KR20030002950A - 반2중 방식을 이용한 회선 서비스 장치간의 무선 중계시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제 1 및 제 2 회선 서비스 장치 간을 무선으로 연결하는 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 시스템은 제 1 및 제 2 회선 서비스 장치에 각기 연결되어 있는 마스터와 슬래이브를 구비하며, 마스터는 기준 클럭에 동기되어 제 1 회선 서비스 장치의 데이터를 패킷화하여 슬레이브에 일정 시점 간격으로 전송하며, 패킷을 전송하는 시점과는 상이한 시점에서 슬레이브로부터의 패킷을 수신하도록 구성된다. 또한, 본 발명의 슬레이브는 마스터로부터의 패킷을 수신하며, 수신 데이터로부터 기준 클럭 정보를 추출하여 내부 발진기의 분주 값을 조정하여 기준 클럭에 동기되는 클럭을 생성, 마스터와 동기되도록 하고, 마스터의 패킷 전송 시점과 상이한 시점에서 마스터에 패킷을 전송하도록 구성된다.

따라서, 본 발명을 이용하여 회선 서비스 장치간을 무선 중계하는 경우에는 반2중 방식을 이용할 수 있어 전2중 방식만을 이용하는 종래의 시스템 보다 저렴하게 무선 중계 시스템을 구성할 수 있고, 한 싸이트에서 여러 무선 링크로 회선 서비스를 할 경우, 채널간 송수신 시점을 동기화 함으로써 인접 채널을 사용할 수 있어 주파수 효율이 커지는 효과가 있다.

Description

반2중 방식을 이용한 회선 서비스 장치간의 무선 중계 시스템{CIRCUIT COMMUNICATION SERVICE PROVIDING SYSTEM USING PACKET COMMUNICATION EQUIPMENTS AND IRS MEHOD}

본 발명은 회선 서비스 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회선 서비스 장치의 무선 중계 구간을 패킷 통신으로 무선 중계하는 반2중 방식을 이용한 회선 서비스 장치간의 무선 중계 시스템에 관한 것이다.

회선 서비스를 위한 각종 통신 장비들은 전체 시스템의 동기를 관장하기 위한 별도의 클럭 서버를 두고, 시스템의 동기는 클럭 서버의 클럭에 동기시키고 있다. 즉, 시스템들은 클럭 서버의 클럭에 맞추어 정보를 송수신한다. 이러한 방식을 사용하는 시스템에서는 노드 사이를 무선 링크로 구성할 수 있으며, 무선 링크는 통상 전2중(full duplex) 방식을 채용하고 있다. 전2중 방식이란 두 개의 시스템이 데이터를 동시에 송, 수신할 수 있는 방식으로 두 개의 데이터 전송 대역 즉 송신 대역 및 수신 대역이 필요하다. 또한, 송신 신호와 수신 신호의 대역간 간섭을 방지하기 위해서 송수신 대역은 적절히 이격되어야 한다. 제한된 무선 대역 내에서 전2중 방식을 사용하기 위해서는 송수신 대역 사이의 이격 대역이 좁아져야 하나, 이 경우 송수신 대역으로 전송되는 정보를 정확히 검출하기 위해서는 고품질의 여파기(필터)를 사용하여야 하며, 이외의 다른 부품 역시 고가의 장치를 사용하여야 한다.

회선 서비스에 대응하는 방식으로 패킷 서비스 방식이 있다. 패킷 서비스 방식은 데이터를 여러 개의 패킷으로 나누어 전송하는 방식으로 통신 환경 및 데이터에 따라 패킷의 크기 및 송신 시간 등을 가변하여 전송할 수 있다는 장점이 있다. 패킷 서비스 방식에서는 이러한 장점을 이용하여 무선 링크간을 반2중(half duplex) 방식으로 접속한다. 반2중 방식은 두 개의 시스템은 상호 통신할 수 있으나, 하나의 전송 대역만을 사용하므로 전2중 방식과 같이 양방향으로 동시에 통신할 수 없다는 단점이 있다. 그러나 반2중 방식은 하나의 전송 대역만을 사용하므로 전2중 방식에 비교하여 그 구성 장비를 비교적 저렴하게 구성할 수 있다는 장점이 있다.

상술한 바와 같이 회선 서비스 장치에서는 무선 링크를 전2중 방식으로 연결하나, 패킷 서비스 시스템과 같이 반2중 방식을 사용할 수 있다면 전2중 방식을 위한 고가의 부품을 사용하지 않게 되어 제작 경비를 대폭 절약할 수 있을 것이다. 그러나 회선 서비스 방식에서는 실시간 전송이 행해지므로 패킷 서비스와 같이 반2중 방식을 채용할 수 없었다.

본 발명자는 회선 서비스 방식에 반2중 방식을 채용하는 방안을 강구하던 중에 패킷의 전송 시에 발생하는 전파 지연을 고려하며, 충분히 빠른 속도로 송수신이 교대로 행해질 수 있도록 패킷의 크기 및 패킷 전송 시점을 적절히 설계한다면 회선 서비스 방식에서와 같이 실시간 통신이 가능하다는 것을 착안하였다. 물론, 이렇게 할 경우에는 진정한 의미의 실시간 통신은 아니나 회선 서비스의 실시간 요구 사항에 맞도록 충분히 작은 정도의 반2중 송수신 간격을 설정하여 사용한다면 무선 링크를 통하여 회선 서비스의 데이터를 통신하는 데에는 문제가 발생하지 않는다. 이러한 방식을 이용하고자 할 때에는 두 개의 시스템은 상호간에 동기가 일치되어야 하며, 이러한 동기는 수신 패킷으로부터 적절한 타이밍 정보를 추출하여 맞출 수 있을 것이다.

본 발명은 상술한 착안에 의하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 반2중 방식을 사용하는 패킷 서비스 방식 장비를 이용하여 회선 서비스용 시스템의 무선 링크의 통신을 중계하는 반2중 방식을 이용한 회선 서비스 장치간의 무선 중계 시스템을 제공하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 제 1 및 제 2 회선 서비스 장치 간을 무선 연결하는 시스템으로, 상기 제 1 및 제 2 회선 서비스 장치에 각기 연결되어 있는 마스터와 슬레이브를 구비하며, 상기 마스터는 기준 클럭에 동기되어 상기 제 1 회선 서비스 장치의 데이터를 패킷화하여 상기 슬레이브에 일정 시점 간격으로 전송하며, 상기 패킷을 전송하는 시점과는 상이한 시점에서 상기 슬레이브로부터의 패킷을 수신하도록 구성되며; 상기 슬레이브는 상기 마스터로부터의 패킷을 수신하며, 상기 수신 클럭으로부터 기준 클럭 정보를 추출하여 상기 기준 클럭에 동기되는 클럭을 생성하여 상기 마스터와 동기되고, 상기 마스터의 패킷 전송 시점과 상이한 시점에 상기 마스터에 패킷을 전송하도록 구성된다.

도 1은 본 발명에 무선 중계 시스템의 개략 블록도,

도 2는 본 발명에 따른 무선 중계 시스템의 슬레이브에 구성되는 동기부의 상세 블록도,

도 3은 본 발명에 따른 무선 중계 시스템의 작동을 설명하는 도면,

도 4는 본 발명에 따른 무선 중계 시스템의 마스터가 작동하는 상태를 설명하는 흐름도,

도 5는 본 발명에 따른 무선 중계 시스템의 슬레이브가 작동하는 상태를 설명하는 흐름도.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

1 : 마스터 3 : 슬레이브

5, 7 : 회선 서비스 장치 11 : 마스터 클럭 발생부

13 : 송수신부 15 : 프로세서

21 : 동기 정보 추출부 23 : 동기부

25 : 송수신부 27 : 프로세서

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1에는 본 발명을 행하는 두 개의 시스템(1),(3)이 도시되어 있다. 여기서, 시스템(1)은 마스터로 동작하며 시스템(3)은 슬레이브로 동작한다. 마스터(1)와 슬레이브(3)의 기능에 대해서는 상세히 후술하였다.

마스터(1) 및 슬레이브(3)는 회선 서비스를 행하는 회선 서비스 장치(5, 7) 예컨대 이동 교환국(Mobile Switching Center : MSC) 또는 기지 제어국(Base Station Controller : BSC)에 각각 연결되어 있으며, 이들 회선 서비스 장치(5, 7)로부터의 데이터들은 송수신용 안테나를 이용하여 서로 반2중 방식으로 송수신하도록 구성되어 있다. 이하에서는 반2중 방식으로 마스터(1) 및 슬레이브(3)가 데이터를 전송하기 위한 구성을 상세히 설명한다.

마스터(1)내에는 도시된 바와 같이 마스터 클럭 발생부(11), 송수신부(13) 및 프로세서(15)가 구성된다. 마스터 클럭 발생부(11)는 기 설정된 주기(주파수)의 클럭을 발진하며, 송수신부(13)는 회선 서비스 장치(5)로부터의 데이터를 마스터 클럭 발생부(11)의 클럭에 따라 소정 비트의 패킷으로 분할한다. 마스터 클럭 발생부(11)는 독립적인 발진기 등으로 구성할 수 있으나, 필요에 따라서는 회선 서비스 장치(5) 즉 MSC 등으로부터 클럭을 수신 받거나 GPS 시스템의 클럭을 이용할 수도 있음은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 것이다.

상술한 과정은 프로세서(15)의 제어로 행해지며, 프로세서(15)는 후술하는 바와 같이 송수신부(13)로 하여금 패킷들을 소정 시간 별로 안테나에 제공하여 슬레이브(3)에 전송하도록 제어한다. 즉, 프로세서(15)는 송수신부(13)가 패킷을 슬레이브(3)에 제공하는 송신 시점을 제어하는 것이다. 또한, 프로세서(13)는 회선 서비스 장치(5)로부터의 데이터가 송수신부(13)에 제공되지 않는 상태에서도 송수신부(13)를 제어하여 소정 시간 간격으로 임의의 패킷을 생성하여 슬레이브(3)에제공하도록 제어한다. 이와 같이 회선 서비스 장치(5)로부터 데이터가 제공되지 않는 상태에서도 송수신부(13)가 패킷을 생성하여 슬레이브(3)에 제공하는 이유는 후술하는 설명으로부터 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있을 것이다.

또한, 프로세서(15)는 송수신부(13)로 하여금 기설정된 시간 간격을 두고 안테나를 통하여 제공되는 슬레이브(3)의 패킷을 수신하고, 수신된 패킷을 조립하여 회선 서비스 장치(5)에 제공하도록 제어한다. 즉 프로세서(15)는 송수신부(13)가 슬레이브(3)로부터의 패킷을 수신하는 시점을 제어하는 것이다.

송수신부(13)가 패킷을 송수신하는 시점을 프로세서(15)가 제어하는 기술은 본 발명의 요지이며, 그 시점에 대해서는 상세히 후술하였다.

슬레이브(3)내에는 도시된 바와 같이 동기 정보 추출부(21), 동기부(23), 프로세서(27) 및 송수신부(25)가 구성된다.

동기 정보 추출부(21)는 안테나로부터 수신되는 마스터(1)의 패킷으로부터 클럭 정보를 검출하여 동기부(23)에 제공하며, 동기부(23)는 동기 정보 추출부(21)로부터의 클럭 정보를 이용하여 마스터(1)에 동기된 타이밍 정보 즉 클럭을 생성한다. 이러한 동기부(23)의 상세 회로가 도 2에 도시되어 있다.

도 2에 도시된 바와 같이 동기부(23)에는 비교 클럭 제공부(230)를 구비한다. 비교 클럭 제공부(230)는 동기 정보 추출부(21)로부터의 클럭과 비교할 비교 클럭을 생성하기 위한 것으로 발진부(231) 및 분주부(233)를 구비한다. 발진부(231)는 소정 주파수의 클럭을 발진하며, 분주부(233)는 발진부(231)의 클럭을 비교기(237)의 비교 신호에 따라 n분주하여 출력한다.

분주부(233)로부터의 클럭은 계수기(235)에 제공되며, 계수기(235)는 동기 정보 추출부(21)의 클럭과 분주부(233)로부터의 클럭을 상호 비교하여 두 개의 클럭이 틀어진 시간 값을 일정 시간 평균하여 출력한다.

비교기로부터 출력된 값은 분주부(233)에 제공되는데, 이 값이 미리 정의된 값의 범위를 벗어날 경우, 그 크기에 따라 분주값을 조정하여 클럭의 주기를 보정한다.

상술한 동기부(23)의 작동에 의하여 분주부(233)의 출력 클럭은 동기 정보 추출부(21)의 클럭과 일치 즉 동기되며, 프로세서(27)는 분주부(233)의 클럭에 동기되어 송수신부(25)를 다음과 같이 구동시킨다. 즉 프로세서(27)는 분주부(233)의 클럭에 동기되어 소정 시점에서 송수신부(25)로 하여금 안테나로부터 제공되는 마스터(1)의 패킷을 수신하고, 다른 소정 시점에서는 송수신부(25)로 하여금 회선 서비스 장치(7)로부터의 데이터를 패킷으로 분할하여 마스터(1)에 제공하도록 제어한다.

도 3에는 마스터(1)와 슬레이브(3)간에 패킷을 전송하는 타이밍도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 마스터(1)는 임의의 시점(t1)에서 패킷을 슬레이브(3)에 전송하며, 이 패킷은 마스터(1)와 슬레이브(3)간의 거리에 따른 지연 시간(td)이 경과한 후에 슬레이브(3)에 도달할 것이다. 슬레이브(3)에 패킷의 선두 정보가 도달한 후 패킷 크기에 따른 시간이 종료하면 패킷을 구성하는 모든 정보들이 슬레이브(3)에 수신된다. 따라서, 패킷의 수신이 종료된 시점(t3)에서 슬레이브(3)는 패킷을 마스터(1)에 전송하면 마스터(1)와 슬레이브(3)간의 전송 패킷은 상호 충돌하지 않는다. 한편, 슬레이브(3)로부터의 패킷 역시 전파 지연 시간(td)이 종료된 후에 마스터(1)에 도착하고 패킷 크기에 따른 소정 시간이 지연 된 후에는 패킷 내의 모든 정보들이 마스터(1)에 수신될 것이다. 따라서, 슬레이브(3)로부터의 패킷이 마스터(1)에 모두 수신되는 시점(t5) 즉 수신이 종료된 시점에서 마스터(1)는 다른 패킷을 슬레이브(3)에 전송할 수 있다. 도 4에는 이러한 과정이 흐름도로 명료히 도시되어 있다.

도 4는 마스터(1)의 작동 흐름도로 도시된 바와 같이 마스터(1)는 소정 시점에서 패킷을 슬레이브(3)에 전송하고(S11), 소정 시간(전파 지연 시간 및 패킷의 길이에 따라 슬레이브(3)에 모든 패킷의 정보가 수신이 완료되는 시간)이 종료된 후에(S13) 슬레이브(3)로부터의 패킷을 수신한다(S15). 패킷의 수신을 개시한 시점으로부터 소정 시간(전파 지연 시간 및 패킷의 길이에 따라 슬레이브(3)에 모든 패킷의 정보가 수신이 완료되는 시간)이 종료된 후에는(S17) 단계(S11)로 귀환하여 패킷의 전송 과정을 되풀이한다.

도 5는 슬레이브(3)의 작동 흐름도로 도시된 바와 같이 슬레이브(3)는 기 설정된 시점에서 마스터(1)로부터의 패킷을 수신하고(S21), 소정 시간(패킷의 길이에 따라 슬레이브(3)에 모든 패킷의 정보가 수신이 완료되는 시간)이 종료된 후에(S23) 마스터(1)에 패킷을 전송한다(S25). 패킷의 송신을 개시한 시점으로부터 소정 시간(전파 지연 시간 및 패킷의 길이에 따라 마스터(1)에 모든 패킷의 정보가 수신이 완료되는 시간)이 종료된 후에는(S27) 단계(S21)로 귀환하여 패킷의 전송과정을 되풀이한다. 이때, 슬레이브(3)는 항상 마스터(1)로부터 수신되는 데이터로부터 타이밍 정보를 추출하여 클럭의 동기를 맞추고 있어야 한다.

상술한 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 마스터(1) 및 슬레이브(3)는 반2중 방식으로 패킷을 송수신하나, 마스터(1) 및 슬레이브(3)의 패킷 송신 주기는 회선 서비스의 실시간 요구 조건에 맞도록 충분히 짧게 하는 경우에는 회선 서비스 장치(5, 7)들간의 데이터들의 통신을 무리 없이 중계할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명을 이용하여 회선 서비스 장치간을 무선 중계하는 경우에 반2중 방식을 이용할 수 있어 전2중 방식을 이용하는 종래의 시스템 보다 저렴하게 무선 중계 시스템을 구성할 수 있다는 효과가 있다. 또한, 본 특허에서 제시된 시스템을 한 싸이트에 두 개 이상 사용하여 각각 다른 지점으로 중계할 경우, 이들이 중계하는 각 회선들의 송수신 타이밍을 서로 동일하게 함으로써 인접채널을 사용할 수 있도록 하여, 주파수 효율을 획득할 수 있다.

Claims (4)

1. 제 1 및 제 2 회선 서비스 장치간을 무선 연결하는 시스템으로,

   상기 제 1 및 제 2 회선 서비스 장치에 각기 연결되어 있는 마스터와 슬레이브를 구비하며,

   상기 마스터는 기준 클럭에 동기되어 상기 제 1 회선 서비스 장치의 데이터를 패킷화하여 상기 슬레이브에 일정 시점 간격으로 전송하며, 상기 패킷을 전송하는 시점과는 상이한 시점에서 상기 슬레이브로부터의 패킷을 수신하도록 구성되며;

   상기 슬레이브는 상기 마스터로부터의 패킷을 수신하며, 상기 수신 클럭으로부터 기준 클럭 정보를 추출하여 상기 기준 클럭에 동기되는 클럭을 생성하여 상기 마스터와 동기되고, 상기 마스터의 패킷 전송 시점과 상이한 시점에 상기 마스터에 패킷을 전송하도록 구성된 반2중 방식을 이용한 회선 서비스 장치간의 무선 중계 시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 마스터는

   기준 클럭을 제공하는 마스터 클럭 발생부와;

   상기 기준 클럭에 동기되어 유선 연결된 회선 서비스 장치로부터의 데이터를 소정 비트의 패킷으로 분할하며, 상기 슬레이브로부터의 패킷을 조립하는 제 1 송수신부와;

   상기 마스터 클럭 발생부의 기준 클럭에 동기되며, 상기 제 1 송수신부를 제어하여 소정 시간 간격으로 상기 송신 모드 및 수신 모드로 구동시키되, 상기 송신 모드 시에는 제 2 회선 서비스 장치로부터의 데이터에 의한 패킷을 상기 슬레이브에 제공하며, 수신 모드에서는 상기 슬레이브로부터의 패킷을 수신 및 조립하여 상기 제 2 회선 서비스 장치에 제공하도록 제어하는 제 1 프로세서를 구비하는 것을 특징으로 하는 반2중 방식을 이용한 회선 서비스 장치간의 무선 중계 시스템.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 슬레이브 장치는,

   상기 마스터로부터의 패킷을 수신하여 상기 패킷으로부터 상기 기준 클럭 정보를 검출하는 동기 정보 추출부와;

   상기 동기 정보 추출부로부터의 기준 클럭에 동기되는 클럭을 생성하는 동기부와;

   상기 동기부의 클럭에 동기되어 제 2 회선 서비스 장치으로부터의 데이터를 소정 비트의 패킷으로 분할하며, 상기 마스터로부터 전송된 패킷을 조립하는 제 2 송수신부와;

   상기 동기부의 기준 클럭에 동기되며, 상기 제 2 송수신부를 제어하여 소정 시간 간격으로 상기 송신 모드 및 수신 모드로 구동시키되, 상기 송신 모드 시에는 제 2 회선 서비스 장치으로부터의 데이터에 의한 패킷을 상기 마스터에 제공하며, 수신 모드에서는 상기 마스터로부터의 패킷을 수신 및 조립하도록 제어하여 상기 제 2 회선 서비스 장치에 제공하는 제 2 프로세서를 구비하는 것을 특징으로 하는 반2중 방식을 이용한 회선 서비스 장치간의 무선 중계 시스템.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 동기부는,

   소정 주기의 클럭을 제공하는 발진부와;

   상기 발진부의 클럭을 비교 신호에 따라 n분주하여 상기 제 2 송수신부 및 제 2 프로세서에 제공하는 분주부와;

   상기 기준 클럭과 분주부로부터의 클럭을 상호 비교하여 두 개의 클럭이 틀어진 시간 값을 계수하여 출력하는 계수기와;

   상기 계수기의 계수값과 소정의 기준값을 비교하여 비교값을 상기 분주부에 제공하는 비교기를 구비하는 반2중 방식을 이용한 회선 서비스 장치간의 무선 중계 시스템.