KR101974550B1 - 이동형 기지국 장치 - Google Patents

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KR101974550B1
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Abstract

본 발명은 이동형 기지국 장치 및 이를 이용한 무선 통신 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기간망과 무선으로 통신을 수행하기 위한 이동형 기지국 장치 및 이를 이용한 무선 통신 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 이동형 기지국 장치는 무선 신호를 송수신하기 위한 안테나부; 상기 안테나부를 통하여 기간망 및 사용자 단말기와 각각 무선 링크를 형성하는 기지국부; 상기 안테나부를 통하여 다른 기지국과 무선 링크를 형성하는 통신 단말부; 상기 기지국부와 안테나부를 연결하고, 상기 무선 신호의 사용 주파수 대역을 복수 개의 제1 서브 채널로 분할하는 제1 필터부; 상기 통신 단말부와 안테나부를 연결하고, 상기 무선 신호의 사용 주파수 대역을 복수 개의 제2 서브 채널로 분할하는 제2 필터부; 및 상기 제1 서브 채널 및 상기 제2 서브 채널의 활성화 여부를 선택적으로 제어하는 필터 제어부;를 포함한다.

Description

이동형 기지국 장치{MOBILE BASE STATION APPARATUS}
본 발명은 이동형 기지국 장치 및 이를 이용한 무선 통신 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기간망과 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.
또한, 4G LTE(Long Term Evolution) 서비스의 대중화로 인하여, 기지국은 대용량의 음성 및 데이터 패킷을 취합하여 기간망에 전달하여 주는 백홀(Backhaul) 링크의 구성도 필수적으로 요구되고 있다. 그러나, 이러한 기지국을 이용한 백홀 링크의 구성은 안정적인 통신 서비스의 제공을 위하여 기간망과 광케이블 등의 연결을 통한 유선 방식으로 구현된다.
군용 이동 통신 환경에서는 기지국과 사용자 단말기가 서로 이동하면서 전장 상황에 적합한 통신망을 능동적으로 구성해야 할 필요가 있다. 따라서, 군용 이동 통신 환경에서는 기지국 장비를 차량에 탑재하여 이동하며, 기지국 수요가 있는 곳에 차량을 이동시켜 차량이 정지된 상태에서 기존 기지국들과 별도의 전송 장비를 통하여 백홀 링크를 형성하여 기간망과 연결된다.
즉, 종래의 군용 이동 통신 환경에서는 기지국 간의 백홀 링크 형성을 위하여 유선으로 연결되거나, 별도의 전송 장비가 필요하여 지형 및 전장 환경이 열악한 지역에서 운용 편의성이 현저하게 저하되는 문제점이 있었다.
KR 10-2015-0161305 A
본 발명은 이동 통신 환경에서 별도의 전송 장비 없이 무선 통신을 수행할 수 있는 이동형 기지국 장치 및 이를 이용한 무선 통신 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 이동형 기지국 장치는 무선 신호를 송수신하기 위한 안테나부; 상기 안테나부를 통하여 기간망 및 사용자 단말기와 각각 무선 링크를 형성하는 기지국부; 상기 안테나부를 통하여 다른 기지국과 무선 링크를 형성하는 통신 단말부; 상기 기지국부와 안테나부를 연결하고, 상기 무선 신호의 사용 주파수 대역을 복수 개의 제1 서브 채널로 분할하는 제1 필터부; 상기 통신 단말부와 안테나부를 연결하고, 상기 무선 신호의 사용 주파수 대역을 복수 개의 제2 서브 채널로 분할하는 제2 필터부; 및 상기 제1 서브 채널 및 상기 제2 서브 채널의 활성화 여부를 선택적으로 제어하는 필터 제어부;를 포함하고, 상기 기지국부는, 상기 기지국부가 송신하는 신호의 경로와 상기 기지국부로 수신되는 신호의 경로를 전환하기 위한 제1 스위치부를 포함하고, 상기 통신 단말부는, 상기 통신 단말부가 송신하는 신호의 경로와 상기 통신 단말부로 수신되는 신호의 경로를 전환하기 위한 제2 스위치부를 포함한다.
상기 안테나부는, 단일 대역(In-band)의 무선 신호를 송수신할 수 있다.
상기 안테나부는, 상기 기지국부와 통신 단말부에 공유될 수 있다.
상기 기지국부 및 통신 단말부는 각각 송신하는 신호의 사용 주파수 정보를 필터 제어부에 전송하고, 상기 필터 제어부는, 상기 기지국부로부터 사용 주파수 정보가 전송되면 상기 사용 주파수 정보를 포함하는 제2 서브 채널을 비활성화시키고, 상기 통신 단말부로부터 사용 주파수 정보가 전송되면 상기 사용 주파수 정보를 포함하는 제1 서브 채널을 비활성화시킬 수 있다.
상기 주파수 정보는, 송신하는 신호의 사용 주파수 값 및 상기 주파수 값에 대응하는 주파수 인덱스(Index) 값 중 적어도 하나의 값을 포함할 수 있다.
상기 제1 필터부 및 제2 필터부는, 서로 다른 통과 대역을 가지는 복수 개의 필터로 형성되는 필터 뱅크를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 이동형 기지국 장치 및 이를 이용한 무선 통신 방법에 의하면, 기지국을 기간망과 연결하기 위한 별도의 유선 설비가 요구되지 않으며, 무선으로 기지국과 기간망을 연결하여 기지국의 이동 및 추가에 따른 유동적인 통신망을 구현할 수 있다.
또한, 이동형 기지국 장치 내의 기지국부 및 통신 단말부가 단일 대역의 무선 신호를 송수신하는 하나의 안테나를 사용할 수 있어 각 사용 주파수 대역에 필요한 안테나 또는 신호 처리부가 별도로 구비될 필요가 없으며, 기지국 간의 통신을 위한 별도의 전송 장비를 사용할 필요가 없어 통신 설비를 단순화할 수 있다.
뿐만 아니라, 이동형 기지국 장치에 포함되는 기지국부 및 통신 단말부 상호 간의 자기 간섭 신호를 상위 프로토콜이 아닌, RF 단에서 적은 복잡도로 제거할 수 있게 되어 휴대형 제작을 통한 이동 운용 및 군사 작전의 편의성을 향상시킬 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 주파수 대역이 복수 개의 서브 채널로 분할되는 모습을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이동형 기지국 장치 간의 무선 통신 방법을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 방법을 나타내는 흐름도.
본 발명에 따른 이동형 기지국 장치 및 이를 이용한 무선 통신 방법은 별도의 전송 장비 없이 기간망 및 사용자 단말기와 통신하는 동시에 다른 기지국과 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 장비는 고정되어 있고, 고정된 기지국과 LTE 기간망 간에는 광대역 유선 링크로 연결되어 있다. 상용 이동 통신에서의 기지국은 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.
기지국과 기간망이 유선으로 연결되는 상용 이동 통신 시스템에 대하여, 최근 스몰 셀(Small Cell) 기술의 발전과 함께 소규모의 기지국이 셀 반경 내에서 사용자 단말기에 고속의 데이터 서비스를 제공하고, 기간망과 무선 백홀 링크를 형성하는 기술이 발전되고 있다.
그러나, 이러한 스몰 셀 환경에서의 통신은 기지국과 사용자 단말기 사이의 무선 링크는 3 GHz 이하의 주파수 대역을 사용하고, 기지국과 기간망 사이의 무선 링크는 6 GHz 이상의 주파수 대역을 사용하여, 다중 대역(Multi-Band) 주파수 방식으로 각 무선 링크간의 간섭을 최소화하면서 운용되고 있다.
그러나, 이러한 다중 대역을 사용하는 무선 백홀 링크 시스템에서는 서로 다른 대역에 적합한 안테나 및 신호 처리 장비가 추가적으로 필요하게 되며, 추가적인 주파수 자원을 사용하기 위한 비용 증가의 문제가 발생하게 된다. 이에, 다중 대역을 사용하지 않고 단일 대역(In-Band)으로 무선 백홀 링크를 운용하게 되면, 단일 대역 내에서 수신기로 유입되는 유효 수신 신호보다 강한 자기 간섭 신호의 발생으로 인한 통신 성능 저하의 문제점이 발생한다.
즉, 무선 백홀 링크를 형성하기 위한 스몰 셀 환경에서의 통신은 기지국과 사용자 단말기 사이의 무선 링크와 기지국과 기간망 사이의 무선 링크를 위해 주파수가 서로 수 GHz 이상 이격된 환경에서 운용을 하기 때문에 각 사용 주파수 대역에 필요한 안테나, RF 수신기, 신호 처리기를 별도로 가져가야 한다. 또한, 주파수를 이격하지 않고 동일 주파수 밴드 내에서 무선 백홀망을 구성할 경우 동일 주파수 밴드 내의 강한 자기 간섭 신호로 인하여 정상적인 무선 백홀망을 구성할 수 없는 문제점이 있었다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이동형 기지국 장치의 구성을 나타내는 도면이고, 도 3은 주파수 대역이 복수 개의 서브 채널로 분할되는 모습을 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 이동형 기지국 장치(100)는 무선 신호를 송수신하기 위한 안테나부(110); 상기 안테나부(110)를 통하여 기간망 및 사용자 단말기와 각각 무선 링크를 형성하는 기지국부(120); 상기 안테나부(110)를 통하여 다른 기지국과 무선 링크를 형성하는 통신 단말부(130); 상기 기지국부(120)와 안테나부(110)를 연결하고, 상기 무선 신호의 사용 주파수 대역을 복수 개의 제1 서브 채널로 분할하는 제1 필터부(140); 상기 통신 단말부(130)와 안테나부(110)를 연결하고, 상기 무선 신호의 사용 주파수 대역을 복수 개의 제2 서브 채널로 분할하는 제2 필터부(150); 및 상기 제1 서브 채널 및 상기 제2 서브 채널의 활성화 여부를 선택적으로 제어하는 필터 제어부(160);를 포함한다.
안테나부(110)는 이동형 기지국 장치(100)에 구비되어 기지국부(120)와 사용자 단말기 간의 무선 링크 및 기지국부(120)와 기간망 간의 무선 링크를 형성할 뿐만 아니라, 통신 단말부(130)와 다른 기지국 간의 무선 링크를 형성한다. 여기서, 안테나부(110)는 기지국부(120)와 통신 단말부(130) 모두에 공유되는 단일의 안테나로 구성될 수 있다. 즉, 단일의 안테나로 형성되는 안테나부(110)는 기지국부(120)의 무선 신호 송신과 수신 및 통신 단말부(130)의 무선 신호를 송신 및 수신을 단일 밴드 내에서 수행할 수 있으며, 단일 즉, 하나의 대역의 무선 신호를 송수신하여 이동형 기지국 장치(100) 내의 RF 신호 처리를 위한 RF 신호 처리부 등을 별도로 가져갈 필요가 없게 된다.
기지국부(120)는 안테나부(110)를 통하여 기간망 및 사용자 단말기와 각각 무선 링크를 형성한다. 기지국부(120)는 일정한 셀 내에서 기간망과 사용자 단말기 사이의 인터페이스 기능을 수행하며, 무선 신호를 송수신하는 안테나부(110)를 통하여 CDMA, GSM, WCDMA, LTE 등 이동 통신망의 기간망과 무선 링크를 형성한다.
여기서, 사용자 단말기는 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.
기지국부(120)는 기지국 모뎀(121)(MODEM: MOdulator and DEModulator), 기지국 하향 링크(DL) RF(122), 기지국 상향 링크(UL) RF(123) 및 제1 스위치(124)를 포함할 수 있다. 기지국 모뎀(121)은 기지국 하향 링크(DL) RF(122)를 통하여 수신하는 신호를 복조하거나, 변조 신호를 생성하여 기지국 상향 링크(UL) RF(123)로 송신하는 기능을 수행하며, 기지국 하향 링크(DL) RF(122)는 기지국부(120)가 수신하는 신호의 이동 경로를 형성하며, 기지국 상향 링크(UL) RF(123)는 기지국부(120)가 송신하는 신호의 이동 경로를 형성한다.
제1 스위치(124)는 기지국 하향 링크(DL) RF(122) 및 기지국 상향 링크(UL) RF(123)와 연결되어 기지국부(120)가 송신하는 신호의 경로와 기지국부(120)로 수신되는 신호의 경로를 전환한다. 제1 스위치(124)는 기지국 하향 링크(DL) RF(122)와 기지국 상향 링크(UL) RF(123)를 선택적으로 차단하는 스위치 회로로 구성될 수 있으며, 제1 스위치(124)에 의하여 기지국부(120) 내에서의 신호 이동 경로를 다중화할 수 있게 된다. 즉, 기지국부(120)에서 기간망 또는 사용자 단말기로 송신하는 신호가 자기 간섭에 의하여 기지국부(120)로 다시 수신되는 것을 제1 스위치(124)에 의하여 방지할 수 있게 된다.
통신 단말부(130)는 안테나부(110)를 통하여 다른 기지국과 무선 링크를 형성한다. 여기서 다른 기지국이라 함은 이동형 기지국 장치(100)에 구비되는 기지국부(120)가 아닌, 다른 셀 범위를 갖는 고정 기지국 또는 이동형 기지국 장치(100)가 복수 개로 구비되어 상호 통신을 수행하는 경우의 다른 이동형 기지국 장치(100)에 포함되는 기지국부(120)일 수 있다.
통신 단말부(130)는 통신 단말 모뎀(131), 통신 단말 하향 링크(DL) RF(132), 통신 단말 상향 링크(UL) RF(133) 및 제2 스위치(134)를 포함할 수 있다. 통신 단말 모뎀(131)은 통신 단말 하향 링크(DL) RF(132)를 통하여 수신하는 신호를 복조하거나, 변조 신호를 생성하여 통신 단말 상향 링크(UL) RF(133)로 송신하는 기능을 수행하며, 통신 단말 하향 링크(DL) RF(132)는 통신 단말부(130)가 수신하는 신호의 이동 경로를 형성하며, 통신 단말 상향 링크(UL) RF(133)는 통신 단말부(130)가 송신하는 신호의 이동 경로를 형성한다.
제2 스위치(134)는 통신 단말 하향 링크(DL) RF(132) 및 통신 단말 상향 링크(UL) RF(132)와 연결되어 통신 단말부(130)가 송신하는 신호의 경로와 통신 단말부(130)로 수신되는 신호의 경로를 전환한다. 제1 스위치(124) 또한, 통신 단말 하향 링크(DL) RF(132)와 통신 단말 상향 링크(UL) RF(133)를 선택적으로 차단하는 스위치 회로로 구성될 수 있으며, 제2 스위치(134)에 의하여 통신 단말부(130) 내에서의 신호 이동 경로를 다중화할 수 있게 된다. 즉, 통신 단말부(130)에서 다른 기지국으로 송신하는 신호가 자기 간섭에 의하여 통신 단말부(130)로 다시 수신되는 것을 제2 스위치(134)에 의하여 방지할 수 있게 됨은 제1 스위치(124)에서와 같다.
제1 필터부(140)는 기지국부(120)의 제1 스위치(124)와 연결되어 무선 신호의 사용 주파수 대역을 복수 개의 제1 서브 채널로 분할한다. 즉, 제1 필터부(140)는 기지국부(120)와 안테나부(110)를 연결하는 신호 이동 경로를 형성하며, 기지국부(120)와 안테나부(110) 사이에서 무선 신호의 사용 주파수 대역을 복수 개의 제1 서브 채널로 분할한다.
또한, 제2 필터부(150)는 통신 단말부(130)의 제2 스위치(134)와 연결되어 무선 신호의 사용 주파수 대역을 복수 개의 제2 서브 채널로 분할한다. 즉, 제2 필터부(150)는 통신 단말부(130)와 안테나부(110)를 연결하는 신호 이동 경로를 형성하며, 통신 단말부(130)와 안테나부(110) 사이에서 무선 신호의 사용 주파수 대역을 복수 개의 제2 서브 채널로 분할한다. 이와 같이 제1 필터부(140) 및 제2 필터부(150)는 안테나부(110)와 연결되어 단일의 안테나부(110)를 통하여 무선 신호를 송수신할 수 있게 된다.
본 발명의 실시 예에 따른 이동형 기지국 장치(100)에서 안테나부(110)는 단일 대역의 무선 신호를 송수신하며, 단일 대역의 무선 신호는 이동형 기지국 장치(100)에 할당되는 사용 주파수 대역을 가진다. 즉, 일반적으로 복수 개의 기지국 사이에서는 각 기지국이 형성하는 셀을 구획하기 위하여 각 기지국에 할당되는 사용 주파수 대역을 가지는데, 본 발명의 실시 예에 따른 이동형 기지국 장치(100)의 경우 기지국부(120)가 상기 기지국의 역할을 수행하게 되어 일정 범위의 사용 주파수 대역이 할당된다.
따라서, 제1 필터부(140) 및 제2 필터부(150)는 사용 주파수 대역을 상기 기지국부(120) 및 통신 단말부(130)에 대하여 각각 복수 개의 제1 서브 채널 및 제2 서브 채널로 분할할 수 있게 된다. 여기서, 제1 필터부(140) 및 제2 필터부(150)는 서로 다른 통과 대역을 가지는 복수 개의 필터로 형성되는 필터 뱅크를 포함하여, 사용 주파수 대역을 복수 개의 필터 조합에 의하여 서브 채널로 분할할 수 있다.
필터 제어부(160)는 상기 제1 서브 채널 및 제2 서브 채널의 활성화 여부를 선택적으로 제어한다. 필터 제어부(160)가 제1 서브 채널 및 제2 서브 채널의 활성화 여부를 선택적으로 제어하는 과정은 도 3과 관련하여 상세하게 설명하기로 한다.
제어부(170)는 기지국부(120) 및 통신 단말부(130)와 연결되며, 조정부(180)로부터 전달받은 정보를 바탕으로 기지국부(120)과 통신 단말부(130)의 동작 상태를 설정하는 기능을 수행한다. 보다 상세하게는, 제어부(170)는 기지국부(120)의 기지국 모뎀(121) 및 통신 단말부(130)의 통신 단말 모뎀(131)의 신호 변조 방법 등을 설정할 수 있다. 또한, 제어부(170)는 통신 단말 하향 링크(DL) RF(132), 통신 단말 상향 링크(UL) RF(133), 기지국 단말 하향 링크(DL) RF(122) 및 기지국 단말 상향 링크(DL) RF(123)의 주파수 정보를 설정할 수 있다.
조정부(180)는 사용자의 외부 명령 및 장치 동작을 위한 사용 주파수, 변조 방법 등의 설정 파라미터를 입력하는 기능을 수행한다. 또한, 제어부(170)으로부터 전달받은 장치 내의 정보를 표시하는 기능을 수행할 수 있다.
도 3(a)는 단일 대역 내에서 사용 주파수가 복수 개의 서브 채널로 분할되는 모습을 도시하는 도면이다. 각각의 서브 채널(#1, #2,..., #N)은 사용 주파수가 N개로 분할된 경우의 해당 주파수 범위를 갖는 각각의 채널을 의미한다. 이와 같이 사용 주파수가 복수 개의 서브 채널로 분할된 필터부는 기지국부(120)와 안테나부(110) 사이의 제1 필터부(140)로써 및 통신 단말부(130)와 안테나부(110) 사이의 제2 필터부(150)로써 각각 구비된다. 여기서, 제1 필터부(140)와 제2 필터부(150)는 사용 주파수 대역이 동일하게 분할된 각각의 서브 채널을 가질 수도 있으나, 필요에 따라 제1 필터부(140)와 제2 필터부의 분할 개수를 다르게 설정할 수도 있음은 물론이다.
기지국부(120) 및 통신 단말부(130)는 각각 송신하는 신호의 사용 주파수 정보를 필터 제어부(160)에 전송한다. 예를 들어, 통신 단말부(130)가 기간망 또는 사용자 단말기에 신호를 송신하는 경우 통신 단말부(130)는 송신하는 신호의 사용 주파수 정보를 필터 제어부(160)에 전송한다. 여기서, 사용 주파수 정보는 송신하는 신호의 실제 주파수 값인 사용 주파수 값일 수 있으며, 미리 설정된 각각의 서브 채널에 해당하는 인덱스(Index: #1, #2,...,#N)를 나타내는 주파수 인덱스 값일 수 있다.
통신 단말부(130)로부터 송신하는 신호의 사용 주파수 정보가 필터 제어부(160)에 전송되면 제1 필터부(140) 및 제2 필터부(150)는 도 3(b)에 도시된 바와 같이 제1 서브 채널 및 제2 서브 채널의 활성화 여부를 선택적으로 제어한다. 예를 들어, 사용 주파수 정보가 서브 채널 #1의 영역에 포함되는 정보인 경우, 필터 제어부(160)는 제2 필터부(150)의 제2 서브 채널 #1을 온(ON) 상태로 활성화시키고, 제1 필터부(140)의 제1 서브 채널 #1을 오프(OFF) 상태로 비활성화시킨다.
이에 의하여 통신 단말부(130)로부터 송신되는 신호는 제1 필터부(140)에 의하여 기지국부(120)로 전송되는 것을 차단할 수 있게 되고, 단일 밴드 환경에서 통신 단말부(130)와 기지국부(120)가 상호 간섭없이 통신이 가능하게 된다.
반대로, 기지국부(120)로부터 송신하는 신호의 사용 주파수 정보가 필터 제어부(160)에 전송되는 경우, 필터 제어부(160)는 제1 필터부(140)의 제1 서브 채널 #1을 온(ON) 상태로 활성화시키고, 제2 필터부(150)의 제2 서브 채널 #1을 오프(OFF) 상태로 비활성화시킨다. 이에 의하여 기지국부(120)로부터 송신되는 신호 또한 제2 필터부(150)에 의하여 통신 단말부(130)로 전송되는 것을 차단할 수 있게 됨은 전술한 바와 같다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이동형 기지국 장치 간의 무선 통신 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시 예에 따른 이동형 기지국 장치 간의 무선 통신 방법은 전술한 바와 같이 기간망과 사용자 단말기 사이에서 무선 링크를 형성하는 기지국부 및 다른 기지국과 무선 링크를 형성하는 통신 단말부가 단일 안테나부와 제어부를 를 공유하도록 통합된 이동형 기지국 장치가 복수 개로 포함되어 무선 통신을 수행할 수 있다.
무선 통신을 수행하기 위하여 각각의 이동형 기지국 장치는 복수 개로 구비되며, 각 이동형 기지국 장치(100, 200, 300, 400)는 각각의 셀 영역 내에서 복수 개의 사용자 단말기와 무선 링크를 형성한다. 이동형 기지국 장치들은 종래의 이격된 주파수 대역을 사용하는 스몰 셀 환경에서의 통신 장비와는 다르게 단일 밴드(In-Band) 내의 서로 다른 주파수를 사용하며 각각의 주파수 범위는 사용 주파수 대역으로 정의된다.
이동형 기지국 장치(100)는 기간망 및 셀 영역 내의 사용자 단말기와 무선 링크를 형성하여 통신을 수행하며, 다른 이동형 기지국 장치(200, 300, 400)에 포함되는 기지국부 및 통신 단말부와도 무선 통신이 가능하다. 즉, 이동형 기지국 장치(100) 내의 통신 단말부는 다른 이동형 기지국 장치(200, 300, 400)의 기지국부와 무선 통신을 수행하며, 이동형 기지국 장치(100) 내의 기지국부는 인접한 다른 이동형 기지국 장치(200, 300, 400)의 통신 단말부와 무선 통신을 수행할 수 있다.
복수 개의 이동형 기지국 장치들은 각각의 셀 영역을 구획하기 위하여 단일 밴드(In-Band) 내의 서로 다른 주파수를 사용하며 이동형 기지국 장치들은 다른 이동형 기지국 장치들이 사용하는 사용 주파수 대역 및 다른 이동형 기지국 장치 내의 기지국부 및 통신 단말부가 사용하는 사용 주파수 정보를 가지도록 초기 설정된다. 각 이동형 기지국 장치들은 다른 이동형 장치들에 대하여 미리 설정된 상기의 사용 주파수 정보를 이용하여 다른 이동형 기지국 장치들과 선택적으로 무선 통신을 할 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 방법은 기간망과 사용자 단말기 사이에서 무선 링크를 형성하는 기지국부(120) 및 다른 기지국과 무선 링크를 형성하는 통신 단말부(130)가 통합된 이동형 기지국 장치의 무선 통신 방법으로서, 신호를 생성하는 과정(S100); 상기 생성된 신호의 사용 주파수 정보를 확인하는 과정(S200); 상기 이동형 기지국 장치의 사용 주파수 대역을 상기 기지국부(120) 및 통신 단말부(130)에 대하여 각각 복수 개의 제1 서브 채널 및 제2 서브 채널로 분할하고, 상기 확인된 사용 주파수 정보에 따라 상기 제1 서브 채널 및 상기 제2 서브 채널의 활성화 여부를 제어하는 과정(S310, S320); 및 상기 서브 채널을 통하여 필터링된 신호를 무선으로 송신하는 과정(S400);을 포함한다.
통신 단말부(130)가 다른 기지국 또는 다른 이동형 기지국 장치에 포함되는 기지국부와 무선으로 통신하는 과정은, 먼저 조정부(180)의 입력에 따라 제어부(170)에서 통신 단말부(130)에 상향 링크(UL) 신호의 송출을 요청한다. 제어부(170)로부터 상기의 요청이 입력되면, 통신 단말부의 통신 단말 모뎀(131)은 상향 링크(UL) 신호를 생성하여 통신 단말 상향 링크(UL) RF(133)를 통하여 신호를 전달한다. 즉, 제어부(170)는 상향 링크(UL) 신호의 송출시 제2 스위치(134)부를 제어하여 통신 단말 상향 링크(UL) RF(133)로 신호 경로가 전환되도록 할 수 있다.
상기와 같은 과정에 의하여 신호가 생성되면, 필터 제어부(160)는 생성된 신호의 사용 주파수 정보를 확인한다. 즉, 통신 단말 상향 링크(UL) RF(133)는 송신하는 신호의 사용 주파수 값 또는 사용 주파수 값에 대응하는 주파수 인덱스 값 등을 필터 제어부(160)에 전달하고, 전달된 사용 주파수 정보에 의하여 필터 제어부(160)는 사용 주파수 정보를 확인할 수 있다.
이후, 필터 제어부(160)는 기지국부(120)와 안테나부(110) 사이에서 무선 신호의 사용 주파수 대역이 복수 개의 제1 서브 채널로 분할된 제1 필터부(140)와 통신 단말부(130)와 안테나부(110) 사이에서 무선 신호의 사용 주파수 대역이 복수 개의 제2 서브 채널로 분할된 제2 필터부(150)를 각각 제어한다. 즉, 통신 단말부(130)로부터 서브 채널 #1에 포함되는 사용 주파수 정보가 필터 제어부(160)로 전달되면, 필터 제어부(160)는 제1 필터부(140)의 제1 서브 채널 #1을 오프(OFF)하여 비활성화시키고, 제2 필터부(150)의 제2 서브 채널 #1을 온(ON)하여 활성화시킨다(S310).
따라서, 통신 단말 상향 링크(UL) RF(133)로부터 제2 스위치(134)를 거쳐 송출되는 신호는 제2 필터부(150)의 제2 서브 채널 #1을 통과하여 안테나부(110)로 전송된다. 이때, 제1 필터부(140)의 제1 서브 채널 #1은 오프(OFF) 상태이므로 통신 단말 상향 링크(UL) RF(133)로부터 송출되는 신호가 기지국부(120)로 다시 수신되는 것을 차단할 수 있게 되어 자기 간섭 신호의 진입이 억제될 수 있다.
상기와 같이 자기 간섭이 억제된 상향 링크(UL) 신호는 안테나부(110)를 통하여 무선으로 송신되어 다른 기지국 또는 다른 이동형 기지국 장치에 포함되는 기지국부에 전달된다.
또한, 기지국부(120)가 기간망 또는 사용자 단말기와 무선으로 통신하는 과정은, 제어부(170)에서 기지국부(120)에 상향 링크(UL) 신호의 송출을 요청하면, 제1 스위치(124)부를 제어하여 기지국 상향 링크(UL) RF(123)를 통하여 신호가 전달된다. 이후 기지국부(120)로부터 서브 채널 #1에 포함되는 사용 주파수 정보가 필터 제어부(160)로 전달되면, 필터 제어부(160)는 제1 필터부(140)의 제1 서브 채널 #1을 온(ON)하여 활성화시키고, 제2 필터부(150)의 제2 서브 채널 #1을 오프(OFF)하여 비활성화시킨다(S320).
따라서, 기지국 상향 링크(UL) RF(123)로부터 제1 스위치(124)를 거쳐 송출되는 신호는 제1 필터부(140)의 제1 서브 채널 #1을 통과하여 안테나부(110)로 전송되며, 이때 제2 필터부(150)의 제2 서브 채널 #1은 오프(OFF) 상태이므로 기지국 상향 링크(UL) RF(123)로부터 송출되는 신호가 통신 단말부(130)로 다시 수신되는 것을 차단할 수 있게 됨은 전술한 바와 같다.
상기와 같은 이동형 기지국 장치를 이용한 무선 통신의 경우, 기지국을 기간망과 연결하기 위한 별도의 유선 설비가 요구되지 않으며, 무선으로 기지국과 기간망을 연결하여 기지국의 이동 및 추가에 따른 유동적인 통신망을 구현할 수 있다.
또한, 이동형 기지국 장치 내의 기지국부 및 통신 단말부가 단일 대역의 무선 신호를 송수신하는 하나의 안테나를 사용할 수 있어 각 사용 주파수 대역에 필요한 안테나 또는 신호 처리부가 별도로 구비될 필요가 없으며, 기지국 간의 통신을 위한 별도의 전송 장비를 사용할 필요가 없어 통신 설비를 단순화할 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.

Claims (6)

  1. 무선 신호를 송수신하기 위한 안테나부;
    상기 안테나부를 통하여 기간망 및 사용자 단말기와 각각 무선 링크를 형성하는 기지국부;
    상기 안테나부를 통하여 다른 기지국과 무선 링크를 형성하는 통신 단말부;
    상기 기지국부와 안테나부를 연결하고, 상기 무선 신호의 사용 주파수 대역을 복수 개의 제1 서브 채널로 분할하는 제1 필터부;
    상기 통신 단말부와 안테나부를 연결하고, 상기 무선 신호의 사용 주파수 대역을 복수 개의 제2 서브 채널로 분할하는 제2 필터부; 및
    상기 제1 서브 채널 및 상기 제2 서브 채널의 활성화 여부를 선택적으로 제어하는 필터 제어부;를 포함하고,
    상기 기지국부는, 상기 기지국부가 송신하는 신호의 경로와 상기 기지국부로 수신되는 신호의 경로를 전환하기 위한 제1 스위치부를 포함하고,
    상기 통신 단말부는, 상기 통신 단말부가 송신하는 신호의 경로와 상기 통신 단말부로 수신되는 신호의 경로를 전환하기 위한 제2 스위치부를 포함하고,
    상기 안테나부는, 상기 기지국부와 통신 단말부에 공유되며,
    상기 기지국부 및 통신 단말부는 각각 송신하는 신호의 사용 주파수 정보를 필터 제어부에 전송하고,
    상기 필터 제어부는, 상기 기지국부로부터 사용 주파수 정보가 전송되면 상기 사용 주파수 정보를 포함하는 제2 서브 채널을 비활성화시키고, 상기 통신 단말부로부터 사용 주파수 정보가 전송되면 상기 사용 주파수 정보를 포함하는 제1 서브 채널을 비활성화시키는 이동형 기지국 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 안테나부는, 단일 대역(In-band)의 무선 신호를 송수신하는 이동형 기지국 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 주파수 정보는, 송신하는 신호의 사용 주파수 값 및 상기 주파수 값에 대응하는 주파수 인덱스(Index) 값 중 적어도 하나의 값을 포함하는 이동형 기지국 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 필터부 및 제2 필터부는, 서로 다른 통과 대역을 가지는 복수 개의 필터로 형성되는 필터 뱅크를 포함하는 이동형 기지국 장치.
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