KR19990075874A - 무선가입자망 시스템의 기지국 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교환기와 가입자의 POTS간을 무선으로 대치하여 음성 및 데이터 서비스를 제공하기 위한 무선가입자망(WLL) 시스템의 기지국 장치(RP)에 관한 것으로, 가입자 접속장치에서 RPC로 음성 신호 및 데이터 신호를 전송하는 경우에는 RFU의 RXFU에서 수신 안테나를 통해 가입자 접속장치로부터의 2.30∼2.33GHz의 UHF 신호를 수신하여 대역제한하고 저잡음 증폭한 후, RFU의 DNCA에서 상기 증폭된 UHF 신호를 70MHz의 IF 신호로 변환하며, DU의 BICA에서 상기 변환된 IF 신호를 기저대역 신호로 변환한 후 A/D 변환하고, 이어 CDCA의 CE에서 CDMA 채널 복조 및 오류 정정과정을 통해 상기 변환된 기저대역 신호를 각각의 음성 신호와 데이터 신호로 변환한 후, TDMA의 먹스를 통해 다중화하여 RLIU의 E1 링크를 통해 RPC로 전송하도록 하고, RPC에서 가입자 접속장치로 음성 신호 및 데이터 신호를 전송하는 경우에는 RP내 DU의 TDMA의 디먹스에서 상기 음성 신호 및 데이터 신호를 역다중화하고, CDCA의 CE에서 상기 역다중화된 신호를 CDMA 채널 변조과정을 통해 기저대역 처리한 후 D/A 변환하며, BICA에서 상기 기저대역 처리된 신호를 QPSK 변조하여 140MHz의 IF 신호로 변환하고, 이어 RFU의 UPCA를 통해 상기 IF 신호를 2.37∼2.40GHz의 UHF 신호로 변환한 후, RFU의 HPAU에서 고전력 증폭하고 TXFU에서 필터링과 커플링를 거쳐 송신 안테나를 통해 가입자 접속장치로 전송하도록 함을 특징으로 한다.

Description

무선가입자망 시스템의 기지국 장치

본 발명은 교환기와 가입자의 POTS(Plain Old Telephone Service)간을 무선으로 대치하여 음성 및 데이터 서비스를 제공하기 위한 무선가입자망(Wireless Local Loop ; 이하, 'WLL'이라 칭함) 시스템의 기지국 장치(Radio Port ; 이하, 'RP'라 칭함)에 관한 것이다.

최근 전화 서비스를 제공하기 위한 네트웍(Network)과 단말기 간을 유선이 아닌 무선으로 연결하여 음성, 정보통신, 팩시밀리(FAX), 모뎀 등의 데이터 서비스는 물론 고속 데이터, 영상 및 멀티미디어 정보 서비스를 제공하는 통신망인 WLL 시스템이 새롭게 대두되고 있다.

이러한 WLL 시스템은 기존 전화국으로부터 가정으로 가는 구간인 유선망의 일부를 무선으로 대체함으로써 유선망의 경우 전화를 신청하면 각 가정마다 케이블(cable) 연결을 위해 소요되는 공사로 인한 엄청난 비용을 효과적으로 줄일 수 있다.

상기 WLL 시스템은 디지털 셀룰라 시스템(Digital Cellular System ; 이하, 'DCS'라 칭함)이나 개인 휴대통신 시스템(Personal Communication System ; 이하, 'PCS'라 칭함)과는 달리 가입자 접속장치를 고정하여 사용하므로 셀간 호전환(Handoff) 기능이 없다.

즉, 종래의 무선망 시스템은 셀간 호전환 기능이 있지만, 상기 WLL 시스템은 호전환 기능 및 기지국간의 동기 기능이 필요 없으며, 무선망 시스템에서 기지국의 BIN(BTS Interconnection Network)이나 제어국의 CIN(CDMA Interconnection Network)에서 E1 프레임 정합 기능을 수행하면서 16번 채널을 LAPD(Link Access Protocol on the D channel)처리하여 줄 수 없다.

그리고, 기존의 무선망 시스템에서는 GPS(Global Position System)로부터 TOD(Time Of Day) 패킷을 수신하여 쥴리안 데이(Julian Day)와 타임(Time)을 환산하여 클럭을 공급하였지만, WLL 시스템에서는 GPS를 이용하지 않기 때문에 새로운 클럭 공급원이 필요하다.

종래의 무선망 시스템은 인-밴드 시그날링(In-Band Signaling)을 사용하므로 기지국 제어기와의 신호 및 데이터 전송과 기지국 내부 블록간의 신호 및 데이터 전송에 있어 패킷(Packet) 방식을 사용하나, WLL 시스템은 아웃-밴드 시그날링(Out-Band Signaling)을 사용하므로 기지국 제어기와 데이터 전송에 있어 패킷 방식을 사용하는데 어려움이 따른다.

또한, 기존의 무선망 시스템의 RFU내에는 4FA/1sec로 4개의 FA를 수용하기 위한 디스트리뷰션(Distribution)과 컴바이닝(Combining) 기능을 가진DICSU(DIstribution & Combiner Shelf Unit)가 있었지만, WLL 시스템에서는 1FA/1sec로 상기 DICSU와 같은 기능 블록이 필요없게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 그 목적은 교환기와 가입자의 POTS간을 무선으로 대치하여 음성 서비스는 물론 고속의 데이터 서비스를 제공할 수 있도록 한 WLL 시스템의 RP를 제공하는 데에 있다.

도 1은 본 발명에 의한 무선가입자망 시스템의 기지국 장치의 블록 구성도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : RFU 20 : DU

30 : RLIU 40 : RCPU

50 : RIPCU 60 : RNSU

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 WLL 시스템의 RP는, 가입자 접속장치에서 RPC로 음성 신호 및 데이터 신호를 전송하는 경우에는 RFU의 RXFU에서 수신 안테나를 통해 가입자 접속장치로부터의 2.30∼2.33GHz의 UHF 신호를 수신하여 대역제한하고 저잡음 증폭한 후, RFU의 DNCA에서 상기 증폭된 UHF 신호를 70MHz의 IF 신호로 변환하며, DU의 BICA에서 상기 변환된 IF 신호를 기저대역 신호로 변환한 후 A/D 변환하고, 이어 CDCA의 CE에서 CDMA 채널 복조 및 오류 정정과정을 통해 상기 변환된 기저대역 신호를 각각의 음성 신호와 데이터 신호로 변환한 후, TDMA의 먹스를 통해 다중화하여 RLIU의 E1 링크를 통해 RPC로 전송하도록 하고, RPC에서 가입자 접속장치로 음성 신호 및 데이터 신호를 전송하는 경우에는 RP내 DU의 TDMA의 디먹스에서 상기 음성 신호 및 데이터 신호를 역다중화하고, CDCA의 CE에서 상기 역다중화된 신호를 CDMA 채널 변조과정을 통해 기저대역 처리한 후 D/A 변환하며, BICA에서 상기 기저대역 처리된 신호를 QPSK 변조하여 140MHz의 IF 신호로 변환하고, 이어 RFU의 UPCA를 통해 상기 IF 신호를 2.37∼2.40GHz의 UHF 신호로 변환한 후, RFU의 HPAU에서 고전력 증폭하고 TXFU에서 필터링과 커플링를 거쳐 송신 안테나를 통해 가입자 접속장치로 전송하도록 함을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 WLL 시스템의 RP 구성과 동작을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 WLL 시스템의 RP의 블록 구성도로서, 가입자 접속장치(도시하지 않음)에서 전송되는 2.30∼2.33GHz의 UHF 신호를 수신 안테나(RX Ant)를 통해 수신하여 대역제한하고 저잡음 증폭한 후 70MHz의 IF 신호로 변환하거나, 입력되는 140MHz의 IF 신호를 2.37∼2.40GHz의 UHF 신호로 변환한 후 고전력 증폭하여 송신 안테나(TX Ant)를 통해 가입자 접속장치로 전송하는 RFU(Radio Frequency Unit)(10)와, 상기 RFU(10)에서 변환된 IF 신호를 기저대역 신호로 변환하고 A/D 변환하여 CDMA 채널 복조 및 오류 정정과정을 통해 기저대역 신호를 각각의 음성 신호와 데이터 신호로 변환한 후 다중화하거나, 입력되는 음성 신호 및 데이터 신호를 역다중화하고, 역다중화된 신호를 CDMA 채널 변조과정을 거쳐 기저대역 처리한 후 D/A 변환하며, 이 기저대역 처리된 신호를 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변조하여 140MHz의 IF 신호로 변환한 후 상기 RFU(10)로 전송하는 DU(Digital Unit)(20)와, 상기 DU(20)에서 다중화된 음성 신호와 데이터 신호를 E1 링크를 통해 수신하여 기지국 제어기(Radio Port Controller ; 이하, 'RPC'라 칭함)로 전송하거나, RPC에서 입력되는 음성 신호와 데이터 신호를 E1 링크를 통해 수신하여 상기 DU(20)로 전송하는 RLIU(Rp Line Interface Unit)(30)와, RP내 서브 시스템을 제어 및 관리하고 RPC와 서브 시스템간의 인터페이스를 제공하는 RCPU(RP Control Processor Unit)(40)와, RP내 각 PBA간 연결 통로 역할을 수행하여 각 PBA간의 운용보존 및 제어신호 정보의 연결 통로 역할을 수행하는 RIPCU(Rp Inter Process Communication Unit)(50)와, RP내 각 구성 블록의 동작을 위한 기준 클럭을 공급하는 RNSU(Rp Network Synchronization Unit)(60)로 구성된다.

상기 각 구성 블록의 기능을 더욱 상세히 설명하면, 상기 RFU(10)는 수신 안테나(RX Ant)를 통해 수신되는 2.30∼2.33GHz의 UHF 신호를 대역제한하고 저잡음 증폭하는 RXFU(RX Front end Unit)(11)와, 상기 RXFU(11)에서 저잡음 증폭된 UHF 신호를 70MHz의 IF 신호로 주파수 하향 변환하는 DNCA(DowN Converter Assembly)(12)와, 상기 DU(20)에서 전송되는 140MHz의 IF 신호를 2.37∼2.40GHz의 UHF 신호로 주파수 상향 변환하는 UPCA(UP Converter Assembly)(13)와, 상기 UPCA(13)에서 변환된 UHF 신호를 고전력 증폭하는 HPAU(High Power Amplifier Unit)(14)와, 상기 HPAU(14)에서 증폭된 UHF 신호를 필터링하고 커플링하여 송신 안테나(TX Ant)를 통해 공중으로 방사하는 TXFU(TX Front end Unit)(15)와, 상기 DNCA(12)와 UPCA(13)의 동작을 제어하는 TCCA(16)와, RTU(17)로 구성된다.

상기 RXFU(11)는 수신 안테나(RX Ant)를 통해 수신된 UHF 신호를 대역제한하는 BPF(도시하지 않음)와 미세한 UHF 신호를 저잡음 증폭하는 LNA(Low-Noise Amplifier)(도시하지 않음)로 구성되고, 섹터당 두 개의 수신 안테나에 대해 각각 독립적으로 두 개의 경로가 있으며, 각 경로별로 독립된 블록으로 구성되어 있다.

상기 DU(20)는 상기 RFU(10)의 DNCA(12)에서 변환된 IF 신호를 기저대역 신호로 변환하고 다시 A/D 변환하거나, 후술될 CDCA에서 전송되는 기저대역 처리된 신호를 IF 신호로 변환하는 BICA(Baseband & IF conversion Card Assembly)(21)와, 상기 BICA(21)에서 전송되는 기저대역 신호를 각각의 음성 신호 및 데이터 신호로 변환하거나, 후술될 TDMA에서 역다중화된 음성 신호 및 데이터 신호를 기저대역 처리하는 CDCA(CDMA Digital Card Assembly)(22)와, 상기 CDCA(22)에서 전송되는 음성 신호 및 데이터 신호를 다중화하여 RLIU(30)로 전송하거나 RLIU(30)를 통해 수신되는 음성 신호 및 데이터 신호를 타임 슬롯(Time Slot)에 따라 역다중화하는 TDMA(Traffic Data Mux & demux Assembly)(23)로 구성된다.

그리고, 상기 CDCA(22)는 신호의 버퍼링(Buffering), TDMA(23) 인터페이스, RS-232 인터페이스, 디지털 결합, DAC(Digital to Analog Conversion), 아날로그 드라이브 기능을 수행하는 공통부(Channel Card Common ; CCC)(도시하지 않음)와 복조기, 심볼 결합기, 심볼 제어기, 디인터리버, 변조기, 트래픽 인터페이스, 채널 엘리먼트 제어기 등을 포함하는 채널 엘리먼트부(Channel Element ; 이하, 'CE'라 칭함)(도시하지 않음)로 구성된다.

상기 TDMA(23)는 상기 DU(20)를 제어하는 DU 제어부(도시하지 않음)와 송/수신되는 신호를 다중화하고 역다중화하는 먹스/디먹스(MUX/DEMUX)(도시하지 않음)로 구성된다.

상기 RLIU(30)는 RP와 RPC 사이의 채널라이징(Channellizing)된 E1 프레임의 16번 채널에 시그날링(Signalling) 정보 및 유지 보수 등을 위한 제어 정보를 LAPD 처리하여 송/수신하여 주는 선로 정합 서브 시스템으로, RP와 RPC간을 E1 일차군 가입자 속도(30B+D)로 정합시켜주는 가입자 선로 정합부와 D채널의 계층 2 프로토콜(LAPD)을 처리하는 하드웨어와 D채널 정보중에서 시그날링 정보 및 유지 보수 등의 제어정보를 처리하는 폼웨어(Form Ware) 및 하위 프로세서 등으로 구성된다.

상기 RCPU(40)는 RP를 전반적으로 운용 및 관리하는 가장 상위의 주제어부로서, RP의 고유 기능인 호 처리와 형상 정보 관리, 통계 및 측정, 그리고 폴트/익셉션(Fault/Exception) 처리 등의 기능을 수행하는 RCPA(RP Control Processor Assembly)(41)와 각각 독립적으로 서브 시스템으로부터 발생하는 경보(Alarm)를 취합하는 SACA(Site Alarm Control Assembly)(42)로 구성되어, RP 전체의 호 처리 및 유지 보수 기능을 수행하고 하위 프로세서를 제어한다.

상기 RIPCU(50)를 통해 기존에 이더넷(Ethernet)으로 각 PBA를 찾아가는 방법이 아닌 모든 시그날(Signal)이 이 블록에서 라우팅되도록 하고 있다.

상기 RNSU(60)내의 RPCA(61)는 디지털 교환망에서 교환기간 클럭 주파수의 불일치에 의해 발생가능한 슬립(Slip)을 방지하기 위해 PSMS(Pre-Assigned Master Slave) 동기 방식의 디지털 교환망 방식을 사용하여 기준 클럭에 WLL 시스템 클럭을 동기시키는 블록으로서, 이중화된 동기 기준 클럭을 수신하여 이중 정상인 최우선 순위의 클럭을 선택하여 이 기준 클럭에 동기된 클럭을 발생시켜 RP내 각 구성블록으로 분배하는 기능을 수행한다.

즉, RLIU(30)의 ECIA(도시하지 않음)로부터 E1 신호를 수신하여 시스템 클럭에 동기시키고, 이 동기화된 클럭을 다시 RP 블록내 각각의 PBA에 해당하는 소요클럭을 공급시킨다.

이때, DU(20)의 BICA(21)에는 10MHz의 클럭을 공급하고, TMDA(23)에는 332.768M/Even_Sec CLK/2.048M/8KHz의 클럭을 공급하며, RFU(10)의 DNCA(12)와 UPCA(13)에는 가입자 접속장치와 RP간에 무선 통신을 하는 10MHz의 클럭을 공급한다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 WLL 시스템의 RP의 동작을 설명하면 다음과 같다.

가입자 접속장치에서 RPC로 음성 신호 및 데이터 신호를 전송하는 RP의 동작을 살펴보면, 먼저 RFU(10)의 RXFU(11)는 수신 안테나(RX Ant)를 통해 가입자 접속장치로부터의 2.30∼2.33GHz의 UHF 신호를 수신하여 대역제한하고 저잡음 증폭한 후 디바이더(Divider)를 통해 DNCA(12)로 전송한다.

이어, 상기 DNCA(12)에서는 상기 2.30∼2.33GHz의 UHF 신호를 70MHz의 IF 신호로 주파수 하향 변환하여 DU(20)의 BICA(21)로 전송한다.

그러면, 상기 BICA(21)에서는 상기 변환된 IF 신호로부터 반송파를 제거하여 기저대역 신호로 변환하고 다시 A/D 변환하며, 이어 CDCA(22)내의 CE에서 레이크(Rake) 수신기에 의해 다이버시티(Diversity) 결합한 후, 이 결합된 신호를 I/Q 디스프래딩(Despreading), 디인터리빙(Deinterleaving), 컨벌루셔널 디코딩(Convolutional Decoding) 등의 CDMA 채널 복조 및 오류 정정과정을 통해 각각의 음성 신호와 데이터 신호로 변환한다.

이에 따라, DU(20)의 TDMA(23)에서는 상기 변환된 음성 신호와 데이터 신호를 먹스를 통해 다중화한 후 RLIU(30)의 E1 링크를 통해 RPC로 전송한다.

다음으로, RPC에서 가입자 접속장치로 음성 신호 및 데이터 신호를 전송하는 RP의 동작을 살펴보면, RP내의 DU(20)는 RPC의 기지국 정합장치로부터 E1 링크를 통해 수신되는 음성 신호 및 데이터 신호를 RP내의 RLIU(30)을 통해 수신하여 TDMA(23)의 디먹스에서 역다중화한다.

이어, DU(20)의 CDCA(22)내의 CE에서는 상기 TDMA(23)에 의해 역다중화된 각각의 신호를 컨벌루셔널 엔코딩(Convolutional Encoding), 인터리빙(Interleaving), I/Q 스프래딩(Spreading) 등의 CDMA 채널 변조과정을 통해 기저대역 처리한 후 D/A 변환하고, 이를 BICA(21)에 전송한다.

그러면, 상기 BICA(21)에서는 상기 기저대역 처리된 I/Q 신호에 반송파를 곱하는 QPSK 변조를 수행하여 140MHz의 IF 신호로 변환한 후, 이를 RFU(10)의 UPCA(13)로 전송한다.

이에 따라, 상기 RFU(10)의 UPCA(13)에서는 상기 140MHz의 IF 신호를 2.37∼2.40GHz의 UHF 신호로 주파수 상향 변환하고, 이어 RFU(10)의 HPAU(14)를 통해 상기 변환된 UHF 신호를 송신 출력에 맞추도록 고전력 증폭한 후, TXFU(15)에서의 필터링과 커플링을 거쳐 송신 안테나(TX Ant)를 통해 공중으로 방사함으로써 가입자 접속장치로 전송한다.

이상, 상기 설명에서와 같이 본 발명은 WLL 시스템의 RPC와 가입자 접속장치간의 음성 신호 및 데이터 신호를 송/수신하는 RP를 구현함에 따라 음성, 정보통신, 팩시밀리 등의 데이터 서비스는 물론 고속 데이터, 영상 및 멀티미디어 정보 서비스를 제공할 수 있게 되는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 가입자 접속장치에서 전송되는 UHF 신호를 수신 안테나(RX Ant)를 통해 수신하여 대역제한하고 저잡음 증폭한 후 IF 신호로 변환하거나, 입력되는 IF 신호를 UHF 신호로 변환한 후 고전력 증폭하여 송신 안테나(TX Ant)를 통해 가입자 접속장치로 전송하는 RFU(10)와, 상기 RFU(10)에서 변환된 IF 신호를 기저대역 신호로 변환하고 A/D 변환하여 CDMA 채널 복조 및 오류 정정과정을 통해 기저대역 신호를 각각의 음성 신호와 데이터 신호로 변환한 후 다중화하거나, 입력되는 음성 신호 및 데이터 신호를 역다중화하고, 역다중화된 신호를 CDMA 채널 변조과정을 거쳐 기저대역 처리한 후 D/A 변환하며, 이 기저대역 처리된 신호를 QPSK 변조하여 IF 신호로 변환한 후 상기 RFU(10)로 전송하는 DU(20)와, 상기 DU(20)에서 다중화된 음성 신호와 데이터 신호를 E1 링크를 통해 수신하여 RPC로 전송하거나, RPC에서 입력되는 음성 신호와 데이터 신호를 E1 링크를 통해 수신하여 상기 DU(20)로 전송하는 RLIU(30)와, RP내 서브 시스템을 제어 및 관리하고 RPC와 서브 시스템간의 인터페이스를 제공하는 RCPU(40)와, RP내 각 PBA간 연결 통로 역할을 수행하여 각 PBA간의 운용보존 및 제어신호 정보의 연결 통로 역할을 수행하는 RIPCU(50)와, RP내 각 구성 블록의 동작을 위한 기준 클럭을 공급하는 RNSU(60)로 구성되는 것을 특징으로 하는 무선가입자망(WLL) 시스템의 기지국 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 RFU(10)는 수신 안테나(RX Ant)를 통해 수신되는 2.30∼2.33GHz의 UHF 신호를 대역제한하고 저잡음 증폭하는 RXFU(11)와, 상기 RXFU(11)에서 저잡음 증폭된 UHF 신호를 70MHz의 IF 신호로 주파수 하향 변환하는 DNCA(12)와, 상기 DU(20)에서 전송되는 140MHz의 IF 신호를 2.37∼2.40GHz의 UHF 신호로 주파수 상향 변환하는 UPCA(13)와, 상기 UPCA(13)에서 변환된 UHF 신호를 고전력 증폭하는 HPAU(14)와, 상기 HPAU(14)에서 증폭된 UHF 신호를 필터링하고 커플링하여 송신 안테나(TX Ant)를 통해 공중으로 방사하는 TXFU(15)와, 상기 DNCA(12)와 UPCA(13)의 동작을 제어하는 TCCA(16)와, RTU(17)로 구성되는 것을 특징으로 하는 무선가입자망(WLL) 시스템의 기지국 장치.