KR20120088191A - 유무선 중계네트워크 - Google Patents

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KR20120088191A
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김영진
오상훈
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Abstract

본 발명은 통신케이블을 이용하여 가입단말에 대해 유선 및 무선 중계서비스를 제공할 수 있도록 해 주는 유무선 중계네트워크에 관한 것이다.
본 발명에 따른 유무선 중계네트워크는 도너중계기와 제1 및 제2 댁내중계기가 익스텐더를 통해 케이블 결합되어 구성되고, 상기 도너중계기는 이동통신망으로부터 인가되는 다운링크신호와 인터넷망으로부터 인가되는 이더넷신호를 합성하여 생성된 기가비트 이더넷신호를 익스텐더로 전송함과 더불어 상기 익스텐더로부터 인가되는 기가비트 이더넷신호를 업링크신호와 이더넷신호로 분리하여 이동통신망과 인터넷망으로 전송하되, 상기 이동통신망으로부터 인가되는 다운링크신호는 디지털신호로 변환한 후 이를 이용하여 기가비트 이더넷신호를 생성하도록 구성되며, 상기 익스텐더는 제1 및 제2 댁내중계기와 결합되어 상기 도너중계기로부터 인가되는 기가비트 이더넷신호를 제1 및 제2 댁내중계기로 각각 송출함과 더불어, 제1 및 제2 댁내중계기로부터 인가되는 기가비트 이더넷신호를 합성하여 상기 도너중계기로 제공하도록 구성되며, 상기 댁내중계기는 상기 익스텐더로부터 인가되는 기가비트 이더넷신호를 다운링크신호와 이더넷신호로 분리하여 다운링크신호를 가입자의 무선단말로 무선송출하고 이더넷신호는 가입자의 유선단말로 송출함과 더불어, 상기 무선단말로부터 인가되는 업링크신호와 유선단말로부터 인가되는 이더넷신호를 합성하여 생성된 기가비트 이더넷신호를 익스텐더로 전송하되, 상기 무선단말로부터 인가되는 업링크신호는 디지털신호로 변환한 후 이를 이용하여 기가비트 이더넷신호를 생성하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

유무선 중계네트워크{Wire and wireless repeater network}
본 발명은 통신케이블을 이용하여 가입단말에 대해 유선 및 무선 중계서비스를 제공할 수 있도록 해 주는 유무선 중계네트워크에 관한 것이다.
최근, 이용자가 이동중에도 제3자와 통신을 실행할 수 있도록 해 주는 이동통신 시스템이 개발되어 폭넓게 사용되고 있다. 이러한 이동통신 시스템은 교환기로 구성되는 스위칭 네트워크와 기지국 제어기 및 기지국을 구비한다.
한편, 상기 기지국은 공중파 전송망을 통해서 단말장치와 결합된다. 기지국과 단말장치는 대략 수백MHz에서 수 GHz사이의 주파수를 이용하여 데이터를 송수신한다. 그리고, 이때 단말장치의 위치에 따른 통신음영지역을 고려하여 기지국과 단말장치간에 중계 네트워크를 구성하여 운용하고 있다. 이들 중계 네트워크는 다수의 중계장치를 구비하여 구성되는데, 이들 중계장치는 기지국으로부터의 송출신호를 수신하여 증폭한 후 이를 단말장치로 송출하고, 단말장치로부터의 송출신호를 수신하여 증폭한 후 이를 기지국으로 송출하게 된다.
그런데, 상기한 중계 네트워크를 구성하는 중계장치의 경우에는 기지국 또는 단말장치와 RF신호를 통해 결합되게 되므로, 중계장치는 기지국 또는 단말장치와 시야거리(Line of sight)를 확보할 필요가 있게 된다.
따라서, 일정 높이 이상의 건물의 경우에는 통상 고층부에 RF안테나를 설치하여 중계신호를 송수신하게 된다. 그러나, 일정 높이 이상의 건물 고층부에는 다양한 RF신호들이 혼재함으로 인해 가입자에 대한 서비스품질 개선에 문제가 있게 된다.
이에, 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로 통신케이블을 이용하여 인터넷 서비스 및 이동통신 서비스를 용이하게 제공할 수 있도록 해 주는 유무선 중계네트워크를 제공함에 그 기술적 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유무선 중계네트워크는 도너중계기와 제1 및 제2 댁내중계기가 익스텐더를 통해 케이블 결합되어 구성되고, 상기 도너중계기는 이동통신망으로부터 인가되는 다운링크신호와 인터넷망으로부터 인가되는 이더넷신호를 합성하여 생성된 기가비트 이더넷신호를 익스텐더로 전송함과 더불어 상기 익스텐더로부터 인가되는 기가비트 이더넷신호를 업링크신호와 이더넷신호로 분리하여 이동통신망과 인터넷망으로 전송하되, 상기 이동통신망으로부터 인가되는 다운링크신호는 디지털신호로 변환한 후 이를 이용하여 기가비트 이더넷신호를 생성하도록 구성되며, 상기 익스텐더는 제1 및 제2 댁내중계기와 결합되어 상기 도너중계기로부터 인가되는 기가비트 이더넷신호를 제1 및 제2 댁내중계기로 각각 송출함과 더불어, 제1 및 제2 댁내중계기로부터 인가되는 기가비트 이더넷신호를 합성하여 상기 도너중계기로 제공하도록 구성되며, 상기 댁내중계기는 상기 익스텐더로부터 인가되는 기가비트 이더넷신호를 다운링크신호와 이더넷신호로 분리하여 다운링크신호를 가입자의 무선단말로 무선송출하고 이더넷신호는 가입자의 유선단말로 송출함과 더불어, 상기 무선단말로부터 인가되는 업링크신호와 유선단말로부터 인가되는 이더넷신호를 합성하여 생성된 기가비트 이더넷신호를 익스텐더로 전송하되, 상기 무선단말로부터 인가되는 업링크신호는 디지털신호로 변환한 후 이를 이용하여 기가비트 이더넷신호를 생성하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 도너중계기와 익스텐더, 익스텐더와 제1 및 제2 댁내중계기는 UTP케이블을 통해 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 도너중계기는 L2스위치를 통해 인터넷망과 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이동통신망으로부터 인가되는 다운링크신호와 무선단말로부터 인가되는 업링크신호는 WCDMA신호인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기기비트 이더넷신호의 프레임구조는 이더넷영역과 무선신호영역을 포함하여 구성되고, 상기 이더넷영역은 상기 인터넷망에서 송수신되는 이더넷신호을 그대로 적용할 수 있는 크기로 설정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이더넷영역은 100Mbps로 설정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 도너중계기는 이동통신망으로부터 인가되는 아날로그 다운링크신호를 디지털신호로 변환하기 위한 아날로그 디지털 변환부와, 상기 아날로그 디지털 변환부로부터 인가되는 다운링크신호를 125MHz 8비트의 디지털신호로 변환하는 맵퍼, 상기 맵퍼로부터 인가되는 125MHz 8비트 다운링크신호와 상기 인터넷망으로부터 인가되는 이더넷신호를 기가비트 이더넷신호로 변환하여 상기 익스텐더측으로 송출하는 프레이머, 상기 익스텐더로부터 인가되는 기가비트 이더넷신호를 125MHz 8비트 업링크신호와 이더넷신호로 분리하여 이더넷신호를 인터넷망측으로 송출하는 디-프레이머, 상기 디-프레이머로부터 인가되는 125MHz 8비트 업링크신호를 11비트 디지털신호로 변환하는 디-맵퍼, 상기 디-맵퍼로부터 인가되는 디지털 업링크신호를 아날로그신호로 변환하여 이동통신망측으로 송출하는 디지털 아날로그 변환부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 익스텐더는 상기 익스텐더는 상기 도너중계기로부터 인가되는 기가비트 이더넷신호를 출력함과 더불어, 입력되는 기가비트 이더넷프레임 형태의 업링크신호를 도너중계기로 송출하는 인터페이스와, 상기 인터페이스로부터 인가되는 기가비트 이더넷신호에서 70MHz 8비트 다운링크신호를 분리하여 제1 및 제2 정합수단과 디-맵퍼로 송출하는 디-프레이머, 상기 디-프레이머로부터 인가되는 다운링크신호를 125MHz 11비트 신호로 변환하여 댁내중계기와 결합되는 제1 및 제2 정합수단으로 각각 송출하는 디-맵퍼, 상기 디-맵퍼로부터 인가되는 다운링크신호와 제1 및 제2 정합수단으로부터 인가되는 이더넷신호를 합성하여 생성된 기가비트 이더넷신호를 댁내중계기로 송출함과 더불어, 각 댁내중계기로부터 인가되는 기가비트 이더넷신호에서 업링크신호와 이더넷신호를 분리하여 합성부와 프레이머로 각각 송출하는 제1 및 제2 정합수단, 상기 제1 및 제2 정합수단으로부터 인가되는 다수의 업링크신호를 합성하여 70MHz 11비트신호를 출력하는 합성부, 상기 합성부로부터 인가되는 업링크신호를 125MHz 8비트 신호로 변환하는 맵퍼 및, 상기 맵퍼로부터 인가되는 125MHz 8비트 다운링크신호와 상기 제1 및 제2 정합수단으로부터 인가되는 이더넷신호를 합성하여 생성된 기가비트 이더넷신호를상기 인터페이스로 송출하는 프레이머를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 정합수단은 상기 정합수단은 상기 디-맵퍼로부터 인가되는 업링크신호를 125MHz 8비트 신호로 변환하는 맵퍼와, 상기 맵퍼로부터 인가되는 125MHz 8비트 다운링크신호와 상기 도너중계기측으로부터 인가되는 이더넷신호를 합성하여 생성된 기가비트 이더넷신호를 상기 댁내중계기측으로 송출하는 프레이머, 상기 댁내중계기로부터 인가되는 기가비트 이더넷신호에서 업링크신호와 이더넷신호를 분리하여 디-맵퍼와 도너중계기측으로 송출하는 디-프레이머 및, 상기 디-프레이머로부터 인가되는 125MHz 8비트의 업링크신호를 70MHz 11비트 신호로 변환하여 상기 합성부로 송출하는 디-맵퍼를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 댁내중계기는 무선단말로부터 인가되는 아날로그 업링크신호를 디지털신호로 변환하기 위한 아날로그 디지털 변환부와, 상기 아날로그 디지털 변환부로부터 인가되는 업링크신호를 125MHz 8비트의 디지털신호로 변환하는 맵퍼, 상기 맵퍼로부터 인가되는 125MHz 8비트 업링크신호와 상기 유선단말로부터 인가되는 이더넷신호를 기가비트 이더넷신호로 변환하여 상기 익스텐더로 송출하는 프레이머, 상기 익스텐더로부터 인가되는 기가비트 이더넷신호를 125MHz 8비트 다운링크신호와 이더넷신호로 분리하여 이더넷신호를 유선단말측으로 송출하는 디-프레이머, 상기 디-프레이머로부터 인가되는 125MHz 8비트 다운링크신호를 11비트 디지털신호로 변환하는 디-맵퍼, 상기 디-맵퍼로부터 인가되는 디지털 다운링크신호를 아날로그신호로 변환하는 디지털 아날로그 변환부 및, 상기 디지털 아날로그 변환부를 통해 인가되는 다운링크신호를 변조처리하여 상기 무선단말측으로 송출하는 변조부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 도너 중계기와 댁내중계기가 익스텐더를 통해 결합되되 상기 도너중계기와 익스텐더, 익스텐더와 댁내중계기간은 UTP케이블을 통해 100Mbps 이더넷신호와 WCDMA신호를 동시에 중계처리할 수 있게 된다.
또한, 도너중계기와 익스텐더 및 댁내중계기에서 WCDMA신호를 디지털신호로 변환하여 유선으로 송수신하게 됨으로써, 보다 신호품질이 향상된 이동통신서비스를 제공하는 것이 가능하게 된다.
또한, 도너중계기와 익스텐더 및 댁내중계기에서 100Mbps 이더넷신호에 대해서는 별도의 가공처리없이 그대로 송수신하도록 함으로써, 인터넷망의 서비스품질을 그대로 유지할 수 있을 뿐 아니라, 이동통신망에 장애가 발생되는 경우에도 인터넷서비스를 그대로 제공하는 것이 가능하게 된다.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유무선 중계네트워크의 개략적인 구성을 나타낸 도면.
도2는 도1에 도시된 도너중계기(100)의 내부구성을 기능적으로 분리하여 나타낸 블록구성도.
도3은 도2에 도시된 맵퍼(108)/디맵퍼(118)의 데이터 맵핑테이블을 예시한 도면.
도4는 도3에 도시된 프레이머(110)의 기가비트 이더넷 프레임구조를 설명하기 위한 도면.
도5는 도1에 도시된 익스텐더(300)의 내부구성을 기능적으로 분리하여 나타낸 블록구성도.
도6은 도5에 도시된 정합수단의 내부구성을 기능적으로 분리하여 나타낸 블록구성도.
도7는 도1에 도시된 댁내중계기(200)의 내부구성을 기능적으로 분리하여 나타낸 블록구성도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명한다. 단, 이하에 설명하는 실시예는 본 발명의 하나의 바람직한 구현예를 나타낸 것으로, 이는 본 발명의 권리범위를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 발명은 그 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변형시켜 실시할 수 있다.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유무선 중계네트워크의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 유무선 중계네트워크는 도너중계기(100)와 제1 및 제2 댁내중계기(200: 2001,2002)가 익스텐더(300)를 통해 결합되어 구성된다. 이때, 상기 도너중계기(100)와 익스텐더(300), 익스텐더(300)와 댁내중계기(200)는 케이블을 통해 결합된다. 바람직하게는 상기 케이블은 UTP케이블이 될 수 있다.
여기서, 상기 도너중계기(100)는 이동통신망(1)으로부터 인가되는 다운링크신호와 인터넷망(2)으로부터 인가되는 이더넷신호를 합성하여 생성된 기가비트 이더넷신호를 익스텐더(300)로 전송함과 더불어 상기 익스텐더(300)로부터 인가되는 기가비트 이더넷신호를 업링크신호와 이더넷신호로 분리하여 이동통신망(1) 및 인터넷망(2)으로 전송한다.
이때, 상기 도너중계기(100)는 이동통신망(1)의 기지국과는 도시된 바와 같이 RF안테나를 통해 무선으로 송수신하도록 구성되거나, 도시되지는 않았지만 이동통신망 사업자가 건물에 기 포설한 중계기(미도시) 또는 건물 외부에 설치된 외부안테나(미도시)와 통신케이블을 통해 결합될 수 있다.
또한, 상기 도너중계기(100)는 도시되지는 않았지만, 인터넷망 사업자가 다수의 가입자측으로 인터넷 서비스를 제공하기 위해 기 포설한 L2스위치(미도시)를 통해 인터넷망(2)과 결합될 수 있다.
또한, 상기 익스텐더(300,Extender)는 상기 도너중계기(100)로부터 인가되는 기가비트 이더넷신호를 제1 및 제2 댁내중계기(2001,2002)로 각각 송출함과 더불어 제1 및 제2 댁내중계기(2001,2002)로부터 인가되는 기가비트 이더넷신호를 합성하여 상기 도너중계기(100)로 제공한다.
또한, 상기 댁내중계기(200) 즉 제1 및 제2 댁내중계기(2001,2002)는 댁내에 설치되어 가입자의 서비스단말, 즉 무선단말(3)로 이동통신서비스를 제공함과 더불어 유선단말(4)로 인터넷서비스를 제공하도록 구성된다.
여기서, 상기 댁내중계기(200)는 상기 익스텐더(300)로부터 인가되는 기가비트 이더넷신호를 다운링크신호와 이더넷신호로 분리하여 다운링크신호는 가입자의 무선단말(3)로 무선송출하고 이더넷신호는 가입자의 유선단말(4)로 송출함과 더불어, 상기 무선단말(3)로부터 인가되는 업링크신호와 유선단말(4)로부터 인가되는 이더넷신호를 합성하여 생성된 기가비트 이더넷신호를 익스텐더(300)로 전송한다.
한편, 도2는 도1에 도시된 도너중계기(100)의 내부구성을 기능적으로 분리하여 나타낸 블록구성도이다.
도2에 도시된 바와 같이 도너중계기(100)는 RF신호처리부(102)와, 아날로그 디지탈 변환부(ADC, 104), 제1 밴드패스필터(BPF, 106), 맵퍼(Mapper, 108), 프레이머(Framer,110), 제1 인터페이스(112), 제2 인터페이스(114), 디-프레이머(De-Framer,116), 디-맵퍼(De-Mapper,118), 제2 밴드패스필터(BPF,120), 디지털 아날로그 변환부(DAC, 122), 제어부(124) 및 데이터메모리(126)를 포함하여 구성된다.
상기 RF신호처리부(102)는 이동통신망(1)과 결합되어 이동통신망(1)으로부터 인가되는 다운링크 신호를 중간주파수로 변환하여 상기 아날로그 디지탈 변환부(104)로 송출함과 더불어, 상기 디지탈 아날로그 변환부(122)로부터 인가되는 업링크 신호를 무선신호로 변환하여 이동통신망(1)으로 송출한다. 예컨대, 상기 RF신호처리부(102)는 이동통신망(1)으로부터 인가되는 2135MHz 대역의 RF신호를 87.5MHz 대역의 중간주파수신호로 변환함과 더불어, 디지털 아날로그 변환부(122)로부터 인가되는 87.5MHz대역의 신호를 1945MHz대역의 RF신호로 변환하여 이동통신망(1)으로 송출한다.
상기 아날로그 디지탈 변환부(104)는 RF신호처리부(102)로부터 인가되는 87.5MHz대역의 아날로그 다운링크 신호를 예컨대, 70MHz 14비트의 디지털데이터로 변환한다.
상기 제1 밴드패스필터(106)는 아날로그 디지탈 변환부(104)로부터 인가되는 신호에 대한 노이즈를 제거한다. 즉, 상기 제1 밴드패스필터(106)는 아날로그 디지탈 변환부(104)로부터 인가되는 70MHz 14비트 데이터 중 11비트의 데이터만을 전송한다.
상기 맵퍼(108)는 제1 밴드패스필터(106)로부터 인가되는 70MHz 11비트 데이터를 기가비트 이더넷을 위한 125MHz 8비트 데이터로 변환한다. 도3은 맵퍼(108)/디맵퍼(118)의 데이터 맵핑테이블을 예시한 것으로, 예컨대 DPRAM을 이용하여 입출력 순서로 11비트 데이터와 8비트 데이터간의 데이터변환이 이루어지게 된다.
상기 프레이머(110)는 기가비트 이더넷에 데이터를 전송하기 위해 정해진 프레임구조로 데이터를 정렬한다. 상기 프레이머(110)는 상기 제2 인터페이스(114)를 통해 인가되는 인터넷망(2)의 이더넷신호와 상기 맵퍼(108)로부터 인가되는 RF신호를 합성하여 제3 신호 즉, 기가비트 이더넷신호를 생성한다. 예컨대, 상기 프레이머(110)는 125MHz 8비트 데이터를 생성하여 출력한다.
도4는 프레이머(110)에서 생성되는 기가비트 이더넷신호의 프레임구조를 도시한 것이다. 도4 (가)에 도시된 바와 같이 기가비트 이더넷신호 프레임은 이더넷신호영역(X)과 RF무선신호영역(Y)을 포함하여 구성된다. 이때, 상기 기가비트 이더넷신호 프레임은 우선적으로 이더넷신호영역에 대해 100Mbps를 할당하고, 나머지 영역을 RF무선신호영역과 헤더영역으로 구분한다. 여기서, 도4의 (나)는 상기 100Mbps 이더넷 페이로드를 도시한 것이다.
한편, 도2에서 상기 제1 인터페이스(112)는 상기 프레이머(110)를 통해 인가되는 기가비트 이더넷신호를 UTP케이블을 통해 익스텐더(300)로 송출함과 더불어, 상기 UTP케이블을 통해 익스텐더(300)로부터 인가되는 기가비트 이더넷신호를 디-프레이머(116)로 제공한다.
또한, 상기 제2 인터페이스(114)는 인터넷망(2)으로부터 인가되는 50MHz 2비트 이더넷신호를 상기 프레이머(110)으로 제공함과 더불어 디-프레이머(116)로부터 인가되는 댁내중계기(200)로부터의 이더넷신호를 인터넷망(2)으로 제공한다.
상기 디-프레이머(116)는 상기 제1 인터페이스(112)로부터 인가되는 익스텐더(300)로부터의 기가비트 이더넷신호에서 RF신호와 이더넷신호를 추출하여 RF신호는 디-맵퍼(118)로 제공하고 이더넷신호는 제2 인터페이스(114)를 통해 인터넷망(2)으로 제공한다.
상기 디-맵퍼(118)는 상기 디-프레이머(116)로부터 인가되는 125MHz 8비트 RF신호를 70MHz 11비트 신호로 변환하여 출력한다. 이때, 상기 디-맵퍼(118)의 테이터변환방법은 도3에 도시된 바와 같다.
상기 제2 밴드패스필터(120)는 상기 디-맵퍼(118)로부터 인가되는 70MHz 11비트 데이터를 70MHz 14비트 데이터로 생성하여 출력한다.
상기 디지털 아날로그 변환부(122)는 상기 제2 밴드패스필터(120)로부터 인가되는 RF 디지털신호를 아날로그신호로 변환하여 상기 RF신호처리부(102)로 제공한다.
상기 제어부(124)는 도너 중계기(100)를 구성하는 각 부분에 대한 감시 및 제어처리를 수행한다. 특히, 상기 제어부(124)는 상기 프레이머(110)로 기가비트 이더넷신호 생성을 위한 제어신호를 제공함과 더불어, 상기 디-프레이머(116)로 기가비트 이더넷신호에서 분리된 RF신호에 대한 제어데이터를 제공한다.
상기 데이터메모리(126)는 상기 제어부(124)에서 처리되는 각종 데이터가 저장되는 것으로, 예컨대 어드레스 디코딩 및 다운로드 관련 데이터가 저장된다.
한편, 도5는 도1에 도시된 익스텐더(300)의 내부구성을 기능적으로 분리하여 나타낸 블록구성도이다.
도5에 도시된 바와 같이 익스텐더(300)는 제3 인터페이스(302)와, 디-프레이머(304), 디-맵퍼(306), 제1 및 제2 정합수단(308,310), 제4 인터페이스(312), L2스위치부(314), 합성부(316), 맵퍼(318) 및 프레이머(320)를 포함하여 구성된다. 또한, 상기 익스텐더(500)는 도시되지는 않았지만, 상기 익스텐더(500)의 동작을 전반적으로 제어하기 위한 제어부를 구비하여 구성된다.
여기서, 상기 디-프레이머(304)와, 디-맵퍼(306), 맵퍼(318) 및, 프레이머(320)의 구성은 도2의 구성과 동일하므로 그 상세한 설명은 생략한다. 다만, 상기 디-맵퍼(306)는 도5에 도시된 바와 같이 도너중계기(100)측으로부터 인가되는 다운링크신호를 디-맵핑처리하여 제1 및 제2 정합수단(308,310)으로 각각 제공하도록 구성된다.
또한, 상기 제3 인터페이스(302)는 도너중계기(100)와 결합되어 도너중계기(100)로부터 인가되는 기가비트 이더넷신호를 상기 디-프레이머(304)로 제공함과 더불어 상기 프레이머(302)로부터 인가되는 기가비트 이더넷신호를 도너중계기(100)로 제공한다.
또한, 상기 제4 인터페이스(312)는 상기 디-프레이머(304)와 결합되어 디-프레이머(304)로부터 인가되는 이더넷신호를 상기 L2스위치부(314)로 송출함과 더불어, L2스위치부(314)로부터 인가되는 이더넷신호를 상기 프레이머(320)로 제공한다.
또한, 상기 L2스위치부(314)는 상기 제4 인터페이스(312)로부터 인가되는 도너중계기(100)로부터의 이더넷신호를 제1 및 제2 정합수단(308, 310)으로 제공하고, 제1 및 제2 정합수단(308, 310)으로부터 인가되는 댁내중계기(200)로부터의 이더넷신호를 제4 인터페이스(312)를 통해 도너중계기(100)측으로 송출한다.
또한, 상기 합성부(316)는 상기 제1 및 제2 정합수단(308,310)으로부터 인가되는 70MHz 11비트의 업링크신호들을 합성(summation)하여 맵퍼(318)로 제공한다.
또한, 상기 제1 및 제2 정합수단(308,310)은 제1 및 제2 댁내중계기(2001,2002)와 결합됨과 더불어, L2스위치부(314)의 서로 다른 포트에 각각 결합된다. 즉, 상기 제1 및 제2 정합수단(308,310)은 상기 디-맵퍼(306)로부터 인가되는 기가비트 이더넷프레임의 WCDMA 다운링크신호와 L2스위치부(314)로부터 인가되는 이더넷신호를 합성하여 댁내중계기(200)로 송출하고, 댁내중계기(200)로부터 인가되는 기가비트 이더넷신호를 WCDMA 신호와 이더넷신호로 분리하여 합성부(316)와 L2스위치부(314)로 송출한다.
도6은 상기 제1 및 제2 정합수단(308,310)의 내부구성을 도시한 것으로, 도시된 바와 같이 익스텐더(300)의 디-맵퍼(306)로부터 인가되는 70MHz 11비트 업링크신호를 125MHz 8비트 신호로 변환하는 맵퍼(401)와, 상기 맵퍼(401)로부터 인가되는 125MHz 8비트 업링크신호와 제6 인터페이스(405)를 통해 L2스위치부(314)로부터 인가되는 이더넷신호를 도4에 도시된 바와 같은 프레임구조의 기가비트 이더넷신호로 변환하는 프레이머(403), 상기 프레이머(403)로부터 인가되는 기가비트 이더넷신호를 댁내중계기(200)로 송출함과 더불어, 댁내중계기(200)로부터 인가되는 기가비트 이더넷신호를 디-프레이머(409)로 송출하는 제5 인터페이스(407), 제5 인터페이스(407)를 통해 인가되는 기가비트 이더넷신호를 업링크신호와 이더넷신호로 분리하여 이더넷신호는 제2 인터페이스(405)를 통해 L2스위치부(314)로 제공하고 업링크신호는 디-맵퍼(411)로 제공하는 디-프레이머(409), 디-프레이머(409)로부터 인가되는 업링크신호를 도3과 같은 맵핑테이블을 통해 70MHz 11비트의 업링크신호로 변환하여 익스텐더(300)의 합성부(316)로 제공하는 디-맵퍼(411)를 포함하여 구성된다.
한편, 도7은 도2에 도시된 댁내중계기(200)의 내부구성을 기능적으로 분리하여 나타낸 블록구성도이다.
도7에 도시된 바와 같이 댁내중계기(200)는 RF신호처리부(201)와, 다운컨버터(203), 아날로그디지탈변환부(ADC, 205), 밴드패스필터(BPF, 207), 맵퍼(Mapper, 209), 프레이머(Framer,211), 제7 인터페이스(213), 제8 인터페이스(215), 디-프레이머(De-Framer,217), 디-맵퍼(De-Mapper,219), 베이스밴드유니트(BBU,221), 디지털아날로그변환부(DAC, 223), 변조부(225), 제어부(227) 및 데이터메모리(229)를 포함하여 구성된다.
상기 RF신호처리부(201)는 가입자의 무선단말(3)과 결합되어 무선단말(3)로부터 인가되는 RF 업링크신호에 대한 수신처리를 수행함과 더불어 상기 변조부(225)로부터 인가되는 변조신호를 RF 무선신호로 변환하여 무선단말(3)로 송출한다. 예컨대, 상기 RF신호처리부(201)는 무선단말(3)으로부터 인가되는 1945MHz 대역의 업링크 RF신호를 수신처리함과 더불어 변조부(225)로부터 인가되는 2135MHz대역의 신호를 안테나를 통해 무선송출한다.
상기 다운컨버터(203)는 상기 RF신호처리부(210)로부터 인가되는 1945MHz 업링크 RF신호를 87.5MHz 중간주파수신호로 변환한다.
상기 아날로그디지탈변환부(205)는 다운컨버터(203)로부터 인가되는 87.5MHz대역의 아날로그신호를 예컨대, 70MHz 14비트의 디지털신호로 변환한다.
상기 밴드패스필터(207)는 아날로그디지탈변환부(205)로부터 인가되는 디지털신호에 대한 노이즈를 제거한다. 상기 밴드패스필터(207)는 아날로그디지탈변환부(205)로부터 인가되는 70MHz 14비트데이터 중 11비트의 데이터만을 전송한다.
상기 맵퍼(209)는 밴드패스필터(207)로부터 인가되는 11비트 데이터를 기가비트 이더넷을 위한 125MHz 8비트 데이터로 변환한다. 상기 맵퍼(209)의 데이터변환과정은 도3에 도시된 바와 같다.
상기 프레이머(211)는 기가비트 이더넷에 데이터를 전송하기 위해 정해진 프레임구조로 데이터를 정렬한다. 상기 프레이머(211)는 상기 제8 인터페이스(215)를 통해 인가되는 유선단말(4)의 이더넷신호와 상기 맵퍼(209)로부터 인가되는 RF신호를 합성하여 도4에 도시된 바와 같은 프레임 구조의 기가비트 이더넷신호를 생성한다. 예컨대, 상기 프레이머(110)는 125MHz 8비트 SDR데이터를 생성하여 출력한다.
상기 제7 인터페이스(213)는 상기 프레이머(211)를 통해 인가되는 기가비트 이더넷신호를 UTP케이블을 통해 익스텐더(300)로 송출함과 더불어, 상기 UTP케이블을 통해 익스텐더(300)로부터 인가되는 기가비트 이더넷신호를 디-프레이머(217)로 제공한다.
상기 제8 인터페이스(215)는 가입자의 유선단말(4)로부터 인가되는 50MHz 2비트 이더넷신호를 상기 프레이머(211)으로 제공함과 더불어 디-프레이머(217)로부터 인가되는 익스텐더(300)로부터의 이더넷신호를 유선단말(4)로 제공한다.
상기 디-프레이머(217)는 상기 제7 인터페이스(213)로부터 인가되는 익스텐더(300)로부터의 기가비트 이더넷신호에서 다운링크 RF신호와 이더넷신호를 추출하여 125MHz 8비트 다운링크 RF신호는 디-맵퍼(219)로 제공하고 이더넷신호는 제8 인터페이스(215)를 통해 유선단말(4)로 제공한다.
상기 디-맵퍼(219)는 도3에 도시된 바와 같이 상기 디-프레이머(217)로부터 인가되는 125MHz 8비트 RF신호를 70MHz 11비트 신호로 변환하여 출력한다.
상기 베이스밴드유니트(221)는 상기 디-맵퍼(118)로부터 인가되는 70MHz 11비트 데이터를 70MHz 14비트 베이스밴드 I/Q신호로 변환하여 출력한다.
상기 디지털 아날로그 변환부(223)는 상기 베이스밴드유니트(221)로부터 인가되는 RF 디지털신호를 아날로그신호로 변환하여 변조부(225)로 제공한다.
상기 변조부(225)는 상기 디지털 아날로그 변환부(223)로부터 인가되는 베이스밴드신호를 2135MHz RF신호로 변환하여 상기 RF신호처리부(201)로 제공한다.
상기 제어부(227)는 댁내중계기(200)를 구성하는 각 부분에 대한 감시 및 제어처리를 수행한다. 특히, 상기 제어부(227)는 상기 프레이머(211)로 기가비트 이더넷신호 생성을 위한 제어신호를 제공함과 더불어, 상기 디-프레이머(219)로 기가비트 이더넷신호에서 분리된 RF신호에 대한 제어데이터를 제공한다.
상기 데이터메모리(229)는 상기 제어부(227)에서 처리되는 각종 데이터, 예컨대 어드레스 디코딩 및 다운로드 관련 데이터가 저장된다.
이어, 상기한 구성으로 된 유무선 중계네트워크의 동작을 설명한다.
먼저, 도너중계기(100)는 이동통신망(1)의 기지국측과 결합됨과 더불어 인터넷망(2)과 결합된다. 예컨대, 상기 도너중계기(100)는 고층빌딩의 지하에 설치될 수 있으며, 상기 이동통신망(1)의 중계기(미도시) 또는 고층빌딩의 외부안테나와 유선결합됨으로써 이동통신망(1)과 결합되고, 인터넷망(2)과 결합되는 L2스위치(미도시)와 결합됨으로써 인터넷망(2)과 결합될 수 있다.
또한, 도너중계기(100)는 익스텐더(300)와 UTP케이블을 통해 결합되고, 상기 익스텐더(300)는 UTP케이블을 통해 제1 및 제2 댁내중계기(2001,2002)와 결합된다.
이때, 상기 댁내중계기(200)에는 가입자의 무선단말(3)과 통신하기 위한 안테나가 구비되며 가입자의 유선단말(4), 예컨대 컴퓨터와 유선으로 결합된다.
상기한 상태에서, 도너중계기(100)는 이동통신망(1)으로부터 인가되는 RF무선신호, 예컨대 WCDMA 다운링크신호와 상기 인터넷망(2)으로부터 인가되는 100Mbps 이더넷신호를 합성하여 기가비트 이더넷신호로 변환한 후 이를 UTP케이블을 통해 익스텐더(300)로 전송한다.
이때, 상기 도너중계기(100)는 인터넷망(2)으로부터 인가되는 이더넷신호에 대해서는 가공없이 직접 이더넷신호 프레임에 적용시키고, 이동통신망(1)으로부터 인가되는 WCDMA 다운링크신호는 맵퍼(108)를 통해 125MHz 8비트 데이터로 변환한 후 변환된 WCDMA 다운링크신호를 이더넷신호 프레임에 적용시킨다.
즉, 상기 도너중계기(100)는 인터넷망(2)으로부터 인가되는 이더넷신호를 수신된 그대로 익스텐더(300)로 전송하게 된다.
한편, 익스텐더(300)는 상기 도너중계기(100)로부터 인가되는 기가비트 이더넷신호를 제1 및 제2 정합수단(308,310)을 통해 제1 및 제2 댁내중계기(2001,2002)로 각각 송출한다.
이때, 상기 익스텐더(300)는 상기 도너중계기(100)로부터 인가되는 기가비트 이더넷신호를 WCDMA 다운링크신호와 이더넷신호로 분리하여 WCDMA 다운링크신호는 디-맵퍼(306)를 통해 70MHz 11비트 신호로 변환한 후 제1 및 제2 정합수단(308,310)으로 제공하고, 이더넷신호는 L2스위치부(314)의 서로 다른 포트를 통해 제1 및 제2 정합수단(308,310)로 제공한다.
그리고, 제1 및 제2 정합수단(308,310)은 상기 디-맵퍼(306)를 통해 인가되는 WCDMA 다운링크신호와 상기 L2스위치부(314)로부터 인가되는 이더넷신호를 기가비트 이더넷신호로 변환하여 제1 및 제2 댁내중계기(2001,2002)로 각각 제공한다.
상기 제1 및 제2 댁내중계기(2001,2002)는 UTP케이블을 통해 익스텐더(300)로부터 기가비트 이더넷신호가 인가되면 디-프레이머(217)를 통해 WCDMA 다운링크신호와 이더넷신호를 분리하여 이더넷신호는 유선단말(4)로 전송하고, WCDMA 다운링크신호는 디-맵퍼(219)를 통해 125MHz 11비트 데이터로 변환한 후 이를 변조하여 무선단말(3)로 무선송출한다.
또한, 각 댁내중계기(200)는 무선단말(3)로부터 WCDMA 업링크신호가 인가되고 유선단말(4)로부터 이더넷신호가 인가되면, 프레이머(211)를 통해 유선단말(4)로부터 인가되는 이더넷신호에 대해서는 가공업이 직접 이더넷신호 프레임에 적용시키고, 무선단말(3)로부터 인가되는 WCDMA 업링크신호는 맵퍼(209)를 통해 125MHz 8비트 데이터로 변환한 후 변환된 WCDMA 업링크신호를 이더넷신호 프레임에 적용시킨다.
즉, 상기 각 댁내중계기(200)는 유선단말(4)로부터 인가되는 이더넷신호는 수신된 그대로 익스텐더(300)로 전송하게 된다.
한편, 익스턴더(300)의 제1 및 제2 정합수단(308,310)은 UTP케이블을 통해 댁내중계기(200)로부터 기가비트 이더넷신호가 인가되면 디-프레이머(409)를 통해 WCDMA 업링크신호와 이더넷신호를 분리하여 이더넷신호는 익스턴더(300)의 L2스위치부(314) 및 제4 인터페이스(312)를 통해 프레이머(320)로 전송하고, WCDMA 업링크신호는 디-맵퍼(316)를 통해 125MHz 11비트 데이터로 변환한 후 이를 익스텐더(300)의 합성부(316)로 제공한다.
익스텐더(300)의 합성부(316)는 제1 및 제2 정합수단(308,310)을 통해 제공되는 각 댁내중계기(200)로부터의 WCDMA 업링크신호를 합성하여 맵퍼(318)를 통해 프레이머(320)로 제공하고, 프레이머(320)는 WCDMA 업링크신호와 제4 인터페이스(312)를 통해 제공되는 이더넷신호를 기가비트 이더넷프레임으로 변환하여 도너중계기(100)로 제공한다.
도너중계기(110)는 UTP케이블을 통해 익스텐더(300)로부터 기가비트 이더넷신호가 인가되면 디-프레이머(116)를 통해 WCDMA 업링크신호와 이더넷신호를 분리하여 이더넷신호는 인터넷망(2)으로 전송하고, WCDMA 업링크신호는 디-맵퍼(118)를 통해 125MHz 11비트 데이터로 변환한 후 이를 이동통신망(1)으로 송출한다.
즉, 상기 실시예에 의하면 도너 중계기와 익스텐더 및 댁내중계기에서 UTP케이블을 통해 100Mbps 이더넷신호와 WCDMA신호를 동시에 중계처리할 수 있게 된다.
또한, 도너중계기와 익스텐더 및 댁내중계기에서 WCDMA신호는 디지털신호로 변환하여 유선으로 송수신하게 됨으로써, 보다 신호품질이 향상된 이동통신서비스를 제공하는 것이 가능하게 된다.
또한, 도너중계기와 익스텐더 및 댁내중계기에서 100Mbps 이더넷신호에 대해서는 별도의 가공처리없이 그대로 송수신하도록 함으로써, 인터넷망의 서비스품질을 그대로 유지할 수 있을 뿐 아니라, 이동통신망에 장애가 발생되는 경우에도 인터넷서비스를 그대로 제공하는 것이 가능하게 된다.
100 : 도너중계기, 200 : 댁내중계기,
300 : 익스텐더,
102,201 : RF 신호처리부, 104,205 : 아날로그 디지털 변환부,
106,120,207 : 밴드패스필터, 108,209,318 : 맵퍼,
110,211,320 : 프레이머, 112,114,213,215,302,312: 인터페이스,
116,217,304 : 디-프레이머, 118,219,306 : 디-맵퍼,
122,223 : 디지털 아날로그 변환부, 124,227 : 제어부,
126,229 : 데이터메모리, 203 : 다운컨버터,
221 : 베이스밴드유니트, 225 : 변조부,
308,310 : 정합수단, 314 : L2스위치부,
316 : 합성부,
1 : 이동통신망, 2 : 인터넷망,
3 : 무선단말, 4 : 유선단말.

Claims (10)

  1. 도너중계기와 제1 및 제2 댁내중계기가 익스텐더를 통해 케이블 결합되어 구성되고,
    상기 도너중계기는 이동통신망으로부터 인가되는 다운링크신호와 인터넷망으로부터 인가되는 이더넷신호를 합성하여 생성된 기가비트 이더넷신호를 익스텐더로 전송함과 더불어 상기 익스텐더로부터 인가되는 기가비트 이더넷신호를 업링크신호와 이더넷신호로 분리하여 이동통신망과 인터넷망으로 전송하되, 상기 이동통신망으로부터 인가되는 다운링크신호는 디지털신호로 변환한 후 이를 이용하여 기가비트 이더넷신호를 생성하도록 구성되며,
    상기 익스텐더는 제1 및 제2 댁내중계기와 결합되어 상기 도너중계기로부터 인가되는 기가비트 이더넷신호를 제1 및 제2 댁내중계기로 각각 송출함과 더불어, 제1 및 제2 댁내중계기로부터 인가되는 기가비트 이더넷신호를 합성하여 상기 도너중계기로 제공하도록 구성되며,
    상기 댁내중계기는 상기 익스텐더로부터 인가되는 기가비트 이더넷신호를 다운링크신호와 이더넷신호로 분리하여 다운링크신호를 가입자의 무선단말로 무선송출하고 이더넷신호는 가입자의 유선단말로 송출함과 더불어, 상기 무선단말로부터 인가되는 업링크신호와 유선단말로부터 인가되는 이더넷신호를 합성하여 생성된 기가비트 이더넷신호를 익스텐더로 전송하되, 상기 무선단말로부터 인가되는 업링크신호는 디지털신호로 변환한 후 이를 이용하여 기가비트 이더넷신호를 생성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유무선 중계네트워크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도너중계기와 익스텐더, 익스텐더와 제1 및 제2 댁내중계기는 UTP케이블을 통해 결합되는 것을 특징으로 하는 유무선 중계네트워크.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 도너중계기는 L2스위치를 통해 인터넷망과 결합되는 것을 특징으로 하는 유무선 중계네트워크.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이동통신망으로부터 인가되는 다운링크신호와 무선단말로부터 인가되는 업링크신호는 WCDMA신호인 것을 특징으로 하는 유무선 중계네트워크.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기기비트 이더넷신호의 프레임구조는 이더넷영역과 무선신호영역을 포함하여 구성되고,
    상기 이더넷영역은 상기 인터넷망에서 송수신되는 이더넷신호을 그대로 적용할 수 있는 크기로 설정되는 것을 특징으로 하는 유무선 중계네트워크.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 이더넷영역은 100Mbps로 설정되는 것을 특징으로 하는 유무선 중계네트워크.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 도너중계기는 이동통신망으로부터 인가되는 아날로그 다운링크신호를 디지털신호로 변환하기 위한 아날로그 디지털 변환부와,
    상기 아날로그 디지털 변환부로부터 인가되는 다운링크신호를 125MHz 8비트의 디지털신호로 변환하는 맵퍼,
    상기 맵퍼로부터 인가되는 125MHz 8비트 다운링크신호와 상기 인터넷망으로부터 인가되는 이더넷신호를 기가비트 이더넷신호로 변환하여 상기 익스텐더측으로 송출하는 프레이머,
    상기 익스텐더로부터 인가되는 기가비트 이더넷신호를 125MHz 8비트 업링크신호와 이더넷신호로 분리하여 이더넷신호를 인터넷망측으로 송출하는 디-프레이머,
    상기 디-프레이머로부터 인가되는 125MHz 8비트 업링크신호를 11비트 디지털신호로 변환하는 디-맵퍼,
    상기 디-맵퍼로부터 인가되는 디지털 업링크신호를 아날로그신호로 변환하여 이동통신망측으로 송출하는 디지털 아날로그 변환부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유무선 중계네트워크.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 익스텐더는 상기 도너중계기로부터 인가되는 기가비트 이더넷신호를 출력함과 더불어, 입력되는 기가비트 이더넷프레임 형태의 업링크신호를 도너중계기로 송출하는 인터페이스와,
    상기 인터페이스로부터 인가되는 기가비트 이더넷신호에서 70MHz 8비트 다운링크신호를 분리하여 제1 및 제2 정합수단과 디-맵퍼로 송출하는 디-프레이머,
    상기 디-프레이머로부터 인가되는 다운링크신호를 125MHz 11비트 신호로 변환하여 댁내중계기와 결합되는 제1 및 제2 정합수단으로 각각 송출하는 디-맵퍼,
    상기 디-맵퍼로부터 인가되는 다운링크신호와 제1 및 제2 정합수단으로부터 인가되는 이더넷신호를 합성하여 생성된 기가비트 이더넷신호를 댁내중계기로 송출함과 더불어, 각 댁내중계기로부터 인가되는 기가비트 이더넷신호에서 업링크신호와 이더넷신호를 분리하여 합성부와 프레이머로 각각 송출하는 제1 및 제2 정합수단,
    상기 제1 및 제2 정합수단으로부터 인가되는 다수의 업링크신호를 합성하여 70MHz 11비트신호를 출력하는 합성부,
    상기 합성부로부터 인가되는 업링크신호를 125MHz 8비트 신호로 변환하는 맵퍼 및,
    상기 맵퍼로부터 인가되는 125MHz 8비트 다운링크신호와 상기 제1 및 제2 정합수단으로부터 인가되는 이더넷신호를 합성하여 생성된 기가비트 이더넷신호를상기 인터페이스로 송출하는 프레이머를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유무선 중계네트워크.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 정합수단은 상기 디-맵퍼로부터 인가되는 업링크신호를 125MHz 8비트 신호로 변환하는 맵퍼와,
    상기 맵퍼로부터 인가되는 125MHz 8비트 다운링크신호와 상기 도너중계기측으로부터 인가되는 이더넷신호를 합성하여 생성된 기가비트 이더넷신호를 상기 댁내중계기측으로 송출하는 프레이머,
    상기 댁내중계기로부터 인가되는 기가비트 이더넷신호에서 업링크신호와 이더넷신호를 분리하여 디-맵퍼와 도너중계기측으로 송출하는 디-프레이머 및,
    상기 디-프레이머로부터 인가되는 125MHz 8비트의 업링크신호를 70MHz 11비트 신호로 변환하여 상기 합성부로 송출하는 디-맵퍼를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유무선 중계네트워크.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 댁내중계기는 무선단말로부터 인가되는 아날로그 업링크신호를 디지털신호로 변환하기 위한 아날로그 디지털 변환부와,
    상기 아날로그 디지털 변환부로부터 인가되는 업링크신호를 125MHz 8비트의 디지털신호로 변환하는 맵퍼,
    상기 맵퍼로부터 인가되는 125MHz 8비트 업링크신호와 상기 유선단말로부터 인가되는 이더넷신호를 기가비트 이더넷신호로 변환하여 상기 익스텐더로 송출하는 프레이머,
    상기 익스텐더로부터 인가되는 기가비트 이더넷신호를 125MHz 8비트 다운링크신호와 이더넷신호로 분리하여 이더넷신호를 유선단말측으로 송출하는 디-프레이머,
    상기 디-프레이머로부터 인가되는 125MHz 8비트 다운링크신호를 11비트 디지털신호로 변환하는 디-맵퍼,
    상기 디-맵퍼로부터 인가되는 디지털 다운링크신호를 아날로그신호로 변환하는 디지털 아날로그 변환부 및,
    상기 디지털 아날로그 변환부를 통해 인가되는 다운링크신호를 변조처리하여 상기 무선단말측으로 송출하는 변조부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유무선 중계네트워크.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2014181901A1 (ko) * 2013-05-09 2014-11-13 (주) 기산텔레콤 무선 통신 시스템의 중계 장치

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