KR20020040225A - 이동 통신 시스템의 다중 빔 분산/합성 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동 통신 시스템의 다중 빔 분산/합성 장치에 관한 것이다.

본 발명은 기지국을 통해 출력되는 다중 빔을 n개의 섹터로 분류하여 서비스하는 이동 통신 시스템의 다중 빔 분산/합성 장치에 있어서, 이동 통신 시스템내의 m개의 안테나를 통해 제공되는 다중 빔을 각각 방향이 상이한 m개의 빔으로 생성하는 n개의 다중 빔 성형 수단으로 구성되는, 다중 빔 성형기 모듈과; 다중 빔 성형기 모듈로부터 생성되는 (m×n)개의 빔을 (m×n)/2개의 빔으로 합성하는 180°커플러 모듈과; 180°커플러 모듈을 통해 제공되는 빔을 스위칭하는 스위치 모듈과; 스위치 모듈을 통해 스위칭되는 빔이 보강 합성되도록 위상 천이하는 180°위상 천이기 모듈과; 빔의 진폭 및 위상 특성이 일치되도록 조정하는 합성기 모듈을 포함하고 구성된다. 따라서, 본 발명은 기지국의 각 섹터의 통화량 균형을 구현함으로써, 주파수 자원을 효율적으로 활용할 수 있을 뿐만 아니라, 유지 관리 측면에서 매우 편리하다는 효과가 있으며, 빔을 스위칭하는데 필요한 스위치의 수를 줄여 높은 안정성을 실현할 수 있는 효과가 있다.

Description

이동 통신 시스템의 다중 빔 분산/합성 장치{APPARATUS FOR DISTRIBUTING A MULTI BEAM IN A MOBILE SYSTEM}

본 발명은 이동 통신 시스템의 빔 분산/합성 기술에 관한 것으로, 특히, 각 섹터의 통화량 분포에 따라 가변적으로 섹터의 서비스 영역을 조절하는 이동 통신시스템의 다중 빔 분산/합성 장치에 관한 것이다.

현재 이동 통신 시스템내의 이동 통신 기지국은 옴니(omni) 기지국과 섹터(sector) 기지국으로 분류할 수 있으며, 거의 대부분의 이동 통신 시스템에서는 섹터 기지국의 형태를 취하고 있다. 이러한 섹터 기지국의 경우, 3섹터 또는 6섹터로 구성되어 있는데, 현재 CDMA 기지국의 경우는 3섹터 기지국 형태를 취하고 있다.

그런데, 이러한 3섹터 기지국의 경우, 고정된 빔 폭을 가진 안테나를 사용하여 각각의 섹터가 고정된 영역을 서비스하고 있는 바, 각 섹터가 관할하고 있는 영역의 통화량 분포가 불균형한 상태이어서 최대의 통화량을 갖는 섹터를 기준으로 주파수 자원이 할당되어 있다. 따라서, 통화량이 많지 않은 섹터는 주파수 자원의 활용 효율이 낮아질 소지가 있으며, 통화량이 집중된 섹터에는 무선 채널 이용 효율이 줄어들고 커버리지(coverage)가 축소될 수 있다. 이로 인해, 서비스 효율 저하 및 주파수 자원 관리/유지비용이 과다하게 발생한다는 문제가 제기되었다.

또한, 종래의 고정 3섹터 기지국을 적용한 이동 통신 시스템에서는, 기지국의 통화량 분포가 바뀌었을 경우, 이에 대한 대처 방법이 수작업으로 이루어져야 하는 바, 즉, 섹터 방향을 변경하고자 할 경우 철탑 위에 설치된 안테나의 방향을 운용자가 직접 변경해야 하는 바, 관리 측면에서 매우 번거롭고 위험할 뿐만 아니라 그 작업 시간에 있어서도 매우 비효율적이라는 문제가 제기되었다.

따라서, 본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위해 안출한 것으로, 6개의 적응빔을 이용하여 각 섹터의 통화량 분포에 따라 섹터 빔의 크기와 방향을 가변시켜 기지국의 각 섹터의 통화량 균형과 주파수 자원의 효율적 활용을 제공하도록 한 이동 통신 시스템의 다중 빔 분산/합성 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 기지국을 통해 출력되는 다중 빔을 n개의 섹터로 분류하여 서비스하는 이동 통신 시스템의 다중 빔 분산/합성 장치에 있어서, 이동 통신 시스템내의 m개의 안테나를 통해 제공되는 다중 빔을 각각 방향이 상이한 m개의 빔으로 생성하는 n개의 다중 빔 성형 수단으로 구성되는, 다중 빔 성형기 모듈과; 다중 빔 성형기 모듈로부터 생성되는 (m×n)개의 빔을 (m×n)/2개의 빔으로 합성하는 180°커플러 모듈과; 180°커플러 모듈을 통해 제공되는 빔을 스위칭하는 스위치 모듈과; 스위치 모듈을 통해 스위칭되는 빔이 보강 합성되도록 위상 천이하는 180°위상 천이기 모듈과; 빔의 진폭 및 위상 특성이 일치되도록 조정하는 합성기 모듈로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이동 통신 시스템의 다중 빔 분산/합성 장치를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 이동 통신 시스템의 다중 빔 분산/합성 장치의 스위칭 기술을 설명하기 위한 적응빔 예시도,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중 빔 분산/합성 장치의 상세 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

102 : 다중빔 형성기 모듈

104 : 180°커플러 모듈

106 : 스위치 모듈

108 : 180°위상 천이기 모듈

110 : 합성기 모듈

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.

설명에 앞서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중 빔 분산/합성 장치는 3개의 섹터 구조로 구성되며, 한 섹터 당 4개(총 12개)의 다중화 빔을 생성하는 것을 전제하였다. 또한, 본 발명은 12개의 다중화된 빔들을 6개의 빔으로 재 생성하여 통화량 분포에 따라 적응적으로 합성/분산시키는 것을 전제하였다.

즉, 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 적용되는 적응 빔은 총 6개의 빔으로 분포되며, 이러한 6개의 적응 빔을 이용하여 섹터의 방향 및 빔 폭을 가변시킬 수 있도록 구현하였다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중 빔 분산/합성 장치의 구성 블록도로서, 다중 빔 성형기 모듈(102), 180°커플러 모듈(104), 스위치 모듈(106), 180°위상 천이기 모듈(108) 및 합성기 모듈(110)을 포함한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 다중 빔 성형기 모듈(102)은 도시 생략된 안테나로부터 제공되는 빔을 각각 방향이 상이한 12개의 빔으로 생성하여 출력한다. 즉, 다중 빔 성형기 모듈(102)내에는 섹터 개수에 대응하는 다중 빔 성형 수단이 구비되는 바, 하나의 다중 빔 성형 수단으로부터 생성되는 4개의 빔을 후술하는 180°커플러 모듈(104)로 제공하는 것이다.

180°커플러 모듈(104)은 상술한 다중 빔 성형기 모듈(102)로부터 생성되는 12개의 빔을 6개의 빔으로 합성하여 출력한다. 즉, 180°커플러 모듈(104)은 다중 빔 성형기 모듈(102)로부터 생성되는 12개의 빔으로부터 2개의 빔을 1개의 빔으로 합성함으로써, 6개의 빔으로 재 생성하는 것이다. 또한, 180°커플러 모듈(104)은 3개의 섹터 중 자기 섹터 및 타 섹터, 즉, 하나의 다중 빔 성형 수단에 대응하는 섹터와 대응하지 않는 섹터로 빔이 연결되도록 하는 기능을 수행한다.

스위치 모듈(106)은 이러한 180°커플러 모듈(104)을 통해 제공되는 빔을 스위칭함으로써, 다중 빔이 각 섹터에서 적응적으로 선택되도록 하는 기능을 수행한다.

180°위상 천이기 모듈(108)은 상술한 스위치 모듈(106)을 통해 스위칭되는 빔이 보강 합성되도록 위상 천이하는 기능을 수행한다. 즉, 180°위상 천이기 모듈(108)은 타 섹터의 적응 빔이 자기 섹터로 합성될 때 보강 합성되도록 위상 천이하는 것이다.

합성기 모듈(110)은 빔의 진폭 및 위상 특성이 일치되도록 조정하는 기능을 수행한다. 이러한 합성기 모듈(110)은 예컨대, 4-way 합성기로 구성될 수 있으며, 다중 빔 성형기 모듈(102)로부터 합성기 모듈(110)까지의 모든 경로의 진폭 및 위상 특성이 일치되도록 조정한다.

즉, 본 발명에 따른 이동 통신 시스템의 다중 빔 분산/합성 장치는, 6개의 적응 빔을 이용하여 각 섹터의 통화량 분포에 따라 섹터 빔의 크기와 방향을 가변시켜 무선 채널 이용 효율을 극대화하도록 하는데 그 특징이 있다.

이상과 같이, 본 발명의 바람직한 실시예들을 기술하고 설명하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 하기에 기술하는 특허청구범위내에서 다양한 변형이 가능하다는 것을 당업자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명은 기지국의 각 섹터의 통화량 균형을 구현함으로써, 주파수 자원을 효율적으로 활용할 수 있을 뿐만 아니라, 유지 관리 측면에서 안정성과 편리성을 증대시키는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 빔을 스위칭하는데 필요한 스위치의 수를 줄여 높은 안정성을 실현할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 기지국을 통해 출력되는 다중 빔을 n개의 섹터로 분류하여 서비스하는 이동 통신 시스템의 다중 빔 분산/합성 장치에 있어서,

   상기 이동 통신 시스템내의 m개의 안테나를 통해 제공되는 다중 빔을 각각 방향이 상이한 m개의 빔으로 생성하는 n개의 다중 빔 성형 수단으로 구성되는, 다중 빔 성형기 모듈과;

   상기 다중 빔 성형기 모듈로부터 생성되는 (m×n)개의 빔을 (m×n)/2개의 빔으로 합성하는 180°커플러 모듈과;

   상기 180°커플러 모듈을 통해 제공되는 빔을 스위칭하는 스위치 모듈과;

   상기 스위치 모듈을 통해 스위칭되는 빔이 보강 합성되도록 위상 천이하는 180°위상 천이기 모듈과;

   상기 빔의 진폭 및 위상 특성이 일치되도록 조정하는 합성기 모듈로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이동 통신 시스템의 다중 빔 분산/합성 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 180°커플러 모듈은 상기 n개의 섹터 중 자기 섹터 및 타 섹터로 상기 빔이 연결되도록 하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 시스템의 다중 빔 분산/합성 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 스위치 모듈은 상기 다중 빔이 상기 n개의 섹터에서 적응적으로 선택되도록 스위칭되는 것을 특징으로 하는 이동 통신 시스템의 다중 빔 분산/합성 장치.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   180°위상 천이기 모듈은 상기 타 섹터의 적응 빔이 자기 섹터로 합성될 때 보강 합성되도록 위상 천이하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 시스템의 다중 빔 분산/합성 장치.