이동통신 시스템에서의 섹터간 무선 경로를 공유하는 기지국 및 그 공유 방법 document_id A220623015400

본 발명은 이동통신 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주파수 재사용계수가 3 이상인 기지국 시스템에서 물리적으로 필요한 무선 경로의 수를 하나의 무선 경로로 공유하기 위한 이동통신 시스템에서의 섹터간 무선 경로를 공유하는 기지국 및 그 공유 방법에 관한 것이다. 일반적으로 이동통신 시스템에서 단위 면적당 채널수 증가 (용량 증대)를 위한 방법으로 셀 반경을 줄이는 것 외에 주파수 재사용계수를 조절하는 방법이 있다. 상기 주파수 재사용계수는 이동통신 시스템에서 주파수 효율이 얼마인지를 나타내는데 사용하는 파라미터로, 전체 주파수 대역을 몇 개의 셀에 나누어주는가를 나타내는 계수이다. 즉, 주파수가 올라가면 이 주파수 채널에 대한 영향을 거리에 따라 점차로 감소하며, 상기 주파수 채널의 영향이 미치지 않는 범위에 동일한 주파수를 셀 내에서 배치하는 것을 주파수 재사용(Frequency Reuse)이라고 한다. 예시적으로 주어진 총 채널 수를 7개로 나누고, 상기 7개의 나누어진 통화 채널 수를 7개의 셀로 나누어줌에 따라 이 경우 주파수 재사용계수는 7이 되며, 이때 7개 셀 묶음을 셀 클러스터라 하는데, 결론적으로 주파수 재사용계수는 이 셀 클러스터에 포함된 셀 수를 말한다. 한편 상기 이동통신 시스템의 기지국에서는 영역 확장 및 용량 증대를 위하여 섹터화(Sectorization) 방식을 사용한다. 도 1은 일반적인 이동통신 시스템에서의 기지국의 구성을 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이, 기지국 시스템은 모뎀부(100), 중간 주파수 처리부(110), 컨버터부(120), 전력 증폭부(130) 및 프론트-앤드(Front-End)부(140)를 포함한다. 모뎀부(100)는 단말로 제공하기 위한 기저대역(베이스 밴드) 신호를 출력하여 중간 주파수 처리부(110)로 제공하도록 구성된다. 중간 주파수 처리부(110)는 상기 모뎀부(100)에서 출력된 기저대역 신호가 단말의 수신단에서 수신이 양호하도록 중간 주파수 신호로 변환한다. 컨버터부(120)는 상기 중간 주파수 처리부(110)에서 출력된 중간 주파수 신호가 상기 반송파 신호에 실리도록 상기 주파수 변환을 수행하는 믹싱(Mixing)처리를 하거나 프론트-앤드부에서 수신된 신호를 상기 중간 주파수 처리부에 제공하도록 구성된다. 전력 증폭부(130)는 상기 컨버터부(120)에서 출력된 믹싱 신호가 먼 거리까지 송출이 되도록 전력 증폭을 수행한다. 프론트-앤드부(140)는 상기 전력 증폭부(130)에서 출력된 전송 신호가 단말의 수신단에서 송/수신이 용이하도록 노이즈 제거 및 필터링을 수행하며, 아울러 무선 경로의 분배를 위해 각각의 섹터 영역으로 상기 전송 신호를 제공하도록 구성된다. 상기 구성에 따른 동작 설명은 다음과 같다. 기지국의 모뎀부(100)에서 단말에 제공하기 위한 기저대역 신호가 출력되어 중간 주파수 처리부(110)로 입력되며, 상기 중간 주파수 처리부(110)에서는 상기 출력된 기저대역 신호를 단말의 수신단에서 수신이 양호하도록 중간 주파수 신호로 변환한다. 컨버터부(120)는 상기 중간 주파수 신호를 상기 반송파 신호에 실리도록 믹싱 작업을 수행하는데, 이때 상기 컨버터부(120)는 송신 수행을 위한 업 컨버터 역할을 수행한다. 한편, 상기 컨버터부(120)가 단말로부터의 신호를 수신할 때는 다운 컨버터 역할을 수행하도록 한다. 컨버터부(120)에서 믹싱 작업이 수행된 출력 신호는 전력 증폭부(130)로 입력되며, 상기 전력 증폭부(130)에서는 상기 출력 신호가 먼 거리까지 송출이 가능하도록 증폭 작업을 수행한다. 상기 증폭된 출력 신호는 각각 섹터별 영역(알파, 베타, 감마)의 안테나를 통해 단말로 송신된다. 도 2는 주파수 재사용계수가 1인 상태에서의 섹터별 주파수 할당 영역을 나타내는 도면이다. 와이브로(Wibro)와 같은 spreading 기술을 사용하지 않는 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal FDM; OFDM) 시스템의 기지국에서 주파수 재사용계수가 1인 상태에서 각각의 섹터 영역(알파 섹터, 베타 섹터, 감마 섹터)는 동일 주파수 대역(도시에서 f1 주파수 대역)을 사용하고 있음을 알 수 있다. 따라서, 인접 섹터간의 간섭 현상이 발생하게 되며, 영역 확장 및 용량 증대를 위한 섹터화 방식을 사용하더라도 그 효과가 감소하는 문제점이 있다. 또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 이동통신 시스템의 기지국에서 섹터 영역별로 물리적인 무선 경로를 확보하기 위해서 상기 섹터 영역별에 해당하는 구성요소(중간 주파수 처리부, 컨버터부, 전력 증폭부, 프론트-앤드부 등)가 각각 추가, 구성되기 때문에 비용 상승이 더 유발되는 문제점이 있다.