KR100932399B1

KR100932399B1 - 다중 인터페이스를 갖는 건물 내부 이동통신 중계시스템

Info

Publication number: KR100932399B1
Application number: KR1020080021816A
Authority: KR
Inventors: 김원중; 주상철; 김대원
Original assignee: 주식회사 휴미디어
Priority date: 2008-03-10
Filing date: 2008-03-10
Publication date: 2009-12-17
Also published as: KR20090096786A

Abstract

본 발명은 다중 인터페이스를 갖는 건물 내부 이동통신 중계시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 건물 내부에 설치되는 허브 시스템 또는 터미널 시스템을 연결하는 방식을 UTP 케이블과 광 케이블 중에서 필요에 따라 선택적으로 사용할 수 있도록 하는 다중 인터페이스를 갖는 건물 내부 이동통신 중계시스템에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 건물 내부의 중계장치를 서로 연결하는 방식에 있어서, UTP 케이블이나 광 케이블을 모두 사용할 수 있게 됨으로써 저렴하고 손쉽게 건물 내부 중계시스템을 구축할 수 있는 효과가 있다.

UTP, 광 케이블, 건물, MHU, IMS, IHS, IRTS, 이더넷, CWDM, WiMAX, 3G, 2G

Description

다중 인터페이스를 갖는 건물 내부 이동통신 중계시스템{AN IN-BUILDING MOBILE COMMUNICATION RELAY SYSTEM WITH MULTI-INTERFACE}

일반적으로 이동통신 시스템의 기지국에서 발사되는 전파는 대형 빌딩의 내부, 혹은 산이나 언덕의 뒤편, 터널이나 지하철 등의 지역까지 도달하기 어려워 이러한 지역은 이동통신에 대해서는 불통지역이 되기 쉽다. 따라서 기지국의 위치나 지형 등의 문제로 음영 지역이 존재하게 된다.

이와 같은 음영 지역을 해소하기 위한 방안으로서 저렴한 가격과 미약한 전파를 가지고 통화가 불가능한 음영 지역을 커버할 수 있는 중계기가 사용되고 있다. 특히, 인빌딩(In-Building) RF 중계기는 건물 내에서의 음영 지역을 해소하기 위한 장치로 많이 사용되고 있다.

도 1은 종래기술에 따른 인빌딩 중계시스템의 연결상태를 나타낸 블럭도로서, 기지국(1)으로부터 전송되는 이동통신 신호를 분배하는 장치의 연결상태를 모식적으로 나타내고 있다.

건물(10) 내부에는 기지국(1)과 유무선으로 연결되어 이동통신 신호를 주고받는 IMS(In-Building Master System; 11)가 설치된다. IMS(11)는 기지국(1) 이외에도 건물(10) 옥상 등에 설치된 RF 중계기(15)와도 연결되어 신호를 주고받는다.

IMS(11)는 건물 내부로 들어온 이동통신 신호(RF 신호)를 디지탈 신호로 변환하고, 건물 높이에 따라 적절한 수로 설치된 IHS(In-Building Hub System; 12)에 디지탈 통신신호를 전송한다.

IHS(12)의 수는 건물의 높이에 따라 달라지겠지만, 통상적으로 1-2개층당 한 개 정도의 IHS(12)가 설치된다.

IHS(12)는 입력된 디지탈 통신신호를 건물 곳곳에 설치된 IRTS(In-Building Remote Terminal System; 13)로 전송하고, IRTS(13)는 디지탈 통신신호를 RF 신호로 변환하여 무선 안테나를 통해 송출한다. 건물 내부에 위치한 이동통신 단말기는 가장 근접한 위치에 있는 IRTS(13)와 RF 신호를 주고받으면서 이동통신 서비스를 사용자에게 제공할 수 있게 된다.

그런데, 종래에는 건물 내부에서 각 구성요소(IMS, IHS, IRTS 등)를 연결할 때, 일반 전화선이나 랜(LAN)에서 주로 사용되던 UTP(Unshielded Twisted Pair; 비차폐연선) 케이블(14)을 사용하였다.

UTP 케이블(14)을 이용하여 중계장치들을 연결할 경우, 통신신호의 기가비 트(Giga-bit) 전송이 가능해지는 장점은 있지만, UTP 전송방식의 특성상 IMS(11)로부터 100m 이상 떨어진 곳을 연결할 수는 없었다. 따라서 건물의 높이가 높은 경우에는 IHS(12)를 다수 개 설치하여 IMS(11)와의 거리를 줄여야 하므로 설치에 많은 비용과 불편함이 따랐다.

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 건물 내부에서 이동통신 신호를 송수신하는 장치 사이의 연결방식을 UTP 케이블과 광 케이블 중에서 선택하여 사용할 수 있도록 하기 위하여 UTP 케이블 연결 인터페이스와 광 케이블 연결 인터페이스를 모두 구비하는 다중 인터페이스를 갖는 건물 내부 이동통신 중계시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이를 위해 이동통신 중계시스템을 구성하는 중계장치에 이더넷 변환부와 CWDM 변환부를 동시에 설치하여 건물 상황에 따라 선택적으로 통신방식을 적용할 수 있도록 하는 다중 인터페이스를 갖는 건물 내부 이동통신 중계시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 건물 내부에서 이동통신 신호를 중계하는 시스템으로서, 상기 건물 내부에 설치되어 기지국 또는 RF 중계기로부터 수신된 디지털 광 신호 또는 RF 신호를 디지털 통신신호로 변환하여 출력하거나, 입력된 디지털 통신신호를 디지털 광 신호 또는 RF 신호로 변환하여 상기 기지국 또는 RF 중계기로 송신하는 IMS와; 건물 내에 위치한 이동통신 단말기로부터 전송되는 RF 신호를 디지털 통신신호로 변환하여 출력하거나, 입력된 디지털 통신신호를 RF 신호로 변환하여 무선 안테나를 통해 출력하는 IRTS와; 상기 IMS와 상기 IRTS 사이에 연결되어 디지털 통신신호를 중계하는 IHS;를 포함하며, 상기 IMS, IHS, IRTS는 UTP 케이블 연결 인터페이스와 광 케이블 연결 인터페이스를 모두 구비하며, UTP 케이블 또는 광 케이블 중 어느 하나를 선택적으로 사용하여 통신신호를 송수신하는 것을 특징으로 한다.

상기 IHS와 상기 IRTS 사이에 연결되어 디지털 통신신호를 중계함과 동시에, 건물 내에 위치한 이동통신 단말기로부터 전송되는 RF 신호를 디지털 통신신호로 변환하여 상기 IHS로 출력하거나, 상기 IHS로부터 입력된 디지털 통신신호를 RF 신호로 변환하여 무선 안테나를 통해 출력하는 IRIS;를 추가로 포함하며, 상기 IRIS는 UTP 케이블 연결 인터페이스와 광 케이블 연결 인터페이스를 모두 구비하며, 송수신하는 것을 특징으로 한다.

상기 IMS와, 상기 IRTS와, 상기 IRIS와, 상기 IHS는 입력된 디지털 통신신호를 기가비트 전송포맷으로 변환하는 FPGA와; 상기 FPGA로부터 출력되는 기가비트 전송포맷의 통신신호를 이더넷 전송포맷으로 변환하여 UTP 케이블을 통해 출력하는 이더넷 변환부와; 상기 FPGA로부터 출력되는 기가비트 전송포맷의 통신신호를 CWDM 방식의 광 통신 전송포맷으로 변환하여 광 케이블을 통해 출력하는 CWDM 변환부;를 공통적으로 포함하며, 상기 FPGA는 상기 UTP 케이블 또는 상기 광 케이블 중 어느 하나를 통해 통신신호를 전송하도록 상기 이더넷 변환부와 상기 CWDM 변환부를 선택적으로 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 IHS는 FPGA와; 상기 FPGA로부터 출력되는 기가비트 전송포맷의 통신신호를 이더넷 전송포맷으로 변환하여 UTP 케이블을 통해 출력하는 이더넷 변환부와; 상기 FPGA로부터 출력되는 기가비트 전송포맷의 통신신호를 CWDM 방식의 광 통신 전송포맷으로 변환하여 광 케이블을 통해 출력하는 CWDM 변환부;를 포함하며, 상기 FPGA는 이더넷 전송포맷 또는 광 통신 전송포맷으로 입력된 디지털 통신신호를 전송포맷의 변화없이 출력하거나, 이더넷 전송포맷의 디지털 통신신호를 광 통신 전송포맷의 디지털 통신신호로, 광 통신 전송포맷의 디지털 통신신호를 이더넷 전송포맷의 디지털 통신신호로 변환하여 출력하도록 상기 이더넷 변환부와 상기 CWDM 변환부를 선택적으로 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 기지국 또는 RF 중계기는 2G, 3G, WiMAX 방식의 이동통신망에 사용되는 RF 신호를 송수신하는 것을 특징으로 한다.

이하, 도면을 참조하여 다중 인터페이스를 갖는 건물 내부 이동통신 중계시스템(이하, '중계시스템'이라 함)에 대하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 건물 내부 이동통신 중계시스템의 연결상태를 나타낸 블럭도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 중계시스템(200)은 기지국(100) 또는 RF 중계기(110)와 연결된다.

기지국(100)은 이동전화와 무선구간으로 연결되어 이동전화를 제어하고 통화 채널을 연결시켜주는 시스템이다. 이동통신망은 종래 CDMA 방식의 2G(2세대), WCDMA 방식의 3G, 3.5세대라고 불리어지는 WiMAX(WIBRO) 방식 등이 사용된다.

기지국(100)은 각각의 통신방식에 따라 이동통신 단말기와 통신채널을 형성할 수 있는 기지국모듈(102, 104, 106)을 구비하고 있다. 기지국모듈(102, 104, 106)은 RF 인터페이스를 통해 MHU(Master Hub Unit; 108)와 연결된다.

MHU(108)는 기지국(100)으로부터 전송된 RF 이동통신 신호를 디지털 신호로 변환하여 건물 내부에 설치된 중계시스템(200)으로 전송하는데, 통상 세 개의 기지국모듈(102, 104, 106)이 전송한 RF 신호 중에서 두 개만 선택하여 전송한다.

또한 건물의 위치나 형상에 따라 기지국(100)과 직접 연결이 어려운 경우에는 건물 최상층에 설치되는 RF 중계기(110)를 통해 무선으로 이동통신망과 접속할 수도 있다.

기지국(100) 또는 RF 중계기(110)를 통해 이동통신망에 접속하고, 이동통신 단말기와의 호(call)를 연결해주는 방식은 종래에 개시된 기술의 내용과 동일하므로, 자세한 설명은 생략하고 건물 내에서 본 발명을 구성하는 각 구성요소들의 연결 관계에 대해서만 설명한다.

기지국(100) 또는 RF 중계기(110)에서 전송된 이동통신 신호(디지털 광 신호, RF 신호)는 건물 내부에 설치된 IMS(202)로 입력된다.

IMS(202)는 건물 내부의 통신실 등에 설치되는데, 기지국(100) 또는 RF 중계기(110)로부터 수신된 디지털 광 신호 또는 RF 신호를 디지털 통신신호로 변환하여 출력하거나, 입력된 디지털 통신신호를 디지털 광 신호 또는 RF 신호로 변환하여 기지국(100) 또는 RF 중계기(110)로 송신하는 장치이다.

이를 위해 IMS(202)에는 RF 신호 증폭 변환기와 디지털 신호 변환장치가 구비된다.

도 3은 IMS의 내부 구성을 나타낸 블럭도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, RF 중계기(110)를 통해 전송된 아날로그 방식의 RF 신호는 멀티플렉서(202a)를 통해 IMS(202)에 입력되는데, 입력된 RF 신호는 IMFCU(중간주파수변환모듈; 202b)에 의하여 신호가 증폭되면서 중간주파수로 변환된다.

IMFCU(202b)는 2G, 3G, Wimax 각각의 통신규격 신호를 처리하는 모듈을 개별적으로 구비하는 것이 바람직하다.

중간주파수로 변환된 RF 신호는 ADC(아날로그/디지털 변환기; 202c)에 의하여 디지털 통신신호로 변환되고, FPGA(Field Programmable Gate Array; 202e)에 의하여 다시 기가비트(Giga-bit) 전송포맷으로 변환된다.

FPGA(202e)는 기가비트 전송이 가능하도록 디지털 통신신호를 프레임(frame) 형태로 변환하는 장치이며, 역으로 기가비트 전송포맷의 통신신호를 리프레임(reframe)하여 아날로그 RF 신호로 변환할 수 있도록 해준다.

한편, MHU(108)로부터 광 통신방식을 통해 입력된 이동통신 신호는 별도의 처리없이 곧바로 FPGA(202e)로 입력되어 기가비트 전송포맷으로 변환되는데, 이러한 구성은 선택적으로 채용 가능하다.

FPGA(202e)에 의하여 기가비트 전송포맷으로 변환된 디지털 통신신호는 건물 내부에 일정한 위치에 설치된 IHS(204)로 전송된다.

종래에는 IMS(202)와 IHS(204)를 연결하기 위한 인터페이스로서 UTP 케이블 연결 인터페이스 또는 광 케이블 연결 인터페이스가 하나만 설치되어 있어서, 다른 방식으로 변환할 수 없었다. 그러나 본 발명에서는 사용자의 선택에 따라 연결 방식을 전환할 수 있도록 IMS(202) 내부에 두 가지 인터페이스를 모두 구비하고 있다.

즉, FPGA(202e)에 형성된 8개의 포트(port)에 UTP 케이블 연결 인터페이스와 광 케이블 연결 인터페이스를 모두 설치하고, FPGA(202e)의 제어에 의해 한 방식을 선택해 통신신호를 출력하도록 한다.

그리고 두 종류의 인터페이스 중 어느 인터페이스를 사용하는지는 FPGA(202e)에 의하여 자동으로 인식되거나 내장된 프로그램에 의하여 결정되도록 한다.

UTP 케이블 연결 인터페이스는 FPGA(202e)로부터 출력되는 기가비트 전송포맷의 통신신호를 이더넷 전송포맷으로 변환하여 UTP 케이블을 통해 출력하는 이더넷 변환부(202f)를 포함한다.

또한 광 케이블 연결 인터페이스는 FPGA(202e)로부터 출력되는 기가비트 전송포맷의 통신신호를 CWDM(Coarse Wavelength Division Multiplexing) 방식의 광 통신 전송포맷으로 변환하여 광 케이블을 통해 출력하는 CWDM 변환부(202g)를 포함한다.

FPGA(202e)가 두 종류의 변환부(202f, 202g) 중에서 한 곳으로 기가비트 전 송포맷의 통신신호를 전송하면, 선택된 변환부(202f, 202g)가 포맷을 변환하여 UTP 케이블 또는 광 케이블을 통해 통신신호를 IHS(204), IRTS(In-Building Remote Terminal System), IRIS(In-Building Remote Intermediate System)로 전송하게 되는 것이다.

IRIS(208)는 IHS(204)와 같이 말단에 연결된 IRTS(206)에 통신신호를 전송하는 기능과, IRTS(206)와 같이 이동통신 단말기와 RF 신호를 주고받을 수 있는 기능을 동시에 수행하는 장치이다. 즉, IRIS(208)는 중간 허브로서의 기능과 말단 무선 접속단말로서의 기능을 동시에 수행할 수 있다.

한편, 역으로 IHS(204), IRTS(206), IRIS(208)부터 전송되는 이더넷 또는 광통신 신호 역시 이더넷 변환부(202f) 또는 CWDM 변환부(202g) 중 어느 하나에 의해 기가비트 전송포맷으로 변환된 후, FPGA(202e)에 입력될 것이다. FPGA(202e)에 입력된 디지털 통신신호는 DAC(디지털/아날로그 변환기; 202d)에 의하여 아날로그 RF 신호로 변환되어 RF 중계기(110)로 송출된다.

전원부(IPSU; 202h)는 IRTS(206)와 IRIS(208)가 연동되는 경우에 이더넷 변환부(202f)에 PoE(Power over Ethernet) 전송방식으로 -48V의 전원을 공급한다.

한편, MHU(108)로부터 광 케이블을 통해 입력되는 통신신호는 SerDes 인터페이스(202l)를 통해 직접 FPGA(202e)에 입력되는 것으로 구성할 수 있다.

IHS(204), IRTS(206), IRIS(208)에도 IMS(202)와 마찬가지로 UTP 케이블과 광 케이블을 각각 연결할 수 있는 인터페이스가 모두 구비된다. 이 경우에도 각 구성요소에 포함된 FPGA에 이더넷 변환부와 CWDM 변환부가 동시에 설치되어 두 가 지 통신방식을 모두 사용할 수 있게 된다.

IMS(202)로부터 광 케이블을 통해 통신신호가 출력되어 IHS(204)에 전송된 경우, IHS(204)도 반드시 광 케이블을 통해 통신신호를 출력해야 하는 것은 아니며, 하단에 연결된 IRTS(206)나 IRIS(208)의 연결방식에 맞는 통신신호를 출력하면 된다.

따라서 건물에 기존에 설치된 장비들의 연결 케이블을 변경하지 않아도 정상적인 중계시스템을 운용할 수 있게 된다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 종래기술에 따른 인빌딩 중계시스템의 연결상태를 나타낸 블럭도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 건물 내부 이동통신 중계시스템의 연결상태를 나타낸 블럭도.

도 3은 IMS의 내부 구성을 나타낸 블럭도.

Claims

건물 내부에서 이동통신 신호를 중계하는 시스템으로서,

상기 건물 내부에 설치되어 기지국 또는 RF 중계기로부터 수신된 디지털 광 신호 또는 RF 신호를 디지털 통신신호로 변환하여 출력하거나, 입력된 디지털 통신신호를 디지털 광 신호 또는 RF 신호로 변환하여 상기 기지국 또는 RF 중계기로 송신하는 IMS와;

건물 내에 위치한 이동통신 단말기로부터 전송되는 RF 신호를 디지털 통신신호로 변환하여 출력하거나, 입력된 디지털 통신신호를 RF 신호로 변환하여 무선 안테나를 통해 출력하는 IRTS와;

상기 IMS와 상기 IRTS 사이에 연결되어 디지털 통신신호를 중계하는 IHS;를 포함하며,

상기 IMS, IHS, IRTS는 UTP 케이블 연결 인터페이스와 광 케이블 연결 인터페이스를 모두 구비하며, UTP 케이블 또는 광 케이블 중 어느 하나를 선택적으로 사용하여 통신신호를 송수신하는 것을 특징으로 하는, 다중 인터페이스를 갖는 건물 내부 이동통신 중계시스템.
제1항에 있어서,

상기 IHS와 상기 IRTS 사이에 연결되어 디지털 통신신호를 중계함과 동시에, 건물 내에 위치한 이동통신 단말기로부터 전송되는 RF 신호를 디지털 통신신호로 변환하여 상기 IHS로 출력하거나, 상기 IHS로부터 입력된 디지털 통신신호를 RF 신호로 변환하여 무선 안테나를 통해 출력하는 IRIS;를 추가로 포함하며,

상기 IRIS는 UTP 케이블 연결 인터페이스와 광 케이블 연결 인터페이스를 모두 구비하며, UTP 케이블 또는 광 케이블 중 어느 하나를 선택적으로 사용하여 통신신호를 송수신하는 것을 특징으로 하는, 다중 인터페이스를 갖는 건물 내부 이동통신 중계시스템.
제2항에 있어서,

상기 IMS와, 상기 IRTS와, 상기 IRIS와, 상기 IHS는

입력된 디지털 통신신호를 기가비트 전송포맷으로 변환하는 FPGA와;

상기 FPGA로부터 출력되는 기가비트 전송포맷의 통신신호를 이더넷 전송포맷으로 변환하여 UTP 케이블을 통해 출력하는 이더넷 변환부와;

상기 FPGA로부터 출력되는 기가비트 전송포맷의 통신신호를 CWDM 방식의 광 통신 전송포맷으로 변환하여 광 케이블을 통해 출력하는 CWDM 변환부;를 공통적으로 포함하며,

상기 FPGA는 상기 UTP 케이블 또는 상기 광 케이블 중 어느 하나를 통해 통신신호를 전송하도록 상기 이더넷 변환부와 상기 CWDM 변환부를 선택적으로 제어하는 것을 특징으로 하는, 다중 인터페이스를 갖는 건물 내부 이동통신 중계시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 IHS는

FPGA와;

상기 FPGA로부터 출력되는 기가비트 전송포맷의 통신신호를 이더넷 전송포맷으로 변환하여 UTP 케이블을 통해 출력하는 이더넷 변환부와;

상기 FPGA로부터 출력되는 기가비트 전송포맷의 통신신호를 CWDM 방식의 광 통신 전송포맷으로 변환하여 광 케이블을 통해 출력하는 CWDM 변환부;를 포함하며,

상기 FPGA는

이더넷 전송포맷 또는 광 통신 전송포맷으로 입력된 디지털 통신신호를 전송포맷의 변화없이 출력하거나,

이더넷 전송포맷의 디지털 통신신호를 광 통신 전송포맷의 디지털 통신신호로, 광 통신 전송포맷의 디지털 통신신호를 이더넷 전송포맷의 디지털 통신신호로 변환하여 출력하도록 상기 이더넷 변환부와 상기 CWDM 변환부를 선택적으로 제어하는 것을 특징으로 하는, 다중 인터페이스를 갖는 건물 내부 이동통신 중계시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 기지국 또는 RF 중계기는

2G, 3G, WiMAX 방식의 이동통신망에 사용되는 RF 신호를 송수신하는 것을 특징으로 하는, 다중 인터페이스를 갖는 건물 내부 이동통신 중계시스템.