KR20010028877A - 무선교환기 시스템의 안테나 다이버시티의 자동 온/오프 방법 - Google Patents

무선교환기 시스템의 안테나 다이버시티의 자동 온/오프 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선교환기(DECT) 시스템의 기지국에서 안테나의 다이버시티 기능을 자동으로 온/오프시키기 위한 것으로, 이러한 본 발명은 안테나 점검 시간이 되면, 안테나 스위치의 신호를 일정시간마다 바꾸어 주고, 안테나에 이상이 있는지를 판별하여, 상기 안테나에 이상이 없으면 정상적으로 안테나 다이버시티 기능을 수행하고, 상기 안테나에 이상이 있으면 안테나의 다이버시티 기능을 오프시킴으로써, DECT 시스템에서 자동으로 기지국 안테나의 이상 유무를 점검하여 안테나 다이버시티 기능을 온/오프시킬 수 있게 되는 것이다.

Description

무선교환기 시스템의 안테나 다이버시티의 자동 온/오프 방법{Method for automatic on/off of antenna diversity in DECT system}
본 발명은 무선교환기 시스템(Digital Enhanced Cordless Telecommunications, DECT)의 안테나 다이버시티의 자동 온/오프 방법에 관한 것으로, 특히 DECT 시스템에서 자동으로 기지국 안테나의 이상 유무를 점검하여 안테나 다이버시티(Diversity) 기능을 온/오프시키기에 적당하도록 한 무선교환기 시스템의 안테나 다이버시티의 자동 온/오프 방법에 관한 것이다.
일반적으로 DECT 시스템은 시간축을 두 개의 시간 슬롯의 세트로 만들고, 한 세트는 이동국(단말기)에서 기지국으로, 또다른 세트는 기지국에서 이동국으로의 통신을 각각 사용하는 다중화 기법을 사용한다. 또한 DECT 프로토콜은 1.88GHz에서 1.9GHz까지의 20MHz 주파수 대역을 10개로 나누어 10개의 반송파 주파수를 가지고, 10msec의 한 프레임 시간을 24로 나누어 12개의 발신 시간 슬롯과 12개의 수신 슬롯으로 통신하는 FDMA/TDMA 통신 방식이다.
이러한 DECT는 채널 간격이 1.728MHz이며, 최대 전이중 데이터 속도가 384Kbps이며, 9 피코셀 주파수 재사용 패턴을 그 특징으로 하고 있다. 이 시스템은 호 요구가 많은 사무실 환경에 응용하는 것에 초점을 맞추어 설계되었으며, 통합된 통신을 통신 운용을 지원할 수 있도록 되어 있다. 음성서비스로는 단일 및 다중 셀을 지난 업무용 PABX, 인터컴 기능을 가진 가정용 전화, 공공 텔레포인트 서비스를 지원하며, 데이터 서비스로는 telefax, teletext, 비디오폰을 포함하는 ISDN 접속과 배치 파일전송, 원격단말 서비스, 실시간 파일 액세스 등을 지원한다. 이러한 응용분야를 지원하기 위해서는 air 인터페이스가 유동적이어야 하며, 다수의 사용자가 고품질의 서비스를 제공받을 수 있도록 고도의 주파수 재사용 방식이 요구된다.
그리고 이동국(무선 휴대부분)은 기지국(무선 고정부문)에 무선으로 연결되며, 기지국으로부터의 고정망 접속은 무선 제어 고정부분을 거쳐 PSTN 망 등에 접속된다. 데이터의 경우에는 이동국이 기지국을 거쳐 무선 제어 고정부문에 위치한 무선 데이터 제어부문에 전달된다.
도1은 종래 무선교환기(DECT) 시스템의 안테나 다이버시티의 온/오프 방법이 적용되는 무선교환기 시스템의 기지국의 블록구성도이다.
이에 도시된 바와 같이, 참조번호 10은 안테나(ANT1)(ANT2)를 구비하고, 무선 고정부문의 기능을 수행하는 기지국이고, 20은 상기 기지국(10)에서 무선 신호의 송/수신을 수행하는 RF(Radio Frequency)부이며, 21과 22는 스위치이고, 23과 24는 상기 스위치(22)와 버스트 모드 콘트롤러와의 데이터 송/수신을 수행하는 수신부와 송신부이며, 30은 DECT 프로토콜을 수행하는 장치로서, DECT 프레임을 생성할 뿐만 아니라 이러한 신호를 전송하기 위해 상기 RF부(20)를 타이밍에 맞게 제어하는 기능을 수행하는 버스트 모드 콘트롤러이다.
그래서 종래에는 안테나 다이버시티 기능을 수행하는 경우, 안테나의 이상 유무와 관계없이 현재 송/수신하고 있는 안테나로부터 수신된 데이터가 깨어지면 다른 안테나로 스위칭을 하게 된다.
DECT 시스템의 사용환경이 주로 건물 내부이므로 다중경로 페이딩(Fading) 현상이 심하게 나타난다. 이 페이딩에 대한 영향을 줄이기 위해 다이버시티 기법을 많이 사용한다.
그래서 여러 가지 다이버시티 중에서 DECT 시스템에서는 여러 개의 안테나를 공간적으로 띄워서 사용하는 안테나 다이버시티를 권고하고 있으며, 설치상의 문제로 인해 주로 2개의 안테나를 사용한다.
도1의 기지국(10)을 상세하게 나타낸 도면에서는, 이러한 안테나 다이버시티를 설명하는데 필요한 부분만을 자세히 나타내었다.
도1에서 보듯이, RF 부(20)에는 스위치가 2개 있다. 안테나와 연결된 스위치가 안테나 다이버시티를 위한 안테나 스위치(21)이며, TX/RX 회로와 연결된 스위치는 TDD(Time Division Duplex, 시분할 쌍방향 전송방식)를 위한 송/수신 스위치(22)이다. 스위치의 스위칭과 스위칭 타임은 BMC(Burst Mode Controller)(30)에서 결정을 하게 된다.
그래서 안테나 스위칭은 수신된 데이터의 깨어지는 정도에 따라 임의의 정해진 시간에 이루어지며, TX/RX 스위칭은 5ms 간격으로 정해진 시간에 이루어진다.
도1에서 안테나 다이버시티 과정을 보면 다음과 같다.
먼저 ANT1을 사용하고 있는 경우, 안테나 스위치(21)의 레벨은 "0"이라 가정하자. 사용하고 있는 안테나인 ANT1로부터 수신된 데이터가 깨어지고 있으면, 버스트 모드 콘트롤러(30)는 이를 인식하여 안테나 스위치(21)의 레벨을 "1"로 하여 ANT2로 스위칭을 수행하게 된다.
한편 ANT2를 사용하는 중에 페이딩 등으로 인하여 수신된 데이터가 깨어지면 ANT1로 스위칭을 수행하게 된다.
그러나 다중경로 페이딩 현상으로 인해 현재 사용하고 있는 안테나로부터 수신한 데이터가 깨어지는 경우, 버스트 모드 콘트롤러는 다른 안테나로 무조건 스위칭을 하게 되는데, 이러한 때에 새로이 선택된 안테나에 이상이 없을 시는 별 문제가 없으나 새로이 선택된 안테나에 이상이 있을 때는 기존의 안테나로 계속 송수신하는 경우보다 훨씬 많은(실제로는 엄청나게 많은) 데이터가 깨어지게 되는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 DECT 시스템에서 자동으로 기지국 안테나의 이상 유무를 점검하여 안테나 다이버시티 기능을 온/오프시킬 수 있는 무선교환기 시스템의 안테나 다이버시티의 자동 온/오프 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 무선교환기 시스템의 안테나 다이버시티의 자동 온/오프 방법은,
안테나 점검 시간이 되면, 안테나 스위치의 신호를 일정시간마다 바꾸어 주고, 안테나에 이상이 있는지를 판별하여, 상기 안테나에 이상이 없으면 정상적으로 안테나 다이버시티 기능을 수행하고, 상기 안테나에 이상이 있으면 안테나의 다이버시티 기능을 오프시키는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
도1은 종래 무선교환기 시스템의 안테나 다이버시티의 온/오프 방법이 적용되는 무선교환기 시스템의 기지국의 블록구성도이고,
도2는 본 발명에 의한 무선교환기 시스템의 안테나 다이버시티의 자동 온/오프 방법을 보인 흐름도이며,
도3은 본 발명이 적용되는 무선교환기 시스템의 프레임의 구조도이고,
도4는 도2에 의한 동작을 보인 기지국과 핸드셋간의 일실시예이며,
도5는 도2에 의한 동작을 보인 기지국에서의 일실시예이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 기지국 20 : RF 부
21, 22 : 스위치 23, 24 : 송/수신부
30 : 버스트 모드 콘트롤러
이하, 상기와 같은 본 발명 무선교환기 시스템의 안테나 다이버시티의 자동 온/오프 방법의 기술적 사상에 따른 일실시예를 설명하면 다음과 같다.
도2는 본 발명에 의한 무선교환기 시스템의 안테나 다이버시티의 자동 온/오프 방법을 보인 흐름도이다.
이에 도시된 바와 같이, 안테나 점검 시간이 되면, 안테나 스위치(21)의 신호를 일정시간마다 바꾸어 주고, 안테나에 이상이 있는지를 판별하는 제1단계(ST11 ~ ST20)와; 상기 안테나에 이상이 없으면, 정상적으로 안테나 다이버시티 기능을 수행하는 제2단계(ST21 ~ ST23)와; 상기 안테나에 이상이 있으면, 안테나의 다이버시티 기능을 오프시키는 제3단계(ST24 ~ ST31)를 수행한다.
상기에서 제1단계는, 수신된 신호의 전력 레벨인 RSSI 레벨과 안테나에 이상이 있음을 판단하는 기준 전력 레벨과 비교하여 안테나의 이상 유무를 판단한다.
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 무선교환기 시스템의 안테나 다이버시티의 자동 온/오프 방법의 동작을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저 도3은 본 발명이 적용되는 무선교환기 시스템의 프레임의 구조도이다.
그래서 DECT 시스템의 프레임은 10ms, 24개의 타임슬롯으로 구성되어 있다. 12개는 송신을 위한 것이고, 12개는 수신을 위한 타임슬롯이다. 한 사용자가 통화를 하기 위해서는 한쌍의 타임슬롯(송신 1 슬롯, 수신 1 슬롯)이 필요하며, 수신을 0번 슬롯으로 하면 송신은 5ms 후인 12번으로 하게 되고, 11번으로 수신을 하면 23번으로 송신을 하게 된다. 이와 같은 송신과 수신의 과정은 10ms 마다 반복된다.
그래서 1 프레임 당 12개의 송신(또는 수신) 타임슬롯이 있으므로, 12개의 다중화가 가능하게 된다. 여기서 셀룰러 시스템의 제어 채널과 유사한 더미 베어러를 위한 타임슬롯이 하나 할당되어야 하기 때문에 실제적으로 가능한 다중통화는 11개이다.
도4는 도2에 의한 동작을 보인 기지국과 핸드셋간의 일실시예이며, 도5는 도2에 의한 동작을 보인 기지국에서의 일실시예이다.
그래서 기지국(10)은 안테나 점검 시간이 되면, 도4에서와 같이 안테나 스위치(21)의 신호를 10ms마다 바꾸어 준다. 즉, 안테나를 바꾸어가며 핸드셋(40)과 신호를 주고받는다. 점검의 신뢰도 향상을 위해 이와 같은 20ms(10ms ANT1 사용, 10ms ANT2 사용) 과정을 여러 번 반복할 수 있다. 이때 기지국(10)은 수신된 신호의 RSSI(Radio Signal Strength Indicator) 레벨을 점검하여 안테나의 이상 유무를 판단한다. 도4에서는 안테나를 점검하기 위해 슬롯 2와 슬롯 14를 사용한다.
한편, 안테나에 이상이 없으면, 도5에서 (a)와 같이, 정상적으로 안테나 다이버시티 기능을 수행한다.
만약 ANT2에 이상이 있으면 도5에서 (b)와 같이, 안테나 스위치(21)의 신호를 "0"으로 고정시킨다. 즉, 안테나 다이버시티 기능을 오프한다. ANT1에 이상이 있으면, 안테나 스위치(21)의 신호를 "1"로 고정시킨다.
한편, 도2에서 자동 다이버시티는 다이버시티 기능을 자동으로 할 지를 결정하는 레지스터로서 인에이블(enable)이면 자동으로 다이버시티 기능을 수행하고, 디스에이블(disable)이면 다이버시티 기능이 수행되지 않는다.
그리고 Change_Ant는 안테나를 선택하는 레지스터로서 0이면 0번째 안테나가 선택됨을 의미하고, 1이면 1번째 안테나가 선택됨을 의미한다.
또한 ANT_SW는 안테나를 선택하는 신호로 RF부(20)와 연결된다. Change_Ant 레지스터가 0이면 이 신호는 0이 되어 0번째 안테나를 선택하고 1이면 1번째 안테나를 선택하게 된다.
더불어 RSSI는 수신된 신호의 전력 레벨을 의미한다. 또한 "x" dBm은 안테나에 이상이 있음을 판단하는 기준이 되는 전력 레벨로 "x"는 시험에 의해서 결정되는 임의의 값이다.
ANT_"k"는 안테나의 이상 유무가 저장되는 레지스터로서 "k"는 0과 1 중의 하나이며, ANT_0은 0번째 안테나의 이상 유무를 나타낸다. 여기에 저장되는 값이 0이면, 안테나에 이상이 있음을 나타낸다. 예를 들면, ANT_1에 저장된 값이 1이면 1번째 안테나는 이상이 없음을 나타낸다.
안테나 테스트 과정에 대한 설명을 상세히 부가하면 다음과 같다.
즉, 안테나 테스트를 위한 시간이 되면, 안테나 테스트 과정을 거치게 된다(ST11). 그래서 안테나 테스트 단계이면, 먼저 자동으로 다이버시티 기능을 수행하는 것을 막아야 하기 때문에 자동 다이버시티가 디스에이블되고(ST12), 0번째 안테나부터 테스트를 수행하기 위해 변수 k를 0으로 놓는다(ST13).
그래서 0번째 안테나를 테스트하기 위해 Change_Ant 레지스터에 0이 입력되고, 이로 인해 안테나 스위치 신호인 ANT_SW 신호가 0이 되어 0번째 안테나가 선택된다. 선택된 안테나로부터 수신된 수신 신호의 전력 레별을 판단 기준 레벨인 "x" dBm과 비교하여 비교값보다 크면 안테나의 이상이 없으므로 ANT_0에 1을 저장하고 비교값 보다 작으면 0을 저장한다(ST14 ~ ST19).
마찬가지의 방법으로 1번째 안테나도 상기한 단계들을 거쳐 테스트가 완료된다. 1번째 안테나에 이상이 있으면 ANT_1에 0이 저장되고 이상이 없으면 1이 저장된다. 0, 1 번째 안테나 테스트 과정이 완료된 후 판단 과정을 거치게 된다(ST20)(ST21).
그래서 ANT_0, ANT_1에 저장된 값이 모두 1이면, 두 안테나 모두 이상이 있음으로 안테나 0을 선택하도록 Change_Ant를 0으로 하여(두 안테나 모두 이상이 있으므로, 안테나 1을 선택하도록 Change_Ant를 1로 하여도 무방하다) 안테나 테스트 과정을 빠져나간다. 여기서는 안테나에 이상이 하나라도 있기 때문에 안테나 테스트 과정 시작시에 한 자동 다이버시티의 디스에이블을 그대로 놓아두고 빠져나간다(ST22 ~ ST24).
또한 ANT_0과 ANT_1이 모두 0과 1이 아니면 하나의 안테나에만 이상이 있음을 의미한다. ANT_0 만 0이면 안테나 0에만 이상이 있으므로 1번째 안테나만을 사용하도록 Change_Ant를 1로 한 후 안테나 테스트 과정을 빠져나간다. ANT_1만 0이면 안테나 1에만 이상이 있으므로 0번째 안테나만을 사용하도록 Change_Ant를 0으로 한 후 안테나 테스트 과정을 빠져나간다(ST25 ~ ST32).
이처럼 본 발명은 DECT 시스템에서 자동으로 기지국 안테나의 이상 유무를 점검하여 안테나 다이버시티 기능을 온/오프시키게 되는 것이다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 무선교환기 시스템의 안테나 다이버시티의 자동 온/오프 방법은 안테나에 이상이 있는 경우 안테나 다이버시티 기능이 수행되는 것을 막아 안테나 다이버시티로 인한 시스템의 성능 저하를 막을 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims (2)

  1. 두 개 이상의 안테나를 구비한 무선교환기 시스템에 있어서,
    안테나 점검 시간이 되면, 안테나 스위치의 신호를 일정시간마다 바꾸어 주고, 안테나에 이상이 있는지를 판별하는 제1단계와;
    상기 안테나에 이상이 없으면, 정상적으로 안테나 다이버시티 기능을 수행하는 제2단계와;
    상기 안테나에 이상이 있으면, 안테나의 다이버시티 기능을 오프시키는 제3단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 무선교환기 시스템의 안테나 다이버시티의 자동 온/오프 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1단계는,
    수신된 신호의 전력 레벨인 RSSI 레벨과 안테나에 이상이 있음을 판단하는 기준 전력 레벨과 비교하여 안테나의 이상 유무를 판단하는 것을 특징으로 하는 무선교환기 시스템의 안테나 다이버시티의 자동 온/오프 방법.
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