KR102034030B1

KR102034030B1 - 무선통신 망 이중화 방법 및 장치

Info

Publication number: KR102034030B1
Application number: KR1020130045585A
Authority: KR
Inventors: 이남석; 이숙진
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2013-04-24
Filing date: 2013-04-24
Publication date: 2019-10-18
Also published as: US9301148B2; KR20140127054A; US20140323139A1

Abstract

본 발명은 신뢰성과 안정성이 보장되어야 하는 철도 무선통신망의 이중화 구조에 있어서 주파수 자원을 효율적으로 구축할 수 있는 방법을 제시하며, 무선신호의 품질을 향상시키는 무선통신 망 이중화 방법 및 장치에 관한 것으로서 이중의 셀 커버리지를 형성하는 제 1 기지국 및 제 2 기지국의 동일한 주파수 대역을 복수의 주파수 자원(RB; Resource Block)으로 분할하는 단계; 분할된 주파수 자원 각각을 상호 동일한 구조로 구성된 제 1 분할 주파수(FP; Frequency Partition) 및 제 2 분할 주파수로 분할하는 단계; 및 상기 제 1 기지국은 상기 제 1 분할 주파수에 할당된 제 1 주파수 자원을 이용하고, 상기 제 2 기지국은 상기 제 2 분할 주파수에 할당된 제 2 주파수 자원을 이용하여 데이터를 송수신하는 단계를 포함한다.

Description

무선통신 망 이중화 방법 및 장치{Method and apparatus for redundancy wireless communication networks}

본 발명은 무선통신 망 이중화 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게 본 발명은 신뢰성과 안정성이 보장되어야 하는 철도 무선통신망의 이중화 구조에 있어서 주파수 자원을 효율적으로 구축할 수 있는 방법을 제시하며, 무선신호의 품질을 향상시키는 무선통신 망 이중화 방법 및 장치에 관한 것이다.

현재 지상설비간 유선으로 구성되었던 열차 제어방식을 교체하고 지상장치 및 차상장치의 제어분담을 기능면으로부터 새롭게 구축하여, 무선을 이용한 안전하고 단순한 무선통신 기반 철도제어시스템(CBTC; Communication Based Train Control)이 개발되어 일부 국가에서는 실용화되었으며, 기술발전 추세에 따라 향후 무선통신 기반 열차 제어 및 통신 시스템은 현재보다 폭 넓게 철도에 적용될 것으로 예상되고 있다.

CBTC 시스템은 지상과 차상에 설치되며 상호간의 지속적인 통신을 통하여 열차운행의 안정성을 확보한다. 또한, 전통적인 유선 기반 신호제어시스템에 비교하여 운전 시격을 단축할 수 있으므로 수송용량의 증대를 기할 수 있고, 열차와 중앙제어시스템 간의 데이터 통신이 가능하므로 열차의 운행효율을 높일 수 있으며 철도의 안정성 및 편의성을 최적화할 수 있다.

이러한 무선을 이용한 CBTC 시스템은, 유럽의 경우 GSM 대역 일부를 철도전용으로 주파수를 할당 받아 GSM-R을 사용하고 있으며, 미국 등 일부 국가에서는 2.4 GHz대역 ISM(Industrial Scientific Medical)밴드의 IEEE 802.11 표준을 열차제어로 사용하고 있다. 국내 신분당선 등 사용하고 있는 CBTC 시스템의 무선 통신은 2.4GHz의 ISM 대역을 이용하고 있으며 향후 ISM 대역을 이용한 CBTC 시스템의 추가 설치를 계획하고 있다.

그러나, ISM 대역을 사용하는 무선통신기반 열차제어(RF-CBTC) 시스템은 2.4GHz 대역의 특성상 간섭 및 혼신 등의 문제 발생으로 인해 지속적인 성능확보가 어렵고 이로 인한 철도운행의 중단에 대한 우려를 지적되고 있으며, 이에 대한 조치로 철도 전용주파수 확보가 반드시 필요하다. 이러한 2.4GHz 대역의 국내 상황을 고려 할 때 간섭 및 혼신에 의해 운영상의 불확실성이 발생할 수 있고, 안정적인 열차운영을 위해서는 주파수분배절차와 기간의 어려움이 발생하더라고 철도 교통서비스의 안전하고 쾌적한 운행을 위한 철도전용주파수의 확보가 매우 필요한 상황이다.

그러나 최근 무선데이터가 폭발적으로 증가하고 있는 시점에서 철도 전용으로 많은 주파수 영역을 철도 전용으로 할당 받기는 쉽지가 않다. 특히 유사시 즉각 대응이 가능한 철도 네트워크 및 셀 커버리지 이중화를 반드시 구축하여야 한다. 결론적으로 기존 LTE 시스템에서는 철도 통신망 구성을 위한 인접 기지국간 주파수 간섭을 없애기 위해서는 2배의 주파수 소요량이 필요하다. 이럴 경우 전송량이 크지 않은 열차 제어 신호를 이중화하기 위하여 기존 소요량보다 2배의 주파수를 추가로 필요하기 때문에 주파수 효율성이 급격히 떨어지는 문제점이 있다. 한편, 한국 공개 특허 2007-0068162 등은 전송속도 용량 증대를 위한 이중화를 개시하는 것에 불과하여 한정된 주파수의 효율성 및 안정성을 높이기 위한 기술이 필요하다.

본 발명은 신뢰성과 안정성을 보장하여야 하는 철도 무선통신망의 이중화 구조에 있어서, 동일한 셀 식별자를 통한 주파수 할당을 하여 효율적인 무선통신 망을 구축하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 라디오 유닛(Radio Unit)의 위치를 효과적으로 배치하여 무선 신호의 품질을 향상 시키는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 신뢰성과 안정성을 보장하여야 하는 철도 무선통신망의 이중화 구조에서 각 기지국 신호의 동기화를 통하여 수신 감도를 향상시키는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무선통신 망 이중화 방법은 이중의 셀 커버리지를 형성하는 제 1 기지국 및 제 2 기지국의 동일한 주파수 대역을 복수의 주파수 자원(RB; Resource Block)들로 분할하는 단계; 분할된 주파수 자원들 각각을 상호 동일한 구조로 구성된 제 1 분할 주파수(FP; Frequency Partition) 및 제 2 분할 주파수로 분할하는 단계; 및 상기 제 1 기지국은 상기 제 1 분할 주파수에 할당된 제 1 주파수 자원을 이용하고, 상기 제 2 기지국은 상기 제 2 분할 주파수에 할당된 제 2 주파수 자원을 이용하여 데이터를 송수신하는 단계를 포함한다.

이 때, 상기 송수신하는 단계는, 상기 제 1 기지국은 상기 제 1 기지국의 무선신호 처리부인 제 1 라디오 유닛(RU; Radio Unit)에 데이터를 송신하고, 상기 제 2 기지국은 상기 제 2 기지국의 무선신호 처리부인 제 2 라디오 유닛에 데이터를 송신할 수 있다.

이 때, 상기 송수신하는 단계는, 상기 제 1 기지국 및 상기 제 2 기지국이 상기 제 1 기지국의 무선신호 처리부인 제 1 라디오 유닛 및 상기 제 2 기지국의 무선신호 처리부인 제 2 라디오 유닛에 데이터를 동시에 송신할 수 있다.

이 때, 상기 송수신하는 단계는, 상기 제 1 기지국은 상기 제 1 기지국의 무선신호 처리부인 제 1 라디오 유닛으로부터 데이터를 수신하고, 상기 제 2 기지국은 상기 제 2 기지국의 무선신호 처리부인 제 2 라디오 유닛으로부터 데이터를 수신할 수 있다.

이 때, 상기 송수신하는 단계는, 상기 제 1 기지국 및 상기 제 2 기지국이 상기 제 1 기지국의 무선신호 처리부인 제 1 라디오 유닛 및 상기 제 2 기지국의 무선신호 처리부인 제 2 라디오 유닛으로부터 데이터를 동시에 수신할 수 있다.

이 때, 상기 제 1 기지국이 형성하는 제 1 커버리지와 상기 제 2 기지국이 형성하는 제 2 커버리지는 동일한 셀 식별자(ID; IDentification)를 가질 수 있다.

이 때, 상기 제 1 라디오 유닛 및 상기 제 2 라디오 유닛은, 상기 셀 커버리지의 중심부에 설치될 수 있다.

이 때, 상기 제 1 라디오 유닛 및 상기 제 2 라디오 유닛은, 상기 셀 커버리지의 경계 지역에 지향성 안테나(directional Antenna)로 설치될 수 있다.

이 때, 상기 송수신하는 단계는, 상기 제 1 기지국과 상기 제 2 기지국의 송신 신호의 시점을 공유하고 제어하는 동기화 단계를 더 포함할 수 있다.

이 때, 상기 제 1 기지국 및 상기 제 2 기지국은, 디지털 데이터를 처리하는 디지털 유닛(DU; Digital Unit)을 포함할 수 있다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무선통신 망 이중화 장치는 이중의 셀 커버리지를 형성하는 제 1 기지국 및 제 2 기지국의 동일한 주파수 대역을 복수의 주파수 자원(RB; Resource Block)들로 분할하는 제 1 분할부; 분할된 주파수 자원들 각각을 상호 동일한 구조로 구성된 제 1 분할 주파수 및 제 2 분할 주파수로 분할하는 제 2 분할부; 및 상기 제 1 기지국은 상기 제 1 분할 주파수에 할당된 제 1 주파수 자원을 이용하고, 상기 제 2 기지국은 상기 제 2 분할 주파수에 할당된 제 2 주파수 자원을 이용하여 데이터를 송수신하도록 하는 송수신부를 포함한다.

이 때, 상기 송수신부는, 상기 제 1 기지국은 상기 제 1 기지국의 무선신호 처리부인 제 1 라디오 유닛에 데이터를 송신하도록 하고, 상기 제 2 기지국은 상기 제 2 기지국의 무선신호 처리부인 제 2 라디오 유닛에 데이터를 송신하도록 하는 송신부를 포함할 수 있다,

이 때, 상기 송수신부는, 상기 제 1 기지국 및 상기 제 2 기지국이 상기 제 1 기지국의 무선신호 처리부인 제 1 라디오 유닛 및 상기 제 2 기지국의 무선신호 처리부인 제 2 라디오 유닛에 데이터를 동시에 송신하도록 하는 송신부를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 송수신부는, 상기 제 1 기지국은 상기 제 1 기지국의 무선신호 처리부인 제 1 라디오 유닛으로부터 데이터를 수신하도록 하고, 상기 제 2 기지국은 상기 제 2 기지국의 무선신호 처리부인 제 2 라디오 유닛으로부터 데이터를 수신하도록 하는 수신부를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 송수신부는, 상기 제 1 기지국 및 상기 제 2 기지국이 상기 제 1 기지국의 무선신호 처리부인 제 1 라디오 유닛 및 상기 제 2 기지국의 무선신호 처리부인 제 2 라디오 유닛으로부터 데이터를 동시에 수신하도록 하는 수신부를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 송수신부는, 상기 제 1 기지국과 상기 제 2 기지국의 송신 신호의 시점을 공유하고 제어하는 동기화부를 포함할 수 있다.

본 발명은 신뢰성과 안정성을 보장하여야 하는 철도 무선통신망의 이중화 구조에 있어서, 동일한 셀 식별자를 통한 주파수 할당을 하여 효율적인 무선통신 망을 구축하는 효과가 있다.

본 발명은 라디오 유닛(Radio Unit)의 위치를 효과적으로 배치하여 무선 신호의 품질을 향상 시키는 효과가 있다.

본 발명은 신뢰성과 안정성을 보장하여야 하는 철도 무선통신망의 이중화 구조에서 각 기지국 신호의 동기화를 통하여 수신 감도를 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 GSM-R에서 구성되어 있는 기지국 및 교환국의 이중화 모습을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 무선통신 망 이중화 방법의 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 무선통신 망 이중화 장치 및 방법에서 주파수 대역을 복수의 주파수 자원으로 분할하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 무선통신 망 이중화 장치 및 방법에서 분할된 주파수 자원을 동일한 구조로 구성된 분할 주파수로 분할하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 무선통신 망 이중화 장치 및 방법의 실시예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 무선통신 망 이중화 장치 및 방법의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 무선통신 망 이중화 장치 및 방법의 또 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 무선통신 망 이중화 장치 및 방법의 또 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 무선통신 망 이중화 장치의 블록도를 나타낸 도면이다.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

철도 무선 통신은 신뢰성 확보와 네트워크 가용성 확보를 위하여 셀 커버리지를 이중화하여야 한다. 특히 LTE(Long Term Evolution)에서 채용하고 있는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)과 같은 통신방식에서 셀 커버리지를 이중화하기 위해서는 주파수 자원을 추가로 부여해야 한다.

도 1은 GSM-R(Global System for Mobile Communications-Railway)에서 구성되어 있는 기지국 및 교환국 이중화의 모습이다. 하나의 기지국(BTS; Base station Transceiver Subsystem)(21a, 22a), 또는 하나의 제어국(BSC; Base Station Controller)(30a) 또는 하나의 교환국(MSC; Mobile Switching Center)(40a)에 고장상황이 발생하였을 경우, 예비로 준비된 기지국(21b, 22b), 제어국(30b) 및 교환국(40b)으로 즉각 변경 가능하도록 네트워크를 구성하였다.

여기서, 제 1 커버리지 11a 는 21a 기지국에서 형성하는 셀 커버리지이며, 제 1 커버리지 12a 는 22a 기지국에서 형성하는 셀 커버리지이다. 또한, 제 2 커버리지 11b 는 21b 기지국에서 형성하는 셀 커버리지이며, 제 2 커버리지 12b 는 22b 기지국에서 형성하는 셀 커버리지이다. 또한 차상 무선 신호 수신부는 제 1 커버리지(11a,12a), 제 2 커버리지(11b,12b)에서 전송되는 무선신호 들을 (두신호 모두 동일한 열차제어 신호) 각각 따로 수신하여 그 중에 하나의 신호만 이용하다가 돌발적으로 수신 신호가 끊기게 되면 대기하고 있는 예비의 제 2 커버리지(11b,12b) 무선 신호를 중간에 끊어짐 없이(Seamless) 이용하게 되는 원리이다. 즉, 차상 무선 신호 수신부는 제 1 커버리지(11a,12a)의 무선 신호를 이용하고, 제 2 커버리지(11b,12b)의 무선신호는 수신은 하되 사용하지 않는 상시 대기 방식(Hot-standby)을 채용한다. 한편, GSM-R과 같은 경우 할당된 전체 주파수 대역 중에서 200kHz 대역폭의 서브채널을 각 셀 커버리지에 유기적으로 할당하여 각 주파수간 간섭을 최소한으로 할 수 있도록 배정할 수 있지만, LTE와 같은 OFDM 통신방식의 경우 서브채널 방식이 아닌 할당된 주파수 대역 전체를 하나의 셀 커버리지에서 통째로 이용한다. 즉 예를 들어 도 1에서 특정 주파수 대역폭 전체를 제 1 커버리지(11a, 12a)에 배정하기 때문에 중첩되는 제 2 커버리지(11b,12b)에는 새로운 주파수를 할당하여야만 동일 주파수간 간섭을 제거할 수 있다. 따라서 LTE의 경우 동일주파수 간섭을 피하기 위한 예비 기지국에 대한 추가 주파수 할당이 필요하다.

본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위해 본 발명은 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 또는 OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access)을 이용하는 LTE(Long Term Evolution) 및 WiMAX 등의 시스템에서 망 이중화 방법에 관한 것으로 특히 FFR(Fractional Frequency Reuse)를 이용하여 망 이중화를 제공하는 방법에 관한 것이다.

이하에서는 본 발명에 따른 무선통신 망 이중화 방법에 대하여 설명하도록 한다. 도 2는 본 발명에 따른 무선통신 망 이중화 방법의 흐름도를 나타낸 도면이다. 도 3은 본 발명에 따른 무선통신 망 이중화 장치 및 방법에서 주파수 대역을 복수의 주파수 자원으로 분할하는 모습을 나타내는 도면이다. 도 4는 본 발명에 따른 무선통신 망 이중화 장치 및 방법에서 분할된 주파수 자원을 동일한 구조로 구성된 분할 주파수로 분할하는 모습을 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 무선통신 망 이중화 방법은 이중의 셀 커버리지를 형성하는 제 1 기지국 및 제 2 기지국의 동일한 주파수 대역을 복수의 주파수 자원(RB; Resource Block)으로 분할하는 단계(S10), 분할된 주파수 자원 각각을 상호 동일한 구조로 구성된 제 1 분할 주파수(FP; Frequency Partition) 및 제 2 분할 주파수로 분할하는 단계(S20) 및 상기 제 1 기지국은 상기 제 1 분할 주파수에 할당된 제 1 주파수 자원을 이용하고, 상기 제 2 기지국은 상기 제 2 분할 주파수에 할당된 제 2 주파수 자원을 이용하여 데이터를 송수신하는 단계(S30)를 포함한다. 상기 방법은 프로세서에 의하여 구동될 수 있다.

도 3을 참조하여, 상기 S10 단계를 설명하면, 상기의 OFDMA 기반 FFR은 전체 대역폭에 대해서 Cell ID를 이용하여 퍼뮤테이션을 수행하여 다수개의 Resource Block(RB)으로 나누고 각각의 RB를 frequency partition(FP) 방법에 의해서 몇 개의 FP 그룹으로 나눈다. 도면을 참조하면, 하나의 RB를 4개의 FP그룹으로 다시 나누었다. 이 때 4개의 그룹은 FP0(10), FP1(11), FP2(12) 및 FP3(13)이 된다. 이때 DL(Downlink) 또는 UL(Uplink) 제어 정보가 전송되는 FP가 primary frequency partition이 되며 다수의 FP에서 1개의 FP가 primary frequency partition이 된다. 본 발명에서는 상기의 FFR에서의 FP들의 두 개의 그룹으로 나누어 무선통신 망 이중화에 이용한다.

도 4를 참조하여 상기 S20단계를 설명하면, FFR에 의해서 전체 대역폭(14)을 두 개의 FP(11,12)로 분류하고 FP1(11)은 제 1 기지국이 형성하는 제 1 커버리지에서 이용하고 FP2(12)는 제 2 기지국이 형성하는 제 2 커버리지에서 이용하며 상기 제 1 커버리지와 상기 제 2 커버리지는 동일한 Cell 식별자를 갖는다. 이는 같은 cell 식별자를 가짐으로써 동일한 퍼뮤테이션을 수행하여 동일한 구조의 RB 들을 구성함을 의미한다. 따라서 FP1(11)과 FP2(12)는 동일한 구조의 RB가 된다. 또한 상기 제 1 커버리지는 FP1(11)을 primary frequency partition으로 이용하며 FP2(12)에 할당된 RB를 이용하여 데이터를 송수신하지 않는다. 반면에 제 2 커버리지는 FP2(12)를 primary frequency partition으로 이용하며 FP1(11)에 할당된 RB를 이용하지 않는다. 상기의 FFR 방법은 DL과 UL 각각에 대해서 적용되며 DL과 UL 각각의 FP에 동일한 구조의 제어 채널이 할당 및 구성된다. 송수신하는 단계인 S30단계에 대하여는 실시예를 통하여 후술하도록 한다,

이하에서는 본 발명에서 제안한 FFR 방법을 이용한 무선통신 망 이중화 방법에 대하여 실시예를 들어 설명하도록 한다. 도 5는 본 발명에 따른 무선통신 망 이중화 장치 및 방법의 실시예를 나타낸 도면이다. 이때 LTE 기반 무선통신 망의 이중화를 예로써 기술하지만 WiMAX 등의 OFMD 또는 OFMDA 기반의 모든 망에 적용 가능하다.

LTE 망에서 기지국(eNodeB)는 디지털 유닛(DU; Digital Unit)과 라디오 유닛(RU; Radio Unit)으로 구분된다. 디지털 유닛은 디지털 데이터를 처리하는 부분으로 PDCP(Packet Data Convergence Part), RLC(Radio Link Control), 채널 코딩 및 modulation 등의 디지털 신호를 처리한다. 라디오 유닛은 아날로그 데이터를 처리하는 부분으로 RF(Radio Frequency) 신호 송수신 기능을 처리한다. 도 5는 본 발명의 상기 FFR 방법을 이용한 LTE 망의 이중화를 나타낸다. 즉, 동일한 주파수 대역을 포함하는 제 1 기지국(1)과 제 2 기지국(2)이 이중의 셀 커버리지(3)를 형성한다. 상기 제 1 기지국(1)과 상기 제 2 기지국(2)은 동일한 cell 식별자를 가지면서 동일한 셀 커버리지(3)를 서비스한다. 도 4 및 도 5를 함께 참조하면 제 1 기지국(1)은 FP1(11)을 primary frequency partition으로 이용하여 데이터를 송수신하며 FP2(12)에 할당된 RB를 이용하지 않는다. 반면에 제 2 기지국(2)은 FP2를 primary frequency partition으로 이용하며 FP1에 할당된 RB를 이용하지 않는다. 상기 제 1 기지국(1) 및 상기 제 2 기지국(2)이 형성하는 이중의 셀 커버리지(3) 내의 단말들은 FP1(11)과 FP2(12)로부터 동시에 데이터를 수신한다.

상기 제 1 기지국(1)은 제 1 라디오 유닛(1a)과 제 1 디지털 유닛(1b)으로 구성되며, 상기 제 2 기지국(2)은 제 2 라디오 유닛(2a)과 제 2 디지털 유닛(2b)으로 구성된다. 상기 제 1 기지국(1)의 구성인 제 1 라디오 유닛(1a)과 상기 제 2 기지국(2)의 구성인 제 2 라디오 유닛(2a)은 상기 이중의 셀 커버리지(3)의 중심부에 설치된다. 이 때, 상기 제 1 라디오 유닛(1a)은 상기 제 1 기지국(1)에서 데이터를 수신하여 RF 신호로 변환하여 전송하고, 상기 제 2 라디오 유닛(2a)은 상기 제 2 기지국(2)에서 데이터를 수신하여 RF 신호로 변환하여 전송한다. 상기 제 1 라디오 유닛(1a)과 상기 제 2 라디오 유닛(2a)의 RF 신호는 무선 상에서 결합되어 단말에 전송되지만 동일한 Cell 식별자를 이용하여 RB가 구성되었으므로 서로 간섭이 발생하지 않는다. 또한 상기 제 1 라디오 유닛(1a)은 상기 FP1(11)으로부터 UL 데이터를 수신하여 상기 제 1 기지국(1)에 전송하며, 상기 제 2 라디오 유닛(2)은 상기 FP2(12)으로부터 UL 데이터를 수신하여 상기 제 2 기지국(2)에 전송한다. 또한, 송수신하는 단계(S30)는 상기 제 1 기지국(1)과 상기 제 2 기지국(2)의 송신 신호의 시점을 공유하고 제어하는 동기화 단계를 더 포함 할 수 있다. 상기 동기화 단계를 통하여 상기 제 1 기지국(1)과 상기 제 2 기지국(2)의 송신신호가 동시에 전송될 때 더욱 강하고 효율적인 수신 감도를 형성할 수 있게 되는 것이다.

이하에서는 본 발명에서 제안한 FFR 방법을 이용한 무선통신 망 이중화 방법에 대하여 다른 실시예를 들어 설명하도록 한다. 도 6은 본 발명에 따른 무선통신 망 이중화 장치 및 방법의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.

도 4 및 도 6을 함께 참조하면 제 1 라디오 유닛(1a)과 제 2 라디오 유닛(2a)은 이중의 셀 커버리지(3)의 중심부에 설치되며, 상기 제 1 라디오 유닛(1a) 및 상기 제 2 라디오 유닛(2a) 각각은 상기 제 1 기지국(1) 및 상기 제 2 기지국(2)서 데이터를 수신하여 RF 신호로 변환하나 후 동시에 무선상으로 전송한다. 이는 하나의 라디오 유닛에서 FP1(11)과 FP2(12)로 동시에 신호를 전송하며 각각의 라디오 유닛에서 전송한 FP1(11a)과 FP2(12a)는 무선 상에서 서로 간섭을 발생하지 않고 신호가 결합되어 신호 품질을 더 향상시키는 효과를 얻을 수 있다. 이는 동일한 셀 식별자를 이용하여 RB를 구성하였기 때문에 가능한 것이다.

이하에서는 본 발명에서 제안한 FFR 방법을 이용한 무선통신 망 이중화 방법에 대하여 또 다른 실시예를 들어 설명하도록 한다. 도 7은 본 발명에 따른 무선통신 망 이중화 장치 및 방법의 또 다른 실시예를 나타낸 도면이다.

도 4 및 도 7을 함께 참조하면, 철도 통신은 철로를 따라 이중의 셀 커버리지(3)를 구성한다. 이때 철로 양쪽 끝부분의 셀 경계 지역에 지향성 안테나가 설치된 제 1 기지국(1)의 구성인 제 1 라디오 유닛(1a)과 제 2 기지국(2)의 구성인 제 2 라디오 유닛(2a)을 구축한다. 이 때, 상기 제 1 라디오 유닛(1a)는 상기 제 1 기지국(1)으로부터 수신되는 FP1(11)의 신호를 RF로 변환하여 무선 상에 전송하며, 상기 제 2 라디오 유닛(2a)는 상기 제 2 기지국(2)으로부터 수신되는 FP2(12)의 신호를 RF로 변환하여 무선 상에 전송한다. 이와 같은 경우 열차가 철로를 따라 셀을 가로질러 움직일 때 FP1(11)과 FP2(12)에서 수신되는 신호에서 좋은 신호를 선택하여 수신할 수 있는 장점이 있다.

이하에서는 본 발명에서 제안한 FFR 방법을 이용한 무선통신 망 이중화 방법에 대하여 또 다른 실시예를 들어 설명하도록 한다. 도 8은 본 발명에 따른 무선통신 망 이중화 장치 및 방법의 또 다른 실시예를 나타낸 도면이다.

도 4 및 도 8을 함께 참조하면, 철도 통신은 철로를 따라 이중의 셀 커버리지(3)를 구성한다. 지향성 안테나가 설치된 제 1 기지국(1)의 구성인 제 1 라디오 유닛(1a)과 제 2 기지국(2)의 구성인 제 2 라디오 유닛(2a)을 구축한다. 이 때, 상기 제 1 라디오 유닛(1a) 및 상기 제 2 라디오 유닛(2a) 각각은 상기 제 1 기지국(1) 및 상기 제 2 기지국(2)서 데이터를 수신하여 RF 신호로 변환하나 후 동시에 무선상으로 전송한다. 이는 하나의 라디오 유닛에서 FP1(11)과 FP2(12)로 동시에 신호를 전송하며 각각의 라디오 유닛에서 전송한 FP1(11a)과 FP2(12a)는 무선 상에서 서로 간섭을 발생하지 않고 신호가 결합되어 신호 품질을 더 향상시키는 효과를 얻을 수 있다. 이는 동일한 셀 식별자를 이용하여 RB를 구성하였기 때문에 가능한 것이다.

이하에서는 본 발명에서 제안한 FFR 방법을 이용한 무선통신 망 이중화 장치의 구성 및 작용에 대하여 설명하도록 한다. 도 9는 본 발명에 따른 무선통신 망 이중화 장치의 블록도를 나타낸 도면이다.

도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 무선통신 망 이중화 장치는 이중의 셀 커버리지를 형성하는 제 1 기지국 및 제 2 기지국의 동일한 주파수 대역을 복수의 주파수 자원(RB; Resource Block)으로 분할하는 제 1 분할부(100), 분할된 주파수 자원 각각을 상호 동일한 구조로 구성된 제 1 분할 주파수 및 제 2 분할 주파수로 분할하는 제 2 분할부(200) 및 상기 제 1 기지국은 상기 제 1 분할 주파수에 할당된 제 1 주파수 자원을 이용하고, 상기 제 2 기지국은 상기 제 2 분할 주파수에 할당된 제 2 주파수 자원을 이용하여 데이터를 송수신하도록 하는 송수신부(30)를 포함한다. 이 때, 상기 송수신부(300)는 송신부(310), 수신부(320) 및 동기화부(330)를 포함할 수 있다.

상기 송신부(310)는 상기 제 1 기지국은 상기 제 1 기지국의 무선신호 처리부인 제 1 라디오 유닛에 데이터를 송신하도록 하고, 상기 제 2 기지국은 상기 제 2 기지국의 무선신호 처리부인 제 2 라디오 유닛에 데이터를 송신하도록 할 수 있다. 또한, 상기 제 1 기지국 및 상기 제 2 기지국이 상기 제 1 기지국의 무선신호 처리부인 제 1 라디오 유닛 및 상기 제 2 기지국의 무선신호 처리부인 제 2 라디오 유닛에 데이터를 동시에 송신하도록 할 수도 있다.

상기 수신부(320)는 상기 제 1 기지국은 상기 제 1 기지국의 무선신호 처리부인 제 1 라디오 유닛으로부터 데이터를 수신하도록 하고, 상기 제 2 기지국은 상기 제 2 기지국의 무선신호 처리부인 제 2 라디오 유닛으로부터 데이터를 수신하도록 할 수 있다. 또한, 상기 제 1 기지국 및 상기 제 2 기지국이 상기 제 1 기지국의 무선신호 처리부인 제 1 라디오 유닛 및 상기 제 2 기지국의 무선신호 처리부인 제 2 라디오 유닛으로부터 데이터를 동시에 수신하도록 할 수도 있다.

상기 동기화부(330)는 상기 제 1 기지국과 상기 제 2 기지국의 송신 신호의 시점을 공유하고 제어하여 상기 제 1 기지국과 상기 제 2 기지국의 송신신호가 동시에 전송될 때 더욱 강하고 효율적인 수신 감도를 형성하는 역할을 한다.

또한, 상기 제 1 기지국이 형성하는 제 1 커버리지와 상기 형성하는 제 1 커버리지와 상기 제 2 기지국이 형성하는 제 2 커버리지는 동일한 셀 식별자(ID; IDentification)를 갖는다. 따라서 상기 제 1 기지국이 전송하는 신호와 상기 제 2 기지국이 전송하는 신호 사이에 간섭이 일어나지 않게 되는 것이다. 또한, 제 1 기지국의 구성인 제 1 라디오 유닛과 제 2 기지국의 구성인 제 2 라디오 유닛은 상기 제 1 기지국과 상기 제 2 기지국이 형성하는 이중의 셀 커버리지의 중심부에 설치될 수도 있고, 경계부분에 설치될 수도 있다. 상기 제 1 라디오 유닛 및 상기 제 2 라디오 유닛이 이 중의 셀 커버리지의 경계부분에 지향성 안테나를 구비하여 설치되는 경우 열차가 철로를 따라 상기 셀 커버리지를 가로 질러 움직일 때 상기 제 1 기지국 및 상기 제 2 기지국에서 수신되는 신호에서 좋은 신호를 선택하여 수신할 수 있는 장점이 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 주파수 할당 방법 및 장치는 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

100; 제 1 분할부 200; 제 2 분할부
300; 송수신부
310; 송신부
320; 수신부
330; 동기화부
1, 21a, 22a; 제 1 기지국 2, 22a, 22b; 제 2 기지국
1a; 제 1 라디오 유닛 2a; 제 2 라디오 유닛
1b; 제 1 디지털 유닛 2b; 제 2 디지털 유닛
11a, 12a; 제 1 커버리지 11b, 12b; 제 2 커버리지
3; 이중의 셀 커버리지
30a; 제 1 중계국 30b; 제 2 중계국
40a; 제 1 교환국 40b; 제 2 교환국
10; FP0 11, 15; FP1
12, 16; FP2 13; FP3

Claims

이중의 셀 커버리지를 형성하는 제 1 기지국 및 제 2 기지국의 동일한 주파수 대역을 복수의 주파수 자원(RB; Resource Block)들로 분할하는 단계;
분할된 주파수 자원들 각각을 상호 동일한 구조로 구성된 제 1 분할 주파수(FP; Frequency Partition) 및 제 2 분할 주파수로 분할하는 단계; 및
상기 제 1 기지국은 상기 제 1 분할 주파수에 할당된 제 1 주파수 자원을 이용하고, 상기 제 2 기지국은 상기 제 2 분할 주파수에 할당된 제 2 주파수 자원을 이용하여 데이터를 송수신하는 단계를 포함하고,
상기 제 1 기지국이 형성하는 제 1 커버리지와 상기 제 2 기지국이 형성하는 제 2 커버리지는 동일한 셀 식별자(ID; IDentification)를 갖고,
상기 복수의 주파수 자원들로 분할하는 단계는
상기 셀 식별자를 이용하여 상기 제 1 기지국 및 제 2 기지국의 동일한 주파수 대역을 복수의 주파수 자원들로 분할하고,
상기 송수신하는 단계는,
상기 제 1 기지국과 상기 제 2 기지국의 송신 신호의 시점을 공유하고 제어하는 동기화 단계를 더 포함하고,
상기 동기화 단계는,
상기 셀 식별자에 기반하여 상기 제1 기지국과 상기 제2 기지국의 송신 신호가 동시에 전송되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 무선통신 망 이중화 방법.
청구항 1 에 있어서,
상기 송수신하는 단계는,
상기 제 1 기지국은 상기 제 1 기지국의 무선신호 처리부인 제 1 라디오 유닛(RU; Radio Unit)에 데이터를 송신하고,
상기 제 2 기지국은 상기 제 2 기지국의 무선신호 처리부인 제 2 라디오 유닛에 데이터를 송신하는 것을 특징으로 하는 무선통신 망 이중화 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 송수신하는 단계는,
상기 제 1 기지국 및 상기 제 2 기지국이 상기 제 1 기지국의 무선신호 처리부인 제 1 라디오 유닛 및 상기 제 2 기지국의 무선신호 처리부인 제 2 라디오 유닛에 데이터를 동시에 송신하는 것을 특징으로 하는 무선통신 망 이중화 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 송수신하는 단계는,
상기 제 1 기지국은 상기 제 1 기지국의 무선신호 처리부인 제 1 라디오 유닛으로부터 데이터를 수신하고,
상기 제 2 기지국은 상기 제 2 기지국의 무선신호 처리부인 제 2 라디오 유닛으로부터 데이터를 수신하는 것을 특징으로 하는 무선통신 망 이중화 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 송수신하는 단계는,
상기 제 1 기지국 및 상기 제 2 기지국이 상기 제 1 기지국의 무선신호 처리부인 제 1 라디오 유닛 및 상기 제 2 기지국의 무선신호 처리부인 제 2 라디오 유닛으로부터 데이터를 동시에 수신하는 것을 특징으로 하는 무선통신 망 이중화 방법.
삭제
청구항 2에 있어서,
상기 제 1 라디오 유닛 및 상기 제 2 라디오 유닛은,
상기 셀 커버리지의 중심부에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 무선통신 망 이중화 방법.
청구항 2에 있어서,
상기 제 1 라디오 유닛 및 상기 제 2 라디오 유닛은,
상기 셀 커버리지의 경계 지역에 지향성 안테나(directional Antenna)로 설치된 것을 특징으로 하는 무선통신 망 이중화 방법.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 제 1 기지국 및 상기 제 2 기지국은,
디지털 데이터를 처리하는 디지털 유닛(DU; Digital Unit)을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신 망 이중화 방법.
이중의 셀 커버리지를 형성하는 제 1 기지국 및 제 2 기지국의 동일한 주파수 대역을 복수의 주파수 자원(RB; Resource Block)들로 분할하는 제 1 분할부;
분할된 주파수 자원들 각각을 상호 동일한 구조로 구성된 제 1 분할 주파수 및 제 2 분할 주파수로 분할하는 제 2 분할부; 및
상기 제 1 기지국은 상기 제 1 분할 주파수에 할당된 제 1 주파수 자원을 이용하고, 상기 제 2 기지국은 상기 제 2 분할 주파수에 할당된 제 2 주파수 자원을 이용하여 데이터를 송수신하도록 하는 송수신부를 포함하고,
상기 제 1 기지국이 형성하는 제 1 커버리지와 상기 제 2 기지국이 형성하는 제 2 커버리지는 동일한 셀 식별자(ID; IDentification)를 갖고,
상기 제 1 분할부는,
상기 셀 식별자를 이용하여 상기 제 1 기지국 및 제 2 기지국의 동일한 주파수 대역을 복수의 주파수 자원들로 분할하고,
상기 송수신부는,
상기 제 1 기지국과 상기 제 2 기지국의 송신 신호의 시점을 공유하고 제어하는 동기화부를 더 포함하고,
상기 동기화부는,
상기 셀 식별자에 기반하여 상기 제1 기지국과 상기 제2 기지국의 송신 신호가 동시에 전송되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 무선통신 망 이중화 장치.
청구항 11 에 있어서,
상기 송수신부는,
상기 제 1 기지국은 상기 제 1 기지국의 무선신호 처리부인 제 1 라디오 유닛에 데이터를 송신하도록 하고,
상기 제 2 기지국은 상기 제 2 기지국의 무선신호 처리부인 제 2 라디오 유닛에 데이터를 송신하도록 하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신 망 이중화 장치.
청구항 11에 있어서,
상기 송수신부는,
상기 제 1 기지국 및 상기 제 2 기지국이 상기 제 1 기지국의 무선신호 처리부인 제 1 라디오 유닛 및 상기 제 2 기지국의 무선신호 처리부인 제 2 라디오 유닛에 데이터를 동시에 송신하도록 하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신 망 이중화 장치
청구항 11에 있어서,
상기 송수신부는,
상기 제 1 기지국은 상기 제 1 기지국의 무선신호 처리부인 제 1 라디오 유닛으로부터 데이터를 수신하도록 하고,
상기 제 2 기지국은 상기 제 2 기지국의 무선신호 처리부인 제 2 라디오 유닛으로부터 데이터를 수신하도록 하는 수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신 망 이중화 장치.
청구항 11에 있어서,
상기 송수신부는,
상기 제 1 기지국 및 상기 제 2 기지국이 상기 제 1 기지국의 무선신호 처리부인 제 1 라디오 유닛 및 상기 제 2 기지국의 무선신호 처리부인 제 2 라디오 유닛으로부터 데이터를 동시에 수신하도록 하는 수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신 망 이중화 장치.
삭제
청구항 12에 있어서,
상기 제 1 라디오 유닛 및 상기 제 2 라디오 유닛은,
상기 셀 커버리지의 중심부에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 무선통신 망 이중화 장치.
청구항 12에 있어서,
상기 제 1 라디오 유닛 및 상기 제 2 라디오 유닛은,
상기 셀 커버리지의 경계 지역에 지향성 안테나(directional Antenna)로 설치된 것을 특징으로 하는 무선통신 망 이중화 장치.
삭제
청구항 11에 있어서,
상기 제 1 기지국 및 상기 제 2 기지국은,
디지털 데이터를 처리하는 디지털 유닛(DU; Digital Unit)을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신 망 이중화 장치.