KR20000005060U - 코드 분할 다중 통신(cdma) 방식의 통신 시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은 시스템의 주요 구성요소의 위치와 기능을 재구성하여 시스템의 성능 향상을 도모하고, 유지보수의 편리성을 향상시키는데 적당한 코드 분할 다중 통신 방식의 통신 시스템을 제공하기 위한 것으로써, 교환국 및 제어국, 그리고 기지국을 포함하는 CDMA방식의 통신 시스템에 있어서, 기지국과 교환국 사이의 호의 설정과 단절을 담당하며 기지국 호 제어기의 호 처리기능을 수용하여 호의 접속 및 단절을 중심으로한 프로토콜 정합을 수행하는 호 제어 처리기와, 호 제어 처리기의 제어에 따라 교환기에서 중계하는 음성신호를 CDMA무선 인터페이스 규격에 맞도록 변환 및 데이터 통신을 위한 기능을 수행하는 음성 및 데이터 처리기와, 제어국 내부의 각 구성장치간의 신호교환 및 중계, 그리고 제어국이 관할하는 기지국과의 신호교환 및 정합을 수행하는 제어국 망 중계기와, 교환국에서 전송되는 신호를 CDMA 무선 규격에 맞도록 변조하고, 또는 무선 규격에 맞게 변조된 신호를 복조하는 CDMA변복조기를 포함하여 제어국이 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

코드 분할 다중 통신(ＣＤＭＡ) 방식의 통신 시스템

본 고안은 CDMA(Code Division Multiple Access)방식인 PCS제어국과 기지국의 구조에 관한 것으로, 특히 시스템의 주요 구성요소의 위치와 기능을 재구성하여 시스템의 성능 향상을 도모하고, 유지보수의 편리성을 향상시키는데 적당한 코드 분할 다중 통신 방식의 통신 시스템에 관한 것이다.

이하, 종래기술에 따른 코드 분할 다중 통신 방식에서의 제어국과 기지국을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1은 종래 코드 분할 다중 통신 방식(이하, "CDMA방식" 이라 약칭함)에서의 제어국과 기지국의 구조를 나타낸 도면이다.

통상은 교환국(11), 제어국(13), 기지국(15)으로 이루어지는데, 제어국(13)은 크게 호 제어 처리기(13a), 음성 및 데이터 처리기(13b), 제어국 망 중계기(13c)로 구성된다.

그리고 기지국(15)은 기지국 제어기(15a), 기지국 망 중계기(15b), CDMA변복조기(15c), 기지국 섹터 변환기(BSCA : Base station Sector Conversion Assembly)(15d), 디지탈 채널 처리기(DCP : Digital Channel Processor)(도시되지 않음), 디지탈 정합 및 분배기(BDCA : Base band Distribution & Combining Assembly)(도시되지 않음), 무선 송수신 증폭부(15e), 그리고 무선 송수신 변환부(15f)로 구성된다.

그리고 상기 제어국(13)과 기지국(15)은 각각 광 정합기(17,17a)를 두어 광 섬유(Optical Fiber)(19)를 통해 커뮤니케이션(communication)한다.

여기서, 제어국(13)의 호 제어 처리기(13a)는 기지국(15)과 교환국(11) 사이의 호(呼)접속 및 호 절단을 중계하며, 핸드오프와 같은 이동통신 시스템에서 제공할 수 있는 기본 기능을 가지고 있다.

음성 및 데이터 처리기(13b)는 교환국(11)에서 중계하는 64Kbps PCM 데이터인 음성신호를 CDMA무선 인터페이스 규격에 맞도록 합성 및 변환을 수행하고, 별도로 데이터 통신을 위한 기능을 가지고 있다.

제어국 망 중계기(13c)는 제어국(13) 내부의 각 구성장치간의 데이터 교환을 중계하고, 제어국(13)이 관장하는 기지국(15)과의 데이터의 교환과 신호의 정합을 수행한다.

한편, 기지국 제어기(15a)는 호 제어 처리기(도시되지 않음)와 이동국 사이에서 호의 설정 및 단절, 그리고 핸드오프 처리와 같은 이동 통신 처리를 담당한다.

기지국 망 중계기(15b)는 제어국 망 중계기(13c)에서 전송된 데이터의 분배와 전송할 데이터의 중계선 정합을 수행한다.

CDMA변복조기(15c)는 CDMA 무선 인터페이스 규격에 맞도록 통화 및 신호의 변조와 복조를 수행한다.

디지탈 채널 처리기(도시되지 않음)는 CDMA변복조기(15c)의 초기화와 하위 장치들의 상태를 관리한다.

디지탈 정합 분배기(도시되지 않음)는 CDMA변복조기(15c)와 기지국 섹터 변환기(15d) 사이에서 CDMA신호의 정합과 분배를 담당한다.

기지국 섹터 변환기(15d)는 CDMA 디지탈 신호와 중간 주파수 사이의 정합을 담당한다.

즉, CDMA변복조기(15c)에 의해 변조된 디지탈 CDMA신호를 디지탈/아날로그 변환을 통해 아날로그 CDMA신호로 바꾸어 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)변조를 수행하여 중간 주파수로 바꾼다.

무선 송수신 변환부(15f)는 중간 주파수의 신호와 무선 전송대역의 신호 사이의 정합을 담당한다.

무선 송수신 증폭부(15e)의 송신 증폭단은 무선 전송에 필요한 전략을 갖도록 CDMA신호의 크기 CDMA신호의 크기를 증폭하고, 수신 증폭단은 잡음과 함께 수신된 CDMA신호에서 신호성분만을 증폭한다.

이와 같은 종래 CDMA방식에서의 제어국과 기지국간의 신호처리는 다음과 같이 이루어진다.

먼저, 교환국(11)에서 64Kbps PCM 데이터로 코딩된 음성 및 정보는 디코더(도시되지 않음)에서 CDMA전송 규격에 맞도록 포맷(Format)이 변경되어 제어국 망 중계기(13c)를 통해 광 전송장치 즉, 제어국 광 정합기(17)로 보내진다.

제어국 광 정합기(17)를 통해 목적하는 기지국으로 전송된 음성 및 정보는 기지국 광 정합기(17a)를 통해 기지국 망 중계기(15b)로 보내지고, 기지국 망 중계기(15b)는 CDMA변복조기(15c)로 경로를 배정한다.

CDMA변복조기(15c)는 전달된 음성 및 정보를 CDMA무선 규격에 적합하도록 대역 확산 변조를 수행하여 디지탈 CDMA신호로 변조한다.

대역 확산 변조된 디지탈 CDMA신호는 디지탈 정합 분배기(도시되지 않음)에서 각 섹터(sector)별로 다수의 통화 및 정보 채널이 결합되어 상기 기지국 섹터 변환기(15d)로 보내진다.

기지국 섹터 변환기(15d)는 디지탈 CDMA신호를 디지탈/아날로그 변한을 통해 아날로그 CDMA신호로 바꾸어 QPSK변조를 수행하여 중간 주파수로 바꾼다.

중간 주파수로 바뀐 CDMA신호는 무선 송수신 변환부(15f)에서 송신 규격에 따른 무선 전송 주파수로 상향 변환하여 무선 송수신 증폭부(15e)로 출력한다.

따라서, 무선 송수신 증폭부(15e)는 전송 주파수로 상향 변환된 CDMA신호를 증폭하여 안테나를 통해 송신한다.

한편, 수신과정은 상기 송신의 역과정이다.

즉, 안테나를 통해 수신되는 CDMA신호에서 잡음을 제거한 CDMA신호만을 증폭하여 무선 송수신 변환부(15f)로 보내면, 무선 송수신 변환부(15f)는 중간 주파수로 하향 변환하여 중간 주파수의 CDMA신호로 변환한다.

중간 주파수의 CDMA신호는 기지국 섹터 변환기(15d)에서 아날로그/디지탈 변환을 통해 디지탈 CDMA신호로 변조된다.

여기서, 상기 디지탈 CDMA신호는 CDMA무선 규격에 적합하도록 대역 확산 변조된 신호이다.

이러한 디지탈 CDMA신호는 CDMA변복조기(15c)로 전달되어 디지탈 CDMA신호를 음성 및 정보신호로 복조한다.

음성 및 정보신호로 복조된 신호는 기지국 광 정합기(17a)를 통해 목적하는 제어국 광 정합기(17)를 통해 제어국 망 중계기(13c)로 전달된다.

그리고 음성 및 정보를 디코딩하여 교환기로 보내진다.

그러나 상기와 같은 종래기술에 따르면, 기지국에 CDMA변복조기가 구성되어 기지국 구성 공간을 상당히 많이 차지하게 되고, 각 구성요소의 프로세서로써 디지탈 채널 처리기와 무선 제어기를 두어 각 구성요소를 제어하고, 그들의 상태를 관리하였다.

따라서, 기지국의 설치시, 충분한 공간과 전원의 확보가 필요하였고, 고성능의 μ-processor의 성능에 비해 크게 못미치는 기능을 수행하므로 자원의 낭비를 초래하였다.

특히, WLL(Wireless Local Loop)이나 사설 교환기와 연결하여 서비스하는 고정 무선 통신망과 소규모 무선 통신망의 경우에는 그 구성이 적절하지 못하게 되는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로써, 시스템의 주요 구성요소의 위치와 기능을 재구성하여 시스템의 성능 향상을 도모하고, 유지보수의 편리성을 향상시키는데 적당한 코드 분할 다중 통신 방식의 통신 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래기술에 따른 코드 분할 다중 통신 방식의 통신 시스템의 구성도

도 2는 본 고안에 따른 코드 분할 다중 통신 방식의 통신 시스템의 구성도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 교환국 13 : 제어국

13a : 호 제어 처리기 13b : 음성 및 데이터 처리기

13c : 제어국 망 중계기 15 : 기지국

15a : 기지국 제어기 15b : 기지국 망 중계기

15c : CDMA변복조기 15d : 기지국 섹터 변환기

15e : 무선 송수신 증폭부 15f : 무선 송수신 변환부

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안의 코드 분할 다중 통신 방식의 통신 시스템은 교환국 및 제어국, 그리고 기지국을 포함하는 CDMA방식의 통신 시스템에 있어서, 상기 기지국과 상기 교환국 사이의 호의 설정과 단절을 담당하며 기지국 호 제어기의 호 처리기능을 수용하여 호의 접속 및 단절을 중심으로한 프로토콜 정합을 수행하는 호 제어 처리기와, 상기 호 제어 처리기의 제어에 따라 교환기에서 중계하는 음성신호를 CDMA무선 인터페이스 규격에 맞도록 변환 및 데이터 통신을 위한 기능을 수행하는 음성 및 데이터 처리기와, 상기 제어국 내부의 각 구성장치간의 신호교환 및 중계, 그리고 제어국이 관할하는 기지국과의 신호교환 및 정합을 수행하는 제어국 망 중계기와, 상기 교환국에서 전송되는 신호를 CDMA 무선 규격에 맞도록 변조하고, 또는 무선 규격에 맞게 변조된 신호를 복조하는 CDMA변복조기를 포함하여 제어국이 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안의 코드 분할 다중 통신 방식에서의 제어국의 구조를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 2는 본 고안의 코드 분할 다중 통신 방식에서의 제어국의 구조를 나타내었다.

도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 종래에 기지국에 설치되었던 CDMA변복조기를 본 고안에서는 제어국에 설치하였다.

그리고 기지국의 호 제어 처리 기능을 제어국의 호 제어 처리기가 수용하도록 하였다.

즉, 본 고안에 따른 제어국(13)은 기지국(15)과 교환국(11) 사이의 호(呼)의 설정과 단절, 그리고 핸드오프 처리와 같은 이동통신 신호의 처리를 담당하며 기지국 호 제어기의 호 처리 기능을 수용하여 호의 접속 및 단절을 중심으로 한 프로토콜 정합을 수행하는 호 제어 처리기(13a)와, 상기 호 제어 처리기(13a)의 지시를 받아 교환기에서 중계하는 64Kbps PCM 데이터인 음성신호를 CDMA무선 인터페이스 규격에 맞도록 합성 및 변환을 수행하고, 별도로 데이터 통신을 위한 기능을 가지는 음성 및 데이터 처리기(13b)와, 제어국(13) 내부의 각 구성장치간의 데이터 교환을 중계하고, 제어국(13)이 관장하는 기지국(15)과의 데이터의 교환과 신호의 정합을 수행하는 제어국 망 중계기(13c)와, 상기 호 제어 처리기(13a)의 지시를 받아 상기 교환국(11)에서 전송되는 64Kbps PCM 데이터를 CDMA무선 규격에 맞도록 변조하고, CDMA무선 규격에 맞게 변조된 CDMA신호를 64Kbps PCM데이터로 복조하는 CDMA변복조기(15c)를 포함하여 구성된다.

그리고 기지국(15)은 호 제어 처리 기능이 제어국으로 수용됨에 따라 RF무선 송수신과 관련된 기능을 수행하는 기지국 제어기(15a)와, 디지탈 CDMA신호와 중간 주파수 사이의 정합을 담당하는 기지국 섹터 변환기(BSCA : Base station Sector Conversion Assembly)(15d)와, 무선 전송에 적합하도록 CDMA신호의 크기를 증폭하고, 수신신호에서 잡음을 제거하여 CDMA신호만을 증폭하는 무선 송수신 증폭부(15e)와, 그리고 중간 주파수의 신호와 무선 전송대역의 신호 사이의 정합을 담당하는 무선 송수신 변환부(15f)를 포함하여 구성된다.

종래기술에 따른 기지국과 비교할 때, CDMA변복조기가 구성되어 있지 않음을 알 수 있다.

그리고 종래 기지국(15)에서 처리하여야 할 기능(기지국의 호 처리 기능 및 채널 카드(channel card)) 등이 제어국(13)으로 이관되었기 때문에 기지국 망 중계기가 필요치 않게 된다.

즉, 소프트 웨어로 구현되는 신호의 접속 및 단절을 중심으로한 프로토콜 정합의 많은 부분을 간략화하여 제어신호 처리의 성능을 향상시킬 수가 있다.

여기서, 상기 기지국(15)에서 처리하여야 할 기능들이 모두 제어국(13)으로 이관되고, 기지국(15)에는 단지 유지 보수 기능만이 잔류하는 것이 바람직하나, 이와 같이, 기지국(15)의 기능을 제어국(13)으로 모두 이관하게 되면, 그 만큼 프로세서의 부담이 커지게 되어 고성능의 프로세서를 사용하여야 한다.

따라서, 기지국(15)의 기능을 모두 제어국(13)으로 이관시키지 않고 일부만 이관시키는 방법이 있고, 전술한 바와 같이, 유지 보수 기능만을 제외한 모든 기능을 제어국(13)으로 이관시키는 방법이 있다.

본 고안의 실시예에서는 기지국(15)에는 유지 보수 기능만을 수용하고, 기타 모든 기능은 제어국(13)으로 이관하였을 경우를 예로 하였다.

이와 같은 본 고안에 따르면, 제어국(13)은 음성 및 데이터 처리기(13b)와 CDMA변복조기(15c)를 제어국(13)내에서 셀프(SHELF) 프로세서를 통해 관리한다.

여기서, 셀프(SHELF)프로세서란, 서로 다른 기능의 칩이 여러개가 실장되어 있는 기능보드를 관리하기 위한 프로세서이다.

상기 셀프 프로세서(SHELF PROCESSOR)는 자신이 관리하는 기능보드의 초기화와 상태관리를 담당한다.

이때, 상기 음성 및 데이터 처리기(13b)와 CDMA변복조기(15c) 사이의 데이터 링크 레이어(Data Link Layer)는 동일한 프로토콜(protocol)을 사용하여 정합한다.

상기와 같이, 데이터 링크 레이어를 동일한 프로토콜을 사용함에 따라 음성 및 데이터 처리기(13b)와 CDMA변복조기(15c)와의 거리가 가까워질 경우, 신호의 처리 및 교환에 편리함을 얻을 수가 있다.

상기와 같이 제어국(13)과 기지국(15)의 필수 구성요소의 위치를 재구성하더라도 신호의 처리는 종래와 동일하다.

즉, 송신과정은 다음과 같다.

교환국(11)에서 64Kbps PCM 데이터로 코딩된 음성 및 정보는 디코더(도시되지 않음)에서 CDMA 전송 규격에 맞도록 포맷(Format)이 변경되어 제어국 망 중계기(13c)에 전달된다.

제어국 망 중계기(13c)는 전달된 음성 및 정보를 CDMA변복조기(15c)로 경로를 배정하고, 이에 따라 CDMA변복조기(15c)는 상기 음성 및 정보를 CDMA무선 규격에 맞도록 대역 확산 변조를 수행하여 디지탈 CDMA신호로 변조한다.

대역 확산 변조된 디지탈 CDMA신호는 제어국 광 정합기(17)를 통해 기지국 광 정합기(17a)로 보내진 후, 다시 디지탈 정합 분배기(도시되지 않음)에서 각 섹터(Sector)별로 다수의 통화 및 정보 채널이 결합되어 상기 기지국 섹터 변환기(15d)로 보내진다.

기지국 섹터 변환기(15d)는 디지탈 CDMA신호를 디지탈/아날로그 변환을 통해 아날로그 CDMA신호로 바꾸어 QPSK변조를 수행하여 중간 주파수로 바꾼다.

이어, 중간 주파수로 바뀐 CDMA신호를 무선 송수신 변환부(15f)에서 송신 규격에 따른 무선 전송 주파수로 상향 변환하어 무선 송수신 증폭부(15e)로 전송한다.

따라서, 무선 송수신 증폭부(15e)는 전송 주파수로 상향 변환된 CDMA신호를 증폭하여 안테나를 통해 송신한다.

한편, 수신과정은 전술한 송신의 역과정으로써 간략히 설명하면 다음과 같다.

안테나를 통해 수신되는 CDMA신호에서 잡음을 제거한 CDMA신호만을 증폭한 후, 이를 중간 주파수로 하향 변환하여 중간 주파수의 CDMA신호로 변환한다.

중간 주파수의 CDMA신호를 기지국 섹터 변환기(15d)에서 아날로그/디지탈 변환을 통해 디지탈 CDMA신호로 바뀐다.

여기서, 디지탈 CDMA신호는 CDMA무선 규격에 적합하도록 대역 확산 변조된 신호이다.

상기 대역 확산 변조된 디지탈 CDMA신호는 기지국 광 정합기(17a)를 통해 제어국 광 정합기(17)로 전달되고, 제어국 망 중계기(13c)에 의해 CDMA변복조기(15c)로 전달된다.

CDMA변복조기(15c)는 디지탈 CDMA신호를 음성 및 정보신호로 복조하고, 복조된 음성 및 정보신호는 디코딩되어 교환기로 전달된다.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 고안에서와 같이, 제어국을 구성하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 음성 및 데이터 처리기와 CDMA변복조기를 제어국내에서 관할하므로 음성 및 정보 신호의 처리 상황을 중앙집중식으로 관리할 수 있으며, 소수의 인원으로도 유지 보수가 용이하다.

둘째, 음성 및 데이터 처리기와 CDMA변복조기 사이의 데이터 링크 레이어를 동일한 프로토콜을 사용하여 정합하므로 물리적인 거리가 가까울수록 신호의 처리 및 교환에 편리를 얻을 수 있다.

셋째, 호 제어처리는 기지국 호 제어기의 호 처리기능을 수용하여 구성되므로 소프트 웨어로 구현되는 신호의 접속 및 단절을 중심으로한 프로토콜 정합의 많은 부분을 간략화하여 제어신호 처리의 성능을 향상시킨다.

넷째, 기기국은 기존의 디지탈 처리부분의 제어국으로 이동되고, 무선 송수신에 관련된 부분을 중심으로 구성함으로써, 기지국의 구성을 간략화하고, 기지국사의 면적을 최소화함과 동시에 소비전력을 감소시킨다.

Claims (3)

1. 교환국 및 제어국, 그리고 기지국을 포함하는 CDMA방식의 통신 시스템에 있어서,

   상기 기지국과 상기 교환국 사이의 호의 설정과 단절을 담당하며 기지국 호 제어기의 호 처리기능을 수용하여 호의 접속 및 단절을 중심으로한 프로토콜 정합을 수행하는 호 제어 처리기와,

   상기 호 제어 처리기의 제어에 따라 교환기에서 중계하는 음성신호를 CDMA무선 인터페이스 규격에 맞도록 변환 및 데이터 통신을 위한 기능을 수행하는 음성 및 데이터 처리기와,

   상기 제어국 내부의 각 구성장치간의 신호교환 및 중계, 그리고 제어국이 관할하는 기지국과의 신호교환 및 정합을 수행하는 제어국 망 중계기와,

   상기 교환국에서 전송되는 신호를 CDMA 무선 규격에 맞도록 변조하고, 또는 무선 규격에 맞게 변조된 신호를 복조하는 CDMA변복조기를 포함하여 제어국이 구성되는 것을 특징으로 하는 CDMA방식의 통신 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제어국에서 전송된 디지탈 CDMA신호와 중간 주파수 사이의 정합을 담당하는 기지국 섹터 변환기와,

   무선 전송에 적합하도록 CDMA신호의 크기를 증폭하고, 수신신호에서 잡음을 제거하여 CDMA신호만을 증폭하는 무선 송수신 증폭부와,

   중간 주파수의 신호와 무선 전송 대역의 신호 사이의 정합을 담당하는 무선 송수신 변환부와,

   상기 기지국 섹터 변환기 및 무선 송수신 증폭부 그리고 무선 송수신 변환부를 제어하는 기지국 제어기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 CDMA방식의 통신 시스템.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 음성 및 데이터 처리기와 상기 CDMA변복조기 사이의 데이터 링크 레이어(Data Link Layer)는 동일한 프로토콜(protocol)을 사용하여 정합하는 것을 특징으로 하는 CDMA방식의 통신 시스템.