KR101782116B1 - 이동형 기지국 장치 및 이를 이용한 무선 통신 방법 - Google Patents

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조정일
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Abstract

본 발명은 이동형 기지국 장치 및 이를 이용한 무선 통신 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 단말 장치와 무선으로 통신을 수행하기 위한 이동형 기지국 장치 및 이를 이용한 무선 통신 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 이동형 기지국 장치는 복수 개의 단말 장치로부터 무선 신호를 수신하는 안테나부; 상기 안테나부로부터 수신되는 무선 신호의 이동 경로를 형성하고, 상기 무선 신호를 증폭하기 위한 증폭부를 구비하는 상향 링크부; 상기 상향 링크부로부터 수신되는 무선 신호의 세기에 따라 상기 복수 개의 단말 장치를 그룹화하여 무선 자원을 할당하는 무선 자원 분배부; 및 상기 그룹화된 단말 장치별로 상기 증폭부의 이득 값을 제어하는 이득 제어부;를 포함한다.

Description

이동형 기지국 장치 및 이를 이용한 무선 통신 방법{MOBILE BASE STATION APPARATUS AND WIRELESS COMMUNICATION METHOD USING THE SAME}
본 발명은 이동형 기지국 장치 및 이를 이용한 무선 통신 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 단말 장치와 무선으로 통신을 수행하기 위한 이동형 기지국 장치 및 이를 이용한 무선 통신 방법에 관한 것이다.
상용 이동 통신 시스템은 무선 환경에서의 통신 서비스를 제공하기 위하여 기간망, 기지국 및 단말기로 구성되고, 기지국과 단말기 사이에서 무선 통신을 수행하도록 하고 있다.
여기서, 기지국은 육상에 고정으로 설치되어 기간망과 단말기를 연결하는 통신 설비로서, 일정한 셀(Cell) 내에서 기간망과 단말기 사이의 인터페이스 기능을 수행하며, 이러한 기능 이외에도 착발신 신호의 송출, 통화 채널 지정, 통화 채널 감시 및 자기 진단 기능 등을 수행함으로써 해당 셀을 제어 및 관장한다.
이와 같은 무선 통신망에서 단말 장치는 자신이 속한 셀을 관장하는 기지국 장치에 정상적인 신호를 송신하기 위하여 송신 출력을 조절한다. 그러나, 기지국 장치와 단말 장치 사이의 거리가 멀어질수록 단말 장치에 요구되는 송신 출력의 세기는 점차적으로 증가하게 되고, 한정된 공급 전원을 가지는 단말 장치의 특성상 송신 출력을 과도하게 증가시키는 경우 소모 전력 증가로 인하여 사용 시간이 감소되는 문제점이 있었다.
특히, 군용 이동 통신 시스템에서는 실시간으로 변화하는 전장 상황에 대응하기 위하여 기지국 장치와 사용자 단말 장치가 서로 이동하면서 전장 상황에 적합한 통신망을 능동적으로 구성해야 할 필요가 있다. 그러나, 군용 이동 통신 시스템에서는 상용 이동 통신 시스템에서와 같이 충분한 수의 기지국 장치를 확보할 수 없으며, 단일 기지국 장치를 활용한 작전 수행의 빈도가 높기 때문에 기지국 장치를 증설하기 어려워 무선 신호의 통달 거리가 더욱 제한되는 문제점이 있었다.
KR 10-2012-0100538 A
본 발명은 셀 영역 내의 단말 장치로부터 수신되는 무선 신호의 통달 거리를 확장하여 효과적으로 무선 통신을 수행할 수 있는 이동형 기지국 장치 및 이를 이용한 무선 통신 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 이동형 기지국 장치는 복수 개의 단말 장치로부터 무선 신호를 수신하는 안테나부; 상기 안테나부로부터 수신되는 무선 신호의 이동 경로를 형성하고, 상기 무선 신호를 증폭하기 위한 증폭부를 구비하는 상향 링크부; 상기 상향 링크부로부터 수신되는 무선 신호의 세기에 따라 상기 복수 개의 단말 장치를 그룹화하여 무선 자원을 할당하는 무선 자원 분배부; 및 상기 그룹화된 단말 장치별로 상기 증폭부의 이득 값을 제어하는 이득 제어부;를 포함한다.
상기 무선 자원 분배부는 상기 복수 개의 단말 장치를 시간 영역으로 그룹화할 수 있다.
상기 상향 링크부는, 상기 증폭부로부터 증폭된 무선 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 변환부를 더 포함하고, 상기 이득 제어부는, 상기 증폭부로부터 증폭되는 무선 신호가 상기 변환부의 동작 범위 내의 세기를 가지도록 상기 증폭부의 이득 값을 제어할 수 있다.
상기 증폭부는, 상기 안테나부로부터 수신되는 무선 신호를 증폭시키기 위한 주증폭기; 및 상기 주증폭기로부터 증폭된 무선 신호를 순차적으로 감쇄시키기 위한 복수 개의 감쇄기;를 포함할 수 있다.
상기 안테나부로 송신하는 무선 신호의 이동 경로를 형성하는 하향 링크부;를 더 포함할 수 있다.
상기 하향 링크부를 통하여 송신되는 무선 신호는 상기 무선 자원 분배부로부터 할당된 무선 자원의 정보를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 방법은 복수 개의 단말 장치로부터 참조 신호를 수신하는 과정; 수신되는 참조 신호의 세기에 따라 상기 복수 개의 단말 장치를 그룹화하는 과정; 상기 복수 개의 단말 장치에 각각 무선 자원을 할당하는 과정; 상기 그룹화된 단말 장치별로 이득 값을 제어하는 과정; 및 상기 복수 개의 단말 장치로부터 수신되는 무선 신호를 상기 제어된 이득 값으로 증폭하는 과정;을 포함한다.
상기 복수 개의 단말 장치를 그룹화하는 과정은, 수신되는 참조 신호의 세기에 따라 상기 복수 개의 단말 장치를 시간 영역으로 그룹화하고, 상기 복수 개의 단말 장치에 무선 자원을 할당하는 과정은, 각 그룹 내에 포함되는 단말 장치를 주파수 영역으로 분리하여 무선 자원을 할당할 수 있다.
상기 그룹화된 단말 장치별로 이득 값을 제어하는 과정은, 상기 복수 개의 단말 장치로부터 수신되는 무선 신호가 소정 범위 내의 세기를 가지도록 이득 값을 제어할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 이동형 기지국 장치 및 이를 이용한 무선 통신 방법에 의하면, 복수 개의 단말 장치로부터 수신되는 무선 신호를 무선 자원 분배시에 결정되는 그룹별로 차등 증폭하여, 단말 장치로부터 수신되는 무선 신호의 통달 거리를 확장할 수 있다.
또한, 상용 이동 통신 시스템에 비하여 추가적인 기지국 장치의 설치가 용이하지 않은 군용 이동 통신 시스템에서 별도의 기지국 장치를 증설함이 없이도 군사 작전을 위한 안정적인 통신망을 구현할 수 있다.
도 1은 상용 이동 통신 시스템의 무선 통신 방법을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이동형 기지국 장치의 구성을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 증폭부의 이득 값이 제어되는 모습을 나타내는 도면.
도 4는 단말 장치별 무선 신호의 세기 및 이에 따른 이득 값을 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 복수 개의 단말 장치가 그룹화되는 모습을 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 방법을 나타내는 도면.
본 발명에 따른 이동형 기지국 장치 및 이를 이용한 무선 통신 방법은 셀 영역 내의 단말 장치로부터 수신되는 무선 신호의 통달 거리를 확장하여 효과적으로 무선 통신을 수행할 수 있는 기술적 특징을 제시한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 상용 이동 통신 시스템의 무선 통신 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, LTE(Long Term Evolution) 기간망과 같은 무선 통신망에서 기지국 장치는 고정되어 있고, 고정된 기지국과 LTE 기간망 간에는 광대역 유선 링크로 연결되어 있다. 상용 이동 통신에서의 기지국 장치는 기간망과 단말 장치를 연결하는 통신 설비로서, 일정한 셀(Cell) 내에서 기간망과 단말 장치 사이의 인터페이스 기능을 수행하며, 이러한 기능 이외에도 착발신 신호의 송출, 통화 채널 지정, 통화 채널 감시 및 자기 진단 기능 등을 수행함으로써 해당 셀을 제어 및 관장한다.
이와 같은 무선 통신망에서 단말 장치는 자신이 속한 셀을 관장하는 기지국 장치에 정상적인 신호를 송신하기 위하여 송신 출력을 조절한다. 그러나, 기지국 장치와 단말 장치 사이의 거리가 멀어질수록 단말 장치에 요구되는 송신 출력의 세기는 점차적으로 증가하게 되고, 한정된 공급 전원을 가지는 단말 장치의 특성상 소모 전력 증가로 인하여 사용 시간이 감소하게 된다.
이에, 상용 이동 통신 시스템에서는 기지국 장치의 수를 충분히 확보하여 단말 장치와의 일정한 무선 통신 영역을 유지하며 단말 장치의 소비 전력을 최소화시킨다. 즉, 상용 이동 통신 시스템에서는 기지국 장치를 증설함으로써 기지국 장치와 단말 장치 사이의 거리가 일정 거리 이상으로 멀어지지 않도록 유지함으로써 단말 장치에 요구되는 송신 출력의 범위를 조절할 수 있게 된다.
그러나, 군용 이동 통신 시스템에서는 실시간으로 변화하는 전장 상황에 대응하기 위하여 기지국 장치와 사용자 단말 장치가 서로 이동하면서 전장 상황에 적합한 통신망을 능동적으로 구성해야 할 필요가 있다. 따라서, 군용 이동 통신 시스템에서는 기지국 장치를 차량에 탑재하여 이동 및 설치하며, 기지국 수요가 있는 곳에 차량을 이동시켜 차량이 정지된 상태에서 기존 기지국들과 별도의 전송 장비인 기지국 장치를 통하여 단말 장치와 무선 통신을 수행하게 된다.
이러한 군용 이동 통신 시스템에서는 산악 및 전장 등 군용 이동 통신 환경의 특성상 기지국 장치와 단말 장치간의 무선 통신을 수행할 수 있는 최대 거리인 무선 통신의 통달 거리가 중요한 시스템 설계 요소로 인식된다. 즉, 군용 이동 통신 시스템에서는 상용 이동 통신 시스템에서와 같이 충분한 수의 기지국 장치를 확보할 수 없으며, 단일 기지국 장치를 활용한 작전 수행의 빈도가 높기 때문에 상용 이동 통신 시스템에서와 같이 통달 거리의 확장을 위하여 기지국 장치를 증설하는 것은 어려운 문제점이 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이동형 기지국 장치의 구성을 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 증폭부의 이득 값이 제어되는 모습을 나타내는 도면이다. 또한, 도 4는 단말 장치별 무선 신호의 세기 및 이에 따른 이득 값을 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 복수 개의 단말 장치가 그룹화되는 모습을 나타내는 도면이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 이동형 기지국 장치는 복수 개의 단말 장치로부터 무선 신호를 수신하는 안테나부(100); 상기 안테나부(100)로부터 수신되는 무선 신호의 이동 경로를 형성하고, 상기 무선 신호를 증폭하기 위한 증폭부를 구비하는 상향 링크부(200); 상기 상향 링크부(200)로부터 수신되는 무선 신호의 세기에 따라 상기 복수 개의 단말 장치를 그룹화하여 무선 자원을 할당하는 무선 자원 분배부(400); 및 상기 그룹화된 단말 장치별로 상기 증폭부의 이득 값을 제어하는 이득 제어부(500);를 포함한다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 이동형 기지국 장치는 안테나부(100)로 송신하는 무선 신호의 이동 경로를 형성하는 하향 링크부(300);를 더 포함할 수 있다.
안테나부(100)는 이동형 기지국 장치에 구비되어 복수 개의 단말 장치로부터 무선 신호를 수신한다. 또한 안테나부(100)는 이동형 기지국 장치로부터 복수 개의 단말 장치로 무선 신호를 송신할 수도 있다. 즉, 안테나부(100)는 이동형 기지국 장치와 상기 이동형 기지국 장치의 셀 내에 포함되는 단말 장치 간의 무선 링크를 형성한다. 여기서, 단말 장치는 이동형 기지국 장치의 셀 내에 포함되어 무선 통신을 수행하는 개인 휴대용 정보 단말기(Personal Digital Assistant, PDA), 랩탑 컴퓨터(laptop computer), 휴대용 멀티미디어 플레이어(Portable Multimedia Player, PMP), 스마트 폰(smart phone) 등과 같은 모바일 기기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상향 링크부(200)는 복수 개의 단말 장치로부터 송신되어 안테나부(100)로 수신되는 무선 신호의 이동 경로를 형성한다. 여기서, 상향 링크부(200)는 복수 개의 단말 장치로부터 수신되는 무선 신호를 증폭하기 위한 제1 증폭부(220) 및 상기 제1 증폭부(220)로부터 증폭된 무선 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 제1 변환부(240)를 포함할 수 있다. 안테나부(100)로부터 수신되는 무선 신호는 제1 증폭부(220)에 의하여 증폭되며, 증폭된 무선 신호는 예를 들어, 아날로그-디지털 컨버터(ADC: Analog-Digital Converter)를 포함하는 제1 변환부(240)에 의하여 디지털 신호로 변환되어 후술할 무선 자원 분배부(400)로 전송된다.
하향 링크부(300)는 무선 자원 분배부(400)로부터 송신되어 안테나부(100)로 전달되는 무선 신호의 이동 경로를 형성한다. 여기서, 하향 링크부(300)는 무선 자원 분배부(400)로부터 송신되는 무선 신호를 아날로그 신호로 변환하기 위한 제2 변환부(340) 및 상기 제2 변환부(340)에 의하여 변환된 무선 신호를 증폭하기 위한 제2 증폭부(320)를 포함할 수 있다. 무선 자원 분배부(400)로부터 송신되는 무선 신호는 제2 변환부(340)에 의하여 아날로그 신호로 변환되며, 변환된 무선 신호는 제2 증폭기에 의하여 증폭되어 안테나부(100)로 전달되며, 안테나부(100)는 전달된 무선 신호를 복수 개의 단말 장치로 송신하게 된다.
무선 자원 분배부(400)는 전술한 상향 링크부(200)로부터 수신되는 무선 신호의 세기에 따라 복수 개의 단말 장치를 그룹화하여 무선 자원을 할당한다. 일반적으로, 무선 자원 분배부(400)는 복수 개의 단말 장치에 대하여 각각 시간-주파수 영역으로 분할된 무선 자원을 할당하게 된다. 그러나, 본 발명의 따른 이동형 기지국 장치는 무선 자원을 할당함에 있어서, 복수 개의 단말 장치로부터 각각 수신되는 무선 신호의 세기에 따라 복수 개의 단말 장치를 복수 개의 그룹으로 그룹화하고, 그룹화된 복수 개의 단말 장치에 대하여 시간-주파수 영역으로 분할된 무선 자원을 할당하게 된다.
이를 보다 상세히 설명하면, 무선 자원 분배부(400)는 이동형 기지국 장치가 관장하는 셀 내의 복수 개의 단말 장치로부터 상향 링크의 채널을 추정하기 위한 참조 신호를 주기적으로 수신한다. 여기서, 참조 신호는 각 단말 장치가 상향 링크부(200)를 통하여 무선 신호를 전송하기 위한 무선 자원의 할당을 요청하는 신호를 의미하며, 무선 자원 분배부(400)는 셀 내의 복수 개의 단말 장치로부터 참조 신호를 수신한 경우 참조 신호의 세기에 따라 복수 개의 단말 장치를 복수 개의 특정 그룹으로 분류한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 이동형 기지국 장치와의 거리가 증가할수록 복수 개의 단말 장치들로부터 송신되어 무선 자원 분배부(400)로 수신된 참조 신호의 세기는 점차적으로 감소하게 된다. 예를 들어, 단말 장치로부터 수신된 참조 신호의 신호 세기값이 S0 내지 S1의 범위 내의 값인 경우, 해당 단말 장치는 제3 그룹으로 분류되며, 제3 그룹은 참조 신호의 신호 세기값이 S0 내지 S1의 범위 내인 복수 개의 단말 장치로 구성된다. 또한, 단말 장치로부터 수신된 참조 신호의 신호 세기값이 S1 내지 S2의 범위 내의 값인 경우, 해당 단말 장치는 제2 그룹으로 분류되며, 단말 장치로부터 수신된 참조 신호의 신호 세기값이 S2 내지 S3의 범위 내의 값인 경우, 해당 단말 장치는 제1 그룹으로 분류된다. 이와 같이, 복수 개의 단말 장치는 무선 자원 분배부(400)로 수신된 참조 신호의 세기에 따라 각 그룹으로 그룹화된다. 여기서, 무선 자원은 각 그룹별로 할당되며, 무선 자원 분배부(400)는 각 그룹 내의 단말 장치로부터 무선 자원 할당에 필요한 정보를 전달받는다.
무선 자원 분배부(400)는 복수 개의 단말 장치를 그룹화함에 있어서, 복수 개의 단말 장치를 무선 자원의 시간 영역으로 분할하여 그룹화할 수 있다. 즉, 무선 자원 분배부(400)에 의하여 할당되는 무선 자원은 시간 영역과 주파수 영역으로 분할되어 할당되는바, 참조 신호의 세기에 따라 그룹화된 각 그룹은 서로 다른 시간 영역에 할당될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 참조 신호의 신호 세기값이 S0 내지 S1의 범위 내의 값을 가지게 되어 제3 그룹으로 분류된 단말 장치는 t2 내지 t3의 범위 내의 시간 영역이 할당되어, 상기 시간 영역에 대하여 무선 신호의 전송 구간을 할당받게 된다. 또한, 참조 신호의 신호 세기값이 S1 내지 S2의 범위 내의 값을 가지게 되어 제2 그룹으로 분류된 단말 장치는 t1 내지 t2의 범위 내의 시간 영역이 할당되고, 참조 신호의 신호 세기값이 S2 내지 S3의 범위 내의 값을 가지게 되어 제1 그룹으로 분류된 단말 장치는 t0 내지 t1의 범위 내의 시간 영역이 각각 할당된다. 또한, 각 그룹 내의 단말 장치들은 무선 자원의 해당 시간 영역 내에서 주파수 영역으로 분할된 무선 자원을 할당받게 된다.
전술한 바와 같이, 상향 링크부(200)로부터 참조 신호가 무선 자원 분배부(400)에 송신되어 단말 장치별로 무선 자원이 할당되면, 할당된 무선 자원에 대한 정보, 예를 들어 전송 시간, 할당 무선 자원 주파수 등에 대한 정보를 하향 링크부(300)를 통하여 각 무선 단말 장치로 송신하게 된다.
위와 같이 무선 자원 분배부(400)에 의하여 복수 개의 단말 장치가 그룹화되어 무선 자원이 할당되면, 이득 제어부(500)는 그룹화된 단말 장치별로 제1 증폭부(220)의 이득 값을 조절한다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이 제3 그룹으로 그룹화된 단말 장치는 상향 링크부(200)에 포함되는 제1 증폭부(220)로부터 w2의 이득 값으로 증폭되도록 제어되고, 제2 그룹으로 그룹화된 단말 장치는 제1 증폭부(220)로부터 w1의 이득 값으로 증폭되도록 제어되며, 제1 그룹으로 그룹화된 단말 장치는 제1 증폭부(220)로부터 w0의 이득 값으로 증폭되도록 제어된다.
여기서, 각 그룹별로 제어되는 제1 증폭부(220)의 이득 값은 제1 변환부(240)에 의하여 신호가 처리될 수 있는 구간인 제1 변환부(240)의 동작 범위 내의 세기를 가지도록 제어된다. 즉, 제1 증폭부(220)를 거쳐 증폭되는 무선 신호는 제1 변환부(240)에 의한 신호 처리가 가능한 구간인 제1 변환부(240)의 동작 범위, 즉 다이나믹 레인지(dinamic range) 내의 세기를 가져야 하는바, 각 그룹별로 제어되는 제1 증폭부(220)의 이득 값은 제1 변환부(240)의 동작 범위 내의 세기를 가지도록 제어될 수 있다. 이와 같이 제1 증폭부(220)의 이득 값이 제어되는 과정은 복수 개의 단말 장치로부터 참조 신호가 수신된 후, 각 단말 장치로부터 무선 통신을 수행하기 위한 무선 신호가 수신되기 이전에 이루어질 수 있다.
상기와 같이, 이득 제어부(500)에 의하여 각 그룹별로 제1 증폭부(220)의 이득 값을 제어하기 위하여 제1 증폭부(220)는 수신되는 무선 신호를 각 그룹별로 차등하여 증폭할 필요가 있다. 이에, 도 3에 도시된 바와 같이 제1 증폭부(220)는 안테나부(100)로부터 수신되는 무선 신호를 증폭시키기 위한 주증폭기(222); 및 상기 주증폭기(222)로부터 증폭된 무선 신호를 순차적으로 감쇄시키기 위한 복수 개의 감쇄기를 포함할 수 있다. 즉, 안테나부(100)로부터 수신되는 무선 신호는 주증폭기(222)에 의하여 증폭되며, 증폭된 무선 신호는 이득 제어부(500)로부터 송출되는 이득 제어 정보에 따라 각 감쇄기를 경유하는 무선 신호의 전달 경로를 변경함으로써 무선 신호를 차등하여 증폭할 수 있다.
주증폭기(222)는 이득 제어부(500)에 의하여 제어되는 이득 값보다 높은 고증폭 이득 값을 가진다. 예를 들어, 제3 그룹으로 그룹화된 단말 장치는 제1 증폭부(220)로부터 w2의 이득 값으로 증폭되도록 제어되는바, 주증폭기(222)와 제1 감쇄기(224)를 거쳐 제1 변환부(240)로 무선 신호의 전달 경로가 형성되도록 제어된다. 또한, 제2 그룹으로 그룹화된 단말 장치는 제1 증폭부(220)로부터 w1의 이득 값으로 증폭되도록 제어되는바, 주증폭기(222)와 제1 감쇄기(224) 및 제2 감쇄기(226)를 거쳐 제1 변환부(240)로 무선 신호의 전달 경로가 형성되도록 제어되고, 제1 그룹으로 그룹화된 단말 장치는 제1 증폭부(220)로부터 w0의 이득 값으로 증폭되도록 제어되는바, 주증폭기(222)와 제1 감쇄기(224), 제2 감쇄기(226) 및 제3 감쇄기(228)를 거쳐 제1 변환부(240)로 무선 신호의 전달 경로가 형성되도록 제어될 수 있다.
이와 같이, 무선 신호는 시간 영역으로 분할된 전송 구간에 복수 개의 단말 장치로부터 수신되며, 수신되는 무선 신호는 각 단말 장치가 포함되는 그룹에 따라 차등 증폭되어 이동형 기지국 장치로 수신됨으로써 단말 장치로부터 수신되는 무선 신호의 통달 거리가 확장되게 된다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 방법을 나타내는 도면이다. 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 방법은 전술한 이동형 기지국 장치를 이용하여 수행되며, 이에 전술한 이동형 기지국 장치와 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 방법은 복수 개의 단말 장치로부터 참조 신호를 수신하는 과정(S100); 수신되는 참조 신호의 세기에 따라 상기 복수 개의 단말 장치를 그룹화하는 과정(S200); 상기 복수 개의 단말 장치에 각각 무선 자원을 할당하는 과정(S300); 상기 그룹화된 단말 장치별로 이득 값을 제어하는 과정(S400); 및 상기 복수 개의 단말 장치로부터 수신되는 무선 신호를 상기 제어된 이득 값으로 증폭하는 과정(S500);을 포함한다.
참조 신호를 수신하는 과정(S100)은 이동형 기지국 장치가 관장하는 셀 내의 복수 개의 단말 장치로부터 안테나부(100)를 통하여 무선 자원의 할당 요청 신호인 참조 신호를 수신한다. 참조 신호는 복수 개의 단말 장치로부터 주기적으로 수신되며, 각 단말 장치로부터 수신되는 무선 신호에 의하여 무선 자원 분배부(400)는 각 단말 장치별로 무선 자원을 할당하게 된다.
복수 개의 단말 장치를 그룹화하는 과정(S200)은 복수 개의 단말 장치로부터 송신되어 무선 자원 분배부(400)로 수신되는 참조 신호의 세기에 따라 복수 개의 단말 장치를 그룹화한다. 예를 들어, 단말 장치로부터 수신된 참조 신호의 신호 세기값이 S0 내지 S1의 범위 내의 값인 경우, 해당 단말 장치는 제3 그룹으로 분류되며, 제3 그룹은 참조 신호의 신호 세기값이 S0 내지 S1의 범위 내인 복수 개의 단말 장치로 구성된다. 또한, 단말 장치로부터 수신된 참조 신호의 신호 세기값이 S1 내지 S2의 범위 내의 값인 경우, 해당 단말 장치는 제2 그룹으로 분류되며, 단말 장치로부터 수신된 참조 신호의 신호 세기값이 S2 내지 S3의 범위 내의 값인 경우, 해당 단말 장치는 제1 그룹으로 분류됨은 전술한 바와 같다.
복수 개의 단말 장치에 각각 무선 자원을 할당하는 과정(S300)은 복수 개의 단말 장치를 무선 자원의 시간 영역으로 분할하여 그룹화할 수 있으며, 예를 들어 제3 그룹으로 분류된 단말 장치는 t2 내지 t3의 범위 내의 시간 영역이 할당되어, 상기 시간 영역에 대하여 무선 신호의 전송 구간을 할당받게 된다. 또한, 제2 그룹으로 분류된 단말 장치는 t1 내지 t2의 범위 내의 시간 영역이 할당되고, 제1 그룹으로 분류된 단말 장치는 t0 내지 t1의 범위 내의 시간 영역이 각각 할당될 수 있다. 또한, 각 그룹 내의 단말 장치들은 무선 자원의 해당 시간 영역 내에서 주파수 영역으로 분할된 무선 자원을 할당받게 된다.
그룹화된 단말 장치별로 이득 값을 제어하는 과정(S400)은 그룹화된 복수 개의 단말 장치의 각 그룹별로 무선 통신을 위한 무선 신호를 증폭하기 위한 이득 값을 제어한다. 예를 들어, 이득 제어부(500)는 그룹화된 단말 장치별로 제1 증폭부(220)의 이득 값을 조절할 수 있으며, 제3 그룹으로 그룹화된 단말 장치는 제1 증폭부(220)로부터 w2의 이득 값으로 증폭되도록 제어되고, 제2 그룹으로 그룹화된 단말 장치는 제1 증폭부(220)로부터 w1의 이득 값으로 증폭되도록 제어되며, 제1 그룹으로 그룹화된 단말 장치는 제1 증폭부(220)로부터 w0의 이득 값으로 증폭되도록 제어될 수 있다.
무선 신호를 제어된 이득 값으로 증폭하는 과정(S500)은 참조 신호를 송신한 단말 장치에 무선 자원이 할당되어 무선 통신을 수행하기 위한 무선 신호를 이동형 기지국 장치로 송신하는 경우, 단말 장치로부터 수신되는 무선 신호를 제1 증폭부(220)에 의하여 그룹별로 제어된 이득 값으로 증폭한다. 예를 들어, 제1 증폭부(220)로부터 w2의 이득 값으로 증폭되도록 제어되는 각 단말 장치는 해당 전송 구간에 수신되는 무선 신호가 w2의 이득 값으로 증폭되고, 제1 증폭부(220)로부터 w1의 이득 값으로 증폭되도록 제어되는 각 단말 장치는 해당 전송 구간에 수신되는 무선 신호가 w1의 이득 값으로 증폭되며, 제1 증폭부(220)로부터 w0의 이득 값으로 증폭되도록 제어되는 각 단말 장치는 해당 전송 구간에 수신되는 무선 신호가 w0의 이득 값으로 증폭될 수 있다.
이와 같이, 복수 개의 단말 장치에 대하여 수신되는 신호를 차등 증폭하기 위하여 제1 증폭부(220)는 안테나부(100)로부터 수신되는 무선 신호를 증폭시키기 위한 주증폭기(222); 및 상기 주증폭기(222)로부터 증폭된 무선 신호를 순차적으로 감쇄시키기 위한 복수 개의 감쇄기를 포함할 수 있음은 전술한 바와 같다.
여기서, 주증폭기(222)는 이득 제어부(500)에 의하여 제어되는 이득 값보다 높은 고증폭 이득 값을 가진다. 예를 들어, 제3 그룹으로 그룹화된 단말 장치는 제1 증폭부(220)로부터 w2의 이득 값으로 증폭되도록 제어되는바, 주증폭기(222)와 제1 감쇄기(224)를 거쳐 제1 변환부(240)로 무선 신호의 전달 경로가 형성되도록 제어된다. 또한, 제2 그룹으로 그룹화된 단말 장치는 제1 증폭부(220)로부터 w1의 이득 값으로 증폭되도록 제어되는바, 주증폭기(222)와 제1 감쇄기(224) 및 제2 감쇄기(226)를 거쳐 제1 변환부(240)로 무선 신호의 전달 경로가 형성되도록 제어되고, 제1 그룹으로 그룹화된 단말 장치는 제1 증폭부(220)로부터 w0의 이득 값으로 증폭되도록 제어되는바, 주증폭기(222)와 제1 감쇄기(224), 제2 감쇄기(226) 및 제3 감쇄기(228)를 거쳐 제1 변환부(240)로 무선 신호의 전달 경로가 형성되도록 제어될 수 있음은 전술한 바와 같다.
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 이동형 기지국 장치 및 이를 이용한 무선 통신 방법에 의하면, 복수 개의 단말 장치로부터 수신되는 무선 신호를 무선 자원 분배시에 결정되는 그룹별로 차등 증폭하여, 단말 장치로부터 수신되는 무선 신호의 통달 거리를 확장할 수 있다.
또한, 상용 이동 통신 시스템에 비하여 추가적인 기지국 장치의 설치가 용이하지 않은 군용 이동 통신 시스템에서 별도의 기지국 장치를 증설함이 없이도 군사 작전을 위한 안정적인 통신망을 구현할 수 있다.
상기에서, 본 발명의 바람직한 실시 예가 특정 용어들을 사용하여 설명 및 도시되었지만 그러한 용어는 오로지 본 발명을 명확하게 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시 예 및 기술된 용어는 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시 예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 되며, 본 발명의 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.
100: 안테나부 200: 상향 링크부
300: 하향 링크부 400: 무선 자원 분배부
500: 이득 제어부

Claims (9)

  1. 복수 개의 단말 장치로부터 무선 신호를 수신하는 안테나부;
    상기 안테나부로부터 수신되는 무선 신호의 이동 경로를 형성하고, 상기 무선 신호를 증폭하기 위한 증폭부를 구비하는 상향 링크부;
    상기 상향 링크부로부터 수신되는 무선 신호의 세기에 따라 상기 복수 개의 단말 장치를 그룹화하여, 그룹화된 단말 장치별로 서로 다른 시간 영역의 무선 자원을 할당하는 무선 자원 분배부; 및
    상기 그룹화된 단말 장치별로 서로 다른 소정의 이득 값으로 증폭되도록 상기 증폭부의 이득 값을 제어하는 이득 제어부;를 포함하고,
    상기 무선 자원 분배부는 각 그룹 내의 단말 장치에 서로 다른 주파수 영역의 무선 자원을 할당하는 이동형 기지국 장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 상향 링크부는, 상기 증폭부로부터 증폭된 무선 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 변환부를 더 포함하고,
    상기 이득 제어부는, 상기 증폭부로부터 증폭되는 무선 신호가 상기 변환부의 동작 범위 내의 세기를 가지도록 상기 증폭부의 이득 값을 제어하는 이동형 기지국 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 증폭부는,
    상기 안테나부로부터 수신되는 무선 신호를 증폭시키기 위한 주증폭기; 및
    상기 주증폭기로부터 증폭된 무선 신호를 순차적으로 감쇄시키기 위한 복수 개의 감쇄기;를 포함하는 이동형 기지국 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 안테나부로 송신하는 무선 신호의 이동 경로를 형성하는 하향 링크부;를 더 포함하는 이동형 기지국 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 하향 링크부를 통하여 송신되는 무선 신호는 상기 무선 자원 분배부로부터 할당된 무선 자원의 정보를 포함하는 이동형 기지국 장치.
  7. 복수 개의 단말 장치로부터 참조 신호를 수신하는 과정;
    수신되는 참조 신호의 세기에 따라 상기 복수 개의 단말 장치를 시간 영역으로 그룹화하는 과정;
    상기 복수 개의 단말 장치에 각각 무선 자원을 할당하는 과정;
    상기 그룹화된 단말 장치별로 서로 다른 소정의 이득 값으로 증폭되도록 이득 값을 제어하는 과정; 및
    상기 복수 개의 단말 장치로부터 수신되는 무선 신호를 상기 제어된 이득 값으로 증폭하는 과정;을 포함하고,
    상기 복수 개의 단말 장치에 무선 자원을 할당하는 과정은, 각 그룹 내에 포함되는 단말 장치를 주파수 영역으로 분리하여 무선 자원을 할당하는 무선 통신 방법.
  8. 삭제
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 그룹화된 단말 장치별로 이득 값을 제어하는 과정은,
    상기 복수 개의 단말 장치로부터 수신되는 무선 신호가 소정 범위 내의 세기를 가지도록 이득 값을 제어하는 무선 통신 방법.
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