KR101118130B1 - Ｆａ의 선택적 제어가 가능한 중계기 및 이를 이용한 ｆａ 제어 방법 - Google Patents

Abstract

중계기는 이동 단말기로부터 전송된 역방향 신호를 수신하는 역방향 감시부, 상기 역방향 신호를 분석하여 FA(Frequency Assignment)의 호 사용 빈도를 분석하는 FA 분석부 및 상기 호 사용 빈도의 분석 결과에 기초하여 상기 FA의 활성화 여부를 제어하는 FA 제어부를 포함한다.

Description

ＦＡ의 선택적 제어가 가능한 중계기 및 이를 이용한 ＦＡ 제어 방법{REPEATER CAPABLE OF SELECTIVELY CONTROLLING FREQUENCY ASSIGNMENT AND CONTROL METHOD OF FREQUENCY ASSIGNMENT USING THE REPEATER}

본 발명은 FA의 선택적 제어가 가능한 중계기 및 이를 이용한 FA 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, FA의 호 사용 빈도에 따라 FA의 활성화 여부를 선택적으로 제어할 수 있는 중계기 및 이를 이용한 FA 제어 방법에 관한 것이다.

기지국과 이동 단말기는 일정한 주파수 대역으로 통신하며, 각 기지국은 일정한 통화 반경을 가진다. 따라서, 다수의 기지국을 적절히 배치하여 각 기지국의 통화 반경을 서로 겹치게 함으로써 통화 가능한 지역을 넓혀 나가야 한다. 한편, 다수의 기지국을 배치하여 도시 전체를 커버한다고 하더라도 대형 건물의 지하 공간 및 고층 빌딩의 내부 등에서는 여전히 통화가 불가능한 통화 음영 지역이 발생할 수 있다. 이러한 통화 음영 지역이 발생하는 문제점을 해결하기 위하여, 음영 지역 내에 다수 개의 중계기를 별도로 설치하여 원활한 통화 서비스를 제공하고 있다.

도 1은 종래의 중계기를 이용한 이동통신 시스템의 개략도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 이동통신 시스템은 기지국(100), 중계기(110) 및 이동 단말기(120) 등으로 구성된다.

기지국(100)은 송신 RF 신호를 발생시켜 중계기(110)로 전송하고, 중계기(110)로부터 전송되는 수신 RF 신호를 처리한다.

중계기(110)는 기지국(100)과 이동 단말기(120) 사이에서 신호를 주고받으면서 중계기(110)와 이동 단말기(120) 사이의 이동통신을 가능하게 하는 것으로서, 기지국(100)으로부터 전송되는 RF 신호를 광 신호로 변환하여 출력하거나, 리모트(도시하지 않음)로부터 전송되는 광 신호를 전기적 신호로 변환하여 기지국(100)으로 전송하는 도너(도시하지 않음) 및 도너로부터 광 신호를 입력받아 전기적 신호로 변환하여 안테나를 통해 출력하거나, 이동 단말기(120)로부터 신호를 수신하여 광 신호로 변환한 후 도너로 전송하는 리모트로 이루어지며, 하나의 기지국(100)에는 복수의 중계기(110)가 접속될 수 있다.

도 2는 기지국의 FA 별 이동통신 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 각 기지국(100)에서는 특정 지역의 통화량 등에 기초하여 특정 지역에서 필요한 통신 채널 용량을 예상하고, 필요한 통신 채널 용량만큼의 FA(Frequency Assignment)(10, 20, 30)를 할당하여, FA(10, 20, 30) 별로 이동 단말기를 수용하여 이동통신 서비스를 제공하고 있다. 이렇게 할당된 FA(10, 20, 30)는 각각 FA(10, 20, 30) 별로 채널 파워가 결정되며, 중계기는 서비스 하고자 하는 출력으로 FA(10, 20, 30) 별 전력을 송신하게 된다.

한편, 이렇게 미리 예측된 데이터에 기초하여 할당된 FA 내에서 이동통신 서비스를 제공하다 보면, 유동인구 밀도가 상대적으로 높은 도심지역과 인구 밀도가 상대적으로 낮은 비도심지역 간에 통화량의 차이가 발생하여, 도심지역에 할당된 FA(10)에서는 통화채널이 포화상태에 이르지만, 비도심지역에 할당된 FA(20)에서는 통화채널에 여유가 있다.

또한, 도심지역에 할당된 FA(10)에서도 시간대에 따라 낮 시간대에는 이동통신 사용자가 증가하여 통화채널이 포화상태에 이르지만, 밤 시간대에는 상대적으로 이동통신 사용자가 감소하여 통화채널에 여유가 생기게 된다.

그러나, 종래에는 통화채널의 포화로 인한 이동통신 장애를 원활하게 해소하기 위해서 상대적으로 여유가 있는 잉여 통신 자원을 활용할 수는 없었고, 기지국 또는 중계기를 증설하는 등의 통신 자원을 양적으로 확대할 수 밖에 없어, 설치 및 관리 비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다.

본 발명의 일 실시예는 역방향 신호를 실시간으로 감시하여 FA의 호 사용 빈도를 분석하고, 분석 결과에 따라 호 사용 빈도가 낮은 FA를 비활성화시킴으로써, 중계기의 소비 전력을 감소시키고, 기지국 및 중계기의 열화 방지 및 채널 용량의 증대를 도모할 수 있는 중계기 및 이를 이용한 FA 제어 방법을 제공한다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면은 이동 단말기로부터 전송된 역방향 신호를 수신하는 역방향 감시부, 상기 역방향 신호를 분석하여 FA(Frequency Assignment)의 호 사용 빈도를 분석하는 FA 분석부 및 상기 호 사용 빈도의 분석 결과에 기초하여 상기 FA의 활성화 여부를 제어하는 FA 제어부를 포함하는 중계기를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 제 2 측면은 (a) 이동 단말기로부터 역방향 신호를 수신하는 단계, (b) 상기 역방향 신호를 분석하여 각각의 FA 별로 호 사용 빈도를 분석하는 단계, (c) 상기 각각의 FA의 호 사용 빈도가 미리 설정되어 있는 기준 값 이상인지를 판단하는 단계 및 (d) 상기 (c) 단계의 판단 결과, 상기 호 사용 빈도가 상기 미리 설정되어 있는 기준 값 보다 작은 경우에는 상기 FA를 비활성화시키는 단계를 포함하는 FA의 선택적 제어 방법을 제공할 수 있다.

전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면, 역방향 신호를 수신하여 각 FA별 또는 시간대 별로 호 사용 빈도를 분석하여 호 사용 빈도가 낮은 FA의 활성화 여부를 선택적으로 제어함으로써, 통신 자원을 효율적으로 사용할 수 있다.

또한, 전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면, 호 사용 빈도가 낮은 FA를 비활성화시킴으로써, 이동통신 중계기의 소비전류 및 발열량을 감소시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 과제 해결 수단 중 하나에 의하면 호 사용 빈도가 낮은 FA를 비활성화시킴으로써, 중계기 시스템 전체의 MTBF(Meantime Between Failure)를 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래의 중계기를 이용한 이동통신 시스템의 개략도.
도 2는 기지국의 FA 별 이동통신 시스템을 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 중계기의 세부 구성도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 중계기의 세부 구성도.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 중계기에 의한 FA 제어를 나타내는 그래프.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 FA의 제어 방법의 흐름도.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 중계기의 세부 구성도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 중계기는 링크용 안테나(301), 링크용 듀플렉서(302), 송신용 저 잡음 증폭기(303), 송신용 다운 컨버터(down converter)(304), 송신용 아날로그/디지털(analog/digital, A/D) 변환기(305), FA 제어부(306), 송신용 디지털/아날로그(digital/analog, D/A) 변환기(307), 송신용 업 컨버터(up converter)(308), 송신용 고 출력 증폭기(309), 서비스용 듀플렉서(310), 서비스용 안테나(311), 수신용 저 잡음 증폭기(312), 수신용 다운 컨버터(down converter)(313), 수신용 A/D 변환기(314), 역방향 감시부(315), FA 분석부(316), 수신용 D/A 변환기(317), 수신용 업 컨버터(up converter)(318) 및 수신용 고 출력 증폭기(319)를 포함할 수 있다.

순방향 신호 처리의 경우, 링크용 안테나(301)는 기지국으로부터 신호를 수신하여 이를 링크용 듀플렉서(302)로 전송할 수 있다. 또한, 역방향 신호 처리의 경우, 링크용 안테나(301)는 링크용 듀플렉서(302)로부터 신호를 수신하여 이를 기지국으로 방사한다. 이 경우 순방향 신호 및 역방향 신호는 RF(radio frequency) 신호일 수 있다.

링크용 듀플렉서(302)는 링크용 안테나(301)로부터 순방향 신호를 수신하고, 수신한 신호를 송신용 저 잡음 증폭기(303)로 전송한다. 예를 들어, 수신한 순방향 신호는 링크용 듀플렉서(302)에 의하여 코드 분할 다중 접속(code division multiple access, CDMA) 송신용 RF 신호, 광 대역 코드 분할 다중 접속(wide CDMA, WCDMA) 송신용 RF 신호 등으로 처리 및 분리되어 송신용 저 잡음 증폭기(303)로 전송될 수 있다.

또한, 역방향 신호 처리의 경우에는, 링크용 듀플렉서(302)는 수신용 고 출력 증폭기(319)로부터 고 출력 증폭된 역방향 신호를 수신한다. 이 경우 수신한 신호는 예를 들어, 코드 분할 다중 접속(CDMA) 송신용 RF 신호 및 광 대역 코드 분할 다중 접속(WCDMA) 송신용 RF 신호 등으로 구분될 수 있다.

링크용 듀플렉서(302)는 이러한 서비스별로 구분된 신호를 링크용 안테나(301)가 동시에 전송할 수 있도록 하나의 신호로 합성시키고 하나로 합성된 신호를 링크용 안테나(301)로 전송시킬 수 있다.

송신용 저 잡음 증폭기(303)는 링크용 듀플렉서(302)로부터 송신용 RF 신호를 수신하여 수신한 신호의 출력의 잡음을 제거하고 출력을 증폭시킬 수 있다. 그리고 저 잡음 증폭된 송신용 RF 신호를 송신용 다운 컨버터(304)로 전송할 수 있다.

송신용 다운 컨버터(304)는 송신용 저 잡음 증폭기(303)로부터 수신한 신호를 보다 낮은 주파수를 갖는 송신용 중간 주파수(intermediate frequency, IF) 신호로 변환시킨다. 그리고, 송신용 다운 컨버터(304)는 상기 중간 주파수 신호를 송신용 A/D 변환기(305)로 전송할 수 있다. 그러나, 송신용 다운 컨버터(304)와 송신용 A/D 변환기(305) 사이에 저역 통과 필터(도시하지 않음)가 존재하여 송신용 IF 신호 중 특정 주파수 이하의 IF 신호만을 통과시킬 수 있다. 그리고 저역 통과 필터는 저역 통과 필터링 처리된 IF 신호를 송신용 A/D 변환기(305)로 전송할 수 있다.

송신용 A/D 변환기(305)는 송신용 중간 주파수 신호를 수신하고 수신한 신호를 송신용 디지털 신호로 디지털 변환할 수 있다. 그리고 송신용 A/D 변환기(305)는 상기 송신용 디지털 신호를 FA 제어부(306)로 전송할 수 있다.

FA 제어부(306)는 후술할 FA 분석부(316)의 FA 별 호 사용 빈도의 분석 결과에 기초하여 각각의 FA의 활성화 여부를 제어할 수 있다. 예를 들어, FA 제어부(306)는 FA의 활성화 여부를 결정하기 위한 임계값(K)을 미리 설정하여 놓고, FA 분석부(316)가 분석한 FA의 호 사용 빈도와 상기 임계값(K)을 비교한다. 상기 임계값(K)은 해당 지역의 평균 통화량 등 기존의 데이터에 기초하여 설정될 수 있다. FA 제어부(306)는 FA의 호 사용 빈도와 임계값(K)을 비교한 결과, 호 사용 빈도가 임계값(K) 보다 작은 경우에는 상기 FA의 채널 파워를 점점 감소시켜 결국 상기 FA를 비활성화시킨다.

이 때, FA 제어부(306)는 호 사용 빈도와 임계값(K)의 비교 결과, 호 사용 빈도가 임계값(K) 보다 작은 FA가 복수개 있는 경우에, 상기 복수개의 FA의 채널 파워를 동시에 감소시켜, 동시에 복수개의 FA를 비활성화 시킬 수 있다. 또한, FA 제어부(306)는 호 사용 빈도가 임계값(K) 보다 작은 FA가 복수개 있는 경우에, 상기 복수개의 FA의 채널 파워를 순차적으로 감소시켜, 상기 복수개의 FA를 순차적으로 비활성화 시킬 수 있다.

이와 같이, FA 제어부(306)에 의해 호 사용 빈도가 임계값(K) 보다 작은, 다시 말해, 상대적으로 주파수 용량에 여유가 있는 FA를 비활성화 시키면, 상기 비활성화된 FA에 연결되어 이동통신을 수행중인 이동 단말기는 현재 활성화 상태의 인접 FA로 핸드 오프(HAND-OFF)되어 계속하여 이동통신을 수행하게 된다. 따라서, 이동 단말기들이 최소한의 FA에 수용되어 이동통신을 수행함으로써, 이동통신 자원을 절약할 수 있다.

또한, FA 제어부(306)는 디지털 신호 처리기(Digital Signal Processor)로서의 역할을 수행하여 송신용 A/D 변환기(305)로부터 송신용 디지털 신호를 수신하고 수신한 신호에 대하여 사업자별 주파수로 필터링 처리를 하여 서비스별 송신용 디지털 신호를 사업자별 송신용 디지털 신호로 변환시킬 수 있다. 예를 들어, FA 제어부(306)는 수신한 송신용 디지털 신호를 SKT, KTF 및 LGT 등의 사업자별로 구분하여 사업자별로 요구되는 주파수 대역에 해당하는 부분만을 포함하도록 필터링할 수 있다.

FA 제어부(306)는 송신용 디지털 신호를 송신용 D/A 변환기(307)로 전송한다.

송신용 D/A 변환기(307)는 FA 제어부(306)로부터 송신용 디지털 신호를 수신하여 수신한 신호를 송신용 중간 주파수 신호로 아날로그 변환을 한다. 또한, 송신용 D/A 변환기(307)는 상기 송신용 중간 주파수 신호를 송신용 업 컨버터(308)로 전송할 수 있다. 한편, 도 3에는 도시하지 않았지만, 송신용 업 컨버터(308)로 전송되는 송신용 IF 신호는 송신용 대역 통과 필터(도면번호 없음)로 전송되어 송신용 D/A 변환기(307)의 동작에 의해 발생할 수 있는 이미지 신호가 제거될 수 있다.

송신용 업 컨버터(308)는 송신용 D/A 변환기(307)로부터 송신용 IF 신호를 수신하고 수신한 신호를 IF 신호로 변환되기 이전의 주파수 대의 RF 신호로 변환할 수 있다. 송신용 업 컨버터(308)는 원래의 주파수 대로 변환된 송신용 RF 신호를 송신용 고 출력 증폭기(309)로 전송할 수 있다.

송신용 고 출력 증폭기(309)는 송신용 업 컨버터(308)로부터 송신용 RF 신호를 수신하고 수신한 신호의 출력을 시스템의 최고 출력으로 증폭시킬 수 있다. 송신용 고 출력 증폭기(309)는 고 출력 증폭된 신호를 서비스용 듀플렉서(310)로 전송할 수 있다.

서비스용 듀플렉서(310)는 송신용 고 출력 증폭기(309)로부터 고 출력 증폭된 송신용 RF 신호를 수신할 수 있다. 이 경우 수신한 신호는 서비스별, 예를 들어 코드 분할 다중 접속(CDMA) 방식과 광 대역 코드 분할 다중 접속(WCDMA) 방식의 신호로 구분될 수 있다. 서비스용 듀플렉서(310)는 서비스별로 구분된 신호를 서비스용 안테나(311)가 동시에 전송할 수 있도록 하나의 송신용 RF 신호로 합성하고, 합성된 송신용 RF 신호를 서비스용 안테나(311)로 전송할 수 있다.

또한, 서비스용 듀플렉서(310)는 서비스용 안테나(311)로부터 신호를 수신하고, 수신한 신호를 수신용 저 잡음 증폭기(312)로 전송할 수 있다.

서비스용 안테나(311)는 순방향 신호 처리의 경우에 서비스용 듀플렉서(310)로부터 송신용 RF 신호를 수신하여 이를 서비스 지역 내의 서비스 단말기, 예를 들어 휴대폰으로 전송할 수 있다.

수신용 저 잡음 증폭기(312)는 서비스용 듀플렉서(310)로부터 신호를 수신하여 수신한 신호의 출력의 잡음을 제거하고 출력을 증폭시킬 수 있다. 그리고 저 잡음 증폭된 신호를 수신용 다운 컨버터(313)로 전송할 수 있다.

수신용 다운 컨버터(313)는 수신용 저 잡음 증폭기(312)로부터 수신한 신호를 보다 낮은 주파수를 갖는 수신용 중간 주파수(IF) 신호로 변환시킬 수 있다. 그리고, 수신용 다운 컨버터(313)는 상기 중간 주파수 신호를 수신용 A/D 변환기(314)로 전송할 수 있다. 그러나, 수신용 다운 컨버터(313)와 수신용 A/D 변환기(314) 사이에 저역 통과 필터(도시하지 않음)가 존재하여 수신용 IF 신호 중 특정 주파수 이하의 IF 신호만을 통과시킬 수 있다. 그리고 저역 통과 필터는 저역 통과 필터링 처리된 IF 신호를 수신용 A/D 변환기(314)로 전송할 수 있다.

수신용 A/D 변환기(314)는 수신용 중간 주파수 신호를 수신하고 수신한 신호를 수신용 디지털 신호로 디지털 변환할 수 있다. 그리고 수신용 A/D 변환기(314)는 상기 수신용 디지털 신호를 FA 제어부(306)로 전송할 수 있다.

역방향 감시부(315)는 이동 단말기로부터 전송되는 역방향 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 역방향 감시부(315)는 수신용 저 잡음 증폭기(312)로부터 저 잡음 증폭된 신호를 수신하면, 상기 저 잡음 증폭된 역방향 신호의 스펙트럼을 분석함으로써, 현재의 역방항 상태를 감시하고 수신 신호 레벨의 크기, 주파수 사용량 등을 알 수 있다.

FA 분석부(316)는 역방향 감시부(315)가 수신한 역방향 신호를 분석하여 각각의 FA의 호 사용 빈도를 분석할 수 있다. 예를 들어, FA 분석부(316)는 역방향 감시부(315)가 수신한 역방향 신호를 분석하여 수신 신호의 크기, 주파수 사용량, 각 FA에 속해있는 이동 단말기의 수 등을 파악하여 각 FA의 호 사용 빈도를 분석한다.

또한, FA 분석부(316)는 시간대 별로 FA의 호 사용 빈도를 분석할 수 있다. 예를 들어, FA 분석부(316)는 통화량이 상대적으로 많은 낮 시간대와 상대적으로 통화량이 적은 심야, 새벽 시간대 별로 FA의 호 사용 빈도를 분석할 수 있다.

이와 같이, FA 분석부(316)가 시간대 별로 FA의 호 사용 빈도를 분석하므로, FA 제어부(306)는 시간대 별로 FA의 호 사용 빈도와 임계값(K)을 비교 분석한 후, 특정 시간대에 특정 FA의 호 사용 빈도가 임계값(K) 보다 작은 경우에는 상기 FA를 비활성화시킬 수 있다. 이 때에도, 위에서 설명한 바와 같이, 호 사용 빈도가 임계값(K) 보다 작은 FA가 복수개 있는 경우에는 상기 복수의 FA를 일괄하여 또는 순차적으로 비활성화시킬 수 있다.

수신용 D/A 변환기(317)는 FA 제어부(306)로부터 수신용 디지털 신호를 수신하여 수신한 신호를 수신용 IF 신호로 아날로그 변환할 수 있다. 또한, 수신용 D/A 변환기(317)는 상기 수신용 IF 신호를 수신용 업 컨버터(318)로 전송할 수 있다. 한편, 도 3에는 도시하지 않았지만, 수신용 업 컨버터(318)로 전송되는 수신용 IF 신호는 수신용 대역 통과 필터(도면번호 없음)로 전송되어 수신용 D/A 변환기(317)의 동작에 의해 발생할 수 있는 이미지 신호가 제거될 수 있다.

수신용 업 컨버터(318)는 수신용 D/A 변환기(317)로부터 수신용 IF 신호를 수신하고 수신한 신호를 IF 신호로 변환되기 이전의 주파수 대의 RF 신호로 변환할 수 있다. 수신용 업 컨버터(318)는 원래의 주파수 대로 변환된 수신용 RF 신호를 수신용 고 출력 증폭기(319)로 전송할 수 있다.

수신용 고 출력 증폭기(319)는 수신용 업 컨버터(318)로부터 수신용 RF 신호를 수신하고 수신한 신호의 출력을 시스템의 최고 출력으로 증폭시킬 수 있다. 수신용 고 출력 증폭기(319)는 고 출력 증폭된 신호를 링크용 듀플렉서(302)로 전송할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 중계기에 의하면, 각각의 FA 별 호 사용 빈도, 시간대 별 FA의 호 사용 빈도를 실시간으로 체크하여, 특정 FA의 호 사용 빈도 또는 특정 시간대의 호 사용 빈도가 적은 경우에는 해당 FA를 선택적으로 비활성화시키고, 반대로 호 사용 빈도가 증가할 것으로 예상 되는 경우에는 비활성화 되었던 FA를 활성화 시킬 수 있다.

따라서, 선택적으로 FA의 활성화 여부를 제어함으로써, 이동통신 중계기의 소비전류 및 발열량이 감소하고, 나아가 이는 중계기 시스템 전체의 MTBF(Meantime Between Failure) 향상으로 이어질 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 중계기의 세부 구성도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 중계기는 링크용 안테나(401), 링크용 듀플렉서(402), 송신용 저 잡음 증폭기(403), 송신용 다운 컨버터(down converter)(404), 송신용 아날로그/디지털(analog/digital, A/D) 변환기(405), FA 제어부(406), 송신용 디지털/아날로그(digital/analog, D/A) 변환기(407), 송신용 업 컨버터(up converter)(408), 송신용 고 출력 증폭기(409), 서비스용 듀플렉서(410), 서비스용 안테나(411), 수신용 저 잡음 증폭기(412), 수신용 다운 컨버터(down converter)(413), 수신용 A/D 변환기(414), 역방향 감시부(415), FA 분석부(416), 수신용 D/A 변환기(417), 수신용 업 컨버터(up converter)(418), 수신용 고 출력 증폭기(419) 및 비콘(Beacon)(420)을 포함할 수 있다.

도 4에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 중계기에 포함되어 있는 링크용 안테나(401), 링크용 듀플렉서(402), 송신용 저 잡음 증폭기(403), 송신용 다운 컨버터(down converter)(404), 송신용 아날로그/디지털(analog/digital, A/D) 변환기(405), FA 제어부(406), 송신용 디지털/아날로그(digital/analog, D/A) 변환기(407), 송신용 업 컨버터(up converter)(408), 송신용 고 출력 증폭기(409), 서비스용 듀플렉서(410), 서비스용 안테나(411), 수신용 저 잡음 증폭기(412), 수신용 다운 컨버터(down converter)(413), 수신용 A/D 변환기(414), 역방향 감시부(415), FA 분석부(416), 수신용 D/A 변환기(417), 수신용 업 컨버터(up converter)(418) 및 수신용 고 출력 증폭기(419)는 도 3을 참조하여 이미 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 중계기에 포함되어 있는 링크용 안테나(301), 링크용 듀플렉서(302), 송신용 저 잡음 증폭기(303), 송신용 다운 컨버터(down converter)(304), 송신용 아날로그/디지털(analog/digital, A/D) 변환기(305), FA 제어부(306), 송신용 디지털/아날로그(digital/analog, D/A) 변환기(307), 송신용 업 컨버터(up converter)(308), 송신용 고 출력 증폭기(309), 서비스용 듀플렉서(310), 서비스용 안테나(311), 수신용 저 잡음 증폭기(312), 수신용 다운 컨버터(down converter)(313), 수신용 A/D 변환기(314), 역방향 감시부(315), FA 분석부(316), 수신용 D/A 변환기(317), 수신용 업 컨버터(up converter)(318) 및 수신용 고 출력 증폭기(319)와 구성 및 기능이 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.

비콘(420)은 특정 FA가 비활성화 되었을 때, 상기 FA에 수용되어 있던 이동 단말기의 안정적인 핸드 오프를 유도하는 기능을 수행한다. 예를 들어, 비콘(420)은 호 사용 빈도가 임계값(K) 보다 작아 비활성화 되어 핸드 오프의 유도가 필요한 FA의 주변 FA를 복제하여 핸드 오프를 유도할 수 있다. 즉, 비콘(420)은 핸드 오프의 유도가 필요한 FA와 서로 일치시켜 주는 가상의 전파를 보내어 핸드 오프를 유도하는 비콘 신호를 만들어 통화 FA와 비슷한 크기로 방사하고, 주변 기지국에 대하여 핸드 오프 변수를 넣어주어 통화가 끊기지 않고 연결될 수 있도록 할 수 있다.

상기와 같은 기능을 수행하는 비콘(420)은 예를 들어, Beacon 중계기 또는 Flash Beacon 등이 사용될 수 있다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 중계기에 의한 FA 제어를 나타내는 그래프이다.

도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 예를 들어, 특정 지역의 이동통신 서비스 영역을 커버하기 위해 4개의 FA(501, 502, 503, 504)가 할당되어 있다. 도 5의 왼쪽 그래프는 각 FA의 채널 파워의 파형도이다. 4개의 FA(501, 502, 503, 504)에 각각 소정의 이동 단말기가 수용되어 이동통신 서비스를 수행하고 있다가 소정의 시간대, 예를 들어, 새벽 시간에 제 4 FA(504)의 호 사용 빈도가 임계값(K) 보다 작아져, 제 4 FA(504)에 수용되어 있는 이동 단말기가 제 4 FA(504)를 제외한 나머지 FA(501, 502, 503)에 수용되어도 이동통신 서비스를 무리없이 수행할 수 있는 경우에는 제 4 FA(504)의 채널 파워를 점점 감소시켜 결국 제 4 FA(504)를 비활성화시킬 수 있다.

도 5의 오른쪽 그래프를 참조하면, 특정 FA에 수용되어 있는 이동 단말기가 핸드 오프 되는 핸드 오프 레벨의 채널 파워가 정해져 있으며, 특정 FA의 채널 파워가 점점 감소하여 핸드 오프 레벨의 채널 파워 보다 낮아지게 되면, 상기 FA에 수용되어 있던 이동 단말기는 인접한 FA로 핸드 오프 될 수 있다. 예를 들어, 제 4 FA(504)의 채널 파워가 점점 감소하여 핸드 오프 레벨의 채널 파워 미만으로 되면 제 4 FA(504)에 수용되어 있던 이동 단말기는 제 1 FA(501) 또는 제 2 FA(502) 또는 제 3 FA(503)로 핸드 오프되고, 이후, 제 4 FA(504)의 채널 파워는 계속 감소하여 결국 제 4 FA(504)는 비활성화 된다.

도 6을 참조하면, 최초에는 4개의 FA(501, 502, 503, 504)가 할당되어 이동통신 서비스를 제공하고 있었으나, 3개의 FA(502, 503, 504)가 순차적으로 비활성화 되어 최종적으로 1개의 FA(501)만으로 이동통신 서비스를 제공할 수 있게 된다.

예를 들어, 제 4 FA(504)에 수용되어 있던 이동 단말기들의 통화량, 즉 호 사용 빈도가 임계값(K) 보다 작아지면 중계기는 제 4 FA(504)의 채널 파워를 점점 감소시킨다. 이 후, 제 4 FA(504)의 채널 파워가 핸드 오프 레벨의 채널 파워 보다 낮아지게 되면, 제 4 FA(504)에 수용되어 있던 이동 단말기는 제 1 내지 제 3 FA(501, 502, 503)로 핸드 오프되고, 제 4 FA(504)의 채널 파워는 점점 낮아져 결국, 제 4 FA(504)는 비활성화 된다.

다음으로, 제 3 FA(503)에 수용되어 있던 이동 단말기들의 통화량이 작아져 제 1 FA(501)와 제 2 FA(502) 만으로도 이동통신 서비스를 제공할 수 있는 경우에는 제 3 FA(503)의 채널 파워를 점점 감소시키고, 제 3 FA(503)의 채널 파워가 핸드 오프 레벨의 채널 파워 보다 낮아지게 되면, 제 3 FA(503)에 수용되어 있던 이동 단말기는 제 1 및 제 2 FA(501, 502)로 핸드 오프되고, 제 3 FA(503)의 채널 파워는 점점 낮아져 결국, 제 3 FA(503)는 비활성화 된다.

다음으로, 제 2 FA(502)에 수용되어 있던 이동 단말기들의 통화량이 작아져 제 1 FA(501) 만으로도 이동통신 서비스를 제공할 수 있는 경우에는 제 2 FA(502)의 채널 파워를 점점 감소시키고, 제 2 FA(502)의 채널 파워가 핸드 오프 레벨의 채널 파워 보다 낮아지게 되면, 제 2 FA(502)에 수용되어 있던 이동 단말기는 제 1 FA(501)로 핸드 오프되고, 제 2 FA(502)의 채널 파워는 점점 낮아져 결국, 제 2 FA(502) 마저도 비활성화 된다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 중계기는 각 FA 별로 및 시간대 별로 각 FA의 호 사용 빈도를 감시 및 분석하고, 호 사용 빈도가 적은 FA를 선택적으로 비활성화시킴으로써 이동통신 서비스를 원활하게 제공할 수 있는 최소한의 통신 자원 만으로 이동통신 서비스 영역을 커버할 수 있다.

도 6에서는, 호 사용 빈도가 미리 설정되어 있는 임계값 보다 작은 FA가 복수개 존재하는 경우에 순차적으로 하나의 FA씩 비활성화시키는 것으로 도시되어 있으나, 호 사용 빈도가 임계값 보다 작은 복수의 FA를 동시에 비활성화시키는 것도 가능하다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 FA의 제어 방법의 흐름도이다.

단계(S700)는 이동 단말기로부터 역방향 신호를 수신하는 단계이다. 단계(S700)에서 본 발명의 일 실시예에 따른 중계기의 역방향 감시부는 이동 단말기로부터 전송되는 역방향 신호를 수신할 수 있다.

단계(S702)는 상기 단계(S700)에서 수신한 역방향 신호를 분석하여 각각의 FA 별로 호 사용 빈도를 분석하는 단계이다. 단계(S702)에서 중계기의 FA 분석부는 상기 역방향 감시부로부터 수신한 역방향 신호를 분석하여 각각의 FA의 호 사용 빈도를 분석할 수 있다. 또한, 단계(S702)에서 FA 분석부는 시간대 별로 각 FA에 속해있는 이동 단말기의 수를 파악하고, 수신된 역방향 신호의 스펙트럼을 분석하여 수신 신호 레벨의 크기, 주파수 사용량 등을 파악하여 각 FA의 호 사용 빈도를 분석할 수 있다.

단계(S704)는 상기 단계(S702)에서 분석한 각각의 FA의 호 사용 빈도가 미리 설정되어 있는 기준값 이상인지를 판단하는 단계이다. 단계(S704)에서 중계기의 FA 제어부는 FA의 활성화 여부를 결정하기 위해 해당 지역의 평균 통화량 등의 데이터에 기초하여 임계값(K)을 미리 설정하여 놓고, 상기 단계(S702)에서 분석된 FA의 호 사용 빈도와 상기 임계값(K)을 비교한다.

단계(S706)는 상기 단계(S704)의 판단 결과, FA에서의 호 사용 빈도가 미리 설정되어 있는 기준값 보다 작은 경우에, 상기 FA를 비활성화시키는 단계이다. 예를 들어, 단계(S706)에서 FA 제어부는 FA의 호 사용 빈도와 임계값(K)을 비교한 결과, 호 사용 빈도가 임계값(K) 보다 작은 경우에는 상기 FA의 채널 파워를 점점 감소시켜 결국 상기 FA를 비활성화시킬 수 있다. 또한, 상기 단계(S704)에서 시간대 별로 각각의 FA의 호 사용 빈도를 분석하므로, 단계(S706)에서 FA 제어부는 시간대 별로 FA의 호 사용 빈도와 임계값(K)을 비교 분석한 후, 특정 시간대에 특정 FA의 호 사용 빈도가 임계값(K) 보다 작은 경우에는 상기 FA를 비활성화시킬 수 있다. 이 때, 이미 설명한 바와 같이, 호 사용 빈도가 임계값(K) 보다 작은 FA가 복수개 있는 경우에는 상기 복수의 FA를 일괄하여 또는 순차적으로 비활성화시킬 수 있다.

단계(S708)는 상기 단계(S704)의 판단 결과, FA에서의 호 사용 빈도가 미리 설정되어 있는 기준값 보다 큰 경우에는, 상기 FA를 비활성화시키지 않고, 그대로 유지하는 단계이다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 FA 제어 방법에 따르면, FA의 호 사용 빈도에 따라 FA의 활성화 여부를 제어할 수 있으므로, 통신 자원의 효율적 이용이 가능하고, 불필요한 FA를 비활성화시킴으로써 중계기의 소비 전류 및 발열량을 감소시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

306 : FA 제어부
315 : 역방향 감시부
316 : FA 분석부
420 : 비콘(Beacon)

Claims (10)

1. 중계기에 있어서,
   이동 단말기로부터 전송된 역방향 신호를 수신하는 역방향 감시부,
   상기 역방향 신호를 분석하여 FA(Frequency Assignment)의 호 사용 빈도를 분석하는 FA 분석부
   상기 호 사용 빈도의 분석 결과에 기초하여 상기 FA의 활성화 여부를 제어하는 FA 제어부 및
   상기 FA의 호 사용 빈도에 따라 비활성화 될 FA에 수용된 상기 이동 단말기의 핸드 오프를 유도하는 비콘(Beacon)
   을 포함하는 중계기.
   
2. 제 1 항에 있이서,
   상기 FA 제어부는 상기 FA의 호 사용 빈도가 미리 설정되어 있는 기준 값 보다 작은 경우에는 상기 FA를 비활성화시키는 것인 중계기.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 FA 분석부는 시간대 별로 상기 FA의 호 사용 빈도를 분석하는 것인 중계기.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 FA 제어부는 상기 FA의 호 사용 빈도가 미리 설정되어 있는 기준 값 보다 작은 시간대에 상기 FA를 비활성화시키는 것인 중계기.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 FA 제어부는 상기 호 사용 빈도가 미리 설정되어 있는 기준 값 보다 작은 FA가 복수개 있는 경우에는 상기 복수의 FA를 순차적으로 비활성화시키는 것인 중계기.
   
6. 삭제
7. FA (Frequency Assignment)를 선택적으로 제어하는 방법에 있어서,
   (a) 이동 단말기로부터 역방향 신호를 수신하는 단계,
   (b) 상기 역방향 신호를 분석하여 각각의 FA 별로 호 사용 빈도를 분석하는 단계,
   (c) 상기 각각의 FA의 호 사용 빈도가 미리 설정되어 있는 기준 값 이상인지를 판단하는 단계
   (d) 상기 (c) 단계의 판단 결과, 상기 호 사용 빈도가 상기 미리 설정되어 있는 기준 값 보다 작은 경우에는 상기 FA를 비활성화시키는 단계 및
   (e) 상기 (d) 단계에서 비활성화되는 FA에 수용된 상기 이동 단말기의 핸드 오프를 비콘(Beacon)을 이용하여 유도하는 단계
   를 포함하는 FA 제어 방법.
   
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 (b) 단계는 시간대 별로 상기 호 사용 빈도를 분석하고,
   상기 (c) 단계는 상기 시간대 별로 상기 호 사용 빈도가 상기 미리 설정되어 있는 기준 값 이상인지를 판단하는 것인 FA 제어 방법.
   
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 (d) 단계는 상기 호 사용 빈도가 상기 미리 설정되어 있는 기준 값 보다 작은 시간대에 상기 FA를 비활성화시키는 것인 FA 제어 방법.
   
10. 제 7 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 (d) 단계는 상기 호 사용 빈도가 상기 미리 설정되어 있는 기준 값 보다 작은 FA가 복수개 있는 경우에는 상기 복수의 FA를 순차적으로 비활성화시키는 것인 FA 제어 방법.

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