KR20050107221A - Ｏｆｄｍ 이동무선통신 시스템 내 업/다운 링크지연시간을 보상하는 장치 - Google Patents

Ｏｆｄｍ 이동무선통신 시스템 내 업/다운 링크지연시간을 보상하는 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 이동무선통신 시스템 내 기지국과 광중계기 리모트가 구비한 업/다운(Up/Down)-링크 지연시간 보상장치에 관한 것이다. 기지국과 적어도 하나 이상의 광중계기 리모트들을 구비한 OFDM 이동무선통신 시스템에 있어서 상기 기지국의 업/다운-링크 지연시간 보상장치는 광중계기 리모트들과 상기 기지국 사이의 광선로들 중 미리 최대로 설정된 광선로 지연시간과 리모트 자체 지연시간을 합한 다운(Down)-링크 데이터 지연시간을 발생시키는 다운-링크 지연시간 발생부, 상기 다운-링크 데이터 지연시간과 동일한 업(Up)-링크 지연시간을 발생시키는 업-링크 지연시간 발생부, 및 단말로 다운-링크 데이터 송신시 다운-링크 지연시간 발생부를 동작시키고 단말로부터 업-링크 데이터 수신시 업-링크 지연시간 발생부를 동작시켜 광중계기 지연시간을 보상하는 제어부를 포함함을 특징으로 한다.

Description

ＯＦＤＭ 이동무선통신 시스템 내 업/다운 링크 지연시간을 보상하는 장치{APPARATUS FOR COMPENSATING DELAY TIME IN OFDM MOBILE WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 OFDM 이동무선통신 시스템 내 기지국과 광중계기 리모트가 구비한 업/다운-링크 지연시간 보상장치에 관한 것으로, 특히 광선로 지연으로 인한 오류를 보상하는 업/다운-링크 지연시간 보상장치에 관한 것이다.
도 1은 종래의 기지국과 광중계기 리모트를 포함한 OFDM 이동무선통신 시스템의 구성도이다.
기지국 수신가능영역(101)과 광중계기 리모트 수신가능영역(108)이 중첩된 지역(106)에 위치한 단말(105)에서는 기지국(102)에서 송신된 다운-링크 데이터와 광중계기 리모트(107)에서 송신된 다운-링크 데이터를 모두 수신한다.
기지국(102)으로부터 수신되는 다운-링크 데이터는 전파에 의해 전송되는데, 기지국 송신시간 에 전파지연 시간 이 지난 후에 단말(105)에 도착한다.
광중계기 리모트(107)를 경유한 다운-링크 데이터는 시간에 기지국(102)에서 송신되어 광중계기 도너(103), 광선로(104)와 광중계기 리모트(107)를 거친 후, 전파에 의해 단말(105)에 도착한다.
다운-링크 데이터가 광선로(104)를 거칠 때에는 광선로 지연시간 가 발생하고 광중계기 리모트(107)를 거칠 때에는 리모트 자체 지연시간 가 발생하며 전파로 전송될 때에는 전파지연 시간 가 발생한다.
결국 광중계기 리모트(107)를 경유한 다운-링크 데이터는 후, 단말(105)에 도착한다. 이때 기지국(102)과 광중계기 도너(103)간의 지연시간은 없는 것으로 한다.
단말(105)에 도착한 각각의 다운-링크 데이터는 단말(105)에서 다중경로 페이딩 신호로 작용한다. 각각의 다운-링크 데이터 도착 시간차 가, 다중경로 페이딩으로부터 OFDM 신호를 보호하기 위한 가드 인터벌(Guard Interval) 보다 작은 경우에는 다이버서티(diversity)로 작용한다.
그러나 가드 인터벌 를 벗어난 경우에는 ISI(Inter-Symbol Interference)와 ICI(Inter Channel Interference)로 작용하여 OFDM 이동무선통신 시스템 성능을 열화시킨다. 따라서 는 <수학식 1>의 조건을 만족해야 한다.
그러나 대부분의 OFDM 이동무선통신 시스템의 광선로 지연시간 및 리모트 자체 지연시간 는 전파지연 시간 와 비교하여 상당히 큰 값을 갖는다. 따라서 종래의 OFDM 이동무선통신 시스템에서는 광선로 지연시간 및 리모트 자체 지연시간 로 인하여 성능이 열화된다.
도 2는 종래의 기지국과 2개의 광중계기 리모트를 포함한 OFDM 이동무선통신 시스템의 구성도이다.
광중계기 리모트1 수신가능영역(205)과 광중계기 리모트2 수신가능영역(206)이 중첩된 지역(208)에 위치한 단말(207)에서는 광중계기 리모트1(210)에서 송신된 다운-링크 데이터와 광중계기 리모트2(211)에서 송신된 다운-링크 데이터를 모두 수신한다.
광중계기 도너(202)에 연결된 광중계기 리모트1(210)과 광중계기 리모트2(211)의 설치환경에 따라 광선로(204,203)의 길이가 달라지는데 이는 곧 광선로 지연시간 차이의 원인이 된다.
기지국(201)에서 송신한 다운-링크 데이터는 광중계기 도너(202), 광중계기 리모트1(210), 및 광중계기 리모트2(211)를 거친 후, 전파에 의해 단말(207)에 도착한다.
광중계기 리모트1(210)을 경유하여 송신된 다운-링크 데이터는 후에 도착하며 광중계기 리모트2(211)을 경유하여 송신된 다운-링크 데이터는 후에 도착한다.
여기서 과 는 다운-링크 데이터가 각각 광선로(204,203)를 거칠 때 발생하는 각각의 광선로 지연시간이고 과 는 다운-링크 데이터가 광중계기 리모트1(210)과 광중계기 리모트2(211)에서 단말(207)에 전파로 전송될 때에 발생하는 각각의 전파지연 시간이다.
따라서 2개의 다중경로 신호로 인한 OFDM 이동무선통신 시스템의 성능열화를 막기 위해서는 각각의 다운-링크 데이터 도달 시간차 역시 가드 인터벌 이내여야 한다.
그러나 OFDM 이동무선통신 시스템의 광중계기 리모트1(210)과 광중계기 리모트2(211)에 연결된 광선로(204,203)의 길이는 설치환경에 따라 수 km 차이가 발생한다. 이로 인한 광선로 지연시간 과 때문에 OFDM 이동무선통신 시스템의 성능이 열화된다.
따라서 본 발명의 목적은 OFDM 이동무선통신 시스템의 업/다운 링크에서 광선로 지연으로 인한 오류를 보상하는 기지국과 광중계기 리모트의 업/다운-링크 지연시간 보상장치를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기지국과 적어도 하나 이상의 광중계기 리모트들을 구비한 OFDM 이동무선통신 시스템에 있어서 상기 기지국의 업/다운-링크 지연시간 보상장치는 광중계기 리모트들과 상기 기지국 사이의 광선로들 중 미리 최대로 설정된 광선로 지연시간과 리모트 자체 지연시간을 합한 다운(Down)-링크 데이터 지연시간을 발생시키는 다운-링크 지연시간 발생부, 상기 다운-링크 데이터 지연시간과 동일한 업(Up)-링크 지연시간을 발생시키는 업-링크 지연시간 발생부, 및 단말로 다운-링크 데이터 송신시 다운-링크 지연시간 발생부를 동작시키고 단말로부터 업-링크 데이터 수신시 업-링크 지연시간 발생부를 동작시켜 광중계기 지연시간을 보상하는 제어부를 포함함을 특징으로 한다.
또한 기지국과 적어도 하나 이상의 광중계기 리모트들을 구비한 OFDM 이동무선통신 시스템에 있어서 상기 광중계기 리모트의 업/다운-링크 지연시간 보상장치는 광중계기 리모트들과 기지국 사이의 광선로들 중 미리 최대로 설정된 광선로 지연시간에 대한 보상시간을 발생시키는 다운-링크 지연시간 발생부, 상기 보상시간과 동일한 업-링크 지연시간을 발생시키는 업-링크 지연시간 발생부, 및 단말로 다운-링크 데이터 송신시 다운-링크 지연시간 발생부를 동작시키고 단말로부터 수신한 업-링크 데이터를 상기 기지국으로 송신시 상기 업-링크 지연시간 발생부를 동작시켜 광선로 길이 차이에 따른 지연시간을 보상하는 제어부를 포함함을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 업/다운-링크 지연시간 보상장치를 구비한 기지국 및 2개의 광중계기 리모트를 포함한 시스템의 구성도이다.
본 발명을 설명하기에 앞서, 광중계기 리모트들과 광중계기 도너 사이의 광선로들 중에서 최대 광선로 지연시간은 OFDM 이동무선통신 시스템 설계시 설정됨을 밝혀둔다. 또한 본 실시 예의 OFDM 이동무선통신 시스템에서는 광중계기 리모트를 2개로 예를 들었지만 본 발명을 적용하는데 있어서는 2개 이상의 광중계기 리모트들을 구비한 OFDM 이동무선통신 시스템에서도 가능함을 밝혀둔다.
단말1(307)은 기지국 수신가능영역(501)과 광중계기 리모트1 수신가능영역(504)이 중첩된 지역(502)에 위치해 있어서 기지국(301)과 광중계기 리모트1(314)의 2가지 경로에서 다운-링크 데이터를 수신한다.
본 실시 예에서는 광중계기 도너(304)에서 광중계기 리모트1(314)로 다운-링크 데이터 송신시 발생하는 지연시간 을 최대로 가정한다. 을 기준으로 기지국(301)과 광중계기 리모트1(314)에서 송신된 다운-링크 데이터가 동일한 시간에 단말1(307)에 도착하도록 기지국(301)의 제어부(401)에서 다운-링크 지연시간 발생부(302)를 통해 임의의 다운-링크 데이터의 지연시간을 공급한다.
광중계기 리모트1(314)과 광중계기 도너(304) 사이의 광선로(305)에서의 지연시간인 을 최대라 가정하면 <수학식 2>를 만족한다.
, 최대 광선로 지연시간
기지국(301)으로부터 직접 송신된 단말1(307)의 다운-링크 데이터의 지연시간 은 <수학식 3>과 같다.
여기서 는 기지국(301)의 제어부(401)에서 다운-링크 지연시간 발생부(302)를 통해 임의로 발생시킨 다운-링크 데이터의 지연시간이며 는 전파 지연시간으로 모든 전파 지연시간은 동일하다고 가정한다.
광중계기 리모트1(314)을 경유하여 단말1(307)에 도착한 다운-링크 데이터지연시간 은 <수학식 4>와 같다.
여기서 은 광중계기 리모트1(314)의 다운-링크 지연시간 발생부(312)에서 임의로 발생시킨 다운-링크 데이터의 지연시간이다. 은 최대 광선로 지연시간인 에 대한 보상시간이다. 광중계기 리모트1(314)의 지연시간 은 광선로 지연시간 이 최대이므로 0이 된다. 따라서 <수학식 4>는 다시 <수학식 5>로 표현이 가능하다.
따라서 기지국(301)의 다운-링크 지연시간 발생부(302)에서 발생된 다운-링크 데이터 지연시간 는 다음의 <수학식 6>과 같이 정의할 수 있다.
OFDM 이동무선통신 시스템에서 단말은 "Ranging"이란 채널을 이용하여 기지국과 이격 거리를 계산한 후, 이격 거리에 따른 지연시간을 보상하여 기지국으로 업-링크 송신한다.
따라서 단말1(307)에서 송신된 업-링크 데이터가 직접 기지국(301)에 도착하는 시간과 광중계기 리모트1(314), 광선로(305), 광중계기 도너(304)를 경유하여 기지국(301)에 도착하는 시간이 동일해야 OFDM 이동무선통신 시스템의 성능 열화를 제한할 수 있다.
본 발명에서는 이를 구현하기 위해 기지국(301)의 다운-링크 지연시간 발생부(302)에서 발생된 다운-링크 데이터 지연시간 와 동일한 지연시간 을 기지국(301)에서 업-링크 데이터를 수신시 제어부(401)를 통해 업-링크 지연시간 발생부(303)에서 발생시킨다.
따라서 <수학식 7>에 표현된 것과 같이 업-링크 데이터 지연시간 은 와 동일한 값이다.
단말2(311)는 광중계기 리모트1 수신가능영역(504)과 광중계기 리모트2 수신가능영역(505)이 중첩된 지역(503)에 위치해 있어서 광중계기 리모트1(314)과 광중계기 리모트2(308)의 2가지 경로에서 다운-링크 데이터를 수신한다.
따라서 본 발명에서는 광중계기 리모트1(314)과 광중계기 도너(304) 사이의 광선로 지연시간인은 을 기준으로 광중계기 리모트1(314)과 광중계기 리모트2(308)에서 송신된 다운-링크 데이터가 동일한 시간에 단말2(311)에 도착하도록 광중계기 리모트2(308)에 다운-링크 지연시간 발생부(309)를 구비하여 최대 광선로 지연시간 에 대한 보상시간 을 발생시키는 것이다.
단말2(311)는 광중계기 리모트1(314)과 광중계기 리모트2(308)로부터 다운-링크 데이터를 수신한다. 광중계기 리모트1(314)을 경유하여 단말2(311)에 도착한 다운-링크 데이터 지연시간 는 <수학식 8>과 같다. 이때 전파 지연시간 는 모든 경우에 동일하다.
광중계기 리모트2(308)를 경유하여 단말2(311)에 도착한 다운-링크 데이터 지연시간 는 <수학식 9>와 같다.
여기서 는 광중계기 리모트2(308)의 제어부(402)에서 다운-링크 지연시간 발생부(309)를 통해 임의로 발생시킨 다운-링크 데이터의 지연시간이다. 는 광중계기 리모트2(308)와 광중계기 도너(304) 사이의 광선로(305)에서의 지연시간이다. 은 최대 광선로 지연시간 에 대한 보상시간으로 <수학식 10>과 같이 정의할 수 있다.
또한 광중계기 리모트1(314)과 광중계기 리모트2(308)에서 각각 "Ranging" 채널을 이용한 단말2(311)의 업-링크 데이터를 기지국(301)으로 송신시 발생하는 문제점을 해결하기 위해 다운-링크 데이터의 지연시간 과 와 동일한 값을 단말2(311)의 업-링크 데이터의 기지국(301) 송신시에도 보상해야 한다.
따라서 광중계기 리모트1(314)과 광중계기 리모트2(308)에 각각 업-링크 지연시간 발생부(313,310)를 구비하여 <수학식 11>과 같이 업-링크 데이터 지연시간 을 발생시키는 것이다.
(최대 광선로 지연시간) - (광중계기 리모트에 연결된 광선로의 지연시간)
상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위 뿐만 아니라 특허청구범위와 균등한 것에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따라, OFDM 이동무선통신 시스템에서 단말이 동일한 출력세기를 갖는 기지국과 광중계기 리모트 수신가능영역이 중첩된 지역이나, 동일한 출력세기를 갖는 광중계기 리모트 수신가능영역끼리 중첩된 지역에 위치한 경우, 기지국과 광중계기 리모트가 구비한 업/다운-링크 지연시간 보상장치가 업/다운-링크에서 광선로 지연으로 인한 오류를 보상하여 OFDM 무선이동통신시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 기지국과 광중계기 리모트를 포함한 OFDM 이동무선통신 시스템의 구성도,
도 2는 종래의 기지국과 2개의 광중계기 리모트를 포함한 OFDM 이동무선통신 시스템의 구성도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 업/다운-링크 지연시간 보상장치를 구비한 기지국 및 2개의 광중계기 리모트를 포함한 시스템의 구성도.

Claims (6)

  1. 기지국과 적어도 하나 이상의 광중계기 리모트들을 구비한 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 이동무선통신 시스템에 있어서 상기 기지국이,
    상기 광중계기 리모트들과 상기 기지국 사이의 광선로들 중 미리 최대로 설정된 광선로 지연시간과 리모트 자체 지연시간을 합한 다운(Down)-링크 데이터 지연시간을 발생시키는 다운-링크 지연시간 발생부;
    상기 다운-링크 데이터 지연시간과 동일한 업(Up)-링크 지연시간을 발생시키는 업-링크 지연시간 발생부; 및
    단말로 다운-링크 데이터 송신시 상기 다운-링크 지연시간 발생부를 동작시키고 상기 단말로부터 업-링크 데이터 수신시 상기 업-링크 지연시간 발생부를 동작시켜 광중계기 지연시간을 보상하는 제어부를 포함함을 특징으로 하는 업/다운(Up/Down)-링크 지연시간 보상 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 미리 최대로 설정된 광선로 지연시간은 상기 OFDM 이동무선통신 시스템 설계시 설정됨을 특징으로 하는 업/다운-링크 지연시간 보상 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 단말은,
    동일한 출력세기를 갖는 상기 기지국과 상기 광중계기 리모트 수신가능영역이 중첩된 지역이나, 동일한 출력세기를 갖는 상기 광중계기 리모트 수신가능영역끼리 중첩된 지역에 위치함을 특징으로 하는 업/다운-링크 지연시간 보상 장치.
  4. 기지국과 적어도 하나 이상의 광중계기 리모트들을 구비한 OFDM 이동무선통신 시스템에 있어서 상기 광중계기 리모트가,
    상기 광중계기 리모트들과 상기 기지국 사이의 광선로들 중 미리 최대로 설정된 광선로 지연시간에 대한 보상시간을 발생시키는 다운-링크 지연시간 발생부;
    상기 보상시간과 동일한 업-링크 지연시간을 발생시키는 업-링크 지연시간 발생부; 및
    단말로 다운-링크 데이터 송신시 상기 다운-링크 지연시간 발생부를 동작시키고 상기 단말로부터 수신한 업-링크 데이터를 상기 기지국으로 송신시 상기 업-링크 지연시간 발생부를 동작시켜 광선로 길이 차이에 따른 지연시간을 보상하는 제어부를 포함함을 특징으로 하는 업/다운-링크 지연시간 보상 장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 미리 최대로 설정된 광선로 지연시간은 상기 OFDM 이동무선통신 시스템 설계시 설정됨을 특징으로 하는 업/다운-링크 지연시간 보상 장치.
  6. 제 2항에 있어서, 상기 단말은,
    동일한 출력세기를 갖는 상기 기지국과 상기 광중계기 리모트 수신가능영역이 중첩된 지역이나, 동일한 출력세기를 갖는 상기 광중계기 리모트 수신가능영역끼리 중첩된 지역에 위치함을 특징으로 하는 업/다운-링크 지연시간 보상 장치.
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