는 것은 잘못하면 통신 사업자의 경영수지를 악화시키고 국가적으로도 막대한 투자 비효율성으로 손실을 초래할 수 있었다. 이의 대응 방안으로 저렴한 비용에 높은 통신품질과 서비스 범위를 개선할 수 있는 중계시스템이 활용되고 있다.

　중계기와 비교하여 성능 면에서는 기지국이 월등히 중계기 보다는 좋은 특성을 갖는다. 그러나 비용 면에서 기지국은 중계기에 비해 비용이 많이 드는 단점이 있으므로, 무선망 설계 및 서비스 사업자는 소규모 음영지역을 해소하기 위해서 중계기를 이용하는 경우가 일반적이다.

여기서 중계기의 동작원리 및 구조에 대해서 알아보면 다음과 같다.

중계기란 산이나 빌딩 혹은 기타 지형지물로 인한 전파 차단 지역 또는 터 널, 지하 주차장과 같이 전파 도달이 어려운 음영지역을 대상으로 기지국의 신호가 도달할 수 있도록 신호를 증폭해 음영지역을 서비스하며, 음영 지역 단말기의 신호가 기지국으로 도달할 수 있도록 연결하여 주는 장치를 의미한다.

CDMA 무선망 설계에 있어 특정 지역을 기지국으로 커버할 것인가 또는 중계기로 커버할 것인가를 결정하는 일은 무선망의 품질과 투자의 경제성을 비교, 분석하여 신중히 결정하여야 하는 중요한 설계 결정 요소이다.

이러한 중계기는 사용 지역에 따라 지하(건물용) 중계기와 지상용 중계기로 분류된다. 지하(건물용) 중계기는(또는 RF 중계기라고도 함) 중계기의 입, 출력 안테나가 건물의 안과 밖에 각각 설치되기 때문에 안테나간의 충분한 격리도(Isolation)가 건물 구조에 의하여 자동 확보되기 때문에 가장 일반적으로 사용된다.(도 1참조).

중계기의 기본적 개념은 기지국의 RF 신호를 제3의 전송 매체를 통하여 원하는 원격 지역에 전송하여 다시 RF 신호로 재생하는 방식이다. 중계기는 전송 매체의 종류에 따라 광중계기(도 2), 주파수 변환 중계기(도 3), 마이크로웨이브(M/W) 중계기(도 4) 등으로 분류된다.

광중계기는 기지국의 RF 신호를 광신호로 변환한 후 광선로를 따라 원하는 원격 지역으로 전송 후 다시 RF 신호로 변환 후 앰프를 거쳐 안테나로 송신하는 방식이다.

장점으로는 안정된 광선로에 의하여 전송되므로 매우 안정적인 특성을 나타내며, 단점으로는 반드시 광선로가 인입되어야 한다는 점과 광선로의 임차료가 매 우 비싸다는 점, 광소자의 높은 잡음지수 특성에 의하여 기지국 통화용량과 품질이 다소 저하될 수 있다는 점이다.(도 2 참조)

주파수 변환 중계기는 기지국의 RF 신호를 사용하지 않는 빈 FA 신호로 변환하여 안테나로 전송한 후 원격지에서 수신하여 다시 원래의 주파수 신호로 변환시켜 주는 방식이다.

장점으로는 매우 경제성이 우수하다는 점이며, 단점으로는 자기에게 배정된 주파수 대역 내에 반드시 빈주파수 대역이 필요하기 때문에 대역 내 주파수 사용 비율이 높은 도심 등에서는 사용이 불가능하다는 점이다.(도 3 참조)

마이크로웨이브(M/W) 중계기는 기지국의 RF 신호를 8GHz, 18GHz 등의 M/W 주파수로 변환하여 전송 후 원격지에서 수신하여 다시 RF 신호로 변환하여 안테나로 송신하는 방식이다.

장점으로는 M/W주파수의 넓은 대역사용이 가능하기 때문에 도심의 Multi FA를 수용 가능하다는 점이며, 단점으로는 M/W구간 사이에 LOS(Line Of Sight)가 확보되어야 하는 점이다. 이러한 LOS 문제는 도너 안테나를 기지국에서 분리함으로서 어느 정도 해결이 가능하다. (도4 참조)

이어서 도면을 참조하여 기존의 중계기 방식에 대해서 설명 하도록 한다.

도 1은 무선 중계기의 일반적인 개념도이다.

도 1을 참조하면, 상기 일반적인 무선 중계기는 무선 기지국(101), 기지국을 바라보는 지향성 안테나(도너 안테나)(103), 중계기(105), 건물 내의 이동 단말과 통신을 하는 안테나(서비스 안테나)(107)로 이루어져있다.

상기 무선 기지국(101)은 이동 단말과 송수신을 위한 주파수를 발신, 수신 하는 기능을 가진다. 그러나 건물 내와 같은 전파가 충분히 도달하기 힘든 음영 지역이 나타날 수 있다.

상기 도너 안테나(103)는 상기 중계기(105)와 상기 무선 기지국(101) 사이의 통신을 하는 기능을 가진다. 특히 상기 도너 안테나(103)는 보통 기지국을 바라보는 지향성 안테나이다.

상기 중계기(105)는 상기 무선 기지국(101)이 통신 서비스를 원활하게 제공하지 못하는 상기 음영 지역에 설치하여 이동 단말이 원활하게 통신을 할 수 있도록 하는 기능을 가진다.

상기 서비스 안테나(107)는 상기 중계기(105)가 상기 무선 기지국(101)에서 수신한 신호를 상기 이동 단말로 전송하는 기능을 가진다.

도 2는 광 중계기의 개념도이다.

도 2를 참조하면, 상기 광 중계기는 기지국 영역(200)과 중계기 영역(210)으로 크게 나눌 수 있으며, 상기 기지국 영역에는 이동 단말로 직접 서비스가 가능한 F1주파수를 가지는 무선 기지국(201), 상기 F1주파수를 광신호로 바꿔주는 변환기(203)가 있다. 또한 상기 F1주파수를 가지는 무선 기지국(201)은 상기 기지국 영역(200) 내에서 일반 이동 단말과 직접 상기 F1 주파수로 통신을 행한다.

상기 중계기 영역(210)에는 광 중계기(205)와 서비스 안테나(207)로 이루어진다. 또한 상기 중계기 영역(210)에서 상기 이동 단말은 상기 광 중계기(205)를 통하여 상기 F1주파수를 가지는 무선 기지국(201)과 통신을 행한다.

상기 F1주파수를 가지는 무선 기지국(201)은 상기 변환기(203)와 상기 중계기(205)사이의 광 케이블(209)을 통하여 상기 광 중계기(205)와 결합되어있다.

도 3는 주파수 변환 중계기의 개념도이다.

도 3을 참조하면, 상기 주파수 변환 중계기는 기지국 영역(300)과 중계기 영역(310)으로 크게 나눌 수 있으며, 상기 기지국 영역에는 상기 F1주파수를 가지는 무선 기지국(301), 상기 F1주파수를 주파수 변환 중계기와 통신을 위한 F2 주파수로 바꿔주는 변환기(303)가 있다. 또한 상기 F1주파수를 가지는 무선 기지국(301)은 상기 기지국 영역(300) 내에서 일반 이동 단말과 직접 F1 주파수로 통신을 행한다.

상기 중계기 영역(310)은 도너 안테나(305), 주파수 변환 중계기(307)와 서비스 안테나(309)로 이루어진다. 또한 상기 중계기 영역(310)에서 상기 이동 단말은 상기 주파수 변환 중계기(307)를 통하여 상기 F1주파수를 가지는 무선 기지국(301)과 통신을 행한다.

상기 F1주파수를 가지는 무선 기지국(301)은 상기 변환기(303)와 상기 도너 안테나(305) 사이에 상기 F2 주파수를 통하여 상기 주파수 변환 중계기(307)와 결합되어있다.

도 4는 마이크로웨이브(M/W) 중계기의 개념도 이다.

도 4을 참조하면, 상기 마이크로웨이브(M/W) 중계기는 기지국 영역(400)과 중계기 영역(410)으로 크게 나눌 수 있으며, 상기 기지국 영역에는 F1주파수를 가지는 무선 기지국(401), 상기 F1주파수를 마이크로웨이브(M/W) 중계기와 통신을 위 한 마이크로웨이브(M/W) 주파수로 바꿔주는 변환기(403)가 있다. 또한 상기 F1주파수를 가지는 무선 기지국(401)은 상기 기지국 영역(400) 내에서 일반 이동 단말과 직접 F1 주파수로 통신을 행한다.

상기 중계기 영역(410)은 도너 안테나(405), 마이크로웨이브(M/W) 중계기(407)와 서비스 안테나(409)로 이루어진다. 또한 상기 중계기 영역(410)에서 상기 이동 단말은 상기 마이크로웨이브(M/W) 중계기(407)를 통하여 상기 F1주파수를 가지는 무선 기지국(401)과 통신을 행한다.

상기 F1주파수를 가지는 무선 기지국(401)은 상기 변환기(403)와 상기 도너 안테나(405) 사이에 마이크로웨이브(M/W) 주파수를 통하여 상기 마이크로웨이브(M/W) 중계기(407)와 결합되어있다.

상기 방식들 중 해상에서 선박을 위한 이동 통신 서비스를 하기 위해서 가장 적당한 방법은 주파수 변환 중계기라 할 수 있다. 그러나 주파수 변환 중계기는 상기 설명한 단점들 이외에 무선 기지국에 부가하여 변환기를 설치하여야 한다는 단점이 있으며, 또한 기지국 영역(300)은 육상이므로 해상 이동 통신 서비스를 위해서는 기지국 영역에서 직접 선박 내의 이동 단말과 통신을 할 필요가 없음에도 불구하고 이동 단말과 직접 통신이 가능한 주파수를 발신하는 단점이 있었다.

상기의 문제점들을 해결하기 위하여, 본 발명은 해상에서 자유로이 움직이는 선박 내에서 이동 통신이 가능한 선박용 이동 통신 중계 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 변환기를 사용하지 않고 직접 기지국과 통신할 수 있고, 해상에서 선박 내의 이동 단말의 통신에 사용 될 수 있는 선박용 이동 통신 중계 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 해상의 어디에서나 균일하게 전파를 수신 할 수 있는 선박용 이동 통신 중계 방법 및 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상술한 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 적어도 하나의 이동 중계기를 관리하는 기지국 제어기(Base Transceiver Station : BTS)에 있어서 교환기로부터 디지털 신호를 수신하여 처리하는 메인 유니트(Main Unit) 및 상기 메인 유니트로부터 처리된 디지털 신호를 수신하여, 제1 신호로 변환하여 상기 이동 중계기로 전송하는 리모트 유니트(Remote Unit)를 포함하되, 상기 이동 중계기는 상기 제1 신호를 수신한 후 제2 신호로 변환하여 적어도 하나의 이동 단말로 서비스하는 것을 특징으로 하는 기지국 제어기를 제공할 수 있다.

바람직한 실시예에서, 상기 메인 유니트는 적어도 상기 교환기로부터 디지털 신호를 수신하는 비티에스 인터페이스 보드(BTS Interface Board),상기 디지털 신호를 처리하는 비티에스 메인 컨트롤 보드 어셈블리(Small BTS Main Control Board Assembly), 및 상기 처리된 디지털 신호를 상기 리모트 유니트로 전송하는 트랜시버 서브 모듈(Transceiver Sub Module)을 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국 제어기를 제공할 수 있다.

또한, 상기 리모트 유니트는 적어도 상기 메인 유니트로부터 상기 디지털 신호를 수신하며, 상기 리모트 유니트를 제어하는 리모트 유니트 컨트롤 보드 어셈블리(Remote Unit Control Board Assembly), 상기 리모트 유니트 컨트롤 보드 어셈블리로부터 수신한 상기 디지털 신호를 상기 제1 신호로 변환하는 비티에스 트랜시버 보드 어셈블리(BTS Transceiver Board Assembly), 및 상기 제1 신호에서 대역외 불요파 방사를 억압한 후 안테나로 송출하는 비티에스 듀얼 듀플렉스 필터(BTS Dual Duplex Filter)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 제1 신호는 RF 신호, 마이크로 웨이브 신호 중 적어도 하나인 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 RF 신호는 상기 이동 단말이 수신할 수 있는 주파수 범위 이외인 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 이동 중계기는 선박에 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 기지국 제어기와 결합하는 이동 중계기에 있어서, 상기 기지국 제어기로부터 제1 신호를 수신하는 제1 안테나, 상기 제1 안테나가 수신한 제1 신호를 처리하는 제1 듀플렉스, 상기 제1 신호를 증폭하는 제1 증폭부, 상기 증폭된 제1 신호를 필터링하는 표면 탄성파 필터, 상기 필터링된 제1 신호를 적어도 하나의 이동 단말이 수신가능한 제2 신호로 변환하는 혼합기, 상기 제2 신호를 증폭하는 제2 증폭부, 상기 제2 신호를 상기 적어도 하나의 이동 단말이 수신할 수 있도록 처리하는 제2 듀플렉스, 및 상기 제2 신호를 발신하는 제2 안테나를 포함하되, 상기 기지국 제어기는 교환기로부터 디지털 신호를 수신하여 상기 제1 신호로 변환하여 상기 이동 중계기로 전송하는 것을 특징으로 하는 이동 중계기를 제공할 수 있다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 제1 안테나는 옴니 안테나(Omni Antenna)인 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 제2 안테나는 패치 안테나(Patch Antenna)인 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 이동 중계기는 선박에 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 적어도 하나의 이동 중계기를 관리하는 기지국 제어기에서 수행하는 이동 통신 서비스 방법에 있어서, 교환기로부터 디지털 신호를 수신하는 단계, 상기 디지털 신호를 처리하는 단계, 상기 처리된 디지털 신호를 제1 신호로 변환하는 단계, 상기 제1 신호를 상기 이동 중계기로 전송하는 단계를 포함하되, 상기 이동 중계기는 상기 제1 신호를 수신한 후 제2 신호로 변환하여 적어도 하나의 이동 단말로 서비스하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 서비스 방법을 제공하는데 있다.

바람직한 실시예에서, 상기 이동 중계기는 선박에 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 기지국 제어기와 결합하는 이동 중계기에서 수행하는 이동 통신 서비스 방법에 있어서,상기 기지국 제어기로부터 제1 신호를 수신하는 단계, 상기 제1 신호를 증폭하는 단계, 상기 증폭된 제1 신호를 필터링하는 단계, 상기 필터링된 제1 신호를 적어도 하나의 이동 단말이 수신가능한 제2 신호로 변환하는 단계, 상기 제2 신호를 증폭하는 단계, 및 상기 제2 신호를 상기 적어도 하나의 이동 단말이 수신할 수 있도록 발신하는 단계를 포함하되, 상기 기지국 제어기는 교환기로부터 디지털 신호를 수신하여 상기 제1 신호로 변환하여 상기 이동 중계기로 전송하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 서비스 방법을 제공할 수 있다.

이어서, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 변파 방식을 이용한 선박용 해상 이동 통신 중계기의 대략적인 개념도이다.

도 5를 참조하면, 변파 방식을 이용한 선박용 해상 이동 통신 중계기는 기지국 영역(500)과 중계기 영역(510)으로 크게 나눌 수 있으며, 상기 기지국 영역(500)은 중계기와 통신을 위한 F2주파수를 가지는 무선 기지국(501)으로 이루어져있다.

상기 F2주파수를 가지는 무선 기지국(501)은 상기 선박용 해상 이동 통신 중계기(503)와 통신을 하는 기능을 가지며, 상기 기지국 영역(500) 내에서 일반 이동 단말과 직접 통신을 수행할 수는 없다.

상기 중계기 영역(510)은 도너 안테나(505), 선박용 해상 이동 통신 중계기(503)와 서비스 안테나(507)로 이루어진다.

상기 도너 안테나(505)는 상기 F2 주파수를 가지는 무선 기지국(501)에서 보내오는 신호를 수신하고 또한, 상기 선박용 해상 이동 통신 중계기(503)에서 보내는 신호를 발신하는 기능을 가진다.

상기 선박용 해상 이동 통신 중계기(503)는 상기 도너 안테나(505)로부터 받 은 상기 무선 기지국(501)에서 보내온 F2주파수를 이동 통신 단말이 수신 가능한 F1주파수로 변환, 증폭하며, 또한 이동 통신 단말이 발신하는 F1주파수 신호를 무선 기지국(501)이 수신 가능한 F2 주파수로 변환, 증폭하는 기능을 가진다.

상기 서비스 안테나(507)는 상기 선박용 해상 이동 통신 중계기(503)가 변환, 증폭한 신호를 발신하며 이동 통신 단말에서 보내오는 신호를 수신하는 기능을 가진다.

상기 F2주파수를 가지는 무선 기지국(501)은 상기 선박용 해상 이동 통신 중계기의 도너 안테나(505)와 F2주파수를 통하여 직접 결합되어있다.

도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 중계기와 통신을 위한 F2주파수를 가지는 무선 기지국(501) 구조의 대략적인 블록도이다.

도 6을 참조하면, 상기 F2주파수를 가지는 무선 기지국(501)은 무선 기지국 메인 유닛(SMU : Small BTS Main Unit)(600)과 무선 기지국 리모트 유닛(SRU : Small BTS Remote Unit)(610)으로 나누어진다.

우선 무선 기지국 메인 유닛(SMU : Small BTS Main Unit)에 대해서 설명하기로 한다.

무선 기지국 메인 유닛(SMU : Small BTS Main Unit)(600)의 BETA-E(BTS ATM E1/T1 interface board Assembly-Enhanced)(601)는 E1 중계선이나 T1 중계선을 이용하여 코어 네트워크(Core Network)(620)와 정합하는 기능을 수행한다.

무선 기지국 메인 유닛(SMU : Small BTS Main Unit)(600)의 SMCA(Small BTS Main Control Board Assembly)(603)는 무선 기지국 메인 유닛(SMU : Small BTS Main Unit)(600)의 최상위 역할을 수행하는 보드로 무선 기지국의 상태관리, 채널처리, 외부 인터페이스, 클럭 공급 등을 수행한다. 상기 F2주파수를 가지는 무선 기지국(501)의 주파수 신호를 제어하는 기능을 하는 보드도 바로 SMCA이다.

무선 기지국 메인 유닛(SMU : Small BTS Main Unit)(600)의 OTSM(Optic Transceiver Sub Module)(605)은 무선 기지국 메인 유닛(SMU : Small BTS Main Unit)(600)과 무선 기지국 리모트 유닛(SRU : Small BTS Remote Unit)(610)사이의 광 정합 모듈이다. 무선 기지국 메인 유닛(SMU : Small BTS Main Unit)(600)의 SMCA(Small BTS Main Control Board Assembly)보드와 무선 기지국 리모트 유닛(SRU : Small BTS Remote Unit)(610)의 RUCA(Remote Unit Control Board Assembly)(605)사이에 광 정합 기능을 제공한다.

무선 기지국 메인 유닛(SMU : Small BTS Main Unit)(600)의 LTSM(Line Transceiver Sub Module)(605)은 무선 기지국 메인 유닛(SMU : Small BTS Main Unit)(600)과 무선 기지국 리모트 유닛(SRU : Small BTS Remote Unit)(610)사이의 PECL 정합 모듈이다. 무선 기지국 메인 유닛(SMU : Small BTS Main Unit)(600)의 SMCA(Small BTS Main Control Board Assembly)보드와 무선 기지국 리모트 유닛(SRU : Small BTS Remote Unit)(610)의 RUCA(Remote Unit Control Board Assembly)(605)사이에 PECL 정합 기능을 제공한다.

무선 기지국 리모트 유닛(SRU : Small BTS Remote Unit)(610)은 RUCA(Remote Unit Control Board Assembly)(611), STRA(Small BTS Transceiver board Unit)(613), PAU-SK(Power Amplifier Unit-SK)(615), LNA(Low Noise Amplifier)(617), SDDF(Small BTS Dual Duplex Filter)(619)를 포함한다.

RUCA(Remote Unit Control Board Assembly)(611)는 무선 기지국 메인 유닛(SMU : Small BTS Main Unit)(600)과 사이의 인터페이스 기능 및 STRA(Small BTS Transceiver board Unit)(613)를 통한 Baseband I/Q Data 송수신 기능을 포함한다.

STRA(Small BTS Transceiver board Unit)(613)는 RUCA(Remote Unit Control Board Assembly)(611)로부터 수신한 디지털 형태의 기저대역 신호를 아날로그 IF신호로 변환하고 이를 다시 주파수를 상승 변환하여 RF 신호로 변환한다.STRA(Small BTS Transceiver board Unit)(613)는 변환한 RF신호를 하모닉(harmonic) 성분과 스퓨리어스(spurious) 성분을 감쇄하기 위하여 감쇄기(attenuator)와 RF 증폭기를 거쳐 PAU-SK(Power Amplifier Unit-SK)(615)로 수신한다.

역으로, STRA(Small BTS Transceiver board Unit)(615)는 LNA(Low Noise Amplifier)(617)로부터 수신한 RF 신호의 하모닉(harmonic) 성분과 스퓨리어스(spurious) 성분을 감쇄한다. 감쇄한 신호를 IF 신호로 하강 변환한 후, IF 신호를 디지털 형태의 기저대역 신호로 변환하여 RUCA(Remote Unit Control Board Assembly)(611)에게 전송하는 기능을 수행한다. 또한, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 때 자동이득조정(AGC, Automatic Gain Control) 기능을 수행한다.

PAU-SK(Power Amplifier Unit-SK)(615)는 PAU-SK는 STRA로부터 전송된 RF신호를 증폭하여 SDDF로 송신하는 기능을 수행한다. 또한, 주 전송부(Main Carrier) 이외에 호핑 파일럿 비컨(Hopping Pilot beacon)을 추가하는 경우에도 전기적 규격을 만족하도록 설계되어 있다. PAU-SK(Power Amplifier Unit-SK)(615)는 송신 전력 On/Off 기능과 송신출력 레벨 검출 및 전압정재파비(VSWR : Voltage Standing Wave Ratio)측정 기능 등을 제공한다.

LNA(Low Noise Amplifier)(617)는 SDDF(Small BTS Dual Duplex Filter)(613)로부터 송신한 RF신호에 대한 저 잡음 증폭 기능을 수행한다.

SDDF(Small BTS Dual Duplex Filter)(619)는 PAU-SK(Power Amplifier Unit-SK)(615)에서 증폭한 RF 신호에서 대역 외의 불요파 방사를 억압한 후 안테나로 송출하고, 안테나를 통해 수신한 RF 신호의 대역 외 불요파를 억압하여 LNA(Low Noise Amplifier)(617)를 거쳐 STRA(Small BTS Transceiver board Unit)(615)로 전송한다.

SDDF(Small BTS Dual Duplex Filter)(619)는 듀플렉서로 구성되어 하나의 안테나로 송수신을 겸용한다. 듀플렉서는 송신 신호를 처리하는 TBPF(Transmit Band Pass Filter)와 수신 신호를 처리하는 RBPF(Receive Band Pass Filter)로 구성된다.

도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 선박용 해상 이동 통신 중계기(503) 구조의 대략적인 블록도이다.

도 7을 참조하면,상기 선박용 해상 이동 통신 중계기(503)는 포워드 패스(Forward Pass)부와 리버스 패스(Reverse Pass)부로 나눌 수 있는데 포워드 패스부와 리버스 패스부는 신호가 흘러가는 방향만 다르고 구조는 동일하기 때문에 리버스 패스(Reverse Pass)부만 설명하도록 한다.

상기 리버스 패스(Reverse Pass)부는 도너 안테나(505), 기지국측 듀플랙서(701), 저 잡음 증폭기(LNA : Low Noise Filter)(703), 저주파 혼합기 모듈(705), 표면 탄성파 필터(SAW Filter)(707), 고주파 혼합기 모듈(709), 고출력 증폭기(HPA : High Power Filter)(711)로 이루어져 있다.

상기 도너 안테나(505)는 기지국에서 발신하는 신호를 수신하여 중계기로 신호를 전달하고, 또한 중계기에서 증폭시킨 단말기의 신호를 기지국으로 발송하는 역할을 동시에 하는 것을 특징으로 한다.

상기 기지국측 듀플랙서(701)는 하나의 안테나를 서로 다른 주파수에 동시에 사용할 수 있도록 해주는 안테나 공용 장치로서 도너 안테나를 위한 것을 특징으로 한다.

상기 저 잡음 증폭기(LNA : Low Noise Filter)(703)는 잡음을 최소화 하면서 신호를 증폭시켜주는 역할을 하며 리버스 패스로 수신된 단말기의 신호를 증폭시키는 역할을 한다.

상기 저주파 혼합기 모듈(705)은 주파수 발진장치와 리버스 패스(Reverse Pass)의 신호를 혼합하여 표면 탄성파 필터(SAW Filter)(707)가 적절히 필터링 할 수 있는 신호로 만들어 주는 것을 특징으로 한다.

상기 표면 탄성파 필터(SAW Filter)(707)는 압전기판의 기계적 진동을 이용한 통신용 필터로 리버스 패스(Reverse Pass)로 들어오는 여러 신호 중 단말기에서 발신한 신호의 주파수를 정확히 가려내는 것을 특징으로 한다.

고주파 혼합기 모듈(709)은 주파수 발진장치와 리버스 패스(Reverse Pass)의 신호를 혼합하여 기지국에서 수신할 수 있는 신호로 만들어 주는 것을 특징으로 한다.

고출력 증폭기(HPA : High Power Filter)(711)는 고주파 혼합기에서 만들어진 신호를 선형 고출력으로 증폭해주는 것을 특징으로 한다.

서비스측 듀플랙서(713)는 서비스 안테나가 단말기의 신호 수신과 기지국에서 발신하는 신호의 발신이 동시에 가능하도록 하는 역할을 한다.

도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 선박용 해상 이동 통신 중계기를 이용한 중계에서 기지국(501)에서 해상의 이동 단말(830)로의 신호의 흐름을 나타낸 개략적인 순서도이다.

도 8을 참조하면, 무선 기지국 메인 유닛(SMU : Small BTS Main Unit)(800)은 코어 네트워크(Core Network)(840)로부터 디지털 신호를 전송 받아 처리하고 다시 무선 기지국 리모트 유닛(SRU : Small BTS Remote Unit)(810)으로 전송한다.(단계 800). 그러면 그 디지털 신호를 무선 기지국 리모트 유닛(SRU : Small BTS Remote Unit)(810)은 RUCA(Remote Unit Control Board Assembly)(605)에서 수신하여 적절히 변환하여 F2주파수로 송신한다(단계 810). 이 과정을 좀더 자세히 설명하면, 우선 RUCA(Remote Unit Control Board Assembly)(605)에서 티지털 신호를 수신한다(단계 811). 그 후, STRA(Small BTS Transceiver board Unit)(607)에서 수신된 디지털 신호를 RF 신호(F2)로 변환한다(단계 813). 그 후, PAU-SK(Power Amplifier Unit-SK)(609)에서 변환된 RF 신호(F2)를 증폭하고(단계 815), SDDF(Small BTS Dual Duplex Filter)(613)를 통하여 대역 외 불요파를 억압하고 발신한다(단계 817).

그 후, 방사된 RF 신호(F2)는 선박용 해상 이동 통신 중계기의 기지국측 듀플랙서(701)에 수신된다(단계 821). 그 후, 저주파 혼합기 모듈(705)에서 중간 주파수로 변환 된 후(단계 823), 표면 탄성파 필터(SAW Filter)(707)에서 필요한 신호 외의 잡음 성분이 걸러진다(단계 825). 그 후,고주파 혼합기 모듈(709)에서 잡음 성분이 걸러진 신호를 F1신호로 변환한다(단계 827). 그 후, 서비스측 듀플랙서(713)를 통하여 F1 신호를 발신한다(단계 829). 그 후 방사된 F1 신호는 해상의 이동 단말이 수신하여 통화가 시작된다(단계 830).

도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 해상의 이동 단말(900)에서 에서 선박용 해상 이동 통신 중계기를 이용한 중계에서 기지국(501)으로의 신호의 흐름을 나타낸 개략적인 순서도이다.

도 9를 참조하면, 해상의 이동 단말(900)이 F1 주파수 신호를 발신한다(단계 900). 그 후 방사된 F1 신호는 선박용 해상 이동 통신 중계기의 서비스측 듀플랙서(713)에 수신된다(단계 9111). 그 후, 저주파 혼합기 모듈(721)에서 중간 주파수로 변환 된 후(단계 913), 표면 탄성파 필터(SAW Filter)(719)에서 필요한 신호 외의 잡음 성분이 걸러진다(단계 915). 그 후,고주파 혼합기 모듈(717)에서 잡음 성분이 걸러진 신호를 F2신호로 변환한다(단계 917). 그 후, 기지국측 듀플랙서(701)를 통하여 F2 신호를 발신한다(단계 919).그 후 방사된 F2 신호는 기지국의 듀플랙서에 수신되어 SDDF(Small BTS Dual Duplex Filter)(613)에서 대역 외 불요 파를 억압한다(단계 921). 그 후, LNA(Low Noise Amplifier)(611)에서 수신한 F2 주파수를 증폭한다(단계 923). 그 후, STRA(Small BTS Transceiver board Unit)(607)에서 증폭된 F2 신호를 디지털 신호로 변환한다(단계 925). 그 후, RUCA(Remote Unit Control Board Assembly)(605)에서 변환된 디지털 신호를 무선 기지국 메인 유닛(SMU : Small BTS Main Unit)(600)로 전송한다(단계 927). 이런 단계들은 모두 무선 기지국 리모트 유닛(SRU : Small BTS Remote Unit)(610)에서 일어나며, 이후에는 무선 기지국 메인 유닛(SMU : Small BTS Main Unit)(600)가 디지털 신호를 수신, 처리 하여 코어 네트워크(Core Network)(940)로 전송한다(단계 930). 그 후 코어 네트워크를 거쳐 상대방에게 신호가 전송된다.

도 10은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 선박용 해상 이동 통신 중계기의 설치를 나타낸 개략적인 예시도이다.

도 10을 참조하면, 선박용 해상 이동 통신 중계기는 도너 안테나(1003), 중계기 본체(1001), 서비스 안테나(1005), 분전반(1007), 제어용 기기(1009)를 포함한다.

상기 중계기 본체(1001)은 선박용 해상 이동 통신 중계기의 모든 기능이 직접되어 있는 곳으로 대략적인 내부 구성은 도 7에서 설명한 바 있다. 또한 외부의 구성은 도 11에서 상세히 설명하기로 한다.

상기 도너 안테나(1003)는 선박용 해상 이동 통신 중계기와 상기 기지국(501)과의 통신을 위한 안테나로, 상기 선박용 해상 이동 통신 중계기가 장치되는 곳이 자유롭게 이동하는 선박이므로 지향성이 없는 옴니(Omni)안테나가 주 로 사용된다.

상기 서비스 안테나(1005)는 선박용 해상 이동 통신 중계기와 상기 이동 단말(900)과의 통신을 위한 안테나로, 상기 선박용 해상 이동 통신 중계기가 장치되는 곳이 선박의 내부이므로 상이 이동 단말과 통화가 잘 되도록 하기 위해서 패치(patch)안테나가 주로 사용된다.

상기 분전반(1007)은 상기 중계기 본체(1001)에 전원을 공급하기 위한 장치로 DC 24V의 전압을 출력할 수 있도록 한다.

상기 제어용 기기(1009)는 상기 선박용 해상 이동 통신 중계기의 여러 특성을 제어하고, 검사하기 위한 장비로 필요할 경우 결합할 수 있다. 상기 제어용 기기는 노트북을 비롯한 컴퓨터 기기가 결합이 가능하다.

도 11은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 선박용 해상 이동 통신 중계기의 본체(1100)의 외부 구성을 개략적인 구성도이다.

도 11을 참조하면, 상기 선박용 해상 이동 통신 중계기의 본체는 도너 안테나 포트(1101), 서비스 안테나 포트(1103), 상태 감시용 표시 창(1105), 접지 단자(1107), 전원 콘넥터(1109), 제어용 통신 포트(1111)를 포함한다.

상기 도너 안테나 포트(1101)는 상기 해상 이동 통신 중계기의 본체(1100)와 상기 도너 안테나(505)를 결합하기 위한 포트이다.

상기 서비스 안테나 포트(1103)는 상기 해상 이동 통신 중계기의 본체(1100)와 상기 서비스 안테나(507)를 결합하기 위한 포트이다.

상기 상태 감시용 표시창(1105)은 상기 해상 이동 통신 중계기의 본체(1100) 의 전반적인 상태를 장비의 외부에서 식별하도록 하기 위한 것이다. 바람직하게는 전원 공급 여부와, 고립도 확보 여부, 중계기의 셧 다운 및 과대 출력을 식별할 수 있다.

상기 접지 단자(1107)는 외부 전원 및 구조물에 발생하는 전기의 방전 현상을 최소화 하여 안정된 전압을 공급할 수 있도록 하며, 또한 감전 등을 방지할 수 있도록 외부 철제 구조물에 연결하기 위한 단자이다.

상기 전원 콘넥터(1109)는 DC 24V의 전원을 공급 받아서 중계기 내부 회로가 적절히 동작할 수 있도록 하는 기능을 가진 포트이다. 바람직하게는 외부 케이블을 암컷형태의 콘넥터를 사용하여 장비와 연결하기 전에 발생할 수 있는 감전을 예방한다.

상기 제어용 통신 포트(1111)는 중계기 내의 제어부와 연결되어 있어서 외부에서 노트북 등의 제어용 기기를 사용하여 중계기의 상태 감시 및 제어를 할 수 있도록 제공된 포트이다. 바람직하게는 장비측에 3핀 암컷 타입의 방수형 콘넥터를 장착하여 다른 콘넥터와 구분이 되도록 한다. 또한 바람직하게는 이 포트는 RS-232케이블을 통하여 제어용 기기와 연결될 수 있다.

도 12는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 선박용 해상 이동 통신 중계기의 설치순서를 나타낸 개략적인 순서도이다.

도 12를 참조하면, 우선 선박용 해상 이동 통신 중계기 본체 및 안테나를 설치할 장소를 결정한다(단계 1201). 그 후, 선박용 해상 이동 통신 중계기의 본체를 상기 단계 1201에서 결정된 장소에 설치하도록 한다(단계 1203). 그 후, 상기 단계 1201에서 결정된 장소에 서비스 안테나 및 도너 안테나를 설치하고, 급전선을 포설한다(단계 1205). 그 후, 상기 서비스 안테나 및 도너 안테나와 중계기 본체를 RF 케이블로 결합한다(단계 1207).그 후, 중계기 본체에 전원을 연결한다(단계 1209).

그러면, 상기 해상 이동 통신 중계기에서 고립도 검사를 수행하여(단계 1211) 고립도가 확보되지 않으면 서비스 안테나의 위치를 조정하고(단계 1217), 그렇지 않으면 서비스 지역의 통화 품질을 측정한다(단계 1213). 그 후, 서비스 지역의 통화 품질을 측정(단계1213)하여 그 품질이 우수하다면 설치를 완료하고(단계1215), 그렇지 않으면 서비스 안테나 위치를 점검 하거나, 중계기 본체와 결합된 케이블 연결 상태를 점검한다(단계1219). 그런 다음 다시 단계 1211부터 진행하도록 한다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 물론이다.

본 발명에 의하면, 해상에서 자유로이 움직이는 선박 내에서 이동 통신이 가능한 선박용 이동 통신 중계 방법 및 장치를 제공할 수 있다. 따라서 이동 통신 가입자에게 해상이라는 조건에 관계없이 육상과 마찬가지로 이동 통신 서비스를 제공할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 변환기를 사용하지 않고 직접 기지국과 통신할 수 있고, 해상에서 선박 내의 이동 단말의 통신에 사용 될 수 있는 선박용 이동 통신 중계 방법 및 장치를 제공할 수 있다. 따라서 상대적으로 저렴한 중계기로 이동 통 신 서비스를 제공할 수 있다.

본 발명에 의하면, 해상의 어디에서나 균일하게 전파를 수신 할 수 있는 선박용 이동 통신 중계 방법 및 장치를 제공할 수 있다.따라서 안정적인 해상 이동 통신 서비스를 제공할 수 있다.

Claims

해상의 선박에 설치되는 적어도 하나의 이동 중계기를 관리하는 기지국 제어기(Base Transceiver Station : BTS)에 있어서,

교환기로부터 디지털 신호를 수신하여 처리하는 메인 유니트(Main Unit); 및

상기 메인 유니트로부터 처리된 디지털 신호를 수신하여, 제1 신호로 변환하여 상기 이동 중계기로 전송하는 리모트 유니트(Remote Unit)

를 포함하며,

상기 메인 유니트는, 상기 교환기로부터 디지털 신호를 수신하는 비티에스 인터페이스 보드(BTS Interface Board)와, 상기 디지털 신호를 처리하는 비티에스 메인 컨트롤 보드 어셈블리(Small BTS Main Control Board Assembly)와, 상기 처리된 디지털 신호를 상기 리모트 유니트로 전송하는 트랜시버 서브 모듈(Transceiver Sub Module)을 포함하고,

상기 리모트 유니트는,

상기 메인 유니트로부터 상기 디지털 신호를 수신하며, 상기 리모트 유니트를 제어하는 리모트 유니트 컨트롤 보드 어셈블리(Remote Unit Control Board Assembly)와, 상기 리모트 유니트 컨트롤 보드 어셈블리로부터 수신한 상기 디지털 신호를 상기 제1 신호로 변환하는 비티에스 트랜시버 보드 어셈블리(BTS Transceiver Board Assembly)와, 상기 제1 신호에서 대역외 불요파 방사를 억압한 후 안테나로 송출하는 비티에스 듀얼 듀플렉스 필터(BTS Dual Duplex Filter)를 포함하고,

상기 이동 중계기는 상기 제1 신호를 수신하여 선박 내의 적어도 하나의 이동 단말이 수신할 수 있는 제2 신호로 변환하고, 이동 단말로부터 제2 신호를 수신하여 제1 신호로 변환하여 기지국 제어기로 전송하되, 상기 제1 신호를 송수신하기 위한 무지향성 옴니 안테나와 상기 제2 신호를 송수신하기 위한 패치 안테나를 구비하는 것

을 특징으로 하는 기지국 제어기.
삭제
삭제
제1항에 있어서,

상기 제1 신호는

RF 신호, 마이크로 웨이브 신호 중 적어도 하나인 것

을 특징으로 하는 기지국 제어기.
제4항에 있어서,

상기 RF 신호는 상기 이동 단말이 수신할 수 있는 주파수 범위 이외인 것

을 특징으로 하는 기지국 제어기.
삭제
기지국 제어기와 결합하며, 해상의 선박에 설치되는 이동 중계기에 있어서,

상기 기지국 제어기로부터 제1 신호를 수신하는 무지향성 옴니 안테나(Omni Antenna)인 제1 안테나;

상기 제1 안테나가 송수신하는 제1 신호를 처리하는 제1 듀플렉스;

상기 제1 신호를 증폭하는 제1 증폭부;

상기 증폭된 제1 신호를 필터링하는 표면 탄성파 필터;

상기 필터링된 제1 신호를 적어도 하나의 이동 단말이 수신가능한 제2 신호로 변환하는 혼합기;

상기 제2 신호를 증폭하는 제2 증폭부;

상기 제2 신호를 상기 적어도 하나의 이동 단말이 수신할 수 있도록 처리하는 제2 듀플렉스; 및

상기 제2 신호를 발신하는 패치 안테나(Patch Antenna)인 제2 안테나

를 포함하되,

상기 기지국 제어기는 교환기로부터 디지털 신호를 수신하여 상기 제1 신호로 변환하여 상기 이동 중계기로 전송하는 것

을 특징으로 하는 이동 중계기.
삭제
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삭제
해상의 선박에 설치되는 적어도 하나의 이동 중계기를 관리하는 기지국 제어기에서 수행하는 이동 통신 서비스 방법에 있어서,

교환기로부터 디지털 신호를 수신하는 단계;

상기 디지털 신호를 처리하는 단계;

상기 처리된 디지털 신호를 제1 신호로 변환하는 단계;

상기 제1 신호를 상기 이동 중계기로 전송하는 단계

를 포함하되,

상기 이동 중계기는 상기 제1 신호를 수신하여 선박 내의 적어도 하나의 이동 단말이 수신할 수 있는 제2 신호로 변환하고, 이동 단말로부터 제2 신호를 수신하여 제1 신호로 변환하여 기지국 제어기로 전송하되, 상기 제1 신호를 송수신하기 위한 무지향성 옴니 안테나와 상기 제2 신호를 송수신하기 위한 패치 안테나를 구비하는 것

을 특징으로 하는 이동 통신 서비스 방법.
삭제
기지국 제어기와 결합하며 해상의 선박에 설치된 이동 중계기에서 수행하는 이동 통신 서비스 방법에 있어서,

상기 기지국 제어기로부터 무지향성 옴니 안테나인 제1 안테나에 의해 제1 신호를 수신하는 단계;

상기 제1 신호를 증폭하는 단계;

상기 증폭된 제1 신호를 필터링하는 단계;

상기 필터링된 제1 신호를 적어도 하나의 이동 단말이 수신가능한 제2 신호로 변환하는 단계;

상기 제2 신호를 증폭하는 단계; 및

상기 제2 신호를 상기 적어도 하나의 이동 단말이 수신할 수 있도록 패치 안테나인 제2 안테나에서 발신하는 단계

를 포함하되,

상기 기지국 제어기는 교환기로부터 디지털 신호를 수신하여 상기 제1 신호로 변환하여 상기 이동 중계기로 전송하는 것

을 특징으로 하는 이동 통신 서비스 방법.
삭제