KR20000050428A

KR20000050428A - 이동통신 시스템의 멀티-섹터 기지국 장치

Info

Publication number: KR20000050428A
Application number: KR1019990000296A
Authority: KR
Inventors: 강홍구; 안민영
Original assignee: 김영환; 현대전자산업 주식회사
Priority date: 1999-01-08
Filing date: 1999-01-08
Publication date: 2000-08-05
Also published as: US6463302B1; JP2000209643A

Abstract

본 발명은 3섹터(SECTOR) 기지국 모뎀을 이용하여 6섹터 기지국 장치를 구현토록 한 이동통신 시스템의 멀티-섹터 기지국 장치에 관한 것으로서, 이러한 본 발명은 주변장치 제어부에서 기지국의 섹터 절체를 컨트롤하는 중앙처리장치에서 출력되는 섹터 변환 제어신호를 섹터변환 제어부로 전달해준다. 그리고 섹터변환 제어부는 입력되는 제어신호 및 섹터변환 데이터에 따라 섹터 변환을 위한 다수개의 제어신호를 발생하고, 이 제어신호에 의해 섹터 변환부는 기지국 모뎀에서 얻어지는 송신신호와 이동국에서 송신된 수신신호의 섹터를 스위칭해 줌으로써, 3섹터 기지국 모뎀을 이용하여 6섹터의 기지국 구현이 가능하다.

Description

이동통신 시스템의 멀티-섹터 기지국 장치{multiple sector base transceiver station in mobile communication system}

본 발명은 이동통신 시스템(디지털 셀룰러 시스템(DCS), 개인 휴대 통신 시스템(PCS))의 기지국에 관한 것으로, 특히 3섹터(SECTOR) 기지국 모뎀을 이용하여 6섹터 기지국 장치를 구현토록 한 이동통신 시스템의 멀티-섹터 기지국 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 이동통신 시스템은 전자 산업 협회의 호출 처리에 규정된 프로토콜을 따르도록 되어 있으며, 단말기는 전원이 인가되면 초기화된 상태에서 자신이 위치한 지점에서 수신 신호의 세기가 가장 큰, 즉 가장 가까운 기지국(셀 사이트)의 제어채널을 찾게된다.

가장 가까운 제어채널을 찾게되면 이동통신 단말기는 비통화모드로 들어가 선택된 채널을 통해 현 기지국이 송신하는 메시지를 수신하게 된다.

이때, 기지국은 상기와 같은 메시지 이외의 단말기(이동국) 또는 제어국과의 통신 메시지를 통해 이동통신 전반에 관한 통신을 수행하게 되는데, 여기서 사용되는 것이 기지국용 모뎀이다.

즉, 이동국과의 데이터 통신이나 제어국과 데이터 통신시 상기 모뎀을 통해 데이터를 송, 수신하게 된다.

도1은 상기와 같은 모뎀을 이용하여 이동국과 통신을 수행하는 종래 3섹터 기지국 장치의 구성도이다.

이에 도시된 바와 같이, 이동국으로 송신할 데이터(α섹터 데이터, β섹터 데이터, γ섹터 데이터)를 발생하고 그 이동국으로부터 송신된 데이터(α섹터 데이터, β섹터 데이터, γ섹터 데이터)를 수신하는 제1 및 제2 기지국 모뎀(1)(2)과, 상기 제1 및 제2 기지국 모뎀(1)(2)에서 각각 발생된 신호를 합하여 출력하는 기지국 모뎀 출력 디지털 조합기(3)와, 상기 기지국 모뎀 출력 디지털 조합기(3)에서 출력되는 각 섹터별 송신 데이터를 각각의 중간주파신호로 변조하는 중간주파 변조부(4)와, 상기 중간주파 변조부(4)에서 얻어지는 각 섹터별 중간주파수를 각각 고주파 신호로 변조한 후 각 섹터별 안테나(ANT1,ANT2,ANT3)로 출력하는 고주파 변조부(5)와, 상기 각 섹터별 안테나(ANT1,ANT2,ANT3)로 수신된 이동국 송신 고주파를 복조 하는 고주파 복조부(6)와, 상기 고주파 복조부(6)에서 각각 복조된 고주파 신호로부터 중간주파신호를 추출하여 상기 제1 및 제2 기지국 모뎀(1)(2)에 섹터별로 전달해주는 중간주파 복조부(7)로 구성되었다.

이와 같이 구성된 종래 3섹터 기지국 장치의 동작은 다음과 같다.

제1 및 제2 기지국 모뎀(1)(2)에서 각 섹터별로 출력된 송신 데이터는 기지국 모뎀 출력 디지털 조합기(3)에서 합하여 진다.

여기서 기지국 모뎀 출력 디지털 조합기(3)는, 도면에는 도시하지 않았지만 직렬/병렬 변환 및 출력 통제기, 세츄레이터, 데이터 조합기로 이루어지며, 직렬/병렬 변환 및 출력 통제기는 기지국 모뎀의 출력 데이터를 병렬 데이터로 변환하고, 그 변환한 병렬 데이터의 패리티 에러를 검출하여 그 검출 결과에 따라 각 채널 카드의 출력을 제어하게 된다. 그리고 세츄레이터는 직렬/병렬 변환 및 출력 통제기에서 출력되는 채널 데이터중 무효정보는 제거하고 유효한 데이터만 통과시키게 되며, 아울러 데이터 조합기는 세츄레이터에서 출력되는 채널 데이터를 채널별로 선택적으로 가산하고 그 가산된 채널 데이터의 무효 정보를 제거한 유효정보만을 최종 출력 데이터로 출력하게 된다.

이와 같이 기지국 모뎀 출력 디지털 조합기(3)에서 출력되는 송신 데이터는, 중간주파 변조부(4)에서 각 섹터별 중간주파수로 변조되고, 고주파 변조부(5)에서 각 섹터별 고주파로 변조된 후 안테나(ANT1,ANT2,ANT3)를 통해 이동국으로 송출된다.

한편, 이동국에서 송출된 신호는 각 섹터별 안테나(ANT1,ANT2,ANT3)에서 수신된 후 고주파 복조부(6)에서 원래의 신호로 복조 되고, 중간주파 복조부(7)에서 중간 주파가 추출되어 실제 수신 신호로 상기 제1 및 제2 기지국 모뎀(1)(2)에 전달된다.

이와 같이 동작하는 종래 기지국 장치는 3섹터용 기지국 장치이며, 이를 6섹터 기지국용으로 사용하기 위해서 종래에는 도1과 같은 3섹터 기지국 장치를 두 개 결합하여 6섹터 기지국 장치를 구현하였다.

그러나 상기와 같이 3섹터 기지국 장치 두 개를 결합하여 6섹터 기지국 장치를 구현하는 경우에, 특정한 섹터간에는 소프트 핸드오프(Soft Handoff)가 발생하기 때문에 두 개의 통화 채널을 할당해야 하고, 이러한 연유로 통화 채널의 효율이 저하되는 단점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 3섹터용 기지국 장치 두 개를 결합하여 구현한 6섹터 기지국 장치에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,

본 발명의 목적은, 3섹터(SECTOR) 기지국 모뎀을 이용하여 6섹터 기지국 장치를 구현토록 한 이동통신 시스템의 멀티-섹터 기지국 장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상은,

3섹터용 기지국 모뎀을 이용하여 6섹터 기지국을 구현하며, 섹터간 소프터 핸드오프(Softer Handoff)가 발생토록 하고 소프터 핸드오프시 현재 통화하고 있는 통화 채널을 다른 섹터로 할당함으로써 통화 채널 효율을 증대토록 한다.

상기와 같은 기술적 사상에 의한 본 발명의 기지국 장치는,

기지국 전체 동작을 컨트롤하는 중앙처리장치에서 출력되는 섹터 변환 제어신호를 주변장치로 전달해주는 주변장치 제어수단과;

상기 주변장치 제어수단에서 얻어지는 제어신호 및 섹터변환 데이터에 따라 섹터 변환을 위한 다수개의 제어신호를 발생하는 섹터변환 제어수단과;

상기 섹터변환 제어수단에서 발생한 다수개의 제어신호에 따라 기지국 모뎀에서 얻어지는 송신신호와 이동국에서 송신된 수신신호의 섹터를 절체 하는 섹터 변환수단으로 이루어짐을 특징으로 한다.

상기에서, 섹터변환수단은, 상기 기지국 모뎀에서 얻어지는 송신신호를 6섹터로 송출하며 상기 이동국에서 송신된 수신신호를 6섹터로 수신하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 섹터 변환수단은, 상기 섹터변환 제어수단에서 출력되는 다수개의 제어신호에 따라 상기 기지국 모뎀에서 출력되는 3섹터 신호를 6섹터신호로 변환하는 송신부와; 상기 이동국에서 송신된 6섹터 수신신호를 3섹터 신호로 변환하는 수신부로 이루어짐을 특징으로 한다.

상기에서, 송신부는 상기 기지국 모뎀에서 출력되는 3섹터 신호를 6섹터신호로 변환하는 제1 내지 제3 디멀티플렉서로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수신부는 이동국에서 송신된 6섹터 수신신호를 3섹터신호로 변환하는 제1 내지 제3 멀티플렉서로 구성된 것을 특징으로 한다.

도1은 종래 3섹터 기지국 장치의 구성도,

도2는 본 발명에 의한 멀티-섹터 기지국 장치 블록도,

도3은 도2의 제어부 및 섹터 변환부의 상세구성도.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

100 : 중앙처리장치 110 : 주변장치 제어부

120 : 섹터변환 제어부 130 : 기지국 모뎀

140 : 섹터 변환부 150 : 기지국 모뎀 출력 디지털 조합기

ANT1 ~ ANT6 : 안테나

이하, 상기와 같은 기술적 사상에 따른 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도면 도2는 본 발명에 의한 멀티-섹터 기지국 장치 블록도이다.

이에 도시된 바와 같이, 기지국 전체 동작을 컨트롤하는 중앙처리장치(100)와, 상기 중앙처리장치(100)에서 출력되는 섹터 변환 제어신호를 주변장치로 전달해주는 주변장치 제어부(110)와, 상기 주변장치 제어부(110)에서 얻어지는 제어신호 및 섹터변환 데이터(data0 ~ data2)에 따라 섹터 변환을 위한 다수개의 제어신호를 발생하는 섹터변환 제어부(120)와, 상기 섹터변환 제어부(120)에서 발생한 다수개의 제어신호에 따라 기지국 모뎀(130)에서 얻어지는 송신신호와 이동국에서 송신된 수신신호의 섹터를 절체 하는 섹터 변환부(140)와, 상기 섹터 변환부(140)에서 얻어지는 기지국 모뎀(130)의 송신 신호를 합하여 출력하는 기지국 모뎀 출력 디지털 조합기(150)와, 상기 기지국 모뎀 출력 디지털 조합기(150)에서 출력되는 각 섹터별 송신 데이터를 각각의 중간주파신호로 변조하는 중간주파 변조부(160)와, 상기 중간주파 변조부(160)에서 얻어지는 각 섹터별 중간주파수를 각각 고주파 신호로 변조한 후 각 섹터별 안테나(ANT1,ANT2,ANT3,ANT4,ANT5,ANT6)로 출력하는 고주파 변조부(170)와, 상기 각 섹터별 안테나(ANT1,ANT2,ANT3,ANT4,ANT5,ANT6)로 수신된 이동국 송신 고주파를 복조 하는 고주파 복조부(180)와, 상기 고주파 복조부(180)에서 각각 복조된 고주파 신호로부터 중간주파신호를 추출하여 상기 섹터 변환부(140)에 전달해주는 중간주파 복조부(190)로 구성된다.

상기에서, 섹터 변환부(140)는, 도3에 도시된 바와 같이, 상기 섹터변환 제어부(120)에서 출력되는 다수개의 제어신호에 따라 상기 기지국 모뎀(130)에서 출력되는 3섹터 신호를 6섹터신호로 변환하는 송신부(141)와; 상기 이동국에서 송신된 6섹터 수신신호를 3섹터 신호로 변환하는 수신부(142)로 구성된다.

또한, 상기 송신부(141)는 상기 기지국 모뎀(130)에서 출력되는 3섹터 신호를 6섹터신호로 변환하는 제1 내지 제3 디멀티플렉서(141a ~ 141c)로 구성된다.

또한, 상기 수신부(142)는 이동국에서 송신된 6섹터 수신신호를 3섹터신호로 변환하는 제1 내지 제3 멀티플렉서(142a ~ 142c)로 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 멀티-섹터 기지국 장치는, 먼저 각각의 기지국 모뎀(도면에는 기지국 모뎀을 하나만 도시하였지만 실제로는 다수개가 존재함)을 각 섹터의 오버헤드 채널로 설정한다.

즉, 첫 번째 기지국 모뎀을 섹터"0"의 오버헤드 채널로 설정하면, 첫 번째 기지국 모뎀의 알파 섹터 송신단(TX-α)에서 출력되는 송신 신호는 섹터 변환부(140)내의 제1디멀티플렉서(141a)에 의해 섹터"0"의 경로를 통해 송신되며, 섹터"0"의 수신신호는 제1멀티플렉서(142a)에 의해 기지국 모뎀의 알파 섹터 수신단(RX-α)에 수신된다.

그리고 두 번째 기지국 모뎀을 섹터"1"의 오버헤드 채널로 설정하면, 두 번째 기지국 모뎀의 베타 섹터 송신단(TX-β)에서 출력되는 송신 신호는 섹터 변환부(140)내의 제2디멀티플렉서(141b)에 의해 섹터"1"의 경로를 통해 송신되며, 섹터"1"의 수신신호는 제2멀티플렉서(142b)에 의해 기지국 모뎀의 베타 섹터 수신단(RX-β)에 수신된다.

아울러 세 번째 기지국 모뎀을 섹터"2"의 오버헤드 채널로 설정하면, 세 번째 기지국 모뎀의 감마 섹터 송신단(TX-γ)에서 출력되는 송신 신호는 섹터 변환부(140)내의 제3디멀티플렉서(141c)에 의해 섹터"2"의 경로를 통해 송신되며, 섹터"2"의 수신신호는 제3멀티플렉서(142c)에 의해 기지국 모뎀의 감마 섹터 수신단(RX-γ)에 수신된다.

또한, 네 번째 기지국 모뎀을 섹터"3"의 오버헤드 채널로 설정하면, 네 번째 기지국 모뎀의 알파 섹터 송신단(TX-α)에서 출력되는 송신 신호는 섹터 변환부(140)내의 제1디멀티플렉서(141a)에 의해 섹터"3"의 경로를 통해 송신되며, 섹터"3"의 수신신호는 제1멀티플렉서(142a)에 의해 기지국 모뎀의 알파 섹터 수신단(RX-α)에 수신된다.

또한 다섯 번째 기지국 모뎀을 섹터"4"의 오버헤드 채널로 설정하면, 다섯 번째 기지국 모뎀의 베타 섹터 송신단(TX-β)에서 출력되는 송신 신호는 섹터 변환부(140)내의 제2디멀티플렉서(141b)에 의해 섹터"4"의 경로를 통해 송신되며, 섹터"4"의 수신신호는 제2멀티플렉서(142b)에 의해 기지국 모뎀의 베타 섹터 수신단(RX-β)에 수신된다.

아울러 여섯 번째 기지국 모뎀을 섹터"5"의 오버헤드 채널로 설정하면, 여섯 번째 기지국 모뎀의 감마 섹터 송신단(TX-γ)에서 출력되는 송신 신호는 섹터 변환부(140)내의 제3디멀티플렉서(141c)에 의해 섹터"5"의 경로를 통해 송신되며, 섹터"5"의 수신신호는 제3멀티플렉서(142c)에 의해 기지국 모뎀의 감마 섹터 수신단(RX-γ)에 수신된다.

이러한 과정으로 6개의 섹터에 대하여 오버헤드 채널을 설정한 상태에서, 실제 음성 채널이 송, 수신되는 과정을 설명하면 다음과 같다.

초기 상태에서는 중앙처리장치(100)에서 각 섹터의 제어신호를 모두 로우 상태로 출력하게 되며, 이 섹터 제어 데이터는 주변장치 제어부(110)를 거쳐 섹터변환 제어부(120)에 전달된다.

그러면 섹터변환 제어부(120)는 도3에 도시된 바와 같이 내부의 디플립플롭(121)을 이용하여 이 섹터 데이터를 래치한 후 섹터 변환부(140)내의 제1 내지 제3 디멀티플렉서(141a ~ 141c)와 제1 내지 제3 멀티플렉서(142a ~ 142c)를 제어하게 된다.

여기서 상기 섹터변환 제어신호(제어신호0,제어신호1,제어신호2)가 모두 로우 상태이면, 기지국 모뎀의 α 섹터는 섹터"0"으로, β 섹터는 섹터"1"로, γ 섹터는 섹터"2"로 연결된다.

이와 같은 상태에서 이동 단말기(이동국)가 섹터"3"에서 통화를 시도하면, 섹터"3"의 오버헤드 채널을 통해서 이동 단말기가 섹터"3'에서 호를 시도하고 있다는 것을 기지국 제어기(도면에는 도시하지 않았음)는 인식하게 된다.

그러면 기지국 제어기는 중앙처리장치(100)에 해당 단말기가 섹터"3"으로 통화를 할 수 있도록 제어를 하게되며, 이 제어에 의해 중앙처리장치(100)는 섹터"3"으로 통화 채널이 연결될 수 있도록 제어신호를 발생하게 되고, 이 제어신호는 주변장치 제어부(110)를 경유하여 제어 데이터로써 섹터변환 제어부(120)에 전달된다.

즉, 섹터"3"의 통화 채널 연결을 위한 제어신호는 제어신호"0"을 로우에서 하이로 천이 시키면 되고, 이와 같이 천이된 하이신호는 주변장치 제어부(110)에서 데이터"0"이 하이신호(1)가 되어 섹터변환 제어부(120)에 전달된다.

그러면 섹터변환 제어부(120)는 이를 디플립플롭(121)으로 래치한 후 제어신호"1" 및 제어신호"2"는 종전과 같이 로우상태를 유지하고, 제어신호"0"만을 하이신호로 출력하여 섹터변환부(140)에 전달해준다.

이에 따라 섹터변환부(140)내의 송신부(141)는 제1디멀티플렉서(141a)의 스위치를 섹터"3"측으로 연결해주게 되고, 따라서 기지국 모뎀(130)의 α 섹터의 송신신호는 상기 제1디멀티플렉서(141a)를 통해 섹터"3"에 연결된다.

아울러 수신부(142)는 제1멀티플렉서(142a)의 스위치를 섹터"3"측으로 연결해주게 되고, 이에 따라 섹터"3"으로 수신되는 신호는 상기 제1멀티플렉서(142a)를 통해 기지국 모뎀(130)의 알파 섹터 수신단(RX-α)에 전달된다.

여기서, 기지국 모뎀 출력 디지털 조합기(150), 중간주파 변조부(160), 고주파 변조부(170)의 동작은 기존의 3섹터 기지국 장치의 기지국 모뎀 출력 디지털 조합기(3), 중간주파 변조부(4), 고주파 변조부(5)의 동작과 동일하게 동작하며, 단지 각 신호를 6섹터 별로 처리한다는 것만 다르다.

마찬가지로 수신단의 고주파 복조부(180), 중간주파 복조부(190)의 동작도 기존의 3섹터 기지국 장치의 고주파 복조부(6), 중간주파 복조부(7)의 동작과 동일하게 동작하며, 단지 각 신호를 6섹터 별로 처리한다는 것만 다르다.

한편, 현재의 이동 단말기가 섹터"3"(기지국 모뎀 알파 섹터)으로 통화하고 있다가 섹터"4"(기지국 모뎀 β 섹터)로 이동하려고 하면 소프터 핸드오프가 발생하며, 상기 기지국 제어기에서는 이를 인식하고 현재 통화 채널(섹터"3")을 α섹터에서 β섹터로 변환하라고 중앙처리장치(100)를 컨트롤한다.

이에 따라 중앙처리장치(100)는 섹터"4"로 통화 채널이 연결될 수 있도록 제어신호를 발생하게 되고, 이 제어신호는 주변장치 제어부(110)를 경유하여 제어 데이터로써 섹터변환 제어부(120)에 전달된다.

즉, 섹터"4"의 통화 채널 연결을 위한 제어신호는 제어신호"1"을 로우에서 하이로 천이 시키면 되고, 이와 같이 천이된 하이신호는 주변장치 제어부(110)에서 데이터"1"이 하이신호(1)가 되어 섹터변환 제어부(120)에 전달된다.

그러면 섹터변환 제어부(120)는 이를 디플립플롭(121)으로 래치한 후 제어신호"1"만을 하이신호로 출력하여 섹터변환부(140)에 전달해준다.

이에 따라 섹터변환부(140)내의 송신부(141)는 제2디멀티플렉서(141b)의 스위치를 섹터"4"측으로 연결해주게 되고, 따라서 기지국 모뎀(130)의 β 섹터의 송신신호는 상기 제2디멀티플렉서(141b)를 통해 섹터"4"에 연결된다.

아울러 수신부(142)는 제2멀티플렉서(142b)의 스위치를 섹터"4"측으로 연결해주게 되고, 이에 따라 섹터"4"로 수신되는 신호는 상기 제2멀티플렉서(142b)를 통해 기지국 모뎀(130)의 베타 섹터 수신단(RX-β)에 전달됨으로써, 통화 채널의 경로가 절체 되어 통화가 지속적으로 유지되는 것이다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은, 3섹터 기지국 모뎀으로 6섹터 기지국 장치를 구현할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의한 6섹터 기지국은 섹터간 핸드오프 진행시 소프터 핸드오프가 일어나기 때문에 기존과 같이 두 개의 채널을 할당할 필요가 없이 절체 동작에 의해 하나의 통화 채널만을 할당해주면 되므로 통화 채널의 사용 효율을 높일 수 있는 이점도 있다.

Claims

기지국 모뎀을 이용하여 섹터별로 통신을 수행하는 이동통신 시스템의 기지국 장치에 있어서,

상기 기지국의 섹터 절체를 컨트롤하는 중앙처리장치에서 출력되는 섹터 변환 제어신호를 주변장치로 전달해주는 주변장치 제어수단과;

상기 주변장치 제어수단에서 얻어지는 제어신호 및 섹터변환 데이터에 따라 섹터 변환을 위한 다수개의 제어신호를 발생하는 섹터변환 제어수단과;

상기 섹터변환 제어수단에서 발생한 다수개의 제어신호에 따라 기지국 모뎀에서 얻어지는 송신신호와 이동국에서 송신된 수신신호의 섹터를 절체 하는 섹터 변환수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 멀티-섹터 기지국 장치.
제1항에 있어서, 상기 섹터변환수단은, 상기 기지국 모뎀에서 얻어지는 송신신호를 6섹터로 송출하며 상기 이동국에서 송신된 수신신호를 6섹터로 수신하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 멀티-섹터 기지국 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 섹터 변환수단은, 상기 섹터변환 제어수단에서 출력되는 다수개의 제어신호에 따라 상기 기지국 모뎀에서 출력되는 3섹터 신호를 6섹터신호로 변환하는 송신부와; 상기 이동국에서 송신된 6섹터 수신신호를 3섹터 신호로 변환하는 수신부로 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 멀티-섹터 기지국 장치.
제3항에 있어서, 상기 송신부는, 상기 기지국 모뎀에서 출력되는 3섹터 신호를 6섹터신호로 변환하는 제1 내지 제3 디멀티플렉서로 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 멀티-섹터 기지국 장치.
제3항에 있어서, 상기 수신부는, 이동국에서 송신된 6섹터 수신신호를 3섹터신호로 변환하는 제1 내지 제3 멀티플렉서로 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 멀티-섹터 기지국 장치.