KR20010000755A - Optic Digital Communication Distribution System for CDMA Signal - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 CDMA,PCS,IMT-2000서비스용 전송시스템 구현을 기본 목적으로 네트워크 구성 경비 절감 및 서비스 범위 확장, 고품질의 CDMA신호 송수신을 보장하기 위한 것이다. 종래에는 전파음영지역 해소 및 서비스 범위의 확장 수단으로써 기지국의 아나로그 전파신호를 광케이블에 전송하고, 수신측에서는 이를 증폭하여 안테나에 송출하는 시스템이 주류를 이루었다(아나로그 광중계기). 이러한 중계방식은 아나로그신호를 그대로 전송하므로 구현 기술은 간단하나,광케이블의 전송특성상 신호왜곡,신호대잡음비 악화,전송거리제한등의 결점을 갖는다.The present invention is to reduce the cost of network configuration, to extend the service range, and to guarantee the transmission and reception of high-quality CDMA signals for the purpose of implementing the transmission system for CDMA, PCS, IMT-2000 service. Conventionally, a system for transmitting an analog radio signal of a base station to an optical cable as a means of eliminating the radio shade area and extending the service range, and amplifying it on the receiving side and transmitting it to an antenna has been mainstream (analog optical repeater). Since the relay method transmits the analog signal as it is, the implementation technique is simple. However, due to the transmission characteristics of the optical cable, signal relaying, signal-to-noise ratio deterioration, and transmission distance limitation are disadvantageous.
본 발명에서는 기지국의 BTS-CB가 송출하는 채널별 CDMA 아나로그 신호를 디지털 다중화하여 전송하므로 아나로그 광전송이 갖는 특성상의 한계를 극복하였다.In the present invention, the CDMA analog signal transmitted by the BTS-CB of the base station is transmitted by digital multiplexing, thereby overcoming the limitations of the characteristics of analog optical transmission.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 CDMA신호에 대한 디지털 다중화 전송에 있어서 전송효율의 극대화 및 전송복원의 용이성,시스템의 안전성 확보등이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to maximize transmission efficiency, ease of transmission restoration, and secure system safety in digital multiplexed transmission for CDMA signals.
전송효율의 극대화를 이룩하기 위하여 중심노드는 BTS-CB에서 송출하는 채널별 기저대역의 CDMA신호를 디지털 I,Q 신호화하고 원격노드는 I,Q신호를 QPSK직교 변조하여 CDMA신호를 생성하는방법을,In order to maximize transmission efficiency, the central node converts the baseband CDMA signal transmitted by BTS-CB into digital I, Q signal, and the remote node generates CDMA signal by QPSK quadrature modulation of I, Q signal. of,
전송복원의 용이성을 이룩하기 위하여는 중심노드는 채널별 I,Q 디지털신호들을 시분할 다중 프레임화하여 디지털 전송하고,원격노드는 프레임에 위치한 소정의 디지털 채널 정보를 시분할 복원하는 방법을,In order to achieve easy transmission restoration, the central node performs time division multiplexing on the I / Q digital signals for each channel and performs digital transmission, and the remote node performs time division recovery on predetermined digital channel information located in the frame.
시스템의 안정성 확립을 이룩하기 위하여는 기지국에 위치하는 DU 및 수신측에 위치한 RU간에 작용하는 각종 제어 및 운용정보를 시분할 다중 프레임내의 빈 슬롯을 통하여 상호 교신하는 방법을 각각 적용한다.In order to establish the stability of the system, a method of mutually communicating various control and operation information operating between the DU located in the base station and the RU located in the receiving side through empty slots in time division multiple frames are applied.
도1은 본 발명의 일실시예의 디지털 광다중통신망을 보인 도면1 is a diagram showing a digital optical multiplex network according to an embodiment of the present invention;
도2는 본 발명의 일실시예에 있어서 시스템 구성을 보인 도면2 is a diagram showing a system configuration according to an embodiment of the present invention.
도3은 본 발명의 일실시예에 있어서 시분할다중화신호 프레임 포맷을 보인 도면3 illustrates a time division multiplexing signal frame format according to an embodiment of the present invention.
도4는 본 발명의 일실시예에 있어서 DU,RU간의 시스템제어를 보인 도면4 illustrates system control between DUs and RUs according to an embodiment of the present invention.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
1.기지국 CDMA신호송수신장치(BTS-CB)1. Base station CDMA signal transmitting and receiving device (BTS-CB)
2.중심노드(DU) 3.원격노드(RU)2. Central node (DU) 3. Remote node (RU)
4.광케이블 5.ADC(아나로그 디지털변환기)4.Optical Cable 5.ADC (Analog Digital Converter)
6.MUX(디지털 다중화장치) 7.DEMUX(디지털 역다중화장치)6.MUX (Digital Multiplexer) 7.DEMUX (Digital Demultiplexer)
8.DAC(디지털 아나로그변환기) 9.QPSK변조부8.DAC (Digital Analog Converter) 9.QPSK Modulator
10.주파수 변환기 11.안테나10.frequency converter 11.antenna
12.무선단말기 13.QPSK복조부12.Wireless terminal 13.QPSK demodulation unit
본 발명은 CDMA,PCS,IMT-2000등과 같은 CDMA 서비스 시스템을 도1 및 도2에 도시된 바와 같이 1개의 광케이블을 전송매체로 이루어진 다중 성형(Multi Star) 디지털 광분할 다중화 네트워크용 시스템을 구현하는 것이다.The present invention provides a CDMA service system such as CDMA, PCS, IMT-2000, etc. to implement a system for a multi star digital optical division multiplexing network in which one optical cable is formed of a transmission medium as shown in FIGS. will be.
네크워크에는 중심노드(2)에 대하여 복수개의 원격노드(3)가 존재한다.In the network, a plurality of remote nodes 3 exist with respect to the central node 2.
네트워크에서 중심노드(2)로부터 원격노드(3)로 가는 신호를 하향신호라고 하고, 그 반대를 상향신호라고 한다.The signal from the central node 2 to the remote node 3 in the network is called a downlink signal and vice versa.
네트워크에서 하향신호 전송을 목적으로 λd의 광파장 신호를, 상향신호전송을 목적으로 λu의 광파장신호를 각각 할당한다.In the network, an optical wavelength signal of λd is allocated for downlink transmission, and an optical wavelength signal of λu is allocated for uplink transmission.
각 원격노드(3)에는 노드 고유의 시분할 다중 프레임 슬롯(도 3)이 단독 또는 복수 할당되어 프레임 슬롯에 존재하는 디지털 신호들 만으로 해당 원격노드(3)는 중심노드(2)와 교신한다.Each remote node 3 is assigned a node-specific time division multiple frame slot (FIG. 3) singly or plurally so that the remote node 3 communicates with the center node 2 only with digital signals present in the frame slot.
예를 들어 k번째 원격노드에 시분할 프레임 슬롯이 Ui및 Ui+1의 2개가 할당된 경우 중심노드(2)가 i번째 원격노드에 하향신호를 전송하기 위하여는 λd의 광파장 신호를 사용하여 시분할 프레임의 i번 및 i+1번 타임슬롯(15-1)상에 디지털 데이터를 송출하여야 하며, 원격노드는 시분할 프레임상의 각종 슬롯 정보들 중에서 이미 약속된 i번 및 i+1번 타임슬롯(15-1)의 디지털 데이터만을 수신하여야 한다.For example, when two time division frame slots are allocated to the k-th remote node, U i and U i + 1, the central node 2 uses an optical wavelength signal of λ d to transmit a downlink signal to the i-th remote node. Digital data should be transmitted on times i and i + 1 timeslot 15-1 of the time division frame, and the remote node has previously promised times i and i + 1 timeslot among various slot information on the time division frame. Only digital data of 15-1) should be received.
k번째 원격노드가 중심노드(2)에 대하여 상향신호를 전송하기 위하여는 λu의 광파장 신호를 사용하여 시분할 프레임의 i번및 i+1번 타임슬롯(15-2)상에 디지털 데이터를 송출하여야 하며, 중심노드(2)는 시분할 프레임의 다수의 슬롯 정보들 중에서 i번및 i+1번 타임 슬롯(15-2)의 디지털 신호만을 수신하여야 한다. 이때에 중심노드(2)는 k번째 원격노드가 송출한 신호 외에 기타의 원격노드가 송출한 신호에 대하여도 동일한 방법으로 수신하여야 한다.In order for the k-th remote node to transmit an uplink signal to the center node 2, digital data must be transmitted on times i and i + 1 of timeslots 15-2 of the time-division frame using an optical wavelength signal of λu. In addition, the center node 2 should receive only the digital signals of the times i and i + 1 timeslots 15-2 from among the plurality of slot information of the time division frame. At this time, the central node 2 should also receive signals transmitted by other remote nodes in addition to the signals sent by the k-th remote node in the same manner.
중심노드(2)는 각각의 원격노드(3)들과 상호 독립적으로 송수신한 디지털 데이터를 CDMA 아나로그 신호로 변환한후 기지국의 BTS-CB(3)과 교신하여 전체 CDMA 데이터를 처리한다.The central node 2 converts the digital data transmitted and received independently from each remote node 3 into a CDMA analog signal, and then communicates with the BTS-CB 3 of the base station to process the entire CDMA data.
중심노드(2)와 기지국 BTS-CB(1)과의 신호 교신은 다음 세 가지에 의하여 진행된다.Signal communication between the central node 2 and the base station BTS-CB 1 proceeds in three ways.
Ⅰ.도 2에서와 같이 BTS-CB(1)에서 송출하는 채널별 CDMA 아나로그 신호를 중심노드(2)가 디지털 다중 신호화(5-1,6-1)하고, 이를 광케이블(4)에 송출한다. 원격노드(3)는 수신한 디지털 다중화 신호들에서 자국에 할당된 디지털 신호만을 선택적으로 수신하여 DAC(8-1) 및 QPSK 직교변조부(9)를 통하여 CDMA 아나로그 신호로 변환한다. 이를 주파수 변환(10-1)하여 무선단말기(12)에 송신한다.(하향중계전송)I. As shown in FIG. 2, the central node 2 digitally multiplexes (5-1, 6-1) the channel-specific CDMA analog signal transmitted from the BTS-CB (1), and attaches the same to the optical cable (4). Send it out. The remote node 3 selectively receives only the digital signals assigned to the own station from the received digital multiplexed signals and converts them into CDMA analog signals through the DAC 8-1 and the QPSK quadrature modulator 9. This is converted into frequency 10-1 and transmitted to the wireless terminal 12. (downlink transmission)
Ⅱ.도 2에서와 같이 원격노드(3)가 무선단말기(12)로부터 수신한 CDMA 아나로그 신호를 주파수변환기(10-2) 및 QPSK 복조부(13)를 통하여 기저대역상의 I,Q신호로 변환하고, 이를 다시 디지털 신호화(5-2)한다. 또한 디지털 다중화장치(6-2)는 이들 신호를 사전에 할당된 타임 슬롯상에 시분할 송출한다. 한편,중심노드(2)는 광케이블(4)를 경유하여 수신된 디지털다중화신호 성분들에서 해당 원격노드가 송신한 디지털 신호를 수신하여 DAC(8-2)가 아나로그 신호로 복원한다. 이때에 복원한 신호는 원격노드(3)의 ADC(5-2)가 출력한 채널별 CDMA 아나로그 신호이며,이를 BTS-CB(1)의 해당 채널 수신부에 송출하게 된다.(상향중계전송)2. As shown in FIG. 2, the CDMA analog signal received by the remote node 3 from the radio terminal 12 is converted into an I, Q signal on the baseband through the frequency converter 10-2 and the QPSK demodulator 13; And convert it again into digital signal 5-2. The digital multiplexer 6-2 also time-divisionally transmits these signals on a pre-allocated time slot. Meanwhile, the central node 2 receives the digital signal transmitted by the corresponding remote node from the digital multiplex signal components received via the optical cable 4, and the DAC 8-2 restores the analog signal. At this time, the restored signal is a CDMA analog signal for each channel output from the ADC 5-2 of the remote node 3, and is transmitted to the corresponding channel receiver of the BTS-CB 1 (uplink relay transmission).
Ⅲ. 도 4에서와 같이 중심노드(2)가 원격노드(3)들에 대한 이상과열, 고주파출력장애,침입 훼손등 각종 상태 감시는 도 3의 상향 시분할프레임의 Ucont타임슬롯(14-2)을 이용하여 확인한다. 또한,중심노드(2)가 원격노드(3)에 대하여 고주파출력제어,채널 재배치등 망운용에 관한 원격제어를 실시하고자 하는 경우는 하향 시분할프레임의 Ucont타임슬롯(14-1)을 이용하여 제어하게 된다.III. As shown in FIG. 4, the central node 2 monitors various states such as abnormal overheating, high frequency output failure, and invasion damage of the remote nodes 3 to the U cont timeslot 14-2 of the uplink time division frame of FIG. 3. To confirm. In addition, when the central node 2 wants to perform remote control regarding network operation such as high frequency output control and channel relocation to the remote node 3, the U node time slot 14-1 of the down time division frame is used. Control.
이상의 방법으로 BTS-CB(1)의 채널별 CDMA 아나로그 신호를 중심노드(2)가 저용량의 디지털 시분할 다중신호로 변환하여 원격노드(3)에 전송할수 있으며, 그 반대로 원격노드(3)가 무선단말기(12)로부터 수신한 CDMA 아나로그 신호에서 기저대역의 I,Q신호를 추출하여 중심노드(2)에 디지털 다중화 전송하고 중심노드는 이들 원격노드로부터 수신한 복수개의 디지털 신호를 각각의 I,Q신호로 변환하여 BTS-CB(1)에 전송할수 있다.In the above manner, the CDMA analog signal for each channel of the BTS-CB 1 can be converted into a low-capacity digital time division multiplexed signal by the central node 2, and transmitted to the remote node 3, and vice versa. The baseband I and Q signals are extracted from the CDMA analog signal received from the radio terminal 12 and digitally multiplexed to the central node 2, and the central node transmits a plurality of digital signals received from these remote nodes to each I. The signal can be converted into a Q signal and transmitted to the BTS-CB 1.
본 발명의 CDMA디지털 신호 다중화 통신시스템 구조를 사용하면 기존의 아나로그 전송방식에 비하여,고품질의 신호전송 및 광 다중화효율의 극대화를 이룩할수 있다. 기존의 아날로그방식은 예를 들어 12채널의 서로 다른 CDMA신호를 한 개의 광케이블에서 상호교신하기 위하여는 24종류의 광 송수신 소자 및 부가회로가 필요하다. 경제성을 이유로 6종류의 광 소자들이 일반적으로 사용되므로 최대 3개의 송수신채널이 수용 가능하다. 따라서 원격노드 증설등 서비스 범위를 확대하는 경우에는 고가의 광 송수신 소자 또는 광 케이블 증설이 필요해 진다.Using the CDMA digital signal multiplexing communication system structure of the present invention, it is possible to achieve a high quality signal transmission and maximize the optical multiplexing efficiency as compared to the conventional analog transmission method. In the conventional analog system, for example, twenty-four optical transmission / reception elements and additional circuits are required to communicate 12 different CDMA signals on one optical cable. For economic reasons, six kinds of optical elements are generally used, so up to three transmission / reception channels can be accommodated. Therefore, in case of extending the service range such as remote node expansion, expensive optical transmission / reception element or optical cable expansion is necessary.
본 발명에서는 기저대역의 CDMA 아나로그 신호를 디지털 다중화 전송하므로 한 개의 광 케이블에 수십개 채널의 신호 송수신이 가능해 지는 특징을 갖는다.In the present invention, since the baseband CDMA analog signals are digitally multiplexed and transmitted, signals of several dozen channels can be transmitted and received on one optical cable.
또한, 네트워크를 통합 운용하므로 원격노드의 증설,원격노드에 대한 채널 재배치등 각종 요구를 시스템 변경없이 수용할수 있게 된다.In addition, since the network is integrated, various requirements such as expansion of a remote node and channel relocation to a remote node can be accommodated without changing the system.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거 설명하였으나,당해 분야에서 통상의 지식을 갖고 있는 자에 의해 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 변형예 및 수정예가 가능한 것으로 이해되어야 할 것이다.In the above described preferred embodiments of the present invention based on the accompanying drawings, it should be understood that various modifications and variations are possible within the scope of the appended claims by those skilled in the art.
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