KR20000066634A

KR20000066634A - 이동통신 공용 기지국 시스템

Info

Publication number: KR20000066634A
Application number: KR1019990013881A
Authority: KR
Inventors: 백락준; 최두헌; 서정원; 황인수
Original assignee: 구관영; 주식회사 에이스테크놀로지
Priority date: 1999-04-19
Filing date: 1999-04-19
Publication date: 2000-11-15

Abstract

본 발명은 이동통신 기지국 시스템에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 이동통신 공용 기지국 시스템에 관한 것이다.

현재의 이동전화, 개인휴대통신(PCS), 차세대 이동통신 등 각종 이동통신 시스템은 일반적으로 복수 사업자가 서비스하고 있으며, 각 사업자마다 개별적으로 독립된 기지국을 설치하여 운용 및 유지·보수하는 방식으로 서비스를 제공하고 있다. 따라서, 개별 기지국 설치에 따른 중복 과잉투자와 인접한 지역에 기지국이 불필요하게 많이 설치되어 이들의 상호 간섭에 따른 전파품질이 저하된다고 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에 따른 이동통신 공용 기지국 시스템은 크게 알에프(RF)단, 기저대역 및 모뎀부, 사용자 인터페이스부로 구성된다. 또한, 본 발명의 요부인 상기 알에프(RF)단은 송신 경로에 복수 사업자의 복수 채널을 결합하기 위한 다채널 콤바이너를 구비하고, 수신 경로에는 복수 사업자의 수신 대역을 통과시키는 수신 필터와 수신된 신호를 사업자수만큼 분배하기 위한 전력 분배기를 구비하며, 송수신 경로에는 채널 결합에 따른 신호의 손실분을 보상하기 위한 저잡음 증폭기, 채널간의 분리도를 높이고 장비를 보호하기 위한 비가역성 대칭기를 각각 구비하고 결합기(Junction)로써 상기 송신 경로와 수신 경로를 결합하여 하나의 안테나를 송수신 공용으로 사용한다.

상기와 같은 구성 요소에 의해 기지국을 단일화하여 공용함으로써 본 발명은 기지국 시스템 설치의 최소화 및 전파환경 개선에 따른 초기 비용 절감과 함께 서비스 품질을 향상시킬 수 있는 이동통신 공용 기지국 시스템을 제공한다.

Description

이동통신 공용 기지국 시스템{Common Base Station System for Mobile Communications}

본 발명은 각종 이동통신 서비스의 기지국 공용 시스템에 관한 것으로서 종래에는 개별 사업자가 자사의 셀 배치계획(Cell Plan)에 의해 각각 별도의 기지국을 설치, 운영해 왔으나 이와같은 개별 치국에 따른 중복 과잉투자와 기지국의 난립으로 인한 전파환경 저해 등의 문제점들을 개선하기 위해 복수 사업자가 기지국을 공용할 수 있도록 하는 시스템에 관한 것이다.

현재 국내에서 서비스되고 있는 이동통신 방식중 개인휴대통신(PCS)의 경우 한국통신프리텔(KTF), 한솔피시에스(HSP), 엘지텔레콤(LGT) 등 3사가 참여하고 있으나 건축물이나 토지 등 일부만을 공유하고 나머지 기지국 장비나 철탑 등은 각 서비스 회사별로 개별적인 기지국을 운영하고 있어 각각의 장비 설치에 따른 비용 증가로 경쟁력이 저하되고 있는 실정이다. 이와같은 서비스 방식은 전술한 바와 같이 과도한 투자비용이 소요될 뿐만 아니라 밀집도가 높은 도심지역의 경우에는 전파환경이 크게 나빠진다고 하는 등의 문제점이 있으며, 이러한 문제점들을 해결하기 위한 이동통신 공용 기지국 시스템은 각 사업자별로 기지국을 운용하는데 따른 설치 자금과 유지 및 보수비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 자원의 낭비를 줄일 수 있고, 동일한 비용으로 더 많은 기지국을 설치할 수 있으므로 서비스 영역의 확장에도 기여하게 된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 새로운 구조의 기지국 시스템으로서 하나의 기지국으로 복수 서비스 사업자의 기지국 역할을 수행할 수 있으므로 설치 및 유지보수 비용 등을 줄일 수 있고, 자원의 활용면에서도 기존의 기지국보다 효율적인 시스템이다. 현재 국내 개인휴대통신(PCS)의 경우 3개 회사가 개별적으로 기지국을 운영하고 있으나, 본 발명에서는 이를 통합하여 하나의 공용 기지국으로 3사의 서비스를 하게 되므로 종래 기술의 기지국과는 달리 비용이나 자원의 활용면에서 효율적인 기지국 운영을 할 수 있게 된다. 일반적으로 한 개의 기지국을 설치하기 위해서는 기지국 시설, 철탑, 건축물과 토지 사용료, 유지보수 및 기타비용 등 막대한 비용이 소요된다. 따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서 단일 기지국에서 3개 사업자의 각 단말기 출력신호를 동시에 수신하여 처리할 수 있는 기지국의 알에프(RF)단을 구성하고, 기타 장비는 기존 시스템을 이용함으로써 기지국 설치비용을 크게 줄일 수 있고, 기존의 기지국 장비를 최대한 이용하므로 자원의 효율적인 이용이 가능하며, 기지국 설치후 유지 및 보수비용도 줄일 수 있다. 또한 동일한 비용을 투자하여 더욱 많은 기지국을 설치할 수 있으므로 서비스 영역이 확대되어 통화 음영지역의 해소에도 기여함에 그 목적이 있다.

도1은 종래 기술에 따른 복수 사업자의 서비스 개념도.

도2는 본 발명에 따른 이동통신 공용 기지국 시스템의 서비스 개념도.

도3은 본 발명에 따른 이동통신 공용 기지국 시스템의 알에프(RF)단의 구성도.

도4는 본 발명에 따른 이동통신 공용 기지국 시스템의 송신부의 구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

11, 21. 사업자 A의 가입자 12, 22. 사업자 B의 가입자

13, 23. 사업자 C의 가입자 14. 사업자 A의 기지국

15. 사업자 B의 기지국 16. 사업자 C의 기지국

24. 공용 기지국 311,41. 안테나

312. 피뢰기 313. 방향성 결합기

314. 결합기(Junction) 315. 수신 필터

316. 저잡음 증폭기 1 317. 전력 분배기

318. 비가역성 대칭기(Isolator) 1 319, 42. 채널 콤바이너

320,44. 비가역성 대칭기(Isolator) 2 321. 저잡음 증폭기 2

43. 채널 필터

본 발명에 따른 이동통신 공용 기지국 시스템은 크게 알에프(RF)단, 기저대역 및 모뎀부, 사용자 인터페이스(User Interface)부로 구성되며, 알에프(RF)단은 송신 안테나와 수신 안테나를 공용으로 사용하고 각 사업자 대역의 구분은 업다운 컨버터(Up/Down Converter)의 국부 주파수와 대역통과 필터(BPF)에 의해 이루어진다. 이와같은 구성에 있어서 각 구성품은 기존에 사용중인 부품을 최대한 이용하도록 시스템을 구성하여 자원의 낭비를 막고, 중복 투자를 피할 수 있다.

이하 첨부하는 도면에 따라 본 발명에 따른 이동통신 공용 기지국 시스템의 각부 특성과 동작원리를 상세히 설명한다. 도1은 종래 기술에 따른 복수 사업자의 서비스 개념도이고, 도2는 본 발명에 따른 이동통신 공용 기지국 시스템의 서비스 개념도를 개략적으로 나타내고 있다. 도1에서 사업자 A의 기지국(14), 사업자 B의 기지국(15) 및 사업자 C의 기지국(16)은 서로 인접하거나 동일한 위치에 독립적으로 설치되어 각각 사업자 A의 가입자(11), 사업자 B의 가입자(12) 및 사업자 C의 가입자(13)와 무선신호를 주고받는다. 이와같은 시스템 구성은 다른 사업자를 배제한 하나의 사업자만을 기준으로 할 경우에는 극히 당연한 것이지만, 동일한 통신 서비스에 있어서 복수의 사업자가 운용할 경우에는 기지국 장비의 중복투자와 유지보수에 따른 비용증가, 타 사업자 기지국으로부터의 간섭으로 인한 통신품질의 저하, 복수 사업자의 셀 배치계획이 일치하는 경우 기지국 설치장소 선점을 위한 불필요한 경쟁 등으로 시스템의 안정화나 서비스의 질적 향상 등과 같은 가입자의 실질적인 요구사항은 만족시키지 못한다고 하는 문제점이 있다.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에 따른 이동통신 공용 기지국 시스템은 도2에서와 같이 주 구성요소인 기지국 알에프(RF)단을 구비하고 상기 기지국 알에프(RF)단을 제외한 나머지 시스템은 기존 설비를 이용하되 이를 복수 사업자가 공용하도록 안출된 것이다. 도2에서 공용 기지국(24)을 복수 사업자가 공용함으로써 동일한 위치에서 모든 사업자가 독립적인 서비스가 가능해지게 된다. 따라서, 개별적으로 기지국을 설치하는 종래 기술에 비해 비용이 크게 절감되며 기지국수가 감소하므로 전파환경도 개선되는 효과를 얻을 수 있다.

도3은 본 발명의 바람직한 일실시예로써 국내 개인휴대통신(PCS)의 경우 3개 사업자가 본 발명에 따른 이동통신 공용 기지국 시스템을 적용한 것을 나타낸다. 먼저, 기지국 숭신 경로(Tx, Forward, Down Link 등으로 표시함)의 경우 기존 PCS송신기로부터 송신된 알에프(RF) 신호는 각 사업자별로 저잡음 증폭기 2(321)에서 소정의 이득으로 증폭되어 비가역성 대칭기(Isolator) 2(320)를 거쳐 채널 콤바이너(319)에서 합성된다. 이렇게 합성된 송신신호는 결합기(Junction)(314)에서 수신 경로(Rx, Reverse, Up Link 등으로 표시함)와 결합되어 안테나(311)에서 자유공간으로 복사된다. 이와는 달리 수신 경로의 경우에는 안테나(311)에 의해 수신된 알에프(RF) 신호가 결합기(Junction)(314)를 지나 수신 필터(315)에서 3개 사업자가 서비스하는 수신 대역만 통과되어 저잡음 증폭기 1(317)에서 소정의 이득으로 증폭된후 전력 분배기(317)에서 분리된 다음 비가역성 대칭기(Isolator) 1(3318)을 거쳐 기존PCS 수신기에 입력된다. 또한, 안테나(311)의 후단에 피뢰기(312)를 구비하여 낙뢰등으로부터 장비를 보호하며,송수신 경로가 결합되는 결합기(Junction)(314)의 다음단에 방향성 결합기(313)를 구비하여 송신 경로의 송신전력과 수신 경로의 전압정재파비(VSWR)를 점검(Monitoring)할 수 있다. 아울러 송신 경로의 경우 채널 콤바이너(319)와 저잡음 증폭기 2(321) 사이에 비가역성 대칭기(Isolator) 2(320)를 구비하여 타 사업자의 신호와 동일 사업자의 타 채널 신호가 유입되거나 동일 채널의 신호가 반사되어 되돌아오는 것을 방지함으로써 송신 장비를 보호하고 채널간 및 사업자간의 분리도를 높이며, 수신 경로의 경우에도 전력 분배기(317)의 다음단에 비가역성 대칭기(Isolator) 1(318)을 구비하여 사업자별로 분리된 신호 사이의 분리도를 높이도록 구성되어 있다.

도4는 본 발명에 따른 이동통신 공용 기지국 시스템의 송신부의 구성도이다. 도4에서 3개 사업자가 각각 3채널(3-FA)씩을 서비스하는 경우 Tx-A1부터 Tx-C3까지 9개의 채널 신호가 각각 비가역성 대칭기(Isolator) 2(44)를 통과한후 Ch A1부터 Ch C3까지 9개의 채널 필터(43)에 유입된다. 상기 채널 필터(43)는 공진도가 우수한 유전체 공진기(DR;Dielectric Resonator)를 이용한 것으로서 한 채널만을 저손실로 통과시키는 기능을 하며, 이와같은 다수의 채널 필터를 합성함으로써 채널콤바이너(42)를 구성하여 하나의 안테나(41)만으로 송신할 수 있으므로 기지국의 철탑에 설치되는 안테나수가 감소되어 다수의 안테나에 의한 신호의 반사, 산란, 불요 신호의 유입 등이 방지되는 또다른 효과를 가진다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 이동통신 공용 기지국 시스템은 복수 사업자가 공용 기지국을 설치함으로써 개별 기지국 설치와 운용에 따른 경제적인 부담이 감소되고, 기지국의 효율적인 배치와 유지, 보수를 할 수 있으므로 전파환경이 개선된다고 하는 효과를 갖는다.

Claims

복수 사업자가 서비스하는 이동전화, 개인휴대통신(PCS), 차세대 이동통신 등 각종 이동통신 시스템에 있어서,

상기 복수 사업자가 하나의 기지국을 공동으로 사용하기 위한 기지국 공용 알에프(RF)단을 구비하고, 상기 기지국 공용 알에프(RF)단 이외의 구성 요소는 기존의 기지국 시스템을 활용하는 것을 특징으로 하는 이동통신 공용 기지국 시스템
제 1항에 있어서,

상기 기지국 공용 알에프(RF)단으로서 복수 사업자의 복수 송신 채널을 결합하여 하나의 경로로써 송신하기 위하여,

공진도가 우수한 유전체 공진기를 이용하여 하나의 채널만을 통과시키는 채널 필터;

상기 채널 필터를 통과한 복수 채널을 저손실로 결합하기 위한 채널 콤바이너;

타 사업자의 신호와 동일 사업자의 타 채널 신호가 유입되거나 동일 채널의 신호가 반사되어 되돌아오는 것을 방지함으로써 송신 장비를 보호하고 채널간 및 사업자간 분리도를 높이기 위한 비가역성 대칭기 2;

상기 채널 필터, 채널 콤바이너, 비가역성 대칭기 2 등에 의해 발생되는 삽입손실을 보상하기 위한 저잡음 증폭기 2를 구비하는 것을 특징으로 하는 이동통신공용 기지국 시스템
제 1항에 있어서,

상기 기지국 공용 알에프(RF)단으로서 하나의 경로로 수신된 복수 사업자의 신호를 분배하기 위하여,

복수 사업자가 서비스하는 수신 대역만을 통과시키기 위한 수신 필터;

상기 수신 필터를 통과한 신호를 소정의 이득으로 저잡음 증폭하기 위한 저잡음 증폭기 1;

저잡음 증폭된 복수 사업자의 신호를 각 사업자에게 분배하기 위해 사업자 수만큼의 분배수를 갖는 전력 분배기;

사업자별로 분리된 신호 사이의 분리도를 높이기 위한 비가역성 대칭기 1을 구비하는 것을 특징으로 하는 이동통신 공용 기지국 시스템
제 1항에 있어서,

상기 기지국 공용 알에프(RF)단으로서 송신 경로와 수신 경로를 하나로 결합하기 위하여,

무선 신호를 송수신하는 안테나;

낙뢰 등 외부요인으로부터 장비를 보호하기 위한 피뢰기;

송신 신호의 송신전력 및 수신 신호의 전압정재파비를 점검하기 위한 방향성 결합기;

송수신 경로를 결합하기 위한 결합기를 구비하는 것을 특징으로 하는 이동통신 공용 기지국 시스템