KR100723890B1 - Apparatus and method for implementing efficient redundancy and widened service coverage in radio access station system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기지국 시스템에서 효율적인 리던던시와 서비스 커버리지 확장을 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 상기 기지국 시스템에서는, 리던던시 트랜시버 및 리던던시 고출력 증폭기가 소정 FA 및 소정 섹터 당 하나씩 추가되고, 트랜시버부와 TDD 스위치부 사이에 위치한 RF 스위치부가 트랜시버부와 고출력 증폭기부 내의 어느 하나 모듈의 불량 시에 상기 추가된 리던던시 모듈로 절체되도록 스위칭함으로써, 효율적인 N+1 리던던시 구조를 실현한다. 또한, 중계기 인터페이스가 상기 채널 카드부와 상기 소정 섹터의 모든 방향을 커버하는 중계기 사이에서 기저 대역과 캐리어 주파수 사이의 중간 주파수를 이용하여 상기 중계기와 통신함으로써, 경제성있는 서비스 커버리지 확장이 가능하다. 그리고, 프레임의 전면에서 탈착가능한 프론트 억세스 보드를 통하여 쉘프들이 인터페이스되도록 함으로써, 신호 케이블의 간소화와 유지보수가 용이하도록 하였다. The present invention relates to an apparatus and method for efficient redundancy and service coverage expansion in a base station system. In the base station system, a redundant transceiver and a redundant high power amplifier are added one per predetermined FA and one predetermined sector, and between a transceiver unit and a TDD switch unit. By switching the RF switch unit located at to switch to the added redundancy module in case of failure of either module in the transceiver unit and the high output amplifier unit, an efficient N + 1 redundancy structure is realized. In addition, economical service coverage can be extended by the relay interface communicating with the repeater using an intermediate frequency between the base band and the carrier frequency between the channel card portion and the repeater covering all directions of the predetermined sector. And, by allowing the shelves to be interfaced through a front access board that is removable from the front of the frame, it is easy to simplify and maintain the signal cable.
기지국, 리던던시, 중계기 인터페이스, 서비스 커버리지, 3FA/3섹터 Base station, redundancy, repeater interface, service coverage, 3FA / 3 sectors
Description
도 1은 일반적인 무선 통신 시스템을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram illustrating a general wireless communication system.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 기지국 시스템을 설명하기 위한 도면이다.2 is a diagram illustrating a base station system according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 리던던시를 설명하기 위한 도 2의 구체적인 도면이다.3 is a detailed diagram of FIG. 2 for explaining redundancy according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 4Rx 다이버시티를 위한 도 2의 TDD 스위치부의 구체적인 도면이다.FIG. 4 is a detailed diagram of the TDD switch unit of FIG. 2 for 4Rx diversity according to an embodiment of the present invention.
도 5는 도 2의 TDD 스위치부를 구성하는 TDD 스위치 회로의 구체적인 도면이다. FIG. 5 is a detailed diagram of a TDD switch circuit configuring the TDD switch unit of FIG. 2.
도 6은 TDD 시스템에서 상향 링크 및 하향 링크와 관련된 동기 신호들을 설명하기 위한 타이밍도이다. 6 is a timing diagram illustrating synchronization signals related to uplink and downlink in a TDD system.
도 7은 도 2의 중계기 인터페이스의 구체적인 도면이다.FIG. 7 is a detailed diagram of the repeater interface of FIG. 2. FIG.
도 8은 도 7의 로직부의 송신 회로를 설명하기 위한 도면이다. FIG. 8 is a diagram for describing a transmission circuit of the logic unit of FIG. 7.
도 9는 도 7의 로직부의 수신 회로를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 9 is a diagram for describing a receiving circuit of the logic unit of FIG. 7.
도 10은 도 2의 기지국 시스템의 유니트들을 프레임에 몇 개의 쉘프로 나누어 실장할 때의 일례이다. FIG. 10 illustrates an example of mounting units of the base station system of FIG. 2 into several shelves in a frame.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명> <Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
210: 주 프로세서부210: main processor unit
220: 네트워크 정합부220: network matching unit
230: 채널 카드부230: channel card section
240: 트랜시버부240: transceiver section
251: 제1 RF Tx 스위치부251: first RF Tx switch unit
252: 제2 RF Tx 스위치부252: second RF Tx switch unit
260: 고출력증폭기부260: high power amplifier unit
270: RF Rx 스위치부270: RF Rx switch unit
280: TDD 스위치부280: TDD switch unit
290: 중계기 인터페이스290: repeater interface
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 IEEE 802.16d/e, WiBro, WiMAX 표준 규격 등에 따른 기지국 시스템에서 효율적인 리던던시(redundancy)와 서비스 커버리지 확장을 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to an apparatus and method for efficient redundancy and service coverage expansion in a base station system according to IEEE 802.16d / e, WiBro, WiMAX standard.
최근 4세대 이동 통신의 실현을 위하여 각계 각층에서 심도 있는 연구가 진 행 중에 있다. IEEE 802.16d/e, WiBro, WiMAX 표준 규격 등에 따른 4세대 이동 통신에서는 위성망 뿐만 아니라 무선랜망, 디지털 오디오 방송 및 비디오 방송망 등이 유기적으로 연동되는 하나의 단일망으로 통합되며, 이에 따라 사용자가 어떠한 망에서라도 최선의 상태로 원할한 휴대 인터넷 등의 서비스를 받을 수 있게 된다. In recent years, in-depth research is being conducted in various layers to realize 4G mobile communication. In the 4th generation mobile communication according to IEEE 802.16d / e, WiBro, WiMAX standard, etc., not only satellite network but also wireless LAN network, digital audio broadcasting and video broadcasting network are integrated into one single network which is organically interworked. You will be able to receive services such as mobile Internet smoothly in the best condition.
4세대 이동 통신에서 데이터 전송 속도를 높이기 위하여 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiple: 직교 주파수 분할 다중화) 기술과 함께 TDD 기술이 고려되고 있다. OFDM 기술에서는 QPSK, QAM 등의 방식에 따라 변조된 데이터를 주파수 영역에서 직교성을 가지는 많은 수의 캐리어에 분산시켜서 병렬적으로 데이터 스트림이 처리되도록 함으로써 전송 속도를 향상시킨다. TDD 기술에서는 RAS(Radio Access Station: 기지국)으로부터 PSS(Portable Subscriber Station: 단말)로의 하향 링크(Down Link: DL)와 PSS로부터 RAS로의 상향 링크(Up Link: UL)에서 데이터 전송량이 비대칭이다. 즉, 일반적인 CDMA 기술과 같이 대칭적 전송 방식에서의 주파수 대역 부족을 해소하기 위하여, TDD 기술과 같은 비대칭 전송 방식이 고려되었다. 예를 들어, 인터넷을 사용하는 경우에 상향 링크(UL)에서 PSS가 RAS 시스템쪽으로 전송하는 데이터 량보다 하향 링크(DL)에서 PSS가 RAS 시스템으로부터 다운받는 데이터 량이 훨씬 많으므로, 하향 링크(DL)의 전송 속도를 상향 링크(UL)의 전송 속도 보다 더 높일 필요에 따라 TDD 기술이 적용될 수 있다. TDD 기술에서는, 하향 링크(DL) 구간을 상향 링크(UL) 구간 보다 길게 할 수 있으며, 각 링크 사이에는 스위칭을 위한 일정 갭(gap)(RTG/TTG) 구간이 존재한다.In order to increase the data transmission rate in 4G mobile communication, a TDD technique along with an orthogonal frequency division multiplex (OFDM) technique is being considered. In OFDM technology, a data stream is processed in parallel by distributing data modulated according to a QPSK, QAM, etc. method to a large number of orthogonal carriers in a frequency domain, thereby improving transmission speed. In the TDD technology, the amount of data transmission is asymmetric in downlink (DL) from a radio access station (RAS) to a portable subscriber station (PSS) and an uplink (UL) from a PSS to a RAS. That is, in order to solve the frequency band shortage in the symmetrical transmission scheme like the general CDMA technique, an asymmetric transmission scheme like the TDD technique has been considered. For example, when using the Internet, since the amount of data downloaded from the RAS system in the downlink (DL) is much larger than the amount of data transmitted from the PSS to the RAS system in the uplink (UL), the downlink (DL) The TDD technique may be applied as needed to increase the transmission rate of the UL than the transmission rate of the uplink (UL). In the TDD technology, the downlink (DL) section may be longer than the uplink (UL) section, and a predetermined gap (RTG / TTG) section for switching exists between each link.
도 1은 일반적인 무선 통신 시스템(100)을 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하면, 무선망(110)을 통하여 PSS들(120, 130), RAS들(140, 150), 중계기(160) 및 소정 인터넷 서버(170) 등이 연결될 수 있다. 상기 PSS들(120, 130)은 무선망 내의 RAS들(140, 150)의 중계를 받아 통화, 디지털 방송, 디지털 미디어 다운로드, 업로드 등의 통신 서비스를 받을 수 있다. 상기 서버(170)는 상기 PSS들(120, 130)의 가입자를 관리하거나, 상기 PSS들(120, 130)에 필요한 콘텐츠를 제공할 수 있다. 1 is a diagram for describing a general
여기서, RAS들(140, 150)은 ACR(Access Control Router: 제어국)과 이더넷(ethernet) 기반으로 서로 연결되고, 상기 ACR에 의하여 라우팅된 통신 데이터가 해당 RAS를 통하여 해당 목적지 PSS 또는 해당 목적지 서버로 송수신된다. 또한, RAS들(140, 150)의 통신 중계만으로는 신호 감도가 떨어지는 지역을 커버하기 위하여, 상기 RAS들(140, 150)에 연결되는 상기 중계기(160)가 이용되어 PSS들(120, 130)이 충분한 신호 감도를 가지도록 구성된다. Here, the
종래 RAS를 구현하는 시스템에는, 주요 부분의 불량에 대비한 리던던시 구조를 대부분 채용하고 있는데, 일반적으로 RAS 시스템에서 RF(Radio Frequency) 신호를 송신하고 수신하기 위한 트랜시버와 고출력 증폭기 등에서 불량이 나는 경우에 대비하여, 안테나의 각 섹터 또는 FA당 하나씩의 트랜시버와 고출력 증폭기 모듈을 더 갖추는 구조를 가진다. 예를 들어, 안테나의 α,β,γ 3방향에 대한 신호를 처리하는 시스템은 각 섹터(sector)당 하나씩의 해당 모듈을 더 갖추는 구조를 가지므로, 실제 사용되는 트랜시버 또는 고출력 증폭기 모듈은 3개인 반면, 리던던시 구조를 포함하면 해당 모듈 수가 6개로 늘어난다. 또한, α,β,γ 3 방향에 대한 3 섹터와 각 섹터마다 3FA(Frequency Assignment)를 구현하는 시스템은 각 섹터 및 FA 당 하나씩의 리던던시 모듈을 더 갖추게 되므로, 실제 사용되는 트랜시버 또는 고출력 증폭기 모듈은 9개인 반면, 리던던시 구조를 포함하면 해당 모듈 수가 18개로 늘어난다.The system implementing the conventional RAS adopts a redundancy structure for the failure of the main part. In general, when the RAS system has a defect in a transceiver and a high power amplifier for transmitting and receiving an RF (Radio Frequency) signal, In contrast, it has a structure with one transceiver and a high power amplifier module for each sector or FA of the antenna. For example, a system that processes signals in three directions of the α, β, and γ of the antenna has a structure in which one corresponding module is provided for each sector, so that three transceivers or high power amplifier modules are actually used. On the other hand, including the redundancy structure increases the number of modules to six. In addition, a system implementing three sectors in each of the three directions of α, β, and γ and each frequency allocation (FFA) includes one redundancy module for each sector and the FA. In contrast to nine, the redundancy scheme increases the number of modules to 18.
따라서, 종래의 RAS 시스템에서는 많은 수의 리던던시 모듈의 사용으로 인하여 비용이 많이 들고, 프레임에 실장 시에 공간적 제약을 받게되는 문제점이 있다. 이외에도, 종래의 RAS 시스템에서는 중계기(160)와의 통신을 위하여 PSS와의 통신에 이용되는 캐리어 주파수 대역을 사용하므로, 중계기(160)로의 데이터 송신 또는 중계기(160)로부터의 데이터 수신 시에 주파수 상향 또는 하향 변환을 위한 부담이 증가한다는 문제점이 있다.Therefore, in the conventional RAS system, the use of a large number of redundancy modules is expensive, and there is a problem in that the space is limited when mounted on the frame. In addition, in the conventional RAS system, since the carrier frequency band used for communication with the PSS is used for communication with the
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 효율적인 리던던시 구조를 가지고, 서비스 커버리지 확장을 위한 중계기와의 인터페이스가 용이하며, 유지 보수가 전면(Front Access)에서 용이하도록 한 실장 방식을 가지는 기지국 시스템을 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to have an efficient redundancy structure, to facilitate an interface with a repeater for extending service coverage, and to facilitate maintenance from front access. It is to provide a base station system having a mounting method.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 주요 부분의 불량에 대비한 효율적인 리던던시 및 새로운 방식의 중계기와의 인터페이스를 운용하여 고품질 서비스를 유지하고 서비스 커버리지 확장할 수 있는 기지국의 통신 방법을 제공하는 데 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a communication method of a base station capable of maintaining high quality service and extending service coverage by operating an efficient redundancy and interface with a new type of repeater in preparation for failure of a main part.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 기지국 시스템은, 안테나들에 연결되어 TDD 스위칭을 지원하는 TDD 스위치부; 이더넷 기반의 L2 스위칭을 통하여 라우터와 연결된 채널 카드부; 상기 채널 카드부로부터의 디지털 데이터 스트림을 RF 신호로 변조하고, 상기 TDD 스위치부로부터의 수신 RF 신호를 디지털 데이터 스트림으로 복조하여 상기 채널 카드부로 전달하는 트랜시버부; 상기 트랜시버부에서 변조된 신호를 증폭하여 상기 증폭된 신호를 상기 TDD 스위치부로 전달하는 고출력 증폭기부; 및 상기 트랜시버부에 구비된 트랜시버들 또는 상기 고출력 증폭기부에 구비된 고출력 증폭기들 중 적어도 하나의 불량에 따라 상기 트랜시버부와 상기 TDD 스위치부 사이에서 상기 트랜시버부에 구비되는 리던던시 트랜시버 또는 상기 고출력 증폭기부에 구비되는 리던던시 고출력 증폭기로 스위칭하는 RF 스위치부를 포함하고, 상기 채널 카드부, 상기 트랜시버부, 및 상기 고출력 증폭기부는 소정 섹터 및 소정 FA를 지원하며, 상기 리던던시 트랜시버 및 상기 리던던시 고출력 증폭기는 상기 소정 FA 및 상기 소정 섹터 당 하나씩 추가되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a base station system including: a TDD switch unit connected to antennas to support TDD switching; A channel card unit connected to the router through the Ethernet-based L2 switching; A transceiver unit for modulating the digital data stream from the channel card unit into an RF signal and demodulating the received RF signal from the TDD switch unit into a digital data stream and transmitting the demodulated data to the channel card unit; A high output amplifier unit amplifying the signal modulated by the transceiver unit and transferring the amplified signal to the TDD switch unit; And a redundancy transceiver or the high output amplifier unit provided between the transceiver unit and the TDD switch unit according to a failure of at least one of the transceivers provided in the transceiver unit or the high output amplifiers provided in the high output amplifier unit. An RF switch unit configured to switch to a redundant high output amplifier provided in the channel card unit, the transceiver unit, and the high output amplifier unit supporting a predetermined sector and a predetermined FA, and the redundant transceiver and the redundant high output amplifier are the predetermined FA. And one for each predetermined sector.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일면에 따른 기지국 시스템은, 안테나들에 연결되어 TDD 스위칭을 지원하는 TDD 스위치부; 이더넷 기반의 L2 스위칭을 통하여 라우터와 연결된 채널 카드부; 상기 채널 카드부로부터의 디지털 데이터 스트림을 RF 신호로 변조하고, 상기 TDD 스위치부로부터의 수신 RF 신호를 디지털 데이터 스트림으로 복조하여 상기 채널 카드부로 전달하는 트랜시버부; 상기 트랜시버부에서 변조된 신호를 증폭하여 상기 증폭된 신호를 상기 TDD 스위치부로 전달하는 고출력 증폭기부; 및 상기 채널 카드부에 연결되고, 상기 채널 카드부와 상기 소정 섹터의 모든 방향을 커버하는 중계기 사이에서 기저 대역과 캐리어 주파수 사이의 중간 주파수를 이용하여 상기 중계기와 통신하는 중계기 인터페이스를 포함하고, 상기 채널 카드부, 상기 트랜시버부, 및 상기 고출력 증폭기부는 소정 섹터 및 소정 FA를 지원하며, 상기 중계기 인터페이스는 상기 소정 FA 인터페이스를 지원하는 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the present invention, a base station system includes: a TDD switch unit connected to antennas to support TDD switching; A channel card unit connected to the router through the Ethernet-based L2 switching; A transceiver unit for modulating the digital data stream from the channel card unit into an RF signal and demodulating the received RF signal from the TDD switch unit into a digital data stream and transmitting the demodulated data to the channel card unit; A high output amplifier unit amplifying the signal modulated by the transceiver unit and transferring the amplified signal to the TDD switch unit; And a repeater interface coupled to the channel card portion and communicating with the repeater using an intermediate frequency between a baseband and a carrier frequency between the channel card portion and a repeater covering all directions of the predetermined sector. The channel card unit, the transceiver unit, and the high output amplifier unit support a predetermined sector and a predetermined FA, and the repeater interface supports the predetermined FA interface.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일면에 따른 기지국 시스템은, 안테나들에 연결되어 TDD 스위칭을 지원하는 TDD 스위치부; 이더넷 기반의 L2 스위칭을 통하여 라우터와 연결된 채널 카드부; 상기 채널 카드부로부터의 디지털 데이터 스트림을 RF 신호로 변조하고, 상기 TDD 스위치부로부터의 수신 RF 신호를 디지털 데이터 스트림으로 복조하여 상기 채널 카드부로 전달하는 트랜시버부; 및 상기 트랜시버부에서 변조된 신호를 증폭하여 상기 증폭된 신호를 상기 TDD 스위치부로 전달하는 고출력 증폭기부를 포함하고, 상기 채널 카드부, 상기 트랜시버부, 및 상기 고출력 증폭기부는 소정 섹터 및 소정 FA를 지원하며, 상기 채널 카드부, 상기 트랜시버부, 상기 고출력 증폭기부 및 상기 TDD 스위치부를 하나의 프레임에 실장 시에, 적어도 상기 채널 카드부를 포함하는 제1 쉘프 내의 카드들과 적어도 상기 트랜시버부를 포함하는 제2 쉘프 내의 카드들에 접근을 위한 적어도 하나의 신호선이 상기 프레임의 전면에서 탈착가능한 프론트 억세스 보드를 통하여 인터페이스되는 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the present invention for achieving the object of the present invention, a base station system includes: a TDD switch unit connected to antennas to support TDD switching; A channel card unit connected to the router through the Ethernet-based L2 switching; A transceiver unit for modulating the digital data stream from the channel card unit into an RF signal and demodulating the received RF signal from the TDD switch unit into a digital data stream and transmitting the demodulated data to the channel card unit; And a high output amplifier unit for amplifying the signal modulated by the transceiver unit and transferring the amplified signal to the TDD switch unit, wherein the channel card unit, the transceiver unit, and the high output amplifier unit support a predetermined sector and a predetermined FA. And a second shelf including cards in a first shelf including at least the channel card portion and at least the transceiver portion when the channel card portion, the transceiver portion, the high power amplifier portion, and the TDD switch portion are mounted in one frame. At least one signal line for accessing the cards in the interface is interfaced via a removable front access board at the front of the frame.
또한, 상기와 같은 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 기지국 시스템의 통신 방법은, 소정 FA 및 상기 소정 섹터를 지원하는 복수의 채널 카드들, 복수의 트랜시버들 및 복수의 고출력 증폭기들을 이용하여 이동통신 단말기, 라우터, 또는 서버 간의 무선 통신을 중계하는 TDD방식의 기지국 시스템에서의 통신 방법에 있어서, 소정 프로세서에서 상기 채널 카드들, 상기 트랜시버들 또는 상기 고출력 증폭기들 중 적어도 어느 하나의 불량을 감지하는 단계; 상기 불량 감지에 응답하여 절체 제어신호들을 생성하는 단계; 및 상기 생성된 절체 제어신호들에 따라 상기 트랜시버들과 상기 안테나들이 연결된 소정 TDD 스위치들 사이에서 상기 불량인 해당 모듈을 대체할 리던던시 모듈로 스위칭하는 단계를 포함하고, 상기 리던던시 모듈은 상기 소정 FA 및 상기 소정 섹터 당 하나의 추가 채널 카드, 상기 소정 FA 및 상기 소정 섹터 당 하나의 추가 트랜시버, 또는 상기 소정 FA 및 상기 소정 섹터 당 하나의 추가 고출력 증폭기 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다. In addition, the communication method of the base station system according to an aspect of the present invention for achieving the other object of the present invention, a plurality of channel cards, a plurality of transceivers and a plurality of high outputs supporting a predetermined FA and the predetermined sector. A communication method in a TDD type base station system for relaying wireless communication between a mobile terminal, a router, or a server using amplifiers, the method comprising: at least one of the channel cards, the transceivers, or the high power amplifiers in a predetermined processor; Detecting a failure of the; Generating switching control signals in response to the failure detection; And switching to a redundancy module to replace the defective module between the transceivers and predetermined TDD switches connected to the antennas according to the generated switching control signals, wherein the redundancy module is configured to replace the predetermined FA and the predetermined FA and the predetermined FA. And one additional channel card per predetermined sector, one predetermined transceiver per predetermined sector and one additional high output amplifier per predetermined sector.
또한, 상기와 같은 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일면에 따른 기지국 시스템의 통신 방법은, 소정 FA 및 상기 소정 섹터를 지원하는 복수의 채널 카드들, 복수의 트랜시버들 및 복수의 고출력 증폭기들을 이용하여 이동통신 단말기, 라우터, 또는 서버 간의 무선 통신을 중계하는 TDD방식의 기지국 시스템에서의 통신 방법에 있어서, 상기 소정 FA의 인터페이스를 지원하는 중계기 인터페이스에서 기저 대역과 캐리어 주파수 사이의 제1 중간 주파수를 이용하여 상기 채널 카드들과 통신하는 단계; 및 상기 중계기 인터페이스에서 제2 중간 주파수를 이용하여 상기 소정 섹터의 모든 방향을 커버하는 중계기와 통신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the communication method of the base station system according to another aspect of the present invention for achieving the other object of the present invention, a plurality of channel cards, a plurality of transceivers and a plurality of channels supporting the predetermined FA and the predetermined sector. A communication method in a TDD base station system for relaying wireless communication between a mobile terminal, a router, or a server by using high power amplifiers, the method comprising: a base station and a carrier frequency in a repeater interface supporting an interface of a predetermined FA; Communicating with the channel cards using one intermediate frequency; And communicating with a repeater covering all directions of the predetermined sector using a second intermediate frequency at the repeater interface.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and the contents described in the accompanying drawings, but the present invention is not limited or limited to the embodiments. Like reference numerals in the drawings denote like elements.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 기지국 시스템(200)을 설명하기 위한 도면이다. 도 2를 참조하면, 상기 기지국 시스템(200)은 주 프로세서부(210), 네트워크 정합부(220), 채널 카드부(230), 트랜시버부(240), RF 스위치부(250), 고출력 증폭기부(260), TDD 스위치부(280), 및 중계기 인터페이스(290)를 포함한다. 2 is a diagram illustrating a
상기 기지국 시스템(200)은 IEEE 802.16d/e, WiBro, 및 WiMAX 표준 규격에 따른 무선 통신을 위한 기지국 시스템에 적용될 수 있다. 특히, 기지국으로부터 단말기로의 하향 링크(Down Link: DL)와 단말기로부터 기지국으로의 상향 링크(Up Link: UL)에서 비대칭적으로 데이터를 전송하여 전송 속도를 향상시키는 TDD 방식의 휴대인터넷 기지국 시스템에서, 본 발명에 따른 효율적인 N+1(N은 필수 채널카드, 트랜시버 또는 고출력 증폭기의 수) 리던던시 구조와 새로운 방식의 중계기와의 인터페이스 및 유지 보수가 전면(Front Access)에서 용이하도록 한 실장 방식에 따라 고품질 서비스를 유지하고 서비스 커버리지 확장할 수 있게 할 수 있다. The
상기 주 프로세서부(210)는 도 6과 같은 GPS(Global Positioning System) 기반의 동기 클럭 신호(ONE_PPS)와 함께 상기 기지국 시스템(200)의 전반적인 제어를 담당한다. 상기 주 프로세서부(210)는 상기 하향 링크(DL)와 상향 링크(UL) 제어를 위하여 상기 동기 클럭 신호(ONE_PPS)에 동기된 기준 동기 신호 (FRAME_SYNC_R)에 따라 상기 TDD 스위치부(280), 상기 고출력 증폭기부(260) 및 상기 중계기 인터페이스(290) 등에 필요한 동기 신호들(FRAME_SYNC_1, FRAME_SYNC_2, FRAME_SYNC_A)을 제공한다. 도 6에서, 동기 신호 FRAME_SYNC_D는 상기 FRAME_SYNC_A를 기반으로 상기 중계기 인터페이스(290)에서 생성된다. 이와 같은 동기 신호들의 이용에 대하여는 상기 각부의 동작 설명에서 좀더 구체적으로 후술된다. 또한, 상기 주 프로세서부(210)는 본 발명에 따른 상기 N+1 리던던시를 위하여 상기 채널 카드부(230)의 채널 카드들, 상기 트랜시버부(240)의 트랜시버들, 또는 상기 고출력 증폭기부(260)의 고출력 증폭기들 중 적어도 어느 하나의 불량을 감지하고, 상기 불량 감지에 응답하여 해당 절체 제어신호들을 생성한다. 상기 주 프로세서부(210)는 상기 채널 카드부(230), 상기 트랜시버부(240) 또는 상기 고출력 증폭기부(260)의 소정 입출력 노드의 상태에 따라 상기 채널카드들, 트랜시버들, 및/또는 고출력 증폭기의 불량을 감지한다. 상기 생성된 절체 제어신호들은 후술하는 바와 같이 상기 RF 스위치부(250)로 공급되어 불량인 해당 채널카드, 트랜시버, 및/또는 고출력 증폭기가 리던던시 채널카드, 리던던시 트랜시버, 및/또는 리던던시 고출력 증폭기로 대체되도록 한다. The
한편, 상기 네트워크 정합부(220)는 ACR(Access Control Router)와 상기 채널 카드부(230) 사이의 인터페이스를 위하여 이더넷(ethernet) 기반의 L2(Layer 2) 스위칭을 지원한다. 이외에도, 상기 네트워크 정합부(220)는 환경 감시 장치(미도시)나 기지국 진단 장치(미도시) 등과 연결되어, 각종 하드웨어 상의 알람(alarm)을 취합하고 상기 주 프로세서부(210)로 보고하는 기능을 수행할 수 있다. Meanwhile, the
상기 채널 카드부(230)는 상기 네트워크 정합부(220)에서의 이더넷 기반의 L2 스위칭을 통하여 상기 라우터(ACR)와 연결된다. 모뎀(modem) 기능을 수행하는 상기 채널 카드부(230)는 휴대 인터넷을 지원하기 위한 매체 접근 제어층(MACL: Media Access Control Layer) 및 물리층(PHY: Physical Layer)을 운영하여 상기 네트워크 정합부(220)와 상기 트랜시버부(240) 사이에서 해당 매체 간의 프로토콜에 따른 데이터 변환, 즉, 데이터 인코딩 또는 디코딩을 수행한다. 예를 들어, 상기 채널 카드부(230)는 상기 네트워크 정합부(220)로부터의 데이터를 소정 알고리즘에 따라 인코딩하고, 인코딩된 디지털 데이터 스트림을 상기 트랜시버부(240)로 전달한다. 또한, 상기 트랜시버부(240)로부터의 디지털 데이터 스트림을 소정 알고리즘에 따라 디코딩하고, 상기 네트워크 정합부(220)로 전달한다. The
상기 트랜시버부(240)는 상기 채널 카드부(230)로부터의 디지털 데이터 스트림을 소정 변조 방식, 즉, QAM, QPSK 등에 따른 RF 신호로 변조하여 상기 고출력 증폭기부(260)로 전달하고, 상기 TDD 스위치부(280)로부터의 수신 RF 신호를 소정 복조 방식에 따른 디지털 데이터 스트림으로 복조하여 상기 채널 카드부(230)로 전달한다. The
상기 고출력 증폭기부(260)는 상기 트랜시버부(240)에서 변조된 신호를 일정 레벨로 증폭하여 상기 증폭된 신호를 상기 TDD 스위치부(280)로 전달한다. 이에 따라, 상기 TDD 스위치부(280)는 복수의 섹터들(예를 들어, 3섹터)을 지원하는 안테나들에 연결되어 TDD 스위칭을 지원한다. The high
특히, 상기 트랜시버부(240)와 상기 TDD 스위치부(280) 사이에 위치하는 상 기 RF 스위치부(250)는, 상기 트랜시버부(240)에 구비된 트랜시버들 또는 상기 고출력 증폭기부(260)에 구비된 고출력 증폭기들 중 적어도 하나에서 불량이 발생하는 경우, 상기 트랜시버부(240)에 구비된 하나의 리던던시 트랜시버 또는 상기 고출력 증폭기부(260)에 구비된 하나의 리던던시 고출력 증폭기로 스위칭된다. In particular, the
이를 위하여, 상기 RF 스위치부(250)는 제1 RF Tx 스위치부(251), 제2 RF Tx 스위치부(252), 및 RF Rx 스위치부(270)를 포함한다. 상기 제1 RF Tx 스위치부(251)는 상기 트랜시버부(240)와 상기 고출력 증폭기부(260) 사이에 위치하여 안테나를 통한 신호 송신시 상기 트랜시버부(240)에 구비된 트랜시버들 중 어느 하나에서 불량이 감지되는 경우 리던던시 트랜시버로 스위칭된다. 상기 제2 RF Tx 스위치부(252)는 상기 고출력 증폭기부(260)와 상기 TDD 스위치부(280) 사이에 위치하여 상기 고출력 증폭기부(260)에 구비된 고출력 증폭기들 중 어느 하나에서 불량이 감지되는 경우 리던던시 고출력 증폭기로 스위칭된다. 상기 RF Rx 스위치부(270)는 상기 트랜시버부(240)와 상기 TDD 스위치부(280) 사이에 위치하여 안테나를 통한 신호 수신시 상기 트랜시버들 중 어느 하나에서 불량이 감지되는 경우 리던던시 트랜시버로 스위칭된다.To this end, the
상기 중계기 인터페이스(290)는 상기 채널 카드부(230)에 연결되고, 상기 복수의 섹터들(sector)(예를 들어, 3섹터) 모든 방향(omni)을 커버하는 안테나를 가지는 중계기와 상기 채널 카드부(230) 사이에서 소정 FA(Frequency Assignment) 인터페이스(예를 들어, 3FA)를 지원한다. 이에 따라, PSS들과의 충분한 신호 감도가 유지되도록 중계할 수 있다. 특히, 후술하는 바와 같이, 상기 중계기 인터페이스(290)는 기저 대역과 캐리어(carrier) 주파수 사이의 중간 주파수(IF: Intermediate Frequency)를 이용하여 상기 채널 카드부(230) 및 상기 중계기와 통신함으로써, 주파수 변환의 오버헤드(overheard)를 줄일 수 있다. The
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 리던던시를 설명하기 위한 도 2의 구체적인 도면이다. 3 is a detailed diagram of FIG. 2 for explaining redundancy according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 상기 채널 카드부(230), 상기 트랜시버부(240) 및 상기 고출력 증폭기부(260) 각각은 3FA 및 3섹터(α,β,γ)를 지원하기 위하여 9개의 채널카드들(채널카드 #1~#9), 트랜시버들(트랜시버 #1~#9), 및 고출력 증폭기들(고출력 증폭기 #1~#9)을 구비하고, 각 유니트(230, 240, 250)에는 리던던시 채널카드(232), 리던던시 트랜시버(242), 리던던시 고출력 증폭기(262)가 구비된 모습이 보여진다. 보다 구체적으로, α섹터의 3FA 주파수(중심 주파수 f1, f2, f3) 처리를 위한 3개의 채널카드, 트랜시버, 및 고출력 증폭기들(#1~#3), β섹터의 3FA 주파수 처리를 위한 3개의 채널카드, 트랜시버, 및 고출력 증폭기들(#4~#6), 및 γ섹터의 3FA 주파수 처리를 위한 3개의 채널카드, 트랜시버, 및 고출력 증폭기들(#7~#9)과 함께, 각 유니트(230, 240, 250)에는 리던던시를 위한 채널카드(232), 트랜시버(242), 및 고출력 증폭기(262)가 하나씩 준비된다. 예를 들어, 상기 채널 카드부(230)에 구비되는 상기 9개의 채널 카드들(#1~#9) 이외에 상기 3 FA 및 3섹터 당 하나의 추가 리던던시 채널 카드(232)가 준비되고, 상기 트랜시버부(240)에 구비되는 상기 9개의 트랜시버들(#1~#9) 이외에 상기 3 FA 및 3섹터 당 하나의 추가 리던던시 트랜시버(242)가 준비되며, 상기 고출력 증폭기부(260)에 구비되는 상기 9개 의 고출력 증폭기들(#1~#9) 이외에 상기 3 FA 및 3섹터 당 하나의 추가 리던던시 고출력 증폭기(262)가 준비된다. 여기서, 3FA 및 3섹터를 지원하는 기지국 시스템을 예로들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않으며, 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 이와 같이 M(은 3 이상의FA 수) 및 K(K는 3 이상의 섹터 수) 당 하나의 리던던시 구성을 추가적으로 장착하여 N(N=M*K)+1 방식을 지원하는 기지국 시스템에 적용할 수 있음은 자명한 사실이라 할 것이다. 여기서, N=M*K은 필수 채널카드, 트랜시버 또는 고출력 증폭기의 수와 같게 된다. Referring to FIG. 3, the
도 3에서, 상기 트랜시버부(240)에 구비된 9개의 트랜시버들(#1~#9) 중 어느 하나에서 불량이 발생하는 경우, 상기 주 프로세서부(210)는 해당 트랜시버의 불량을 감지하고, 절체 제어신호를 생성하여 제1 RF Tx 스위치부(251)에 제공한다. 상기 제1 RF Tx 스위치부(251)는 상기 절체 제어신호에 응답하여 해당 불량 트랜시버의 연결을 차단하고, 상기 주 프로세서부(210)의 절체 제어 신호에 따라 상기 트랜시버부(240)의 리던던시 트랜시버(242)로 연결하여 상기 고출력 증폭기부(260)에 구비된 해당 고출력 증폭기와 연결되도록 한다. 여기서, 상기 주 프로세서부(210)는 채널카드부(230)의 채널 카드 중 어느 하나의 동작이 정상적이지 않아 해당 트랜시버가 오동작하는 경우에도 불량을 감지한다. 예를 들어, 상기 트랜시버부(240)의 제1 트랜시버(트랜시버 #1)와 상기 고출력 증폭기부(260)의 제1 고출력 증폭기(고출력 증폭기 #1)가 연결된 상태에서 정상적으로 동작을 수행하던 중, 상기 트랜시버부(240)의 제1 트랜시버(트랜시버 #1)에서 불량이 발생하면 제1 RF Tx 스위치부(251)의 스위칭에 의하여 상기 트랜시버부(240)의 리던던시 트랜시버(242)가 제1 트랜시버(트랜시버 #1) 대신 동작하며, 리던던시 트랜시버(242)의 출력이 상기 고출력 증폭기부(260)의 해당 고출력 증폭기로 전달된다. 상기 트랜시버부(240)의 리던던시 트랜시버(242)가 동작하는 경우에, 이에 대응되는 상기 채널 카드부(230)의 리던던시 채널 카드(232)도 상기 불량 트랜시버에 대응되는 해당 채널 카드 대신에 동작한다. In FIG. 3, when a failure occurs in any one of nine
또한, 상기 고출력 증폭기부(260)에 구비된 9개의 고출력 증폭기들(#1~#9) 중 어느 하나에서 불량이 발생하는 경우, 상기 주 프로세서부(210)는 해당 고출력 증폭기의 불량을 감지하고, 절체 제어신호를 생성하여 제2 RF Tx 스위치부(252)에 제공한다. 제2 RF Tx 스위치부(252)는 상기 절체 제어신호에 응답하여 해당 불량 고출력 증폭기의 연결을 차단하고, 상기 주 프로세서부(210)의 절체 제어 신호에 따라 상기 고출력 증폭기부(260)의 리던던시 고출력 증폭기(262)로 연결하여 상기 TDD 스위치부(280)에 구비된 해당 TDD 스위치와 연결되도록 한다. 예를 들어, 상기 트랜시버부(240)의 제2 트랜시버(트랜시버 #2)와 상기 고출력 증폭기부(260)의 제2 고출력 증폭기(고출력 증폭기 #2)가 연결된 상태에서 정상적으로 동작을 수행하던 중, 상기 고출력 증폭기부(260)의 제2 고출력 증폭기(고출력 증폭기 #2)에서 불량이 발생하면 상기 제2 RF Tx 스위치부(252)의 스위칭에 의하여 상기 고출력 증폭기부(260)의 리던던시 고출력 증폭기(262)가 제2 고출력 증폭기(고출력 증폭기 #2) 대신 동작하며, 상기 트랜시버부(240)의 제2 트랜시버(트랜시버 #2) 출력이 상기 고출력 증폭기부(260)의 리던던시 고출력 증폭기(262)로 전달된다. 이에 따라 상기 고출력 증폭기부(260)의 리던던시 고출력 증폭기(262)가 상기 TDD 스위치부(280)에 구비된 해당 TDD 스위치와 연결된다. In addition, when a failure occurs in any one of the nine high
또한, 수신 경로 상에서, 상기 트랜시버부(240)에 구비된 9개의 트랜시버들(#1~#9) 중 어느 하나에서 불량이 발생하는 경우, 상기 주 프로세서부(210)는 해당 트랜시버의 불량을 감지하고, 절체 제어신호를 생성하여 RF Rx 스위치부(270)에 제공한다. 상기 RF Rx 스위치부(270)는 상기 절체 제어신호에 응답하여 해당 불량 트랜시버의 연결을 차단하고, 상기 주 프로세서부(210)의 절체 제어 신호에 따라 상기 트랜시버부(240)의 리던던시 트랜시버(242)로 연결하여 상기 TDD 스위치부(280)에 구비된 해당 TDD 스위치와 연결되도록 한다. 예를 들어, 상기 트랜시버부(240)의 제3 트랜시버(트랜시버 #3)와 상기 TDD 스위치부(280)에 구비된 해당 TDD 스위치가 연결된 상태에서 정상적으로 동작을 수행하던 중, 상기 트랜시버부(240)의 제3 트랜시버(트랜시버 #3)에서 불량이 발생하면 상기 RF Rx 스위치부(270)의 스위칭에 의하여 상기 트랜시버부(240)의 리던던시 트랜시버(242)가 제3 트랜시버(트랜시버 #3) 대신 동작하며, 상기 TDD 스위치부(280)에 구비된 해당 TDD 스위치의 출력이 상기 트랜시버부(240)의 리던던시 트랜시버(242)로 전달된다. 상기 트랜시버부(240)의 리던던시 트랜시버(242)가 동작하는 경우에, 이에 대응되는 상기 채널 카드부(230)의 리던던시 채널 카드(232)도 상기 불량 트랜시버에 대응되는 해당 채널 카드 대신에 동작한다.In addition, when a failure occurs in any one of nine
여기서, 상기 트랜시버부(240)의 트렌시버들(#1~#9, R) 각각은 4Rx 다이버시티를 지원하기 위하여 상기 TDD 스위치부(280)로부터 안테나의 섹터(α,β,γ)들 중 어느 한 섹터에 해당하는 4개의 유사한 신호들을 받는다. In this case, each of the
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 4Rx 다이버시티를 위한 도 2의 TDD 스위치부(280)의 구체적인 도면이다. 도 4를 참조하면, 상기 TDD 스위치부(280)는 상기 3 섹터들(α,β,γ) 각각을 위하여 연결된 4개씩의 안테나들에 대응되도록 연결하는 TDD 스위치들(#1~#12)을 포함하고, 상기 TDD 스위치들(#1~#12) 각각은 4Rx 다이버시티를 위한 복사된 4개의 수신 신호들을 상기 트랜시버부(240)의 4개의 트랜시버들로 전달한다. 4 is a detailed diagram of the
도 2의 TDD 스위치부(280)를 구성하는 TDD 스위치 회로(500)의 일례가 도 5에 도시되어 있다. 도 5를 참조하면, 상기 TDD 스위치 회로(500)는 서큘레이터(circulator)(510), 대역통과필터(BPF: Band Pass Filter)(520) 및 저잡음 증폭기(LNA: Low Noise Amplifier)(530)를 포함한다. An example of the
상기 서큘레이터(510)는 상기 주 프로세서부(210)로부터의 동기 신호(FRAME_SYNC_1)에 따라 선택적으로 해당 고출력 증폭기의 송신 신호를 전송하거나, 상기 대역통과필터(520)를 통하여 수신되는 수신 신호를 상기 저잡음 증폭기(530)로 전달한다. 상기 서큘레이터(510)는 한쪽 방향에 대해서만 입력 신호를 감쇠 없이 전달하고 역방향으로 유입되는 신호는 차단하는 아이솔레이터(isolator)의 역할을 담당한다. 즉, 상기 고출력 증폭기부(260)에서 출력되는 고에너지 신호가 후속 회로나 안테나 등으로부터 역으로 유입되어 들어오는 신호를 차단하기 위하여 고보자력을 가지는 페라이트(ferrite) 물질을 이용하여 만들어진 아이솔레이션 스위치가 상기 서큘레이터(510)로서 이용될 수 있다. The
상기 대역통과필터(520)는 상기 서큘레이터(510)의 출력이 전송되는 경로와 상기 안테나들 중 어느 하나의 해당 안테나 사이에 연결된다. 상기 저잡음 증폭기(530)는 상기 해당 안테나와 상기 대역통과필터(520)를 통과하여 상기 서큘레이터(510)에서 수신되는 신호를 증폭한다. 상기 저잡음 증폭기(530)에서 복사된 4개의 수신 신호들은 상기 RF Rx 스위치부(270)를 통하여 4Rx 다이버시티를 지원하는 상기 트랜시버부(240)에 전달된다. The
도 6과 같이 상기 TDD 스위치 회로(500)는 TDD 방식에 따라 하향 링크(DL) 및 상향 링크(UL)를 분리하여 상기 고출력 증폭기부(260)에서 출력되는 송신 신호를 전송하거나, 상기 저잡음 증폭기(530)를 통하여 신호를 수신하며, 상기 주 프로세서부(210)의 동기 신호(FRAME_SYNC_1)에 따라 스위칭된다. 이때, 상기 주 프로세서부(210)는 경로 상의 지연이나 고출력 증폭기들의 램프(ramp) 업/다운(up/down) 시간을 고려하여 하향 링크(DL) 구간 전에 상기 동기 신호(FRAME_SYNC_1)를 생성한다. 상기 TDD 스위치 회로(500)는 하향 링크(DL) 구간에서는 수신 신호를 단절시키고 송신 신호만이 전송되도록 제어하고, 상향 링크(UL) 구간에서는 송신 신호를 단절시키고 수신 신호만을 받도록 제어된다. 이때, 상기 고출력 증폭기부(260)의 증폭기들은 상향 링크(UL) 구간에서 동기 신호(FRAME_SYNC_2)의 액티브시에 오프되어 송수신 경로 사이의 아이솔레이션이 확보되도록 하고, 이에 따라 송수신 신호들 간의 간섭으로 인한 노이즈(noise) 유입을 배제한다.As shown in FIG. 6, the
한편, 도 2의 중계기 인터페이스(290)의 구체적인 도면이 도 7에 도시되어 있다. 도 7을 참조하면, 상기 중계기 인터페이스(290)는 로직부(logic unit)(291), SERDES(serializer/deserializer)들(292~294), DAC(Digital-to-Analog Converter)(295), BPF(Band Pass Filter)들(296, 297) 및 ADC(Analog-to-Digital Converter)(298)를 포함한다.Meanwhile, a detailed view of the
상기 로직부(291)는 상기 SERDES들(292~294)을 통하여 상기 채널 카드부(230)에 연결되고, 상기 3 섹터들 모든 방향(omni)을 커버하는 안테나를 가지는 중계기와 상기 채널 카드부(230) 사이에서 3 FA 인터페이스를 지원한다. The
상기 로직부(291)는 상기 채널 카드부(230)내의 3 FA를 위한 3개의 카드들 각각으로부터 일정 중심 주파수를 갖는 IF 신호를 수신하고, 수신한 IF 신호들을 주파수 변환하고 합성한다. 예를 들어, 상기 채널 카드부(230)로부터의 상기 IF 신호는 10 MHz 내지 20 MHz 의 중심주파수를 갖는 IF 신호일 수 있으며, 보다 바람직하게는 약 15 MHz의 중심주파수를 갖는 IF 신호일 수 있다. 또한, 상기 주파수 변환된 신호들은 3FA 주파수 범위가 111 MHz 내지 138 MHz 이며, 제1 FA는 111 MHz 내지 120 MHz, 제2 FA는 121 MHz 내지 130 MHz , 제3 FA는 131 MHz 내지 138 MHz인 것이 바람직하다. 상기 제1 FA 내지 제3 FA는 각각 9 내지 10 MHz 정도의 중심주파수가 차이나도록 주파수 변환되는 것이 보다 바람직하다. 이와 같이 주파수 변환된 신호들은 상기 DAC(295) 및 상기 BPF(296)을 통하여 중계기로 전송된다. The
또한, 상기 로직부(291)는 상기 BPF(297) 및 상기 ADC(298)을 통하여 상기 중계기로부터 수신되는 중심 주파수 약 75 MHz의 통신 신호를 3FA를 위한 3개의 주파수 신호들로 분리하여 상기 분리된 신호들 각각을 약 15 MHz의 신호로 만들어 상기 채널 카드부(230)내의 3 FA를 위한 3개의 카드들 각각에 전송한다. In addition, the
도 8은 도 7의 로직부(291)의 송신 회로(800)를 설명하기 위한 도면이다. 도 8을 참조하면, 상기 송신 회로(800)는 복수의 송신 주파수 변환기들(810, 820, 및830) 및 주파수 합성기(840)를 포함한다. 상기 복수의 송신 주파수 변환기들(810, 820, 및830) 각각은 주파수 하향 변환기(811, 821, 및831), LPF(Low Pass Filter)(812, 822, 및832) 및 주파수 상향 변환기(813, 823, 및833)를 포함한다. FIG. 8 is a diagram for describing a
예를 들어, 상기 채널 카드부(230)의 한 카드로부터의 중심 주파수 15 MHz 신호가 SERDES #1(292)을 통하여 수신될 때, 상기 주파수 하향 변환기(811)는 15MHz 발진 신호를 이용하여 상기 수신 신호를 기저 대역 신호로 주파수 하향 변환한다. 이에 따라 상기 LPF(812)는 상기 기저 대역으로 변환된 신호를 로우 패스 필터링하고, 상기 주파수 상향 변환기(813)는 상기 필터링된 신호를 115MHz 발진 신호를 이용하여 주파수 상향 변환한다. For example, when a center frequency 15 MHz signal from one card of the
이와 유사한 방법으로, 상기 송신 주파수 변환기들(820, 830)이 SERDES #2 및 #3(292, 293)을 통하여 수신되는 상기 채널 카드부(230)의 다른 두 카드들로부터의 중심 주파수 15 MHz 신호들로부터 25 및 35 MHz로 주파수 상향 변환된 신호들을 생성하면, 상기 복수의 송신 주파수 변환기들(810, 820, 및830)로부터의 중심 주파수가 10MHz 차이있는 주파수 상향 변환된 3개의 신호들은 상기 주파수 합성기(840)에서 합성된다. 이후, 상기 합성된 신호는 상기 DAC(295)에서 디지털 신호로 변환되고, 상기 BPF(296)을 통하여 상기 중계기로 전송된다.In a similar manner, the center frequency 15 MHz signal from the other two cards of the
도 7과 같이, 상기 로직부(291)는 상기 채널 카드부(230)의 적어도 하나의 카드로부터 동기 신호(FRAME_SYNC_A)를 받아 조절하여 동기 신호(FRAME_SYNC_D)를 상기 중계기로 제공할 수 있다. 상기 동기 신호(FRAME_SYNC_A)는 상기 중계기가 설치될 최대 거리를 미리 예상하고 이에 따른 최대 지연 시간을 감안하여 기준 동기 신호(Frame_Sync_R)를 그만큼 미리 액티브되도록 한 신호이다. 상기 로직부(291)는 실제 중계기가 설치되는 거리에 따라서 적절히 상기 동기 신호(FRAME_SYNC_A)의 타이밍을 조절하여 중계기에 공급할 수 있다. 예를 들어, 광섬유로 연결되는 중계기의 경우에 5us/Km 의 전송 지연이 발생되는 경우, 최대 거리로 예상되는 10Km 떨어진 지점의 중계기를 위해서는, 도 6과 같이 채널 카드에서는 기준 동기 신호(FRAME_SYNC_R) 보다 50us가 미리 액티브되는 동기 신호(FRAME_SYNC_A)를 발생시킬 수 있고, 이에 따라 중계기 인터페이스(290)의 상기 로직부(291)에서는 실제 설치될 중계기의 실거리에 따라 다시 기준 동기 신호(FRAME_SYNC_R) 보다 30us가 미리 액티브되는 동기 신호(FRAME_SYNC_D)로 타이밍을 조절하여 중계기 설치에 따른 동기 문제를 해결할 수 있다.As illustrated in FIG. 7, the
한편, 도 9는 도 7의 로직부(291)의 수신 회로(900)를 설명하기 위한 도면이다. 도 9를 참조하면, 상기 수신 회로(900)는 복수의 수신 주파수 변환기들(910, 920 및 930)을 포함한다. 상기 복수의 수신 주파수 변환기들(910, 920 및 930) 각각은 주파수 하향 변환기(911/921/931), LPF(912/922/932) 및 주파수 상향 변환기(913/923/933)를 포함한다. 9 is a diagram for describing the receiving
예를 들어, 상기 주파수 하향 변환기(911)는 상기 중계기로부터 상기 BPF(297) 및 상기 ADC(298)를 통하여 수신되는 중심 주파수 125MHz의 통신 신호를 65MHz 발진 신호를 이용하여 기저 대역 신호로 주파수 하향 변환한다. 이에 따라 상기 LPF(912)는 상기 기저 대역으로 변환된 신호를 로우 패스 필터링하고, 상기 주파수 상향 변환기(913)는 상기 필터링된 신호를 15MHz 발진 신호를 이용하여 주파수 상향 변환한다. For example, the frequency down
이와 유사한 방법으로, 상기 수신 주파수 변환기들(920, 930)이 상기 중계기로부터 상기 BPF(297) 및 상기 ADC(298)를 통하여 수신되는 중심 주파수 125MHz의 통신 신호로부터 서로 다른 주파수75MHz/85MHz의 발진 신호를 이용하여 기저 대역 신호로 변환하고, 이를 다시 주파수 15MHz로 주파수 상향 변환하면, 상기 복수의 수신 주파수 변환기들(910, 920, 및 930)로부터의 중심 주파수가 15MHz 인 3개의 신호들은 각각의 SERDES를 통하여 상기 채널 카드부(230)의 3개의 카드들로 각각 전송된다. In a similar manner, oscillation signals of different frequency 75 MHz / 85 MHz are received from the communication signal of the center frequency 125 MHz that the
도 10은 도 2의 기지국 시스템(200)의 유니트들을 프레임에 몇 개의 쉘프로 나누어 실장할 때의 일례이다. 도 10을 참조하면, 도 2의 기지국 시스템(200)의 유니트들은 하나의 실장 프레임에 몇 개의 쉘프(shelf)(1010, 1020 및1030)로 나뉘어져 실장될 수 있다. 이외에도, 상기 실장 프레임에는 전원 분배기 쉘프 등 다른 쉘프가 더 포함될 수 있다. FIG. 10 illustrates an example of mounting units of the
특히, 본 발명에서는 상기 채널 카드부(230), 상기 트랜시버부(240), 상기 고출력 증폭기부(260), 상기 F 스위치부 및 상기 TDD 스위치부(280)를 하나의 프레임에 실장 시에, 적어도 상기 채널 카드부(230)의 10장의 카드들을 포함하는 제1 쉘프(1010) 내의 카드들과 적어도 상기 트랜시버부(240)의 10장의 카드들을 포함하는 제2 쉘프(1020) 내의 카드들에 접근을 용이하게 하기 위하여 상기 프레임의 전면에서 탈착가능한 프론트 억세스(front access) 보드(1060)를 포함한다. 상기 프 론트 억세스 보드(1060)는 상기 제1 쉘프(1010) 및 상기 제2 쉘프(1020) 내의 어느 카드들 간의 연결을 위한 신호선 또는 어느 카드 내의 테스트 용 소정 노드에서의 입출력 신호선에 연결된 소정 포트를 전면에 가진다. 이와 같이, 상기 프론트 억세스 보드(1060)에 설치된 상기 전면 포트를 통하여 해당 카드로 일정 신호를 입력하거나 해당 카드의 일정 노드로부터 신호를 출력함으로써, 시스템(200)의 유지 보수를 용이하게 할 수 있다. 물론, 도시되지 않은 상기 실장 프레임의 뒷편에 백(back) 보드가 설치될 수 있고, 상기 프론트 억세스 보드(1060)는 상기 백 보드와도 연결될 수 있다.Particularly, in the present invention, when the
이에 따라 본 발명에 따른 기지국 시스템(200)은 상기 프론트 억세스 보드(1060)를 사용해서 각 쉘프간의 인터페이스를 위한 신호선 등을 간소화할 수 있고 전면에서 유지보수가 용이하도록 구성되어 있다. 즉, 쉘프간 인터페이스되는 신호들을 소정 케이블(cable)을 사용해 전면에서 연결하기에는 케이블 수가 너무 많은 경우에 상기 프론트 억세스 보드(1060)를 통하여 쉴프 간에 해당 인터페이스를 위한 연결이 이루어지도록 함으로써 케이블을 간소화할 수 있다. 또한, 유지보수를 위하여 쉘프 내의 카드들 중 어느 카드의 교체가 필요하지만 전면에서 연결하기에는 케이블 수가 너무 많아 공간이 부족하고 억세스하기 어려운 경우에도, 상기 프론트 억세스 보드(1060)를 이용하므로 다른 동작되는 카드들에 영향을 주지 않으면서 해당 카드의 탈착이 가능하므로 프레임의 전면에서 유지보수가 용이한 장점이 있다.Accordingly, the
위에서 기술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 TDD방식의 기지국 시 스템(200)에서는, 리던던시 트랜시버(242) 및 리던던시 고출력 증폭기(262)가 소정 FA 및 소정 섹터 당 하나씩 추가되고, 트랜시버부(240)와 TDD 스위치부(280) 사이에 위치한 RF 스위치부(250)가 트랜시버부(240)와 고출력 증폭기부(260) 내의 어느 하나 모듈의 불량 시에 상기 추가된 리던던시 모듈로 절체되도록 스위칭함으로써, 효율적인 N+1 리던던시 구조를 실현한다. 또한, 중계기 인터페이스(290)가 채널 카드부(230)와 상기 소정 섹터의 모든 방향을 커버하는 중계기 사이에서 기저 대역과 캐리어 주파수 사이의 중간 주파수를 이용하여 상기 중계기와 통신함으로써, 경제성있는 서비스 커버리지 확장이 가능하다. 그리고, 프레임의 전면에서 탈착가능한 프론트 억세스 보드(1060)를 통하여 쉘프들이 인터페이스되도록 함으로써, 신호 케이블의 간소화와 유지보수가 용이하도록 하였다. As described above, in the TDD
본 명세서에서 개시된 방법 및 장치에서 사용되는 기능은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.The functions used in the methods and apparatus disclosed herein can be embodied as computer readable code on a computer readable recording medium. The computer-readable recording medium includes all kinds of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage, and the like, and may also be implemented in the form of a carrier wave (for example, transmission over the Internet). do. The computer readable recording medium can also be distributed over network coupled computer systems so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.As described above, the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited to the above embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and variations from such descriptions. This is possible. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the claims below but also by the equivalents of the claims.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 기지국 시스템에서는, RF 스위치들을 통하여 3FA/3섹터 당 하나의 리던던시 모듈을 공유하므로 간섭 노이즈의 유입을 최소화하면서 효율적으로 주요 부분의 불량에 대비할 수 있고, 3 방향 전체 섹터를 커버하는 중계기와의 3FA 단위의 인터페이스가 가능하여 경제성 있게 서비스 커버리지를 확장할 수 있으며, 프론트 억세스 보드를 통하여 카드 또는 쉘프간 연결이 간소화되고 유지 보수가 전면에서 용이하게 이루어질 수 있는 효과가 있다. 상기 기지국 시스템은 IEEE 802.16d/e, WiBro, WiMAX 표준 규격 등에 따른 시스템에 적용될 수 있다. As described above, in the base station system according to the present invention, since one redundancy module is shared per 3FA / 3 sectors through the RF switches, it is possible to efficiently prepare for the failure of the main part while minimizing the influx of interference noise, and all three-way sectors. The 3FA unit interface with the repeater to cover the service can be extended economically, and the front access board has the effect of simplifying the connection between the card or the shelf and easy maintenance from the front. The base station system may be applied to a system according to IEEE 802.16d / e, WiBro, WiMAX standard.
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