KR20010000796A - 동적 채널 할당 기능을 갖는 ｃｄｍａ 디지털 분배 시스템 - Google Patents

동적 채널 할당 기능을 갖는 ｃｄｍａ 디지털 분배 시스템 Download PDF

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KR20010000796A
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Abstract

본 발명은 CDMA(Code Division Multiple Access)방식을 적용한 무선 이동 통신 망 구성 방식 중 상기 CDMA 신호를 디지털 방식으로 각각의 기지국에 분배하는 방식에 있어, 상기 기지국들의 자원 중 채널 엘리먼트[하나의 주파수와 하나의 PN(Pseudo Noise) 코드로 묶여있는 신호단위]를 상황에 맞게 동적으로 재배치함으로써 적은 수의 채널 앨리먼트로 여러 개의 채널 엘리먼트를 사용했을 때와 같은 효과를 냄으로써 망 구성의 경제성을 높이고 다수의 채널 엘리먼트를 하나의 중앙국에서 관리함으로써 망 운용의 효율을 높이기 위한 시스템에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 디지털 CDMA 분배 시스템은, 중앙채널집중국으로부터 CDMA 신호를 아날로그 또는 디지털 형태로 입력받아서, 상기 입력받은 신호를 적절한 신호처리 과정을 거쳐 각각의 기지국에 동적으로 할당하여 전달한다.
종래의 CDMA 이동 통신 망의 경우, 기지국은 각각의 최대 수요에 해당하는 만큼의 채널 엘리먼트를 보유해야만하고 이는 물리적으로 고정되어있다. 따라서 각각의 기지국에서 통신 수요가 감소할 경우 유휴 채널 엘리먼트가 발생하여 기지국 자원의 낭비를 초래하였다. 이에 비해 본 발명의 디지털 CDMA 분배 시스템을 이용한 CDMA 이동 통신 망은 전체 기지국의 총합 최대 수요만큼의 채널 엘리먼트 만으로 상기 종래의 CDMA 이동 통신 망에서와 같은 효과를 얻을 수 있는 장점이 있다.

Description

동적 채널 할당 기능을 갖는 ＣＤＭＡ 디지털 분배 시스템{CDMA Digital Distribution System using Active Channel Switching}
본 발명은 CDMA 방식을 이용한 이동 통신 서비스의 망 구성에 관한 것이다. [도 2]과 [도 3]에 종래의 CDMA 이동 통신 서비스 망 구성을 나타내었다.
[도 2]에 해당하는 CDMA 이동 통신 망의 경우, 각각의 기지국(202)은 정해진 수의 고정된 채널 엘리먼트(203)를 보유한다. 이 경우 기지국은 해당 기지국이 담당하는 Cell 내의 최대 통신 용량을 처리할 수 있는 수 만큼의 채널 엘리먼트를 보유하는 것이 일반적이다. Cell 내의 통신 용량은 시간적으로 변화한다. 따라서 Cell 내의 통신 용량이 감소할 경우 기지국 내의 채널 엘리먼트 중 일부는 사용되지 않게 되므로 경제적으로 낭비 요인이 된다.
[도 3]의 CDMA 이동 통신 망에서는 다수의 채널 엘리먼트(302)들을 하나의 중앙 기지국(301)에 집중시키고 고정된 수 만큼을 각각의 원격 기지국에 할당하여 광케이블이나 동축케이블을 이용하여 해당 원격 기지국에 전송시킨다. 이 경우 중앙채널집중국(301)과 중앙국(303)은 디지털 또는 아날로그 방식으로 신호를 교환할 수 있다.
아날로그 방식의 경우, 중앙채널집중국은 CDMA 변조 과정을 거친 아날로그 신호를 중앙국에 공급하고 상기 중앙국은 상기 아날로그 신호를 ADC(Analog to Digital Conversion)과정을 거쳐 디지털 신호로 변환시킨다. 상기 디지털로 변환된 신호는 여러 개의 비트를 갖게된다. 직렬화부(304)에서는 상기 여러 개의 비트를 갖는 디지털 데이터를 하나의 비트 열로 직렬 변환시킨다. 상기 직렬 변환된 디지털 신호는 여러 개가 다중화부(306)에서 하나의 고속 디지털 테이터로 다중화 된다. 광케이블을 사용할 경우 상기 고속 디지털 데이터는 전/광변환부(307)에서 광 신호로 변환된다. 이렇게 변환된 여러 개의 광 신호는 WDM(Wavelength Division Multiplexing)과 같은 광 다중화를 거쳐 하나의 광케이블 또는 여러 개의 광케이블을 통하여 각각의 원격 기지국(315)에 전달된다.
디지털 방식의 경우, 중앙채널집중국은 CDMA 신호 처리 과정에서 발생하는 디지털 데이터를 하나의 비트를 갖는 직렬 또는 여러 개의 비트를 갖는 병렬 방식으로 중앙국에 공급한다. 중앙국에서는 상기 디지털 신호를 받아, 상기 아날로그 방식에서 디지털화부(304) 또는 직렬화부(305) 및 병렬화부(311)를 제외한 나머지 신호 처리 과정을 거쳐서 각각의 원격 기지국에 광케이블 또는 동축케이블을 통하여 공급한다.
[도 3]에 나타낸 CDMA 이동 통신 망의 경우에도 [도 2]에서의 망과 같이 각각의 원격 기지국에 고정된 수의 채널 엘리먼트가 할당되어 있으므로 각 원격 기지국 Cell 내의 통신 용량이 변화할 경우 경제적 낭비가 발생한다는 문제점이 있다.
[도 2]와 [도 3]에서 나타낸 종래의 CDMA 이동 통신 망은 상기 기술한 바와 같은 문제점을 갖고 있다. 따라서 본 발명에서는 Digital CDMA 분배 시스템의 구성 요소인 중앙국에 각각의 원격 기지국에 동적으로 채널 할당 능력을 갖게 함으로써 제한된 수의 채널 엘리먼트만으로 더 많은 수의 채널 엘리먼트로 구성된 종래의 Digital CDMA 분배 시스템과 같은 통신 용량 수용 능력을 갖는 시스템을 구현하여, 망 구성의 경제성을 확보함을 목적으로 한다.
도1은 본 발명의 일실시예의 동적 채널 할당 기능을 갖는 CDMA 디지털 분배 시스템 구성을 보인 도면
도2는 종래 기술의 일실시예에 있어서 채널 엘리먼트 들이 각각의 기지국에 분산된 형태의 CDMA 망 구성을 보인 도면
도3은 종래 기술의 일실시예에 있어서 채널 엘리먼트 들을 중앙국에 집중시키고 각각의 원격 기지국에 광 전송을 이용하여 CDMA 신호를 분배시킨 CDMA 망 구성을 보인 도면
도4는 본 발명의 일실시예에 있어서 하나의 중앙국에 여러 개의 원격 기지국이 연결된 CDMA 망 구성을 보인 도면
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
101. 기지국 컨트롤러(BSC)
102. 충앙채널집중국(CB)
103. 채널 엘리먼트(CE)
104. 중앙채널집중국과 중앙국간의 Interface
105. 디지털화부(아날로그 디지털 변환기)
106. 직렬화부(여러 개의 비트열을 하나의 비트열로 변환)
107. 순방향 채널 재배치부(채널 엘리먼트의 동적 할당)
108. 다중화부(여러 개의 디지털 신호를 시분할 다중화 기술을 이용하여 하나의 고속 디지털 데이터로 변환)
109. 전/광 변환부
110. 광다중화/역다중화부
111. 광/전 변환부
112. 역다중화부
113. 역방향 채널 재배치부
114. 병렬화부
115. 아날로그화부
116. 중앙국(Donor Unit)
117. 광케이블 또는 동축 케이블
118. 광다중화/역다중화부
119. RF부
120. 안테나
121. 원격기지국(Remote Unit)
122. 무선 가입자
[도 1]에 본 발명의 구체적 구성을 나타내었다. 상기 본 발명인 동적 채널 할당 능력을 갖는 Digital CDMA 분배 시스템은, 중앙채널집중국과 정합하여 하향(DU -〉 RU로의 전송 경로)신호 및 상향(RU -〉 DU로의 전송 경로) 신호를 통신하는 기능을 담당하는 중앙국(116)과, 중앙국과 광케이블 또는 동축케이블로 연결되어 상기 중앙국으로부터의 신호를 RF(Radio Frequency)로 변환하여 무선 가입자에게 전달하고 무선 가입자로부터의 RF 신호를 디지털 신호로 변환하여 중앙국에 전달하는 역할을 하는 원격기지국으로 구성된다.
중앙국(116)의 구성 요소와 각각의 작용은 다음과 같다.
* 디지털화부 : 중앙채널집중국(102)으로부터의 CDMA 아날로그 신호를 디지털로 변환한다. 때에 따라서는 중앙채널집중국과 중앙국이 디지털 방식으로 통신할 수 있다. 이 경우 중앙채널집중국은 CDMA 신호처리 과정에서 발생하는 디지털 신호를 중앙국에 공급하는데 이 경우 중앙국에는 디지털화부가 필요치 않다.
* 직렬화부 : 디지털화부로부터의 디지털 데이터는 여러 개의 비트열을 갖는 데이터이다. 여러개의 비트열을 갖는 디지털 신호를 이용하여 통신을 할 경우 각각의 비트를 따로 전송시켜야 하므로 여러 개의 전송 경로가 필요하게 되어 시스템의 비용 상승 요인이 된다. 따라서 본 발명에서는 상기 여러 개의 비트열을 갖는 디지털 데이터를 시분할 다중화 방식을 이용하여 하나의 비트열로 전환시키는 방식을 채택하였으며 직렬화부는 이러한 기능을 담당한다. 중앙채널집중국과 중앙국이 디지털 방식으로 통신을 하고 중앙채널집중국의 채널 엘리먼트(103)가 직렬화된 디지털 데이터를 중앙국에 공급할 경우 직렬화부는 필요치 않다.
* 순방향 채널 재배치부 : 순방향(DU -〉 RU) 채널 재배치부(107)에서는 직렬화부(106) 또는 CE(103)로부터의 다수의 디지털 신호를 입력받는다. 만약 입력되는 신호가 n개라면 순방향 채널 재배치부는 n*n의 스위칭 능력을 갖는다. 따라서 상기 순방향 채널 재배치부는 각각의 원격 기지국에 원하는 수 만큼의 채널 엘리먼트를 할당할 수 있으며, 각각의 원격 기지국 별 통신 용량 요구에 대한 정보를 이용하여 지능적인 채널 할당을 할 수 있다.
* 다중화부 : 다중화부(108)에서는 순방향 채널 재배치부(107)로부터 소정의 디지털 데이터를 입력받아서 이를 시분할 다중화 방식을 이용하여 하나의 고속 디지털 데이터로 변환시킨다.
* 전/광 변환부 : 전/광 변환부(109)에서는 상기 다중화부로부터의 고속 디지털 전기 신호를 광 신호로 변환하여 광케이블을 통한 신호 전송을 가능케 하는 기능을 한다. 전/광 변환 소자로는 LED(Light Emitting Diode) 와 LD(Laser Diode)와 같은 광원 소자를 사용할 수 있다.
* 광다중화/역다중화부 : 광다중화/역다중화부(110)에서는 파장 분할 광 다중화 방식을 이용하여 여러 개의 광 신호를 하나의 광케이블을 통하여 전송할 수 있게 하는 기능을 한다. 또한 역방향(RU -〉 DU)에서 전송된 여러 파장의 광 신호를 파장 별로 분할하여 각각의 광/전 변환부(111)에 공급한다.
* 광/전 변환부 : 원격기지국(121)로부터의 광 신호를 전기 신호로 변환시킨다.
* 역다중화부 : 원격기지국(121)으로부터 전송된, 여러 개의 채널 신호가 시분할 다중화 방식으로 다중화된 신호를 각각의 채널별로 구별시킨다.
* 역방향 채널 재배치부 : 여러 개의 채널 신호를 입력받아 이를 상기 순방향 채널 재배치부(107)에서와 같은 방식으로 동적으로 중앙채널집중국에 할당해주는 기능을 한다. 기능적으로 순방향 채널 재배치부와 역방향 채널 재배치부는 동일하며, 각각의 채널 재배치는 하나의 제어 신호에 의하여 연동해야 한다.
* 병렬화부 : 역방향 채널 재배치부로부터의 하나의 비트열을 같는 디지털 데이터를 여러개의 비트열을 갖는 디지털 데이터로 전환시킨다. 중앙채널집중국과 중앙국이 병렬 디지털 통신을 할 경우 상기 병렬화부는 필요치 않다.
* 아날로그화부 : 여러 개의 비트열을 갖는 디지털 데이터를 입력받아 DAC(Digital to Analog Conversion)과정을 거쳐 아날로그 신호로 변환시킨다. 중앙채널집중국과 중앙국이 디지털 방식으로 통신할 경우 상기 아날로그화부는 필요치 않다.
원격기지국(121)의 구성은 [도 1]에 나타낸 바와 같으며 중앙국으로부터의 신호를 무선 가입자(122)에게 전달하고 반대로 상기 무선 가입자로부터의 신호를 중앙국에 전달하는 기능을 한다. 각각의 기능 블록의 작용은 중앙국에서와 같으며 RF부는 아날로그화부로부터의 신호를 주파수 변환하여 RF 형태로 안테나(120)에 전달하고, 안테나로부터의 RF 신호를 주파수 변환하여 디지털화부에 공급한다.
[도 4]에 본 발명인 CDMA 디지털 분배 시스템을 이용한 CDMA 이동 통신 망의 일실시예를 보였다. 이 경우 하나의 중앙국에는 n개의 원격기지국이 광케이블 또는 동축 케이블을 통하여 연결되고 중앙국은 각 원격기지국으로의 신호를 동적으로 할당함으로써 각각의 기지국 상황에 맞게 채널 엘리먼트 들을 분배하여 망 운용의 효율을 극대화한다.
본 발명인 동적 채널 할당 기능을 갖는 CDMA 디지털 분배 시스템은 CDMA 이동 통신 망 구성에 있어서, 기지국의 채널 엘리먼트 들을 하나의 집중국에 설치하고 이를 동적, 효율적으로 각각의 원격 기지국에 할당함으로써 고가인 채널 자원의 이용 효율을 극대화하고 중앙 집중형 관리를 가능케 하여 망 운용의 안정성을 높이는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 중앙국과 다수의 원격기지국으로 구성된 CDMA 이동 통신 망을 구성하는 디지털 CDMA 분배 시스템에 있어, 중앙국은 채널 엘리먼트를 다수 내장하고 있는 중앙채널집중국으로부터 CDMA 기저대역 신호처리 과정에서 발생하는 디지털 신호를 하나의 비트열로 직렬화된 형태의 디지털 신호로 입력받아, 상기 다수의 채널 신호를 동적으로 재배치하는 기능을 하는 채널 재배치부를 포함하며, 상기 재배치된 신호들을 소정의 수량씩 다중화하는 다중화부를 포함하며, 상기 다중화된 신호를 원격기지국에 동축 케이블 또는 광 케이블을 통하여 전송시킬 수 있는 기능을 갖는 부분을 포함하며,
    원격 기지국은 상기 중앙국으로부터 디지털 신호를 할당받아 상기 할당받은 신호를 CDMA 아날로그 신호로 변환하여 안테나를 통하여 무선 가입자에게 공급할 수 있는 기능을 갖는 CDMA 디지털 분배 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 중앙채널집중국으로부터 CDMA 기저대역 신호처리 과정에서 발생하는 디지털 신호를 하나의 비트열로 직렬화되지 않은 여러 개의 비트열을 갖는 디지털 형태로 입력받아 상기 디지털 신호를 하나의 비트열로 직렬화하는 직렬화부를 포함하는 중앙국을 포함하는 CDMA 디지털 분배 시스템.
  3. 제1항과 제2항에 있어서, 상기 중앙채널집중국으로부터 CDMA 아날로그 신호를 입력받아 상기 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키는 디지털화부를 포함하는 중앙국을 포함하는 CDMA 디지털 분배 시스템.
  4. 제1항과 제2항 및 제3항에 있어서, 하나의 중앙국에 다수의 원격기지국을 연결하는 방법으로, 다수의 광 파장을 하나의 광섬유를 통하여 전달할 수 있게 하는 방법인 파장분할 광 다중화 방법을 사용한 CDMA 디지털 분배 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101179512B (zh) * 2007-12-13 2011-11-02 华为技术有限公司 资源调度的方法和设备

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