KR20050049450A

KR20050049450A - 시디엠에이 원엑스 아이피 망에서 아이피비에스 시스템

Info

Publication number: KR20050049450A
Application number: KR1020050034169A
Authority: KR
Inventors: 전영진
Original assignee: (주)테노시스
Priority date: 2005-04-25
Filing date: 2005-04-25
Publication date: 2005-05-25

Abstract

본 발명은 CDMA2000 1x 이동통신망 시스템(CDMA Cellular Network System)에 관한 것으로, 기존의 기지국과 제어국은 ATM 기반의 서킷 스위칭 방식으로 망이 구성되어 단말에 서비스를 제공하였으나, 향후 차세대 망은 IP(Internet Protocol)기반 패킷스위칭 방식의 시스템으로 진화가 대세이다. 따라서 본 발명은 패킷스위칭 방식의 IP기반 망요소 중에서 기지국과 제어국시스템의 기능을 통합한 IP-BS 시스템을 제안한다.

이러한 본 발명은 기지국과 제어국시스템을 통합하기 위해서, 제어국의 구성요소인 ATM 라우터, 제어국제어기, 교환국 정합회로, 보코더 셀렉터 회로, 기지국 정합 회로, 패킷데이터 제어회로 및 클럭공급장치인 GPS수신기등과 기지국의 구성요소인 무선 송수신부 회로, CDMA채널회로, 제어국정합회로, 기지국제어기 및 GPS수신기등의 두 시스템의 구성요소를 기능별로 통폐합한 시스템으로 1FA/3Sector 또는 4FA/Omni 용량을 제공한다. 본 발명의 IP-BS는 IP 스위칭허브, IP-BS 시스템 제어기, GPS 수신기, 셀렉터와 CDMA채널 그리고 패킷데이터 제어가 통합된 블록, 베이스밴드 디지털처리블록, 주파수와 섹터를 분배 및 병합하는 블록, 안테나 연결부등을 구성함을 특징으로 한 다중접속 셀룰라망 시스템의 ALL IP 네트워킹 시스템이다.

Description

시디엠에이 온엑스 아이피 망에서 아이피비에스 시스템{IP-BS System for CDMA2000 1x Internet Protocol Network}

본 발명은 종래의 CDMA2000 1x 망의 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기지국과 제어국은 회선 스위칭 방식으로 음성 및 데이터 서비스를 제공하는데 이것은 하나의 제어국에 하나의 기지국 또는 다수의 기지국이 ATM 기반으로 정합하여 단말에 무선이동통신 서비스를 제공하였으나, 현재 증가되는 패킷데이터 트래픽을 수용하는데는 회선 스위칭 방식의 네트워크 및 네트워크 구성시스템에 한계가 있어, 고속데이터 및 회선 전송 효율을 높이고자 국제 표준화단체인 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 및 3GPP2(3rd Generation Partnership Project2) 에서는 IP기반 패킷스위칭 방식의 네트워크 및 네트워크 구성 시스템들의 인터페이스를 규격화하였다.

그 일례로서 도 1은 종래의 CDMA2000 1x 제어국 시스템 예로서 블록 구성을 보여주는 랙으로 크게 두 가지로 구성되는데 ACR0(A Common Rack)는 제어국시스템의 공통랙으로 12개의 제어국시스템 중에서 특정한 제어국에만 존재하는 랙으로 서로 다른 12개 제어국의 통신기능을 제공하는 Global Router(14), 인터넷 통신과 전체 12개의 제어국에 패킷데이터 호를 제공하기 위한 패킷데이터 호처리 프로세서인 DCP(11), 패킷데이터 제어 기능을 수행하는 PCFB(Packet Control Function)(11a)는 이더넷(Ethernet)으로 패킷코아망(DCN : Data Core Network)과 정합하여 서비스를 제공한다.

ABR0(A BSC Rack)는 12개까지 증설 가능한 랙으로 ATB블록(18)을 통해서 E1/T1으로 기지국과 정합하는 기능 및 기지국을 제어하는 기능을 수행한다. 내부 블록간 ATM통신을 위해 ATM 스위칭 기능 및 Global Router(14)와 ATM으로 정합하는 Local Router(19), 음성호의 경우 CCP(16)의 제어하에 음성호의 8K EVRC/13K QCELP의 보코딩과 셀렉터 기능을 수행하는 HTSB(16a)과 E1/T1으로 MSC와 정합하고 공중전화망(PSTN, Public Switched Telephone Network)을 통해 서비스를 제공한다. 또한 팩스 통신이나 모뎀 통신과 같은 회선 데이터 호의 경우 MSC 및 IWF를 통해 PSTN과 연결되며, 패킷데이터호의 셀렉터기능 및 PCFB(11a)와 정합기능을 수행하는 HDSB(11b), GPS에서 기준클럭 및 시각(TOD : Time of Day)정보를 수신 받는 기능을 수행하는 GPS(12), GPS에서 수신된 클럭을 시스템에서 필요한 클럭을 생성하고 생성된 클럭을 통해 제어국 시스템 각 블록에 각종 클럭 및 망동기 신호등을 공급하는 CKD(13), 제어국내의 각종 경보를 취합하고 CCP(16)에 보고기능을 수행하는 ACP(15)등으로 구성된다.

도 2는 종래의 3FA/3Sector용량을 제공하는 CDMA2000 1x 기지국 시스템의 블록 구성도의 예로서 기지국은 무선 단말기와 무선으로 연결되어 단말에 이동통신 서비스 기능을 수행한다.

기지국은 기지국 전반에 대한 관리, 호 처리및 제어국과의 인터페이스 기능을 수행하는 BCPU(기지국 Control Processor Unit)(21), 기준 Clock 및 Timing을 제공하는 GPS수신기(22), CDMA 채널과 관련된 신호처리 및 QPSK 변/복조 기능을 수행하는 디지털유닛(Digital Unit)(23), 송/수신 주파수로의 변환 및 LO주파수의 생성과 분배 기능을 수행하는 트랜시버유닛(Transceiver Unit)(24), 수신신호의 분배 및 송신신호의 결합을 담당하는 디바이더 앤 콤바이너유닛(Divider & Combiner Unit)(25), 송신 신호의 증폭을 담당하는 엘피에이유닛(Linear Power Amplifier Unit)(27), 송신신호와 수신신호의 여파 기능 및 수신된 신호의 저잡음 증폭을 담당하는 프런트 앤드 유닛(Front End Unit)(28), 그리고 기지국의 시험 및 진단 기능을 수행하는 비디티유유닛(기지국 Diagnostic Test Unit)(26)로 구성된다.

이러한, 종래의 제어국과 기지국시스템은 음성서비스을 위주로 한 회선 스위칭방식의 망요소의 시스템으로 설계되어 차세대망에서 요구하는 고속 패킷데이터 서비스를 제공하기 위한 IP기반의 무선망 접속시스템으로 적합하지 않다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 종래의 회선 교환망을 기반으로 하는 CDMA2000 1X 무선망 접속시스템인 기지국 및 제어국을 차세대망에서 요구하는 IP기반의 패킷 교환망시스템으로 연결시키는 시스템 설계방안에 관한 것으로서, 본 발명의 목적은 ATM 스우칭 방식의 통신을 IP 스위칭 기반 통신으로 바꾸고 또한 기지국과 제어국 두 시스템의 기능을 하나로 통합하여 면적이나 비용을 줄인 IP기반의 IP-BS시스템을 제공하는 데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 IP-BS시스템은 상위의 망요소 시스템들과는 IP 망간 정합 규격에 의하여 연결되고, 단말과는 CDMA2000 1x 규격에 의한 무선통신 기능을 제공한다. 본 발명의 IP-BS시스템은 CDMA 변복조기능을 담당하는 채널엘리먼트(Channel Element)기능, 패킷데이터를 제어하는 패킷제어기능(Packet Control Function), 셀렉터기능을 담당하는 셀렉터(Selector)등의 통합된 블록, 기지국의 음성호 및 데이터호를 제어 처리하는 BCP(BTS Control Processor), BSC의 음성호 및 데이터호를 제어 처리하는 CCP(Call Control Processor), IP 스위칭기능 및 인터페이스기능 등을 통합 구현한 블록, RF 송수신 블록 등을 블록별로 보드에 구현하고 이러한 보드를 이용하여 시스템을 구성할 경우, 종래의 기지국과 제어국을 구성할 때 보다 적은 수의 보드로 IP-BS를 구성함으로서 시스템 경량화로 면적과 비용을 줄일 수 있는 기술적 특징을 갖는다.

<약어 설명>

GPS Global Positioning System

IF Intermediate Frequency

IP Internet Protocol

PCF Packet Control Function

PLL Phase Lock Loop

PPS Pulse Per Second

RF Radio Frequency

이하, 상기와 같은 기술적 사상에 따른 본 발명의 바랍직한 실시예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 의한 CDMA2000 1x 통신에서 IP 기반의 IP-BS시스템으로 메인 유닛과 RF유닛로 구성된다.

메인유닛은 무선랜정합부(31), 전원공급부(32), GPS 수신부(33), IP-BS 제어부(34), CDMA채널/셀렉터/PCF 부(35), 디지털 처리부(36), 송수신부(37)등으로 구성되고, RF유닛은 RF 유닛제어부(38), 전력 증폭기(39), 저잡음 증폭부(40)등으로 구성된다.

무선랜정합부는 IP-BS 시스템의 운용 및 유지보수를 위해 운용자에게 무선랜인터페이스를 제공하고 기구물의 온도 및 습도를 유지하는 열교환기의 제어를 담당한다.

전원공급부는 RF유닛을 통해 공급된 기준 전원을 변환하여 메인유닛내 블록들에게 필요한 전원을 공급한다.

GPS 수신부(33)는 IP-BS에서 사용되는 기준시간을 제공하기 위한 블록으로 GPS 위성으로부터 수신한 클럭을 변환하여 시스템 동기 클럭에 기준이 되는 1PPS와 10MHz 클럭을 발생 시키고, 이 클럭은 PLL을 통하여 10MHz에 동기된 SYS_CLK, 1PPS에 동기된 PP2S를 발생시켜 IP-BS내 각 블록에 분배하는 기능을 수행한다

IP-BS 제어부(34)는 IP-BS시스템의 전반적인 호처리와 등록, 자원관리/할당, 유지, 보수 등의 기능과 패킷데이터 제어프로세서 기능을 수행하며, 스위칭허브(Switching Hub)를 통해서 외부 망요소 시스템과 제어 데이터를 주고 받으며, 스위칭 허브를 통하여 각 블록들과 제어 데이터를 주고 받으며 IP-BS시스템을 제어한다.

CDMA채널/셀렉터/PCF부(35)는 CDMA채널 처리부, 셀렉터부, PCF부가 통합된 블록으로 스위칭 허브를 통하여 IP-BS 제어부로부터 제어데이터를 받아 CDMA 변복조기능과 Pilot, Sync, Paging, Access, Traffic과 같은 CDMA 채널 처리 기능수행, 트래픽에 대한 셀렉션 및 분배기능과 핸드오프를 위한 셀렉터 기능과 같은 셀렉터 기능, 패킷데이터 호에 대한 R-P 인터페이스 (A10/A11) 처리 기능과 핸드오프등의 PCF기능등을 수행한다. 스위치 허브를 통하여 상위 코아망과 트래픽 데이터를 주고 받는다.

디지털 처리부(36)는 IP-BS제어부의 제어신호를 받아CDMA채널/셀렉터/PCF부로부터 받은 기저대역의 신호를 IF신호로 변조하여 송수신부로 보내고, 송수신부에서 받은 70MHz의 IF신호를 기저대역의 신호로 복조한 후 CDMA채널/셀렉터/PCF부로 보내는 기능을 수행한다.

송수신부(37)는 IP-BS 제어부의 제어신호를 받아 순방향 시 디지털처리부에서 송신된 IF 신호를 RF 신호로 상향 변환하고, 역방향 시에는 RF 신호를 70MHz의 IF 신호로 하향 변환하여 디지털처리부로 전송한다. 출력은 RF유닛을 통해 전력증폭기, 중계기등으로 인터페이스 되어 RF 신호가 안테나를 통해 최종 전송된다.

RF유닛 제어부(38)는 이더넷을 통하여 IP-BS제어부로부터 제어신호를 받아 RF유닛 내부를 모니터링하며 IP-BS 제어부로 현재 상태를 보고한다

전력증폭기(39)는 송수신부로부터 받은 송신 신호를 증폭하여 안테나로 송출한다.

저잡음 증폭부(40)는 안테나로 수신된 신호를 증폭하여 메인유닛의 송수신부로 전송한다.

도 5는 IP-BS망동기 흐름도로서 GPS수신부(33)는 1PPS, SYS_CLK, PP2S를 생성하여 IP-BS제어부에 제공한다. 또한, IP-BS제어부(34)는 디지털처리부(36) 및 CDMA채널/셀렉터/PCF부(35)에 필요한 SYS_CLK, PP2S를 제공한다. 송수신부(37)에 필요한 10MHz 기준클럭은 GPS수신부로부터 직접 제공받는다.

TOD(Time Of Day)는 GPS수신부(33)에서 IP-BS로 제공하고, IP-BS제어부내의 스위치허브를 통하여 CDMA채널/셀렉터/PCF부 시각정보를 제공된다.

이상에서 상술한 바와같이 본 발명은, CDMA2000 1x 망에서 회선교환 방식의 기지국과 제어국등의 무선접속 시스템을, IP망을 기반으로 한 패킷교환 방식의 IP 통신기반의 IP-BS시스템을 제공하였다. 따라서 본 발명의 IP-BS는 무선접속시스템으로 기지국과 제어국 기능을 모두 수용할 수 있는 구조로 시스템을 집적화 하였으며, 종래의 기지국과 제어국의 위한 전송 구간을 없애고 대신 IP-BS내부 통신으로 처리 속도도 향상하여 CDMA2000 1x망에서 음성뿐만 아니라 고속의 패킷 데이터 서비스를 수행할 수 있도록 하였다

도 1

종래 제어국 시스템의 블록 구성도

도 2

종래 기지국 시스템의 블록 구성도

도 3

본 발명에 의한 기지국과 제어국이 통합된 IP-BS 시스템 블록구성도

도 4

본 발명에 의한 IP-BS시스템 망동기 흐름도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

31 무선랜정합부

32 전원공급부

33 GPS수신부

34 IP-BS 제어부

35 CDMA채널/셀렉터/PCF부

36 디지털처리부

37 송수신부

38 RF유닉제어부

39 전력증폭기

40 저잡음증폭부

Claims

이동통신 시스템에 있어서, IP를 기반으로 상위 코아망 시스템과 접합하는 IP-BS시스템에 있어서, 메인유닛의 무선랜정합부, 전원공급부, GPS 수신부, IP-BS 제어부, CDMA채널/셀렉터/PCF부, 디지털처리부, 송수신부등과, RF유닛은 RF 유닛제어부, 전력증폭기, 저잡음 증폭부, FEU등의 블록으로 구성되는 IP-BS시스템
제1항에 있어서,

무선랜정합부는 IP-BS 시스템의 운용 및 유지보수를 위해 운용자에게 무선 랜 인터페이스를 제공하고 기구물의 온도 및 습도를 유지하는 열교환기의 제어를 특징으로 하는 이동통신망의 IP-BS 시스템 장치

제1항에 있어서,

GPS 수신부는 IP-BS에서 사용되는 기준시간을 제공하기 위한 블록으로 GPS 위성으로부터 수신한 클럭을 변환하여 시스템 동기 클럭에 기준이 되는 1PPS와 10MHz 클럭을 발생 시키고, 이 클럭은 PLL을 통하여 10MHz에 동기된 SYS_CLK, 1PPS에 동기된 PP2S를 발생시켜 IP-BS내 각 블록에 분배하는 기능을 특징으로 하는 이동통신망의 IP-BS 시스템 장치
제1항에 있어서,

IP-BS 제어부의 IP 스위칭허브는 코아망 정합, CDMA채널/셀렉터/ PCF부, 유지보수 장치 각각 회로들 사이의 각종 트래픽 및 제어데이터에 대한 스위칭 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 이동통신망의 IP-BS 시스템 장치,

제1항에 있어서,

IP-BS 제어부는 IP 스위칭허브를 통한 무선랜정합부, CDMA채널/셀렉터/ PCF부, 유지보수 장치 각각 회로들 사이들과 IP형태로 제어 데이터를 송수신하고 호처리와 등록, 자원관리/할당, 유지 보수 등의 기능과 패킷데이터 제어프로세서 기능을 수행하며, 스위칭허브(Switching Hub)를 통해서 외부 망요소 시스템과 제어 데이터를 주고받는 것을 특징으로 하는 이동통신망의 IP-BS 시스템 장치
제1항에 있어서,

CDMA채널/셀렉터/PCF부는 CDMA채널 처리부, 셀렉터부, PCF부가 통합된 블록으로 스위칭 허브를 통하여 IP-BS 제어부로부터 제어데이터를 받아 CDMA 변복조기능과 Pilot, Sync, Paging, Access, Traffic과 같은 CDMA 채널 처리 기능수행, 트래픽에 대한 셀렉션 및 분배기능과 핸드오프를 위한 셀렉터 기능과 같은 셀렉터 기능, 패킷데이터 호에 대한 R-P 인터페이스 (A10/A11) 처리 기능과 핸드오프등의 PCF기능등을 수행한다. 스위치 허브를 통하여 상위 코아망과 트래픽 데이터를 주고받는 것을 특징으로 하는 이동통신망의 IP-BS 시스템 장치

제1항에 있어서,

디지털 처리부는 IP-BS제어부의 제어신호를 받아 CDMA채널/셀렉터/PCF부로부터 받은 기저대역의 신호를 IF신호로 변조하여 송수신부로 보내고, 송수신부에서 받은 70MHz의 IF신호를 기저대역의 신호로 복조한 후 CDMA채널/셀렉터/PCF부로 보내는 기능을 수행 것을 특징으로 하는 이동통신망의 IP-BS 시스템 장치

제1항에 있어서,

송수신부는 IP-BS 제어부의 제어신호를 받아 순방향시 디지털처리부에서 송신된 IF 신호를 RF 신호로 상향 변환하고, 역방향 시에는 RF 신호를 70MHz의 IF 신호로 하향 변환하여 디지털처리부로 전송한다. 출력은 RF유닛을 통해 전력증폭기, 중계기등으로 인터페이스 되어 RF 신호가 안테나를 통해 최종 전송하는 것을 특징으로 하는 이동통신망의 IP-BS 시스템 장치
제1항에 있어서,

RF유닛 제어부는 이더넷을 통하여 IP-BS 제어부로부터 제어신호를 받아 RF유닛 내부를 모니터링하며 IP-BS 제어부로 현재 상태를 보고하는 것을 특징으로 하는 이동통신망의 IP-BS 시스템 장치

제1항에 있어서,

전력증폭기는 송수신부로부터 받은 송신 신호를 증폭하여 안테나로 송출하는 것을 특징으로 하는 이동통신망의 IP-BS 시스템 장치

제1항에 있어서,

저잡음 증폭부는 안테나로 수신된 신호를 증폭하여 메인유닛의 송수신부로 전송하는 것을 특징으로 하는 이동통신망의 IP-BS 시스템 장치
제1항에 있어서,

메인유닛과 RF유닛의 정합에 있어서 IP-BS 제어부와 RF유닛 제어부간의 제어신호 및 상태 정보등의 통신을 위한 이더넷, RF신호 송수신을 위한 Tx/Rx 통신 케이블, RF유닛에서 메인유닛으로 전원공급을 위한 케이블 기능을 특징으로 하는 이동통신망의 IP-BS 시스템

제1항에 있어서,

망동기 흐름에서 GPS수신부는 1PPS, SYS_CLK, PP2S를 생성하여 IP-BS제어부에 제공하고, IP-BS 제어부는 디지털처리부 및 CDMA채널/셀렉터/PCF부에 필요한 SYS_CLK, PP2S를 제공하며, 송수신부에 필요한 10MHz 기준클럭은 GPS수신부로부터 직접 제공받으며, TOD(Time Of Day)는 GPS수신부에서 IP-BS로 제공하고, IP-BS제어부내의 스위치허브를 통하여 CDMA채널/셀렉터/PCF부로 제공되는 것을 특징으로 하는 망동기 흐름 체계를 갖는 이동통신망의 IP-BS 시스템