KR19990081468A - Wll형 집단형 단말장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선가입자 망(WLL) 시스템의 기지국과 일반 가입자 단말장치의 중간에 위치하여 WLL기저대역 신호처리부를 다중으로 구성한 집단형 단말장치에 관한 것으로서, 2.3GHz대의 WLL용 RF신호를 기저대역 신호로 변환하고 WLL 신호 처리부에서 출력되는 기저대역 신호를 RF신호로 변환시키는 WLL RF처리부와, WLL신호 처리에 필요한 각종 클럭 및 타이밍 정보를 제공하는 타이밍 발생부와, 수신신호를 아날로그-디지탈 변환하며 송신되는 디지털 신호를 합성하여 디지털-아날로그 변환하는 ACU부와, 64kbs PCM데이터를 32kbps ADPCM, 16kbs LD-CELP, 8kbps CS-ACELP 등으로 변환하고 32kbps ADPCM, 16kbs LD-CELP, 8kbps CS-ACELP등의 음성압축 데이터를 64kbps PCM데이터로 변환하는 트랜스코더부와, 광대역 코드분할 다중접속방식(W-CDMA)의 WLL 무선접속규격의 물리계층의 기능을 수행하는 다수의 CDMA 모뎀칩셋으로 구성되는 모뎀부와, 프로세서, 메모리, 워치독(watchdog)으로 구성되어 WLL신호 처리부 내의 제어를 담당하는 제어부로 구성된 WLL신호 처리부와, 트랜스코더부에서 입출력되는 데이터를 스위치부로의 연결을 설정해주는 집단형 단말장치의 제어부와, 신호를 먹싱(muxing)/디먹싱(demuxing)하는 먹스/디먹스와, N : M의 집선기능을 제공하여 먹스/디먹스로부터의 신호를 가입자 인터페이스부로 연결시켜주고, 가입자 인터페이스부로부터의 신호를 먹스/디먹스로 연결시켜주는 스위치부(31) 와, 가입자의 훅의 온/오프를 검출하고 가입자에게 통화전류 공급하는 가입자 인터페이스부로 구성된다.

Description

더블유엘엘형 집단형 단말장치

본 발명은 무선가입자 망 시스템과 상호 동작하여 전화기, FAX, 모뎀, 코드리스폰(Cordless Phone), PC 등 일반 가입자 단말장치와 다중 회선접속을 통하여 양방향 무선통신을 수행하는 집단형 WLL단말장치의 구성방법에 관한 것으로, 음성 및 비음성 통신이 가능한 전화 통신, PC 등의 데이터 단말장치를 이용한 데이터 통신, ISDN서비스 등에 이용이 가능하다. 또한 아파트, 사무실, 대형건물 등의 집단형 구내통신, 소규모 지역의 자체 통신망 등으로 활용이 가능하다. 또한 원격검침, 원격교육, 화상회의, 무인 경비 또는 보안시스템(Security) 등에도 이용이 가능하다.

전화기, 팩스, 모뎀 등의 기존의 단말장치는 가입자망 선로를 통해 유선전화망에 인터페이스되어 사용자에게 서비스를 제공하기 때문에 서비스 제공자는 전화국과 가입자 댁내까지 많은 구축 비용을 부담하여 유선가입자망 선로 (Wired Local Loop)를 구축하여 가입자에게 서비스를 제공하여 왔다. 또한 기존의 무선환경에서 제공하는 가입자단말장치는 가입자가 단말장치를 보유하여 단일회선으로 서비스를 제공받기 때문에 무선환경에서도 무선망 구축비용 문제, 개별적인 단말기의 유지/보수 문제, 이용자의 전기사용료 부담 문제, 2.3GHz대역에서의 전파감쇄 특성에 의한 안테나 설치 문제 및 유선과 동등한 수준의 통신 서비스 품질 제공 여부 등의 문제가 대두 되어 이 문제를 해결할 필요가 있으며, 다수의 CDMA 모뎀 ASIC에서 출력되는 다수의 기저대역 I, Q신호성분을 같은 신호 성분 끼리 신호를 합성하여 I, Q신호를 RF단으로 전송할 필요가 있으며, 기지국과 단말장치간의 CDMA 무선링크의 성능을 수집 및 분석하기 위한 성능분석장치(DM : Diagnostic Monitor)와 접속하여 WLL신호처리부내의 CDMA ASIC에서 제공하는 각종 무선채널 또는 시스템관련 파라메터를 수집하는 장치와 접속할 수 있는 방법이 필요하며, PPCS채널과 같은 오버헤드(over head) 채널에 의한 무선채널의 낭비를 방지하여 기지국의 무선채널 용량을 증가 시킬 필요가 있으며, 제공 가능한 모든 무선채널이 통화상태(Busy)인 경우 호 접속 제한상황이 해제되어 되었음을 알리는 리오더톤(Reorder Tone)을 일반 가입자 단말장치(전화기)에 제공하여 재 통화시도를 할 수 있게 해주는 기능이 필요하며, WLL서비스 제공시 단말기를 가입시키기 위해 WASK(WLL Access Secret Key), WSI(WLL Subscription Identity) 값을 단말기에 입력시키는 방법 등의 필요성이 대두 되었다.

따라서 본 발명은 무선가입자 망(WLL) 시스템의 기지국과 일반 가입자 단말장치의 중간에 위치하여 WLL기저대역 신호처리부를 다중으로 구성한 집단형 단말장치를 이용하여 주어진 WLL무선채널을 적절한 방법으로 집선 기능을 제공하여 다수의 일반 가입자에게 양방향 통신을 제공한다. 무선가입자 망(WLL) 시스템의 기지국과 WLL 집단형 단말장치와는 코드 분할 다중접속방식(CDMA ; Code Division Multiple Access)으로 무선접속을 제공하며, 기존의 유선 가입자전화망에서 제공하는 음성 및 음성대역 데이터 서비스 등을 기존의 유선 가입자전화망과 동등한 수준의 서비스 품질을 제공 할 수 있으며, 이때 기존의 일반전화 및 각종 단말장치에 별도의 부가적인 장치나 기능의 추가 없이 제공할 수 있으며, 또한 WLL기저대역 신호처리부(모뎀포함)를 다중으로 구성하여 RF신호 처리부는 다수의 가입자가 공통으로 사용하며 이때, 매스터/슬레이브 제어 방법을 사용하여 CDMA에서의 전력제어와 같은 기능을 수행하기 위해 다수의 모뎀 ASIC중에서 하나의 모뎀만이 RF 출력을 제어할 수 있는 방법으로 구성하여 N개의 WLL 무선채널을 사용하여 M개의 가입자 접속 회선포트를 제공할 수 있는 집선 기능을 수행하는 WLL 집단형 단말장치의 구성방법과 다수의 CDMA 모뎀 ASIC에서 출력되는 다수의 기저대역 I, Q신호성분을 같은 신호 성분 끼리 신호를 합성하여 I, Q신호를 RF단으로 전송할 수 있게 구성하는 방법, 기지국과 단말장치간의 CDMA 무선링크의 성능을 수집 및 분석하기 위한 성능분석장치(DM : Diagnostic Monitor) 와 접속하여 WLL신호처리부내의 CDMA ASIC에서 제공하는 각종 무선채널 또는 시스템관련 파라메터를 수집하는 장치와 접속할 수 있는 방법, PPCS채널과 같은 오버헤드(over head) 채널에 의한 무선채널의 낭비를 방지하여 기지국의 무선채널 용량을 증가시키는 방법, 제공 가능한 모든 무선채널이 통화상태(Busy)인 경우 호 접속 제한상황이 해제되어 되었음을 일반 가입자에게 알려 줄 수 있는 방법, WLL서비스 제공시 단말기를 가입시키기 위해 WASK, WSI 값을 단말기에 입력시킬 수 있는 구성방법 등을 제공하는데 있다.

도1은 무선가입자 망(WLL) 신호를 처리할 수 있는 WLL 단말장치를 포함하여 본 발명이 적용되는 무선가입자 망 시스템(Wireless local loop)의 전체 구성도,

도2는 본 발명의 내용이 포함된 집단형 단말장치의 블록도

도3은 도2의 블록 중에서 모뎀부내의 WLL신호처리부의 세부 블록도이며,

도4는 도3의 WLL신호처리부 모듈중에서 ACU부와 모뎀부 연결 및 구성에 대한 세부 블록도이며,

도5는 도2의 집단형 단말장치 중에 일반 아날로그 가입자와 인터페이스되는 가입자 인터페이스부의 세부 블럭도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

11 : 과금센터 12 : 교환기

13 : 운용보전 센터 14 : 기지국 운용장치

15 : 기지국 제어기 16 : IWF(데이터망 연동장치)

17 : 기지국 18 : 단말장치

19 : 일반 아날로그 전화기 20 : 주제어부

21 : RF부 22, 34 : WLL RF 처리부

23 : BWLL RF 처리부 24 : 케이블 RF 처리부

25 : 모뎀부(MODEM) 26 : WLL 신호처리부

27 : BWLL 신호처리부 28 : 케이블 신호처리부

29 : 먹스/디먹스부(MUX/DEMUX) 30, 52 : 제어부

31 : 스위치부 32 : 가입자 인터페이스부

33 : 전원부 34 : WLL RF 처리부

35 : ACU부(Analog Common Unit) 36 : 타이밍 발생부

37 : 트랜스코더부(Transcoder)

38, 39, 40, 41 : CDMA 모뎀 칩셋(CDMA MODEM Chip set)

42 : 모뎀부 43 : WLL 신호처리부

44 : 프로세서부 45 : 워치독(Watchdog)

46 : SI0부 47 : MMI부

48 : RAM 49 : ROM

50 : 플래쉬 메모리(Flash memory) 51 : 제어부

52 : 제어부 53 : 스위치부

54 : 가입자 인터페이스부 55 : A/D변환부

56 : RX 버퍼(Buffer) 57 : D/A변환부

58 : 디지털 합성기(Digital Combiner)

59 : 모뎀부 60 : ACU부

61 : PCM 코덱(CODEC)

62 : SLIC(Subscriber Line Interface Circuit)부

63 : 톤 발생부 64 : 링 발생부

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 2.3GHz대역에서 동작하는 무선가입자망 시스템의 기지국과 신호를 송수신하는 안테나, 기지국과 WLL 집단형 단말장치간의 송수신시 분리된 경로를 제공하는 송수신분파기, WLL 집단형 단말장치의 신호를 처리하여 상기 송수신 분파기를 거쳐 안테나로 전송하는 송신부와, 안테나로부터의 신호를 상기 송수신 분파기를 통하여 수신하여 처리하는 수신부와 송수신부에서 이루어지는 기저대역 신호를 RF신호로 변환 시키는 상향변환, RF신호를 기저대역 신호로 변환시키는 하향변환을 위한 주파수를 발생시키는 국부 발진기와 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 WLL기저대역 신호처리부로 출력하는 A/D변환부와 디지털 합성기의 CDMA 디지털 출력신호를 아날로그 신호로 변환하는 D/A변환부로 구성되어 기지국과 WLL 집단형 단말장치간의 실제 신호를 송수신 기능을 수행하는 RF신호 처리부, N개의 CDMA ASIC 칩으로부터의 N개의 I 신호 성분과 N개의 Q신호성분을 입력 받아 같은 신호성분 끼리 서로 결합(Combing)하여 RF신호처리부로 출력하며 RF신호 처리부로부터의 N개의 I, Q신호 성분을 분리하여 CDMA 모뎀 칩으로 분리하여 출력하는 기능을 수행하는 디지털 합성기, 전체 WLL신호처리부에 시스템 클럭 및 제어에 필요한 각종 Timing 정보들을 발생 및 공급하는 Timing 발생부, 음성전화에서의 64Kbps PCM데이터를 32kbps ADPCM 또는 16kbps LD-CELP, 8kbps CS-ACELP데이터로 변환하고 32kbps ADPCM 또는 16kbps LD-CELP, 8kbps CS-ACELP 데이터를 64Kbps PCM데이터로 변환하는 기능을 수행하는 트랜스코더부, PN 코드의 초기동기 획득, 양방향 신호의 변복조, 4진대역 확산/역확산, 인터리빙/디인터리빙, 채널부호화 및 복호화, 전력제어 등의 CDMA 디지털 신호처리를 위한 기저대역 처리부와 전체 시스템의 제어를 담당하는 프로세서(44), 시스템의 소프트웨어 및 각종 WLL 시스템 관련 파라메터 데이터를 저장하는 메모리부, 트랜스코더부에서 입출력된 디지털 음성신호를 아날로그 신호로 변환하며 가입자 단말장치에 링(Ring)신호 또는 톤신호(Reorder Tone)를 제공하는 가입자 인터페이스부, N개의 발착신 신호를 M개의 가입자에게 통화로 경로를 설정하여 주는 스위치부로 구성된다.

(실시예)

이하, 본 발명을 그 실시 예에 의거하여 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

도1는 본 발명의 내용이 포함된 WLL 집단형 가입자단말장치를 포함하는 전체 무선가입자 망 시스템의 구성도로서, 기지국(17), 기지국제어기(15), 기지국 운용장치(14), 데이터망 연동장치(16), 교환기(12), 과금센터(11), 운용보전센터(13), WLL 집단형 단말장치 등 크게 6개의 주요 부분으로 나누어 진다.

일반 가입자 단말장치는 WLL 집단형 단말장치와 유선으로 인터페이스 되어 2.3GHz대의 주파수대역으로 기지국(17)과는 광대역 코드분할다중접속방식(W-CDMA : Wide-band Code Division Multiple Access)으로 무선접속되어 기지국제어기(15), 교환기(12), 기타 망 요소를 통해 음성 및 비음성 통신 서비스가 이루어 진다.

도1에서 기지국(17)은 무선채널의 할당 및 해제 등의 무선자원관리기능 및 기지국제어기(15)와 접속된 유선링크 채널의 설정 및 해제 등의 유선자원관리 기능, 단말장치와의 무선 접속 기능 및 디지털 신호의 변복조 기능, 전력제어 기능 등을 수행하여 기지국제어기(15)와 정합되어 광대역 코드분할 다중접속(W-CDMA)기술을 사용하여 무선채널로 WLL집단형 단말장치와 정합되어 단말장치에서 기지국제어기(15) 까지 가입자데이터 경로를 형성해주는 기능을 수행한다.

도1에서 기지국제어기(15)는 교환기(12)와 기지국(17)간에 필요한 발착신호 처리 기능, 기지국 정합 및 관리 기능, 음성신호의 압축(64k A-law PCM, 32k ADPCM, 16k LD-CELP, 8k) 기능, 음성대역 데이터 처리기능 등의 가입자 트래픽 처리 기능을 수행하며 기지국 운용장치(14)로부터의 소프트웨어 및 데이터베이스를 다운로딩받아 기지국으로 다운로딩해주는 기능, 시험 기능 등의 운용 처리기능, 데이터 서비스를 위한 데이터망 연동장치(16) 및 기지국 운용장치(14)와의 정합 기능 및 교환기(12)와의 정합기능 등을 수행한다.

도1에서 기지국 운용장치(14)는 전체 무선가입자 망 시스템의 구성관리 기능 및 장애관리 기능을 수행하며 성능관리 및 보안관리기능 등의 가입자관리기능, 시스템 운용자와의 운용자 정합기능, 기지국(17) 및 기지국제어기(15) 그리고 단말장치까지의 소프트웨어 다운로딩 기능 등을 수행하여 기지국(17) 및 기지국제어기(15), WLL 집단형 단말장치에 대해 운용 및 유지보수를 담당하며, 망 요소들에 의해 구성되는 서비스 및 가입자관리 기능을 수행한다.

도1에서 교환기(12)는 유무선 착발신 호처리, 가입자 이동처리, 망관리, 운용관리, 유지보수 및 0MC 관련 기능 처리를 처리하는 데 필요한 제반 기능을 수행하는 망 요소로 기지국제어기(15) 및 과금센터(11)와의 정합 기능, 타망 연동 기능 등을 수행한다.

도1에서 데이터망 연동장치(IWF)란 PC를 구비한 가입자가 데이터 통신망에 수용되어 있는 데이터베이스 정보를 검색하거나 고속 천리안이나 인터넷에 직접 접속하고자 할 경우, 데이터 및 프로토콜의 변환, 시스템간 인터페이스 정합 등을 수행하는 장치를 말한다.

도1에서 WLL 집단형 단말장치는 기지국(17)과 일반가입자 단말장치의 중간에 위치하여 가입자측의 무선접속을 종단시키는 역할을 하며, 팩스 및 모뎀 등 음성대역 데이터 전송을 위해서는 베어러 채널 변경(Bearer Channel Modification) 기능을 수행하며 일반가입자 단말장치와 접속하여 음성 및 음성대역 데이터 서비스 등을 제공하는 가입자 선로 인터페이스를 제공하는 기능을 수행한다.

도1에서 운용보전센터(13)는 무선가입자 망을 포함하는 전체 접속망(Access Network)의 운용 및 유지보수를 담당한다.

도1에서 과금센터(11)는 교환기(12) 또는 데이터망 연동장치(16)로부터 과금관련 데이터를 수집하여 과금처리기능을 수행한다. 8개의 주요 부분으로 전체 무선가입자 망 시스템이 구성된다.

도2는 본 발명의 내용이 포함된 집단형 단말장치(18)의 블록도로서, 집단형 단말장치(18)란 무선가입자 망 신호(WLL), 광대역 무선가입자 망신호(B-WLL : Broadband Wireless Local Loop) 및 케이블 가입자망신호 등 전송매체의 전송방식에 상관없이 사용 가능한 집단형 장치로 WLL, BWLL망, 케이블 가입자망으로 접속 가능한 통신단말장치로 각기 다른 전송매체를 동시에 수용하여 통신 서비스를 제공할 수 있으며 또한 WLL, BWLL, 케이블망 등 각 전송매체별로 단독으로 수용하여 통신서비스를 제공할 수 있는 통신단말잘치로서, 한정된 무선채널 또는 유선채널 자원을 이용하여 집단형 단말장치(18)에서 이들 한정된 유무선채널 자원을 1 : N 비로 집선화시켜 다수의 일반 가입자회선을 수용할 수 있는 기능을 제공한다. 3개의 전송매체 중에서 한가지 전송매체를 택일하여 서비스를 제공하고자 할 경우에는 해당하는 신호 처리부와 RF신호 처리부만을 교체하여 서비스를 제공할 수 있다. 2.3GHz대의 무선가입자 망에 접속하여 서비스를 제공할 경우, 도2의 WLL RF처리부(22)모듈과 WLL 신호처리부(26) 모듈만을 이용하여 교체하여 서비스를 제공할 수 있다.

도2에서 집단형 단말창치(18)는 주제어부(20), RF부(21), 모뎀부(25), 먹스/디먹스부(29), 스위치부(31), 가입자 인터페이스부(32), 제어부(30), 전원부(33)등 크게 10개의 주요 부분으로 나누어지며, 주제어부(20)는 가입자 인터페이스부(32)에 연결된 사용자들의 데이터 베이스를 비휘발성 메모리에 관장하여 송수신되어지는 트래픽의 경로를 설정해주며 전원의 차단 등 비정상적인 종료로 인한 시스템의 종료시 저장되어진 메모리로부터 가입자 데이터베이스를 각각의 카드에 전송하여 주는 역할도 수행한다. 도2의 RF부(21)는 무선가입자 망, 광대역 무선가입자 망, 케이블 가입자망 등의 RF신호를 처리 및 송수신하는 역할을 담당하며, 모뎀부(25)는 WLL 신호처리부(26), BWLL 신호처리부(27), 케이블신호처리부 등의 3개로 구성될수도 있고 전송매체의 특성에 적합한 하나의 신호처리부만을 실장할 수 도 있게 구성 할 수 도 있다. 먹스/디먹스부(29)는 스위치부를 거쳐 서비스 이용자들의 신호를 입력으로 받아들여 적적할 크기의 프레임을 생성하여 타임슬롯단위로 재배치하는 기능을 수행한다. 제어부는(30)는 집단형 단말장치(18)의 각 모듈이 카드단위로 실장될 때 각 카드의 제어 및 주제어부(20)와의 제어를 위한 송수신을 담당하게 된다. 스위치부는(31) 유무선 자원의 효율적인 이용을 위해 N : M의 집선기능을 제공하여 먹스/디먹스부(29)로부터의 신호를 가입자 인터페이스부로 연결시켜주고, 가입자 인터페이스부로부터의 신호를 MUX/DEMUX(29)로 적절하게 연결시켜주는 기능을 수행한다. 전원부(33)는 집단형 단말장치(18)에 전원을 공급하는 기능을 제공하며 보조전원 절체 기능도 수행한다.

도2에서 WLL RF처리부(22)는 2.3GHz대역에서 동작하는 무선가입자망 시스템의 기지국(17)과 신호를 송수신하는 안테나, 기지국과 집단형 단말장치(18)간의 WLL신호 송수신시 분리된 경로를 제공하는 송수신 분파기, WLL 신호를 처리하여 상기 송수신 분파기를 거쳐 안테나로 전송하는 송신부와, 안테나로부터의 신호를 상기 송수신 분파기를 통하여 수신하여 처리하는 수신부와 송수신부에서 이루어지는 기저대역 신호를 RF신호로 변환 시키는 상향변환, RF신호를 기저대역 신호로 변환시키는 하향변환을 위한 주파수를 발생시키는 국부 발진기로 구성되며, 도2에서 WLL RF처리부(22)는 안테나로부터 2.370∼2.400GHz대의 RF 신호를 수신하여 초단증폭기인 저잡음증폭기(LNA)와 대역외 잡음과 스퓨리어스 방사성분을 억제하여 최적의 신호만을 수신하기 위한 대역통과 여파기를 거친 신호와 주파수 합성기에서 발생된 신호를 주파수 혼합기에서 합성하여 하향 변환을 수행하여 중간주파수(IF)로 변환시킨 후, SAW 여파기를 사용하여 주파수 혼합기에서 출력된 신호에서 중간주파수 IF 신호를 추출 한다. 그리고, WLL 신호 처리부에서 발생한 W-CDMA기저대역 신호를 수신하여 대역통과 여파기를 통과 시킨 후, 주파수 혼합기를 이용하여 주파수 합성기에서 발생한 신호와 합성함으로써, 기저대역 신호를 2.3GHz대역의 RF신호로 변환 시킨 후, 전력증폭기를 사용하여 기지국과 통화가 가능할 정도의 송신출력으로 증폭 시킨 후 듀플렉서를 거쳐 안테나를 통하여 송신하는 기능을 수행한다.

도2에서 WLL신호 처리부는 A/D변환부(55), CDMA 모뎀부(42), 타이밍 발생부, 트랜스코더부(37), ACU부(35), 프로세서(44), 메모리부(ROM, RAM, 플래쉬 메모리)로 구성되는데, WLL RF처리부(22)에서 발생된 중간주파수 IF 아날로그 신호인 I채널 신호와 Q채널 신호를 A/D변환부(55)에서 디지털 신호로 변환후 I채널 신호와 Q채널 신호를 발생시켜, WLL 기저대역 CDMA신호를 처리하는 다수의 CDMA 모뎀부로 입력이 되면 각각의 모뎀 ASIC에서 수신된 신호와의 상관(Correlation)을 통하여 각각의 해당하는 채널로 분리가 이루어진다. 수신 경로인 경우, 각각의 CDMA 모뎀(38)의 복조부(Demodulation)에서는 32비트 PN 시퀀스에 의해 확산된 신호를 핑거(Finger)의 PN 32 생성(Generator) 블럭에서 생성된 I, Q채널 PN 시퀀스와 상관을 수행하여 그 에너지를 더함으로써 PN 역확산(Despreading)이 수행되고, 순방향 채널상의 I채널 및 Q채널구분을 위한 4진 대역확산을 위해 서로 다른 PN 코드를 사용하여 채널을 구분하고, 같은 순방향 채널상의 각 코드채널인 파이롯(Pilot) 채널, 동기(Sync) 채널, 페이징(Paging) 채널, 트래픽 채널, PCS(Power Control & Signaling) 채널을 구분하기 위해 원시(Wash (Hadamard)) 코드를 사용하여 월시복조(Walsh Demodulation)를 수행하여 I채널과 Q채널을 분리하고, 트래픽 채널 등 각각의 코드 채널을 분리한 후, 각 채널에 대해서 디인터리빙(deinterleaving)를 수행하고 비터비복호(Viterbi decoding)를 수행하면 신호에 대한 복조가 종료된다. 여기에서 32kbps ADPCM 또는 16kbps LD-CELP 등 다양한 음성압축방식으로 전송되어 온 음성데이터는 비터비 디코더 블록에서 복조되어 트랜스코더부(37)에서 다시 64 kbps PCM신호로 변환된 데이터를 도2의 스위치부로 출력하는 기능을 수행한다. 또한, 일반 가입자 단말장치(전화기, 팩스, 모뎀 등)에게 서비스를 제공하기 위해 필요한 무선채널의 설정 및 할당, 무선자원 관리 등에필요한 무선자원 제어기능, 호 접속을 위한 접속제어, 발착신 호처리 기능 등을 수행한다.

도2의 BWLL RF처리부(23)는 안테나에서 수신한 26GHz대의 RF신호를 기저대역 IF 신호로 변환하여 기저대역 신호처리부인 BWLL신호 처리부로 출력하고, 기저대역 BWLL신호 처리부에서 발생한 기저대역 신호를 주파수 혼합기를 이용하여 26GHz대의 RF신호로 변환하여 안테나로 출력하는 기능을 수행한다.

도2의 BWLL신호 처리부는 기지국(17)과의 무선접속에 필요한 무선신호 변복조, 무선자원의 관리 및 할당을 위한 MAC프로토콜 제어, 발착신 호처리 등 BWLL 시스템의 핵심적인 기능을 수행한다.

도2의 케이블 RF처리부(24)는 CATV망을 이용하는 케이블 가입자망 시스템의 단말장치의 상향 및 하향채널의 RF 신호를 처리하는 블록이다.

도2의 케이블 신호처리부(28)는 케이블 가입자망 시스템의 헤드엔드(Head-End)와 접속되어 케이블 신호의 변복조 기능, 채널자원의 관리 및 채널할당, 채널해제를 위한 MAC 프로토콜 제어, 발착신 호처리 기능 등을 수행한다.

도2의 제어부(30)는 제어부내에 일반 가입자의 데이터를 보유하여 착신 호인 경우 CDMA 모뎀과 가입자 인터페이스부를 1 : 1로 연결하는 제어 처리기능을 수행하며 단말장치의 RF처리부, WLL신호 처리부, 스위치부 등을 제어하는 역할을 한다.

도2의 스위치부는 WLL신호 처리부에서 발생한 데이터를 가입자 인터페이스부에 접속된 N개의 착신 일반가입자 단말장치와 통신 경로를 설정하기 위한 스위칭 기능을 제공하여 준다. 일반 가입자 발신 호인 경우, WLL 신호처리부(26)의 N개의 CDMA 모뎀중에서 하나를 선택하기 위한 통화 경로를 설정하여 준다.

도2의 전원부(33)는 각 WLL 신호처리부(26), WLL RF 신호처리부 등에 전원을 공급하여 주는 기능을 하며, 상용전원이 장애시 지속적인 통신서비스를 제공하기 위해 내부에 보조전원을 구비하여 보조전원 절체 기능을 수행한다.

도3는 도2의 집단형 단말장치(18)의 구성도중에서 WLL 신호처리부(26)의 세부 블록도와 WLL 신호처리부(26)와 연결되는 집단형 단말장치(18)의 다른 블록들에 대한 관계를 보내주고 있다.

도3에서 WLL 신호처리부(26)는 타이밍 발생부, 트랜스코더부(37), WLL-CDMA 모뎀부(42), ACU부(35), 제어부 등 크게 5개의 주요 부분으로 나누어진다.

도3의 타이밍 발생부는 하나의 RF채널이 10MHz 대역폭으로 동작하는 경우 CDMA 칩레이트(Chip Rate)는 8.192Mps이므로 이 신호를 4배 샘플링하여 32.768MHz의 주클럭(Main Clock)을 입력받아 CDMA 신호처리에 필요한 각종 클럭 및 타이밍관련 정보를 생성하고, 전체 WLL 신호처리부(26)의 클럭 및 타이밍 정보들을 생성 및 제공하는 기능을 수행한다.

도3의 트랜스코더부(37)는 32kbps ADPCM, 16kbps LD-CELP, 8kbps CS-ACELP, 8kbps EVRC 등 다양한 형태의 음성압축방식으로 음성부호화기를 구현 가능하며, 이런 다양한 기능을 하드웨어의 변경없이 수용되도록 트랜스코더부(37)의 기능을 DSP(Digital Signal Processing) 기술로 구현하여 필요에 따라 프로그램만 바꾸어 주면 모든 기능을 수용하도록 구현한다. 이 트랜스코더부(37)의 기능은 무선채널로 전송되어 수신된 32kbps ADPCM, 16kbps LD-CELP 또는 8kbps CS-ACELP 등의 음성압축방식으로 처리된 음성데이터를 64kbps PCM데이터로 변환하고, 일반 아날로그 가입자로부터 PCM 코덱(61)를 통과한 64kbps PCM데이터를 32kbps ADPCM, 16kbps LD-CELP 또는 8kbps CS-ACELP 등의 음성압축방식으로 변환하는 기능을 수행한다.

도3의 ACU부(analog common unit)의 기능은 RF처리부로부터의 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하고, 다중가입자 신호 모드로 동작하기 때문에 N개의 CDMA 모뎀부(42)에서 출력된 디지털 신호를 디지털적으로 합성하여 합성된(Combing) 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환해주는 기능을 수행한다. 이 ACU부(35)의 상세한 동작 원리는 다음과 같다.

수신인(디지털 합성기 링크) 경우, 도3의 RF처리부에서 시스템 설계시 설정된 중간 주파수(IF)와 기저대역 I, Q신호를 혼합하여 발생된 아날로그 기저대역 신호인 I(In-phase)신호와 Q(Quadratue phase)신호를 A/D변환부(55)에서는 칩레이트의 4배인 32.768MHz의 표본화율로 각각 4비트의 디지털 신호로 변환하여 이 디지털 신호를 각각의 CDMA 모뎀에 분배하여 주는 기능을 수행한다.

송신인(순방향 링크) 경우, 각각의 CDMA 모뎀칩에서 발생한 N개의 I채널 정보와 Q채널 정보를 같은 신호 성분끼리는 도4의 디지털 합성기(58)를 이용하여 신호 합성을 수행하여 여기에서 합성된 디지털 신호를 도4의 D/A변환부(57)를 이용하여 아날로그 출력 신호로 변환하는 기능을 수행한다.

도3의 CDMA 모뎀부(42)는 모뎀 ASIC내에 탐색기(Searcher) 기능을 구비하여 대역확산된 신호로부터 원래의 데이터 신호를 찾아내는 과정에 있어서 정확한 동기는 매우 중요하다. 단말장치의 수신부에서는 기지국 (l7)의 송신부에서 내역확산에 사용한 확산부호 PN 시퀀스와 꼭 같은 부호를 발생시킨다. 단말장치의 국부발생 확산과 수신된 신호 속의 부호와의 타이밍을 일치 시키는 것이 동기이며 수신신호와 국부발생 확산부호를 1/2칩이내의 차이로 접근시키는 것이 동기 획득이며, 포착된 신호의 동기가 벗어나지 않게 타이밍의 차이를 줄이는 것이 추적(Tracking)으로서, 모뎀부에서는 이와 같은 PN 코드 초기동기 획득 및 추적기능을 수행하며, 순방향 CDMA채널상의 I채널 및 Q채널 구분을 위한 4진 대역확산 기능, 같은 순방향 채널상의 각 코드 채널인 파일롯 채널, 동기 채널, 페이징 채널, 트래픽 채널, PCS(Power Control & Signaling) 채널을 구분하기 위해 워시(Wash (Hadamard)) 코드를 사용하여 월시복조(Walsh Demodulation)를 수행하여 I채널과 Q채널을 분리하고, 트래픽 채널 등 각각의 코드 채널을 분리한 후, 각 채널에 대해서 디인터리빙(Deinterleaving)를 수행하고 비터비 복호를 수행하면 신호에 대한 복조가 종료된다. 이와 같이 모뎀부는 CDMA 핵심 신호처리기능 인 PN 코드 대역확산 및 역확산, 4진 대역확산, 채널 부호화 및 복호화 기능, 채널 인터리빙 및 디인터리빙 기능, 데이터 혼화 기능, 전력제어 기능 등을 수행하며, 프로세서와 인터페이스하여 프로세서 제어하에 CDMA 관련 신호처리 기능을 수행한다.

도3의 WLL 신호치리부(26)의 제어부는 CDMA 모뎀부(42) 및 도2의 집단형 단말장치(18)의 제어부와 연결되어 WLL 신호처리부(26) 전체를 제어하는 기능을 수행하며 하나의 프로세서를 이용하여 다수의 CDMA 모뎀을 제어하는 기능을 수행하며, 프로세서, 워치독(45), SIO, RAM, ROM, 플래쉬 메모리 등으로 구성된다. 프로세서(CPU)는 전체 WLL 신호처리부(26)와 RF신호처리부를 제어하며 하나의 CPU를 사용하여 N개의 모뎀을 제어하여 신호처리 절차를 간략화 시키고 구현시 장치의 가격을 최소화시키며 SRAM은 시스템이 운용하는데 필요한 데이터를 저장하며 ROM은 시스템의 기본 기능 및 Booting 프로그램이 저장되며, 프로그램다운로딩을 지원하기 위한 응용 프로그램은 플래쉬 메모리를 이용하고, SIO(Serial Input/Output)포트는 WLL 신호처리부(26)의 버스와 연결되어 RS-232C방식을 이용하여 장치외부와의 비동기 직렬통신을 하기 위해 이용된다. 본 발명에서는 WLL 신호처리부(26)에 SIO부(46)를 구성하여 기지국과 단말장치간의 CDMA 무선링크의 성능을 수집 및 분석하기 위한 성능분석장치(DM : Diagnostic Monitor)와 접속하여 WLL 신호처리부(26)내의 CDMA ASIC에서 제공하는 각종 무선채널 또는 시스템관련 파라메터를 수집하기 위한 용도로 이용하며 성능분석장치(DM)와 단말장치간의 접속규격은 다음과 같이 정의한다. 물리적 접속은 RS-232C 표준규격을 사용하고 컨넥터는 9핀 D-Sub, 신호규격은 EIA RS-232C 표준규격을 만족, 신호레벨은 DC 12V를 사용하며, 프로토클은 비동기 HDLC(Modified HDLC) 데이터 포멧을 사용한다. 도3의 Watchdog(45)부의 기능은 리셋 신호를 발생시키는 기능을 수행한다.

도3에서 WLL 신호처리부(43, 26)를 구성하는 방법은 최대 N개의 CDMA 모뎀을 하나의 보드에 구성하여 동시에 할당가능한 무선채널의 수는 모뎀의 개수가 N일 때 최대 N개 까지 가능하며, 동시 통화 채널의 수는 사용한 모뎀의 개수 만큼 가능하다. 도3와 같이 각각의 모뎀과 트랜스 코더부(37)를 일대일(1 : 1)로 대응하게 회로를 구성하거나 또는 하나의 트랜스코더부(37)를 이용하여 다수의 모뎀과 연결할 수 도 있다.

또한 기존의 단말장치는 모뎀과 RF처리부를 일대일로 구성하였으나 본 발명에서는 하나의 RF처리부를 N개의 기저대역 신호를 처리하는 N개의 모뎀부가 공통으로 사용하는 방식으로 이 방법은 WLL 신호처리부(26)에 기저대역 I채널 신호 성분 및 Q채널 신호성분을 디지털 합성기(58)를 N개의 모뎀부에서 출력된 각각의 I, Q 채널 신호를 디지털적으로 합성하여 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 하나의 RF처리부로 제공함으로써 가능하다.

또한 RF처리부를 제어하는 방법은 N개의 CDMA무선채널을 동시에 제공하기 위해 N개의 CDMA 모뎀 칩(38)이 보드단위 또는 장치단위로 구현될 경우 CDMA 모뎀 칩에서 RF처리부를 제어하기 위한 AGC(자동이득제어)기능, 전력제어 기능 등에 관하여는, 실장된 N개의 CDMA 모뎀 칩중에서 하나를 매스터로 설정하고 나머지는 슬레이브로 동작하게 하여 매스터로 지정된 하나의 CDMA모뎀만이 RF부를 제어하여 해당하는 무선채널의 자동이득제어, 전력제어 기능등을 수행 한다.

또한 본 발명에서는 ACU부(35), 타이밍 발생부(36)와 트랜스코더부(37), 모뎀부(42), 제어부(43) 등으로 구성된 하나의 WLL신호처리 장치는 집단형 단말장치내의 하나의 RF처리부(34)를 구성하여 여러 명의 사용자가 1개의 RF처리부를 공통으로 사용하는 방식을 채택한다.

도3에서 WLL 신호처리부(43, 26)가 기지국과 통신을 하기 위한 역방향 및 순방향 채널의 구성은 단말장치에서 기지국 방향으로 설정되는 역방향 링크채널의 종류에는 엑세스 채널과 역방향 트래픽채널이 있으며 엑세스 채널은 다시 기지국이 엑세스채널의 코드동기와 반송파 위상정보를 얻기 위한 역방향 파일롯 채널과 엑세스 채널의 정보를 기지국에 전달하기 위한 엑세스 정보채널로 구성되며, 역방향 트래픽채널에는 역방향 PPCS 채널과 역방향 트래픽 정보채널로 나누어 지고 역방향 PPCS채널은 다시 역방향 파일럿 부채널, 역방향 전력제어 부채널, 역방향신호부채널, 역방향 예비 정보(Reserved Information) 채널로 구성되어 역방향 링크에서의 신호정보 및 전력제어 정보, 파일럿 정보 등을 전달하는 기능을 수행하며 역방향 트래픽 정보채널은 무선채널이 설정된 후 실제의 유효한 트래픽 데이터를 전송하기 위한 채널이다. 기지국(17)에서 단말장치로 송신하는 순방향 링크 채널의 종류에는 파일롯 채널, 동기채널(Sync channel), 페이징 채널, 트래픽 채널, PCS 채널 등 크게 5개의 채널로 구성되며 PCS 채널은 다시 신호정보를 전달하기 위한 순방향 신호 부채널과 순방향 전력제어 정보와 DTX (Discontinuous Transmission) 표시정보를 단말기에 송신하기 위한 순방향 PR(Power Control & reserved Information)채널로 구성된다.

도3에서 단말장치에서 제어부의 프로세서가 N개의 모뎀들에 대한PPCS 채널과 트래픽 채널 등의 무선채널의 관리와 할당 및 설정 등의 제어기능을 가진다. 역방향 채널에는 트래픽 채널과 PPCS채널을 단말장치에 할당하는 방법에 따라 단일 신호 모드와 다중신호 모드로 분류되며 단일신호 모드인 경우에는 하나의 단말기가 1개의 PPCS채널과 1개의 트래픽 채널을 할당 받아, 즉 PPCS채널과 트래픽채널을 일대일로 할당받아 이 두개의 채널을 이용하여 기지국(17)과 통신하는 방법이며 1개의 단말장치에 여러 사용자가 접속하여 1개의 역방향 PPCS채널을 할당받아 N개의 사용자가 공유하여 즉, PPCS채널을 1 : N으로 할당 사용하는 방법이며 역방향 트래픽 정보채널은 각 사용자가 하나씩 할당 받아서 사용하는 방법으로, 본 발명에서는 도3의 WLL 신호처리부(26)를 하나의 장치로 구현할 경우, N개의 모뎀(38)은 M명의 일반 전화 가입자와 적당한 비율로 접속할 수 있는 집선 기능을 집단형 단말장치의 스위치부의 기본 기능으로 처리하여 M명의 일반 사용자에게 통신 서비스를 제공하는 경우에 최대 동시 통화채널의 수는 모뎀의 개수인 N개의 채널로 구성하며, N개의 모뎀이 무선채널을 점유하여 통화중(Busy) 상태인지 아니면 유휴(Idle) 상태인지의 여부를 WLL 신호처리부(26)의 프로세서에서 통화중 여부를 항상 감지하여 대기 상태로 있으면서 일반 단말가입자가 훅오프(Hook-off)하면 프로세서는 다중 신호 모드로 동작하여 N개의 사용자를 접속하기 위해 N개의 모뎀을 제어하며 각 모뎀은 1개의 PPCS채널만 할당 받아 신호채널을 공유하여 사용하고 트래픽 채널은 N개의 사용자에게 각각 할당하는 방법인 다중신호 모드로 동작하게 하는 방식을 채택한다.

또 하나의 방식은 도3에서 WLL 신호처리부(26)를 1개의 장치 또는 보드로 구현 할 때, 장치내의 모뎀 갯수가 2개 이하일 경우에는 각 사용자에게 PPCS채널과 트래픽 채널을 각 하나씩 할당하여 구현하는 방식도 가능하다.

도3에서 기지국(17)과 WLL 신호처리부(26)와의 발착신 호제어 절차는 다음과 같이 진행된다.

발신호인 경우, 첫째 WLL신호처리 장치를 내장한 집단형 단말장치에 전원이 인가되면 WLL 신호처리부(26)의 모뎀에서는 기지국(17)의 파이롯채널로 전송된 대역확산에 사용한 확산부호 PN 시퀀스와 꼭 같은 부호를 발생시켜 단말장치의 국부발생 PN 확산코드와 단말장치에서 수신된 신호 속의 부호와의 타이밍을 일치 시켜 기지국(17)과 초기 동기를 획득하여 수신신호와 국부발생 확산 부호를 1/2칩이내의 차이로 접근 시켜 기지국(17)과의 동기를 계속 유지하며, 둘째 기지국(17)에서 전송되는 동기채널(Sync channel)로 기지국(17)에서 WLL 신호처리부(26)로 시스템 식별 및 시각정보를 제공하기 위해 기지국 시드(Base Seed), 프로토콜 버전, 시각 경계(Timing Boundary) 파라메터를 수신하는데, 본 발명에서는 항상 방송되고 있는 동기채널 정보 중에서 전원 인가 후 맨 처음으로 기지국(17)에 억세스 하는 모뎀에서 수신한 정보중에서 기지국시드값, 프로토콜 버전은 그 이전에 메모리에 저장된 것을 이용하는 방식을 채택하여 단말장치 프로세서의 부하를 줄일 수 있다. 이렇게 하여 초기동기와 시스템 식별 정보를 기지국(17)에서 획득한다.

셋째, 페이징 채널을 통하여 단말장치가 기지국(17)에 엑세스하기 위해 필요한 정보, 기지국(17)의 위치영역 식별번호(Location Area Iden tity), 인접기지국의 목록, 페이징 채널 정보, 가입자가 요구하는 호유형, 데이터 전송율, 음성코딩 방식 등의 무선자원 정보 등 기지국(7)의 시스템 관련 최신 정보를 제공받는다.

넷째, 도3의 일반전화 가입자가 훅오프를 하면 프로세서는 훅오프 상태를 감지하여 엑세스 채널을 통하여 기지국에게 무선채널 요구(Channel Request) 메시지를 전송하여 기기국의 페이징 채널을 통하여 채널할당 여부에 대한 응답을 받고, 다섯째 기지국이 채널 할당 명령을 내리면 트래픽 채널을 할당 받게 된다. 여섯째, 이렇게 하여 무선채널을 설정 한 후 단말장치에서 호 설정을 위한 접속요구(connect request)메시지를 기지국으로 전송하면, 기지국과 기지국제어기(15) 및 교환기(12)간에 유선 링크를 설정한 후, 링크가 설정 되었다는 메시지(Connect response)를 단말장치로 내려준다. 일곱째, 이렇게 하여 단말장치와 교환기(12)간의 통화채널이 설정된 후 네트워크에서 발신음(Dial Tone)를 제공하여 가입자는 발신음을 청취 후, 디지트(Digit)를 눌러 전화를 걸어 통화를 개시하게 된다.

본 발명에서는 도5의 톤 신호 발생부를 이용하여 기지국과 단말장치간에 이용할 무선채널이 없는 경우(무선 채널이 busy인 상태) 또는 집단형 단말장치는 집선기능을 구비하고 있으므로 모뎀수의 제한으로 인하여 집단형 단말장치와 다수의 일반 가입자단말 장치간에 가입자 회선이 없는 경우 즉, 집단형 단말장치내의 WLL신호처리 장치에서 제공가능한 모든 무선채널이 통화상태(Busy)인 경우에는 일반 가입자가 훅오프를 하여 통화시도를 하여도 가입자는 통화채널을 설정할 수가 없는 호 접속제한 상황이 발생한다. 이럴 경우 통화시도를 한 가입자 순서대로 우선순위를 정하여 상기에서 설명한 호 접속 제한상황이 해제되어 유휴 채널(Idle channel)이 발생하면 우선 순위별로 재 통화시도를 하라는 표시로 리오더톤을 일반 가입자 단말장치(전화기)에 제공하여 재 통화시도를 할 수 있게 해주는 기능을 이용한다.

도4는 도3의 ACU부(35)를 포함한 부분의 세부 블록도로 ACU부(60)(35)는 A/D변환부(55), RX 버퍼, 디지털 합성기(58), D/A변환부(57)로 구성되어 기저대역 CDMA신호처리부인 모뎀부와 연결되어, RF처리부로부터의 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하고, 다중가입자 신호 모드로 동작하기 때문에 N개의 CDMA 모뎀(38)에서 출력된 디지털 신호를 디지털적으로 합성하여 합성된(Combing) 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환해 주는 기능을 수행한다.

본 발명에서는 WLL신호처리장치에 A/D변환부(55), D/A변환부(57) 및 다지털 합성기(58)를 하나의 장치(보드)에 구성하여 수신인(역방향 링크)경로인 경우, 도3의 RF신호처리부에서 시스템 설계시 설정된 중간 수파수(IF)와 기저대역 I, Q신호를 혼합하여 발생된 아날로그 기저대역 신호인 I(In-phase)신호와 Q(Quadratue phase)신호를 A/D변환부(55)에서는 칩레이트의 4배인 32.768MHz의 표본화 율로 아날로그 기저대역 신호인 I, Q신호를 각각4비트의 디지털 신호로 변환하여 도4의 RX 버퍼에 저장후 이 디지털 신호를 각각의 CDMA 모뎀에 분배하여 주는 기능을 수행한다.

송신인(순방향 링크) 경우, 각각의 CDMA 모뎀 칩에서 발생한 N개의 I채널 정보와 Q채널 정보를 같은 신호 성분끼리는 도4의 디지털 합성기(58)를 이용하여 신호 합성을 수행하여 여기에서 합성된 디지털 신호를 도4의 D/A변환부(57)를 이용하여 아날로그 출력 신호로 변환하는 기능을 수행한다.

도5는 집단형 단말장치의 가입자 인터페이스부의 세부 구성도로 PCM 코덱(61), SLIC(62, Subscriber Line Interface Circuit), 톤 발생부(63), Ring 발생부(64) 등 4개의 블록으로 구성되며, 도5의 PCM 코덱(61)부는 도3의 WLL 신호처리부(26)에의 트랜스코더부(37)에서 출력되는, 64kbps PCM 디지털 데이터를 아날로그 음성신호로 변환시키며, SLIC부에서 출력된 아날로그 음성신호를 PCM신호로 변환시키는 기능을 수행하며, 본 발명에서의 톤 발생부(63)는 일반 가입자에게 발신호 호 접속제한 상황이 해제되었음을 가입자에게 알려 가입자에게 재 통화시도 표시용 리오더톤을 제공하기 위해 사용된다.

도5의 링발생부(64)는 AC 40∼90Vrms 호출전압을 발생시켜, 가입자의 착신 호출신호를 제공하는 기능으로 호출신호의 단속 주기는 1초속, 2초단으로 구성한다.

도5의 SLIC(62)는 일반전화기(19), 팩스 및 모뎀 등의 일반 아날로그 가입자와 인터페이스되는 부분으로 스위치 훅 검출기능(switch hook detection)을 가져 가입자회선에 일정한 통화전류를 공급하고 이때의 임피던스 값을 감시하여 전화기의 상태를 감시하는 기능을 수행하고 Ring이 발생하는 동안에 Off-Hook 상태를 감지하는 기능도 수행하며 Tip이나 Ring이 급작스럽게 Ground로 단락되는데 그러한 경우에 내부 회로를 보호하기 위해 전류제한 회로가 감지하여 전류를 줄이는 과전압 보호기능도 수행한다.

본 발명에서는 WLL서비스를 제공받기 위해서는 WLL서비스 제공자가 제공하는 네트워크 또는 시스템에 가입을 하여야 하는데 이와 같은 서비스 가입 및 해제, 발착신 호처리 절차 등에 필수적인 정보요소로 사용되는 단말국장치 식별번호인 IWEI(International WLL Equipment Identity) 파라메터를 WLL 신호처리부(26)를 가진 집단형 단말장치에 할당하는 방법을 실시 예를 들면 다음과 같다.

집단형 단말장치의 WLL 신호처리부(26)에 국내 WLL 무선접속표준 규격을 만족하는 CDMA신호처리를 할 수 있는 8개의 모뎀 칩를 하나의 보드상에 실장하여 구현한다고 할 경우 이때의 장치의 고유 식별번호인 IWEI은 8개의 모뎀으로 구성된 보드당 1개의 IWEI를 할당하는 방식으로 만약, N개의 CDMA무선채널을 동시에 제공할 수 있는 WLL집단형 장치를 구현하는 경우, WLL집단형 장치에 대표로 하나의 IWEI를 할당해 준다. 그리고, 본 발명에서 WLL 사용자 식별번호인 IWUI(International WLL User Identity)를 할당하는 방법은 N개의 CDMA무선채널을 다중으로 수용할 수 있는 하나의 보드 또는 WLL집단형 단말장치에 기존 유선전화에 부여된 일반 가입자 전화번호를 IWUI로 인식하게 하여 도3의 가입자 인터페이스부에 접속된 가입자 수 만큼의 WLL사용자 식별번호인 IWUI를 할당하여 준다.

본 발명에서 국내WLL 무선접속 표준규격을 만족하는 단말장치에 WLL가입식별자인 WSI(WLL Subscription Identity)와 WLL 접속 비밀키인 WASK (WLL Access Secret Key) 파라메터를 단말장치에 입력하는 수단으로 도3의 SIO 포트를 외부 단말장치(DM, PC 등)와 RS-232C로 연결하여 32비트의 WASK와 32비트의 WSI를 입력 시킬 수 있으며 또 다른 방법으로는 도5의 SLIC(62)에 RJ-11단자를 접속하여 일반 전화기의 다이얼 디지트를 이용하여 WASK와 WSI값을 입력하는 할 수가 있다.

상기와 같은 본 발명의 장치에 의하여 첫째, 수GHz대역에서 수십 GHz대역의 전파를 사용하는 기지국과 광대역 코드분할방식(W-CDMA)으로 무선접속하여 아파트나 집단거주 지역 또는 사무실 등과 같은 곳에 한정된 무선자원을 다중 채널로 구성하여 무선통신 단말장치에 다수의 일반 가입자 단말장치를 유선 인터페이스 방식을 이용하여 기존의 일반전화 또는 각종 단말장치에 별도의 부가적인 장치나 기능 추가 없이 양방향 전화 또는 비음성 통신을 유선망이 아닌 무선망을 이용하여 기존의 유선 가입자전화망에서 제공하는 음성 및 음성대역 데이터 서비스등을 기존의 유선 가입자전화망과 동등한 수준의 서비스 품질을 제공할 수 있게 구현 할 수 있다. 둘째, WLL무선채널을 다중회선으로 구성하여 2 : 1 이상의 집선 기능을 제공하여 하나의 집단형 단말장치 이용하여 많은 가입자에게 WLL서비스를 제공할 수 있어 주파수 사용 효율을 높일 수 있다. 셋째, 망 구축 측면에서 1가구당 1개의 WLL단말장치를 댁내에 구성할 필요가 없으므로 무선망 구축 비용이 절감되며, 넷째, 가입자 측면에서는 단말장치를 보유할 필요가 없기 때문에 전기사용료의 부담이 없다.

다섯째, 여러 명의 사용자가 1개의 RF처리부를 공통으로 사용함으로써 장치 RF처리부를 저가로 구현할 수 있다.

여섯째, 다수의 CDMA 모뎀 ASIC에서 출력되는 다수의 기저대역 I, Q신호성분을 같은 신호 성분 끼리 결합시켜 신호를 합성 할 수 있는 디지털 합성기(58)를 사용함으로써 효과적으로 I, Q신호를 합성하여 RF단으로 전송할 수 있게 구현할 수 있다.

일곱째, WLL 신호처리부(26)에 SIO부(46)를 구성하여 기지국과 단말 장치간의 CDMA 무선링크의 성능을 수집 및 분석하기 위한 성능분석장치(DM : Diagnostic Monitor)와 RS-232C를 사용하여 비동기 직렬통신방식으로 접속하여 WLL 신호처리부(26)내의 CDMA ASIC에서 제공하는 각종 무선채널 또는 시스템관련 파라메터를 수집하기 위한 용도로 이용하여 무선 링크의 품질을 수집 또는 분석하는데 이용할 수 있다.

여덟째, 1개의 단말장치에 여러 사용자가 접속하여 1개의 역방향 PPCS채널을 할당 받아 N개의 사용자가 공유하여 사용하고 역방향 트래픽 정보채널은 각 사용자가 하나씩 할당 받아서 사용하게 함으로써, PPCS채널을 사용하지 않는 만큼의 무선신호에 대한 간섭을 줄이는 효과를 가져 오고, PPCS채널과 같은 오버헤드(over head) 채널에 의한 무선채널의 낭비를 방지하기 때문에 기지국이 이용 가능한 무선채널 용량을 증가 시키는 효과를 가져 온다. 아홉째, 하나의 WLL 신호처리부(26)에 1개의 프로세서가 여러 개의 모뎀 칩을 제어함으로써 장치의 구현 가격을 최소화 시킬 수 있다.

열번째, 톤 신호 발생부를 이용하여 기지국과 단말장치간에 이용할무선채널이 없는 경우(무선 채널이 busy인 상태) 또는 집단형 단말장치는 집선기능을 구비하고 있으므로 모뎀수의 제한으로 인하여 집단형 단말장치와 다수의 일반 가입자단말 장치간에 가입자 회선이 없는 경우 즉, 집단형 단말장치내의 WLL신호처리 장치에서 제공 가능한 모든 무선채널이 통화상태(Busy)인 경우에는 일반 가입자가 훅오프를 하여 통화시도를 하여도 가입자는 통화채널을 설정할 수가 없는 호 접속제한 상황이 발생한다. 이럴 경우 통화시도를 먼저 한 가입자 순서대로 우선순위를 정하여 상기에서 설명한 호 접속 제한상황이 해제되어 유휴 채널(Idle channel)이 발생하면 우선 순위별로 재 통화시도를 하라는 표시로 리오더톤을 일반 가입자 단말장치(전화기)에 제공하여 재 통화시도를 할 수 있게 해주는 기능을 제공하는데 이용할 수 있다. 또한, SI0부(46)에 비동기 직렬 통신 포트와 SLIC(62)에 RJ-11 접속포트를 구비하여 WLL서비스를 제공받기 위해서는 단말장치는 필수적으로 가입이라는 절차를 거쳐야 하는데, 이 서비스 가입을 위해서는 반드시 WASK값과 WSI값을 입력하여야 하는데, 본 발명에서는 이 두개의 파라메터 값을 입력시킬 수 있는 접속포트를 제공함으로써 가입절차를 수행할 수 있게 하여 음성 및 음성대역 데이터 서비스 등 WLL서비스를 제공 받는데 이용할 수가 있다.

Claims (17)

1. 2.3GHz대의 WLL용 RF신호를 기저대역 신호로 변환하고 WLL 신호 처리부에서 출력되는 기저대역 신호를 RF신호로 변환시키는 WLL RF처리부와,

   WLL신호 처리에 필요한 각종 클럭 및 타이밍 정보를 제공하는 타이밍 발생부와, 수신신호를 아날로그-디지탈 변환하며 송신되는 디지털 신호를 합성하여 디지털-아날로그 변환하는 ACU부와, 64kbps PCM데이터를 32kbps ADPCM, 16kbps LD-CELP, 8kbps CS-ACELP 등으로 변환하고 32kbps ADPCM, 16kbps LD-CELP, 8kbps CS-ACELP등의 음성압축 데이터를 64kbps PCM데이터로 변환하는 트랜스코더부와, 광대역 코드분할 다중접속방식(W-CDMA)의 WLL 무선접속규격의 물리계층의 기능을 수행하는 다수의 CDMA 모뎀 칩셋으로 구성되는 모뎀부와, 프로세서, 메모리, 워치독(watchdog)으로 구성되어 WLL신호 처리부 내의 제어를 담당하는 제어부로 구성된 WLL신호 처리부와,

   트랜스코더부에서 입출력되는 데이터를 스위치부로의 연결을 설정해주는 집단형 단말장치의 제어부와,

   신호를 먹싱(muxing)/디먹싱(demuxing)하는 먹스/디먹스와,

   N : M의 집선기능을 제공하여 먹스/디먹스로부터의 신호를 가입자 인터페이스부로 연결시켜주고, 가입자 인터페이스부로부터의 신호를 먹스/디먹스로 연결시켜주는 스위치부(31) 와,

   가입자의 훅의 온/오프를 검출하고 가입자에게 통화전류 공급하는 가입자 인터페이스부로

   구성된 것을 특징으로 하는 WLL형 집단형 단말장치
2. 제1항에 있어서,

   타이밍 발생부는,

   하나의 RF채널이 10MHz 대역폭으로 동작하는 경우에 8.192Mbps인 CDMA 칩 레이트 신호를 4배 샘플링하여 32.768MHz의 주클럭을 입력받아 CDMA 신호처리에 필요한 각종 클럭 및 타이밍관련 정보를 생성하고 제공하는 것을 특징으로 하는 WLL형 집단형 단말장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 ACU부는,

   수신된 신호를 아날로그-디지털 변환하는 A/D변환부와,

   상기 변환된 신호를 모뎀부에 전송하기 위하여 저장하는 RX 버퍼와,

   모뎀부에서 출력되는 I, Q 신호를 합성하는 디지털 합성기와,

   상기 합성된 신호를 디지털-아날로그 변환하여 RF 처리부로 송신하는 D/A변환부로

   구성된 것을 특징으로 하는 WLL형 집단형 단말장치.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서,

   상기 ACU는,

   수신된 아날로그 기저대역 신호인 I, Q 신호를 칩레이트의 4배인 32.768Mbps의 표본화율로 각각 4비트의 디지털 신호로 변환하는 것을

   특징으로 하는 WLL형 집단형 단말장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 모뎀부는,

   제어부와 인터페이스하여 제어부의 제어하에, PN 코드 대역확산 및 역확산, 4진 대역확산, 채널 부호화 및 복호화, 채널 인터리빙 및 디인터리빙, 데이터 혼화, 전력제어를 하는 다수의 모뎀칩셋으로

   구성된 것을 특징으로 하는 WLL형 집단형 단말장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 제어부는,

   WLL 신호처리부(26)와 RF 신호처리부를 제어하며 하나의 CPU를 사용하여 다수의 모뎀를 제어하는 프로세서와,

   필요한 데이터를 저장하는 RAM,

   기본 기능 및 부팅 프로그램이 저장되는 ROM,

   프로그램 다운로딩을 지원하기 위한 응용 프로그램을 저장하는 플래쉬 메모리,

   WLL 신호처리부의 버스와 연결되어 RS-232C방식을 이용하여 외부장치와의 비동기 직렬통신을 수행하는 SI0,

   장애, 전원상태 등을 LED 등으로 표시하는 MMI부,

   필요한 각종 타이머 신호 및 리셋 신호를 발생시키는 워치독으로 구성되고

   모뎀부 및 집단형 단말장치의 제어부와 연결되어 WLL 신호에 대한 호처리, 제어, 관리를 수행하여 WLL신호처리부 전체를 제어하는 것을

   특징으로 하는 WLL형 집단형 단말장치.
7. 제1항에 있어서,

   상기 WLL RF 처리부는,

   2.3GHz대역에서 동작하는 무선가입자망 시스템의 기지국과 신호를 송수신하는 안테나,

   기지국과 집단형 단말장치간의 WLL신호 송수신시 분리된 경로를 제공하는 송수신 분파기,

   WLL 신호를 처리하여 상기 송수신 분파기를 거쳐 안테나로 전송하는 송신부와,

   안테나로부터의 신호를 상기 송수신 분파기를 통하여 수신하여 처리하는 수신부와,

   송수신부에서 이루어지는 기저대역 신호를 RF신호로 변환 시키는 상향변환, RF신호를 기저대역 신호로 변환시키는 하향변환을 위한 주파수를 발생시키는 국부 발진기로 구성되고

   2.3GHz대의 RF신호를 기저대역 신호로 변환하고 WLL신호처리부에서 출력된 기저대역 신호를 2.3GHz대의 RF신호로 변환시키고

   상기 WLL RF처리부와 ACU부는 WLL신호를 다중으로 처리하여 다수의 WLL사용자가 하나의 WLL RF처리부를 공통으로 사용하는 것을

   특징으로 하는 WLL형 집단형 단말장치.
8. 제1항에 있어서,

   가입자 인터페이스부는,

   트랜스코더부에서 출력되는 64kbps PCM디지털 데이터를 아날로그 음성신호로 변환시키며 SLIC에서 출력된 아날로그 음성신호를 PCM신호로 변환시키는 PCM 코덱과,

   일반 가입자에게 발신호 호 접속제한 상황이 해제되었음을 가입자에게 알려 가입자에게 재 통화시도 표시용 리오더톤을 제공하는 톤발생부와,

   AC 40∼90Vrms 호출전압을 발생시켜 가입자의 착신 호출신호를 제공하는 링발생부와,

   일반전화기, 팩스 및 모뎀 등의 일반 아날로그 가입자와 인터페이스되는 부분으로서 스위치 훅 검출기능(switch hook detection)을 가져 가입자회선에 일정한 통화전류를 공급하고 전화기의 상태를 감시하는 기능을 수행하며 내부회로를 보호하기 위해 과전압 보호기능 등을 수행하는 SLIC부로 구성되어

   일반 가입자 단말장치와 접속하는 것을

   특징으로 하는 WLL형 집단형 단말장치.
9. 제6항에 있어서,

   외부장치는 기지국과 단말장치간의 링크의 성능 데이터를 수집하여분석하는 성능분석장치인 것을

   특징으로 하는 WLL형 집단형 단말장치.
10. 제9항에 있어서,

    외부장치를 통하여 단말장치에 WLL 가입자 식별자 또는 WLL 접속 비밀키를 입력하는 것을

    특징으로 하는 WLL형 집단형 단말장치.
11. 제1항에 있어서,

    가입자 인터페이스부에 RJ-11단자를 통하여 연결된 일반 전화기를 통하여 단말장치에 WLL 가입자 식별자 또는 WLL 접속 비밀키를 입력하는 것을

    특징으로 하는 WLL형 집단형 단말장치.
12. 제1항에 있어서,

    제어부는 장애, 전원상태 등을 표시하는 MMI부를 더 갖춘 것을 특징으로 하는 WLL형 집단형 단말장치.
13. 제1항에 있어서 ACU부, 타이밍 발생부, Transcoder부, 모뎀부, 제어부는 하드웨어적으로 하나의 보드에 구성되어 WLL신호를 다중회선으로 처리하는 것을 특징으로 하는 WLL형 집단형 단말장치.
14. 제1항 또는 제5항 또는 제6항에 있어서

    다수의 CDMA 모뎀 칩중에서 하나를 매스터로 기능하도록 동작하게 하고 나머지는 슬레이브로 동작하게 하여 매스터로 지정된 하나의 CDMA 모뎀 칩만이 WLL RF 처리부를 제어하여 자동이득제어, 전력제어등의 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 WLL 집단형 단말장치
15. 제1항에 있어서,

    단말장치 식별번호인 IWEI(International WLL Equipment Identity)를 하나만 할당하는 것을 특징으로 하는 WLL 집단형 단말장치.
16. 제1항에 있어서,

    기존 유선전화에 부여된 일반가입자 전화번호를 WLL사용자 식별번호(IWUI)로 사용하는 것을 특징으로 하는 WLL 집단형 단말장치.
17. 제1항에 있어서,

    WLL신호처리부가 기지국과 통신하기 위해 기지국 방향으로 설정하는 역방향 무선링크채널에는 기지국과의 코드동기 및 반송파 동기를 위한 엑세스 채널과 트래픽 데이터를 송신하기 위한 역방향 트래픽채널로 구성되며, 역방향 트래픽채널에는 전력제어, 파일럿 신호 및 시그널링 정보를 처리하기 위한 역방향 PPCS(Pilot, power control, signaling channel)채널과 실제 유효한 정보를 처리하는 역방향 트래픽 정보채널로 구성되고,

    집단형 단말장치가 기지국과의 무선채널을 설정하는 것은, N개의 모뎀으로 구성되는 WLL신호처리부가 하나의 PPCS채널만 할당받아 PPCS채널을 다수의 가입자가 공유하여 사용하고,

    역방향 트래픽 채널은 N개의 사용자에게 각각 한 채널씩 할당하여사용함으로써 무선채널 자원의 주파수 사용 효율과 단말장치 상호간 간섭의 영향을 줄이는 것을 특징으로 하는 WLL형 집단형 단말장치.