KR20180043707A

KR20180043707A - 구성 가능한 폴 형 기지국

Info

Publication number: KR20180043707A
Application number: KR1020160136924A
Authority: KR
Inventors: 이영권; 김우준; 문병철; 박성용; 신종균
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2016-10-20
Filing date: 2016-10-20
Publication date: 2018-04-30
Also published as: EP3514983B1; CN109891775A; KR102542209B1; CN109891775B; US20190261456A1; EP3514983A4; EP3514983A1; WO2018074899A1

Abstract

본 개시는 LTE와 같은 4G 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 또는 pre-5G 통신 시스템에 관련된 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른, 폴 형 기지국은 적어도 하나의 커넥터를 구비하고, 지지를 수행하는 지지대 및 임의의 형상을 가지며, 적어도 하나의 통신 타입에 따른 통신을 수행하고, 상기 적어도 하나의 커넥터에 접속되도록 상기 지지대의 임의의 위치에 장착되는 적어도 하나의 통신 모듈을 포함하며, 상기 적어도 하나의 통신 모듈이 상기 폴 형 기지국의 외측을 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다.

Description

구성 가능한 폴 형 기지국 { A CONFIGURABLE POLE TYPE BASE STATION }

본 발명은 구성 가능한 폴 형 기지국에 관한 것으로, 보다 구체적으로 구성을 쉽게 변경할 수 있으며, 유지 보수가 편리한 구조의 폴 형 기지국 및 이를 포함하는 구조물에 관한 것이다.

4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE) 시스템이라 불리어지고 있다.

높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역 (예를 들어, 28기가(28GHz) 또는 39기가(39GHz) 대역과 같은)과 6기가(6GHz) 이하 대역에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다.

또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (Device to Device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다.

이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non orthogonal multiple access), 및SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.

한편, 무선 통신 시스템의 발전에 따라, 커버리지를 확대하고 품질을 향상시키기 위해 동일한 면적에서 더 많은 기지국을 설치하는 고밀화(densification) 작업이 수행되고 있다. 예를 들면, 기존의 대형 기지국(macro cell site) 설치 보다 스몰셀 기지국(small cell architecture)의 설치가 증가하였다.

상기 스몰셀 기지국의 설치 방법의 예시로써, 도 1a에 도시된 바와 같이, 스몰 셀 기지국 설치를 위해 RRH(remote radio head) 및 안테나와 같은 장치를 기존의 가로등(light pole), 전신주(utility pole) 등의 구조물 상단에 설치하는 방법이 사용될 수 있다. 이와 같은 방법은, 기존에 존재하는 가로등, 전신주 또는 건물 등을 이용할 수 있으므로, 보다 간편하게 스몰셀 기지국에 필요한 장치를 설치할 수 있다.

그러나, 도 1a에 도시된 바와 같은 스몰셀 기지국이 주거지 근처에 설치되는 경우에는 미관을 훼손하며 전자파로 인해 인체에 미치는 영향 등을 이유로 인근 주민들의 반대에 부딪히는 경우가 많다.

따라서, 도 1b에 도시된 바와 같이, 가로등, 전신주의 기둥 내부에 스몰셀 기지국을 설치하는 방법이 고안되었다. 구체적으로, 가로등 및 전신주의 지지대에 RRH 및 안테나를 포함하는 라디오 유닛(radio unit, RU), 또는 디지털 유닛(digital unit, DU)을 부착하고 커버 또는 케이스를 덮음으로써, 심미적인 효과를 높이는 방안이다.

그러나, 도 1b에 도시된 바와 같은 형태로 구현된 스몰셀 기지국은, 서비스를 위한 주파수 대역 변경을 이유로 구성요소를 변경하는 경우, 또는 상기 기지국 자체에 대한 유지, 보수를 하는 경우에는 가로등 또는 전신주 등을 해체해야 한다는 문제점이 존재한다.

예를 들어, 구조물의 외벽을 이루는 커버 내에 포함된 구성요소를 변경하거나, 유지, 보수 하기 위해서는 상기 커버를 열고 닫아야 한다. 이때, 사람이 일반적으로 높은 곳에 위치하는 상기 커버를 열기 조차 어렵다. 또한, 상기 유지 보수 등을 위해 필요한 부품 및 장치들을 높은 위치까지 운반하고, 다시 조립하는 작업도 수행하기가 어렵다는 문제점이 있다.

따라서, 가로등 또는 전신주와 같은 도시의 일반적인 구조물로 이용 가능하면서, 기지국의 구성 요소들을 임의로 구성할 수 있는 폴 형 기지국의 필요성이 대두하였다.

상기와 같은 필요성에 의해, 본 발명에서는 블록 형태의 구성을 이용하여, 상기 구성을 쉽게 변경할 수 있으며, 유지 보수가 편리한 구조의 폴 형 기지국을 제공한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 폴 형 기지국은 적어도 하나의 커넥터를 구비하고, 지지를 수행하는 지지대 및 임의의 형상을 가지며, 적어도 하나의 통신 타입에 따른 통신을 수행하고, 상기 적어도 하나의 커넥터에 접속되도록 상기 지지대의 임의의 위치에 장착되는 적어도 하나의 통신 모듈을 포함하며, 상기 적어도 하나의 통신 모듈이 상기 폴 형 기지국의 외측을 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고 상기 적어도 하나의 통신 모듈은, 상기 적어도 하나의 커넥터 중 어느 하나의 커넥터를 통해 전력을 공급받고, 상기 적어도 하나의 커넥터 중 다른 하나의 커넥터를 통해 백홀과 통신을 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.

한편, 상기 폴 형 기지국의 최하단에 위치하는 하단부를 더 포함하며, 상기 하단부는, 상기 적어도 하나의 커넥터 중 어느 하나의 커넥터를 통해, 상기 적어도 하나의 통신 모듈에 전원을 공급하기 위한 전원 공급부 및 상기 적어도 하나의 커넥터 중 다른 하나의 커넥터를 통해 상기 적어도 하나의 통신 모듈이 백홀과 통신할 수 있도록, 상기 적어도 하나의 통신 모듈과 상기 백홀을 연결하는 통신 연결 장치를 더 포함할 수 있다.

그리고 상기 적어도 하나의 통신 모듈이 복수 개인 경우, 상기 복수 개의 통신 모듈은 상호간 일체된 외관을 형성하도록 상기 지지대에 장착되는 것을 특징으로 할 수 있다.

한편, 상기 적어도 하나 이상의 통신 모듈의 상측 또는 하측에 위치하며, 상기 적어도 하나의 통신 모듈이 상기 지지대에 장착된 상태를 지지하는 적어도 하나의 중간 지지 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고 상기 적어도 하나의 통신 모듈의 하측에 위치하며, 상기 중간 지지 모듈의 높이보다 더 긴 길이의 높이를 구비하는 적어도 하나의 하부 지지 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

한편, 상기 적어도 하나의 중간 지지 모듈 또는 상기 하부 지지 모듈의 내부는 비어 있는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고 상기 적어도 하나의 통신 모듈은, 적어도 하나 이상의 서브 통신 모듈로 구성되며, 각 서브 통신 모듈은 미리 결정된 방향의 영역에 위치한 노드와 통신을 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.

한편, 상기 적어도 하나의 통신 모듈이 복수 개의 서브 통신 모듈로 구성되는 경우, 상기 서브 통신 모듈 각각은 상호간 결합되기 위한 체결부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고 상기 적어도 하나의 통신 모듈은 원통형 형상이며, 상기 원통형 형상의 내부는 상기 지지대가 차지하는 부피 만큼 비어 있는 것을 특징으로 할 수 있다.

한편, 상기 적어도 하나의 통신 모듈은, 베이스 밴드에서 신호를 처리하기 위한 디지털 유닛과, 상기 베이스 밴드에서 처리된 신호를 통신 대역의 신호로 변환하기 위한 원격 무선 헤드 및 안테나를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고 상기 적어도 하나의 통신 모듈은, 상기 지지대에 구비된 상기 적어도 하나의 커넥터와 접속되기 위한, 적어도 하나의 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 폴 형 기지국의 외형이 구조물과 일체형으로 형성되어 심미성을 줄 수 있다. 또한, 통신 모듈의 증감과 유지 및 보수가 용이한 폴 형 기지국을 제공할 수 있다.

또한, 통신을 수행하는 무선 모듈 각각을 필요에 따라 폴(pole)에 장착할 수 있으므로, 각 사이트(site)의 상황에 따른 다양한 선택적 구성 및 연동 동작이 가능하게 된다.

도 1a 및 도 1b는 일반적인 실시 예에 따른, 전신주 또는 가로등에 결합된 기지국 장치를 도시한 도면,
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 폴 형 기지국의 구성을 결합할 수 있는 가로등을 도시한 도면,
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 폴 형 기지국을 구성하는 구성 요소를 결합하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 폴 형 기지국 및 상기 폴 형 기지국이 결합된 가로등을 도시한 도면,
도 5a 내지 도 8e는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른, 폴 형 기지국의 구성 요소 및 상기 구성 요소의 결합 방법을 나타내기 위한 도면,
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 폴 형 기지국의 형태를 도시한 도면,
도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른, 폴 형 기지국을 포함하는 구조물을 도시한 도면,
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따라, 스크류 온(screw on) 방식으로 결합되는 폴 형 기지국을 도시한 도면, 그리고
도 12 및 도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 폴 형 기지국의 구조를 도시한 블록도이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 명세서에서 실시 예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.

마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.

또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.

이 때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.

도 2a는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 폴 형 기지국(200)을 도시한 도면이다. 폴 형 기지국(200)은 가로등, 전신주 또는 기타 건물과 같은 구조물에 결합될 수 있다. 상기 구조물은 가로등, 전신주 뿐만 아니라 신호등, 교통 표지판, 도로 표지판, 시계탑 등 다양한 구조물일 수 있다.

폴 형 기지국(200)은 베이스 밴드에서 신호를 처리하기 위한 디지털 유닛과, 상기 베이스 밴드에서 처리된 신호를 통신 대역의 신호로 변환하기 위한 원격 무선 헤드(remote radio head, RRH) 및 안테나를 포함하는 기지국을 의미할 수 있다.

먼저, 폴 형 기지국(200)은 최하단에 위치하는 하단부(205)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 폴 형 기지국(200)은 폴을 지면, 건물 등의 위에 설치하기 위해, 비교적 비중이 무거운 하단부(205)를 포함할 수 있다. 상기 하단부(205)는 일반적으로 폴을 지면에 고정되게 하는 역할을 수행한다. 따라서, 상기 하단부(205)는 교체가 자주 되지 않아도 되면서 필수적으로 필요한 기지국의 구성 요소를 포함할 수 있다.

예를 들면, 하단부(205)는 정류기(rectifier)를 포함하는 전원 공급 장치(power supply)를 포함할 수 있다. 상기 정류기는 교류전력에서 직류 전력을 얻기 위해 정류 작용을 수행하는 소자 또는 장치로써, 전류를 한 방향으로만 통과시키는 기능을 수행할 수 있다.

상기 전원 공급 장치는 폴 형 기지국(200)에 전원을 공급하기 위한 장치이다. 상기 전원 공급 장치는 폴 형 기지국(200)의 지지대(210)에 결합 가능한 통신 모듈과 발광부(280) 등에 모두 전원을 공급할 수 있다. 예를 들면, 상기 전원 공급 장치는 적어도 하나의 커넥터 중 어느 하나의 커넥터를 통해, 통신 모듈에 전원을 공급할 수 있다.

또한, 하단부(205)는 팬(fan)을 포함할 수 있다. 상기 팬은 지지대(210)를 통해 발광부(280)까지 에어 플로우 패쓰(air flow path)를 통해 방열 처리가 되도록 하기 위한 구성요소이다.

구체적으로, 상기 지지대(210)는 가운데 부분이 비어있는 폴일 수 있다. 따라서, 가운데 비어있는 공간이 에어 플로우 패쓰가 될 수 있다. 상기 팬을 이용하여 발생된 공기는 상기 에어 플로우 패쓰를 통해 상기 폴 형 기지국(200)의 열을 방출하도록 할 수 있다. 예를 들면, 도 2b에 도시된 바와 같이, 폴 형 기지국(200)의 중간 지지 모듈(255)은 적어도 하나의 홀(256)을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 에어 플로우 패쓰를 통해 이동되는 공기는 상기 홀(256)을 통해 방출될 수 있다. 또는, 방열을 위해, 상기 지지대(210)의 중간에는 냉각 핀(cooling pin)이 포함될 수도 있다.

다시 도 2a로 돌아와서 설명하면, 하단부(205)는 적어도 하나의 커넥터 중 다른 하나의 커넥터를 통해 상기 통신 모듈이 백홀(backhaul)과 통신할 수 있도록, 상기 통신 모듈과 상기 백홀을 연결하는 통신 연결 장치를 더 포함할 수 있다. 상기 통신 연결 장치는 스위치(switch), 라우터(router), 허브(hub) 등을 더 포함할 수 있다. 상기 하단부(205)가 전원 공급부, 팬, 통신 연결 장치를 포함하는 것은 일 실시 예에 불과할 뿐, 폴 형 기지국(200)의 기능 및 구조에 따라 상이한 구성요소를 포함할 수 있다.

폴 형 기지국(200)은 상기 기지국을 구성하는 적어도 하나의 통신 모듈과 결합할 수 있는 지지대(210)를 포함할 수 있다. 그리고 상기 지지대(210)는 하부 지지 모듈(250)과 중간 지지 모듈(255)을 포함할 수 있다.

상기 하부 지지 모듈(250)은 하단부(205)의 상부에 위치하고, 상기 적어도 하나 이상의 통신 모듈의 상측 또는 하측에 위치할 수 있다. 하부 지지 모듈(250)은 상기 지지대(210)와 일체형일 수도 있으나, 상기 지지대(210)에서 분리가 가능한 더미 모듈일 수 있다.

상기 중간 지지 모듈(255)은 상기 지지대(210)에 통신 모듈이 장착되면, 상기 통신 모듈이 상기 지지대에 장착된 상태를 지지할 수 있다. 상기 중간 지지 모듈(255)은 폴 형 기지국의 높이에 따라 변경 가능하도록 위치를 이동시킬 수도 있다.

한편, 상기 중간 지지 모듈(255)은 생략될 수도 있다. 그리고 전술한 바와 같이, 상기 중간 지지 모듈(255)은 방열을 위해 적어도 하나의 홀(256)을 포함할 수 있다.

통신 모듈은 DU, RRH, 안테나 등으로 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 통신 모듈은 다양한 실시예에 따라 여러 조합으로 구성할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전파를 방사하는 안테나는 지지대의 최상단에 위치하고, RRH는 지지대의 중간에 위치하고, DU는 지지대의 최 하단에 위치할 수 있다.

상기 실시예에 따르면, 만약, RRH가 복수 개라면, 각 RRH는 서로 다른 주파수 대역의 섹터를 관장하고, 별도의 DU를 구비하며, 한 개의 안테나를 공용으로 사용할 수 있다. 이 경우, 상기 안테나는 전방향(omni) 안테나일 수 있다.

한편, 상기 RRH는 각각 대응하는 DU와 연결될 수도 있다.

다른 실시예에 따르면, 안테나와 RRH가 하나의 무선 통신 모듈을 구성하고, DU는 지지대의 최 하단에 위치할 수 있다. 이 경우, 상기 무선 통신 모듈은 복수 개로 구비될 수 있다. 예를 들어, 상기 무선 통신 모듈이 3개인 경우, 무선 통신 모듈 각각은, 방향성을 가지는 지향성 안테나를 구비할 수 있다. 그러면 각 무선 통신 모듈은 정해진 방향에서 통신을 수행할 수 있다.

한편, 상기 무선 통신 모듈은 각각 대응하는 DU와 연결될 수도 있다.

상기 통신 모듈은 임의의 형상을 가지며, 적어도 하나의 통신 타입에 따른 통신을 수행하고, 상기 적어도 하나의 커넥터에 접속되도록 상기 지지대(210)의 임의의 위치에 장착될 수 있다.

구체적으로, 상기 지지대(210)는 복수개의 통신 모듈이 장착될 수 있는 복수 개의 장착 위치(220, 230, 450)로 구분될 수 있다. 그리고 상기 복수 개의 장착 위치(220, 230, 450)는 적어도 하나의 중간 지지 모듈(255)로 구분될 수 있다.

복수개의 장착 위치(220, 230, 450)는 결합 가능한 통신 모듈의 기능에 따라 구간이 구분될 수 있다. 예를 들면, 제1 장착 위치(220)는 제1 통신 타입에 따른 통신을 수행하기 위한 통신 모듈이 장착될 수 있고, 제2 장착 위치(230)는 제2 통신 타입에 따른 통신을 수행하기 위한 통신 모듈이 장착될 수 있다. 그리고 가장 상단에 위치한 제3 장착 위치(240)는 안테나 모듈이 장착될 수 있다. 상기 제1 통신 타입 및 상기 제2 통신 타입은 WCDMA와 같은 3G, long term evolution(LTE)과 같은 4G 또는 5G 통신 방식일 수 있다.

한편, 복수개의 장착 위치(220, 230, 450)에서, 제1 장착 위치(220)는 적어도 하나의 통신 타입에 의해 통신을 수행하기 위한 액세스 유닛(access unit, AU) 모듈이 장착될 수 있다. 상기 AU는 무선 신호의 송수신 기능, 패킷 트래픽에 대한 변복조 기능 및 자동 재송 요구(hybrid automatic repeat request, HARQ) 또는 ARQ 처리 기능 기능을 수행하기 위한 구성요소이다. 예를 들어, 5G AU 모듈은 단말과 코어 유닛(core unit, CU) 사이에 존재하면서, 5G 에어(air) 규격에 따라, 고객 댁내 장치(customer premises equipment, CPE)와 무선상으로 접속하여 패킷 호를 처리할 수 있다. 또는, 상기 제1 장착 위치(220)는 적어도 하나의 통신 타입에 의해 통신을 수행하기 위한 디지털 유닛(digital unit, DU)모듈과 결합될 수 있다. 상기 DU는 베이스 밴드(base band) 영역의 신호를 처리하기 위한 구성요소이다.

그리고 제2 장착 위치(230)는 적어도 하나의 통신 타입에 의해 통신을 수행하기 위한 원격 무선 헤드(remote radio head, RRH) 장치가 장착될 수 있다. 상기 RRH는 무선 주파수 회로망과 아날로그-디지털/디지털-아날로그 컨버터, 업/다운 컨버터를 포함하여, 무선 송수신 대역에서의 신호를 처리하기 위한 구성요소이다.

그리고 제3 장착 위치(240)는 적어도 하나의 통신 타입에 따른 안테나 모듈이 장착될 수 있다. 통신 모듈이 세 개의 서브 통신 모듈을 포함하는 경우, 상기 제3 장착 위치(240)에 쓰리 섹터(three sector)의 안테나 모듈이 장착될 수 있다. 섹터 안테나 모듈은 전방향으로 데이터가 송수신되도록 할 수 있다.

상기 통신 모듈은 복수개의 서브 통신 모듈로 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 통신 모듈은 쓰리 섹터(three sector)로 구분되어, 서브 통신 모듈로써 두 개의 4G 안테나 모듈 및 한 개의 5G 안테나 모듈을 포함할 수 있다.

상기 통신 모듈이 외부 타입(external type)의 안테나를 이용하는 경우에는, 상기와 같이 통신 모듈과 별도의 위치(예를 들면, 제3 장착 위치(240))에 안테나 모듈이 포함될 수 있다. 그러나, 내부 타입(internal type)의 섹터 안테나가 이용되는 경우에는, 상기 통신 모듈들에 포함될 수도 있다. 예를 들면, 5G RU는 안테나 엘레멘트를 포함할 수 있다. 따라서, 서브 통신 모듈로써 5G RU가 장착되면 상기 5G에 대응하는 안테나 모듈은 별로도 장착되지 않을 수도 있다.

또한, 세 개의 섹터의 안테나 모듈은 서로 동일한 통신 타입에 따른 안테나 모듈이 아닐 수도 있다. 예를 들면, 상기 섹터 안테나를 구성하는 세 개의 섹터들은 모두 4G 또는 5G 안테나이거나, 하나의 섹터만 5G 안테나이고 나머지 두 개의 섹터는 4G 안테나일 수도 있다.

한편, 5G AU 는 RU 및 안테나가 결합된 일체형 타입이다. 따라서, 5G AU는 별도의 안테나가 불필요할 수 있다. 따라서, 안테나 모듈은 통신 모듈이 4G(micro RRH or smallcell) 모듈인 경우에만 추가적으로 장착 수도 있다.

4G 통신 타입의 경우는 안테나 일체형과 분리형 모두 존재할 수 있다. 따라서, 만약 안테나 분리형일 경우에는 4G 통신 타입에 따른 별도의 안테나 설치가 필요할 수 있다. 따라서, 4G 통신 모듈과 연결된 안테나 모듈이 장착될 수 있다.

반면, 상기 4G 통신 모듈에 안테나 일체형이 조립된 경우에는, 해당 RU와 연결되는 별도의 분리형 안테나 모듈을 설치할 필요가 없다. 또한, 4G 통신 타입의 경우, 한 개의 안테나는 일체형으로 설치되고, 두 개는 안테나는 분리형으로 장착될 수도 있다. 예를 들면, 별도의 안테나 모듈로는 방향성 안테나 모듈이 장착될 수 있다. 만약 방향성 안테나 아닌 전향성 옴니(OMNI) 안테나의 경우는 지지대의 가장 상단에 장착될 수 있다.

한편, 도 2a는 지지대(210)가 세 개의 장착 위치(220, 230, 240)로 구분되는 것으로 도시하였으나, 이는 일 실시 예에 불과할 뿐, 장착 위치의 수는 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 기둥의 길이가 긴 가로등, 전신주에 포함된 폴 형 기지국은 더 많은 개수의 장착 위치로 구분될 수 있다. 또는, 기둥이 두꺼운 가로등, 전신주는 한 개의 장착 위치를 복수개의 섹터로 나누어 통신 모듈의 결합이 가능하므로, 장착 위치의 개수는 세 개 보다 더 적을 수도 있다.

또는, 지지대(210)는 가능한 많은 개수의 장착 위치를 구분될 수 있다. 예를 들면, 하단부(205) 상부부터, 발광부(280) 하부까지 모두 장착 위치로 구성될 수 있다. 이때, 장착 위치에는 별도의 기능을 수행하지 않는 더미 모듈(dummy module)이 장착될 수 있다. 따라서, 필요 시에 장착 위치의 더미 모듈이 제거되고, 통신 모듈이 장착될 수 있다. 예를 들면, 전술한 바와 같이 하부 지지모듈(250)은 더미 모듈일 수 있다. 실시 예에 따라, 또는 유지 보수 동작을 수행하면서, 지지대(210)에 더 많은 통신 모듈의 장착이 필요한 경우, 상기 더미 모듈인 하부 지지모듈(250)을 제거하고, 추가적으로 통신 모듈을 장착할 수 있다.

복수 개의 장착 위치(220, 230, 240) 사이의 경계에는 중간 지지 모듈(255)이 포함될 수 있다. 상기 중간 지지 모듈(255)은 각 장착 위치(220, 230, 240)에 결합된 통신 모듈을 지지하는 역할을 수행할 수 있다.

또한, 상기 중간 지지 모듈(255)도 위치 변경이 가능하다. 예를 들면, 결합되는 통신 모듈의 길이에 따라, 상기 중간 지지 모듈(255)의 위치 이동이 가능할 수 있다. 실시 예에 따라, 상기 중간 지지 모듈(255)은 생략될 수도 있다.

한편, 지지대(210)는 적어도 하나의 커넥터(225, 235, 245)를 포함할 수 있다. 지지대(210)에 장착되는 통신 모듈은 상기 적어도 하나의 커넥터 중 어느 하나의 커넥터를 통해 전력을 공급받을 수 있다. 그리고 상기 통신 모듈은 상기 적어도 하나의 커넥터 중 다른 하나의 커넥터를 통해 백홀과 통신을 수행할 수 있다. 예를 들면, 상기 적어도 하나의 커넥터(225, 235, 245)는 하단부(205)에 포함된 전원 공급부 및 백홀 등과 케이블 또는 광케이블로 연결될 수 있다. 따라서, 상기 지지대(210)에 통신 모듈이 결합되면, 상기 커넥터(225, 235, 245)를 통해 전원을 공급받고, 백홀과 통신을 수행할 수 있게 된다.

한편, 상기 커넥터(225, 235, 245) 및 상기 커넥터와 연결된 케이블을 이용하여, 4G 및 5G는 백홀을 공유할 수 있다. 상기 백홀 공유를 위해, 데이지 체인(daisy chain)이 이용될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 폴 형 기지국(200)은 무선 백홀(wireless backhaul)(260)을 더 포함할 수도 있다. 이때, 상기 통신 모듈은 무선으로 백홀과 통신을 수행할 수도 있다.

지지대(210)의 외부는 통신 모듈과 결합되기 위한 구조를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 지지대(210)의 표면에는 복수개의 돌출부가 포함될 수 있다. 따라서, 상기 지지대(210)에 결합되는 통신 모듈들은 상기 돌출부와 대응하는 위치에 홈을 가진 구조일 수 있다.

또는 상기 지지대(210)는 돌출된 형태의 커넥터(225, 235, 245)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 지지대(210)에 결합되는 통신 모듈들은 상기 돌출부에 대응하는 위치에 홈을 포함하고, 상기 홈 내부는 상기 커넥터(225, 235, 245)와 접촉될 수 있는 구조가 형성될 수 있다.

폴 형 기지국(200)은 GPS 안테나(270)를 더 포함할 수 있다. 상기 GPS 안테나(270)는 4G 및 5G의 전체 통신 시스템의 클락(clock) 동기화를 위해 필요한 구성요소이다. 그리고 GPS clock 동기 및 수신을 위해서는 안테나가 필요할 수 있다. 그러나 이는 일 실시 예에 불과하며, 상기 폴 형 기지국(200)의 용도 및 구조에 따라 생략될 수도 있다.

상기 폴 형 기지국(200)이 가로등인 경우, 도 2에 도시된 바와 같이 발광부(280)를 더 포함할 수도 있다. 또는, 상기 폴 형 기지국(200)이 전신주인 경우에는, 전선이나 통신선과 연결하기 위한 구조물을 더 포함할 수도 있다.

도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 폴 형 기지국을 구성하는 구성 요소를 결합하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

먼저, 도 3a는 폴 형 기지국(200)의 지지대(300)의 일부분을 도시한 도면이다. 상기 지지대(300)에는 통신 모듈 또는 하부/중간 지지 모듈이 장착될 수 있다.

상기 지지대(300)는 다른 통신 모듈이 장착될 수 있도록 돌출부(310)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 도 3b에 도시된 바와 같이, 지지대(300)를 중심으로 세 방향(300-1, 300-2, 300-3)에서 각각의 통신 모듈이 장착 가능하도록 돌출부(310)가 위치할 수 있다.

도 3c는 일 실시 예에 따라 통신 모듈을 구성하는 임의의 서브 통신 모듈(315)을 도시한 도면이다. 전술한 바와 같이 상기 서브 통신 모듈(315)은 임의의 통신 타입에 따른 AU, RRH 모듈, RU, DU, 안테나 모듈 중 어느 하나일 수 있다. 상기 복수의 통신 모듈은 5G 모듈, 4G 모듈 및 안테나 쓰리 섹션 모듈로 구분된 설치 위치에 각각 장착될 수 있다. 예를 들면, 안테나 쓰리 섹션 모듈은 안테나 통신 모듈이 세 방향에서 장착되는 세 개의 서브 통신 모듈을 포함하는 것을 의미할 수 있다.

일반적으로 상기 하나의 통신 모듈에는 동일한 서브 통신 모듈이 포함될 수 있다. 예를 들면, 안테나 통신 모듈은 세 개의 안테나 서브 통신 모듈을 포함할 수 있다. 그러나, 일 실시 예에 불과할 뿐, 필요에 따라서는, 하나의 통신 모듈이 서로 다른 종류의 서브 통신 모듈을 포함할 수도 있다. 이때, 해당 서브 통신 모듈에 맞는 커넥터로 교체한 뒤에 설치될 수도 있다.

상기 서브 통신 모듈(315)은 내부 또는 외부에 기능에 따라 회로, 배선, 소자 등을 포함할 수 있다. 그리고 상기 서브 통신 모듈(315)의 하우징은 상기 지지대(300)의 외측과 일체형이 되기 위한 형태일 수 있다. 상기 서브 통신 모듈(315)이 세 방향에서 지지대(300)에 장착됨으로써, 상기 폴 형 기지국(200)의 외측이 형성될 수 있다.

구체적으로, 상기 지지대(300)를 중심으로 세 방향(300-1, 300-2, 300-3)에서 통신 모듈이 장착되는 경우, 상기 서브 통신 모듈(315)은 120도의 중심각을 가지는 제1 부채꼴에서 동일한 중심각을 가지고 상기 제1 부채꼴의 반지름보다 작은 반지름을 가지는 제2 부채꼴을 뺀 형태의 단면을 가지는 기둥형태일 수 있다. 상기 중심각은 120도에 한정되지 않으며, 120도 내외의 허용 가능한 오차 범위내의 각도일 수 있다.

그리고 상기 서브 통신 모듈(315)은 상기 지지대(300)의 적어도 하나의 돌출부(310)의 위치에 대응하는 위치에 적어도 하나의 홈(316)을 포함할 수 있다.

한편, 상기 지지대(300)의 적어도 하나의 돌출부(310)에 제1 커넥터가 포함된 경우에는, 상기 적어도 하나의 홈(316)도 상기 제1 커넥터와 연결되기 위한 제2커넥터를 포함할 수 있다.

또한, 상기 서브 통신 모듈(315)의 하우징은 폴 형 기지국(200)의 외벽을 이루면서 고정될 수 있도록 단단한 재질일 수 있다. 그러나, 상기 하우징 내부에 삽입되는 회로, 배선, 소자 등은 휘어지는 소재일 수 있다. 또는, 상기 회로, 배선, 소자 등은 상기 하우징의 모양에 대응되는 형태일 수 있다. 한편, 상기 서브 통신 모듈(315)에 안테나 모듈이 포함되는 경우, 상기 하우징은 레이돔(radome)으로 형성될 수 있다. 레이돔은 통신 안테나를 보호 및 수용하기 위한 돔형의 구조물을 의미할 수 있다.

도 3d은 상기 서브 통신 모듈(315)과 동일한 형태를 가지는 다른 서브 통신 모듈들(320, 325)까지 모두 상기 지지대(300)에 장착된 모습을 도시한 도면이다. 복수 개의 서브 통신 모듈(315, 320, 325)은 모두 동일한 형태로 120도의 중심각을 갖는다. 따라서, 상기 지지대(300)에 상기 복수 개의 서브 통신 모듈(315, 320, 325)이 모두 장착되어 통신 모듈을 구성하게 된다. 한편, 도 3e는 상기 서브 통신 모듈들(315, 320, 325)이 상기 지지대(300)에 장착된 모습을 절단한 단면을 도시한 도면이다. 상기 지지대(300) 및 상기 서브 통신 모듈들(315, 320, 325) 사이에는 에어 플로우 패쓰(air flow path)(301)가 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 지지대(300)의 돌출부(310) 및 상기 서브 통신 모듈들(315, 320, 325)의 홈(316)은 상기 지지대(300) 및 상기 서브 통신 모듈들(315, 320, 325)의 측면이 맞닿기 전까지만 장착될 수 있다. 이와 같은 방식으로 생성된 상기 에어 플로우 패쓰(air flow path)(301)를 통해 하단부에 포함된 팬(fan)을 이용하여 생성된 공기가 이동할 수 있다. 따라서, 상기 에어 플로우 패쓰(air flow path)(301)는 폴 형 기지국(200)의 방열 처리를 도울 수 있다.

그러나, 상기 에어 플로우 패쓰(air flow path)(301)는 일 실시 예에 불과할 뿐, 경우에 따라 상기 지지대(300)의 돌출부(310) 및 상기 서브 통신 모듈들(315, 320, 325)의 홈(316)은 상기 지지대(300) 및 상기 서브 통신 모듈들(315, 320, 325)의 측면이 맞닿을 때까지 장착될 수도 있다. 이때, 상기 지지대(300) 내부가 비어 있을 수 있다. 그리고 상기 지지대(300) 내부의 빈 공간을 이용하여, 폴 형 기지국(200)의 방열 처리가 될 수도 있다.

상기 각각의 서브 통신 모듈(315, 320, 325)에는 실제 통신 회로 등을 포함하는 인쇄 회로 기판(printed circuit board, PCB)(317, 318, 319)가 실장될 수 있다. 도 3e는 상기 PCB(317, 318, 319)가 직육면체 형태인 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 상기 서브 통신 모듈(315, 320, 325) 내부에 실장될 수 있는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 상기 PCB(317, 318, 319)는 케넥터에 연결되어 전원을 공급받고, 백홀과 통신을 수행할 수 있다.

상기 복수 개의 서브 통신 모듈(315, 320, 325)은 상기 지지대(300)에 장착되고 이에 따라 지지되는 힘으로 고정될 수 있다. 추가적인 실시 예에 따라서는, 상기 복수 개의 서브 통신 모듈(315, 320, 325)을 외부에서 서로 연결하는 체결부가 더 포함될 수도 있다. 예를 들면, 상기 복수 개의 서브 통신 모듈(315, 320, 325)을 상기 지지대(300)에 장착하고, 추가적으로 상기 복수개의 서브 통신 모듈(315, 320, 325)의 하우징 외부를 서로 연결할 수 있다.

한편, 상기 복수 개의 서브 통신 모듈(315, 320, 325) 중 적어도 하나의 모듈은 더미 모듈일 수도 있다. 예를 들면, 상기 지지대(300)에 RRH 모듈 및 4G 안테나 모듈만 결합되는 경우, 모듈 315 및 320은 각각 RRH 모듈 및 4G 안테나 모듈이고, 모듈 325는 더미 모듈일 수 있다. 상기 더미 모듈은 구조의 변경, 추가적인 필요 등에 의해, RRH모듈, 4G 안테나 모듈 또는 5G안테나 모듈 등과 같이 다른 모듈로 변경될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 폴 형 기지국 및 상기 폴 형 기지국이 결합된 가로등(400)을 도시한 도면이다.

예를 들면, 도 4에 도시된 가로등(400)은 전술한 방법에 의해, 세 개의 장착 위치로 구분되고, 세 개의 장착 위치 각각에 세 개의 서브통신 모듈을 포함하는 통신 모듈이 장착된 폴 형 기지국을 포함한다. 이때, 상기 통신 모듈들 사이에는, 상기 통신 모듈들이 상기 지지대에 장착된 상태를 지지하는 중간 지지 모듈이 포함될 수도 있다.

상기 통신 모듈은 RRH, RU 또는 안테나 모듈과 같이 서로 다른 기능을 수행하는 통신 모듈일 수 있다. 또는, 상기 복수 개의 통신 모듈 중 임의의 모듈은 기능을 수행하지는 않지만, 각 통신 모듈의 외측이 일체된 외관을 형성하면서 상기 지지대에 장착되도록 하기 위한 더미 모듈일 수 있다.

한편, 상기 도 4는 하나의 통신 모듈이 각각 세 개의 서브 통신 모듈을 포함하는 것으로 도시되었으나, 일 실시 예에 불과 할뿐, 임의의 통신 모듈이 포함하는 서브 통신 모듈의 개수는 제한되지 않는다.

한편, 폴 형 기지국(200)의 통신 모듈의 형태는 실시 예에 따라 다양하게 구현될 수 있다. 이하에서는, 다양한 형태의 통신 모듈에 대해 설명한다.

먼저, 도 5a는 본 발명의 일 실시 예에 따라, 지지대(300)에 제1 통신 모듈(500) 및 제2 통신 모듈(510)이 장착된 실시 예를 도시한 도면이다. 전술한 바와 같이 상기 제1 통신 모듈(500) 및 제2 통신 모듈(510)은 임의의 통신 타입에 따른 AU, RRH 모듈, RU, DU, 안테나 모듈 중 어느 하나일 수 있다. 상기 제1 통신 모듈(500) 및 제2 통신 모듈(510)은 내부 또는 외부에 기능에 따라 회로, 배선, 소자 등을 포함할 수 있다. 그리고 상기 제1 통신 모듈(500) 및 제2 통신 모듈(510)의 하우징은 상기 지지대(300)의 외측과 일체형이 되기 위한 형태일 수 있다.

제1 통신 모듈(500) 및 제2 통신 모듈(510)은 임의의 반원에서, 상기 임의의 반원보다 반지름이 작은 반원을 뺀 형태의 도형을 단면으로 가지는 기둥 형상일 수 있다.

상기 제1 통신 모듈(500) 및 제2 통신 모듈(510)은 서로 결합되도록 한쪽은 돌출부를 포함하고, 한쪽은 상기 돌출부에 상응하는 홈을 포함할 수 있다. 그리고 상기 제1 통신 모듈(500) 및 제2 통신 모듈(510)은 지지대(300)의 돌출부(310)에 결합하기 위한 홈을 포함할 수 있다.

구체적으로, 도 5b는 상기 제1 통신 모듈(500)을 도시한 도면이다. 상기 제1 통신 모듈(500)이 다른 통신 모듈과 맞닿는 면에는 복수 개의 돌출부(501)가 포함될 수 있다. 그리고 지지대(300)에 결합하기 위해, 상기 지지대(300)의 돌출부(310) 위치 및 형상에 대응하도록 상기 제1 통신 모듈(500)의 가운데 일면에 복수 개의 홈(502)을 포함할 수 있다.

도 5c는 상기 제2 통신 모듈(510)을 도시한 도면이다. 상기 제2 통신 모듈(510)이 상기 제1 통신 모듈(500)과 맞닿는 면에는 복수 개의 홈(503)이 포함될 수 있다. 그리고 지지대(300)에 결합하기 위해, 상기 지지대(300)의 돌출부(310) 위치 및 형상에 대응하도록 상기 제2 통신 모듈(510)의 가운데 일면에 복수 개의 홈(504)을 포함할 수 있다.

상술한 방법에 의해, 상기 제1 및 제2 통신 모듈(500, 510)은 상기 지지대(300)의 돌출부(310)에 장착되고 이에 따라 지지되는 힘 및 상기 제1 및 제2 통신 모듈(500, 510) 각각에 포함된 돌출부(501) 및 홈(503) 간의 결합하는 힘으로 고정될 수 있다. 추가적인 실시 예에 따라서는, 상기 제1 및 제2 통신 모듈(500, 510)을 외부에서 서로 연결하는 체결부가 더 포함될 수도 있다. 예를 들면, 상기 제1 및 제2 통신 모듈(500, 510)을 상기 지지대(300)에 장착하고, 추가적으로 상기 제1 및 제2 통신 모듈(500, 510)의 하우징 외부를 서로 연결할 수 있다.

한편, 상기 지지대(300)의 적어도 하나의 돌출부(310)에 커넥터가 포함된 경우에는, 상기 제1 및 제2 통신 모듈(500, 510)의 가운데 일면에 복수 개의 홈(502, 504)도 상기 지지대(300)의 커넥터와 연결되기 위한 커넥터를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 및 제2 통신 모듈(500, 510)의 하우징은 폴 형 기지국(200)의 외벽을 이루면서 고정될 수 있도록 단단한 재질일 수 있다. 그러나, 상기 하우징 내부에 삽입되는 회로, 배선, 소자 등은 휘어지는 소재일 수 있다. 또는, 상기 회로, 배선, 소자 등은 상기 하우징의 모양에 대응되는 형태일 수 있다.

한편, 상기 제1 또는 제2 통신 모듈(500, 510)은 더미 모듈일 수도 있다. 예를 들면, 상기 제1 또는 제2 통신 모듈(500, 510)은 폴 형 기지국(200)을 위해 어떤 기능을 수행하지는 않지만, 상기 폴 형 기지국(200)이 포함된 가로등 또는 전신주와 같은 구조물의 외벽을 형성하는 더미 모듈일 수 있다. 상기 더미 모듈은 구조의 변경, 추가적인 필요 등에 의해, RRH모듈, 4G 안테나 모듈 또는 5G안테나 모듈 등과 같이 다른 모듈로 변경될 수 있다.

또한, 상기 지지대(300) 및 상기 제1 또는 제2 통신 모듈(500, 510) 사이에는 에어 플로우 패쓰(air flow path)(301)가 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 지지대(300)의 돌출부(310) 및 상기 제1 및 제2 통신 모듈(500, 510)의 가운데 일면에 복수 개의 홈(502, 504)은 상기 지지대(300) 및 상기 제1 및 제2 통신 모듈(500, 510)의 측면이 맞닿기 전까지만 장착될 수 있다. 이와 같은 방식으로 생성된 상기 에어 플로우 패쓰(air flow path)(301)를 통해 하단부에 포함된 팬(fan)을 이용하여 생성된 공기가 이동할 수 있다. 따라서, 상기 에어 플로우 패쓰(air flow path)(301)는 폴 형 기지국(200)의 방열 처리를 도울 수 있다.

그러나, 상기 에어 플로우 패쓰(air flow path)(301)는 일 실시 예에 불과할 뿐, 경우에 따라 상기 지지대(300)의 돌출부(310) 및 상기 제1 및 제2 통신 모듈(500, 510)의 가운데 일면에 복수 개의 홈(502, 504)은 상기 지지대(300) 및 상기 제1 및 제2 통신 모듈(500, 510)의 측면이 맞닿을 때까지 장착될 수도 있다. 이때, 상기 지지대(300)는 내부가 비어 있을 수 있다. 그리고 상기 지지대(300) 내부의 빈 공간을 이용하여, 폴 형 기지국(200)의 방열 처리가 될 수도 있다.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라, 지지대(300)에 제1 통신 모듈(600) 및 제2 통신 모듈(610)이 결합하는 구조를 도시한 도면이다.

상기 실시 예에서는, 상기 제1 통신 모듈(600)만 통신 모듈의 하나이고, 상기 제2 통신 모듈(610)은 더미 모듈일 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 통신 모듈(600)은 임의의 통신 타입에 따른 AU, RRH 모듈, RU, DU, 안테나 모듈 중 어느 하나일 수 있다. 그러나, 이는 일 실시 예에 불과할 뿐, 상기 제1 통신 모듈(600) 및 상기 제2 통신 모듈(610) 모두 임의의 통신 타입에 따른 AU, RRH 모듈, RU, DU, 안테나 모듈 중 어느 하나일 수도 있다.

상기 제1 통신 모듈(600) 또는 제2 통신 모듈(610)은 내부 또는 외부에 기능에 따라 회로, 배선, 소자 등을 포함할 수 있다. 그리고 상기 제1 통신 모듈(600) 및 제2 통신 모듈(610)의 하우징은 상기 지지대(300)의 외측과 일체형이 되기 위한 형태일 수 있다.

예를 들면, 상기 제1 통신 모듈(600)은 원기둥에서 지지대(300)의 지름 길이 만큼의 옆면을 가지는 직육면체를 제거한 형태일 수 있다. 따라서, 상기 제1 통신 모듈(600)은 상기 직육면체만큼 제거된 틈을 통해 상기 지지대(300)에 장착될 수 있다. 상기 제1 통신 모듈(600)이 상기 지지대(300)에 결합되면, 상기 제1 통신 모듈(600)에서 제거된 직육면체와 동일한 크기의 제2 통신 모듈(610)이 상기 지지대(300)에 장착될 수 있다. 이때, 상기 제1 통신 모듈(600) 및 상기 제2 통신 모듈(610)의 상기 지지대(300)에 결합되는 일면은 상기 지지대(300)의 돌출부(310)의 위치 및 형태에 상응하는 홈을 포함할 수 있다.

한편, 상기 지지대(300)의 적어도 하나의 돌출부(310)에 커넥터가 포함된 경우에는, 상기 제1 및 제2 통신 모듈(600, 610)의 가운데 일면에 복수 개의 홈도 상기 지지대(300)의 커넥터와 연결되기 위한 커넥터를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 및 제2 통신 모듈(600, 610)의 하우징은 폴 형 기지국(200)의 외벽을 이루면서 고정될 수 있도록 단단한 재질일 수 있다. 그러나, 상기 하우징 내부에 삽입되는 회로, 배선, 소자 등은 휘어지는 소재일 수 있다. 또는, 상기 회로, 배선, 소자 등은 상기 하우징의 모양에 대응되는 형태일 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 제1 통신 모듈(600)과 상기 제2 통신 모듈(610)은 서로 맞닿는 일면에 각각 홈(605)과 돌출부(615)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 통신 모듈(610)을 상기 제1 통신 모듈(600)의 틈에 밀어 넣는 형태로 결합될 수 있도록, 상기 제1 통신 모듈(600)과 상기 제2 통신 모듈(610)은 서로 맞닿는 일면에 각각 가로의 길이가 더 긴 직육면체 형태의 홈(605)과 돌출부(615)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 지지대(300) 및 상기 제1 또는 제2 통신 모듈(600, 610) 사이에는 에어 플로우 패쓰(air flow path) 가 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 지지대(300)의 돌출부(310) 및 상기 지지대(300)와 일면을 향하는 상기 제1 및 제2 통신 모듈(600, 610)의 일면에 포함된 홈을 상기 지지대(300) 및 상기 제1 및 제2 통신 모듈(600, 610)의 일면이 맞닿기 전까지만 결합할 수 있다. 이와 같은 방식으로 생성된 상기 에어 플로우 패쓰(air flow path)를 통해 하단부에 포함된 팬(fan)을 이용하여 생성된 공기가 이동할 수 있다. 따라서, 상기 에어 플로우 패쓰(air flow path)는 폴 형 기지국(200)의 방열 처리를 도울 수 있다.

그러나, 상기 에어 플로우 패쓰(air flow path)(301)는 일 실시 예에 불과할 뿐, 경우에 따라 상기 지지대(300)의 돌출부(310) 및 상기 제1 및 제2 통신 모듈(600, 610)의 홈은 상기 지지대(300) 및 상기 제1 및 제2 통신 모듈(600, 610)의 측면이 맞닿을 때까지 결합할 수도 있다. 이때, 상기 지지대(300) 내부가 비어 있을 수 있다. 그리고 상기 지지대(300) 내부의 빈 공간을 이용하여, 폴 형 기지국(200)의 방열 처리가 될 수도 있다.

도 7a 및 도 7b는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라, 지지대(300)에 제1 통신 모듈(700) 내지 제3 통신 모듈(700)이 장착되는 구조를 도시한 도면이다.

도 7a에 도시된 바와 같이 결합하기 위해, 상기 지지대(300)는 복수 개의 기둥 형태의 통신 모듈이 결합할 수 있는 공간이 구비된 형태로 구현될 수 있다. 상기 지지대(300)의 가운데 부분에는 에어 플로우 패쓰(air flow path)(301)가 형성될 수 있다. 생성된 상기 에어 플로우 패쓰(air flow path)(301)를 통해 하단부에 포함된 팬(fan)을 이용하여 생성된 공기가 이동할 수 있다. 따라서, 상기 에어 플로우 패쓰(air flow path)(301)는 폴 형 기지국(200)의 방열 처리를 도울 수 있다.

그리고 상기 공간의 내벽에는 상기 기둥 형태의 통신 모듈이 장착될 수 있도록 돌출부가 포함될 수 있다. 그리고 상기 공간에 대응하는 기둥 형태의 통신 모듈(700, 710, 720)이 각각의 위치에 장착될 수 있다. 상기 통신 모듈(700, 710, 720)은 임의의 통신 타입에 따른 AU, RRH 모듈, RU, DU, 안테나 모듈 중 어느 하나일 수 있다. 상기 통신 모듈(700, 710, 720)은 내부 또는 외부에 기능에 따라 회로, 배선, 소자 등을 포함할 수 있다. 그리고 상기 통신 모듈(700, 710, 720)의 하우징은 상기 지지대(300)의 외측과 일체형이 되기 위한 형태일 수 있다.

그리고 상기 통신 모듈(700, 710, 720)은 상기 지지대(300)의 적어도 하나의 돌출부의 위치에 대응하는 위치에 적어도 하나의 홈을 포함할 수 있다. 구체적으로, 도 7b에 도시된 바와 같이 임의의 통신 모듈(700)은 상기 지지대(300)의 돌출부의 위치 및 형태에 대응하는 복수 개의 홈(705)을 포함할 수 있다.

한편, 상기 지지대(300)의 적어도 하나의 돌출부에 커넥터가 포함된 경우에는, 상기 복수 개의 홈(705)도 상기 지지대(300)의 커넥터와 연결되기 위한 커넥터를 포함할 수 있다.

또한, 상기 통신 모듈(700, 710, 720)의 하우징은 폴 형 기지국(200)의 외벽을 이루면서 고정될 수 있도록 단단한 재질일 수 있다. 그러나, 상기 하우징 내부에 삽입되는 회로, 배선, 소자 등은 휘어지는 소재일 수 있다. 또는, 상기 회로, 배선, 소자 등은 상기 하우징의 모양에 대응되는 형태일 수 있다.

상기 복수 개의 통신 모듈(700, 710, 720)은 상기 지지대(300)에 결합하는 힘으로 고정될 수 있다. 추가적인 실시 예에 따라서는, 상기 복수 개의 통신 모듈(700, 710, 720)을 외부에서 서로 연결하는 체결부가 더 포함될 수도 있다. 예를 들면, 상기 복수 개의 통신 모듈(700, 710, 720)을 상기 지지대(300)에 결합하고, 추가적으로 상기 복수 개의 통신 모듈(700, 710, 720)의 하우징 외부를 서로 연결할 수 있다.

한편, 상기 복수 개의 통신 모듈(700, 710, 720)은 더미 모듈일 수도 있다. 예를 들면, 상기 지지대(300)에 RRH 모듈 및 4G 안테나 모듈만 결합되는 경우, 구성모듈 700 및 710은 각각 RRH 모듈 및 4G 안테나 모듈이고, 구성모듈 720는 더미 모듈일 수 있다. 상기 더미 모듈은 구조의 변경, 추가적인 필요 등에 의해, RRH모듈, 4G 안테나 모듈 또는 5G안테나 모듈 등과 같이 다른 모듈로 변경될 수 있다.

도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라, 직육면체 형태의 지지대(800)에 제1 서브 통신 모듈(810) 내지 제4 서브 통신 모듈(840)이 장착되는 구조를 도시한 도면이다.

구체적으로, 도 8a는 상기 직육면체 형태의 지지대(800)의 일부를 도시한 도면이다. 상기 지지대(800)는 옆면은 서브 통신 모듈을 장착할 수 있는 구조일 수 있다. 예를 들면, 상기 지지대(800)의 옆면에는 서브 통신 모듈과 결합할 수 있는 홈 또는 돌출부가 포함될 수 있다.

그리고 상기 지지대(800)는 폴 형 기지국의 하단부에 위치한 팬에서 발생된 공기를 이용하여 방열 동작을 위한 에어 플로우 패쓰(801)을 포함할 수 있다. 또는 상기 지지대(800)가 냉각 핀(cooling fin)을 포함하여, 방열 작용이 증대되도록 할 수도 있다.

지지대(800)는 네 개의 옆 면을 이용하여 통신 모듈을 장착할 수 있다. 이때, 상기 통신 모듈은 제1 내지 제4 서브 통신 모듈(810, 820, 830, 840)을 포함할 수 있다.

예를 들면, 상기 제1 서브 통신 모듈(810)은 AC 전원 모듈이고, 제2 서브 통신 모듈(820) 및 제3 서브 통신 모듈(830)은 RU 모듈일 수 있다. 또한, 제4 서브 통신 모듈(840)은 DU 모듈일 수 있다.

상기 RU 모듈이 5G RU인 경우에는, 상기 5G RU는 안테나 엘레먼트(antenna element)를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 안테나 엘레멘트를 이용해서 5G 통신 서비스를 제공하는 방향을 고려하여, 지지대(800)의 복수의 면에 상기 RU 모듈이 부착될 수 있다. 일 실시 예에 따라서는, 상기 지지대(800)의 모든 면에 안테나 엘레멘트를 포함하는 5G RU 모듈이 부착될 수도 있다.

한편, 도 8b를 살피면, 각 서브 통신 모듈(810, 820, 830, 840)은 활꼴의 단면을 가지는 기둥형태로 구현될 수 있다. 구체적으로 활꼴의 호는 폴 형 기지국을 형성하는 외부 하우징이고, 활꼴의 현(811, 821, 831, 841)은 상기 서브 통신 모듈의 기능에 따른 인쇄 회로 기판(printed circuit board, PCB)를 포함할 수 있다.

외부 하우징의 소재는 제한이 없으나, 상기 5G RU 를 포함하는 상기 제2 서브 통신 모듈(820) 및 상기 제3 서브 통신 모듈(830)의 하우징은 레이돔(radome)으로 형성될 수 있다. 레이돔은 통신 안테나를 보호 및 수용하기 위한 돔형의 구조물을 의미할 수 있다.

한편, 도 8c는 지지대(800)의 네 면에 상기 제1 내지 제4 서브 통신 모듈(810, 820, 830, 840)이 모두 부착된 모습을 도시한 도면이다. 상기 지지대(800) 및 상기 제1 내지 제4 서브 통신 모듈(810, 820, 830, 840)이 모두 부착되어 원통의 폴 형 기지국 형태가 될 수 있다. 그러나, 이는 일 실시 예에 불과할 뿐, 원통의 폴 형 기지국의 형태에 한정되는 것은 아니다.

또한, 지지대(800)가 네 개의 면을 가지지 않고, 실시 예에 따라서는 세 개의 면 또는 다섯 개 이상의 면을 가질 수도 있다. 그리고 상기 지지대(800)의 각 면에는 다양한 종류의 서브 통신 모듈이 부착될 수 있다.

도 3a 내지 도 8c등을 통해 설명한 복수 개의 통신 모듈의 결합 방법은 개별적으로 사용될 필요는 없다. 예를 들면, 폴 형 기지국은 상기 도 3a 내지 도 3d를 통해 설명한 바와 같이, 상기 지지대에는 세 개의 서브 통신 모듈을 포함하는 통신 모듈이 장착될 수 있다. 그러나, 다른 실시 예에 따르면, 폴 형 기지국은 지지대의 일부 장착 위치에서는 도 3a 내지 도 3e를 통해 설명한 바와 같은 방법으로 세 개의 서브 통신 모듈을 포함하는 통신 모듈이 장착되고, 다른 장착 위치에서는 도 5a 및 도 5b를 통해 설명한 바와 같은 방법으로 두 개의 서브 통신 모듈을 포함하는 통신 모듈이 결합될 수도 있다. 따라서, 하나의 폴 형 기지국내에서 다양한 장착 방법으로 복수개의 통신 모듈이 장착 될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본원 발명의 폴 형 기지국은 지지대를 중심으로 블록 형태로 조립될 수 있다.

한편, 도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 폴 형 기지국의 형태를 도시한 도면이다. 앞서, 통신 모듈, 더미 모듈 또는 지지 모듈 등이 모두 장착된 경우, 폴 형 기지국이 원통형이 되는 실시 예들에 대해 설명하였다. 예를 들면, 상기 폴 형 기지국은 각종 모듈을 장착하여, 일반적인 전신주 또는 가로등과 같이 원통형의 구조물이 될 수 있다.

그러나, 상기 폴 형 기지국의 형태는 제한이 없다. 예를 들면, 4G, 5G, 스몰셀 통신 모듈들 각각의 내부 보드들이 갖는 특성(안테나 설치, 발열, 보드 부피 등)을 고려하여 통신 모듈의 외관을 다양하게 구성할 수 있다.

구체적으로, 도 9a 내지 도 9c를 살피면, 다양한 형태의 변형 가능한 폴 형 기지국이 개시되어 있다. 폴 형 기지국의 통신 모듈은 심미적, 디자인적 이유 또는 통신 모듈의 크기에 따라 다양한 형태로 구현될 수 있다. 각 통신 모듈들의 외형을 통해 일체적인 형태와 느낌을 형성하는 임의의 변형 형상을 포함할 수 있다.

예를 들면, 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이 심미적인 이유로, 통신 모듈의 하우징(또는, 외형)을 원통이 아닌 다른 형태로 구성할 수 있다.

또는, 복수의 통신 모듈의 크기에 따라, 통신 모듈의 하우징을 다르게 만들 수 있다. 구체적으로, 안테나 모듈, 제1 통신 방식에 따른 제1 통신 모듈 및 제2 통신 방식에 따른 제2 통신 모듈이 폴 형 기지국의 상단부터 순서대로 장착되는 경우를 예로 든다. 만약, 모듈 내부의 회로, 배선, 부품 등의 크기와 양의 차이로, 상기 안테나 모듈이 가장 작고, 상기 제1 통신 모듈 및 상기 제2 통신 모듈 순서로 통신 모듈의 크기가 증가한다면, 도 9b 및 도 9c에 도시된 바와 같은 형태로 형성 될 수도 있다.

예를 들어, 도 9b에서는 폴 형 기지국의 상단으로부터 순차적으로 세 개의 통신 모듈이 장착된 상태를 도시한다. 이 경우, 최 상단에 장착된 통신 모듈부터, 순차적으로 제1 통신 모듈, 제2 통신 모듈, 제3 통신 모듈이라 칭하기로 한다. 제1 통신 모듈의 하우징(또는, 외형)은 상기 제1 통신 모듈의 최상단 단면적을 기준으로, 단면적이 아래쪽으로 진행할수록 점차 증가하다가 최하단 단면적에서는 상기 최상단 단면적과 동일하도록 감소될 수 있다. 상기 제1 통신 모듈의 하단에 장착된 제2 통신 모듈의 경우, 마찬가지로 상기 제2 통신 모듈의 최상단 단면적을 기준으로, 단면적이 아래쪽으로 진행할수록 점차 증가하다가 최하단 단면적에서는 상기 최상단 단면적과 동일하도록 감소될 수 있다. 다만, 이 경우, 단면적이 증가하는 비율 및 감소하는 비율은, 제2 통신 모듈의 경우가 제1 통신 모듈의 경우보다 클 수 있다.

제3 통신 모듈의 경우에도 마찬가지므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.

또한, 도 9c에서는 폴 형 기지국의 상단으로부터 순차적으로 세 개의 통신 모듈이 장착된 상태를 도시한다.

제1 통신 모듈의 하우징(또는, 외형)은 상기 제1 통신 모듈의 최상단 단면적을 기준으로, 단면적이 아래쪽으로 진행할수록 점차 증가할 수 있다. 그리고 상기 제1 통신 모듈의 하단에 장착된 제2 통신 모듈의 경우, 상기 제2 통신 모듈의 최상단 단면적은 상기 제1 통신 모듈의 최하단의 단면적과 동일할 수 있다. 그리고 상기 제2 통신 모듈의 단면적은 아래쪽으로 진행할수록 점차 증가할 수 있다. 이 경우, 제1 통신 모듈의 단면적 증가 비율과, 제2 통신 모듈의 단면적 증가 비율은 동일할 수도 있고, 또는 상이할 수도 있다.

한편, 폴 형 기지국은 가로등 및 전신주와 같은 구조물 뿐만 아니라, 일반적으로 생활 환경에서 사용 가능한 모든 구조물에 설치될 수 있다. 예를 들면, 도로의 표시판 및 신호등과 같은 구조물에도 전술한 방법에 의해 폴 형 기지국이 장착될 수 있다. 또는, 공원, 광장 등에 설치된 시계탑, 안내판 등에도 폴 형 기지국이 장착될 수 있다.

도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른, 폴 형 기지국을 포함하는 구조물을 도시한 도면이다. 전술한 바와 같이, 폴 형 기지국은 가로등, 전신주 뿐만 아니라 신호등, 교통 표지판, 도로 표지판, 시계탑 등 다양한 구조물일 수 있다.

예를 들면, 도 10a와 같이, 길 안내 표지판(1000)은 상부에 일반적으로 사용되는 표지판이 부착되고, 상기 표지판 아래 부분부터 통신 모듈(1005)이 장착될 수 있다. 도 10a에서는 상기 통신 모듈(1005)이 상기 표지판의 하단부에 위치하였지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 통신 모듈(1005)이 상기 표지판보다 상단에 위치할 수도 있고, 또는 표지판과 통신 모듈(1005)이 번갈아가며 위치할 수도 있다.

전술한 바와 같이, 상기 길 안내 표지판(1000)의 하단부에 전원 공급 장치 또는 통신 연결 장치 등이 포함될 수 있다. 그리고 상기 길 안내 표지판(1000)의 기둥이 지지대가 될 수 있다.

도 10b는 다른 실시 예에 따라, 시계탑(1010)에 포함된 폴 형 기지국을 도시한 도면이다. 이때, 상기 시계탑(1010)의 상부에는 일반적인 시계 모듈이 부착되고, 상기 시계 모듈 아래 부분부터는 통신 모듈(1015)이 장착될 수 있다. 전술한 바와 같이, 상기 시계탑(1010)의 하단부에 전원 공급 장치 또는 통신 연결 장치 등이 포함될 수 있다. 그리고 시계탑(1010)의 기둥이 지지대가 될 수 있다.

또한, 도 10c는 또 다른 실시 예에 따라, 신호등(1020)에 포함된 폴 형 기지국을 도시한 도면이다. 상기 신호등(1020)은 차량용 신호등 뿐만 아니라 보행자용 신호등 등을 포함할 수 있다. 또한, 도 10c에서는 세로형의 신호등을 예시하였지만, 반드시 이에 한정될 필요는 없으며 가로형의 신호 등에도 적용 가능할 수 있다. 이때, 상기 신호등(1020)의 상부에는 일반적인 신호등이 부착되고, 상기 신호등의 아래 부분부터는 통신 모듈(1025)이 장착될 수도 있다. 전술한 바와 같이, 상기 신호등(1020)의 하단부에 전원 공급 장치 또는 통신 연결 장치 등이 포함될 수 있다. 그리고 신호등(1020)의 기둥이 지지대가 될 수 있다.

상기 도 10a 내지 도 10c에 도시된 폴 형 기지국 외에도, 전술한 방식으로 통신 모듈의 장착이 가능한 모든 형태의 폴 형 기지국이 존재할 수 있다.

한편, 도 11은 본원 발명의 또 다른 실시 예에 따라, 폴 형 기지국(1100)의 통신 모듈이 스크류 온(screw on) 방식으로 장착되는 실시 예를 도시한 도면이다. 상기 폴 형 기지국(1100)은 하단부(1110), 복수 개의 통신 모듈(1120, 1130, 1140)을 포함할 수 있다.

먼저, 폴 형 기지국(1100)은 최하단에 위치하는 하단부(1110)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 폴 형 기지국(1100)은 폴을 지면, 건물 등의 위에 설치하기 위해, 비교적 비중이 무거운 하단부(1110)를 포함할 수 있다. 상기 하단부(1100)는 일반적으로 폴을 지면에 고정되게 하는 역할을 수행한다. 따라서, 상기 하단부(1100)는 교체가 자주 되지 않아도 되면서 필수적으로 필요한 기지국의 구성 요소를 포함할 수 있다.

예를 들면, 하단부(1100)는 정류기(rectifier)를 포함하는 전원 공급 장치(power supply)를 포함할 수 있다. 상기 정류기는 교류전력에서 직류 전력을 얻기 위해 정류 작용을 수행하는 소자 또는 장치로써, 전류를 한 방향으로만 통과시키는 기능을 수행할 수 있다.

상기 전원 공급 장치는 폴 형 기지국(1100)에 전원을 공급하기 위한 장치이다. 상기 전원 공급 장치는 폴 형 기지국(1100)에 장착 가능한 통신 모듈과 발광부 등에 모두 전원을 공급할 수 있다. 예를 들면, 상기 전원 공급 장치는 적어도 하나의 커넥터 중 어느 하나의 커넥터를 통해, 통신 모듈에 전원을 공급할 수 있다.

도 11에 도시된 실시 예에서, 상기 하단부(1110)는 상단의 통신 모듈과 접하는 일면에 커넥터를 포함할 수 있다. 그리고 상기 폴 형 기지국(1100)에 장착되는 통신 모듈도 각각 적어도 하나의 커넥터를 포함할 수 있다. 따라서, 통신 모듈이 하단부(1110)에 장착되면, 커넥터간에 연결될 수 있다.

또한, 하단부(1110)는 팬(fan)을 포함할 수 있다. 상기 팬은 상기 폴 형 기지국(1100)에 장착되는 통신 모듈들의 방열 처리를 위한 구성요소이다. 이때, 통신 모듈은 빈 공간을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 팬을 이용하여 상기 폴 형 기지국(1100)의 방열이 처리될 수 있다.

그리고 하단부(1110)는 적어도 하나의 커넥터 중 다른 하나의 커넥터를 통해 상기 통신 모듈이 백홀(backhaul)과 통신할 수 있도록, 상기 통신 모듈과 상기 백홀을 연결하는 통신 연결 장치를 더 포함할 수 있다. 상기 통신 연결 장치는 스위치(switch), 라우터(router), 허브(hub) 등을 포함할 수 있다.

상기 하단부(1110)가 전원 공급부, 팬, 통신 연결 장치를 포함하는 것은 일 실시 예에 불과할 뿐, 폴 형 기지국(1100)의 기능 및 구조에 따라 상이한 구성요소를 포함할 수 있다.

폴 형 기지국(1100)의 하단부(1110) 상단에 screw on 방식으로 적어도 하나의 통신 모듈이 결합될 수 있다. 예를 들면, 적어도 하나의 통신 타입에 의해 통신을 수행하기 위한 액세스 유닛(access unit, AU)(1120), RRH(remote radio head) 모듈(1130) 및 안테나 모듈(1140)이 순차적으로 screw on 방식으로 결합될 수 있다.

상기 AU(1120)는 무선 신호의 송수신 기능, 패킷 트래픽에 대한 변복조 기능 및 자동 재송 요구(hybrid automatic repeat request, HARQ) 또는 ARQ 처리 기능 기능을 수행하기 위한 구성요소이다. 예를 들어, 5G AU 모듈은 단말과 코어 유닛(core unit, CU) 사이에 존재하면서, 5G 에어(air) 규격에 따라, 고객 댁내 장치(customer premises equipment, CPE)와 무선상으로 접속하여 패킷 호를 처리할 수 있다.

상기 RRH 모듈(1130)은 무선 주파수 회로망과 아날로그-디지털/디지털-아날로그 컨버터, 업/다운 컨버터를 포함하여, 무선 송수신 대역에서의 신호를 처리하기 위한 구성요소이다.

또한, 안테나 모듈(1140)은 적어도 하나의 통신 타입에 따른 안테나를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 안테나 모듈(1140)은 쓰리 섹터(three sector)로 구분되어, 두 개의 4G 안테나 및 한 개의 5G 안테나와 결합될 수 있다. 그러나 이는 일 실시 예에 불과할 뿐, 쓰리 섹터로 구분된 세 개의 4G 안테나 또는 세 개의 5G 안테나일 수도 있다. 또는, 내부 타입(internal type)의 안테나가 사용되는 경우에는, 상기 안테나 모듈(1140)은 생략될 수도 있다.

다만, 상기 폴 형 기지국(1100)이 가로등 또는 전신주 등으로 구현되어, 일정한 길이 이상의 높이가 필요할 수도 있다. 이때, 일부 모듈이 생략되면, 별도의 기능을 수행하지 않는 더미 모듈(dummy module)이 결합될 수 있다. 필요 시에는 상기 더미 모듈은 제거되고, 통신 모듈이 더 부착될 수 있다.

또한, 상기 폴 형 기지국(1100)이 가로등인 경우, 발광부를 더 포함할 수도 있다. 상기 폴 형 기지국(1100)이 전신주인 경우에는, 전선이나 통신선과 연결하기 위한 구조물이 더 포함될 수도 있다.

상술한 바와 같은 다양한 형태의 폴 형 기지국을 이용하면, 기지국에 포함되는 구성의 변경이 용이하고, 재설치 및 유지 보수가 용이하다는 장점이 있다.

한편, 도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 폴 형 기지국의 DU(1210) 및 RU(1220)를 포함하는 액세스 유닛(access unit, AU)(1200)의 구조를 도시한 블록도이다. 특히 도 12의 블록도는 LTE 통신 방식에 따른, AU(1200)의 구조를 구체적으로 나타내고 있다.

상기 AU(1200)는 단말과 기지국의 코어 유닛(core unit, CU) 사이에 존재하는 시스템이다. 5G 통신 방식의 경우, 상기 AU(1200)는 5G 에어(air) 규격에 따라, 고객 댁내 장치(customer premises equipment, CPE)와 무선상으로 접속하여 패킷 호를 처리할 수 있다.

상기 DU(1210)는 베이스 밴드(baseband) 영역의 신호를 처리하기 위한 구성요소이다.

상기 폴 형 기지국에서 신호를 송신하는 경로를 구체적으로 살피면, 기지국의 CU로부터 백홀을 통해서 수신된 유저 데이터는 네트워크 정합 모듈을 거친 후, DU(1210)로 전송될 수 있다. 상기 DU(1210)로 전송된 유저 데이터는 베이스밴드 레벨의 디지털 프로세싱을 거친 후 CPRI인터페이스 형태로 구성되며, 다시 E/O (Elctrical to Optic) 변환을 이용하여 광신호로 변환할 수 있다. 변환된 광신호는 광케이블을 통해 RU(1220)로 전송될 수 있다.

상기 RU(1220)는 수신한 광 신호를 O/E(Optic to Electrical)변환할 수 있다. 상기 변환된 광 대역의 베이스밴드 신호는 아날로그 신호로 변환될 수 있다. 그리고 상기 아날로그 신호는 전력 증폭기와 필터부를 거쳐 안테나를 통해 송출될 수 있다.

구체적으로 살피면, 상기 RU(1220)의 FPGA(1221)는 DU(1210)로부터 수신한 신호를 CPRI 디프레임(deframe) 처리하여 RFDAC(1222)로 전달할 수 있다. 상기 RFDAC(1222)는 RF 디지털 아날로그 컨버터로써, 입력 받은 디지털 신호를 아날로그 신호 및 RF 주파수로 상향 변환할 수 있다. 그리고 TDD 스위치(1223)는 송신 신호를 온(on)하여 믹서(1224) 및 파워 증폭기(power amplifier, PA)(1225)에 전송할 수 있다. 또한, 상기 TDD 스위치(1223)는 RF 수신 신호를 오프(off)할 수 있다. 상기 PA(1225)는 믹서(1224)에서 송신 밀리미터(millimeter) 주파수로 상향 변환된 신호를 입력 받아 대전력 증폭을 수행하고, 증폭된 신호를 써큘레이터(circulator)(1226)으로 전송할 수 있다. 상기 써큘레이터(circulator)(1226)는 상기 밀리미터(millimeter) 송신 신호를 안테나(1227)로 전송할 수 있다. 그리고 상기 안테나(1227)는 송신 신호를 송출할 수 있다.

한편, 폴 형 기지국이 신호를 수신하는 경우, 상기 안테나(1227)에서 RF신호가 수신되면, 수신 신호는 RU(1220)의 써큘레이터(circulator)(1226)를 통해 LNA(1228)로 전송될 수 있다. 그리고 상기 LNA(1228)을 통해 저 잡음 증폭될 수 있다. 증폭된 신호는 TDD 스위치(1229)에서 RF 신호를 온(on)하여 믹서(1230) 및 RFADC(1231)에 전송하고, RF 송신신호를 오프(off)할 수 있다.

상기 믹서(1230)는 상기 LNA(1228)로부터 받은 millimeter 신호는 수신 RF 신호로 하향 변환될 수 있다. 예를 들면, 상기 믹서(1230)는 상기 millimeter 신호를 RF Down-conversion 및 digital Down-conversion 되어 베이스밴드 신호로 변환할 수 있다.

상기 변환된 수신 신호는 RFADC(1231)로 전송될 수 있다. 그리고 상기 RFADC(1231)는 RF 아날로그 디지털 컨버터로 RF 주파수 신호를 입력 받아 디지털 신호로 변환할 수 있다.

변환된 디지털 신호는 FPGA(1221)로 전달되면, 상기 FPGA(1221)는 수신된 신호를 CPRI 프레임 처리하여, DU(1210)에 전달할 수 있다. 예를 들면, 상기 변환된 디지털 신호는 CPRI인터페이스 형태로 구성되며, 다시 E/O(Electrical to Optic)변환을 거칠 수 있다. 변환된 신호는 DU(1210)로 전송된다.

DU(1210)에 포함된 모뎀부는 베이스밴드 신호처리 과정을 거친 데이터를 10G/1G Ethernet frame으로 변환하고, GE/GE 를 거쳐 CU로 전송할 수 있다.

상술한 바와 같이, 기지국에서 송신 신호와 수신 신호는 별도의 경로에 따라 처리될 수 있다. 그러나 이는 일 실시 예에 불과할 뿐, 송신 신호와 수신 신호는 동일한 경로에서 처리될 수 있다. 예를 들면, 상술한 TDD 스위치를 이용하여, RF 신호 송신 시에는, TDD 스위치는 RF 송신 신호를 on하고 RF 수신 신호를 off하여 송신 신호를 처리할 수 있다. 반면, RF 신호 수신 시에는, TDD 스위치는 RF 수신 신호를 off하고 RF 수신 신호를 on하여 수신 신호를 처리할 수도 있다.

상기 DU(1210) 및 상기 RU(1220) 각각은 서로 다른 통신 모듈에 포함될 수 있다. 예를 들어, 지지대에 두 개의 통신 모듈이 장착된 경우, 상부의 통신 모듈에는 RU(1220)이 위치하고, 하부의 통신 모듈에는 DU(1210)가 위치할 수 있다. 이 경우, 상기 상부의 통신 모듈과 하부의 통신 모듈은, 지지대에 포함된 커넥터를 통해 상호간 연결될 수 있다. 또는, 상기 통신 모듈과 하부 통신 모듈 사이에 구비된 커넥터를 통해 직접적으로 상호간 연결될 수도 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 RU(1220)의 안테나(1227)를 제외한 구성요소는 하나의 통신 모듈에 포함되고, 상기 안테나(1227)는 별도의 통신 모듈에 포함될 수도 있다. 상기의 예시를 통해 설명하면, 상부의 통신 모듈에는 안테나(1227)가 위치하고, 하부의 통신 모듈에는 상기 안테나(1227)를 제외한 RU의 구성 요소 및 DU(1210)가 위치할 수도 있다.

한편, 도 13은 본 발명의 다른 실시 예에 따른, 코어 유닛(core unit, CU)(1310) 및 액세스 유닛(access unit, AU)(1320)을 포함하는 폴 형 기지국(1300)의 블록도이다. 상기 AU(1320)은 DU(1330) 및 RU(1340)를 포함할 수 있다. 특히, 도 13의 블록도는 5G 통신 방식에 따른, 폴 형 기지국(1300)의 구조를 구체적으로 나타내고 있다.

먼저, AU(1320)의 DU(1330)은 CPU(1331), PCIe switch(1332), ASIC(1333) 및 GPS/1588(1334)를 포함할 수 있다.

상기 ASIC(1333)내에 디지털-아날로그 컨버터(DAC) 및 아날로그-디지털 컨버터(ADC)가 내장될 수 있다.

또한, RU(1340)은 FPGA(1341), RFB(1342), RFA(1343) 및 안테나(1344)를 포함할 수 있다.

상기 RFB(1342) 및 상기 RFA(1343)는 RFIC(radio frequency integrated circuit)일 수 있다. 상기 RFIC는 복수개의 RF 블록을 하나의 칩으로 통합(integrate)한 것을 의미할 수 있다.

상기 RFB(1342)는 PLL, 믹서, 송수신 증폭기, 스위치 및 필터 등을 포함할 수 있다. 그리고 상기 RFB(1342)는 다운링크의 경우, 베이스 밴드(base band) 영역의 신호를 중간 주파수(intermediate frequency, IF)의 신호로 변환할 수 있다. 한편, 업링크의 경우에는, 상기 RFB(1342)는 상기 IF 신호를 베이스 밴드 영역의 신호로 변환할 수도 있다.

또한, 상기 RFA(1343)는 송신 증폭기, 수신 RNA, 믹서, 스위치, 페이즈 시프터(phase shifter)를 포함할 수 있다. 상기 RFA(1343)는 다운링크의 경우, IF 신호를 mmWave 신호로 변환할 수 있다. 그리고 업링크의 경우에는, 상기 RFA(1343)는 mmWave 신호를 IF 신호로 변환할 수 있다. 그리고 상기 RFA(1343)는 빔포머(beam former)의 기능도 수행할 수 있다.

상기 CU(1310) 및 상기 AU(1320) 각각은 서로 다른 통신 모듈에 포함될 수 있다. 예를 들어, 지지대에 두 개의 통신 모듈이 장착된 경우, 상부의 통신 모듈에는 AU(1320)가 위치하고, 하부의 통신 모듈에는 CU(1310)가 위치할 수 있다. 이 경우, 상기 상부의 통신 모듈과 하부의 통신 모듈은, 지지대에 포함된 커넥터를 통해 상호간 연결될 수 있다. 또는, 상기 통신 모듈과 하부 통신 모듈 사이에 구비된 커넥터를 통해 직접적으로 상호간 연결될 수도 있다.

상술한 기지국의 구성요소들은 소프트웨어로 구현될 수 있다. 가령, 단말 및 기지국의 제어부는 플래시 메모리나 기타 비휘발성 메모리를 더 포함할 수 있다. 이러한 비휘발성 메모리에는 제어부의 각각의 역할을 수행하기 위한 프로그램이 저장될 수 있다.

또한, 기지국의 제어부는 CPU 및 RAM(Random Access Memory)을 포함하는 형태로 구현될 수 있다. 제어부의 CPU는 비휘발성 메모리에 저장된 상술한 프로그램들을 RAM으로 복사한 후, 복사한 프로그램들을 실행시켜 상술한 바와 같은 단말의 기능을 수행할 수 있다.

제어부는 기지국의 제어를 담당하는 구성이다. 제어부는 중앙처리장치, 마이크로 프로세서, 프로세서, 운용체제(operating system) 등과 동일한 의미로 혼용되어 사용될 수 있다. 또한, 기지국의 제어부는 단말에 포함된 통신 모듈 등의 다른 기능부와 함께 단일칩 시스템 (System-on-a-chip 또는 System on chip, SOC, SoC)로 구현될 수 있다.

한편, 상술한 다양한 실시 예들에 따른 기지국의 방법은 소프트웨어로 코딩되어 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory readable medium)에 저장될 수 있다. 이러한 비일시적 판독 가능 매체는 다양한 장치에 탑재되어 사용될 수 있다.

비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등이 될 수 있다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 될 것이다.

200: 폴 형 기지국 205: 하단부
210, 300: 지지대 220, 230, 240: 복수 개의 장착 위치
225, 235, 245: 복수 개의 커넥터
250: 하부 지지 모듈 255: 중간 지지 모듈
256: 중간 지지 모듈의 적어도 하나의 홀
260: 무선 백홀 270: GPS 안테나
280: 발광부
301: 에어 플로우 패쓰(air flow path)
310: 지지대의 돌출부
315, 320, 325, 500, 510, 600, 610, 700, 710, 720: 서브 통신 모듈
316: 서브 통신 모듈의 홈
400: 폴 형 기지국을 포함하는 가로등

Claims

폴 형 기지국에 있어서,
적어도 하나의 커넥터를 구비하고, 지지를 수행하는 지지대; 및
임의의 형상을 가지며, 적어도 하나의 통신 타입에 따른 통신을 수행하고, 상기 적어도 하나의 커넥터에 접속되도록 상기 지지대의 임의의 위치에 장착되는 적어도 하나의 통신 모듈; 을 포함하며,
상기 적어도 하나의 통신 모듈이 상기 폴 형 기지국의 외측을 형성하는 것을 특징으로 하는 폴 형 기지국.
제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 통신 모듈은,
상기 적어도 하나의 커넥터 중 어느 하나의 커넥터를 통해 전력을 공급받고,
상기 적어도 하나의 커넥터 중 다른 하나의 커넥터를 통해 백홀과 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 폴 형 기지국.
제1항에 있어서,
상기 폴 형 기지국의 최하단에 위치하는 하단부를 더 포함하며,
상기 하단부는,
상기 적어도 하나의 커넥터 중 어느 하나의 커넥터를 통해, 상기 적어도 하나의 통신 모듈에 전원을 공급하기 위한 전원 공급부; 및
상기 적어도 하나의 커넥터 중 다른 하나의 커넥터를 통해 상기 적어도 하나의 통신 모듈이 백홀과 통신할 수 있도록, 상기 적어도 하나의 통신 모듈과 상기 백홀을 연결하는 통신 연결 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴 형 기지국.
제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 통신 모듈이 복수 개인 경우,
상기 복수 개의 통신 모듈은 상호간 일체된 외관을 형성하도록 상기 지지대에 장착되는 것을 특징으로 하는 폴 형 기지국.
제4항에 있어서,
상기 적어도 하나 이상의 통신 모듈의 상측 또는 하측에 위치하며, 상기 적어도 하나의 통신 모듈이 상기 지지대에 장착된 상태를 지지하는 적어도 하나의 중간 지지 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴 형 기지국.
제5항에 있어서,
상기 적어도 하나의 통신 모듈의 하측에 위치하며, 상기 중간 지지 모듈의 높이보다 더 긴 길이의 높이를 구비하는 적어도 하나의 하부 지지 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴 형 기지국.
제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 적어도 하나의 중간 지지 모듈 또는 상기 하부 지지 모듈의 내부는 비어 있는 것을 특징으로 하는 폴 형 기지국.
제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 통신 모듈은,
적어도 하나 이상의 서브 통신 모듈로 구성되며, 각 서브 통신 모듈은 미리 결정된 방향의 영역에 위치한 노드와 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 폴 형 기지국.
제8항에 있어서,
상기 적어도 하나의 통신 모듈이 복수 개의 서브 통신 모듈로 구성되는 경우, 상기 서브 통신 모듈 각각은 상호간 결합되기 위한 체결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴 형 기지국.
제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 통신 모듈은 원통형 형상이며,
상기 원통형 형상의 내부는 상기 지지대가 차지하는 부피 만큼 비어 있는 것을 특징으로 하는 폴 형 기지국.
제1항에서,
상기 적어도 하나의 통신 모듈은,
베이스 밴드에서 신호를 처리하기 위한 디지털 유닛과, 상기 베이스 밴드에서 처리된 신호를 통신 대역의 신호로 변환하기 위한 원격 무선 헤드 및 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴 형 기지국.
제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 통신 모듈은,
상기 지지대에 구비된 상기 적어도 하나의 커넥터와 접속되기 위한, 적어도 하나의 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴 형 기지국.