KR100862528B1 - 기지국 확장장치 - Google Patents

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Abstract

기지국 확장장치가 개시되어 있다. 본 발명에 따른 기지국 확장장치는 순방향 RF 모듈, 역방향 RF 모듈 및 광 모듈을 포함하여 단일모듈로 구현되어 기지국의 각 섹터 신호 별로 구비되는 도너 유닛, 도너 유닛과 대응하여 각 섹터 신호를 송 수신하기 위한 적어도 하나 이상의 리모트 유닛 및 다수의 도너 유닛 또는 다수의 리모트 유닛과 연결되어 각 섹터 신호를 다중화 또는 역다중화하고, 다중화 또는 역다중화한 신호를 단일 광 선로를 통해 송 수신하기 위한 멀티밴드 CWDM(Coarse Wavelength Division Multiplexing; 저밀도 파장분할 다중) 필터를 포함하고, 멀티밴드 CWDM 필터는 각 섹터 신호에 포함된 파장들을 인접한 파장 별로 그룹화하고, 그룹화한 파장들을 단일 광 선로 상에서 동일 광 전송경로로 전송되도록 구현되는 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명은 기지국의 각 섹터 신호를 중계 전송하기 위한 각 모듈을 단일 모듈로 통합하고, 단일 광 선로를 통해 다수의 기지국 섹터 신호를 효율적으로 전송함으로써, 기지국 확장장치를 구현하기 위한 생산 비용 및 유지 보수 비용을 절감하고, 용이하게 기지국의 커버리지를 확장할 수 있다.
기지국, 중계

Description

기지국 확장장치{APPARATUS FOR EXPANDING BASE STATION}
도 1은 종래의 기술에 따른 기지국 확장용 광 중계기를 도시한 구성도,
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 기지국 확장장치를 도시한 구성도,
도 3은 종래의 기술에 따른 기지국 확장용 광 중계기를 통해 기지국의 3 섹터 신호를 전송하는 것을 도시한 개념도,
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 기지국 확장장치를 통해 기지국의 3 섹터 신호를 전송하는 것을 도시한 개념도,
도 5는 도 4에 도시된 멀티밴드 CWDM 필터의 구성을 도시한 개념도, 그리고
도 6은 도 4에 도시된 멀티밴드 CWDM 필터을 통하여 전송하는 파장 구성을 도시한 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100 : 기지국 확장장치 110, 110-1, 110-2, 110-3 : 도너 유닛
111, 121 : 순방향 RF 모듈 112, 113, 122, 123 : 역방향 RF 모듈
114, 124 : 광 모듈 115, 125 : 멀티밴드 CWDM 필터
120, 120-1, 120-2, 120-3 : 리모트 유닛
본 발명은 이동통신 중계에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기지국의 각 섹터 신호를 중계 전송하기 위해 구비되는 각 모듈에 중복되는 소자 및 구조를 효율적으로 구현하고, 단일 광 선로를 통해 다수의 섹터 신호를 효율적으로 전송하기 위한 기지국 확장장치에 관한 것이다.
통상적으로, 이동통신 단말기 간의 무선 통신을 위한 코드분할 다중접속(CDMA) 방식과 같은 이동통신 시스템에서는 주파수가 서로 상이한 기지국 간에 다수개의 섹터에 따른 주파수(FA)를 운용하고 있는 바, 이동통신 단말기의 이동 지역에 관계없는 원활한 무선 통신이 가능하도록 하기 위해 각 지역별로 다수의 기지국이 증설되어 있고, 각 단말기의 이동 상태에서의 호설정 실패를 방지하기 위한 이동성 확보를 위해 각 기지국 간의 원활한 핸드오프가 수행되도록 하고 있다.
즉, 기지국 간의 핸드오프 기능은 이동통신 단말기에서 페이징 채널을 이용하여 메시지를 수신하고 나서 인접 기지국으로의 이동에 의해 해당 페이징 채널에 의한 메시지 수신이 불가능하게 되면, 인접 기지국의 파일롯 세기를 측정하여 가장 신호세기가 큰 파일롯을 발생하는 기지국으로 핸드오프를 수행하게 된다.
한편, 이러한 이동통신 시스템의 기지국은 이동통신 서비스의 통화 품질에 대한 요구가 외부 영역에서 인 빌딩으로 점차적으로 천이되는 추세에 따라, 무선 전파의 송출을 담당하는 기지국의 수가 기하급수적으로 증가하게 되는 바, 이러한 기지국 수의 증대에 따라 최적의 기지국 투자 효율이 요구되는 실정이다.
즉, 도 1은 종래의 기술에 따른 기지국 확장용 광 중계기를 도시한 구성도이 다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 광 중계기는 기지국의 각 섹터 신호에 대응하여 각각의 도너 유닛(10) 및 리모트 유닛(20)을 구비한다. 또한, 상기 각 도너 유닛(10)의 순방향 RF 모듈(11), 역방향 RF 모듈(12 또는 13) 및 광 모듈(14)도 모두 독립적으로 별도의 모듈로 이루어져 있으며, 상기 각 리모트 유닛(20)도 광 모듈(21) 및 RF 증폭부(22)로 모두 독립적으로 구현되고 있다. 더 나아가, 도 3은 종래의 기술에 따른 기지국 확장용 광 중계기를 통해 기지국 3 섹터 신호를 전송하는 것을 도시한 개념도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 기지국의 3 섹터 신호를 전송하기 위해서는 3개의 도너 유닛(10-1, 10-2, 10-3) 및 리모트 유닛(20-1, 20-2, 20-3)으로 구현되며, 이에 의해 도너 유닛(10-1, 10-2, 10-3)과 리모트 유닛(20-1, 20-2, 20-3)을 연결하기 위한 광 선로로 3개를 사용하여야 한다.
이러한 종래의 이동통신 시스템의 기지국은 내장형인 기지국 장비의 규모에 맞는 건물이나 구조물의 임차 공간이 적기 때문에 확보하기가 어려우며, 통신망의 음영 지역에 대한 보완 방식으로서 적용되는 광 중계기를 운용하는 경우에 기지국의 장치 규모에 의해 시스템 추가 및 채널의 증설에 따른 광 중계기의 커버리지가 축소될 수밖에 없을 뿐만 아니라, 하나의 기지국 당 3 섹터를 갖는 섹터 할당의 한계성 때문에 광 중계기를 다수 개로 수용하는데 한계가 있다.
이러한 문제점을 타파하기 위해, 최근에는 광 중계기의 디지털 구성부와 RF 구성부를 분산 배치하여 디지털 구성부를 집중 관리함으로써 투자 및 운용 효율을 높힘과 더불어, 옥외의 RF 구성부를 이용하여 다양한 망 설계가 가능하도록 하는 D-LAN 시스템이 개발되어 있지만, 이러한 D-LAN 시스템은 미니-셀의 개념으로서 대 용량의 셀 개념으로서의 증설되는 것이 아니기 때문에 망 설계에 한계가 있을 수 밖에 없고, 3 섹터에 따른 3개의 광 선로를 하나의 광 선로로 이용할 수 없다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기의 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 기지국의 신호를 확장하기 위한 중계 시스템에 독립적으로 구비되는 각 모듈을 통합형 단일 모듈로 구현하고 기지국의 각 섹터 신호에 단일 광 선로를 통해 광 전송할 뿐만 아니라, 상기 각 섹터 신호에 포함된 다수의 파장들을 인접한 파장들로 그룹화하며, 그룹화한 파장들을 동일 광 전송경로로 설정하여 상기 단일 광 선로를 통해 전송하기 위한 기지국 확장장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 관점에 따른 기지국 확장장치는 순방향 RF 모듈, 역방향 RF 모듈 및 광 모듈을 포함하여 단일모듈로 구현되어 기지국의 각 섹터 신호 별로 구비되는 도너 유닛, 상기 도너 유닛과 대응하여 각 섹터 신호를 송 수신하기 위한 적어도 하나 이상의 리모트 유닛 및 상기 다수의 도너 유닛 또는 상기 다수의 리모트 유닛과 연결되어 각 섹터 신호를 다중화 또는 역다중화하고, 다중화 또는 역다중화한 신호를 단일 광 선로를 통해 송 수신하기 위한 멀티밴드 CWDM(Coarse Wavelength Division Multiplexing; 저밀도 파장분할 다중, 이하에서는 'CWDM'이라 함) 필터를 포함하고, 상기 멀티밴드 CWDM 필터는 각 섹터 신호에 포함된 파장들을 인접한 파장 별로 그룹화하고, 그룹화한 파장들을 상기 단일 광 선로 상에서 동일 광 전송경로로 전송되도록 구현되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부도면들을 참조하여 본 발명에 따른 기지국 확장장치(100)의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 기지국 확장장치(100)를 도시한 구성도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 기지국 확장장치(100)는 기지국의 각 섹터 신호, 즉 3 섹터 신호 중에서 소정의 섹터 신호를 전송하기 위하여 도너 유닛(110), 리모트 유닛(120) 및 단일 광 선로를 구비한다.
상기 도너 유닛(110)은 기지국의 섹터 신호를 인가받아 저잡음 증폭하고, 증폭된 신호를 광모듈로 전달하는 기능을 하는 순방향 RF 모듈(111), 상기 순방향 RF 모듈(111)로부터 제공되는 주파수 신호인 전기적 신호를 광전변환 장치를 통해 변환한 광 신호를 CWDM 필터를 통해 저밀도 파장 분할 다중화하여 단일 광 선로로 전송하기 위한 광 모듈(114) 및 섹터 신호가 리모트 유닛(120)을 거쳐 상기 광 선로로부터 제공되는 다중화된 섹터 신호를 상기 광 모듈(114)을 통해 광전 변환된 신호를 기지국에 부합하는 신호로 여과 및 변조하여 상기 기지국으로 전달하기 위한 역방향 RF 모듈(112)을 포함한다. 아울러, 상기 도너 유닛(110)은 순방향 RF 모듈(111), 역방향 RF 모듈(112) 및 광 모듈(114)을 통합하여 단일 모듈로 구현되어, 각각의 모듈을 상호 연결하기 위한 RF 케이블 및 각 모듈에 전원 공급과 제어 및 감시신호를 연결하는 데이터 케이블이 제거될 뿐만 아니라, 프로세서에서 각 모듈별 제어 및 감시신호를 연결하기 위한 I/O 할당을 대폭 줄여 설계되는 것이 바람직 하다.
또한, 상기 리모트 유닛(120)도 광 선로를 통해 인가되는 광신호를 광전 변환을 통해 전기적 주파수 신호로 변조하기 위한 광 모듈(124), 변조된 신호를 고출력 증폭하여 송출하기 위한 순방향 RF 모듈(121) 및 섹터 신호를 제공받아 드라이브 증폭하여 상기 광 모듈(124)을 통해 단일 광 선로로 출력하기 위한 역방향 RF 모듈(122 또는 123)을 포함한다. 마찬가지로, 리모트 유닛(120)은 광 모듈(124), 순방향 RF 모듈(121) 및 역방향 RF 모듈(122 또는 123)을 통합형 단일 모듈로 구현되는 것이 바람직하다.
이에 더하여, 도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 기지국 확장장치(100)를 통해 기지국의 3 섹터 신호를 전송하는 것을 도시한 개념도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 기지국 확장장치(100)는 기지국의 3 섹터신호를 단일 광 선로를 통해 전송하기 위하여 멀티밴드 CWDM 필터(115)의 구성을 추가 포함한다. 상기 기지국 확장장치(100)는 기지국의 각 섹터 신호 수와 대응하는 도넛 유닛들(110-1, 110-2, 110-3) 및 리모트 유닛들(120-1, 120-2, 120-3)이 구비되며, 상기 다수의 도너 유닛(110-1, 110-2, 110-3) 또는 상기 다수의 리모트 유닛(120-1, 120-2, 120-3)에 각각 연결되어 송 수신되는 각 섹터 신호를 다중화 또는 역다중화하고, 다중화 또는 역다중화한 신호를 단일의 광 선로를 통해 송 수신하기 위한 멀티밴드 CWDM 필터(115, 125)를 더 구비한다.
상기 멀티밴드 CWDM 필터(115, 125)는 다중화 또는 역다중화한 신호에 대한 파장 필터링을 거쳐 인접한 파장들 간의 그룹화를 실행하고, 그룹화된 파장들을 동 일 광 전송경로로 설정하여 출력하도록 설계됨에 따라, 통상의 CWDM 필터에서 하나의 밴드를 통과시키고 각각을 조합하는 것에 비해 필터 손실을 최소화한다. 또한, 상기 멀티밴드 CWDM 필터(115, 125)는 각 도너 유닛(110-1, 110-2, 110-3) 또는 리모트 유닛(120-1, 120-2, 120-3)의 광 모듈(114, 124)을 통해 각 섹터 신호 별로 설정된 광 파장을 토대로 다중화 또는 역다중화 신호 처리실행한다.
더 나아가, 도 5는 도 4에 도시된 멀티밴드 CWDM 필터(115, 125)의 구성을 도시한 개념도이며, 도 5를 통해 멀티밴드 CWDM 필터(115, 125)를 더욱 상세히 기술하기로 한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 멀티밴드 CWDM 필터(115, 125)는 각 섹터 신호 별로 설정된 광 파장을 기준으로 하여 각 섹터 신호를 구분하고, 분별된 각 섹터 신호에 포함되는 다수의 파장들을 상기 설정된 광 파장을 기준으로 하여 수십 nm를 근사값으로 하는 파장들 간을 그룹화한다. 예를 들면, 기지국의 제 1 섹터 신호가 1450nm를 기준 광 파장으로 설정된다면, 1450nm 내지 1490nm의 파장들로 그룹화되어 광 선로 상의 동일 광 전송경로로 전송될 수 있도록 설정되며, 다른 제 2 섹터 신호(1300nm를 기준 광 파장으로 설정) 및 제 0 섹터 신호(1500nm를 기준 광 파장으로 설정)와 멀티밴드 다중화된 후 단일 광 선로로 송출된다. 아울러, 멀티밴드 CWDM 필터(115, 125)의 역다중화는 상기 과정을 역으로 한다.
더욱 상세하게는, 각 도너 유닛(110-1, 110-2, 110-3)과 연결된 멀티밴드 CWDM 필터(115)는 각 도너 유닛(110-1, 110-2, 110-3)에 구비된 CWDM 필터를 통해 다중화되어 출력되는 각 섹터 신호를 기 설정된 광 파장을 토대로 순차 멀티밴드 합성하는 과정을 거쳐 멀티밴드 다중화된 신호를 생성하고, 멀티밴드 다중화된 신 호를 광 선로로 출력하여 해당 리모트 유닛(120-1, 120-2, 120-3 중 어느 하나)에 전달한다. 이후로, 단일 광 선로를 통해 멀티밴드 다중화된 신호를 수신하는 각 리모트 유닛(120-1, 120-2, 120-3)에 연결된 멀티밴드 CWDM 필터(125)는 상기 멀티밴드 다중화된 신호를 각 섹터 신호에 대응하는 광 파장을 토대로 순차 멀티밴드 필터링하여 역 다중화된 각각의 섹터 신호를 생성하고, 각 섹터 신호를 해당 리모트 유닛(120-1, 120-2, 120-3 중 어느 하나)의 CWDM 필터로 전송한다.
또한, 각 리모트 유닛(120-1, 120-2, 120-3)에 연결된 멀티밴드 CWDM 필터(115)는 각 리모트 유닛(120-1, 120-2, 120-3)에 구비된 CWDM 필터를 통해 다중화되어 출력되는 각 섹터 신호를 기 설정된 광 파장을 토대로 순차 멀티밴드 합성하여 멀티밴드 다중화된 신호를 생성하고, 멀티밴드 다중화된 신호를 상기 광 선로로 출력하여 해당 도너 유닛(110-1, 110-2, 110-3 중 어느 하나)에 전달한다. 이에 따른 상기 각 도너 유닛(110-1, 110-2, 110-3)과 연결된 멀티밴드 CWDM 필터(115)는 상기 단일 광 선로를 통해 수신되는 멀티밴드 다중화된 신호를 각 섹터 신호에 대응하는 광 파장을 토대로 순차 멀티밴드 필터링하여 역다중화하는 과정을 거쳐 각각의 섹터 신호로 분별하고, 상기 각 섹터 신호를 해당 도너 유닛(110)의 CWDM 필터로 전송한다. 아울러, 상기 도너 유닛(110) 또는 리모트 유닛(120)에 포함된 CWDM 필터는 해당 섹터 신호에 포함된 파장들을 다중화 또는 역다중화하는 과정을 실행한다.
도 6은 도 4에 도시된 멀티밴드 CWDM 필터(115, 125)을 통하여 전송하는 파장 구성을 도시한 도면이다. 상기 멀티밴드 CWDM 필터(115, 125)는 각 섹터 신호에 포함된 파장들을 상기 언급된 과정을 거쳐 그룹화하여 단일 광 선로 상의 동일 광 전송경로를 거쳐 전송되도록 설정한 후, 각 섹터 신호를 상기 단일 광 선로로 전송하기 위한 다중화를 실행함에 따라, 도 6에 도시된 바와 같은 파장 구성으로 각 섹터 신호를 단일 광 선로를 통해 전송한다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명에서는 기지국의 각 섹터 신호를 중계 전송하기 위해 구비되는 각 모듈에 중복되는 소자 및 구조를 효율적으로 구현하고, 단일 광 선로를 통해 다수의 섹터 신호를 효율적으로 전송하기 위한 기지국 확장장치를 구현함으로써, 각 모듈 간을 연결하기 위한 RF 케이블 및 각 모듈에 전원 공급 및 감시신호를 연결하기 위한 데이터 케이블이 필요없게 되었으며, 프로세서에서 각 모듈별 제어 및 감시신호를 연결하기 위한 I/O 할당을 효율적으로 구현할 수 있음에 따라, 중계 시스템 구성이 간단 및 소형 경량화되어 생산 비용 및 유지 보수 비용이 절감되고, 다수의 기지국 섹터 신호를 단일 광 선로를 통해 효율적으로 전송할 수 있는 이점이 있다.
또한, 옥외형 기지국을 사용하는 경우에는 기지국의 각 섹터 신호를 중계기의 도너 유닛이 위치한 곳까지 확장할 수 있음에 따라, 중계기의 도너 유닛이 옥외 에 위치하지 않아도 되는 이점이 있다.

Claims (9)

  1. 순방향 RF 모듈, 역방향 RF 모듈 및 광 모듈을 포함하여 단일모듈로 구현되어 기지국의 각 섹터 신호 별로 구비되는 도너 유닛;
    상기 도너 유닛과 대응하여 각 섹터 신호를 송 수신하기 위한 적어도 하나 이상의 리모트 유닛; 및
    상기 다수의 도너 유닛 또는 상기 다수의 리모트 유닛과 연결되어 각 섹터 신호를 다중화 또는 역다중화하고, 다중화 또는 역다중화한 신호를 단일 광 선로를 통해 송 수신하기 위한 멀티밴드 CWDM 필터를 포함하고,
    상기 멀티밴드 CWDM 필터는,
    각 섹터 신호에 포함된 파장들을 인접한 파장 별로 그룹화하고, 그룹화한 파장들을 상기 단일 광 선로 상에서 동일 광 전송경로로 전송되도록 구현되는 것을 특징으로 하는 기지국 확장장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 리모트 유닛은
    순방향 RF 모듈, 역방향 RF 모듈 및 광 모듈을 포함하여 단일모듈로 구현되어 기지국의 각 섹터 신호 별로 구비되는 것을 특징으로 하는 기지국 확장장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 멀티밴드 CWDM 필터는
    상기 각 도너 유닛 또는 상기 각 리모트 유닛의 광 모듈에 설정된 각 섹터 신호별 광 파장을 토대로 다중화 또는 역다중화 신호 처리실행하는 것을 특징으로 하는 기지국 확장장치.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 멀티밴드 CWDM 필터는
    상기 각 섹터 신호 별로 설정된 광 파장을 기준으로 하여 수십 nm를 근사값으로 하는 파장들 간의 그룹화를 형성하는 것을 특징으로 하는 기지국 확장장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 각 도너 유닛과 연결된 멀티밴드 CWDM 필터는
    상기 각 도너 유닛에 구비된 CWDM 필터를 통해 다중화되어 출력되는 각 섹터 신호를 기 설정된 광 파장을 토대로 순차 멀티밴드 합성하는 과정을 거쳐 멀티밴드 다중화된 신호를 생성하고, 상기 멀티밴드 다중화된 신호를 상기 광 선로로 출력하는 것을 특징으로 하는 기지국 확장장치.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 각 도너 유닛과 연결된 멀티밴드 CWDM 필터는
    상기 광 선로를 통해 수신되는 멀티밴드 다중화된 신호를 각 섹터 신호에 대응하는 광 파장을 토대로 순차 멀티밴드 필터링하여 각 다중화된 섹터 신호를 생성하고, 상기 각 다중화된 섹터 신호를 해당 도너 유닛의 CWDM 필터로 전송하는 것을 특징으로 하는 기지국 확장장치.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 각 리모트 유닛에 연결된 멀티밴드 CWDM 필터는
    상기 광 선로를 통해 수신되는 멀티밴드 다중화된 신호를 각 섹터 신호에 대응하는 광 파장을 토대로 순차 멀티밴드 필터링하여 각 다중화된 섹터 신호를 생성하고, 상기 각 다중화된 섹터 신호를 해당 리모트 유닛의 CWDM 필터로 전송하는 것을 특징으로 하는 기지국 확장장치.
  8. 제 4 항에 있어서, 상기 각 리모트 유닛에 연결된 멀티밴드 CWDM 필터는
    상기 각 리모트 유닛에 구비된 CWDM 필터를 통해 다중화되어 출력되는 각 섹터 신호를 기 설정된 광 파장을 토대로 순차 멀티밴드 합성하여 멀티밴드 다중화된 신호를 생성하고, 상기 멀티밴드 다중화된 신호를 상기 광 선로로 출력하는 것을 특징으로 하는 기지국 확장장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 기지국의 각 섹터 신호는
    상기 기지국의 3 섹터 신호인 것을 특징으로 하는 기지국 확장장치.
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