KR100287901B1 - Base station apparatus having a redundant structure - Google Patents

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Abstract

지역 다지점 분산 시스템(Local Multipoint Distribution Service ; 이하, LMDS라 약칭함)에 있어서, 특히 최소 비용으로 설치가 가능하며 서비스의 신뢰성을 높이기 위한 이중화를 실현하는데 최소 수량의 마이크로웨이브 컨버터(Microwave converter ; 이하, MWC라 약칭함)만을 사용하여 배치하는 기지국 장치에 관한 것으로, 일측 방향으로 신호를 송출하기 위한 제1송수신 안테나에 연결되는 제1MWC나, 이들과 동일 장소에 설치되며 상기 제1송수신 안테나를 통해 송출되는 신호의 방향과 직교되는 방향으로 신호를 송출하기 위한 제2송수신 안테나에 연결되는 제2MWC 중 어느 하나와 스위칭되는 제1이중화 MWC와, 상기 설치된 장소와 대각 방향의 장소에 설치되며 상기 제1송수신 안테나를 통해 송출되는 신호의 방향과 반대되는 방향으로 신호를 송출하기 위한 제3송수신 안테나에 연결되는 제3MWC나, 이들과 동일 장소에 설치되며 상기 제2송수신 안테나를 통해 송출되는 신호의 방향과 반대되는 방향으로 신호를 송출하기 위한 제4송수신 안테나 에 연결되는 제4MWC 중 어느 하나와 스위칭되는 제2이중화 MWC와, 상기 각각의 스위칭을 수행하는 복수개의 무선주파 스위치를 포함하여 구성되는 이중화 구조의 기지국 장치에 관한 것이다.In the local multipoint distribution service (hereinafter abbreviated as LMDS), it can be installed at a minimum cost, and the minimum number of microwave converters can be used to realize redundancy to improve service reliability. And a base station apparatus arranged using only MWC), the first MWC connected to a first transmitting / receiving antenna for transmitting a signal in one direction, or installed at the same place as the first transmitting / receiving antenna. A first dual MWC switched with any one of a second MWC connected to a second MWC for transmitting a signal in a direction orthogonal to the direction of the transmitted signal, and installed at a place diagonal to the installed location; Third transmission and reception scheme for transmitting a signal in a direction opposite to that of a signal transmitted through a transmission / reception antenna Any one of a third MWC connected to the second MWC, or a fourth MWC installed at the same place and connected to a fourth transmission / reception antenna for transmitting a signal in a direction opposite to the direction of the signal transmitted through the second transmission / reception antenna; The present invention relates to a base station apparatus having a redundant structure including a second redundant MWC to be switched and a plurality of radio frequency switches for performing the respective switching.

Description

이중화 구조를 갖는 기지국 장치Base station apparatus having a redundant structure

본 발명은 LMDS 시스템에 관한 것으로서, 특히 최소 비용으로 설치가 가능하며 서비스의 신뢰성을 높이기 위한 이중화를 실현하는데 최소 수량의 MWC만을 사용하여 배치하는 기지국 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an LMDS system, and more particularly, to a base station apparatus which can be installed at a minimum cost and is arranged using only a minimum number of MWCs to realize redundancy for improving service reliability.

고속 대용량 멀티미디어 통신서비스를 제공하기 위해 계속 연구되고 있는 LMDS 시스템은 기지국과 가입자간의 통신로를 무선화하여 양방향 멀티미디어 서비스를 제공하는 광대역 고정 통신시스템이다.The LMDS system, which is continuously researched to provide high-speed mass multimedia communication service, is a broadband fixed communication system that provides two-way multimedia service by wirelessizing a communication path between a base station and a subscriber.

LMDS 시스템은 밀리미터파 대역을 사용하며 반경 2∼5㎞내에서 음성, 고속 데이터, 영상 등을 제공하며, 초기에는 아날로그 변복조방식을 채택하여 단방향 케이블 티브이(CATV) 방송 위주로 운용되었으나, 현재는 디지탈 변복조방식을 이용한 양방향 디지탈 LMDS 시스템이 개발 운용 중에 있다.The LMDS system uses the millimeter wave band and provides voice, high speed data, and video within a radius of 2 to 5 km, and initially used analog modulation and demodulation to operate unidirectional cable TV (CATV) broadcasting. A bidirectional digital LMDS system using the method is under development.

양방향 디지탈 LMDS 시스템은 단방향성의 단점을 극복하기 위해 기지국 장치에 송신부 뿐만 아니라 수신부까지 구비함으로써, 가입자측에서 전송한 데이터까지도 수신이 가능하게 되었는데, 이 같은 LMDS 시스템을 구성할 때는 망의 확장성과 음성, 데이터, 영상 등의 다양한 멀티미디어 서비스를 제공할 수 있는 기능과 서비스의 질을 고려하여 비동기 전송 모드(Asynchronous Transfer Mode) 기술을 기반으로 하고 있다.In order to overcome the drawbacks of unidirectional digital LMDS system, the base station device includes not only a transmitter but also a receiver, so that data transmitted from the subscriber side can be received. It is based on the Asynchronous Transfer Mode technology in consideration of the quality of service and the ability to provide various multimedia services such as data, video and video.

도 1 은 기본적인 LMDS 시스템의 기지국 장치의 구성을 나타낸 블록구성도이며, 도 2 는 일반적인 LMDS 시스템의 일부 구성을 나타낸 도면이다.1 is a block diagram showing the configuration of a base station apparatus of a basic LMDS system, and FIG. 2 is a diagram showing a part of a general LMDS system.

도 1 및 도 2 를 참조하면, 기지국에는 수신되어 하향 주파수 처리된 중간주파신호를 기지국 제어부(63)의 제어에 의해 복조하는 수신복조부(62)와, 디지탈 변조 및 채널 디코딩을 수행하여 디지탈 변조신호를 출력하는 송신변조부(61)가 구비된다.1 and 2, the base station receives a demodulation unit 62 which demodulates the received intermediate frequency signal under frequency control by the base station controller 63, and performs digital modulation and channel decoding to perform digital modulation. A transmission modulator 61 for outputting a signal is provided.

상향 컨버터(Up converter)(40)는 변조되어 입력되는 디지탈 변조신호를 950∼2050㎒대역의 중간주파신호로 변환하여 디바이더(30)를 통해 4개의 경로를 통하도록 하며, 하향 컨버터(Down converter)(50)는 수신된 고주파신호가 1차적으로 변환되어 입력되는 200∼700㎒대역의 중간주파신호를 수신복조부(62)가 복조할 수 있도록 하향 주파수 처리를 한다.The up converter 40 converts the modulated digital modulation signal into an intermediate frequency signal of 950 to 2050 MHz so as to pass through four paths through the divider 30 and a down converter. 50 performs downlink frequency processing so that the reception demodulator 62 can demodulate an intermediate frequency signal in the 200 to 700 MHz band to which the received high frequency signal is first converted.

그밖에는 송수신 안테나(10,11,12,13)가 있으며, 이 송수신 안테나(10,11,12,13)의 각각의 후단에는 MWC(20,21,22,23)가 있어서 상향 컨버터(40)의 출력인 중간주파신호를 26㎓대역의 고주파신호로 변환하거나, 송수신 안테나(10,11,12,13)를 통해 수신된 고주파신호를 1차적으로 중간주파신호로 변환하게 된다.In addition, there are transmit / receive antennas 10, 11, 12, and 13, and MWCs 20, 21, 22, and 23 are provided at the rear ends of the transmit / receive antennas 10, 11, 12, 13, respectively, so that the up converter 40 The output of the intermediate frequency signal is converted into a high frequency signal of 26 kHz band, or the high frequency signals received through the transmission and reception antennas 10, 11, 12, 13 are primarily converted to the intermediate frequency signal.

송수신 안테나(10,11,12,13)는 철탑이나 빌딩 옥상에 설치되며, 90°의 셀 커버리지(Cell coverage)를 갖는 안테나가 주로 사용된다. 따라서 하나의 기지국 장치에는 보통 4개의 송수신 안테나(10,11,12,13)를 사용하여 360°의 셀 커버리지(Cell coverage)를 갖게 된다.The transmission and reception antennas 10, 11, 12, and 13 are installed on a steel tower or a roof of a building, and an antenna having a cell coverage of 90 ° is mainly used. Therefore, one base station apparatus usually has a cell coverage of 360 ° using four transmit / receive antennas 10, 11, 12, and 13.

그밖에 LMDS 시스템의 기지국에는 서비스의 신뢰성을 높이고자 MWC(20,21,22,23)와 별도로 이중화를 위한 예비 MWC(24) 및 이와 연결되는 예비 송수신 안테나(14)를 구비하게 된다.In addition, the base station of the LMDS system is provided with a preliminary MWC 24 for redundancy and a preliminary transmit / receive antenna 14 connected thereto separately from the MWCs 20, 21, 22, and 23 to increase service reliability.

이 예비 MWC(24)는 주로 사용되는 MWC(20,21,22,23)의 성능이 저하되거나 고장났을 경우를 대비한 것으로, 기지국 장치의 서비스 중단 없이 자동적으로 스위칭될 수 있도록 설계되어 있다.The preliminary MWC 24 is prepared in case the performance of the MWCs 20, 21, 22, and 23 that are mainly used is degraded or broken, and is designed to be automatically switched without interrupting service of the base station apparatus.

도 2 를 참조하여 가입자측의 장치를 설명하면, 송수신 안테나(10)에서 송신된 신호는 가입자 안테나(80)를 통해 수신되며, 이 수신된 신호는 가입자 안테나(80) 뒷면에 부착된 가입자용 MWC(81)에서 중간주파신호로 변환된 후 동축케이블을 통해 가정에 있는 망 인터페이스 장치(Network Interface Unit ; 이하, NIU라 약칭함)(82)로 보내진다.Referring to FIG. 2, the apparatus of the subscriber side is described. The signal transmitted from the transmit / receive antenna 10 is received through the subscriber antenna 80, and the received signal is a subscriber MWC attached to the back of the subscriber antenna 80. In step 81, the signal is converted into an intermediate frequency signal and sent to a home network interface unit (hereinafter referred to as NIU) 82 through a coaxial cable.

변환된 중간주파신호는 NIU(82) 내부에서 기저대역신호로 바뀌고, 이 기저대역신호는 디지탈 신호로 변환된다.The converted intermediate frequency signal is converted into a baseband signal inside the NIU 82, and the baseband signal is converted into a digital signal.

또한, NIU(82)에서는 각각의 디지탈 신호를 구분하여 방송신호이면 단방향의 무선 케이블 티브이(CATV) 방송신호가 수신되는 세트-탑 박스(Set-Top Box)(83)로 보내어 해당 프로그램을 티브이(TV)(84)로 시청할 수 있도록 하고, 데이터신호이면 개인용 컴퓨터(미도시) 또는 데이터 수신장치(미도시)로 보내게 된다.In addition, the NIU 82 classifies each digital signal and sends the corresponding program to a set-top box 83 where a unidirectional wireless cable TV broadcast signal is received. TV (84), and if the data signal is sent to a personal computer (not shown) or a data receiving device (not shown).

한편, 가입자 장치에서는 NIU(82)로부터 중간주파신호를 받아 동축케이블을 통해 가입자 장치의 MWC(81)로 전달하고, MWC(81)는 전달받은 중간주파신호를 고주파신호로 변환하여 옥외에 설치된 가입자 안테나(80)를 통해 기지국 장치의 송수신 안테나(10)로 송출한다.Meanwhile, the subscriber device receives the intermediate frequency signal from the NIU 82 and transmits it to the MWC 81 of the subscriber device through the coaxial cable, and the MWC 81 converts the received intermediate frequency signal into a high frequency signal and installs the subscriber outdoors. It transmits to the transmission / reception antenna 10 of a base station apparatus via the antenna 80.

옥외에 설치되는 가입자 안테나(80)는 단방향 서비스를 위해 수신용 파라볼릭 안테나(Parabolic Antenna)를 사용한다. 양방향 서비스를 위해서는 수신안테나와 송신 안테나로 분리하여 상호 간섭을 주지 않도록 설치하거나 송수신을 동시에 할 수 있는 광대역 안테나를 설치하게 된다.The subscriber antenna 80 installed outdoors uses a receiving parabolic antenna for unidirectional service. For bidirectional service, the antenna is separated into a receiving antenna and a transmitting antenna so as not to interfere with each other, or a broadband antenna capable of transmitting and receiving simultaneously.

일반적으로 LMDS 시스템에서 사용되는 안테나의 형태는 파라볼릭(Parabolic) 또는 패치(Patch) 형태이며, 안테나의 빔 패턴각(Beam patern angle)은 보통 3°∼5°정도이므로 기지국 안테나(10,11,12,13)까지 정확한 방향성이 요구된다.In general, the type of antenna used in the LMDS system is parabolic or patch, and the beam pattern angle of the antenna is generally about 3 ° to 5 °, so that the base station antennas 10, 11, 12, 13) accurate directionality is required.

도 3 은 종래 기술에 따른 이중화 구조를 갖는 기지국 장치의 일부 구성을 나타낸 것으로, 도 3a 는 철탑에 설치되는 MWC 및 안테나의 이중화 구조를 나타낸 도면이다.Figure 3 shows a partial configuration of a base station apparatus having a redundancy structure according to the prior art, Figure 3a is a diagram showing a redundancy structure of the MWC and antenna installed in the pylon.

도 3a 를 참조하면, 이는 LMDS 시스템의 기지국 장비가 철탑 위에 설치된 경우를 보인 것으로, 도시된 바와 같이 하나의 기지국 장치에는 보통 4개의 송수신 안테나(10,11,12,13)를 사용하여 360°의 셀 커버리지(Cell coverage)를 갖게 된다.Referring to FIG. 3A, this shows a case in which the base station equipment of the LMDS system is installed on a steel tower. As shown in FIG. 3A, one base station apparatus typically uses four transmit / receive antennas 10, 11, 12, and 13 to 360 °. It has cell coverage.

이 경우 송수신 안테나(10,11,12,13)는 철탑의 각 4방향에 위치하며, MWC(20,21,22,23)는 각 안테나에 하나씩 연결된다.In this case, the transmission and reception antennas 10, 11, 12, 13 are located in each of four directions of the steel tower, MWC (20, 21, 22, 23) is connected to each antenna one by one.

각각의 MWC(20,21,22,23)는 송수신 도파관을 통해 무선주파 스위치(RF Switch)(90)에 연결되어 있어서 송수신 성능 및 오류 여부에 따라 이중화 MWC(24)를 스위칭시켜 준다.Each MWC (20, 21, 22, 23) is connected to a radio frequency switch (RF Switch) 90 through a transmission and reception waveguide to switch the redundant MWC (24) according to the transmission and reception performance and error.

여기서, 이중화 MWC(24)는 도 1 에 도시된 예비용 MWC이다.Here, the redundant MWC 24 is a spare MWC shown in FIG.

이와 같이 LMDS 시스템의 기지국 장비가 설치되는 철탑의 수평 면적은 구조상으로 볼 때 비교적 좁은 면적을 가지므로, 요구되는 송수신 도파관(Waveguide)의 길이 역시 짧다. 따라서 하나의 이중화 MWC(24)를 이용하여 4방향에 위치하고 있는 모든 MWC(20,21,22,23)에 대한 이중화를 실현할 수 있게 된다.As described above, the horizontal area of the steel tower in which the base station equipment of the LMDS system is installed has a relatively small area in structure, and thus, the required length of the transmission and reception waveguide is also short. Therefore, it is possible to realize redundancy for all MWCs 20, 21, 22, and 23 located in four directions by using one redundant MWC 24.

이 경우에는 낮은 비용으로 기지국 장비의 이중화를 실현할 수 있지만 4방향 스위칭을 제공하는 1×4 무선주파 스위치(RF Switch)(90)를 사용함에 따라 그 만큼의 감쇄가 있게 된다.In this case, the redundancy of the base station equipment can be realized at a low cost, but there is attenuation by using a 1 × 4 RF switch 90 that provides four-way switching.

따라서, 도 3a 에 도시된 구조는 전체적인 기지국 장비로 볼 때 이중화를 실현하기 위하여 하나의 1×4 무선주파 스위치(RF Switch)(90)와 이중화 MWC(24) 하나를 필요로 하게 된다.Therefore, the structure shown in FIG. 3A requires one 1 × 4 RF switch 90 and one redundant MWC 24 to realize redundancy in terms of overall base station equipment.

도 3b 와 도 3c는 빌딩 옥상에 설치되는 MWC 및 안테나의 이중화 구조를 나타낸 도면이다.3B and 3C are diagrams illustrating a redundant structure of an MWC and an antenna installed on a building roof.

도 3b 와 도 3c 를 참조하면, 이는 LMDS 시스템의 기지국 장비가 빌딩 위에 설치된 경우를 보인 것으로, 도시된 바와 같이 빌딩 옥상의 4방향의 가장자리에 송수신 안테나(10,11,12,13) 및 MWC(20,21,22,23)가 설치된다.3B and 3C, this is a case where the base station equipment of the LMDS system is installed on a building. As illustrated, the transmission / reception antennas 10, 11, 12, 13 and MWC ( 20, 21, 22, 23 are installed.

이들의 간격은 수십 미터 이상이기 때문에 송수신 도파관은 최소의 감쇄를 갖도록 설계되어야 하는데, 이는 LMDS 시스템과 같이 높은 주파수를 사용하는 경우 매우 중요한 문제가 된다.Since their spacing is more than a few tens of meters, the transmit and receive waveguides must be designed with minimal attenuation, which is very important when using high frequencies such as LMDS systems.

이 경우에는 도 3a 에 도시된 기지국 장비를 철탑에 설치하는 경우보다 4방향의 이중화를 실현하는데 어려움이 따르므로, 별도의 이중화 안테나 및 이중화 MWC를 추가로 설치하여야 한다.In this case, since it is more difficult to realize four-way redundancy than when installing the base station equipment shown in FIG. 3A in a pylon, separate redundant antennas and redundant MWCs must be additionally installed.

도 3b 는 양쪽 4방향 모두에 이중화를 위한 별도의 이중화 안테나(15,16,17,18) 및 MWC(25,26,27,28)가 추가로 설치되는 경우이다.3B illustrates a case in which separate redundant antennas 15, 16, 17, and 18 and MWCs 25, 26, 27, and 28 are additionally installed in both four directions.

여기서, 제1MWC(20)와 제2MWC(21)가 고장났을 경우에는 추가된 제5MWC(25) 및 제6MWC(26)로 스위칭하여 현재 제공 중인 서비스를 계속 유지할 수 있도록 해준다.In this case, when the first MWC 20 and the second MWC21 are broken down, the first MWC 20 and the second MWC 21 may switch to the added fifth MWC 25 and the sixth MWC 26 to maintain the service currently being provided.

그러나, 이 같은 이중화를 위해서는 4개의 MWC(20,21,22,23) 및 이와 연결되는 송수신 안테나(10,11,12,13)와, 4개의 이중화 MWC(25,26,27,28) 및 이와 연결되는 이중화 안테나(15,16,17,18)가 구비되어야 하므로, 이중화를 실현하기 위해서는 기본적인 기지국 설치비에 그만큼의 설치비가 추가로 소요된다.However, for this redundancy, four MWCs 20, 21, 22, 23 and transmit / receive antennas 10, 11, 12, 13 connected thereto, four redundant MWCs 25, 26, 27, 28, and Since the redundant antennas 15, 16, 17, and 18 connected thereto should be provided, an additional installation cost is required in addition to the basic base station installation cost in order to realize redundancy.

즉, 도 3a 에 도시된 경우에 비해 대략 2배의 장비가 필요하게 되므로 2배 정도의 많은 설치비용을 감수해야 한다.In other words, since it requires approximately twice as much equipment as the case shown in Figure 3a, you have to bear twice as much installation cost.

도 3c 는 장비의 송신 효율을 고려하여 2방향에만 이중화 MWC(26,28)가 추가되는 경우를 나타낸 것으로, 도 3b 를 보완한 것이다.3C illustrates a case in which redundant MWCs 26 and 28 are added in only two directions in consideration of transmission efficiency of equipment, and complements FIG. 3B.

추가된 이중화 MWC(26,28)는 각각 3개씩의 이중화 안테나를 구비하고 있어서, 제1MWC(20)가 고장났을 경우에는 제6MWC(26) 및 제8MWC(28)에 스위칭시켜 제6MWC(26)의 안테나1A와 제8MWC(28)의 안테나1B로 신호를 송수신할 수 있도록 한다.The added redundant MWCs 26 and 28 each have three redundant antennas, so that when the first MWC 20 fails, the sixth MWC 26 switches to the sixth MWC 26 and the eighth MWC 28 and the sixth MWC 26 It is possible to transmit and receive signals to the antenna 1A and the antenna 1B of the eighth MWC (28).

또한, 제3MWC(22)가 고장났을 경우에도 역시 제6MWC(26) 및 제8MWC(28)에 스위칭 시키며 제6MWC(26)의 안테나3A와 제8MWC(28)의 안테나3B로 신호를 송수신할 수 있도록 한다.In addition, when the third MWC 22 fails, the switching to the sixth MWC 26 and the eighth MWC 28 is also possible, and the signals can be transmitted and received by the antenna 3A of the sixth MWC 26 and the antenna 3B of the eighth MWC 28. Make sure

마지막으로 제2MWC(21)나 제4MWC(23)가 고장났을 경우에도 제6MWC(26) 및 제8MWC(28)에 스위칭 되며, 이 때는 제2MWC(21)의 송수신 안테나(11)와 동일한 셀 커버리지를 갖도록 위치한 제6MWC(26)의 안테나2A 와, 제4MWC(23)의 송수신 안테나(13)와 동일한 셀 커버리지를 갖도록 위치한 제8MWC(28)의 안테나2B로 각각 신호를 송수신할 수 있도록 한다.Finally, even when the second MWC 21 or the fourth MWC23 fails, the sixth MWC 26 and the eighth MWC 28 are switched, and in this case, the same cell coverage as the transmit / receive antenna 11 of the second MWC 21 is applied. It is possible to transmit and receive signals to the antenna 2A of the sixth MWC 26 positioned to have the same, and the antenna 2B of the eighth MWC 28 located to have the same cell coverage as the transmit / receive antenna 13 of the fourth MWC 23.

그러나, 이 같은 이중화를 위해서는 4개의 MWC(20,21,22,23) 및 이와 연결되는 송수신 안테나(10,11,12,13)와, 2개의 이중화 MWC(26,28) 및 이와 연결되는 6개의 이중화 안테나(안테나1A∼3A, 안테나1B∼3B)가 구비되며, 이중화를 위한 스위칭을 위해 14개의 스위치가 구비된다.However, for this redundancy, four MWCs (20, 21, 22, 23) and transmit / receive antennas (10, 11, 12, 13) connected thereto, two redundant MWCs (26, 28) and 6 connected thereto Two redundant antennas (antennas 1A-3A and antennas 1B-3B) are provided, and 14 switches are provided for switching for redundancy.

도 4 는 종래 기술에 따른 기지국 장치의 이중화를 위한 스위칭 구성을 나타낸 도면으로, 도시된 스위칭 구성은 도 3c 에 도시된 이중화 구조의 기지국 장치를 위한 것이다. 정확하게는 도 3c 에서 제2MWC(21)와 제6MWC(26)간의 이중화를 위한 무선주파 스위치의 구성을 나타낸 것이다.4 is a diagram illustrating a switching configuration for duplication of a base station apparatus according to the prior art, and the illustrated switching configuration is for a base station apparatus having a duplex structure illustrated in FIG. 3C. More specifically, FIG. 3C illustrates the configuration of a radio frequency switch for redundancy between the second MWC 21 and the sixth MWC 26.

도 3c 에 도시된 이중화 구조는 도 3b 의 이중화 구조에 비해 낮은 설치비가 소요되도록 구성하였지만, 이중화를 위한 이중화 안테나(안테나1A∼3A, 안테나1B∼3B) 및 14개의 스위치(SW1∼SW14)로 구성된 무선주파 스위치(미도시)를 설치하여야 하므로, 그에 따른 설치비용 또한 많이 소요된다는 문제점이 있다.The redundancy structure shown in FIG. 3C is configured to have a low installation cost compared to the redundancy structure of FIG. 3B, but is composed of a redundant antenna (antennas 1A to 3A, antennas 1B to 3B) and 14 switches (SW1 to SW14). Since the radio frequency switch (not shown) must be installed, there is a problem in that the installation cost is also high.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 이중화를 고려하여 기지국의 송수신 안테나, MWC 및 무선주파 스위치를 최적으로 설치하여, 최적의 비용이 소요되도록 하는 이중화 구조를 갖는 기지국 장치를 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and in consideration of redundancy, a redundant structure for optimally installing a transmission / reception antenna, an MWC, and a radio frequency switch of a base station, requires an optimal cost. It is to provide a base station apparatus having.

이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 따르면, 이중화 구조를 갖는 기지국 장치가, 일측 방향으로 신호를 송출하기 위한 제1송수신 안테나에 연결되는 제1MWC나, 이들과 동일 장소에 설치되며 상기 제1송수신 안테나를 통해 송출되는 신호의 방향과 직교되는 방향으로 신호를 송출하기 위한 제2송수신 안테나에 연결되는 제2MWC 중 어느 하나와 스위칭되는 제1이중화 MWC와; 상기 설치된 장소와 대각 방향의 장소에 설치되며 상기 제1송수신 안테나를 통해 송출되는 신호의 방향과 반대되는 방향으로 신호를 송출하기 위한 제3송수신 안테나에 연결되는 제3MWC나, 이들과 동일 장소에 설치되며 상기 제2송수신 안테나를 통해 송출되는 신호의 방향과 반대되는 방향으로 신호를 송출하기 위한 제4송수신 안테나 에 연결되는 제4MWC 중 어느 하나와 스위칭되는 제2이중화 MWC와; 상기 각각의 스위칭을 수행하는 복수개의 무선주파 스위치를 포함하여 구성된다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, the base station apparatus having a redundant structure, the first MWC connected to the first transmitting and receiving antenna for transmitting a signal in one direction, or is installed in the same place A first redundant MWC switched with any one of second MWCs connected to a second transmit / receive antenna for transmitting a signal in a direction orthogonal to a direction of the signal transmitted through the first transmit / receive antenna; A third MWC installed at a place diagonal to the installed place and connected to a third transmit / receive antenna for transmitting a signal in a direction opposite to the direction of the signal transmitted through the first transmit / receive antenna; A second redundancy MWC switched with any one of fourth MWCs connected to a fourth transmission / reception antenna for transmitting a signal in a direction opposite to the direction of the signal transmitted through the second transmission / reception antenna; It is configured to include a plurality of radio frequency switch to perform the respective switching.

바람직하게는, 상기 제1이중화 MWC가 상기 무선주파 스위치의 스위칭에 의해 상기 제1송수신 안테나 또는 제2송수신 안테나에 연결되어 상기 제1MWC 또는 제2MWC의 동작을 수행하며, 상기 제2이중화 MWC는 또다른 무선주파 스위치의 스위칭에 의해 상기 제3송수신 안테나 또는 제4송수신 안테나에 연결되어 상기 제3MWC 또는 제4MWC의 동작을 수행하게 된다.Preferably, the first redundant MWC is connected to the first transmit / receive antenna or the second transmit / receive antenna by switching of the radio frequency switch to perform an operation of the first MWC or the second MWC, and the second redundant MWC The other radio frequency switch is connected to the third transmit / receive antenna or the fourth transmit / receive antenna to perform the operation of the third MWC or the fourth MWC.

도 1 은 기본적인 LMDS 시스템의 기지국 장치의 구성을 나타낸 블록구성도.1 is a block diagram showing the configuration of a base station apparatus of a basic LMDS system.

도 2 는 일반적인 LMDS 시스템의 일부 구성을 나타낸 도면.2 is a view showing a part of the configuration of a typical LMDS system.

도 3 은 종래 기술에 따른 이중화 구조를 갖는 기지국 장치의 일부 구성을 나타낸 것으로,3 shows a partial configuration of a base station apparatus having a redundant structure according to the prior art,

a)는 철탑에 설치되는 MWC 및 안테나의 이중화 구조를 나타낸 도면.a) is a diagram showing the redundancy structure of the MWC and the antenna installed in the pylon.

b)는 빌딩 옥상에 설치되는 MWC 및 안테나의 이중화 구조를 나타낸 도면.b) is a diagram showing the redundant structure of the MWC and the antenna installed on the building roof.

c)는 빌딩 옥상에 설치되는 MWC 및 안테나의 또다른 이중화 구조를 나타낸 도면.c) shows another redundant structure of the MWC and the antenna installed on the roof of the building.

도 4 는 종래 기술에 따른 기지국 장치의 이중화를 위한 스위칭 구성을 나타낸 도면.4 is a diagram illustrating a switching configuration for duplication of a base station apparatus according to the prior art;

도 5 는 본 발명에 따른 이중화 구조를 갖는 기지국 장치의 일부 구성을 나타낸 도면.5 is a diagram showing a partial configuration of a base station apparatus having a redundant structure according to the present invention.

도 6 은 본 발명에 따른 기지국 장치의 이중화를 위한 스위칭 구성을 나타낸 도면.6 is a diagram illustrating a switching configuration for duplication of a base station apparatus according to the present invention;

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

100∼130 : 송수신 안테나 200∼230 : 마이크로웨이브 컨버터(MWC)100 to 130: transmission and reception antenna 200 to 230: microwave converter (MWC)

310,320 : 무선주파 스위치 240,250 : 이중화 마이크로웨이브 컨버터310,320: Radio frequency switch 240,250: Redundant microwave converter

이하 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a configuration and an operation according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 5 는 본 발명에 따른 이중화 구조를 갖는 기지국 장치의 일부 구성을 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating a partial configuration of a base station apparatus having a redundant structure according to the present invention.

도 5 를 참조하면, 먼저 MWC(200,210,220,230)를 두 개씩 함께 설치한다. 다시 말하자면 제1MWC(200)와 제2MWC(210)를 빌딩 옥상의 한 방향에 함께 설치하고, 제3MWC(220)와 제4MWC(230)는 이미 제1MWC(200) 및 제2MWC(210)가 설치된 방향과 대각선 방향에 함께 설치한다.Referring to FIG. 5, first, two MWCs 200, 210, 220, and 230 are installed together. In other words, the first MWC 200 and the second MWC 210 are installed together in one direction of the roof of the building, and the third MWC 220 and the fourth MWC 230 are already installed with the first MWC 200 and the second MWC 210. Install in the direction and diagonal direction together.

제1MWC(200)에 연결되는 제1송수신 안테나(100)와 제2MWC(210)에 연결되는 제2송수신 안테나(110)는 각각 90°의 셀 커버리지를 가지면서, 두 안테나의 방향이 서로 직교적으로 설치되므로 합해서 180°의 셀 커버리지를 갖게 된다.The first transmit / receive antenna 100 connected to the first MWC 200 and the second transmit / receive antenna 110 connected to the second MWC 210 each have a cell coverage of 90 °, and the directions of the two antennas are orthogonal to each other. Installed together, they have cell coverage of 180 °.

이와 더불어 제3MWC(220)에 연결되는 제3송수신 안테나(120)와 제4MWC(230)에 연결되는 제4송수신 안테나(130)도 각각 90°의 셀 커버리지를 가지면서, 두 안테나의 방향이 서로 직교적으로 설치되므로 제1송수신 안테나(100) 및 제2송수신 안테나(110)의 셀 커버리지와 반대쪽의 180°의 셀 커버리지를 갖게 된다.In addition, the third transmit / receive antenna 120 connected to the third MWC 220 and the fourth transmit / receive antenna 130 connected to the fourth MWC 230 also have 90 ° cell coverage, respectively, and the directions of the two antennas are different from each other. Since it is installed orthogonally, the cell coverage of the first transmit / receive antenna 100 and the second transmit / receive antenna 110 is opposite to the cell coverage of 180 °.

따라서, 기존에 설치되었던 구조와 같은 360°의 셀 커버리지를 만족시킨다. 하지만 자칫 같은 방향에 함께 설치되는 안테나와 안테나 사이의 빔 패턴에서 음영 지역이 발생할 수 있는 가능성이 있으므로, 이를 최소화하기 위해 각 송수신 안테나(100,110 또는 120,130)의 방향성을 정확히 고려하여야 한다.Therefore, it satisfies the cell coverage of 360 ° as in the existing structure. However, since there is a possibility that a shadow area may occur in the beam pattern between the antenna and the antenna installed together in the same direction, the direction of each transmit / receive antenna 100, 110 or 120, 130 should be accurately considered.

본 발명에서는 이와 같이 설치된 기본적인 기지국 장치에 부가적으로, 이중화를 실현하기 위한 두 개의 무선주파 스위치(310,320)를 구비하며, 또한 두 개의 이중화 MWC(240,250)를 구비한다.In the present invention, in addition to the basic base station apparatus installed as described above, two radio frequency switches 310 and 320 for realizing redundancy are provided, and two redundant MWCs 240 and 250 are provided.

이들 중 한 개의 무선주파 스위치(310) 및 제1이중화 MWC(240)는 제1MWC(200)와 제2MWC(210)의 이중화를 수행하며, 나머지 무선주파 스위치(320) 및 제2이중화 MWC(250)는 제1MWC(200) 및 제2MWC(210)와 대각선 방향에 설치되는 제3MWC(220)와 제4MWC(230)의 이중화를 수행하도록 설치된다.One of these radio frequency switches 310 and the first dual MWC 240 performs the redundancy of the first MWC 200 and the second MWC 210, and the other radio frequency switch 320 and the second dual MWC 250 ) Is installed to perform redundancy of the third MWC 220 and the fourth MWC 230 installed diagonally with the first MWC 200 and the second MWC 210.

각 무선주파 스위치(310,320)는 3개의 스위치(SW1∼SW3)를 가지고 있으며, 이들 스위치의 배치 구조는 도 6 에 도시되었다.Each radio frequency switch 310 or 320 has three switches SW1 to SW3, and the arrangement of these switches is shown in FIG.

도 6 은 본 발명에 따른 기지국 장치의 이중화를 위한 스위칭 구성을 나타낸 도면으로, 도 6 을 통해 알 수 있듯이, 3개의 스위치(SW1∼SW3)로 구성된 무선주파 스위치(310)는 제1MWC(200) 및 제2MWC(210)에 고장이 발생할 때, 스위칭 동작을 실시하여 제1송수신 안테나(100) 및 제2송수신 안테나(110)가 제1이중화 MWC(240)에 연결되도록 한다.FIG. 6 is a diagram illustrating a switching configuration for duplication of a base station apparatus according to the present invention. As can be seen from FIG. 6, a radio frequency switch 310 including three switches SW1 to SW3 includes a first MWC 200. And when a failure occurs in the second MWC 210, the switching operation is performed such that the first transmission / reception antenna 100 and the second transmission / reception antenna 110 are connected to the first redundancy MWC 240.

지금까지 설명한 본 발명에 따른 이중화 구조를 갖는 기지국 장치에서 송수신 안테나를 빔 패턴에 의한 음영 지역의 발생을 최소화할 수 있도록 방향성을 고려하여 설치하게 되면, 기존에 많은 설치비를 들여 설치한 이중화 구조와 동일한 성능을 가질 수 있다.In the base station apparatus having a redundant structure according to the present invention described above, if the transmitting and receiving antennas are installed in consideration of the directionality so as to minimize the occurrence of the shaded area due to the beam pattern, it is the same as the redundant structure installed with a large installation cost. Can have performance.

또한, 도 4 에 도시된 기존의 무선주파 스위치를 이용하여 고장 발생에 따른 이중화 MWC로의 스위칭 동작은 3단계를 거치게 되지만, 본 발명에서 제1MWC(200) 또는 제2MWC(210)에 고장이 발생함에 따른 무선주파 스위치(310)의 스위칭 동작은 2단계만을 거치게 되므로, 그 만큼 스위칭에 따른 시간 지연이 감소된다.In addition, the switching operation to the redundant MWC according to the failure occurs by using the existing radio frequency switch shown in Figure 4, but the three MWC, but the failure occurs in the first MWC 200 or the second MWC 210 in the present invention Since the switching operation of the radio frequency switch 310 is only two steps, the time delay according to the switching is reduced by that much.

도 6 을 참조하여, 이중화 동작의 일 예를 설명한다.An example of the duplication operation will be described with reference to FIG. 6.

제1MWC(200)에 고장이 발생하면 제1무선주파 스위치(310)의 SW1은 제1MWC(200)로의 경로를 닫고 SW3 으로 경로를 연다. 이 때 SW3 은 이중화 MWC(240)가 고장이 발생한 제1MWC(200)에 대한 이중화 동작을 할 수 있도록 연결된다.If a failure occurs in the first MWC 200, the SW1 of the first radio frequency switch 310 closes the path to the first MWC 200 and opens the path to the SW3. At this time, SW3 is connected so that the redundancy MWC 240 can perform a redundancy operation for the first MWC 200 having a failure.

이 때 스위칭 시간은 서비스가 중단되지 않도록 아주 짧은 시간 내에 이루어져야 한다.At this time, the switching time should be made in a very short time so that the service is not interrupted.

결과적으로, 철탑이나 빌딩 옥상의 4방향에 각각의 MWC 및 송수신 안테나를 설치하는 이중화 구조에 비해 2방향에 각 두 개씩의 MWC(200,210 와 220,230)를 배치함에 따른 설치 비용 및 유지 보수 비용을 절감할 수 있다. 또한 설치 장소를 약 1/2로 줄일 수 있게 된다.As a result, the installation cost and maintenance cost can be reduced by arranging two MWCs (200, 210 and 220, 230) in two directions, compared to the redundant structure in which each MWC and transmitting / receiving antenna are installed in four directions on a steel tower or building roof. Can be. In addition, the installation site can be reduced to about 1/2.

이상의 설명에서와 같은 본 발명은 LMDS 시스템의 이중화 구조를 갖는 기지국 장치를 철탑이나 빌딩 옥상에 설치할 때 이중화를 고려하여 각 장비가 최적으로 배치되므로, 설치 비용 및 유지 보수 비용이 현격하게 절감된다는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, since each equipment is optimally disposed in consideration of redundancy when installing a base station apparatus having a redundant structure of an LMDS system on a steel tower or a roof of a building, an installation cost and a maintenance cost are significantly reduced. have.

특히 이중화를 위한 MWC 및 송수신 안테나가 설치되는 공간이 최소화되므로, 차후 가입자의 증가로 인해 채널 포화가 발생했을 때를 대비하여 이들 기지국 장비들을 추가로 설치할 수 있는 예비 공간이 확보된다는 효과를 볼 수 있다.In particular, since the space for installing the MWC and the transmitting / receiving antenna for redundancy is minimized, it is possible to secure an additional space for additionally installing these base station equipments in case channel saturation occurs due to an increase in subscribers. .

Claims (2)

일측 방향으로 신호를 송출하기 위한 제1송수신 안테나에 연결되는 제1마이크로웨이브 컨버터나, 이들과 동일 장소에 설치되며 상기 제1송수신 안테나를 통해 송출되는 신호의 방향과 직교되는 방향으로 신호를 송출하기 위한 제2송수신 안테나에 연결되는 제2마이크로웨이브 컨버터 중 어느 하나와 스위칭되는 제1이중화 마이크로웨이브 컨버터와;A first microwave converter connected to a first transmitting / receiving antenna for transmitting a signal in one direction, or installed in the same place and transmitting a signal in a direction orthogonal to the direction of a signal transmitted through the first transmitting / receiving antenna. A first redundant microwave converter switched with any one of a second microwave converter connected to a second transmit / receive antenna for the second antenna; 상기 설치된 장소와 대각 방향의 장소에 설치되며 상기 제1송수신 안테나를 통해 송출되는 신호의 방향과 반대되는 방향으로 신호를 송출하기 위한 제3송수신 안테나에 연결되는 제3마이크로웨이브 컨버터나, 이들과 동일 장소에 설치되며 상기 제2송수신 안테나를 통해 송출되는 신호의 방향과 반대되는 방향으로 신호를 송출하기 위한 제4송수신 안테나 에 연결되는 제4마이크로웨이브 컨버터 중 어느 하나와 스위칭되는 제2이중화 마이크로웨이브 컨버터와;A third microwave converter installed at a place diagonal to the installed place and connected to a third transmit / receive antenna for transmitting a signal in a direction opposite to the direction of the signal transmitted through the first transmit / receive antenna; A second redundant microwave converter installed at a place and switched with any one of a fourth microwave converter connected to a fourth transmit / receive antenna for transmitting a signal in a direction opposite to the direction of the signal transmitted through the second transmit / receive antenna Wow; 상기 각각의 스위칭을 수행하는 복수개의 무선주파 스위치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이중화 구조를 갖는 기지국 장치.A base station apparatus having a duplex structure, characterized in that it comprises a plurality of radio frequency switches for performing the respective switching. 제 1 항에 있어서, 상기 제1이중화 마이크로웨이브 컨버터는, 상기 무선주파 스위치의 스위칭에 의해 상기 제1송수신 안테나 또는 제2송수신 안테나에 연결되어 상기 제1마이크로웨이브 컨버터 또는 제2마이크로웨이브 컨버터의 동작을 수행하며, 상기 제2이중화 마이크로웨이브 컨버터는 또다른 무선주파 스위치의 스위칭에 의해 상기 제3송수신 안테나 또는 제4송수신 안테나에 연결되어 상기 제3마이크로웨이브 컨버터 또는 제4마이크로웨이브 컨버터의 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 이중화 구조를 갖는 기지국 장치.2. The method of claim 1, wherein the first redundant microwave converter is connected to the first transmit / receive antenna or the second transmit / receive antenna by switching of the radio frequency switch to operate the first microwave converter or the second microwave converter. The second redundant microwave converter is connected to the third transmit / receive antenna or the fourth transmit / receive antenna by switching another radio frequency switch to perform the operation of the third microwave converter or the fourth microwave converter. Base station apparatus having a redundant structure, characterized in that.
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