KR20010110677A - 이동 전화 시스템의 송신기 및 수신기 유니트에 관한 방법및 기기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 환기 시스템이 갖추어진 건물 내에 송수신기 유니트를 설치하여 그 건물 내에서의 이동 전화 통화 소통용으로 사용하는 이동 전화 시스템의 송수신기 유니트에 관련된 방법에 관한 것이다.

본 발명은 1개 또는 그 이상의 안테나(17,18,20,21)를 상기 건물의 환기 시스템에 속하는 1개 또는 그 이상의 공기 도관(9,10)에 설치하고, 상기 안테나(17,18,20,21)를 송수신기 유니트(16)에 연결하는 것을 특징으로 한다.

Description

이동 전화 시스템의 송신기 및 수신기 유니트에 관한 방법 및 기기 {METHOD AND DEVICE AT A TRANSMITTER AND RECEIVER UNIT IN A MOBILE TELEPHONE SYSTEM}

관련 건물에 조치를 취하지 않으면, 대형 건물 및 특히 마천루에서 이동 전화 시스템의 사용은 심각한 문제점을 가져온다. 이것은 몇 가지 원인 때문이다. 한 가지 원인은 사실상 건물 그 자체에 있는데, 마천루는 보통 그 건물을 외부로부터 자성적으로 차폐하는 경향이 있는 다수의 철근, 스틸 빔 등을 포함하기 때문이다. 상기 건물에 보통 상당량 덮혀있는 패싸드 글래스(facade glass)의 금속 코팅면도 이러한 결과를 가져온다. 또한, 이동 전화와 통신하고 빌딩 구역 전체를 담당할 수 있는 다수의 기지국을 설치하는 것은 고층 빌딩에서 필수적이다. 이것은 상기 이동 전화와 통신하여야 하는 상기 기지국에 대한 시스템 문제를 가져올 수 있다.

다른 문제는 대형 건물 내에 효과적인 전파 커버리지를 제공하는 데에 있다. 지면에 고정된 기지국이 사용되는 경우, 이것은 건물에 의해 야기되는 전파 신호의 감쇄를 가져올 것이고, 결과적으로 커버리지는 건물 안으로 들어갈 수록 더 나빠질 것이다. 옥외에 설치된 기지국은 지면에 고정된 기지국을 의미한다.

또 다른 문제는 대형 건물에는 다수의 이용자들이 있으므로, 높은 네트워크 용량이 요구된다는 것이다. 예를 들면, 고층 건물이 지면 기지국과 좋은 전파 접속을 가진다면, 건물의 이용자들은 상기 기지국 용량의 많은 부분을 차지할 것이며, 이것은 건물 외부에 있는 이용자들에 대한 기지국 용량을 감소시키는 결과를 가져올 것이다. 더욱이, 상기 건물을 담당하는 다른 기지국 사이에 혼신이 종종 있을 것고, 이것은 낮은 통화 품질과 때때로 접속 두절의 결과를 낳는다.

결과적으로, 상호 분리된 내부 이동 전화 시스템이 대형 건물과 고층 건물에 종종 설치된다.

마천루 및 대형 건물은 앞에서 언급한 바 있다. 대형 건물은 또한 공항 건물, 기차역, 음식점, 오피스 빌딩 등과 같은 대형 공공 복합 건물 또는 빌딩을 의미한다.

본 발명은 이동 전화 시스템의 송신기 및 수신기 유니트에 관한 방법 및 그 방법을 수행하기 위한 배치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 대형 건물 및 특히 소위 마천루와 같은 초고층 건물에서의 이동 전화 시스템에 대한 방법 및 배치에 관한 것이다. 이동 전화 시스템은 어떠한 기지의 무선 전화 시스템, 예컨대 GSM 시스템,도 될 수 있다. 본 발명은 이러한 시스템의 특정 유형에 제한되지 않는다는 것을 알게 되겠지만, 이하에서는 GSM 시스템에 관하여 본 발명을 설명하겠다. 예컨대, 이동 전화 시스템은 PABX 시스템 또는 무선 LAN 시스템이 될 수 있다. 또한, 본 발명은 대형 건물에서 기존의 전화망을 통하여 외부에 연결되는 완전 내부 무선 이동 전화 시스템에 응용될 수 있다.

이제 본 발명의 대표적인 실시 형태와 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하겠다.

도 1은 마천루 건물에 대한 개략적인 설명도이다.

도 2는 공조(空調) 시스템의 형태로 환기 시스템에 관한 개략적인 설명도 및 마천루 건물의 층에 대한 단면도이다.

도 3은 빌딩 내의 장치를 개략적으로 도시한 설명도이다.

도 4 내지 도 6은 다른 안테나 장치를 나타내는 도면이다.

본 발명은 어떤 특정한 건물 유형에 제한되지 않고, 건물의 크기 및/또는 형태로 인하여 분리된 시스템의 설치를 필요로 하는 모든 종류의 건물에 적용될 수 있다. 상기 분리된 시스템은 관련 건물 내에 좋은 커버리지를 가지는 만족스러운 이동 전화 통화 소통을 얻기 위하여, 기지의 기술을 실행하는 경우에 광범위한 케이블링, 다수의 안테나 등을 포함한다. 개선하고자 하는 것은 더 높은 통화 품질, 더 좋은 커버리지 및 보다 큰 용량이다.

상기 분리된 장치는 건물에 설치된 이동 전화망의 고정된 부분에 연결되는 구내 송수신기 유니트를 포함한다. 송수신기 유니트는 GSM 네트워크에서 통상의 기지국에 대응하는 기지 송수신국이다. 케이블은 송수신기 유니트로부터 건물의 각 층으로 연결되고, 각 층에는 1개 또는 그 이상의 안테나가 설치된다.

한 가지 실시 형태에 있어서, 동축 케이블은 송수신기 유니트로부터 소위 스플리터(splitter)를 통하여 건물 내의 수동 안테나에 연결된다. 이 해결 방법은 주로 보다 작은 건물에 이용된다. 무엇 보다도, 이것은 동축 케이블에서 발생하는 높은 손실 때문에 대형 건물에서는 비효율적이다.

결과적으로, 대형 건물에서는 예컨대 광섬유 케이블이 각 층의 송수신기 유니트 및 능동 안테나 사이에 이용된다. 송수신기 안테나를 포함하는 것 이외에, 능동 안테나 유니트는 광섬유 케이블 내의 빛을 RF 신호로 변환하며, 그 반대도 또한 같다. 또한, 이러한 성질의 시설은 능동 안테나 유니트가 역시 스플리터를 통하여 수동 안테나를 보충하는 설비에 의하여 보완되는 수가 있다.

대형 건물의 이동 전화 시스템을 실행하는 문제점에 대한 기지의 해결 방안은 그 건물 내에 다량의 동축 케이블 및 광섬유 케이블을 매설하여야 할 필요가 있고, 다수의 스플리터, 합성기, 안테나 유니트 및 안테나가 설치되어야만 한다는 것이 명백하다. 그러한 설치는 매우 힘들고 또한 많은 비용이 요구된다.

본 발명은 전술한 문제를 매우 간단하고 비교적 매우 저렴한 방법으로 해결한다.

따라서, 본 발명은 건물 내의 이동 전화 소통용으로 환기 시스템을 포함하는 건물 내에 설치되는 이동 전화 시스템의 송수신기 유니트에 관계된 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 1개 또는 그 이상의 안테나를 상기 건물 환기 시스템에 속하는 1개 또는 그 이상의 공기 도관에 설치하고, 상기 안테나를 상기 송수신기 유니트에 연결하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 주로 청구항 제7항에 기재된 특징이 있는 배치에 관한 것이다.

전술한 바와 같이, 본 발명은 다른 종류의 건물에서도 동등하게 적용될 수 있다는 것을 알게 되겠지만, 이하에서는 마천루와 관련하여 설명하겠다.

도 1은 통상의 마천루(1)를 도시하고 있다. 도 1에는 3개의 특정의 층(2,3,4)이 표시되어 있다. 이 층들은 공조 장치와 전류 및 물의 공급을 위하여 이용된다. 이 공조 시스템에 관하여 말하자면, 화살표(5,6,7)로 도시된 바와 같이, 상기 층에 설치된 공조 장치는 보통 그 공조 장치의 위와 아래에 있는 다수의 층을 맡고 있다. 예컨대, 공조 장치는 상기 장치 아래의 6 개층과 상기 장치가 설치된 층 위의 6 개층을 맡을 수 있다.

공조 장치 대신에, 관련 시스템은 일반 환기 시스템이거나 또는 한편으로는 환기용이고 다른 한편으로는 건물 난방용 환기 시스템일 수도 있다.

도 2는 제1 공기 도관(9,10)을 통하여 여러 층에 공급 공기 및 배출 공기를 분배하는 공조 장치(8)에 대한 개략적인 설명도이다. 상기 제1 공기 도관(9,10)에 연결되고 각 층에 공기를 분배하는 제2 공기 도관(11,12)이 각 층에 제공된다.

공조 시스템은 공기를 건물의 다른 부분에 전달하는 도관 시스템(12,10) 및 상기 건물의 다른 부분으로부터 공기를 빨아들이는 도관 시스템(11,9)을 포함한다. 송풍기(13)는 공기를 공기 공급 도관에 불어 넣는다. 배출 공기는 배출되기 전에 통상적으로 필터(14)를 통과한다. 공기 흐름의 방향은 도 2에 화살표로 표시 되어 있다. 냉각 및/또는 가열 코일(15)은 공급 공기의 온도를 조절하는 유니트(8)에 연결된다. 물론, 공조 장치의 설계는 건물의 크기 및 지리적 위치에 따라 달라진다.

건물 내의 다양한 공간, 방 등에는 공기가 그 관련 공간을 출입할 수 있는 개구부를 포함할 것이다. 공기 조화식 건물에 있어서, 상기 개구부들은 일반적으로 건물 전체 어디에서든 균일한 공기 흐름을 얻을 수 있는 곳에 설비된다. 상기 개구부들은 일반적으로 건물의 모든 방 및 기타의 공간에 설치된다.

본 발명은 이동 전화 시스템의 송수신기 유니트(16)에 관련된 방법에 관한 것으로서, 상기 송수신기 유니트는 기존 종류의 환기 시스템이 갖추어진 건물 내의 이동 전화 통화 소통용으로 건물 내에 설치된다.

상기 송수신기 유니트(16)는 소위 기지 송수신국과 같은 기존 종류의 것이고, 일반적으로 고정식 통신망을 통하여 관련된 이동 전화망에 연결된다. 상기 송수신기 유니트(16)는 건물 내의 어디에나 설치될 수 있고, 건물 내에는 1개 이상의 송수신 유니트가 설치될 수도 있다.

본 발명에 있어서, 1개 또는 그 이상의 안테나(17,18)가 공조 시스템과 같은 건물 환기 시스템의 1개 또는 그 이상의 공기 도관(9,10)에 설치된다. 상기 안테나(17,18)는 송수신기 유니트(16)에 연결되고, 안테나와 송수신기 유니트 사이의 이러한 연결은 도 2에서 점선(19)으로 개략적으로 표시되어 있다.

예컨대, 안테나는 이동 전화, 즉 전방향 안테나에 사용되는 종류의 것이다. 그러나, 본 발명을 적용함에 있어 다른 안테나도 이용될 수 있다는 것을 이해하게 될 것이다. 대안으로는, 지향성(指向性) 효과를 가지는 안테나를 사용할 수도 있다. 예를 들면, 안테나는 이 안테나가 삽입될 수 있는 구멍을 상기 공기 도관에 마련함으로써 설치된다. 그 대안으로, 안테나를 공기 도관에 설치하고 패스너에 의하여 적소에 고정시킨다.

본 발명의 한 가지 양호한 실시 형태에 있어서, 도 2에 안테나(17,18)로서 도시되어 있는 바와 같이, 적어도 1개의 안테나는 제1 공기 도관(9,10) 내에 설치된다. 상기 제1 공기 도관은 건물의 각 방으로 통해 있는 다수의 더 작은 또는 제2 공기 도관(11,12)과 연결되어 있다.

건물 내의 방 또는 기타의 어떤 공간에서 각각의 공기 도관(11,12)의 오리피스(orifice) 부근에 통상 위치하는 창살은 관련 전파 신호가 상기 오리피스를 통해 자유롭게 통과하도록 설계되어야 한다. 이 조건은 플라스틱 창살을 사용함으로써 충족된다.

예컨대, 안테나는 1800 ㎒의 전송 주파수에서 단지 0.5 W의 전송 전력을 가진다. 그러한 안테나 및 종래의 GSM 전화를 이용한 실험은 본 발명이 전술한 방법으로 적용된 건물 내의 상기 안테나 및 이동 전화 사이에서 매우 효율적인 접속이 얻어진다는 것을 보여주었다.

그러나, 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진자는 주파수 및 출력 전력은 사용되는 전파 시스템에 따라 선택될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

안테나는 공조 시스템의 중앙에 설치되기 때문에, 안테나를 통해 송수신기 유니트에 의해 전송되는 신호는 관련된 제1 공기 도관이 뻗어 있는 건물 부분을 전체에 걸쳐 일반적으로 균일하게 전파되게 된다. 이와 유사하게, 이동 전화에 의해 전송되는 신호는 건물 공간에서 전술한 종류의 오리피스를 통하여 제2 공기 도관(11.12)에 전달되고, 상기 도관을 통해 제1 공기 도관(9,10)에 전달되며, 이에의하여 안테나(17,18)에 전달된다.

본 발명의 한 가지 실시 형태에 있어서, 적어도 1개의 안테나는 공조 시스템의 공기 도관(9,10)의 각 섹션(5,6,7)에 설치되고, 상기 각 섹션은 건물에서 일정 수효의 층을 맡는다.

제공되는 층의 수효가 공조 시스템의 설계에 의존하게 된다는 것을 알게 되겠지만, 상기 섹션 중 1개 섹션은 통상적으로 마천루의 12 층 내지 24 층을 포함할 수 있다.

1개의 동일한 제1 공기 도관이 복수층을 맡을 경우에, 1개 또는 그 이상의 추가의 안테나를 공조 시스템의 제1 공기 도관(9,10)의 각 섹션에 설치하는 것은 매우 유익한데, 여기서 상기 각 섹션은 건물의 상이한 부분을 맡는다. 이것은 도 2에 추가의 안테나(20,21)로 도시되어 있다.

한 가지 양호한 실시 형태에 따르면, 1개 또는 그 이상의 안테나가 공급 공기 도관(10)에 설치되고, 1개 또는 그 이상의 안테나가 배출 공기 도관(9)에 설치된다. 건물의 여러 공간에 있는 공급 공기 시스템 및 배출 공기 시스템 각각의 오리피스들은 가끔 상기 공간의 상이한 곳에 위치하기 때문에, 이 실시 형태는 효율적이고 균일한 전파 커버리지를 제공한다.

한 가지 실시 형태에 있어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 안테나 (17,18, 20,21)는 수동(受動) 안테나이고 동축 케이블(22,23)을 통하여 송수신기 유니트(16)에 연결된다.

대안으로서, 상기 안테나(24,25)는 광섬유 케이블(26,27)을 통하여 송수신기유니트(16)에 연결되는 능동 안테나들이다. 이 경우에, 상기 능동 안테나는 전송 및 수신 안테나를 포함하는 것 이외에, 광섬유 케이블 내의 빛을 RF 신호로 그리고 그 반대로 변환하는 장치(28,29)를 포함한다.

도 4, 도 5 및 도 6은 공기 도관(9,10) 내의 다른 안테나 장치를 도시하고 있다.

도 4는 금속 하우징(31) 내에 들어 있는 안테나(30)를 나타낸다. 도관 내에 개구부가 형성되어 있고 비금속 덮개(32), 예컨대 플라스틱 덮개로 덮혀있다. 상기 덮개(32) 및 하우징(31)은 나사 접합 부분(33,34)에 의하여 도관(9,10)에 고정된다. 안테나(30)는 지향성 안테나 또는 기타의 어떤 적당한 종류의 안테나이어도 좋다.

도 5는 공기 도관 내의 개구부를 덮는 평판(36)에 의하여 지지되는 안테나(35)를 나타낸다. 상기 안테나는 적당한 전방향 안테나이다.

도 6은 안테나(37)가 공기 도관 내에 돌출되는 안테나 배치를 나타낸다. 상기 안테나(37)은 쌍극자 안테나이거나 또는 기타의 어떤 적당한 종류의 안테나일 수 있다.

능동 및 수동 안테나는 모두 1개의 동일한 시스템에서 사용되고 상호 상이한 위치에 설치될 수 있다.

이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 원하는 전파 커버리지를 얻음에 있어서 공기 도관 내에서의 필요한 안테나의 수효와 이들의 위치를 결정하는데 아무런 문제가 없을 것이다.

전술한 기지의 기술이 적용시 필요한 설비들과 비교하여, 건물의 기존의 공기 도관 시설이 도파관(導波菅)으로 이용된다는 사실 때문에, 본 발명은 건물 내에 최소한의 설비를 필요로한다는 것은 명백할 것이다.

따라서, 본 발명은 건물 내에서 이동 전화에 대한 매우 효율적인 전파 커버리지를 신속하고 저렴하게 얻고, 또한 매우 높은 통화 품질 및 높은 용량을 제공할 수 있도록 함에 있어서 상당한 진보를 제공한다.

본 발명은 다수의 실시 형태와 공조 시스템의 단지 1개의 섹션에 관하여 설명되어 있지만, 본 발명은 원하는 전파 커버리지를 얻기 위하여 다양한 방식으로 변경시킬 수 있다는 것을 이해하게 될 것이다. 안테나를 서로 상이한 높이에 있는 공조 도관 섹션에 설치하는 대신에, 대형의 긴 터미널 건물에서 처럼, 수평으로 차례로 배열된 공조 도관의 상이한 섹션에 배치하는 것도 역시 마찬가지 일 수 있다.

따라서, 본 발명은 첨부된 청구항의 범위 내에서 변경 가능하므로, 전술한 예시적인 실시 형태에 제한되는 것으로 간주되어서는 안 된다.

Claims (12)

1. 환기 시스템이 갖추어진 건물 내에 송수신기 유니트를 설치하여 그 건물 내에서의 이동 전화 통화 소통용으로 사용하는 이동 전화 시스템의 송수신기 유니트에 관한 방법에 있어서,

   1개 또는 그 이상의 안테나(17,18,20,21)를 상기 건물의 환기 시스템에 속하는 1개 또는 그 이상의 공기 도관(9,10)에 설치하고, 상기 안테나를 송수신기 유니트(16)에 연결하는 것을 특징으로 하는 이동 전화 시스템의 송수신기 유니트에 관한 방법.
2. 제1항에 있어서, 적어도 1개의 안테나(17,18,20,21)를 건물의 방 및 공간으로 통하는 복수의 더 작은 또는 제2 공기 도관(11,12)과 연결되어 있는 제1 공기 도관(9,10)에 설치하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항 또는 제2항 중 어느 하나의 항에 있어서, 1개 또는 그 이상의 안테나를 상기 환기 시스템의 공기 도관(9,10)의 각 섹션에 설치하고, 상기 각 섹션은 건물의 상이한 각각의 부분을 맡는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항, 제2항 또는 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 1개 또는 그 이상의 안테나(18,21)를 상기 건물에 공급 공기를 전달하는 공기 도관(10)에 설치하고, 1개 또는 그 이상의 안테나(17,20)를 배출 공기 도관(9)에 설치하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항, 제2항, 제3항 또는 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 1개 또는 그 이상의 안테나(17,18,20,21)는 동축 케이블(22,23)을 통하여 송수신기 유니트(16)에 연결된 수동 안테나인 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제1항, 제2항, 제3항 또는 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 1개 또는 그 이상의 안테나(28,29)는 광섬유 케이블(26,27)을 통하여 송수신기 유니트에 연결된 능동 안테나인 것을 특징으로 하는 방법.
7. 환기 시스템이 갖추어진 건물 내에 송수신기 유니트를 설치하여 상기 건물 내에서의 이동 전화 소통용으로 사용하는 이동 전화 시스템의 송수신기 유니트에 관한 배치에 있어서,

   1개 또는 그 이상의 안테나(17,18,20,21)를 상기 건물의 환기 시스템에 속하는 1개 또는 그 이상의 공기 도관(9,10)에 설치하고, 송수신기 유니트에 연결하는 것을 특징으로 하는 이동 전화 시스템의 송수신기 유니트에 관한 배치.
8. 제7항에 있어서, 적어도 1개의 안테나(17,18,20,21)를 건물의 상이한 방 및 공간으로 통하는 다수의 더 작은 또는 제2 공기 도관(11,12)과 연결되어 있는 제1공기 도관(9,10)에 설치하는 것을 특징으로 하는 배치.
9. 제7항 또는 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 1개 또는 그 이상의 안테나(17,18,20,21)를 상기 환기 시스템의 공기 도관(9,10)의 각 섹션에 설치하고, 상기 각 섹션은 상기 건물의 상이한 부분을 맡도록 의도되는 것을 특징으로 하는 배치.
10. 제7항, 제8항 또는 제9항 중 어느 하나의 항에 있어서, 1개 또는 그 이상의 안테나(18,21)를 건물에 공급 공기를 전달하기 위한 공기 공급 도관(9)에 설치하는 것과, 1개 또는 그 이상의 안테나(17,20)를 배출 공기 도관(10)에 설치하는 것을 특징으로 하는 배치.
11. 제7항, 제8항, 제9항 또는 제10항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 안테나(17,18,20,21)는 동축 케이블을 통하여 송수신기 유니트(16)에 연결된 수동 안테나인 것을 특징으로 하는 배치.
12. 제7항, 제8항, 제9항 또는 제10항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 안테나(24,25)는 광섬유 케이블을 통하여 송수신기 유니트(16)에 연결된 능동 안테나인 것을 특징으로 하는 배치.