KR20020019180A - 타임스위치를 이용한 무선통신 기지국의 동적 채널할당 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타임스위치를 이용하여 무선통신 기지국의 채널을 동적으로 할당하는 장치에 관한 것으로서, 서로 다른 시간대에 많은 채널카드를 필요로 하는 적어도 2개의 기지국들간에 공유될 수 있는 집중화된 다수의 채널카드, 채널카드의 출력을 다수의 셀로 동적으로 송신하고 다수의 셀로부터 수신된 신호를 채널카드로 수신하는 다수의 타임스위치, 타임스위치와 다수의 셀간을 연결하는 전송장비, 다수의 셀 각각에 설치되며 전송장비를 통해 타임스위치와 연결되는 다수의 RF부 및 그에 연결된 다수의 안테나를 포함한다.

이로써 본 발명은 셀간에 채널을 동적으로 할당할 수 있도록 함으로써 시간과 장소에 따라 트래픽 밀도가 불균형한 지역을 보다 저렴한 비용으로 서비스할 수 있는 효과가 있다.

Description

타임스위치를 이용한 무선통신 기지국의 동적 채널할당 장치{DYNAMIC CHANNEL ASSIGNMENT APPARATUS OF BASE STATION USING TIME SWITCH}

본 발명은 무선통신 기지국에 관한 것으로서, 특히 타임스위치를 이용하여 무선통신 기지국의 채널을 동적으로 할당하는 장치에 관한 것이다.

도 1은 통상적인 셀룰러 무선통신 시스템의 구성도를 나타낸 것으로서, 도시된 바와 같이, 해당하는 서비스영역인 셀(2 내지 4)내의 이동국(1)에게 서비스를제공하는 다수의 기지국(10 내지 30)과, 상기 다수의 기지국(10 내지 30)을 다른 가입자 시스템으로 연결하는 이동 교환국(40)을 포함한다.

도 2는 도 1의 기지국의 내부 구성도를 나타낸 것으로서, 도시된 바와 같이 송수신되는 신호를 디지털 처리(변조 및 복조)하는 채널부(Channel Part)와 디지털 신호를 무선 전송이 가능한 무선 주파수(Radio Frequency: RF) 신호로 변환하는 RF부(12) 및 무선 주파수 신호를 송수신하는 안테나(13)로 구성된다.

상기와 같이 구성되는 기지국에서 상기 채널부는 각각 정해진 수의 통화채널을 서비스할 수 있는 다수개의 채널카드(예를 들어 채널카드당 20채널)로 구성되는데, 채널카드의 개수는 기지국의 위치한 장소에서 서비스할 수 있는 최대 용량(사용자 수)에 따라 정해진다. 즉 사용자가 적은 외곽지역에서는 적은 채널카드가 필요하며 사용자가 많은 도심지역에서는 많은 채널카드(예를 들어 기지국당 20개)가 필요하다.

그러나 사용자가 많은 도심지역에서도 시간대에 따라 사용자의 수가 달라질 수 있다. 예를 들어 시청과 같은 비즈니스 지역에서는 주로 낮시간 대에 많은 사용자가 모이고 강남과 같은 유흥 지역에서는 주로 밤시간 대에 많은 사용자가 모인다. 하지만 통상적인 기지국은 고정된 개수의 채널카드를 가질 수밖에 없기 때문에 항상 최대 사용자 수를 고려한 만큼의 채널카드를 실장하여야 했다. 즉, 시청 지역에서는 저녁 이후 사용자가 거의 없음에도 불구하고 해당 지역의 기지국에는 낮시간을 고려하여 많은 채널카드를 실장하여야 했다.

따라서 상기된 바와 같이 동작하는 종래 기술에 의한 기지국에 있어서는, 고정된 개수의 채널카드를 가질 수밖에 없었기 기지국의 초기 설치비용이 매우 고가가 되었으며 그럼에도 불구하고 사용자가 없는 시간대에서는 채널카드가 유휴상태로 유지되어 매우 많은 낭비가 발생하였다는 문제점이 있었다.

따라서 상기한 바와 같이 동작되는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 본 발명의 목적은, 유휴 시간대에서 낭비되는 기지국의 채널카드를 효과적으로 이용하도록 하기 위한 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 서로 다른 시간대에 많은 채널카드를 필요로 하는 적어도 2개의 기지국들이 서로간에 채널카드를 공유할 수 있도록 하는 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 타임스위치를 사용하여 기지국의 채널카드를 동적으로 할당할 수 있도록 하는 장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명에 따른 타임스위치를 이용한 기지국의 동적 채널할당 장치의 실시예는, 다수의 셀에서 무선통신 서비스를 제공하기 위한 기지국 순방향 장치에 있어서,

기지국의 송신 신호를 생성하여 출력하는 다수의 채널카드;

상기 다수의 채널카드로부터 출력된 기지국 송신 신호를 미리 정해진 스위칭 정보에 따라 스위칭하여 출력하는 적어도 하나의 타임스위치;

상기 적어도 하나의 타임스위치로부터 출력된 신호들 중 해당하는 셀의 신호들을 각각 조합하여 출력하는 다수의 조합기;

상기 다수의 조합기로부터 출력된 신호를 아날로그 신호로 변환하여 출력하는 다수의 디지털/아날로그 변환기;

상기 다수의 디지털/아날로그 변환기로부터 출력된 다수의 신호들을 다중화하여 상기 다수의 셀로 전달하는 전송장비;

상기 다수의 셀 각각에 위치하며, 상기 전송장비를 통해 전송된 신호들 중 해당하는 셀의 신호만을 역다중화하여 수신한 후 무선 주파수 신호로 변환하여 송출하는 다수의 RF부 및 안테나를 포함한다.

본 발명에 따른 타임스위치를 이용한 기지국의 동적 채널할당 장치의 다른 실시예는, 다수의 셀에서 무선통신 서비스를 제공하기 위한 기지국 역방향 장치에 있어서,

상기 다수의 셀에서 신호를 수신한 후 주파수 하강 변환하여 출력하는 다수의 안테나와 그에 연결된 다수의 RF부;

상기 RF부로부터 출력된 신호들을 다중화하여 전달하는 전송장비;

상기 전송장비를 통해 전송된 신호를 기저대역의 신호로 변환하고 I 신호와 Q 신호로 분리한 후 역다중화하여 출력하는 역다중화기;

미리 정해진 스위칭 정보에 따라 상기 역다중화된 신호들 중 해당하는 신호만을 선택하여 출력하는 다수의 타임스위치;

상기 타임스위치로부터 출력된 신호를 복조하는 다수의 채널카드를 포함한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명에 따른 타임스위치를 이용한 기지국의 동적 채널할당 장치의 실시예는, 다수의 셀에서 무선통신 서비스를 제공하기 위한 기지국 장치에 있어서,

서로 다른 시간대에 많은 채널카드를 필요로 하는 적어도 2개의 기지국들간에 공유될 수 있는 집중화된 다수의 채널카드;

상기 채널카드의 출력을 상기 다수의 셀로 동적으로 송신하고 다수의 셀로부터 수신된 신호를 상기 채널카드로 수신하는 다수의 타임스위치;

상기 타임스위치와 상기 다수의 셀간을 연결하는 전송장비;

상기 다수의 셀 각각에 설치되며 상기 전송장비를 통해 상기 타임스위치와 연결되는 다수의 RF부 및 그에 연결된 다수의 안테나를 포함한다.

도 1은 통상적인 셀룰러 무선통신 시스템의 구성도.

도 2는 종래 기술에 따른 기지국의 내부 구성도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국의 동적 채널할당을 위한 순방향 장치의 구성도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국의 동적 채널할당을 위한 역방향 장치의 구성도

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명은 서로 다른 시간대에 많은 채널카드를 필요로 하는 적어도 2개의 기지국들간에 공유될 수 있는 집중화된 다수의 채널카드와, 상기 채널카드의 출력을 다수의 셀로 동적으로 송신하고 다수의 셀로부터 수신된 신호를 상기 채널카드로 수신하는 다수의 타임스위치, 상기 타임스위치로부터 출력된 채널카드의 출력들 중 자신의 셀의 신호만을 조합하는 다수의 조합기, 조합된 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 변환기, 집중화된 다수의 채널카드와 각 셀에 설치된 RF부간을 연결하는 전송장비, 각 셀에 설치된 다수의 RF부 및 그에 연결된 다수의 안테나를 포함하여 구성된다. 본 발명에 의하여 다수의 셀들은 섹터간 핸드오프인 소프터 핸드오프에 의해 다수의 채널카드들을 공유하며, 채널들은 필요에 따라 각 셀에 동적으로 할당된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국의 동적 채널할당을 위한 순방향 장치의 구성도를 나타낸 것이다. 도 3을 참조하면, 다수의 채널카드(110)와 다수의 타임스위치(120), 다수의 조합기(130), 다수의 디지털/아날로그 변환기(140), 광케이블(150), 다수의 RF부(160) 및 그에 연결된 다수의 안테나(170)로 구성된다.

본 발명의 일 실시예에서는 32개의 셀에 동적으로 채널을 할당할 수 있도록 256개의 채널카드를 가지는 장치를 개시한다. 그러나 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다른 변형이 가능함은 물론이다.

도 3에서 256개의 채널카드(110) 각각은 3개의 섹터 신호(alpha, beta, gamma)를 생성하여 출력한다. 이때 채널카드(110)는 기지국의 제어프로세서(도시되지 않음)에 의해 필요한 셀에 할당되는데 해당하는 셀을 구별할 수 있도록 상기 제어프로세서로부터 해당하는 셀의 고유한 PN(Pseudo-random Nose) 옵셋을 로딩받아 섹터 신호를 변조하여 생성한다. 상기 제어프로세서는 채널카드의 동적할당을 필요로 하는 모든 셀의 섹터별 PN 옵셋 정보를 가지고 있어야 한다.

256개의 채널카드(110) 각각으로부터 출력된 3개의 섹터 신호는 각각 3개의 타임스위치(120)로 전달된다. 타임스위치(120)는 256개의 채널카드로부터 출력된 신호들을 32개의 셀 중 해당하는 셀로 동적으로 전송하는 256입력/32출력의 구조를 가진다. 즉 256개의 채널카드(110) 각각으로부터 출력된 256개의 alpha 섹터의 신호는 alpha 섹터를 위한 제1 스위치로 입력된다. 제1 스위치는 256개의 alpha 섹터 신호를 32개의 셀 중 해당하는 셀로 스위칭하여 연결한다. 예를 들어 제1 채널카드와 제2 채널카드가 제3 셀에 할당되어 있다면 각각의 타임스위치는 제1 및 제2 채널카드로부터 수신된 섹터 신호들을 제3 셀의 경로인 제3 조합기로 연결한다.

상기 타임스위치(120)의 스위칭 정보는 제어프로세서에 의하여 제어되며 제어프로세서는 각 셀의 채널 필요량에 따라 채널을 동적으로 할당한다. 본 실시예에서는 3개의 섹터로 분할되는 셀 구조를 지원하기 위하여 3개의 타임스위치를 가지는 구조에 대하여 설명하고 있으나 섹터화되지 않은 셀 구조를 위해서는 단지 1개의 타임스위치만이 필요하며 섹터의 개수에 따라 다양한 변형이 가능함은 물론이다.

32개의 조합기(130)는 3개의 타임스위치(120)로부터 출력된 신호들을 각 셀별로 조합하여 32개의 디지털/아날로그 변환기(140)는 조합된 신호를 아날로그 신호로 변환한다. 즉 제1 조합기(130)는 3개의 타임스위치(120) 각각으로부터 출력된 제1 셀을 위한 3개의 섹터 신호들을 조합하여 하나의 제1 셀 신호로 만든다. 또한 제1 디지털/아날로그 변환기(140)는 상기 조합된 제1 셀 신호를 아날로그 신호로변환한다.

광케이블(150)은 32개의 디지털/아날로그 변환기(140)로부터 출력된 아날로그 신호들을 파장분할다중화(Wavelength Division Multiplexing: WDM)하여 각 셀로 전송한다. 상기 광케이블(150)은 본 발명의 다른 실시예에서 가능한 다른 전송장비, 예를 들어 동축케이블 등으로 변형될 수 있다.

32개의 셀 각각에 위치하는 32개의 RF부(160)는 광케이블(150)을 통해 자신의 셀에 해당하는 신호를 수신한 후 수신된 신호를 서비스하는 무선 주파수로 변환하여 안테나(170)를 통해 송출한다.

상기와 같은 동작에 의해 다수의 채널카드로부터 출력된 신호는 해당하는 셀로 전송된다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 도 3에 대응하는 역방향 장치의 구성도를 나타낸 것이다. 도 4를 참조하면, 다수의 안테나(210)와 그에 연결된 다수의 RF부(220), 광케이블(230), 역다중화기(240), 다수의 타임스위치(250) 및 다수의 채널카드(260)로 구성된다. 도 3의 장치와 대응되는 도 4의 장치는 32개의 셀로부터의 신호를 256개의 채널카드로 스위칭한다.

도 4에서 32개의 셀에서 각 안테나(210)로 수신된 신호는 해당하는 RF부(220)에 의해 주파수 하강 변환(Frequency Down Conversion)되며, 광케이블(230)은 32개의 셀에서 각각 변환된 32개의 신호를 파장분할다중화하여 역다중화기(240)로 전달한다.

역다중화기(240)는 광케이블(230)을 통해 수신된 다중화된 32개의 중간 주파수 신호들을 기저대역(Baseband)의 신호로 변환하고 I(In phase) 신호와 Q(Quadrature) 신호로 분리한 후 32개의 셀 신호로 역다중화하여 출력한다.

256개의 타임스위치(250)는 순방향 장치와 동일한 스위칭 정보에 의해 제어되며 각각 하나의 채널카드와 대응된다. 상기 스위칭 정보는 기지국의 제어프로세서(도시되지 않음)로부터 각각의 타임스위치로 로딩된다. 타임스위치(250)는 역다중화기(240)로부터 수신된 셀 신호들 중 상기 스위칭 정보에 따라 자신의 채널카드에 해당하는 신호만을 선택하여 출력한다. 예를 들어 제1 채널카드가 제3 셀에 할당되어 있다면 해당하는 제1 타임스위치는 입력된 32개의 셀 신호 중 제3 셀의 신호만을 선택하여 출력한다. 이때 각각의 타임스위치(250)로부터 출력되는 신호는 3개의 섹터 신호를 포함한다. 타임스위치(250)는 32개의 셀 신호들을 3개의 섹터를 가지는 채널카드로 전송하는 32입력/3출력의 구조를 가진다.

256개의 채널카드(260) 각각은 해당하는 타임스위치(260)로부터 출력된 3개의 섹터 신호를 수신하여 복조한다.

상기된 바와 같은 구성에 의해 다수개의 셀(상기의 예에서 32개)은 다수개의 채널카드(상기의 예에서 256개)를 공유할 수 있다. 제어프로세서는 낮시간대에 많은 사용자를 서비스하는 셀에게는 낮시간대에 많은 채널카드를 할당하고, 밤시간대에 많은 사용자를 서비스하는 셀에게는 밤시간대에 많은 채널카드를 할당한다. 만일 낮시간대에 많은 사용자를 서비스하는 셀이 20장의 카드를 필요로 하고 밤시간대에 많은 사용자를 서비스하는 셀이 24장의 카드를 필요로 한다면 종래 기술에서는 두 셀을 서비스하기 위해 총 44장의 카드가 필요하였으나 본 발명에 의한 동적채널할당 장치는 총 30 내지 35장 정도의 카드만으로 두 셀을 서비스할 수 있다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은, 셀간에 채널을 동적으로 할당할 수 있도록 함으로써 시간과 장소에 따라 트래픽 밀도가 불균형한 지역을 보다 저렴한 비용으로 서비스할 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 다수의 셀에서 무선통신 서비스를 제공하기 위한 기지국 순방향 장치에 있어서,

   기지국의 송신 신호를 생성하여 출력하는 다수의 채널카드;

   상기 다수의 채널카드로부터 출력된 기지국 송신 신호를 미리 정해진 스위칭 정보에 따라 해당하는 셀로 스위칭하여 출력하는 적어도 하나의 타임스위치;

   상기 적어도 하나의 타임스위치로부터 출력된 신호들 중 해당하는 셀의 신호들을 각각 조합하여 출력하는 다수의 조합기;

   상기 다수의 조합기로부터 출력된 신호를 아날로그 신호로 변환하여 출력하는 다수의 디지털/아날로그 변환기;

   상기 다수의 디지털/아날로그 변환기로부터 출력된 다수의 신호들을 다중화하여 상기 다수의 셀로 전달하는 전송장비;

   상기 다수의 셀 각각에 위치하며, 상기 전송장비를 통해 전송된 신호들 중 해당하는 셀의 신호만을 역다중화하여 수신한 후 무선 주파수 신호로 변환하여 송출하는 다수의 RF부 및 안테나를 포함하는, 타임스위치를 이용한 기지국의 동적 채널할당 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 채널카드는, 할당된 셀의 고유한 PN 옵셋을 기지국의 제어프로세서로부터 로딩받아 상기 PN 옵셋을 사용하여 기지국의 송신 신호를 생성하는, 타임스위치를 이용한 기지국의 동적 채널할당 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 타임스위치는, 상기 다수의 셀 각각의 지역별 시간대별 채널 필요량에 따라 채널을 동적으로 할당하는, 타임스위치를 이용한 기지국의 동적 채널할당 장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 타임스위치 각각은, 해당하는 하나의 섹터를 위한 신호를 스위칭하여 출력하는, 타임스위치를 이용한 기지국의 동적 채널할당 장치.
5. 다수의 셀에서 무선통신 서비스를 제공하기 위한 기지국 역방향 장치에 있어서,

   상기 다수의 셀에서 신호를 수신한 후 주파수 하강 변환하여 출력하는 다수의 안테나와 그에 연결된 다수의 RF부;

   상기 RF부로부터 출력된 신호들을 다중화하여 전달하는 전송장비;

   상기 전송장비를 통해 전송된 신호를 기저대역의 신호로 변환하고 I 신호와 Q 신호로 분리한 후 역다중화하여 출력하는 역다중화기;

   미리 정해진 스위칭 정보에 따라 상기 역다중화된 신호들 중 해당하는 신호만을 선택하여 출력하는 다수의 타임스위치;

   상기 타임스위치로부터 출력된 신호를 복조하는 다수의 채널카드를 포함하는, 타임스위치를 이용한 기지국의 동적 채널할당 장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 타임스위치는, 상기 다수의 셀 각각의 지역별 시간대별 채널 필요량에 따라 채널을 동적으로 할당하는, 타임스위치를 이용한 기지국의 동적 채널할당 장치.
7. 다수의 셀에서 무선통신 서비스를 제공하기 위한 기지국 장치에 있어서,

   서로 다른 시간대에 많은 채널카드를 필요로 하는 적어도 2개의 기지국들간에 공유될 수 있는 집중화된 다수의 채널카드;

   상기 채널카드의 출력을 상기 다수의 셀로 동적으로 송신하고 다수의 셀로부터 수신된 신호를 상기 채널카드로 수신하는 다수의 타임스위치;

   상기 타임스위치와 상기 다수의 셀간을 연결하는 전송장비;

   상기 다수의 셀 각각에 설치되며 상기 전송장비를 통해 상기 타임스위치와 연결되는 다수의 RF부 및 그에 연결된 다수의 안테나를 포함하는, 타임스위치를 이용한 기지국의 동적 채널할당 장치.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 타임스위치는, 상기 다수의 셀 각각의 지역별 시간대별 채널 필요량에 따라 채널을 동적으로 할당하는, 타임스위치를 이용한 기지국의 동적 채널할당 장치.