KR20030054311A

KR20030054311A - 차세대 이동통신 시스템의 기지국 장치

Info

Publication number: KR20030054311A
Application number: KR1020010084452A
Authority: KR
Inventors: 박지수; 김영일; 문영진; 김현재; 류득수
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2001-12-24
Filing date: 2001-12-24
Publication date: 2003-07-02
Also published as: KR100447700B1

Abstract

본 발명은 차세대 이동통신 시스템의 기지국 장치에 관한 것으로, 차세대 이동통신 시스템에서 저속의 음성에서 고속의 전송속도를 가지는 데이터, 영상 등의 멀티미디어 서비스와 이동 가입자에게 전 세계 어디를 가든 통화 할 수 있는 국제 로밍 서비스를 제공할 수 있는 기지국 장치를 제공하기 위하여, 상기 기지국 장치의 RF(Radio Frequency)/중간주파수(Intermediate Frequency) 신호의 상향/하향 변환기능을 수행하기 위한 무선 주파수 처리수단; 상기 무선 주파수 처리수단으로부터 전송된 신호와 기지국 처리수단으로부터 전송된 신호에 대하여 기저대역 변복조 신호처리를 수행하기 위한 기저대역 처리수단; 및 상기 기지국 장치 내의 호처리, 유지보수 및 제어국과 정합하기 위한 상기 기지국 처리수단을 포함하며, IMT-2000 이동통신 시스템 등에 이용됨.

Description

차세대 이동통신 시스템의 기지국 장치{Base Station of Asynchronous IMT-2000 System}

본 발명은 차세대 이동통신 시스템의 기지국 장치에 관한 것이다.

오늘날 이동 통신 시대를 맞이하여 사용자에게 언제, 어디서나, 누구에게나, 임의의 형태의 정보를 주고 받을 수 있도록 하는 3세대 이동 통신인 IMT-2000(International Mobile Telecommunication-2000) 시스템은 기존의 여러 종류의 서비스를 제공하기 위하여, 개선된 무선 접속으로 다양한 이동 환경 하에서 여러 가입자에게 다양한 서비스를 제공하고자 하는 목적을 가지고 있다.

즉, 차세대 이동 통신 시스템은 그 설계에 있어서 IMT-2000 시스템을 이용하여 제공되는 각종 서비스에 대하여 새로운 서비스의 도입을 용이하게 하는 서비스 플랫폼을 제공하고, 이동중인 단말장치에서 서비스의 계속적 접속(Access)이 가능해야 하며, 쌍방향 실시간 음성서비스(예를 들어 전화), 인터넷 접속등의 대화형 서비스를 제공할 수 있어야 하며, 서비스 사양, 사용자 요구(예를 들면, 대화형 음성, 비디오, 음성 메시지, 스트리밍(Streaming) 오디오 및 비디오, 팩스, 전자상거래, 월드와이드웹(WWW) 브라우징 등)에 따른 서비스 품질(QoS)을 선택하고 제공할 수 있어야 하고, 국내외에서의 이용(즉, 국제 로우밍)이 가능해야 하는 등 여러 조건을 충족시키는 것을 목표로 한다.

그러나, 현재의 이동 통신 방식은 음성 위주의 서비스만 가능한 상태이며, 패킷 통신, 데이터, 영상 등의 멀티미디어 통신 서비스를 제공하는데 많은 제약이 따르는 문제점이 있었다.

본 발명은, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 차세대 이동통신 시스템에서 저속의 음성에서 고속의 전송속도를 가지는 데이터, 영상 등의 멀티미디어 서비스와 이동 가입자에게 전 세계 어디를 가든 통화 할 수 있는 국제 로밍 서비스를 제공할 수 있는 기지국 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1 은 본 발명이 적용되는 IMT-2000 비동기 시스템 네트워크 구성을 나타낸 일실시예 설명도.

도 2 는 본 발명에 따른 기지국 장치의 일실시예 구성도.

도 3 은 본 발명에 따른 IMT-2000 비동기 기지국의 RFS(Radio Frequency Subsystem) 서브시스템의 일실시예 구성도.

도 4 는 본 발명에 따른 IMT-2000 비동기 기지국의 BBS(Base Band Subsystem) 서브시스템의 일실시예 구성도.

도 5 는 본 발명에 따른 IMT-2000 비동기 기지국의 BIS(Base Station Interconnection Subsystem) 서브시스템의 일실시예 구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

100: 이동단말장치(UE)200: 기지국(Node-B)

210: RFS(Radio Frequency Subsystem)

211: RFF(Radio Frequency Front-end)212: TRC(Transceiver Card)

213: LPA(Linear Power Amplifier)220: BBS(Base Band Subsystem)

221: IFC(IF Card)222: CHC(Channel Card)

223: LRI(Local Router Interface)

230: BIS(Base station Interconnection Subsystem)

231: GRI(Global Router Interface)232: RNI(RNC Interface block)

233: BCP(Base station Control Processor block)

233: CKGD(Clock Generation & Distribution Block)

300: 제어국(RNC: Radio Network Controller)

400: 무선접속망(RAN: Radio Access Network)

500: 핵심망(CN: Core Network)

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 차세대 이동통신 시스템의 기지국 장치에 있어서, 상기 기지국 장치의 RF(Radio Frequency)/중간주파수(Intermediate Frequency) 신호의 상향/하향 변환기능을 수행하기 위한 무선 주파수 처리수단; 상기 무선 주파수 처리수단으로부터 전송된 신호와 기지국 처리수단으로부터 전송된 신호에 대하여 기저대역 변복조 신호처리를 수행하기 위한 기저대역 처리수단; 및 상기 기지국 장치 내의 호처리, 유지보수 및 제어국과 정합하기 위한 상기 기지국 처리수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.

도 1 은 본 발명이 적용되는 IMT-2000 비동기 시스템 네트워크 구성을 나타낸 일실시예 설명도로서, IMT-2000 비동기 시스템의 UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network)의 구조를 나타낸다.

먼저, IMT-2000 비동기 시스템은, 채널 코딩, 인터리빙, 속도 정합, 스프레딩 등과 같은 무선 인터페이스(Air Interface)인 계층1(Layer 1) 처리 기능 수행과 무선 자원 관리 운용을 수행하는 기지국 수단, 기지국 수단과의 접속 기능을 수행하는 기지국 정합용 무선 접속 시스템 수단, 기지국 간의 무선 트래픽 채널의 소프트핸드오버 처리 기능을 수행하는 트래픽 처리용 무선 접속 시스템 수단, 무선망 제어국 내부의 시스템 간의 트래픽 및 제어 데이터 통신 경로 제공 기능을 수행하는 ATM 스위치 수단, 핵심망 또는 타 무선망 제어국과의 접속 기능을 수행하는 망정합용 무선 접속 시스템 수단, 무선망 제어국 내의 각 시스템에 필요한 클럭을 생성, 공급해 주는 기능을 수행하는 망동기 시스템 수단, 호처리 기능, 망 신호의 접속 기능, 각 시스템 내의 프로세서와 통신 기능을 수행하는 무선망 제어국 제어용 시스템 수단, 무선 접속 망(기지국, 무선망 제어국)의 운용 유지 보수 기능을 수행하는 무선 접속 망 운용 유지보수 시스템 수단, 음성호 기반 베어러 접속 및 신호를 처리하는 영역인 회선 교환망과 패킷호 기반 베어러 접속 및 신호를 처리하는 영역인 패킷 교환망으로 구성되는 핵심망 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

도면에서, "100"은 이동단말장치(UE), "200"은 기지국(Node-B), "300"은 제어국(RNC), "400"은 무선 접속망(RAN), 그리고 "500"은 핵심망을 각각 나타낸다.

IMT-2000 비동기 시스템 네트워크 구성은 가입자 식별, 인증 알고리즘 수행, 인증과 암호 저장, 그리고 이동단말에 필요한 가입자 정보를 가지고 있는 이동단말장치(100), 채널 코딩, 인터리빙, 속도 정합, 스프레딩 등과 같은 무선 인터페이스(Air Interface)인 계층1(Layer 1) 처리 기능 수행과 무선 자원 관리 운용을 수행하는 기지국(200), 무선 접속망(RAN: Radio Access Network)(400)의 무선 자원 제어를 위한 망 요소로서 기지국(200), 그리고 패킷 기반 IMT-2000 서비스 제공이 가능한 핵심망(CN: Core Network)(500)과 접속되는 제어국(300)을 포함한다. 여기서, 상기 무선 접속망(400)은 기지국(200)과 무선망 제어국(300)으로 구성된다.

상기 IMT-2000 비동기 시스템 네트워크 구성을 좀 더 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 이동단말장치(100)는 AMR(Analog Microwave Radio) 음성서비스 기능, 384kbps 3G-324/M 영상서비스 기능, 144kbps 고속 패킷서비스 기능, 광대역 코드분할다중접속(W-CDMA) 변복조 기능, USIM(Universal Subscriber Identity Module) 기능, 계층2, 계층3 프로토콜 기능, 기지국과 무선 정합기능, 성능분석 장치 접속 기능, 핸드셋 및 MMI(MultiModal Interface) 기능 등을 수행한다.

기지국(200)은 IMT-2000/3GPP(3rd Generation Partnership Project) 무선접속 규격에 따르는 무선 이동단말장치(100)와의 음성 및 영상, 데이터 트래픽을 광대역 코드분할다중접속(W-CDMA) 송수신 방식을 통한 무선접속종단 기능, 다중 주파수 할당(Multi-Frequency Assignment) 및 다중 섹터(Multi-sector) 수용 구조(예를 들면, 2FA/3sector구현) 및 소프터핸드오프(Softer Handoff)를 통한 송수신 안테나를 수용하여 무선으로 이동단말장치(100)와 정보의 송수신 기능, 유선 구간의 경우 비동기전송모드(이하, "ATM"이라 함)기반 트래픽 처리를 통한 이동단말장치(100)와 제어국(300) 사이의 유무선 채널 정합기능, 음성 및 영상 호처리 기능 등을 수행한다.

제어국(300)은 유무선 채널관리(Resource Management), 이동단말장치(100)와의 프로토콜 정합, 기지국(BTS)(200) 프로토콜 정합 및 제어, 호처리 기능, 소프트핸드오버 처리, 핵심망(CN: Core Network)(500) 프로토콜 정합 기능등을 수행한다.

핵심망(500)은 패킷기반의 서비스 제공이 가능한 인터넷 접속 서비스를 위하여 UMTS/GPRS(Uiversal Mbile Tlecommunications Sstems/General Packet Radio Service)와 이동 아이피(Mobile IP) 서비스를 구현하고, 핵심망 백본은 아이피망(IP Network)이 되며, 공중데이터망(Public Data Network) 및 개인망(Private Data Network)과 연동되도록 하는 기능을 수행한다.

한편, 가입자 식별, 인증 알고리즘 수행, 인증과 암호 저장, 그리고 이동단말에 필요한 가입자 정보를 가지고 있는 이동단말장치(100)는 "Uu" 인터페이스를 통하여 기지국(200)에 접속된다.

또한, 상기 기지국(200)에서는 채널 코딩, 인터리빙, 속도 정합, 스프레딩 등과 같은 무선 인터페이스(Air Interface)인 계층1(Layer 1) 처리 기능을 수행하여 "Iub" 인터페이스를 통하여 제어국(300)에 연결 된다.

그리고, 상기 제어국(300)은 소프트 핸드 오버와 무선 자원 관리 알고리즘을 지원하며, 무선접속망(400)으로부터 핵심망(500)의 회선교환과 패킷교환 도메인 연결을 위한 동일한 인터페이스 사용과 무선 인터페이스(Air Interface) 프로토콜 스택으로 회선교환과 패킷 교환 데이터 처리 기능을 수행한다. 따라서, 제어국(300)은 "Iu-CS" 인터페이스를 통하여 회선교환망에 연결되어 회선 교환의 모든 입중계, 출중계가 상기 회선교환망을 통하여 외부 공중 교환전화망으로 연결되는 관문 역할을 수행하여 기존의 전화 서비스 처럼 회선 교환 연결을 제공한다.

또한, 패킷 교환 서비스를 위해 제어국(300)은 "Iu-PS" 인터페이스를 통하여 패킷교환망에 연결되어 이를 통하여 외부 인터넷망으로 연결되는 관문역할을 수행하여 인터넷 연결처럼 패킷데이터서비스 연결을 제공한다. 그리고, 제어국(300)은 패킷도메인과 같이 제어국(300)을 통하여 접속되는 패킷교환망의 일부분과 서킷도메인과 같이 제어국(300)을 통하여 접속되는 회선교환망의 일부분도 있다.

이동단말장치(100)가 통화를 진행하면서 주파수가 다른 기지국으로 가거나, 주파수가 다른 기지국에서 자기 구역내로 올 때에 이동단말장치(100)가 사용중이거나 주파수가 달라지기 때문에 생기는 통화단절을 해결하여 지속적인 통화가 가능 하도록 새로운 주파수의 통화로를 자동전환하는 소프트핸드오버 기능을 처리하기 위하여 제어국(300)과 또 다른 제어국 사이는 "Iur" 인터페이스를 통하여 상호간에 연결된다.

도 2 는 본 발명에 따른 기지국 장치의 일실시예 구성도로서, IMT-2000 비동기 기지국의 서브시스템별 구조를 나타낸다.

IMT-2000 비동기 기지국의 서브시스템별 구조는, 각 IMT-2000/3GPP 무선접속 규격에 따르는 이동단말장치(100)와의 무선접속종단기능을 통한 음성 및 영상, 데이터 트래픽을 광대역 코드분할다중접속(W-CDMA)방식으로 송수신하고, 송수신 안테나를 수용하여 무선으로 이동단말장치(100)와 정보를 송수신하며, 다중 주파수할당(Multi-FA) 및 다중 섹터(Multi-sector) 구조(예를 들면, 2FA/3sector구현)를 수용하고, 소프터핸드오프(Softer Handoff)기능, 이동단말장치(100)와 제어국(300)사이의 유무선 채널 정합기능, 유선구간의 경우 ATM 기반 트래픽 처리기능, 음성 및 영상 호처리 기능 등을 수행하기 위한 시스템 구조를 이루고 있다.

한편, 기지국(Node-B)(200)의 서브시스템 구성은 RFS(Radio Frequency Subsystem)(210), BBS(Base Band Subsystem)(220), BIS(Base station Interconnection Subsystem)(230)로 구성된다.

먼저, 상기 RFS(210)는 송수신안테나를 수용하고 RF전단(Front End) 및IF(Intermediate Frequency) 신호 상향/하향 변환기능을 수행하며, BBS(220)는 기저대역 변복조신호처리를 수행하며, BIS(230)는 기지국내의 호처리, 유지보수 및 제어국(300)과 정합하는 기능을 수행한다.

각 RFS(210), BBS(220) 및 BIS(230) 서브시스템별 구성도를 도 3 내지 도 5에 나타내었다.

도 3은 본 발명에 따른 IMT-2000 비동기 기지국의 RFS(Radio Frequency Subsystem) 서브시스템 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 IMT-2000 비동기 기지국의 BBS(Base Band Subsystem) 서브시스템 구성도이며, 도 5는 본 발명에 따른 IMT-2000 비동기 기지국의 BIS(Base Station Interconnection Subsystem) 서브시스템 구성도를 각각 나타낸다.

먼저, RFS(210)의 구조는 RFF(Radio Frequency Front-end)(211), TRC(Transceiver Card)(212), LPA(Linear Power Amplifier)(213)로 구성되고, BBS(220)의 구조는 IFC(IF Card block)(221), CHC(Channel Card block)(222), LRI(Local Router Interface block)(223)로 구성되며, BIS(230)의 구조는 GRI(Global Router Interface block)(231), RNI(RNC Interface block)(232), BCP(Base station Control Processor block)(233), CKGD(Clock Generation & Distribution Block)(234)로 구성되며, 기지국 내부 서브시스템간 및 블록간의 통신은 이더넷(Ethernet)을 통한 TCP(UDP)/IP(Transmission Control Protocol(User Datagram Protocol)/Internet Protocol) 또는 ATM 전송방식을 선택적으로 적용하여 IPC(Inter Processor Communication) 프로토콜을 사용한다.

이하, 도 3 내지 도 5를 보면서, 상기 RFS(210), BBS(220), BIS(230)의 구조를 좀 더 상세히 설명한다.

도 3 은 본 발명에 따른 IMT-2000 비동기 기지국의 RFS(Radio Frequency Subsystem) 서브시스템의 일실시예 구성도이다.

RFS(210) 서브시스템은 RFF(211), TRC(212) 및 LPA(213)로 구성되며, 3GPP IMT-2000 시스템에서 사용할 기지국(200)의 RF(Radio Frequency) 관련 블록들을 다루고, 음성 서비스(8kbps)를 기준으로 "2FA/3Sector"에 총 720채널을 수용할 수 있는 출력을 내고, "2FA/3Sector"의 경우에는 1 랙(Rack)에 수용 가능한 구조이어야 하며, "1FA/6Sector" 또는 "2FA/6Secter"로 변경 가능해야 하고, "4FA/3Sector" 또는 "4FA/6Sector"를 수용 가능한 구조이어야 하는데, 4FA를 수용하는 경우에는 2 랙(Rack)에 수용하도록 함을 특징으로 한다.

또한, RFS(210)는 수신 안테나를 통해 수신한 RF 신호를 저잡음 증폭 및 대역 필터한 후, 주파수 변환을 통하여 수신한 RF 신호를 IF 신호로 변환하고, 그 신호를 BBS(220) 서브시스템 내의 IFC(221) 블록부에 전달하는 기능을 가지며, 역으로 IFC(221)에 있는 아날로그 변조기를 통한 IF 대역의 신호를 RF 신호로 주파수 변환을 하고, 주파수 변환된 그 신호를 고출력 증폭한 후 대역 필터 후 송신 안테나를 통해 송신하는 기능을 가지며, 독립된 2개의 경로를 갖는 수신 공간 다이버시티(Space Diversity) 기능과 독립된 2개의 경로를 갖는 송신 공간 다이버시티(Space Diversity) 기능 및 송/수신된 RF 신호를 모니터링 할 수 있는 포트(Port)가 제공되어 원격 감시, 보고 및 제어 기능을 수행한다.

RFS(210) 서브시스템 내의 각 블록에 대하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, RFF(211) 블록부는 전력 방향성 결합기, 전력 분배기, 듀플렉서 및 LNA(Low Noise Amplifier)로 구성되어 하나의 모듈을 이루고, 이 모듈은 1 섹터(sector)의 다이버시티(Diversity)를 위한 경로 2개중 하나를 담당하게 되며, 따라서 3 섹터(sector)용의 기지국의 경우 모듈 6개가 필요하게 되고, 주 신호를 위한 목적으로서 송/수신 신호 여파 및 듀플렉싱 기능, 수신 신호 저잡음 증폭 기능, 수신 신호 4-웨이(4-way) 분배 기능을 수행하며, 유지/보수를 위한 목적으로서 송신 출력 레벨 측정을 위한 신호 검출, 안테나 VSWR(Voltage Standing Wave Ratio) 측정을 위한 신호 검출, RFF(211) 내의 수신 경로 감시를 위한 신호 시험용 신호의 입력/출력 기능 및 LNA 장애(Fault) 감시 기능을 수행한다.

TRC(212) 블록부는 BBS(220)의 IFC(221)에서 오는 송신 IF 신호를 주파수 상향 변환하여 중심주파수 2110~2170MHz 대역내의 특정주파수의 RF 신호로 만들어주는 회로와 기지국 순방향링크의 전력을 가변할 수 있는 가변 감쇠기(Variable Attenuator)를 갖고 있고, 송신 다이버시티(Diversity)를 위하여 독립적인 두개의 경로(Path)를 제공하며 송신측 국부 발진기를 내장하고 있으며, 또한 역으로 RFF(211)를 통해서 수신되는 RF 신호를 IF 신호로 변환한 뒤 채널 통과용 쏘 필터(SAW Filter)와 일정한 IF 출력 레벨을 유지하는 자동이득제어(AGC) 회로를 거쳐서 최종적으로 중심주파수 70 MHz(TBC)인 IF 신호를 만들어 주는 역할을 수행한다.

LPA(213) 블록부는 TRC(212) 내부로부터 공급받은 RF 신호(210.C)를 통해 최소 왜곡으로 최종 증폭하여, 그 신호를 RFF(211)에 입력 신호(210.B)로 제공하는 기능을 주 기능으로 하며, LPA(213) 내부는 결합자(Combiner)를 포함하여 TRC(212)에 대하여 각각 1:1로 구성되며, 상기 결합자(Combiner)는 인가되는 다중 주파수 할당(Multi FA)을 전력 결합 한 후, LPA(213)에 제공하고 LPA(213)로부터의 신호를 RFF(211)에 공급하는 경로를 제공하며, 또한 각각의 LPA(213) 블록의 동작 상태를 보고 및 감시하는 데이터 통신의 경로를 제공한다.

한편, RFS(210) 서브시스템과 BBS(220) 서브시스템간 인터페이스, 즉 TRC(212)와 IFC(221)블록간 인터페이스(200.A)는 IF 아날로그 신호로 정합한다.

도 4 는 본 발명에 따른 IMT-2000 비동기 기지국의 BBS(Base Band Subsystem) 서브시스템의 일실시예 구성도이다.

BBS(220) 서브시스템은, 이동단말장치(UE)(100)와 3GPP 무선 접속 규격에 의한 정합기능을 수행하는 서브시스템으로서 BIS(230)를 경유하여 제어국(300)으로부터 전송되어오는 트래픽 및 신호 데이터를 대역확산, 기저대역 디지털 변조 및 신호처리하여 RFS(210)로 송신하는 기능 및 동시에 그의 반대 순서로 신호처리를 하여 얻어진 데이터를 BIS(230)를 경유 제어국(300)으로 송신하는 기능을 수행하며, BIS(230)로부터 입력되는 AAL5형태의 ATM셀을 LRI(223)를 통해 쉘프내의 각 채널카드(222)로 라우팅시키는 기능을 수행하며, IF변환 기능 즉, 코드분할다중접속(CDMA)신호처리된 기저대역 신호를 중간주파수(IF)로 변환시키는 기능과 중간주파수(IF)의 신호를 기저대역 신호로 변환시키는 기능을 수행하며, 다수의 섹터로부터 입력되는 신호를 처리하는 섹터 운용기능을 수행한다.

BBS(220)의 BIS(230)간 인터페이스(200.B)는 BIS(230)의 GRI(231)와 "TP25" ATM 링크로 이중화된 형태로 정합하고, RFS(210) 서브시스템의 TRC(212) 블록부와 IFC(221)간 인터페이스(200.A)는 IF 아날로그 신호로 정합한다.

BBS(220) 내 블록간 정합에 있어서 LRI(223)와 CHC(222)간 인터페이스(220.B)는 ATM 셀 버스(Cell-bus)로 정합되며, CHC(222)와 IFC(221)간 인터페이스(220.A)는 LVDS(Low Voltage Differential Signaling)로 정합한다.

BBS(220) 서브시스템 내의 각 블록에 대하여 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, LRI(223)는 채널 카드가 있는 로컬 라우터로서 BIS(230)내부의 GRI(231)와 정합하고, 이때 활성/대기(Active/Standby) 모드로 동작하는 2개의 PBA로 구성되는 LRI(A) 및 LRI(B)가 GRI(A) 및 GRI(B)와 크로스 링크(Cross Link)로 접속되는 이중화 링크구조를 이루어 시스템의 신뢰성을 제공하며, 랙(Rack) 내에서 HDLC(High Level Data Link Control)링크를 통해 RFC(210)를 제어하고, 자체의 쉘프(Shelf) 내의 하드웨어 경보를 수집하여 BIS(230)내 BCP(223)로 전송하며, 쉘프(Shelf) 내 유지 보수 정보를 BCP(223)로 송신하며, CKGD(234) 블록으로부터 입력된 시스템 클럭을 BBS(220)에 수용되는 블록들에 전송한다.

CHC(222)는 무선접속규격에 따라 이동단말장치(UE)(100)와 무선통신을 수행하는 블록으로서 파일럿, 페이징, 동기, 트래픽 등과 관련한 CDMA 채널처리 기능, 송신 및 수신시 데이터에 대한 변복조 기능, 채널코딩 및 디코딩, 인터리빙 및 디인터리빙, 터보코딩 및 디코딩 기능, 6 섹터 정합기능, 소프터핸드오프(SofterHandoff) 관련 기능, 송수신 안테나 다이버시티 관련 기능, ATM 셀 버스 정합, 채널 카드당 다중(Multiple) 채널 엘리먼트에 대한 다중화 기능 등을 수행한다.

IFC(221)는 CHC(222)와 정합되어 기저대역에서 확산처리된 디지털 데이터를 아날로그 변환후 IF 주파수로 변환시키는 블록으로서 역방향 링크로는 RFS(210)로부터 수신한 아날로그 IF 신호를 기저대역 I(Imaginary) 및 Q(Quadrature) 채널 성분으로 다운 컨버팅(Down Converting)한 후, A/D(Analog to Digital)변환시킨 후 여파시키는 기능을 수행하고, 순방향 링크로는 CHC(222)로부터 수신한 확산 기저 대역 디지털 신호를 D/A(Digital to Analog)변환 후, 아날로그 신호를 IF 주파수로 업 컨버팅(Up Converting)한 후 RFS(210)로 송신하는 기능을 수행하며, RRC 필터링 기능 및 역방향 링크의 이득 조절, AGC(Automatic Gain Control) 기능을 수행하며, 상기의 기능을 최대 6섹터를 지원하도록 섹터단위로 수행한다.

도 5 는 본 발명에 따른 IMT-2000 비동기 기지국의 BIS(Base Station Interconnection Subsystem) 서브시스템의 일실시예 구성도이다.

BIS(230) 서브시스템은 기지국(200)내부의 통신경로와 제어기능을 수행하는 서브시스템으로서 RNI(232) 블록에서 기지국(200)과 제어국(300) 사이를 유선채널로 ATM기반 정합기능 및 기지국(200)과 제어국(300)사이의 ATM링크상의 AAL2트래픽을 AAL5형태로, 또는 AAL5 트래픽을 AAL2형태로 변환하는 기능을 수행하며, GRI(231)를 통하여 기지국(200) 내부 통신 경로 제공하고, BCP(233)에서 기지국의 자원 운용 및 보전기능과 호 처리 기능을 수행하며, 제어국(300)과 기지국(200)은 모두 상위의 망으로부터 클럭을 복원 사용하는 수신종속방식으로 동작하는데CKGD(234)에서 상위망인 제어국(300)으로부터 복원한 클럭과 자체 발생시킨 클럭의 위상을 동기 시켜 기지국에 필요한 클럭을 생성 분배시키는 기능 등을 수행한다.

BIS(230)내 블록간 정합에 있어서 GRI(231)와 RNI(232)간 및 BCP(233)간 인터페이스(230.A)는 ATM 셀 버스(Cell-bus)로 정합되며, BBS(220)와의 인터페이스(200.B)는 BBS(220)내 로컬라우터인 LRI(223)와 25Mbps ATM링크로 정합한다.

BIS(230) 서브시스템 내의 각 블록에 대하여 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, GRI(231)는 기지국(200) 내에서 상위 라우터에서 CHC(222)가 있는 로컬 라우터로 ATM링크를 정합시키는 블록으로서 글로벌 라우터에는 ATM 셀버스정합, BBS(220) 내의 로컬라우터인 LRI(223)와 인터페이스(200.B)는 "TP25"를 이용하여 25Mbps ATM링크를 정합시키는 기능을 수행하며, 호 설정시 ATM셀 헤더의 라우팅 정보를 관리(즉, 베어러 접속 기능)하며, 활성/대기(Active/Standby) 모드로 동작하는 2개의 PBA로 구성되어 전체적으로 16개의 25Mbps 링크를 제공하며, LRI(223)와는 크로스 링크(Cross Link)로 접속되는 구성을 갖는다.

RNI(232)는 제어국(300)과 기지국(200)간의 인터페이스인 "Iub" 정합블록으로서 "STM-1"이나 "E1"트렁크 라인을 이용한 제어국과의 정합 기능을 수행하고, 이때 고속 실시간 트래픽을 전송하기 위하여 ATM 역다중화 기술인 반전 다중화(Inverse Multiplexing) 기능을 수용하고, 제어국(300)으로부터 망동기용 클럭을 수신하여 기지국내 클럭 생성/분배역할을 하는 CKGD(234) 블록에 기준 클럭을송신하며, AAL2/AAL5 상호 변환 기능을 수행하면서, 신뢰성을 위하여 부하 분담(load share)형으로 운용한다.

BCP(233)는 기지국(200)의 호처리 기능을 수행하는데 이를 위해 "Iub" 인터페이스의 기능을 처리한다.

상기 BCP(233)가 수행하는 주요 기능은 "Iub" 무선네트워크 계층기능, "Iub" 트랜스포트 계층 기능(SSCOP, SSCF-UNI, ALCAP), 통계 및 자원 관리등의 기지국 운용기능, 기지국 진단, 상태관리, 장애, 경보처리등의 기지국 관리기능, 방송채널에 대한 MAC(Medium Access Control), RLC(Radio Link Control), RRC(Radio Resource Control) 기능 처리를 수행하는 방송채널 호처리 기능, 엑세스 처리 기능, 기지국 초기화, 프로그램 로딩 및 자원 할당 기능, BCP(A) 및 BCP(B)형태의 이중화 처리 기능, 자체 쉘프(Shelf) 내의 하드웨어 경보신호의 수집 및 기지국 주요 하드웨어 경보를 수집(예를 들면, 화재, 침수, 문 개폐, 쉘프 경보 등)하며, 기지국 운용 보전 기능을 수행하여 그 정보를 제어국(300)에 통보하는 기능 등을 수행한다.

제어국(300)과 기지국(200)은 모두 상위의 망으로부터 클럭을 복원 사용하는 수신종속방식으로 동작하는데 CKGD(234)는 기지국(200) 내부에서 필요로 하는 클럭을 생성시키고 분배시키기 위한 블록으로서 상위망인 제어국(300)과 인터페이스된 RNI(232) 정합링크로부터 추출한 상위망에 동기된 기준클럭과 자체 내부의 국부클럭을 위상동기시킨 후 필요한 클럭을 생성 및 분배시키는 기능을 수행하는데 RNI(232)로부터 입력받는 기준클럭은 8KHz와 2.048MHz이며, CKGD(234)에서 발생시키는 출력 클럭 및 인터페이스는 10MHz, 100Hz(10ms), 3.84*8MHz, 40.96s(10ms*4096계수), 2.048MHz, 30.72MHz, TOD, 2PPS 등이다. 또한, CKGD(234)는 신뢰성 및 향후의 시스템 설치환경을 고려하여 GPS(Global Positioning System)수신기 및 DOTS(Digital Office Timing Supply)의 기준클럭을 수신할 수 있는 선택적인 구조를 갖도록 설계한다.

상기한 바와 같은 본 발명은, IMT-2000 기지국의 시스템 클럭이 GPS수신기에만 의존하지 않고서도 상위의 망으로부터 클럭을 복원 사용하는 수신종속방식으로 상위 망과의 시스템 클럭을 동기시킬 수 있도록 망동기 클럭을 제공하며, 상위의 망동기를 이용하여 저속의 음성에서 2Mbps까지의 전송속도를 가지는 데이터, 영상 등의 멀티미디어 서비스와 이동 가입자에게 전 세계 어디를 가든 통화 할 수 있는 국제 로밍 서비스를 제공하는 기지국 시스템의 구조를 이룰수 있도록 AAL2/AAL5변환기능을 제공하여 제어국과의 정합을 이룬다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

상기한 바와 바와 같은 본 발명은, IMT-2000 비동기 시스템에서 저속의 음성에서 2Mbps까지의 전송속도를 가지는 데이터, 영상 등의 멀티미디어 서비스와 이동 가입자에게 전 세계 어디를 가든 통화 할 수 있는 국제 로밍 서비스를 제공할 수있는 효과가 있다.

Claims

차세대 이동통신 시스템의 기지국 장치에 있어서,

상기 기지국 장치의 RF(Radio Frequency)/중간주파수(Intermediate Frequency) 신호의 상향/하향 변환기능을 수행하기 위한 무선 주파수 처리수단;

상기 무선 주파수 처리수단으로부터 전송된 신호와 기지국 처리수단으로부터 전송된 신호에 대하여 기저대역 변복조 신호처리를 수행하기 위한 기저대역 처리수단; 및

상기 기지국 장치 내의 호처리, 유지보수 및 제어국과 정합하기 위한 상기 기지국 처리수단

을 포함하는 기지국 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 무선 주파수 처리수단은,

독립된 2개의 경로를 갖는 수신 공간 다이버시티(Space Diversity) 기능과 독립된 2개의 경로를 갖는 송신 공간 다이버시티(Space Diversity) 기능 및 송/수신된 무선 주파수(RF) 신호를 모니터링 할 수 있는 포트(Port)가 제공되어 원격 감시, 보고 및 제어 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 기지국 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 무선 주파수 처리수단은,

송/수신 신호 여파 및 듀플렉싱 기능, 수신 신호 저잡음 증폭 기능, 수신 신호 4-웨이(4-way) 분배 기능을 수행하며, 송신 출력 레벨 측정을 위한 신호 검출, 안테나 VSWR(Voltage Standing Wave Ratio) 측정을 위한 신호 검출, 수신 경로 감시를 위한 신호 시험용 신호의 입력/출력 기능, 저잡음증폭기 장애(Fault) 감시 기능을 수행하기 위한 무선 주파수 전단부;

상기 기저대역 처리수단으로부터 전송된 송신 중간 주파수(IF) 신호를 주파수 상향 변환하여 특정주파수의 무선 주파수(RF) 신호로 변환하고, 상기 무선 주파수 처리수단을 통해서 수신되는 무선 주파수(RF) 신호를 중간 주파수(IF) 신호로 변환하기 위한 송수신 처리부; 및

상기 송수신 처리부로부터 공급받은 무선 주파수(RF) 신호를 통해 최소 왜곡으로 최종 증폭하여 상기 무선 주파수 처리수단의 입력 신호로 제공하기 위한 저전력증폭부

를 포함하는 기지국 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 무선 주파수 전단부는,

전력 방향성 결합기, 전력 분배기, 듀플렉서 및 LNA(Low Noise Amplifier)로 구성되어 하나의 모듈을 이루고, 이 모듈은 1 섹터(sector)의 다이버시티(Diversity)를 위한 경로 2개중 하나를 담당하는 것을 특징으로 하는 기지국 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 송수신 처리부는,

기지국 순방향링크의 전력을 가변할 수 있는 가변 감쇠기(Variable Attenuator)를 갖고 있고, 송신 다이버시티(Diversity)를 위하여 독립적인 두개의 경로(Path)를 제공하며 송신측 국부 발진기를 내장하고 있는 것을 특징으로 하는 기지국 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 저전력증폭부는,

결합자(Combiner)를 포함하여 상기 송수신 처리부에 대하여 각각 1:1로 구성되는 것을 특징으로 하는 기지국 장치.
제 6 항에 있어서,

상기 결합자는,

인가되는 다중 주파수 할당(Multi FA)을 전력 결합 한 후, 상기 저전력증폭부에 제공하고, 상기 저전력증폭부로부터의 신호를 상기 무선 주파수 처리수단에 공급하는 경로를 제공하며, 각각의 상기 저전력증폭부의 동작 상태를 보고 및 감시하는 데이터 통신의 경로를 제공하는 것을 특징으로 하는 기지국 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 기저대역 처리수단은,

블록간 정합에 있어서 로컬 라우터 인터페이싱과 채널카드부간 인터페이스가 비동기전송모드(ATM) 셀 버스(Cell-bus)로 정합되며, 상기 채널카드부와 중간 주파수 카드부간 인터페이스가 LVDS(Low Voltage Differential Signaling)로 정합되는 것을 특징으로 하는 기지국 장치.
제 8 항에 있어서,

상기 기저대역 처리수단은,

상기 기지국 처리수단과 정합하여 라우팅하기 위한 로컬 라우터 인터페이싱부;

무선접속규격에 따라 이동단말장치와 무선통신을 수행하기 위한 채널카드부; 및

상기 채널카드부와 정합되어 기저대역에서 확산처리된 디지털 데이터를 아날로그 변환후 중간 주파수(IF)로 변환하기 위한 중간 주파수 카드부

를 포함하는 기지국 장치.
제 9 항에 있어서,

상기 로컬 라우터 인터페이싱부는,

상기 기지국 처리수단과 정합하고, 상기 기지국 처리수단과 크로스 링크(Cross Link)로 접속되는 이중화 링크구조를 이루며, 랙(Rack) 내에서 HDLC(High Level Data Link Control)링크를 통해 상기 무선 주파수 제어수단을 제어하고, 자체의 쉘프(Shelf) 내의 하드웨어 정보를 수집하여 상기 기지국 처리수단으로 전송하며, 쉘프(Shelf) 내 유지 보수 정보를 상기 기지국 처리수단으로 송신하며, 상기 기지국 처리수단으로부터 입력된 시스템 클럭을 상기 기저대역 처리수단에 수용되는 블록들에 전송하는 것을 특징으로 하는 기지국 장치.
제 9 항에 있어서,

상기 채널카드부는,

역방향 링크로는 무선 주파수 제어수단으로부터 수신한 아날로그 중간 주파수(IF) 신호를 기저대역 I(Imaginary) 및 Q(Quadrature) 채널 성분으로 다운 컨버팅(Down Converting)한 후, A/D(Analog to Digital)변환시킨 후 여파시키는 기능을 수행하고, 순방향 링크로는 상기 채널카드부로부터 수신한 확산 기저 대역 디지털 신호를 D/A(Digital to Analog)변환 후, 아날로그 신호를 중간 주파수(IF)로 업 컨버팅(Up Converting)한 후 상기 무선 주파수 제어수단으로 송신하는 기능을 수행하며, RRC(Radio Resource Control) 필터링 기능 및 역방향 링크의 이득 조절, AGC(Automatic Gain Control) 기능을 수행하며, 상기의 기능을 최대 6섹터를 지원하도록 섹터단위로 수행하는 것을 특징으로 하는 기지국 장치.
제 9 항에 있어서,

상기 중간 주파수 카드부는,

파일럿, 페이징, 동기, 트래픽 등과 관련한 코드분할다중접속(CDMA) 채널처리 기능, 송신 및 수신시 데이터에 대한 변복조 기능, 채널코딩 및 디코딩, 인터리빙 및 디인터리빙, 터보코딩 및 디코딩 기능, 6 섹터 정합기능, 소프터핸드오프(Softer Handoff) 관련 기능, 송수신 안테나 다이버시티 관련 기능, ATM 셀 버스 정합, 채널 카드당 다중(Multiple) 채널 엘리먼트에 대한 다중화 기능 을 수행하는 것을 특징으로 하는 기지국 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 기지국 처리수단은,

상기 기지국과 상기 제어국 사이를 유선채널로 비동기전송모드(ATM)기반 정합기능을 하고, AAL2/AAL5 트래픽을 상호 변환하기 위한 제어국 인터페이싱부;

상기 기지국 내부 통신 경로를 제공하기 위한 라우터 인터페이싱부;

상기 기지국의 자원 운용 및 보전기능과 호 처리 기능을 수행하기 위한 기지국 제어 처리부; 및

상위망인 상기 제어국으로부터 복원한 클럭과 자체 발생시킨 클럭의 위상을 동기 시켜 상기 기지국에 필요한 클럭을 생성 분배시키기 위한 클럭 생성/분배부

를 포함하는 기지국 장치.
제 13 항에 있어서,

상기 제어국 인터페이싱부는,

상기 제어국과 상기 기지국간의 인터페이스인 "Iub" 정합블록으로서 "STM-1"이나 "E1"트렁크 라인을 이용한 제어국과의 정합 기능을 수행하고, 상기 제어국으로부터 망동기용 클럭을 수신하여 상기 클럭 생성/분배부에 기준 클럭을 송신하며, AAL2/AAL5 상호 변환 기능을 수행하면서, 신뢰성을 위하여 부하 분담(load share)형으로 운용하는 것을 특징으로 하는 기지국 장치.
제 14 항에 있어서,

상기 제어국과의 정합 기능은,

고속 실시간 트래픽을 전송하기 위하여 비동기전송모드(ATM) 역다중화 기술인 반전 다중화(Inverse Multiplexing) 기능을 이용하는 것을 특징으로 하는 기지국 장치.
제 13 항에 있어서,

상기 라우터 인터페이싱부는,

상기 기지국 내에서 상위 라우터에서 상기 채널카드부가 있는 로컬 라우터로 비동기전송모드(ATM)링크를 정합시키고, 글로벌 라우터에는 비동기전송모드(ATM) 셀버스정합, 상기 로컬 라우터 인터페이싱부와 인터페이스는 "TP25"를 이용하여 25Mbps 비동기전송모드(ATM)링크를 정합시키는 기능을 수행하며, 호 설정시 비동기전송모드(ATM)셀 헤더의 라우팅 정보를 관리하며, 활성/대기(Active/Standby) 모드로 동작하며, 상기 로컬 라우터 인터페이싱부와는 크로스 링크(Cross Link)로 접속되는 것을 특징으로 하는 기지국 장치.
제 13 항에 있어서,

상기 기지국 제어 처리부는,

"Iub" 무선네트워크 계층기능, "Iub" 트랜스포트 계층 기능, 기지국 운용기능, 기지국 진단, 상태관리, 장애, 기지국 관리기능, 방송채널에 대한 MAC(Medium Access Control), RLC(Radio Link Control), RRC(Radio Resource Control) 기능 처리를 수행하는 방송채널 호처리 기능, 엑세스 처리 기능, 기지국 초기화, 프로그램 로딩 및 자원 할당 기능, 이중화 처리 기능, 자체 쉘프(Shelf) 내의 하드웨어 경보신호의 수집 및 기지국 주요 하드웨어 경보를 수집하며, 기지국 운용 보전 기능을 수행하여 그 정보를 상기 제어국에 통보하는 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 기지국 장치.
제 13 항에 있어서,

상기 클럭 생성/분배부는,

상위망인 제어국과 인터페이스된 상기 제어국 인터페이싱부 정합링크로부터 추출한 상위망에 동기된 기준클럭과 자체 내부의 국부클럭을 위상동기시킨 후 필요한 클럭을 생성 및 분배시키는 기능을 수행하며, GPS(Global Positioning System)수신기 및 DOTS(Digital Office Timing Supply)의 기준클럭을 수신할 수 있는 선택적인 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 기지국 장치.
제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 기지국 장치는,

상기 기저대역 처리수단 및 기지국 처리수단 간의 인터페이스가 상기 기지국 처리수단의 라우터 인터페이싱부와 "TP25" 비동기전송모드(ATM) 링크로 이중화된 형태로 정합하고, 무선 주파수 처리수단의 송수신 처리부와 중간 주파수 카드부간 인터페이스는 중간 주파수(IF) 아날로그 신호로 정합하고, 상기 기저대역 처리수단의 로컬 라우터인 상기 로컬 라우터 인터페이싱부와 상기 기지국 처리수단 내의 글로벌 라우터인 라우터 인터페이싱부가 정합하기 위하여 이중화가 되어있으며, 상기 기지국 내부 서브시스템간 및 블록간의 통신이 랜(LAN)을 통한 TCP(UDP)/IP(Transmission Control Protocol(User Datagram Protocol)/Internet Protocol)나 비동기전송모드(ATM) 전송방식을 선택적으로 적용하여 IPC(Inter Processor Communication) 프로토콜을 사용하는 것을 특징으로 하는 기지국 장치.