KR20030034906A - 아이에스-95씨 초소형 기지국 구조 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 CDMA(Code Division Multiple Access) 시스템에서 기지국 제어기와 연동하여 이동국의 무선 접속, 동기 유지, 통화 채널 할당/해제 기능을 수행하는 기지국의 디지털 파트를 단일 보드로 구성하여 초소형 제작이 가능하도록 한 IS-95C 초소형 기지국 구조에 관한 것으로, 종래의 IS-95C 기지국은 내부의 기능 블록들이 각각 하나의 보드로 이루어져 전체적으로 다수의 보드로 구현되므로 그 구조가 복잡하며, 이것은 주로 사용자가 많은 곳에 설치 운영됨에 따라 대용량 기지국을 설치할 경우 셀 반경이 서로 겹치지 않는 음영지역이 발생하고 사용자가 적은 곳에 설치하기에는 가격이 비싸다는 단점이 있었다.
따라서, 본 발명은 CDMA 시스템에서 내부적으로 RF 파트와 디지털 파트로 나누어진 기지국을 단일 보드로 구현함으로써, 그 구조가 간단해져 IS-95C 기지국의 초소형 제작이 가능해 짐과 동시에 저전력 및 저가격 구현이 가능해 지며, 또한 기지국의 설치가 용이해 진다.
Description
본 발명은 CDMA(Code Division Multiple Access) 시스템을 구성하는 기지국에 관한 것으로, 특히 기지국 제어기와 연동하여 이동국의 무선 접속, 동기 유지, 통화 채널 할당/해제 기능을 수행하는 기지국의 디지털 파트를 단일 보드로 구성하여 초소형 제작이 가능하도록 한 IS-95C 초소형 기지국 구조에 관한 것이다.
일반적으로 CDMA 시스템은 도 1과 같이 크게 이동통신 교환기(11)와, 기지국 제어기(12)와, 기지국(중계기 포함)(13) 및 이동국(단말기)으로 이루어지는데, 이동통신 교환기(11)는 각 기지국 제어기(12)와의 연결과 가입자에 대한 정보 및 인증, 관련 부가 장비들로 구성되며, 다른 망과의 접속을 이루는 역할을 담당하고, 기지국 제어기(12)는 이동통신 교환기(11)와 기지국(13) 사이에 존재하여 기지국(13)의 제어, 무선자원 관리, 기지국(13)간 및 기지국 제어기(12)간 소프트/하드 핸드오프 기능을 수행하며, 기지국(13)은 기지국 제어기(12)와 E1 또는 T1 링크로 정합되고, 내부적으로 무선 파트(RF part)와 디지털 파트(Digital Part)로 나누어져 이동국의 무선 접속, 동기 유지, 통화 채널 할당/해제 등의 기능을 수행한다.
그리고, 최근에 표준화되고 있는 IS-95C가 적용되는 기지국(13)은 다중 섹터화하거나 송신 주파수의 개수(FA : Frequency Assignment)를 증설하는 등 기지국(13) 장비 형상에 따라 용량 증대를 구현하고 있으며, 그 구조는 전체를 제어하는 주제어부와 CDMA 변복조를 위한 기지대역 처리부, 이동국과 무선으로 데이터를 송수신하기 위한 RF 송수신부, 기지국 제어기(12)와의 정합을 위한 라인 인터페이스부 및 전원 공급부로 구성된다.
그런데, 전술한 종래의 IS-95C 기지국은 내부의 기능 블록들이 각각 하나의 보드로 이루어져 전체적으로 다수의 보드로 구현되므로 그 구조가 복잡하며, 이것은 주로 사용자가 많은 곳에 설치 운영됨에 따라 대용량 기지국을 설치할 경우 셀 반경이 서로 겹치지 않는 음영지역이 발생하고 사용자가 적은 곳에 설치하기에는 가격이 비싸다는 단점이 있었다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 그 목적은, CDMA 시스템에서 내부적으로 RF 파트와 디지털 파트로 나누어진 기지국을 단일 보드로 구현한 IS-95C 초소형 기지국 구조를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 IS-95C 초소형 기지국 구조를 구현함으로써, 기지국의 저전력 및 저가격 구현이 가능하게 함과 동시에 용이하게 설치할 수 있도록 하는데 있다.
도 1은 일반적인 CDMA 시스템의 구성 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 IS-95C 초소형 기지국의 내부 기능 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 IS-95C 초소형 기지국에 구현된 송신 DSP의 출력 신호 개념도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
12 : 기지국 제어기 20 : 디지털 파트
21 : E1/T1 정합부 22 : IMA
23 : CPU 24 : 기지국 모뎀
25 : 송신 DSP 26 : DA 변환부
27 : AD 변환부 28 : 수신 DSP
29 : RF 제어부 30 : 중계기 통신 포트
31 : 알람신호 검출부 40 : GPS
50 : RF 파트
상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명의 특징은, 안테나를 통해 이동국과 무선으로 데이터를 송수신하기 위한 RF 파트와, GPS 수신 기능과 클럭 발생 및 분배 기능을 수행하여 기지국 전체의 동기 및 인접 기지국과의 시각 동기를 유지시켜 주는 GPS를 구비하는 IS-95C 기지국에 있어서, 기지국 제어기와 연동하여 상기 RF 파트 및 안테나를 통해 이동국에 대한 호 제어 및 유지보수를 위한 신호를 처리하고, 상기 GPS와 연동하여 기지국 전체의 동기 및 인접 기지국과의 시각 동기를 유지하는 단일 보드로 구현된 디지털 파트를 포함하는 아이에스-95씨 초소형 기지국 구조를 제공하는데 있다.
여기서, 상기 디지털 파트는, 기지국 제어기와 E1 또는 T1 링크를 통해 정합하여 해당 링크를 통해 상기 기지국 제어기로부터 전달되는 ATM 데이터를 PCM 데이터로 변환하는 E1/T1 정합부와; 상기 E1/T1 정합부에 의해 변환된 PCM 데이터를 UTOPIA로 변환하는 IMA와; 상기 E1/T1 정합부 및 IMA를 통해 전달되는 기지국 제어기의 데이터를 RF 파트 측으로 전달해 주거나, CDMA 복조된 데이터를 전달받아 ATM 포맷으로 변환하여 상기 IMA 및 E1/T1 정합부를 통해 기지국 제어기로 전송해 주고, GPS와 RS422 케이블로 연결되어 HDLC 통신을 수행하는 CPU와; CDMA 변조된 데이터를 FIR 필터링하여 위상 등화기를 통과시킨 다음 이득 및 중간 주파수를 곱하여 CIC 필터링한 후에 I 채널과 Q 채널 신호를 합하여 출력하는 다수의 송신 DSP와; 상기 송신 DSP에 의해 출력되는 디지털 데이터를 아날로그 신호로 변환하여 RF 파트로 전달해 주는 DA 변환부와; 상기 RF 파트로부터 전달되는 아날로그 신호를 디지털 데이터로 변환하는 AD 변환부와; 상기 AD 변환부에 의해 변환된 디지털 데이터를 FIR 필터링한 후에 OPQSK 복조하여 전달해 주는 다수의 수신 DSP와; 상기 CPU에 의해 RF 파트 측으로 전달되는 데이터를 CDMA 변조하여 상기 송신 DSP로 전달해 주거나, 상기 수신 DSP로부터 전달되는 데이터를 CDMA 복조하여 상기 CPU로 전달해 주는 기지국 모뎀과; UART를 통해 LPA와 통신하고, 상기 RF 파트에서 보고되는 TTL 알람을 취합하여 상기 CPU로 보고해 주는 RF 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상술한 아이에스-95씨 초소형 기지국 구조에서 디지털 파트는, 기지국 내에서 발생되는 알람을 취합하여 상기 CPU로 보고해 주는 알람신호 검출부와; 상기 기지국에 연결되는 중계기와 통신하기 위한 포트를 제공하는 중계기 통신 포트를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 CDMA 시스템에서 구현하고자 하는 IS-95C 초소형 기지국의 구조는 첨부한 도면 도 2에 도시한 바와 같이, RF 송수신을 제외한 대부분의 기지국 기능을 수행하는 디지털 파트(20) 및 무선 모듈인 RF 파트(50)를 각각 하나의 보드로 구성하여 기존의 기지국과 동일한 기능을 수행하도록 하고자 한다.
즉, 본 발명에서 IS-95C 초소형 기지국은 GPS(Global Positioning System)(40)와, 기지국 제어기(12)와 연동하여 RF 파트(50) 및 안테나를 통해 이동국에 대해 호를 제어하고 유지보수 기능 등을 수행하고, GPS(40)와 연동하여 기지국 전체의 동기 및 인접 기지국과의 시각 동기를 유지하도록 단일 보드로 구현된 디지털 파트(20)와, 이동국과 무선으로 데이터를 송수신하기 위한 RF 파트(40) 및안테나를 구비하여 이루어진다.
GPS(40)는 GPS 수신 기능과 클럭 발생 및 분배 기능을 수행하여 기지국 전체의 동기 및 인접 기지국과의 시각 동기를 유지시켜 주며, RF 파트(50)는 디지털 파트(20)에서 입력된 신호를 최종 출력으로 상향 조정하여 안테나를 통해서 신호를 방사한다.
그리고, 단일 보드로 구현되는 디지털 파트(20)는 E1/T1 정합부(21)와, IMA(Inverse Multiplexing for ATM)(22)와, CPU(Central Process Unit)(23)와, 기지국 모뎀(24)과, 다수의 송신 DSP(Digital Signal Process)(25)와, DA(Digital to Analog) 변환부(26)와, AD(Analog to Digital) 변환부(27)와, 다수의 수신 DSP(28)와, RF 제어부(29)와, 중계기 통신 포트(30) 및 알람신호 검출부(31)를 내부 기능 블록으로 포함한다.
E1/T1 정합부(21)는 기지국 제어기(12)와 E1 또는 T1 링크를 통해 정합하여 해당 링크를 통해 기지국 제어기(12)로부터 전달되는 ATM 데이터를 PCM(Pulse Code Modulation) 데이터로 변환하며, IMA(22)는 E1/T1 정합부(21)에 의해 변환된 PCM 데이터를 UTOPIA(Universal Test and Operation PHY Interface for ATM)로 변환하여 CPU(23)로 전달해 준다.
CPU(23)는 E1/T1 정합부(21) 및 IMA(22)를 통해 기지국 제어기(12)의 데이터를 전달받아서 기지국 모뎀(24)에 전달해 주거나, 기지국 모뎀(24)에 의해 CDMA 복조된 데이터를 ATM 포맷으로 변환하여 IMA(22) 및 E1/T1 정합부(21)를 통해 기지국 제어기(12)로 전송해 주며, GPS(40)와 RS422 케이블로 연결되어 HDLC 통신을 수행한다.
기지국 모뎀(24)은 CPU(23)로부터 전달되는 데이터를 CDMA 변조하여 송신 DSP(25)로 전달해 주거나, 수신 DSP(28)로부터 전달되는 데이터를 CDMA 복조하여 CPU(23)로 전달해 준다.
송신 DSP(25)는 CDMA 변조된 데이터를 FIR(Finite Impulse Response) 필터링하여 위상 등화기(Phase Equalizer)를 통과시킨 다음 이득 및 중간 주파수를 곱하여 CIC 필터링한 후에 I 채널과 Q 채널 신호를 합하여 출력한다.
DA 변환부(26)는 송신 DSP(25)에 의해 출력되는 디지털 데이터를 아날로그 신호로 변환하여 RF 파트(50)로 전달해 주며, 이때 송신 DSP(25)에 의해 출력되는 디지털 데이터를 주파수 '20MHz', 대역폭 '6.25MHz'를 갖는 아날로그 신호로 변환한다.
여기서, 송신 DSP(25)는 3개가 구현되어 각각 1 FA(Frequency Assignment) 신호를 처리하며, DSP 프로그램 변경으로 임의의 주파수로 변경이 가능하고, 3개의 신호를 합하여 DA 변환부(26)를 통해 RF 파트(50)로 출력한다.
그리고, RF 파트(50)는 디지털 파트(20)의 송신 DSP(25)로부터 DA 변환부(26)를 통해 출력되는 신호를 최종 출력 즉, RF 신호로 상향 조정하여 안테나를 통해 이동국이 수신할 수 있도록 방사해 주며, 안테나를 통해 RF 신호가 수신되는 경우 이를 주파수 '70MHz', 대역폭 '6.25MHz'를 갖도록 하향 조정하여 해당되는 아날로그 신호를 디지털 파트(20)의 AD 변환부(27)로 전달해 준다.
AD 변환부(27)는 RF 파트(50)로부터 전달되는 아날로그 신호를 디지털 데이터로 변환하여 수신 DSP(28)로 전달해 주며, 수신 DSP(28)는 AD 변환부(27)에 의해 변환된 디지털 데이터를 FIR 필터링하여 OPQSK(Offset Quadrature Phase Shift Keying) 복조한 후에 기지국 모뎀(24)으로 전달해 준다.
여기서, 수신 DSP(28)는 3개가 구현되어 RF 파트에서 3개의 FA 신호가 합해져 생성된 하나의 FA(Frequency Assignment) 신호를 각각 처리하며, DSP 프로그램 변경으로 임의의 주파수로 변경이 가능하다..
RF 제어부(29)는 UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)를 통해 LPA(Linear Power Amplifier)와 통신하고, RF 파트(50)에서 보고되는 모든 TTL(Transistor-Transistor Logic circuit) 알람을 취합하여 CPU(23)로 보고해 준다.
중계기 통신 포트(30)는 초소형 기지국에 연결되는 중계기와 통신하기 위한 포트를 제공하며, 알람신호 검출부(31)는 초소형 기지국에 관련된 알람(예를 들어, 화재, 습도, 온도, 침수, 도어 오픈(Door Open) 등)을 취합하여 CPU(23)로 보고해 준다.
한편, 본 발명에 따른 IS-95C 초소형 기지국에서 RF 파트(50)는 첨부한 도면 도 3의 (가)와 같이 송신 DSP(25)에 의해 출력되는 FA 신호를 최대 7개까지 받아들일 수 있는 필터를 사용하며, 이때 디지털 파트(20)에 구현되는 송신 DSP(25)는 도 3의 (나)와 같이 3개의 FA 신호를 임의로 배치하여 분리된 FA 신호를 출력할 수 있다.
그리고, 안테나를 통해 신호를 수신하여 처리하는 것은 위의 송신 처리와 반대의 개념으로 RF 파트(50)는 송신 클럭과 동기된 3개의 FA 신호를 수신 DSP(28)로 전달해 주고, 수신 DSP(28)는 RF 파트(50)로부터 전달되는 각각의 FA 신호를 주파수에 맞게 셋팅하여 분리된 FA 신호를 사용함으로써, 서비스 업체의 기지국 설치 요구에 적절하게 대응할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 IS-95C 초소형 기지국의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 기지국 제어기(12)로부터 E1/T1 링크를 통해 초소형 기지국으로 ATM 데이터가 입력되면, 초소형 기지국의 E1/T1 정합부(21)는 기지국 제어기(12)로부터 입력되는 ATM 데이터를 PCM 데이터로 변환한 후에 IMA(22)로 전달하게 된다.
그러면, IMA(22)는 E1/T1 정합부(21)로부터 전달되는 PCM 데이터를 UTOPIA로 변환하여 CPU(23)로 전달해 주게 되고, 해당 CPU(23)는 IMA(22)로부터 전달되는 데이터 즉, 기지국 제어기(12)로부터 전달되는 데이터를 기지국 모뎀(24)으로 전달하게 된다.
이에, 기지국 모뎀(24)이 CPU(23)로부터 전달되는 기지국 제어기(12) 측의 데이터를 CDMA 변조하여 송신 DSP(25)로 전달해 주게 되면, 송신 DSP(25)는 CDMA 변조된 데이터를 FIR 필터링하여 위상 등화기를 통과시킨 다음 이득을 곱하고, 여기에 중간 주파수를 곱하여 CIC 필터링을 수행한 후에 I 채널과 Q 채널 신호를 합하여 DA 변환부(26)를 통해 아날로그 신호로 변환하여 RF 파트(50)로 출력하게 된다.
이때, RF 파트(50)에서는 디지털 파트(20)의 송신 DSP(25)가 DA 변환부(26)를 통해 출력해 주는 신호를 최종 출력할 RF 신호로 상향 조정하여 안테나를 통해 방사하게 된다.
반대로, 안테나를 통해 RF 신호가 초소형 기지국에 입력되는 경우 초소형 기지국의 RF 파트(50)에서는 RF 신호의 주파수를 하향 조정하여 디지털 파트(20)의 수신 DSP(28) 측으로 전달해 주게 되고, 이때, 수신 DSP(28)의 전단에 구현된 AD 변환부(27)는 RF 파트(50)로부터 전달되는 아날로그 신호를 디지털 데이터로 변환하여 수신 DSP(28)로 전달해 주게 된다.
그러면, 수신 DSP(28)는 AD 변환부(27)에 의해 디지털 데이터로 변환되어 입력된 데이터를 FIR 필터링하여 OPQSK 복조를 수행한 후에 기지국 모뎀(24)을 통해 CDMA 복조하여 CPU(23)로 전달해 주게 되면, CPU(23)는 기지국 모뎀(24)에 의해 CDMA 복조된 데이터를 ATM 포맷으로 변환하여 IMA(22) 및 E1/T1 정합부(21)를 통해 기지국 제어기(12)로 전송해 주게 된다.
한편, 본 발명에서는 IS-95C에 적용되는 기지국의 디지털 파트 및 RF 파트를 각각 단일 보드로 구성하여 기존과 동일한 기능을 수행함으로써, 기지국의 구조를 간단하게 함과 동시에 초소형 기지국 제작이 가능해 진다.
또한, 본 발명에 따른 실시예는 상술한 것으로 한정되지 않고, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진자에게 자명한 범위내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 CDMA 시스템에서 내부적으로 RF 파트와 디지털 파트로 나누어진 기지국을 단일 보드로 구현함으로써, 그 구조가 간단해져 IS-95C 기지국의 초소형 제작이 가능해 짐과 동시에 저전력 및 저가격 구현이 가능해 지며, 또한 기지국의 설치가 용이해 진다.
Claims (3)
- 안테나를 통해 이동국과 무선으로 데이터를 송수신하기 위한 RF 파트와, 기지국 전체의 동기 및 인접 기지국과의 시각 동기를 유지시켜 주는 GPS를 구비하는 IS-95C 기지국에 있어서,기지국 제어기와 연동하여 상기 RF 파트 및 안테나를 통해 이동국에 대한 호 제어 및 유지보수를 위한 신호를 처리하고, 상기 GPS와 연동하여 기지국 전체의 동기 및 인접 기지국과의 시각 동기를 유지하는 단일 보드로 구현된 디지털 파트를 포함하는 것을 특징으로 하는 아이에스-95씨 초소형 기지국 구조.
- 디지털 파트는, 기지국 제어기와 E1 또는 T1 링크를 통해 정합하여 해당 링크를 통해 상기 기지국 제어기로부터 전달되는 ATM 데이터를 PCM 데이터로 변환하는 E1/T1 정합부와;상기 E1/T1 정합부에 의해 변환된 PCM 데이터를 UTOPIA로 변환하는 IMA와;상기 E1/T1 정합부 및 IMA를 통해 전달되는 기지국 제어기의 데이터를 RF 파트 측으로 전달해 주거나, CDMA 복조된 데이터를 전달받아 ATM 포맷으로 변환하여 상기 IMA 및 E1/T1 정합부를 통해 기지국 제어기로 전송해 주는 CPU와;CDMA 변조된 데이터를 FIR 필터링하여 위상 등화기를 통과시킨 다음 이득 및 중간 주파수를 곱하여 CIC 필터링한 후에 I 채널과 Q 채널 신호를 합하여 출력하는다수의 송신 DSP와;상기 송신 DSP에 의해 출력되는 디지털 데이터를 아날로그 신호로 변환하여 RF 파트로 전달해 주는 DA 변환부와;상기 RF 파트로부터 전달되는 아날로그 신호를 디지털 데이터로 변환하는 AD 변환부와;상기 AD 변환부에 의해 변환된 디지털 데이터를 FIR 필터링한 후에 OPQSK 복조하여 전달해 주는 다수의 수신 DSP와;상기 CPU에 의해 RF 파트 측으로 전달되는 데이터를 CDMA 변조하여 상기 송신 DSP로 전달해 주거나, 상기 수신 DSP로부터 전달되는 데이터를 CDMA 복조하여 상기 CPU로 전달해 주는 기지국 모뎀과;UART를 통해 LPA와 통신하고, 상기 RF 파트에서 보고되는 TTL 알람을 취합하여 상기 CPU로 보고해 주는 RF 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 아이에스-95씨 초소형 기지국 구조.
- 제 2항에 있어서,기지국에서 발생되는 알람을 취합하여 상기 CPU로 보고해 주는 알람신호 검출부와;상기 기지국에 연결되는 중계기와 통신하기 위한 포트를 제공하는 중계기 통신 포트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 아이에스-95씨 초소형 기지국 구조.
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