KR20010038529A - 서비스 영역의 확장기능을 갖는 기지국 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기지국의 RF 유니트를 디지털 유니트로부터 분리하여 원격지에 설치하되, 광선로를 매개로 상호 연결하여 디지털 방식으로 신호를 송/수신하도록 된 서비스 영역의 확장기능을 갖는 기지국 장치에 관한 것으로서, 상기 RF 유니트(200)는 상기 디지털 유니트(100)로부터 원격 전송된 순방향 디지털 프레임 데이터 또는 연계된 상위 안테나 유니트로부터 전송된 순방향 디지털 프레임 데이터를 수신하여 연계된 하위 안테나 유니트로 전송함과 아울러, 상기 수신된 순방향 디지털 프레임 데이터를 해당 섹터별 신호로 추출하여 이동국에서 수신처리할 수 있는 고주파 신호로 만들어 무선 송출하는 순방향 고주파 신호 송출처리부(210); 및 이동국에서 발생한 역방향 고주파 신호 및 연계된 하위 안테나 유니트로부터 전송된 역방향 디지털 프레임 데이터를 수신하여 직렬화된 디지털 프레임 데이터로 재조합하여 상기 디지털 유니트(100)로 원격 전송하는 역방향 고주파신호 수신처리부(230)로 구성되어, 별도의 중계장치의 설치없이 비교적 간단한 RF 유니트를 원격지에 설치하여 기지국의 서비스 영역을 확장함과 아울러 설치 및 유지 비용을 줄일 수 있으며, 디지털통신 방식을 사용하여 잡음특성이 현저히 개선되는 효과가 있다.

Description

서비스 영역의 확장기능을 갖는 기지국 장치{A BTS extending coverage in itself}
본 발명은 이동통신 시스템의 서버스 영역의 확장기능을 갖는 기지국 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기지국의 고주파 유니트(RF Unit)를 디지털 유니트(Digital Unit)로부터 분리하여 원격지에 설치하되, 상기 디지털 유니트와 RF 유니트간에는 광선로를 매개로 연결하고 디지털 방식으로 신호를 송/수신하도록 하여 기지국의 서비스 영역을 확장할 수 있도록 된 서비스 영역의 확장기능을 갖는 기지국 장치에 관한 것이다.
종래의 기지국(Base Station)(10)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 디지털 유니트(20)와 RF 유니트(30)로 구분되며, 두 유니트(20)(30) 사이는 다수의 중간주파(IF) 신호에 의해 연결되어 있다.
도 1과 같이 구성된 종래의 기지국(10)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 각자 담당하는 해당 셀의 중심부에 설치되어, 교환국(MTSO : Mobile Telecommunication Switching Office)(40)과 전용선을 매개로 연결되어 있다. 각 기지국은 해당 셀에 대한 커버리지를 수용하며, 복수개의 섹터( 예를 들어, α, β, 및 γ섹터 )로 나누어질 수 있다.
한편, 상기와 같은 종래의 기지국(10)은 주안테나로 수용하지 못하는 전파음영 지역이 발생할 수 있는데, 종래에는 이와 같은 전파음영 지역의 해소 및/또는 기지국의 서비스 영역을 확대하기 위하여, 도 3에 도시된 바와 같이, 광케이블(Optic cable)을 매개로 해당 기지국(10)과 원격 연결된 복수개의 중계기(50)를 전파 음영지역 및 서비스 확장을 위한 영역에 설치함으로써, 기지국의 음영지역을 해소하고 서비스 영역이 확장되도록 하였다.
이와 같은 종래의 기지국 장치에 의하면, 기지국의 설치 위치에 의해 기지국 셀이 고정되므로 셀 변경 시 많은 비용이 발생되고, 디지털 유니트와 RF 유니트가 결합 설치된 별도의 기지국 장치를 각 셀 영역마다 설치 운용해야하므로 건물 임대료, 통신 비용, 및 기지국 운용 유지비용이 매우 높은 단점이 있었다. 또한, 기지국의 영역 확장을 위해, 도 3과 같이 기지국에 복수개의 중계기를 연결설치하고, 기지국과 중계기 간에는 RF/광/마이크로웨이브 등의 전송매체를 사용한 아날로그 방식으로 상호 통신하는 데, 이와 같은 종래의 중계기의 경우, 선로 또는 아날로그 전송매체의 특성에 따른 잡음의 영향이 매우 크며, 서비스 영역의 연속적인 확장성을 제공하지 못하는 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, 그 목적은 기지국의 디지털 유니트와 RF 유니트를 분리한 후, 상기 디지털 유니트는 기존의 교환국내에 설치하고, 상기 RF 유니트는 별도의 안테나 유니트로 만들어 상기 디지털 유니트와 디지털 통신 가능하도록 원격지에 설치함으로써, 설치 공간 및 운용 유지비용을 줄이고 잡음 특성을 개선하도록 된 서비스 영역의 확장기능을 갖는 기지국 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 단일의 디지털 유니트에 연결된 상기 안테나 유니트에 하나 이상의 안테나 유니트를 연속적으로 연결( 즉, Multi-drop 방식으로 연결 )하여, 해당 기지국의 커버리지를 확장할 수 있도록 된 서비스 영역의 확장기능을 갖는 기지국 장치를 제공하고자 하는 것이다.
도 1은 종래의 기지국 장치의 블록도,
도 2는 도 1의 기지국 장치의 설치 예시도,
도 3은 도 1의 기지국 장치에 복수개의 중계장치가 연결된 도면,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 서비스 영역의 확장기능을 갖는 기지국 장치의 블록도,
도 5는 도 4의 설치예를 나타낸 도면,
도 6a∼도 6h는 도 4의 부분별 스펙트럼을 나타낸 도면,
도 7은 본 발명에 따른 직렬화된 순방향 디지털 프레임 데이터의 형식을 나타낸 도면,
도 8은 본 발명에 따른 직렬화된 역방향 디지털 프레임 데이터의 형식을 나타낸 도면이다.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100 : 디지털 유니트 110 : 통화제어부
130 : 순방향 디지털신호 송신처리부 131 : 신호 전송기
132,134 : 결합기 133 : 디지털 QPSK 변조기
135,231 : 다중화부 136,232,219 : 레이저 다이오드
137,211,261 : 파장분할 다중화기 150 : 역방향 디지털신호 수신처리부
151,212,262 : 포토다이오드 152,213,263 : 역다중화부
153,241,251 : 여파기 154 : 디지털 QPSK 역변조기
155 : 신호 수신기 200 : 안테나 유니트
210 : 순방향 고주파신호 송출처리부 214 : 디지털 상향 변환기
215 : 디지털/아날로그 변환기 216 : 주파수 상향 변환기
217 : 전력 증폭기 218 : 듀플렉서
230 : 역방향 고주파신호 수신처리부 240 : 리버스 신호 처리부
250 : 다이버시티 신호 처리부 242,252 : 저잡음증폭기
243,253 : 주파수 하향변환기 244,252 : 아날로그/디지털 변환기
245,255 : 디지털 하향 변환기 260 : 하위 역방향 신호 처리부
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 서비스 영역의 확장기능을 갖는 기지국 장치는, 이동국으로 전송할 순방향 섹터 신호를 직렬화된 순방향 디지털 프레임 데이터로 만들어 원격 전송하는 순방향 디지털 신호 송신처리수단과, 직렬화된 역방향 디지털 프레임 데이터를 원격 수신하여 해당 섹터별 및 채널별로 추출한 후 각 이동국별 신호를 디지털 처리하는 역방향 디지털 신호 수신처리수단을 구비하는 디지털 처리수단( 즉, 디지털 유니트 ); 및 상기 원격 전송된 순방향 디지털 프레임 데이터 또는 연계된 상위 안테나 유니트로부터 전송된 순방향 디지털 프레임 데이터를 수신하여 연계된 하위 안테나 유니트로 전송함과 아울러, 상기 수신된 순방향 디지털 프레임 데이터를 해당 섹터별 신호로 추출하여 이동국에서 수신처리할 수 있는 고주파 신호로 만들어 무선 송출하는 순방향 고주파 신호 송출처리수단과, 이동국에서 발생한 역방향 고주파 신호 및 연계된 하위 안테나 유니트로부터 전송된 역방향 디지털 프레임 데이터를 수신하여, 직렬화된 디지털 프레임 데이터로 만들어 상기 역방향 디지털 신호 수신처리수단으로 원격 전송하는 역방향 고주파신호 수신처리수단을 구비하는 고주파 처리수단( 즉, 안테나 유니트 )을 포함하여 구성된다.
이와 같이 본 발명에 따른 서비스 영역의 확장기능을 갖는 기지국 장치에 의하면, 상기 디지털 처리수단으로서의 디지털 유니트를 교환국내에 설치하고, 비교적 간단한 구조의 상기 고주파 처리수단으로서의 안테나 유니트를 원격지에 복수개 설치하여, 각 유니트간을 디지털 데이터 통신 가능하도록 접속함으로써, 설치 공간 및 운용 유지비용을 줄이고 잡음 특성을 개선함과 아울러 기지국의 커버리지를 확장할 수 있게 된다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기지국 확장장치에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 서비스 영역의 확장기능을 갖는 기지국 장치의 블록도로서, 디지털 유니트(100)와, 상기 디지털 유니트(100)에 광선로를 매개로 연결된 안테나 유니트(200)로 구성되어 있는 바, 이하의 상세한 설명에서는 3-섹터(α,β,γ) 및 3-FA(FA1, FA2, FA3) 기지국을 일례로 설명하도록 한다. 도 4에서는 1-섹터(α) 및 1-FA(FA1) 신호의 처리 블록을 대표로 도시하였고, 그외 FA/섹터 신호의 처리블록은 동일 구성이므로, 그 그림을 일부 생략하고 신호 경로만을 표시하였다.
상기 디지털 유니트(100)는, 통화제어부(Traffic ＆ Control Processor)(110)를 통해 제어출력된 디지털 부호화된 음성신호를 해당 이동국으로 전송할 직렬화된 순방향 디지털 프레임 데이터로 만들어 상기 안테나 유니트(200)로 원격 전송하는 순방향 디지털 신호 송신처리부(130); 및 상기 안테나 유니트(200)로부터 원격 전송된 직렬화된 역방향 디지털 프레임 데이터를 수신하여 해당 프레임별( 즉, 섹터별 ), 채널별( 즉, FA별 ), 및 해당 이동국별 데이터로 추출한 후 상기 통화제어부(110)에 제공하여 음성 처리되도록 하는 역방향 디지털 신호 수신처리부(150)로 구성되어 있다.
상기 순방향 디지털 신호 송신처리부(130)는, 복수개의 이동국으로 전송할 순방향 신호들을 상호 구분 전송하기 위한 복수개의 이동국별 신호 전송기(XMIT)(131); 상기 신호 전송기들(131)의 출력 신호중 동일한 주파수 할당(FA)(또는 채널이라 함) 대역내의 동일 섹터 신호들끼리 결합하는 복수개의 제 1결합기(132); 상기 복수개의 제 1결합기(132)에서 출력된 기저대역(Base Band)의 순방향 신호들을 전송을 위한 최소 주파수의 디지털 신호들로 각각 변조하는 복수개의 디지털 QPSK 변조기(Digital QPSK Modulator)(133); 상기 복수개의 디지털 QPSK 변조기들(133)의 출력 신호중 동일한 섹터 신호들끼리 결합하여 하나의 신호로 만드는 복수개의 제 2결합기(Adder)(134); 상기 복수개의 제 2결합기(134)의 출력신호를 직렬화된 단일의 디지털 프레임 데이터로 변환하는 다중화부(Framer)(135); 및 상기 다중화부(135)에 의해 직렬 다중화된 프레임 데이터를 광선로를 통해 원격 전송하기 위한 제 1 데이터 전송부로 구성되어 있다. 도 4에서, 상기 제 1 데이터 전송부는 상기 직렬화된 프레임 데이터( 즉, 전기적 디지털 신호 )를 광신호로 변환하는 레이저 다이오드(LD)(136)와, 송수신 광신호의 각 파장에 따라 신호 경로를 다중화 하는 파장분할 다중화기(WDM : Wavelength Division Multiplexer)(137)로 구성되어 있다.
상기 역방향 디지털 신호 수신처리부(150)는, 상기 파장분할 다중화기(137)와 광신호를 전기적 신호로 변환하는 포토다이오드(PD)(151)를 구비하여, 상기 안테나 유니트(200)로부터 원격 전송된 직렬화된 역방향 디지털 프레임 데이터를 수신하는 제 1 데이터 수신부; 상기 제 1 데이터 수신부(151)를 통해 수신되어 전기적신호로 변환된 상기 직렬화된 역방향 디지털 프레임 데이터를 각 섹터별 리버스(Reverse) 및 다이버시티(Diversity) 신호로 추출되도록 역다중화하는 역다중화부(De-Framer)(152); 상기 역다중화부(152)에 의해 추출된 해당 섹터 신호를 각 FA별 신호로 여파하기 위한 복수개의 여파기(153); 상기 복수개의 여파기(153)를 통해 출력된 신호를 기저대역 신호로 각각 변환하는 복수개의 디지털 QPSK 역변조기(Digital QPSK Demodulator)(154); 및 상기 변환된 해당 섹터의 해당 FA 신호를 각 이동국별 신호로 구분처리하여 상기 통화제어부(110)에 제공하는 복수개의 이동국별 신호 수신기(REC)(155)로 구성되어 있다.
상기 안테나 유니트(200)는, 상기 디지털 유니트(100)로부터 원격 전송된 순방향 디지털 프레임 데이터 또는 연계된 상위 안테나 유니트(미도시)로부터 전송된 순방향 디지털 프레임 데이터를 수신하여, 연계된 하위 안테나 유니트(미도시)로 전송함과 아울러 섹터별 신호로 추출하고 이동국에서 수신처리할 수 있는 고주파 신호로 만들어 무선 송출하는 순방향 고주파 신호 송출처리부(210); 및 이동국에서 발생한 역방향 고주파 신호 및 연계된 하위 안테나 유니트로부터 전송된 역방향 디지털 프레임 데이터를 수신하여 직렬화된 디지털 프레임 데이터로 재조합하여 상기 역방향 디지털 신호 수신처리부(150)로 원격 전송하는 역방향 고주파신호 수신처리부(230)로 구성되어 있다.
상기 순방향 고주파신호 송출처리부(210)는, 파장분할 다중화기(WDM)(211)와 포토다이오드(PD)(212)를 구비하여, 상기 디지털 유니트(100)로부터 광선로를 매개로 원격 전송된 직렬화된 순방향 디지털 프레임 데이터를 수신하는 제 2 데이터 수신부; 상기 제 2 데이터 수신부(212)를 통해 수신된 상기 직렬화된 순방향 디지털 프레임 데이터를 각 섹터별 신호로 추출하는 역다중화부(De-Framer)(213); 상기 역다중화부(213)에 의해 추출된 각 섹터별 신호를 고주파 신호로 처리하기 용이한 주파수 대역의 디지털 신호로 상향 변환하는 디지털 상향 변환기(Digital Up Converter)(214); 상기 디지털 상향 변환기(214)의 출력신호를 아날로그 중간주파(IF) 신호로 변환하는 디지털/아날로그 변환기(DAC)(215); 상기 DAC(215)에 의해 변환된 아날로그 IF신호를 고주파(RF) 신호로 상향 변환하는 주파수 상향변환기(Up Converter)(216); 상기 변환된 RF신호를 전력 증폭하는 전력 증폭기(Power AMP)(217); 상기 전력 증폭기(217)의 출력 신호를 안테나(Ant.1)를 통해 무선 송출되도록 함과 아울러 상기 안테나(Ant.1)를 통해 수신된 신호의 경로를 만들어 주는 듀플렉서(Duplexer)(218); 및 레이저 다이오드(219)와 파장분할 다중화기(261)를 구비하여, 상기 제 2 데이터 수신부(212)에 수신된 상기 직렬화된 순방향 디지털 프레임 데이터를 연계된 하위 안테나 유니트로 전송하는 제 3 데이터 송신부로 구성되어 있다.
상기 역방향 고주파 신호 수신처리부(230)는, 상기 안테나(Ant,1)를 통해 수신되어 상기 듀플렉서(218)를 통한 역방향 RF신호를 순차적으로 대역 여파, 저잡음 증폭, 및 IF신호로 주파수 하향 변환하는 여파기(241), 저잡음 증폭기(242), 및 주파수 하향 변환기(243)와, 상기 주파수 하향 변환기(243)에 의해 변환된 아날로그 IF신호를 샘플링하여 디지털 데이터로 변환하는 아날로그/디지털 변환기(ADC)(244)와, 상기 변환된 디지털 데이터의 주파수를 디지털 처리하기 용이한 주파수로 하향 변환하는 디지털 하향변환기(245)를 구비하고 있는 리버스 신호 처리부(240); 다비어시티 안테나(Ant.2)를 통해 수신된 역방향 다이버시티 신호를 순차적으로 대역 여파, 저잡음 증폭, 및 IF신호로 주파수 하향 변환하는 여파기(251), 저잡음 증폭기(252), 및 주파수 하향 변환기(253)와, 상기 주파수 하향 변환기(253)에 의해 변환된 아날로그 IF신호를 샘플링하여 디지털 데이터로 변환하는 아날로그/디지털 변환기(ADC)(254)와, 상기 변환된 디지털 데이터의 주파수를 디지털 처리하기 용이한 주파수로 하향 변환하는 디지털 하향변환기(255)를 구비하고 있는 다이버시티 신호 처리부(250); 상기 파장분할 다중화기(261)와 포토다이오드(262)를 구비하여, 상기 하위 안테나 유니트로부터 전송된 역방향 디지털 프레임 데이터를 수신하는 제 3 데이터 수신부와, 상기 수신된 역방향 디지털 프레임 데이터를 각 섹터별 리버스 및 다이버시티 신호로 추출하는 역다중화부(De-Framer)(263)를 구비하고 있는 하위 역방향 신호 처리부(260); 상기 리버스 신호 처리부(240), 상기 다이버시티 신호 처리부(250), 및 상기 하위 역방향 신호 처리부(260)의 각 출력 신호를 입력하여 직렬화된 디지털 프레임 데이터로 재조합하는 다중화부(Framer)(231); 및 상기 파장분할 다중화기(211)와 포토다이오드(232)를 구비하여, 상기 다중화부(231)를 통해 직렬 다중화된 역방향 디지털 프레임 데이터를 광선로를 매개로 상기 디지털 유니트(100)의 상기 역방향 디지털 신호 수신처리부(150)의 상기 제 1 데이터 수신부(151)로 원격 전송하는 제 2 데이터 송신부로 구성되어 있다.
도 4와 같이 구성된 본 발명의 기지국 장치는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 디지털 유니트(100)를 교환국(300)내에 설치하고, 각 해당 기지국(A,B,C)의 담당 서비스 셀 지역에는 상기 안테나 유니트(200)를 원격 설치하여, 상기 디지털 유니트(100)와 상기 안테나 유니트(200)를 광선로를 매개로 상호 연결한 후, 상기 안테나 유니트(200)에 하나 이상의 하위 안테나 유니트들을 연결 설치하여 각 기지국의 셀 커버리지를 확장하도록 한다. 도 5를 보면, 기지국 A의 디지털 유니트에는 2개의 안테나 유니트가 원격지에 상호 데이지 체인 방식으로 연결 설치되어 있고, 기지국 B의 디지털 유니트에는 3개의 안테나 유니트가 원격지에 상호 데이지 체인 방식으로 연결 설치되어 있는 것을 일례로 보여 준다.
이어, 본 발명의 일예에 따른 서비스 영역 확장기능을 갖는 3-FA/3-섹터 기지국의 동작에 대하여 순방향 신호의 처리 동작과 역방향 신호의 처리 동작으로 구분하여 설명하도록 한다.
먼저, 순방향 신호의 처리에 대하여 FA1 대역내의 α섹터 신호( 이하 FA1/α섹터 신호로 약칭 함 )의 처리 동작을 위주로 설명하고 그외의 신호는 FA1/α섹터 신호의 처리 동작 설명에 대응하므로 설명의 편의를 위하여 일부 생략하도록 한다.
상기 통화제어부(Traffic ＆ Control Processor)(110)를 통해 제어출력된 디지털 부호화된 음성신호는 상기 복수개의 신호 전송기(131)에 입력되어 해당 이동국으로 전송할 순방향 신호로 각각 구분 출력되고, 그 구분 출력된 신호는 제 1 결합기(132)에 의해 FA1 대역내의 α섹터 신호끼리 결합되어 FA1/α섹터 신호로 출력되며, 그 출력된 FA1/α섹터 신호의 스펙트럼(S0)은 도 6a와 같다.
이와 같이 생성 출력된 FA1/α, FA2/α, FA3/α섹터 신호는 기저대역의 신호이므로 상기 디지털 QPSK 변조기(133)에 각각 입력되어 전송을 위한 최소 주파수의 디지털 신호로 변조되며, 그 변조된 FA1/α섹터 신호의 스펙트럼(S1)은 도 6b와 같다.
예를 들어, 부호분할 다중접속(CDMA) 신호에서 상기 신호 전송기(131)를 통해 생성된 기저대역 신호는 590KHz의 대역폭을 갖고, 이것을 QPSK 변조하면 1.23MHz의 대역폭을 갖으며, 해당 FA별(FA1,FA2,FA3) α섹터 신호의 중심 주파수는 각각 1.27MHz, 2.5MHz, 3.73MHz가 되도록 할당한다.
상기 복수개의 디지털 QPSK 변조기들(133)로부터 출력된 해당 FA별 α섹터 신호 즉, 대역폭이 1.23MHz이고 중신주파수가 각각 1.27MHz, 2.5MHz, 및 3.73MHz인 FA1/α, FA2/α, FA3/α섹터 신호는 상기 제 2 결합기(134)에 입력되어 하나의 섹터 신호로 결합되어 0.655MHz∼4.345MHz 대역의 FA1+FA2+FA3/α섹터 신호로 출력되며, 그 결합 출력된 FA1+FA2+FA3/α섹터 신호의 스펙트럼(S2)은 도 6c와 같다.
상기 결합된 FA1+FA2+FA3/α섹터 신호 및 이와 동일한 과정을 거쳐 생성된 FA1+FA2+FA3/??섹터 신호와 FA1+FA2+FA3/??섹터 신호는 상기 다중화부(135)에 입력되어, 도 7과 같이, 해당섹터신호 16비트, 통신신호 1비트, 및 동기 신호 3비트가 직렬화된 단일의 순방향 디지털 프레임 데이터로 변환된다.
상기 다중화부(135)에 의해 변환출력된 순방향 디지털 프레임 데이터는 상기 제 1 데이터 전송부(136)에 의해 광신호로 변환되어 광선로를 통해 원격 전송된다.
상기 제 1 데이터 전송부(136)로부터 원격 전송된 상기 순방향 디지털 프레임 데이터는 상기 제 2 데이터 수신부(212)를 통해 수신되고, 상기 역다중화부(213)에 의해 해당 통신신호 및 동기신호를 포함하는 섹터별 신호로 추출되어 출력되며, 그 추출 출력된 섹터별 신호의 스펙트럼(S3)은 도 6c와 같다.
상기 추출된 섹터별 신호는 상기 디지털 상향 변환기(214)에 의해 고주파 신호로 처리하기 용이한 주파수 대역의 디지털 신호로 상향 변환( 즉, 0.655MHz∼4.345MHz 대역의 상기 추출된 섹터별 신호는 주파수 영역이 너무 낮아 상기 주파수 상향 변환기(216)에서 처리하기 어렵기 때문에 약 4.325MHz∼8.015MHz 대역으로 변환 )되고, 이와 같이 대역이 상향 변환된 섹터별 신호의 스펙트럼(S4)은 도 6d와 같다.
상기 디지털 상향 변환기(214)의 출력 신호는 상기 디지털/아날로그 변환기(214)에 의해 중간주파(IF)의 아날로그 신호로 변환되고, 상기 주파수 상향 변환기(216)에 의해 고주파(RF) 신호로 상향 변환된 후, 상기 전력 증폭기(217)에 의해 전력 증폭되어, 상기 듀플렉서(218)와 상기 안테나(Ant,1)를 통해 무선 송출된다.
또한, 상기 제 2 데이터 수신부(212)에 수신된 상기 직렬화된 순방향 디지털 프레임 데이터는 상기 제 3 데이터 송신부(219)를 통해 연계된 하위 안테나 유니트로 전송된다.
다음, 역방향 신호의 처리 동작에 대하여 설명한다.
상기 안테나(Ant,1)를 통해 수신되어 상기 듀플렉서(218)를 통한 역방향 RF신호는 상기 여파기(241), 상기 저잡음 증폭기(242), 및 상기 주파수 하향 변환기(243)를 통하여 순차적으로 대역 여파, 저잡음 증폭, 및 IF신호로 주파수 하향 변환되고, 이때 상기 주파수 하향 변환된 IF 신호의 스펙트럼(R0)은 도 6e와 같이 나타나며, 약 4.325MHz∼8.015MHz 대역폭을 갖는다.
상기 주파수 하향 변환기(243)에 의해 변환된 아날로그 IF신호는 상기 아날로그/디지털 변환기(ADC)(244)에 의해 샘플링되어 디지털 데이터로 변환되고, 상기 변환된 디지털 데이터는 상기 디지털 하향변환기(245)에 의해 디지털 처리하기 용이한 낮은 주파수 대역 즉, 0.655MHz∼4.345MHz 대역으로 하향 변환되며, 이와 같이 주파수 하향 변환된 디지털 신호의 스펙트럼(R2)은 도 6f와 같다.
또한, 상기 다비어시티 안테나(Ant.2)를 통해 수신된 역방향 다이버시티 신호도 역시, 상기 안테나(Ant1,)를 통해 수신된 역방향 RF신호의 처리 동작과 동일한 과정을 수행한다.
동시에, 상기 하위 안테나 유니트로부터 전송된 역방향 디지털 프레임 데이터는 상기 제 3 데이터 수신부(262)를 통해 수신되고, 상기 역다중화부(263)에 의해 통신신호 및 동기신호를 포함한 각 섹터별 리버스 및 다이버시티 신호로 추출되어 출력된다.
이어, 상기 각 디지털 하향변환기(245)(255) 및 상기 역다중화부(263)의 출력 신호는 상기 다중화부(231)에 입력되어, 도 8과 같이 직렬화된 역방향 디지털 프레임 데이터로 재조합되는 바, 상기 각 디지털 하향 변환기(245,255)에 의해 낮은 주파수 대역으로 변환 출력된 섹터별 리버스 및 다이버시티 신호와 다른 원격지에 설치된 하위 안테나 유니트에서 전송된 섹터별 리버스 및 다이버시티 신호, 그리고 각 섹터의 해당 통신신호 및 동기신호가 재조합되어 상기 직렬화된 단일의 역방향 디지털 프레임 데이터로 변환된다. 즉, 상기 재조합 직렬화된 단일의 역방향 디지털 프레임 데이터는 상기 각 디지털 하향 변환기(245,255)의 출력 신호인 섹터별 리버스 및 다이버시티 신호와 상기 역다중화부(263)의 출력 신호인 섹터별 리버스 및 다이버시티 신호가 상호 대응하는 신호끼리 더해져 만들어진 신호로서, 그 역방향 디지털 프레임 데이터의 통신신호는 자체적으로 발생된 통신 신호와 하위 안테나 유닛에서 발생한 통신 신호 중 유효한 신호를 선택하여 발생시킨다.
이와 같이 상기 다중화부(231)에 의해 재조합되어 만들어진 상기 역방향 디지털 프레임 데이터는 상기 제 2 데이터 송신부(232)를 통해 광선로를 매개로 상기 디지털 유니트(100)의 상기 역방향 디지털 신호 수신처리부(150)의 상기 제 1 데이터 수신부(151)로 원격 전송된다.
상기 원격 전송된 역방향 디지털 프레임 데이터는 상기 제 1 데이터 수신부(151)를 통해 수신되고, 상기 역다중화부(152)에 의해 역다중화 되어 해당 통신신호 및 동기신호를 포함하는 섹터별 리버스 및 다이버시티 신호( 예를 들어, ??섹터의 Reverse신호:??/Div신호 및 ??섹터의 Diversity신호:??/Div신호 )로 추출되며, 이때 상기 추출된 신호의 스펙트럼(R3)은 도 6f와 같다.
상기 역다중화부(152)에 의해 추출된 해당 섹터별 리버스 및 다이버시티 신호는 상기 복수개의 여파기(153)를 통해 각 FA별 해당 섹터의 리버스 및 다이버시티 신호( 예를 들어, 1FA(또는 2FA,3FA) 대역내의 ??섹터의 Reverse신호: 1FA(or2FA,3FA)/??/Rev신호 및 1FA(또는 2FA,3FA) 대역내의 ??섹터의 Diversity신호 : 1FA(or2FA,3FA)/??/Div신호 )로 여파되고, 그 여파기(153)의 출력신호의 스펙트럼(R4)은 도 6g와 같이 나타난다. 즉, 상기 각 여파기(153)는 한 개의 섹터내에 포함된 3개의 FA 신호를 각각 분리하여 여파해야 하는 데, 1FA 신호의 주파수 대역은 0.655∼1.885MHz, 2FA 신호의 주파수 대역은 1.885∼3.115MHz, 3FA 신호의 주파수 대역은 3.115∼4.335MHz이므로, 각각의 FA별로 주파수대역이 0.655∼1.885MHz, 1.885∼3.115MHz, 및 3.115∼4.335MHz인 디지털 여파기(153)를 설치하여 각 FA별 해당 섹터의 리버스 및 다이버시티 신호를 분리하도록 한다.
상기 여파된 각 FA별 해당 섹터의 리버스 및 다이버시티 신호는 복수개의 디지털 QPSK 역변조기(Digital QPSK Demodulator)(154)를 통해 기저대역 신호로 변환되고, 상기 복수개의 신호수신기(155)에 각각 입력되어 이동국별 신호로 구분 처리된 후, 상기 통화제어부(110)에 제공되어 각 이동국별 신호로 음성처리되도록 한다.
이상 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 서비스 영역의 확장 기능을 갖는 기지국 장치에 의하면, 기존의 기지국 장치에서 디지털 유니트와 RF유니트 부분을 서로 분리한 후, 상기 디지털 유니트를 교환국내에 설치하고, 비교적 간단한 구조의 상기 RF 유니트로서의 안테나 유니트를 원격지에 복수개 설치하여, 각 유니트간을 디지털 데이터 통신 가능하도록 함으로써, 별도의 중계장치를 설치하지 않아도 기지국의 서비스 영역을 확장할 수 있으며, 디지털 통신 방식을 사용하여 잡음특성이 현저히 개선되고, 원격지에 비교적 간단한 안테나 유니트가 설치되므로 설치 및 유지비용이 저렴해지는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 무선통신 시스템의 기지국 장치에 있어서,
    각 이동국으로 전송할 섹터별 순방향 신호를 직렬화된 순방향 디지털 프레임 데이터로 만들어 원격 전송하는 순방향 디지털 신호 송신처리수단과, 직렬화된 역방향 디지털 프레임 데이터를 원격 수신하여 해당 섹터별 및 해당 채널별로 추출한 후 각 이동국별 신호로 만들어 디지털 처리하는 역방향 디지털 신호 수신처리수단을 구비하는 디지털 처리수단; 및
    상기 원격 전송된 순방향 디지털 프레임 데이터 또는 연계된 상위 안테나 유니트로부터 전송된 순방향 디지털 프레임 데이터를 수신하여 연계된 하위 안테나 유니트로 전송함과 아울러, 상기 수신된 순방향 디지털 프레임 데이터를 해당 섹터별 신호로 추출하여 이동국에서 수신처리할 수 있는 고주파 신호로 만들어 무선 송출하는 순방향 고주파 신호 송출처리수단과, 이동국에서 발생한 역방향 고주파 신호 및 연계된 하위 안테나 유니트로부터 전송된 역방향 디지털 프레임 데이터를 수신하여, 직렬화된 역방향 디지털 프레임 데이터로 만들어 상기 역방향 디지털 신호 수신처리수단으로 원격 전송하는 역방향 고주파신호 수신처리수단을 구비하는 고주파 처리수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 서비스 영역의 확장기능을 갖는 기지국 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 순방향 디지털 신호 송신처리수단은,
    이동국으로 전송할 순방향 신호를 상호 구분전송하는 신호 전송기;
    상기 구분된 이동국별 순방향 신호를 동일 채널의 동일 섹터별 신호끼리 결합하는 제 1 결합기;
    상기 결합된 기저대역의 순방향 신호를 전송가능한 최소 주파수의 디지털 신호로 변조하는 디지털 변조기;
    상기 변조된 순방향 신호를 동일 섹터별 신호끼리 결합하는 제 2 결합기;
    상기 결합된 섹터별 순방향 신호들을 직렬화된 단일의 디지털 프레임 데이터로 변환하는 다중화부; 및
    상기 디지털 프레임 데이터를 광선로를 통해 원격 전송하기 위한 제 1 데이터 송신부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 서비스 영역의 확장기능을 갖는 기지국 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 역방향 디지털 신호 수신처리수단은,
    상기 역방향 고주파 신호 수신처리수단으로부터 원격 전송된 상기 직렬화된 역방향 디지털 프레임 데이터를 수신하는 제 1 데이터 수신부;
    상기 수신된 역방향 디지털 프레임 데이터를 각 섹터별 리버스 및 다이버시티 신호로 추출하는 역다중화부;
    상기 추출된 해당 섹터 신호를 각 채널별 신호로 여파하는 여파기;
    상기 여파된 신호를 기저대역 신호로 역변환하는 디지털 역변조기; 및
    상기 역변환된 해당 섹터의 해당 채널 신호를 각 이동국별 신호로 구분처리하는 신호 수신기로 구성된 것을 특징으로 하는 서비스 영역의 확장기능을 갖는 기지국 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 순방향 고주파신호 송출처리수단은,
    상기 순방향 디지털신호 송신처리수단으로부터 광선로를 매개로 원격 전송된 상기 직렬화된 순방향 디지털 프레임 데이터를 수신하는 제 2 데이터 수신부;
    상기 수신된 순방향 디지털 프레임 데이터를 각 섹터별 신호로 추출하는 역다중화부;
    상기 추출된 각 섹터별 신호를 고주파 신호로 처리하기 용이한 주파수 대역의 디지털 신호로 상향 변환하는 디지털 상향 변환기;
    상기 상향 변환된 신호를 아날로그 중간주파 신호로 변환하는 디지털/아날로그 변환기;
    상기 변환된 아날로그 중간주파 신호를 고주파 신호로 상향 변환하는 주파수 상향변환기;
    상기 변환된 고주파 신호를 전력 증폭하는 전력 증폭기;
    상기 전력 증폭기의 출력 신호를 무선 송출하는 무선 송출부; 및
    상기 제 2 데이터 수신부에 수신된 상기 직렬화된 순방향 디지털 프레임 데이터를 연계된 하위 안테나 유니트로 전송하는 제 3 데이터 송신부로 구성된 것을 특징으로 하는 서비스 영역의 확장기능을 갖는 기지국 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 역방향 고주파 신호 수신처리수단은,
    주 안테나를 통해 수신되는 역방향 고주파신호를 순차적으로 대역 여파, 저잡음 증폭, 및 중간주파신호로 주파수 하향 변환하는 고주파 수신처리부와, 상기 주파수 하향 변환된 아날로그 중간주파 신호를 디지털 데이터로 변환하는 아날로그/디지털 변환기와, 상기 변환된 디지털 데이터의 주파수를 디지털 처리하기 용이한 주파수로 하향 변환하는 디지털 하향변환기를 구비하고 있는 리버스 신호 처리부;
    상기 리버스 신호 처리부와 대응하는 동일 구성으로 구성되어, 다이버시티 안테나를 통해 수신된 역방향 다이버시티 고주파 신호를 처리하는 다이버시티 신호 처리부;
    하위 안테나 유니트로부터 전송된 역방향 디지털 프레임 데이터를 수신하는 제 3 데이터 수신부와, 상기 수신된 역방향 디지털 프레임 데이터를 각 섹터별 리버스 및 다이버시티 신호로 추출하는 역다중화부를 구비하고 있는 하위 역방향 신호 처리부;
    상기 리버스 신호 처리부, 상기 다이버시티 신호 처리부, 및 상기 하위 역방향 신호 처리부의 각 출력 신호를 입력하여 직렬화된 역방향 디지털 프레임 데이터로 재조합하는 다중화부; 및
    상기 재조합된 역방향 디지털 프레임 데이터를 광선로를 매개로 상기 역방향 디지털 신호 수신처리부로 원격 전송하는 제 2 데이터 송신부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 서비스 영역의 확장기능을 갖는 기지국 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 디지털 처리수단에 복수개의 고주파 처리수단이 멀티 드롭(Multi-drop) 방식으로 연결된 것을 특징으로 하는 서비스 영역의 확장기능을 갖는 기지국 장치.
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