KR20050013418A - 디지털 원격기지국시스템 - Google Patents

디지털 원격기지국시스템

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KR20050013418A
KR20050013418A KR1020030052062A KR20030052062A KR20050013418A KR 20050013418 A KR20050013418 A KR 20050013418A KR 1020030052062 A KR1020030052062 A KR 1020030052062A KR 20030052062 A KR20030052062 A KR 20030052062A KR 20050013418 A KR20050013418 A KR 20050013418A
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박영석
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엘지전자 주식회사
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14Relay systems

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 디지털 원격기지국시스템에 관한 것으로서, 종래의 원격기지국시스템의 경우, 광케이블을 통해 전송되는 신호가 아날로그 고주파신호이기 때문에, 온도 등의 환경요인에 따라 전송신호가 손실될 뿐 아니라, 각 채널별 고주파신호(1FA, 2FA, 3FA, 4FA)가 하나로 결합되어 전송되기 때문에 각 신호 사이에 간섭노이즈가 발생하는 문제점이 있다. 또한, 각각의 섹터(α,β,γ)에 송신되는 동일한 채널신호, 예컨데, α섹터의 1FA와, β섹터의 1FA, γ섹터의 1FA를 하나의 신호로 결합하는 것이 불가능하여 각 신호를 각기 전송해야 하므로, E/O, O/E 컨버터 및 광케이블 등의 설비를 추가해야 하는 문제점이 있다.
이에 따라, 본 발명은 디지털 광전송방식을 채용하여 각 채널별 고주파신호 사이의 간섭노이즈 발생을 방지할 뿐 아니라, 각 섹터별 채널 기저대역 신호를 다중화하여 싱글모드 광송신을 가능케 함으로써 비용을 절감시킬 수 있는 디지털 원격기지국시스템을 제공한다.

Description

디지털 원격기지국시스템{DIGITAL REMOTE BASE STATION SYSTEM}
본 발명은 디지털 원격기지국시스템에 관한 것으로서, 특히, 각 채널별 고주파신호(1FA, 2FA, 3FA, 4FA) 사이의 간섭노이즈 발생을 방지할 뿐 아니라, 각 섹터별 채널 기저대역 신호를 다중화하여 싱글모드 광송신을 가능케 함으로써, 비용을 절감시킬 수 있는 디지털 원격기지국시스템에 관한 것이다.
가입자가 이동하면서 전국 어디서나 즉시 통신할 수 있도록 하는 이동통신시스템에서는 가입자용 단말기와 데이터를 무선 송수신할 수 있는 기지국이 분산 설치된다. 이러한 기지국들은 일정반경을 갖는 셀의 형태로 설치되므로, 주변 환경이나 설치장소에 따라, 전파가 단절되는 음영지역이 발생하게 된다. 이에 따라, 음영지역에서의 전파공급을 위해, 해당 음영지역의 기지국 즉 마스터기지국과 동일한 할당주파수, 데이터신호 및 제어신호 등의 전파를 송수신하는 슬레이브기지국인 원격기지국이 운용된다.
도 1은 종래의 원격기지국시스템의 제어블럭도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 원격기지국시스템은 일정한 셀 내에 설치되어 이동 단말기와 무선접속되는 마스터기지국(1)과, 마스터기지국(1)에 광케이블을 통해 접속되며 마스터기지국(1)의 서비스영역 중에서 음영지역에 설치되어 음영지역의 단말기와 무선접속되는 슬레이브기지국(3)으로 구성된다.
마스터기지국(1)은 이동교환국(미도시)으로부터 인가되는 채널별 가입자 신호를 입력받아 각 채널별 신호를 CDMA 방식으로 변환하는 CDMA채널모뎀(7)과, CDMA채널모뎀(7)으로부터 채널별로 인가되는 기저대역(Base Band)CDMA신호를 고주파(RF)신호로 상향변조하여 각 채널 별로 출력하는 기저대역신호 처리부(9)를 포함하는 마스터CDMA모뎀(7)과, 마스터CDMA모뎀(7)으로부터 각 채널별(1FA, 2FA, 3FA, 4FA)로 출력되는 고주파신호를 혼합하여 하나의 경로로 출력되도록 하는 컴바이너(11)와, 컴바이너(11)로부터 출력되는 신호의 세기를 일부 분리하여 2개의 경로로 분배하는 TC(Transmit Coupler)(13)와, TC(13)의 한쪽 경로로부터 출력되는 신호를 입력받아 고출력으로 증폭하고 안테나(16)를 통해 무선송수신하는 PA(Power Amp)(14)와, TC(13)의 다른 쪽 경로로부터 출력되는 신호를 입력받아 광신호로 변환하여 광케이블을 통해 전송하는 E/O컨버터(18)를 포함한다.
슬레이브기지국(3)은 광케이블을 통해 마스터기지국(1)으로부터 광신호를 수신하여 전기신호로 변환하는 O/E컨버터(20)와, 변환된 전기신호를 증폭하는 PA(Power Amp)(22)와, PA(22)를 통해 증폭된 CDMA전기신호 중 노이즈를 제거한 후 안테나(26)를 통해 무선송수신하는 BPF(Baseband Pass Filer)(24)를 포함한다.
이러한 구성에 의해, 마스터기지국(1)의 마스터CDMA모뎀(7)을 통해 변환된각 채널별 고주파신호(1FA, 2FA, 3FA, 4FA)는 컴바이너(11)에 의해 하나로 결합되어 그 중 일부는 서비스영역의 전체 섹터로 무선전송되고, 나머지부분은 광신호로 변환되어 슬레이브기지국(3)으로 전송된다. 슬레이브기지국(3)은 광신호를 다시 각 채널별 고주파신호(1FA, 2FA, 3FA, 4FA)로 변환하여 음영지역으로 무선전송한다.
그런데, 이러한 종래기술에 따르면 광케이블을 통해 전송되는 신호가 아날로그 고주파신호이기 때문에, 온도 등의 환경요인에 따라 전송신호가 손실될 뿐 아니라, 각 채널별 고주파신호(1FA, 2FA, 3FA, 4FA)가 하나로 결합되어 전송되기 때문에 각 신호 사이에 간섭노이즈가 발생하는 문제점이 있다. 또한, 각각의 섹터(α,β,γ)에 송신되는 동일한 채널신호, 예컨데, α섹터의 1FA와, β섹터의 1FA, γ섹터의 1FA를 하나의 신호로 결합하는 것이 불가능하여 각 신호를 각기 전송해야 하므로, E/O, O/E 컨버터 및 광케이블 등의 설비를 추가해야 하는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 각 채널별 고주파신호(1FA, 2FA, 3FA, 4FA) 사이의 간섭노이즈 발생을 방지할 뿐 아니라, 각 섹터별 채널 기저대역 신호를 다중화하여 싱글모드 광송신을 가능케 함으로써, 비용을 절감시킬 수 있는 디지털 원격기지국시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 디지털 원격기지국 시스템의 제어블럭도,
도 2는 본 발명에 따른 디지털 원격기지국시스템의 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 디지털 원격기지국시스템의 제어블럭도,
도 4는 도 3의 마스터기지국의 먹스포맷터의 입출력 신호도,
도 5는 도 3의 슬레이브기지국의 디먹스포맷터의 입출력 신호도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 먹스포맷터와 디먹스포맷터의 신호 다이어그램이다.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***
30 : 마스터기지국 32 : 마스터CDMA모뎀
34 : 주제어부 36 : 먹스포맷터
38 : 병렬신호변환부 39 : E/O컨버터
40 : 광케이블 42 : 데이지체인
50 : 슬레이브기지국 52 : O/E컨버터
54 : 직렬신호변환부 56 : 디먹스포맷터
58 : 슬레이브기지국 신호처리부 60 : 원격제어부
62 : 기저대역 신호처리부 64 : PA
66 : BPF 68 : 안테나
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디지털 원격기지국시스템은,복수의 섹터에 해당되는 채널기저대역신호를 생성하는 마스터CDMA모뎀과; 원격지의 슬레이브기지국의 제어를 위한 원격제어신호를 생성하는 주제어부와; 상기 마스터CDMA모뎀으로부터의 채널기저대역신호 및 상기 주제어부로부터의 원격제어신호를 다중화하여 디지털형식의 병렬신호로 변환하는 먹스포맷터와; 상기 먹스포맷터로부터의 병렬신호를 직렬신호로 변환하는 병렬신호변환부와; 상기 디지털직렬신호를 광신호로 변환하여 광케이블을 통해 상기 슬레이브기지국으로 전송하는 E/O컨버터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 슬레이브기지국과의 데이터 교환을 위한 ATM프로토콜신호 처리부와, 상기 슬레이브기지국과의 송수신 상태확인을 위한 루핑신호 발생부 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 슬레이브기지국은, 상기 디지털 광신호를 상기 원격제어신호 및 상기 채널기저대역신호로 역다중하하는 디먹스포맷터를 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 슬레이브기지국은, 상기 마스터기지국으로부터 전송된 상기 채널기저대역신호 및 컨트롤신호를 데이지체인을 통해 다른 슬레이브기지국으로 제공하는 것이 가능하다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른에 대해서 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 디지털 원격기지국시스템의 구성도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 디지털 원격기지국시스템은 각 섹터의 채널별 기저대역 CDMA신및 원격지에 위치한 슬레이브기지국(50)을 제어하기 위한 컨트롤신호를 디지털 광신호의 형태로 광케이블(40)을 통해 전송하는 마스터기지국(30)과, 마스터기지국(30)이 제공하는 각 섹터별 채널기저대역신호 및 컨트롤신호를 수신하여, 각 섹터의 채널별 기저대역를 변조하여 해당 섹터(α,β,γ)별로 각 채널별 고주파신호(1FA, 2FA, 3FA, 4FA)를 송신하고 수신된 컨트롤신호에 따라 제어되는 복수의 슬레이브기지국(50)으로 구성된다.
여기서, 슬레이브기지국(50) 중 적어도 어느 하나의 슬레이브기지국(50)은 마스터기지국(30)으로부터 광케이블(40)을 통해 직접 각 섹터별 채널기저대역신호 및 컨트롤신호를 수신하고, 슬레이브기지국(50)에 수신된 각 섹터별 채널기저대역신호 및 컨트롤신호는 다른 슬레이브기지국(50)으로 데이지체인(42)을 통해 전송된다.
이러한 구성의 디지털 원격기지국시스템의 내부 구성을 도 3을 참조하여 더욱 상세히 설명한다. 도 3은 본 발명에 따른 디지털 원격기지국시스템의 제어블럭도이다.
마스터기지국(30)은 이동교환국(미도시)으로부터 인가되는 채널별 가입자 신호를 CDMA방식으로 변환하고 고주파신호로 상향변조하여 출력하는 마스터CDMA모뎀(32)과, 슬레이브기지국(50)을 제어하기 위한 주제어부(34)와, 마스터CDMA모뎀(32)으로부터 출력된 각 섹터별 채널기저대역신호 및 주제어부(34)로부터의 컨트롤신호를 다중화(Multiplexing)하여 송신하는 먹스포맷터(36)와, 먹스포맷터(36)로부터의 병렬신호를 직렬신호로 변환하는 병렬신호변환부(38)와, 병렬신호변환부(38)로부터의 디지털형태의 직렬신호를 디지털형태의 광신호로 변환하여 광케이블(40)로 전송하는 E/O컨버터(39)를 포함한다.
마스터CDMA모뎀(32)은 채널별 가입자 신호를 CDMA 방식으로 변환하여 채널별로 인가되는 기저대역(Base Band)CDMA신호를 고주파(RF)신호로 상향변조하여 각 채녈별로 출력며, 주제어부(34)는 원격지의 슬레이브기지국(50)을 제어하기 위한 제어신호를 생성한다.
먹스포맷터(36)는 마스터CDMA모뎀(32) 및 주제어부(34)로부터 각각 인가되는 각 섹터별 채널기저대역신호 및 컨트롤신호를 다중화하는데, 그 신호흐름은 도 4에 도시된 바와 같다. 도 4는 먹스포맷터(36)의 입출력 신호도로서, 주제어부(34)로부터 인가되는 컨트롤데이터[0-7]와 마스터CDMA모뎀(32)으로부터 출력되는 각 섹터의 채널별 기저대역 CDMA신호인 I/Q신호(4FA/3sector_I/Q)가 입력되는 상태를 도시한 것이다. 먹스포맷터(36)는 컨트롤신호 및 각 섹터의 채널별 기저대역 CDMA신호인 I/Q신호를 다중화하여 16라인의 병렬신호의 형태로 48×chips의 속도로 병렬신호처리부(38)로 전송한다. 이러한 먹스포맷터(36)는 FPGA와 같은 ASIC칩을 이용하는 것이 바람직하다.
병렬신호변환부(38)는 먹스포맷터(36)로부터 수신된 16라인의 병렬신호를 직렬신호로 변환하여 E/O컨버터(39)로 제공하며, E/O컨버터(39)는 병렬신호변환부(38)로부터의 전기신호인 직렬신호를 광신호로 변환하여 광케이블(40)을 통해 디지털 광전송한다.
한편, 마스터기지국(30)으로부터 광신호를 수신하는 슬레이브기지국(50)은,광케이블(40)을 통한 디지털 광신호를 수신하여 전기신호로 변환하는 O/E컨버터(52)와, O/E컨버터(52)를 통해 변환된 직렬형태의 전기신호를 병렬신호형태로 변환하는 직렬신호변환부(54)와, 직렬신호변환부(54)를 통해 변환된 병렬신호를 각 섹터별 채널기저대역신호 및 컨트롤신호로 역다중화시키는 디먹스포맷터(56)와 디먹스포맷터(56)를 통해 역다중화된 컨트롤신호를 인가받아 슬레이브기지국(50)의 기능을 제어하는 원격제어부(60)와, 디먹스포맷터(56)를 통해 역다중화된 각 섹터별 채널기저대역신호를 처리하여 각 섹터(α,β,γ)에 채널 고주파신호(1FA, 2FA, 3FA, 4FA)를 무선송신하는 슬레이브기지국 신호처리부(58)를 포함한다.
O/E컨버터(52)는 광케이블(40)을 통해 마스터기지국(30)으로부터 수신된 디지털 광신호를 전기신호로 변환하여, 데이지체인(42)을 다른 슬레이브기지국(50)으로 전달하는 한편 직렬신호변환부(54)로도 전기신호를 제공하여 신호처리과정이 수행디도록 한다. 여기서, 데이지체인(42)은 전자디바이스 간 신호전달을 위해 일반적으로 사용되는 접속방식이다.
직렬신호변환부(54)는 O/E컨버터(52)를 통해 전기신호로 변환된 직렬신호를 16라인의 병렬신호로 변환하여 48×chips의 속도로 디먹스포맷터(56)로 전달한다.
디먹스포맷터(56)는 병렬신호를 사용자신호 및 컨트롤신호로 역다중화하여 사용자신호는 슬레이브기지국 신호처리부(58)로 제공하고 컨트롤신호는 원격제어부(60)로 제공하는데, 그 신호흐름은 도 5에 도시된 바와 같다. 도 5는 디먹스포맷터(56)의 입출력 신호도로서, 도면에 도시된 바와 같이 디먹스포맷터(56)는 O/E컨버터(52)로부터 제공되는 16라인의 병렬신호를 컨트롤데이터[0-7]와 각 섹터별 채널기저대역I/Q신호(4FA/3sector_I/Q)로 역다중화함으로써 마스터기지국(30)으로부터 전송된 신호를 복원한다. 이러한 디먹스포맷터(56) 또한 FPGA와 같은 ASIC칩을 이용하는 것이 가능하다.
한편, 슬레이브기지국 신호처리부(58)는 디먹스포맷터(56)를 통해 역다중화 된 각 섹터별 채널기저대역I/Q신호(4FA/3sector_I/Q)를 기저대역신호 처리부(62)를 통해 각 채널별로 해당하는 반송파 신호에 의해 고주파로 변조된 4FA신호로 변환한다. 이어서, 4FA신호는 각 섹터별로 PA(Power Amp)(64a, 64b, 64c)를 통해 증폭되고, BPF(Baseband Pass Filer)(66a, 66b, 66c)를 통해 노이즈가 제거된 후, 각 안테나(68a, 68b, 68c)를 통해 해당 섹터로 무선전송된다.
이러한 구성에 의해, 마스터기지국(30)의 마스터CDMA모뎀(32)에서 각 섹터별로 발생된 디지털 I/Q신호와 주제어부(34)에서 제공한 컨트롤신호는 먹스포맷터(36)를 통해 다중화되고, 다중화된 신호는 병렬신호처리부(38)를 통해 직렬신호로 변환된 후 E/O컨버터(39)를 통해 디지털 광신호로 변환되어 슬레이브기지국(50)으로 제공된다.
슬레이브기지국(50)은 O/E컨버터(52)를 통해 수령된 광신호를 전기신호로 변환하여 데이지체인(42)으로 연결된 다른 슬레이브기지국(50)으로 전기신호를 제공하는 한편 이를 직렬신호변환부(54)로 변환하여 처리한다. 슬레이브기지국(50)의 직렬신호변환부(54)는 직렬신호를 병렬신호로 변환하여 디먹스포맷터(56)로 제공하며, 디먹스포맷터(56)는 이를 각 섹터별 채널기저대역신호와 컨트롤신호로 역다중화하여 슬레이브기지국 신호처리부(58)와 원격제어부(60)로 각기 제공한다. 슬레이브기지국 신호처리부(58)는 각 섹터별 채널 기저대역 CDMA신호를 각기 증폭한 후 노이즈를 제거하여 해당 섹터로 신호를 무선송신한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 본 발명의 일 실시예에 따른 먹스포맷터(36)와 디먹스포맷터의 신호 다이어그램이다. 마스터기지국(30)과 슬레이브기지국(50)은 도 6에 도시된 바와 같이 각 섹터별 기저대역신호를 디지털형식의 광신호로 송수신하며, ATM프로토콜을 사용한 마스터기지국(30) 및 슬레이브기지국(50) 간의 데이터교환을 통해 마스터기지국(30)에서 슬레이브기지국(50)의 상태를 모니터링 하는 것이 가능하고, 루핑(Looping)신호를 이용한 루프백기능을 통해 마스터기지국(30)에서 슬레이브기지국(50)과의 송수신 성능을 점검하는 것이 가능하다.
마스터기지국(30)과 슬레이브기지국(50)은 ATM프로토콜을 사용하여, 마스터기지국(30)이 슬레이브기지국(50) 내의 운용프로그램 및 응용프로그램을 다운로딩하여 슬레이브기지국(50)에 대한 장애 및 상태를 관리할 수 있으며, 데이지체인(42)을 통해 다수개의 슬레이브기지국(50)이 연결될 경우, ATM슬롯 레지스터(9bit)을 증가시킨다. 도 6의 경우 4개의 슬레이브기지국(50)(1RFU, 2RFU, 3RFU, 4RFU)에 ATM슬롯이 할당되어 있음을 확인할 수 있다.
그리고, 마스터기지국(30)과 슬레이브기지국(50)은 광케이블(40)로 최대 40Km까지 이격될 수 있는데, 패스(path) 점검을 위해 마스터기지국(30)은 슬레이브기지국(50) 측으로 약속된 데이터를 전송하고 슬레이브기지국(50)은 이를 루프백한다. 따라서, 마스터기지국(30)은 루프백 된 데이터를 초기 송신 데이터와 비교함으로써 송수신 성능을 점검할 수 있다.
이상, 본 발명에 따른 실시예는 상술한 것에 한정되지 아니하고, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진자에게 자명한 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 에 따르면, 디지털 광전송방식을 채용하고 있어, 각 채널별 고주파신호(1FA, 2FA, 3FA, 4FA) 사이의 간섭노이즈 발생을 방지할 수 있다. 또한, 각 섹터별 채널 기저대역 신호를 다중화하여 송신하므로 싱글모드 광통신을 가능케 하므로 E/O, O/E 컨버터, 광케이블 등의 설비 사용을 감소시킬 수 있으며, 데이지체인을 이용하여 슬레이브기지국을 용이하게 확장하고 마스터기지국에서 이들을 제어 및 관리할 수 있도록 함으로써 저렴한 비용으로 넓은 셀 커버리지를 얻을 수 있다.

Claims (4)

  1. 복수의 섹터에 해당되는 채널기저대역신호를 생성하는 마스터CDMA모뎀과;
    원격지의 슬레이브기지국의 제어를 위한 원격제어신호를 생성하는 주제어부와;
    상기 마스터CDMA모뎀으로부터의 채널기저대역신호 및 상기 주제어부로부터의 원격제어신호를 다중화하여 디지털형식의 병렬신호로 변환하는 먹스포맷터와;
    상기 먹스포맷터로부터의 병렬신호를 직렬신호로 변환하는 병렬신호변환부와;
    상기 디지털직렬신호를 광신호로 변환하여 광케이블을 통해 상기 슬레이브기지국으로 전송하는 E/O컨버터를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 원격기지국시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬레이브기지국과의 데이터 교환을 위한 ATM프로토콜신호 처리부와, 상기 슬레이브기지국과의 송수신 상태확인을 위한 루핑신호 발생부 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 원격기지국시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬레이브기지국은,
    상기 디지털 광신호를 상기 원격제어신호 및 상기 채널기저대역신호로 역다중하하는 디먹스포맷터를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 원격기지국시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬레이브기지국은,
    상기 마스터기지국으로부터 전송된 상기 채널기저대역신호 및 컨트롤신호를 데이지체인을 통해 다른 슬레이브기지국으로 제공하는 것을 특징으로 하는 디지털 원격기지국시스템.
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