KR20220062854A - 서비스유닛, 이를 포함한 분산안테나시스템 및 이의 동작방법 - Google Patents

서비스유닛, 이를 포함한 분산안테나시스템 및 이의 동작방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 기지국과 단말기 사이에 위치하여, 상기 기지국과 상기 단말기의 전송 신호를 중계하는 서비스유닛을 포함하는 분산안테나시스템에 있어서, 상기 서비스유닛은, 상기 기지국과의 상향링크스위칭구간과 하향링크스위칭구간에 따라 신호를 송수신하되, 상기 서비스유닛은, 유선으로 연결된 상기 기지국과의 거리에 따라 발생하는 제1 신호지연시간을 근거로 한 단축구간만큼 상기 상향링크스위칭구간을 축소하도록 조정하는 것을 특징으로 하는 분산안테나시스템을 제공한다.

Description

서비스유닛, 이를 포함한 분산안테나시스템 및 이의 동작방법 {SERVICE UNIT, DISTRIBUTED ANTENNA SYSTEM INCLUDING THE SAME UNIT, AND METHOD OF OPERATING THE SAME SYSTEM}
본 발명은, 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 구체적으로는 분산안테나시스템(DAS; Distributed Antenna System)에서 기지국에 연결된 마스터유닛에 통신 가능하도록 연결된 복수의 서비스유닛이 시분할방식으로 통신할 때 타이밍을 정렬하기 위한 서비스유닛, 이를 포함한 분산안테나시스템 및 이의 동작방법에 관한 것이다.
최근 음성, 데이터와 같은 다양한 종류의 대용량 데이터를 고속으로 전송할 수 있는 기술이 요구됨에 따라, 다수의 분산 안테나를 이용하여 음영지역을 해소하거나 커버리지(coverage)를 확장하기 위해 분산안테나시스템(DAS; Distributed Antenna System)이 도입되고 있다.
분산안테나시스템(DAS)은 단일 기지국(base station)과 유선 또는 전용회선으로 연결된 다수의 분산 안테나를 활용한 시스템으로, 단일 기지국은 기지국이 서비스하는 셀 내부에 소정 거리 이상 떨어져 위치하는 복수 개의 안테나를 관리한다. 복수 개의 안테나들이 셀 내에서 소정 거리 이상 떨어져 분산되어 위치한다는 점에서 복수 개의 기지국 안테나들이 셀 중앙에 집중되어 있는 중앙집중형안테나시스템(centralized antenna system: CAS)과 구별된다.
중앙집중형안테나시스템(CAS)은 일반적으로 WCDMA(wideband code division multiple access), HSPA(high speed packet access), LTE(long term evolution)/LTE-A(long term evolution-advanced), 802.16과 같은 셀룰러 통신 시스템으로 셀 기반의 구조에서 하나의 기지국에 다중 안테나를 설치하여 OLMIMO(open loop-multi input multi output), CL-SU-MIMO(close loop-single user-multi input multi output), CL-MU-MIMO(close loop-multi user-multi input multi output), Multi-BS-MIMO(multi-base station-multi input multi output) 등과 같은 다양한 다중 안테나 기법을 사용하는 시스템이다.
분산안테나시스템(DAS)은 분산 안테나 각각의 유닛이 해당 안테나의 영역을 자체적으로 관할하는 것이 아닌 셀 중앙의 기지국에서 셀 내 위치한 모든 분산 안테나 영역을 관할한다는 점에서 펨토 셀(Femto cell)과 구별된다. 또한, 분산 안테나 유닛들이 유선 또는 전용회선으로 연결되어 있다는 점에서 기지국과 중계국(Remote Station: RS) 사이가 무선으로 연결된 다중 홉 방식의 릴레이 시스템(relay system) 또는 애드혹(ad-hoc) 네트워크와도 구별된다. 또한, 기지국의 명령에 따라 분산 안테나 각각이 안테나에 인접한 각각의 단말에 서로 다른 신호를 전송할 수 있다는 점에서 단순히 신호를 증폭해서 전송하는 리피터(repeater) 구조와도 구별된다.
이러한 분산안테나시스템(DAS)은 분산 안테나들이 동시에 서로 다른 데이터 스트림을 송수신하여 단일 또는 다중의 이동 단말(mobile station)을 지원할 수 있다는 점에서 일종의 다중 입출력(multiple input multiple output: MIMO) 시스템으로 볼 수 있다. 다중입출력(MIMO)시스템 관점에서, 분산안테나시스템(DAS)은 셀 내에 다양한 위치에 분산된 안테나들로 중앙집중형안테나시스템(CAS)에 비해 각 안테나별로 전송 영역이 축소되어 송신 전력을 감소시키는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 안테나와 단말 간의 전송 거리 단축을 통해 경로 손실을 감소시켜 데이터의 고속 전송이 가능하게 함으로써, 셀룰러 시스템의 전송 용량 및 전력 효율을 높일 수 있고, 셀 내의 사용자의 위치에 상관없이 중앙집중형안테나시스템(CAS)에 상대적으로 균일한 품질의 통신성능을 만족시킬 수 있다. 또한, 기지국과 다수의 분산 안테나들이 유선 또는 전용회선으로 연결되어 있어, 신호 손실이 적고 안테나 간의 상관도 및 간섭이 감소되어 높은 신호대간섭잡음비(signal to interference plus noise ratio: SINR)를 가질 수 있다.
이와 같이, 분산안테나시스템(DAS)은 차세대 이동 통신 시스템에서 기지국 증설 비용과 백홀망의 유지 비용을 줄이는 동시에, 서비스 커버리지의 확대와 채널용량 및 신호대간섭잡은비(SINR)의 향상을 위해, 기존의 중앙집중형안테나시스템(CAS)과 병행하거나 또는 중앙집중형안테나시스템(CAS)을 대체하여 셀룰러 통신의 새로운 기반이 될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분산안테나시스템의 구성도로서, 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 분산안테나시스템(1)은 기지국(10)과, 기지국(10)과 통신 가능하도록 연결된 단말기(31, 32)를 포함할 수 있고, 단말기(31, 32)는 기지국(10)으로부터 통신 가능한 범위, 즉 커버리지(coverage)(C) 내에 위치할 수 있다.
이때, 상기 분산안테나시스템(1)은 기지국(10)과 단말기(31, 32) 사이에 통신신호를 중계하는 중계국을 더 포함할 수 있다.
단말기(31, 32)는 기지국(10)에 상향링크(UL: Up-Link) 신호를 전송하거나 기지국(10)으로부터 하향링크(DL; Down-Link) 신호를 수신할 수 있으며, 이때, 단말기가 복수 개인 경우, 기지국(10)과 복수의 단말기들(31, 32) 사이에는 단말기(31, 32)의 위치에 따라 그들 사이의 거리가 상이할 수 있다.
통상 기지국(10)은 커버리지(C) 내 단말기들(31, 32)에 대하여 동일한 타이밍에 송신신호를 보낸다. 구체적으로, 도 2(b)에 도시한 바와 같이, 기지국(BS; Base Station)은 동시에 하향링크(DL) 신호를 전송한다.
그러나 전술한 바와 같이, 기지국(10)과 단말기들(31, 32) 사이에 거리가 상이하기 때문에, 거리차이에 의해 신호전송시 발생하는 지연(delay)시간에는 차이가 있을 수 밖에 없다. 일 예로, 도 2(a)에 도시한 바와 같이, 기지국(10)과 제1 단말기(UE1; User Equipment 1)의 지연 시간(타이밍도의 맨 첫부분의 길이)은, 기지국(10)과 제2 단말기(UE2; User Equipment 2)의 지연 시간(타이밍도의 맨 첫부분의 길이)과 다르다.
그러하더라도 기지국(10)은 단말기들(31, 32)과의 거리와 무관하게, 일률적으로 소정 시간의 상향랑크스위칭구간과 소정 시간의 하향링크스위칭구간을 교번하여 단말기들(31, 32)과 통신하여야 하기 때문에, 기지국(10)은 동일한 타이밍으로 모든 단말기들(31, 32)로부터의 상향링크신호(UL)를 수신하여야 하며, 이를 위해 각 단말기들(31, 32)은 하향링크구간(DL)와 상향링크구간(UL) 사이에 갭(GP; Guard Period)(GP1, GP2)을 두고, 기지국(10)과의 거리에 따라 그 갭(GP1, GP2)의 시간길이를 조절하여, 단말기들(31, 32)로부터의 상향링크신호가 기지국(10)에 동시에 도달하도록 하게 한다. 통상 이러한 방식을 타임어드밴스(Time Advance) 방식이라고 칭한다.
다시말해, 단말기(31, 32)는 기지국(10)으로부터의 지연시간(delay)을 검출하고, 그 지연시간에 따라 하향링크신호와 상향링크신호 사이에 개재되어 있는 갭의 시간길이를 조절하여, 기지국(10)에는 모든 단말기들(31, 32)로부터의 상향링크신호가 동시에 도달케 할 수 있다.
한편, 분산안테나시스템(1)은, 도 3에 도시한 바와 같이, 기지국(10)과 단말기(31, 32) 사이에 마스터유닛(MU; Master Unit)(11)과, 서비스유닛(SU; Service Unit)(21, 22)을 포함할 수 있다.
마스터유닛(11)은 기지국(10)에 통신 가능하도록, 바람직하게 유선(일 예로 광케이블)으로 연결되어, 단말기(31, 32)와 기지국(10) 간 통신시 신호를 중계하고 필요에 따라 신호를 증폭할 수 있다.
또한, 서비스유닛(21, 22)은 단말기(31, 32)와 통신 가능하도록 연결되어, 기지국(10)과 단말기(31, 32) 사이, 또는 마스터유닛(11)과 단말기(31, 32) 사이에 위치하여 신호를 중계할 수 있다.
또한, 필요에 따라 분산안테나시스템은, 집선 장치, 즉 허브(hub)로서, 하나의 마스터유닛(11)과 여러 개의 서비스유닛(21, 22) 간에 신호를 양방향으로 전달하기 위한 익스텐션유닛(EU; Extension Unit)(25)을 더 포함할 수 있다.
일 예로, 도 4에 도시한 바와 같이, 건물에는 기지국(10)과 유선으로 연결된 하나의 마스터유닛(11)이 설치될 수 있고, 이 이외에 단말기(31, 32)와 연결되는 복수의 서비스유닛(21, 22)과, 하나의 마스터유닛(11)과 복수의 서비스유닛(21, 22) 사이에 통신 신호를 분배하기 위한 익스텐션유닛(25)이 마련될 수 있다. 이때 서비스유닛(21, 22)은 통상 건물의 층별로 설치되는 것이 일반적이기 때문에, 종래 분산안테나시스템(1)에서는, 도 3에 도시한 바와 같이, 마스터유닛(11)과 복수의 서비스유닛들(21, 22) 간에는 거리가 상이하게 된다. 즉, 도 3의 도면부호 l2와 l3는 거리가 상이하다.
따라서, 전술한 바와 같이, 단말기들(31, 32)이 타임어드밴스 방식으로 통신 상대방인 어느 한 서비스유닛과 타이밍 동기화가 이루어졌다고 하더라도, 기지국(10) 및/또는 마스터유닛(11)과 광케이블로 연결되어 있는 복수의 서비스유닛들(21, 22) 간에는, 기지국(10) 및/또는 마스터유닛(11)과의 거리차이에 의해 신호 지연차이가 발생하는 문제가 있다.
또한, 마스터유닛(11)과 서비스유닛들(21, 22) 간에는 신호전달매개체인 광케이블에 따라 신호 전송시 소요되는 시간이 길어질 수 있고, 이로 인하여, 어느 한 단말기가 서비스유닛, 익스텐션유닛, 마스터유닛 그리고 기지국까지 연결되는 경로를 따라 신호가 전송되는 도중임에도, 단말기가 기지국(10)의 커버리지(C) 내에 위치함으로써, 하향링크신호(DL)가 상향링크스위칭구간에 유입되는 문제가 있다(도 4 참조).
이렇게 유입된 하향링크신호(DL)는 상향링크신호(UL)의 이득 변화를 유발하고, 이러한 상향링크신호의 이득 변화는 상향링크의 커버리지를 축소케하는 문제가 발생한다.
구체적으로, 도 5에 도시한 타이밍도를 살펴보면, 도 5(a)에 도시한 바와 같이, 기지국(10)은 상향링크스위칭(BS UL)과 하향링크스위칭(BS DL)이 기 설정된 시간구간을 갖도록 번갈아 이루어지고, 또 그 시간에 동기화되어 서비스유닛(21, 22)도 상향링크스위칭(BS UL)과 하향링크스위칭(BS DL)이 이루어진다(도 5(b) 참조). 여기서, 기지국(10)의 상향링크스위칭구간(BS UL Switching Period)은 서비스유닛(21, 22)의 상향링크스위칭구간(SU UL Switching Period)과 시간길이가 같다.
이에 따라, 기지국(10)과 서비스유닛(21, 22) 간의 통신선로 길이에 따라 지연(D)이 발생하는 경우, t1 구간에서 기지국(10)의 하향링크신호가 서비스유닛(21, 22)의 상향링크스위칭 구간에 유입될 수 있는 문제가 발생한다.
따라서, 이러한 간섭을 해소하기 위한 기술 개발이 절실히 요구되는 실정이다.
KR 10-1745669 B1
본 발명은, 분산안테나시스템에서 마스터유닛에 연결된 복수의 서비스유닛이 시분할방식으로 통신할 때 타이밍을 정렬하여, 서비스유닛의 상향링크신호에 기지국으로부터의 하향링크신호가 유입되지 않도록 하기 위한 서비스유닛, 이를 포함한 분산안테나시스템 및 이의 동작방법을 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 기지국과 단말기 사이에 위치하여, 상기 기지국과 상기 단말기의 전송 신호를 중계하는 서비스유닛을 포함하는 분산안테나시스템에 있어서, 상기 서비스유닛은, 상기 기지국과의 상향링크스위칭구간과 하향링크스위칭구간에 따라 신호를 송수신하되, 상기 서비스유닛은, 유선으로 연결된 상기 기지국과의 거리에 따라 발생하는 제1 신호지연시간을 근거로 한 단축구간만큼 상기 상향링크스위칭구간을 축소하도록 조정하는 것을 특징으로 하는 분산안테나시스템을 제공한다.
일 실시예에 따라, 상기 단축구간은, 상기 상향링크스위칭구간과 상기 하향링크스위칭구간 사이에 위치하되, 상기 단축구간은 상기 제1 신호지연시간 이상이고 상기 제1 신호지연시간의 2배수 이하일 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 분산안테나시스템은, 상기 기지국과 상기 서비스유닛 사이에 위치하여 신호를 중계하고 증폭하는 마스터유닛을 더 포함하되, 상기 단축구간은, 상기 마스터유닛이 유선으로 연결된 상기 기지국과의 거리에 따라 발생하는 제2 신호지연시간만큼 추가될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 단축구간은, 상기 제2 신호지연시간 이상이고 상기 제2 신호지연시간의 2배수 이하의 시간이 추가될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 단축구간은, 상기 상향링크스위칭구간과 상기 하향링크스위칭구간 중 어느 것에도 속하지 않을 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 단축구간은, 상기 서비스유닛마다 개별 설정될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 상향링크스위칭구간의 시작점은 상기 하향링크스위칭구간의 종료점과 상응할 수 있다.
또한, 본 발명은, 기지국과 단말기 사이에 위치하여, 상기 기지국과 상기 단말기의 전송 신호를 중계하는 서비스유닛에 있어서, 상기 서비스유닛은, 상기 기지국과의 상향링크스위칭구간과 하향링크스위칭구간에 따라 신호를 송수신하되, 상기 서비스유닛은, 유선으로 연결된 상기 기지국과의 거리에 따라 발생하는 제1 신호지연시간을 근거로 한 단축구간만큼 상기 상향링크스위칭구간을 축소하도록 조정하는 딜레이보정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 서비스유닛을 제공한다.
또한, 본 발명은, 기지국과 단말기 사이에 위치하여, 상기 기지국과 상기 단말기의 전송 신호를 중계하는 서비스유닛을 포함하는 분산안테나시스템의 동작방법에 있어서, 상기 서비스유닛은, 상기 기지국과의 상향링크스위칭구간과 하향링크스위칭구간에 따라 신호를 송수신하는 단계를 포함하되, 상기 서비스유닛은, 유선으로 연결된 상기 기지국과의 거리에 따라 발생하는 제1 신호지연시간을 근거로 한 단축구간만큼 상기 상향링크스위칭구간을 축소하도록 조정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분산안테나시스템의 동작방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 분산안테나시스템에서 기지국에 연결된 마스터유닛에 통신 가능하도록 연결된 복수의 서비스유닛이 시분할방식으로 통신할 때 타이밍을 정렬하여, 서비스유닛의 상향링크신호에 기지국으로부터의 하향링크신호가 유입되지 않도록 할 수 있다.
이에 따라, 서비스유닛의 상향링크신호와 기지국의 하향링크신호 사이에 간섭이 발생하지 않도록 하여, 서비스유닛의 상향링크신호의 이득변화로 인한 커버리지 축소 문제를 해소할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분산안테나시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말기와 기지국의 상향링크 및 하향링크의 타이밍을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분산안테나시스템의 구성도이다.
도 4 및 5는 종래 분산안테나시스템에서 발생하는 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스터유닛과 서비스유닛의 구성도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 분산안테나시스템의 구성도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 분산안테나시스템의 기지국, 마스터유닛과 서비스유닛 각각의 상향링크 및 하향링크의 타이밍을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 분산안테나시스템의 동작방법에 대한 단계별 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성 요소에 대한 접미사 "유닛" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
분산안테나시스템
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스터유닛과 서비스유닛의 구성도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 분산안테나시스템의 구성도이며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 분산안테나시스템의 기지국, 마스터유닛과 서비스유닛 각각의 상향링크 및 하향링크의 타이밍을 나타낸 도면이다.
도 6 및 7에 도시한 바와 같이, 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 마스터유닛(11)은, 일측에 기지국(10)과 통신 가능하도록 연결하기 위한 RFU(Radio Frequency Unit)(111)과, 상기 일측에 연결되는 기지국(10)과 타측에 연결되는 익스텐션유닛(25) 또는 서비스유닛(21, 22)과 유선, 바람직하게는 광통신 가능하도록 연결하기 위한 광전송부(113)와, TDD 동기신호를 검출하기 위한 TDD 동기검출부(114)를 포함할 수 있다.
이하 마스터유닛(11)의 각 구서요소에 대해 자세히 살펴보기로 한다.
광전송부(113)는 광신호를 전기신호로 또는 전기신호를 광신호로 변환하여, 마스터유닛(11)이 익스텐션유닛(25) 또는 서비스유닛(21, 22)과 광통신할 수 있도록 할 수 있다.
이렇게 본 발명의 일 실시예에 따른 분산안테나시스템은 기지국과 단말기 간 신호를 전송할 때, 주파수 효용성을 높이기 위해 하향링크 밴드와 상향링크 밴드를 동시에 사용하는 TDD(Time Division Duplex) 방식을 이용하고 있다.
TDD 방식은 FDD(Frequency Division Duplex)와 달리 상향링크신호와 하향링크신호가 시간적으로 구분되며, 동일한 주파수 대역을 사용함에도 불구하고 상향링크신호와 하향링크신호가 서로 다른 시간대를 사용하도록 한다.
따라서 이를 위해 TDD동기검출부(114)는 기지국(10)으로부터 입력된 신호를 이용하여 TDD 동기신호를 검출하고 그에 따른 제어신호를 생성하여 광전송부(113)의 상향링크스위칭과 하향링크스위칭의 동작을 제어할 수 있다.
TDD동기검출부(114)가 TDD 동기신호를 검출하기 위해, 기지국(10)의 하향신호링크의 RF 파워를 검출하여 스위칭 동작을 결정하는 등의 방법을 사용할 수 있으나, 본 발명은 TDD 동기신호 검출 방법에 대해서는 특별히 한정하지 않는다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 서비스유닛(21, 22)은, 일측에는 기지국(10), 마스터유닛(11) 또는 익스텐션유닛(25)과 광케이블 따위와 같은 유선으로 통신 가능하도록 연결될 수 있고, 타측에는 단말기(31, 32)와 유선 또는 무선으로 통신 가능하도록 연결될 수 있다. 즉 서비스유닛(21, 22)은 기지국(10)과 단말기(31, 32) 사이에 위치하여, 기지국(10)과 단말기(31, 32) 간에 전송 신호를 중계할 수 있다.
서비스유닛(21, 22)은 단말기(31, 32)와 무선신호를 이용하여 통신 가능하도록 연결하기 위한 RFU(Radio Frequency Unit)(211)와, 상기 일측에 연결되는 노드와 상기 타측에 연결되는 노드 간 신호 전송 과정에서 노이즈를 필터링하기 위한 필터부(212)와, 기지국(10), 마스터유닛(11) 또는 익스텐션유닛(25)과 유선, 바람직하게는 광통신 가능하도록 연결하기 위한 광전송부(213)와, 시분할방식(TDD)의 통신으로 기지국(10) 또는 마스터유닛(11)에서 서비스유닛(21, 22)까지의 신호지연시간을 적용하여 상향링크스위칭구간을 조절하도록 하는 딜레이보정부(214)를 포함할 수 있다.
구체적으로 RFU(211)는 RF(Radio Frequency)와 IF(Intermediate Frequency) 간에 주파수 변환(또는 주파수 이동)을 하여, 단말기(31, 32)와 신호를 송수신할 수 있도록 할 수 있다. 필터부(212)는 IF와 BB(baseband) 간에 주파수 변환(또는 주파수 이동)을 하여 노이즈를 필터링할 수 있다. 광전송부(213)는 광신호를 전기신호로 또는 전기신호를 광신호로 변환하여, 서비스유닛(21, 22)이 기지국(10), 마스터유닛(11) 또는 익스텐션유닛(25)과 광통신할 수 있도록 할 수 있다.
TDD동기검출부(114)가 TDD 동기신호를 검출하고 그 검출결과를 이용하여 상향링크스위칭 및 하향링크스위칭 제어신호를 생성할 수 있고, 제어신호에 따라 마스터유닛(11) 및/또는 서비스유닛(21, 22)은 상향링크스위칭 및 하향링크스위칭의 동작을 제어할 수 있다.
즉, TDD동기검출부(114)가 상향링크스위칭 및 하향링크스위칭의 온(on)/오프(off) 동작을 제어함으로써, 상향링크스위칭구간 동안에는 단말기(31, 32)의 신호를 기지국(10)으로 전송할 수 있고, 반대로 하향링크스위칭구간 동안에는 기지국(10)의 신호를 단말기(31, 32)로 전송할 수 있다.
TDD동기검출부(114)는 상기 제어신호에 따라 상향링크스위칭구간과 하향링크스위칭구간을 설정할 수 있으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 서비스유닛(21, 22)의 딜레이보정부(214)는, 상기 TDD동기검출부(114)에 의해 생성된 제어신호에 따라 상향링크스위칭 및 하향링크스위칭의 온(on)/오프(off) 동작을 제어하되, 상기 상향링크스위칭구간에, 기지국(10) 또는 마스터유닛(11)에서 서비스유닛(21, 22)까지의 신호지연시간을 적용하여 조절할 수 있다.
한편, 도 7에 도시한 바와 같이, 마스터유닛(11)과 적어도 하나의 서비스유닛(21~23) 사이에는 익스텐션유닛(25)이 위치하여 일측과 타측 간에 신호를 중계할 수 있으며, 이때 익스텐션유닛(25)은 광전송부를 포함하여 단순히 마스터유닛(11)의 신호를 복수의 서비스유닛(21~23)에 전달하거나, 적어도 하나의 서비스유닛(21~23)의 신호를 마스터유닛(11)에 전달만할 뿐, 상향링크스위칭 및 하향링크스위칭 동작에는 관여하지 않는 것이 바람직하다.
또한, 도 7에 미설명도면부호 l1 내지 l4는 모두 광통신을 위한 광케이블을 가리킬 수 있다.
이하에서는 도 8을 참조하여, 기지국(10), 마스터유닛(11)과 서비스유닛(21, 22) 각각의 상향링크 및 하향링크의 타이밍을 비교하여, 서비스유닛(21, 22)의 상향링크신호에 기지국(10)으로부터의 하향링크신호가 유입되지 않도록 하기 위한 방법에 대해 자세히 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 서비스유닛(21, 22)은, 복수 개일 수 있으며, 이때 유선으로 연결된 기지국(10)과의 거리는 서비스유닛별(21, 22)로 각각 상이할 수 있다. 각 서비스유닛(21, 22), 구체적으로 딜레이보정부(214)는 기지국(10)과의 거리에 따라 발생하는 제1 신호지연시간(tSU11, tSU21)을 측정할 수 있고, 이렇게 측정된 제1 신호지연시간(tSU11, tSU21)을 근거로 상기 상향링크스위칭구간(UL Switching Period)을 축소 조정할 수 있다. 즉, 전술한 바와 같이, 상향링크스위칭구간 및 하향링크스위칭구간은 TDD동기검출부(114)에 의해 계산될 수 있으나, 딜레이보정부(214)는 그 중 상향링크스위칭구간을 축소 조정할 수 있다.
도 8에 도시한 바와 같이, 기지국(10), 마스터유닛(11) 그리고 서비스유닛(21, 22) 각각의 스위칭구간은 하향링크스위칭구간과 상향링크스위칭구간 순으로 서로 중첩되지 않고 반복하여 교대로 이루어지도록 스위칭제어가 이루어지고 있다.
이때, 도 8(a) 내지 8(d)에 나타낸 바와 같이, 기지국(10)의 하향링크스위칭구간(BS DL Switching Period), 마스터유닛(11)의 하향링크스위칭구간(MU DL Switching Period), 서비스유닛(21, 22)의 하향링크스위칭구간(SU DL Switching Period)은 모두 동일한 시간길이를 가질 수 있다.
다만, 도 8(b), 8(c) 및 8(d) 각각에 나타낸 바와 같이, 마스터유닛(11)과 서비스유닛(21, 22)의 상향링크스위칭구간(UL Switching Period)이 제1 신호지연시간(tSU11, tSU21) 또는 제2 신호지연시간(tM1)을 근거로 한 시간만큼 단축됨으로써, 해당 단축구간은 상향링크스위칭구간 및 하향링크스위칭구간 중 어느 것에도 속하지 않은 구간일 수 있다.
여기서, 제1 신호지연시간(tSU11, tSU21)은 기지국(10)에서의 하향링크스위칭구간(BS DL Switching Peiod)의 시작점을 기준으로 신호가 기지국(10)에서 서비스유닛(21, 22)까지 전송될 때 소요되는 시간을 가리킬 수 있고, 제2 신호지연시간(tM1)은 기지국(10)에서의 하향링크스위칭구간(BS DL Switching Peiod)의 시작점을 기준으로 신호가 기지국(10)에서 마스터유닛(11)까지 전송될 때 소요되는 시간을 가리킬 수 있다.
일 예로, 도 8(b)에 도시한 바와 같이, 기지국(10)에서 마스터유닛(11)까지 신호전송시 소요되는 시간 D0을 제2 신호지연시간(tM1)으로 할 수 있고, 또 마스터유닛(11)에서 제1 서비스유닛(21)까지 신호전송시 소요되는 시간 D1에 상기 D0을 합한 시간(= D0 + D1)을 제1 신호지연시간(tSU11)으로 할 수 있으며, 마스터유닛(11)에서 제2 서비스유닛(22)까지 신호전송시 소요되는 시간 D2에 상기 D0을 합한 시간(= D0 + D2)을 제1 신호지연시간(tSU21)으로 할 수 있다.
종래, 도 5(b)에 도시한 t1 구간에서는 상향링크신호에 기지국(10)으로부터의 하향링크신호가 유입될 수 있으나, 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 단축구간에서 상향링크스위칭 및 하향링크스위칭이 모두 오프(off)되어 어떠한 신호도 다른 신호에 간섭이 이루어지지 않도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 단축구간은 마스터유닛(10)의 상향링크스위칭구간(MU UL Switching Period)의 말단부와 서비스유닛(21, 22)의 상향링크스위칭구간(SU UL Switching Period)의 말단부에 위치하여, 마스터유닛(11) 및 서비스유닛(21, 22) 각각의 상향링크스위칭구간과 기지국(10)의 상향링크스위칭구간에 바로 후속하는 하향링크스위칭구간과 겹치지 않도록 하는 것이 바람직하다.
즉, 마스터유닛(11) 및 서비스유닛(21, 22) 각각의 상기 상향링크스위칭구간의 시작점은 하향링크스위칭구간의 종료점과 상응하여 일치하는 것이 바람직하다.
한편, 단축구간은, 전술한 바와 같이, 상향링크스위칭구간과 하향링크스위칭구간 사이에 위치하되, 그 시간길이는 상기 제1 및 제2 신호지연시간(tM1, tSU11, tSU21) 이상이고, 상기 제1 및 제2 신호지연시간의 2배수(tM2, tSU12, tSU22) 이하일 수 있다.
즉, 도 8(b)에 나타낸 바와 같이, 마스터유닛(11)의 단축구간은, 제2 신호지연시간(tM1)의 2배수(tM2)일 수 있고, 도 8(c)에 나타낸 바와 같이, 제1 서비스유닛(21)의 단축구간은, 제1 신호지연시간(tSU11)의 2배수(tSU12)일 수 있으며, 도 8(d)에 나타낸 바와 같이, 제2 서비스유닛(22)의 단축구간은, 제1 신호지연시간(tSU21)의 2배수(tSU22)일 수 있다.
결국, 도 8(a) 내지 8(d)에 나타낸 바와 같이, 기지국(10)의 상향링크스위칭구간(BS UL Switching Period)은 마스터유닛(11)의 상향링크스위칭구간(MU UL Switching Period)에 제2 신호지연시간(tM1)의 2배수(tM2)를 더한 시간길이를 가질 수 있고, 또 이는 서비스유닛(21, 22)의 상향링크스위칭구간(SU UL Switching Period)에 제1 신호지연시간(tSU11 , tSU21)의 2배수(tSU12 , tSU22)를 더한 시간길이를 가질 수 있다.
단축구간의 길이를 제1 및 제2 신호지연시간(tM1, tSU11, tSU21)으로 하면, 도 8(a)에 도시한 바와 같이, 해당 단축구간과 기지국(10)의 후속하는 하향링크스위칭구간(BS DL Switching Period)은 스위칭 동작 속도에 따라 중첩이 발생할 우려가 있기 때문이다.
해당 단축구간에서는 상향링크스위칭구간 및 하향링크스위칭구간 중 어느 것에도 속하지 않는 구간 즉 간극(또는 갭(gap))이 형성되도록 하여, 신호간 간섭이 발생하지 않도록 할 수 있다.
이렇게 조정된 마스터유닛(11)과 서비스유닛(21, 22)의 상향링크스위칭구간에서 마스터유닛(11) 및 서비스유닛(21, 22)은 기지국(10)에 상향링크신호를 전송토록하되, 제1 및 제2 신호지연시간의 2배수의 간극을 사이에 두고 후속하는 마스터유닛(11) 및 서비스유닛(21, 22)의 하향링크스위칭구간은 전단부에 제1 및 제2 신호지연시간을 두어, 기지국(10)의 하향링크스위칭구간 시작점으로부터 상기 제1 및 제2 신호지연시간을 차이로 하향링크스위칭구간이 시작될 수 있다.
분산안테나시스템의 동작방법
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 분산안테나시스템의 동작방법에 대한 단계별 흐름도이다.
도 9에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 분산안테나시스템의 동작방법은, 기지국(10)과 단말기(31, 32) 사이에 위치하여, 기지국(10)과 단말기(31, 32)의 전송 신호를 중계하는 서비스유닛(21, 22)을 포함하는 분산안테나시스템의 동작방법에 관한 것으로서, 서비스유닛(21, 22)은 기지국(10)과의 상향링크스위칭구간과 하향링크스위칭구간에 따라 신호를 송수신하는 단계(S20)를 포함하되, 이때 서비스유닛(21, 22)은, 유선으로 연결된 기지국(10)과의 거리에 따라 발생하는 제1 신호지연시간을 근거로 한 단축구간만큼 상기 상향링크스위칭구간을 축소하도록 조정하는 단계(S10)를 포함하여, 서비스유닛(21, 22)의 상향링크신호에 기지국으로부터의 하향링크신호가 유입되지 않도록 할 수 있다.
다만, 도 9에 도시된 단계 또는 위에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 단계들은 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 단계들을 갖거나 그보다 적은 단계들을 갖는 분산안테나시스템의 동작방법이 구현될 수도 있다.
각 단계에 대한 설명은 전술한 것과 중복되므로, 이에 대한 설명은 생략하고 그에 갈음하기로 한다.
이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 상세하게 설명하였다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미, 범위 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 분산안테나시스템 10: 기지국
11: 마스터유닛 111: RFU
112: 필터부 113: 광전송부
114: TDD동기검출부 21, 22: 서비스유닛
211: RFU 212: 필터부
213: 광전송부 214: 딜레이보정부
25: 익스텐션유닛 31, 32: 단말기

Claims (9)

  1. 기지국과 단말기 사이에 위치하여, 상기 기지국과 상기 단말기의 전송 신호를 중계하는 서비스유닛을 포함하는 분산안테나시스템에 있어서,
    상기 서비스유닛은, 상기 기지국과의 상향링크스위칭구간과 하향링크스위칭구간에 따라 신호를 송수신하되,
    상기 서비스유닛은, 유선으로 연결된 상기 기지국과의 거리에 따라 발생하는 제1 신호지연시간을 근거로 한 단축구간만큼 상기 상향링크스위칭구간을 축소하도록 조정하는 것을 특징으로 하는 분산안테나시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단축구간은, 상기 상향링크스위칭구간과 상기 하향링크스위칭구간 사이에 위치하되, 상기 단축구간은 상기 제1 신호지연시간 이상이고 상기 제1 신호지연시간의 2배수 이하인 것을 특징으로 하는 분산안테나시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 분산안테나시스템은, 상기 기지국과 상기 서비스유닛 사이에 위치하여 신호를 중계하고 증폭하는 마스터유닛을 더 포함하되,
    상기 단축구간은, 상기 마스터유닛이 유선으로 연결된 상기 기지국과의 거리에 따라 발생하는 제2 신호지연시간만큼 추가된 것을 특징으로 하는 분산안테나시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 단축구간은, 상기 제2 신호지연시간 이상이고 상기 제2 신호지연시간의 2배수 이하의 시간이 추가된 것을 특징으로 하는 분산안테나시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 단축구간은, 상기 상향링크스위칭구간과 상기 하향링크스위칭구간 중 어느 것에도 속하지 않는 것을 특징으로 하는 분산안테나시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 단축구간은, 상기 서비스유닛마다 개별 설정되는 것을 특징으로 하는 분산안테나시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 상향링크스위칭구간의 시작점은 상기 하향링크스위칭구간의 종료점과 상응하는 것을 특징으로 하는 분산안테나시스템.
  8. 기지국과 단말기 사이에 위치하여, 상기 기지국과 상기 단말기의 전송 신호를 중계하는 서비스유닛에 있어서,
    상기 서비스유닛은, 상기 기지국과의 상향링크스위칭구간과 하향링크스위칭구간에 따라 신호를 송수신하되,
    상기 서비스유닛은, 유선으로 연결된 상기 기지국과의 거리에 따라 발생하는 제1 신호지연시간을 근거로 한 단축구간만큼 상기 상향링크스위칭구간을 축소하도록 조정하는 딜레이보정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 서비스유닛.
  9. 기지국과 단말기 사이에 위치하여, 상기 기지국과 상기 단말기의 전송 신호를 중계하는 서비스유닛을 포함하는 분산안테나시스템의 동작방법에 있어서,
    상기 서비스유닛은, 상기 기지국과의 상향링크스위칭구간과 하향링크스위칭구간에 따라 신호를 송수신하는 단계;
    를 포함하되,
    상기 서비스유닛은, 유선으로 연결된 상기 기지국과의 거리에 따라 발생하는 제1 신호지연시간을 근거로 한 단축구간만큼 상기 상향링크스위칭구간을 축소하도록 조정하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분산안테나시스템의 동작방법.
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