KR20130085521A - Basestation apparatus for mobile communication and method thereof - Google Patents

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KR20130085521A
KR20130085521A KR1020110135056A KR20110135056A KR20130085521A KR 20130085521 A KR20130085521 A KR 20130085521A KR 1020110135056 A KR1020110135056 A KR 1020110135056A KR 20110135056 A KR20110135056 A KR 20110135056A KR 20130085521 A KR20130085521 A KR 20130085521A
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South Korea
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radio
mobile communication
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KR1020110135056A
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Inventor
장승현
정재호
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한국전자통신연구원
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Abstract

PURPOSE: A base station apparatus for a mobile communication and a controlling method thereof are provided to perform the functions of a distribution type base station by including an radio part in an remote radio head (RRH) in a center base station, in a distribution type base station structure. CONSTITUTION: A baseband signal processing part (314) conducts the processing of a baseband signal according to a transmission signal modulation method. A digital radio control part (316) up-converts the processed baseband signal to a digital radio signal. A digital light transmitter (318) converts the digital radio signal into a digital light signal. The digital light transmitter transfers the converted digital light signal to a remote unit. [Reference numerals] (312) Network interface; (314) Baseband signal processing part; (316) Digital radio control part; (318) Digital light transmitter; (322) Digital light receiver; (324) Electricity amplifier

Description

이동통신 기지국 장치 및 그 제어 방법{BASESTATION APPARATUS FOR　MOBILE COMMUNICATION AND METHOD THEREOF}Mobile communication base station apparatus and its control method {BASESTATION APPARATUS FOR MOBILE COMMUNICATION AND METHOD THEREOF}

본 발명은 이동통신용 기지국 구현 기술에 관한 것으로서, 특히 분산형 기지국 구조에서 리모트 라디오 헤드(RRH: Remote Radio Head) 내 라디오부(radio unit)를 중앙 기지국에 포함시켜 분산형 기지국 기능을 수행하는데 적합한 이동통신 기지국 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mobile communication base station implementation technology, and more particularly, to include a mobile unit in a remote radio head (RRH) in a central base station in a distributed base station structure to perform a distributed base station function. A communication base station apparatus and a control method thereof.

최근 들어 전세계적으로 스마트폰 열풍이 불면서 무선데이터 사용량이 급증하고 있다. 이와 같이 빠르게 늘어나고 있는 무선데이터 서비스 요구에 대응하기 위해서는 통신사들의 기지국 설비 투자가 필수적이나 그 비용이 적지 않아 통신사들이 큰 부담을 느끼고 있다.In recent years, as the smartphone craze is blowing around the world, the use of wireless data is skyrocketing. In order to cope with the rapidly increasing demand for wireless data service, it is necessary for carriers to invest in base station facilities, but the cost is not small, and carriers are feeling a great burden.

이러한 부담을 줄이고자, 이동통신 기지국은 도 1에 도시한 바와 같이 네트워크 인터페이스(Network Interface)(110), 베이스밴드 프로세싱부(Baseband Processing)(120), 라디오부(Radio Unit)(130) 및 전력 증폭부(PA: Power Amplifier)(140)를 포함하는 전통적인 기지국(100) 구조에서 도 2에 도시한 바와 같이 네트워크 인터페이스(212) 및 베이스밴드 프로세싱부(214)를 포함하는 제어부(REC: Radio Equipment Controller)(210)와, 전력 증폭부(222) 및 라디오부(224)를 포함하는 무선부(RE: Radio Equipment)(220)가 분리된 분산형 기지국으로 진화하고 있다.In order to reduce such a burden, the mobile communication base station includes a network interface 110, a baseband processing unit 120, a radio unit 130, and power, as shown in FIG. In a conventional base station 100 structure including a power amplifier (PA) 140, a control unit (REC) including a network interface 212 and a baseband processing unit 214 as shown in FIG. 2. The controller 210 and the radio equipment (RE) 220 including the power amplifier 222 and the radio unit 224 are evolving into separate distributed base stations.

여기서 무선부(RE)(220)는 RRH(Remote Radio Head)라 통칭하고 있다. RRH 기반 기지국은 기존 기지국을 필요로 하던 위치에 RRH만 설치하고 상기 여러 RRH를 하나의 중앙 기지국(Central Basestation) 내 REC에서 제어하는 구조를 사용함으로써 설비투자 비용을 줄일 수 있다는 장점을 가진다.The radio unit (RE) 220 is collectively referred to as a remote radio head (RRH). The RRH-based base station has the advantage of reducing the equipment investment cost by installing only the RRH in a location that requires the existing base station and using the structure of controlling the multiple RRHs in a REC in one central base station.

뿐만 아니라, RRH 장비는 소형화가 가능하고 여러 개의 RRH를 하나의 중앙 기지국에서 원격 제어할 수 있으므로 유지 보수가 용이하여, 장비를 지속적으로 관리해야 하는 통신사에게 있어서 특히 큰 장점으로 작용하고 있다.
In addition, since the RRH equipment can be miniaturized and multiple RRHs can be remotely controlled from one central base station, it is easy to maintain, which is a great advantage for carriers that need to continuously manage the equipment.

미국공개특허 제20110158081호 (2011.06.30. 공개)United States Patent Application Publication No. 20110158081 (Published June 30, 2011)

Takumi ASAINA, Tadashi ARAKI, Hideyuki MUKAI, Isao KATSURA, Takashi YAMAMOTO, Shuichi NISHIMURA, Shigenori KATSIMI and Satoshi KIDO. Development of WiMAX Remote Radio Heads. SEI Technical Review, 2010.10, No 71, 44-49쪽 Takumi ASAINA, Tadashi ARAKI, Hideyuki MUKAI, Isao KATSURA, Takashi YAMAMOTO, Shuichi NISHIMURA, Shigenori KATSIMI and Satoshi KIDO. Development of WiMAX Remote Radio Heads. SEI Technical Review, 2010.10, No 71, 44-49

상기한 바와 같이 동작하는 종래 기술에 의한 분산 기지국 구조에 있어서는, 원격 제어 및 유지보수가 용이하다는 장점이 있으나, 이러한 유지보수 측면에서의 장점을 극대화하기 위해서는 전력 증폭부(PA)를 제외한 주파수 변환을 담당하는 라디오 부분까지도 중앙 기지국에 위치시킬 수 있는 새로운 기지국 구조가 요구되나, 이에 대해서는 별다른 방안이 없었다.In the distributed base station structure according to the prior art operating as described above, there is an advantage that the remote control and maintenance is easy, but to maximize the advantages in terms of maintenance, frequency conversion except for the power amplifier (PA) is performed. There is a need for a new base station structure in which even the part of the radio in charge can be located in the central base station.

이에 본 발명의 실시예는, 분산형 기지국 구조에서 리모트 라디오 헤드(RRH) 내 라디오부를 중앙 기지국에 포함시켜 분산형 기지국 기능을 수행할 수 있는 이동통신 기지국 장치 및 그 제어 방법을 제공할 수 있다.Accordingly, an embodiment of the present invention can provide a mobile communication base station apparatus and a control method thereof capable of performing a distributed base station function by including a radio unit in a remote radio head (RRH) in a central base station in a distributed base station structure.

또한 본 발명의 실시예는, 분산형 기지국 구조에서 중앙 기지국에서 네트워크 인터페이스, 기지대역 신호 처리부, 디지털 라디오부 및 디지털 광 송신기 등을 포함할 수 있으며, 원격지 장치가 디지털 광 수신기 및 전력 증폭기 등을 포함할 수 있는 이동통신 기지국 장치 및 그 제어 방법을 제공할 수 있다.
In addition, an embodiment of the present invention may include a network interface, a baseband signal processing unit, a digital radio unit, a digital optical transmitter, and the like in a central base station in a distributed base station structure, and the remote device includes a digital optical receiver and a power amplifier. A mobile communication base station apparatus and a control method thereof can be provided.

본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 기지국 장치는, 송신 신호 변조 방식에 따른 기저 대역 신호의 가공을 수행하는 기저대역 신호 처리부와, 가공된 기저 대역 신호를 주파수 업컨버젼하여 디지털 라디오 신호로 변환시키는 라디오 제어부와, 상기 디지털 라디오 신호를 디지털 광 신호로 변환하여 원격지 장치로 전송하는 광 송신기를 포함할 수 있다.The mobile communication base station apparatus according to an embodiment of the present invention, a baseband signal processing unit for processing the baseband signal according to the transmission signal modulation scheme, and frequency-converts the processed baseband signal into a digital radio signal And a radio transmitter and an optical transmitter for converting the digital radio signal into a digital optical signal and transmitting the digital radio signal to a remote device.

그리고 상기 원격지 장치는, 상기 디지털 광 신호를 디지털 전기 신호로 복원하는 광 수신기와, 상기 디지털 전기 신호를 아날로그 신호로 복원하는 대역 통과 필터와, 상기 복원된 아날로그 신호를 증폭시키는 선형 전력 증폭기를 포함할 수 있다.The remote device may include an optical receiver for restoring the digital optical signal to a digital electrical signal, a band pass filter for restoring the digital electrical signal to an analog signal, and a linear power amplifier for amplifying the restored analog signal. Can be.

그리고 상기 원격지 장치는, 상기 디지털 광 신호를 디지털 전기 신호로 복원하는 광 수신기와, 상기 디지털 전기 신호를 증폭시키는 비선형 전력 증폭기와, 상기 증폭된 디지털 전기 신호를 아날로그 신호로 복원시키는 대역 통과 필터를 포함할 수 있다.The remote device includes an optical receiver for restoring the digital optical signal to a digital electrical signal, a nonlinear power amplifier for amplifying the digital electrical signal, and a band pass filter for restoring the amplified digital electrical signal to an analog signal. can do.

그리고 상기 기저대역 신호 처리부는, 상기 기저대역 신호에 심볼 매핑, 채널 인코딩 및 디지털 사전 왜곡 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.The baseband signal processor may perform at least one of symbol mapping, channel encoding, and digital predistortion on the baseband signal.

그리고 상기 라디오 제어부는, 상기 디지털 라디오 신호를 생성하기 위하여 대역 통과 델타-시그마 변조(BPDSM) 또는 펄스폭 변조를 수행할 수 있다.The radio controller may perform band pass delta-sigma modulation (BPDSM) or pulse width modulation to generate the digital radio signal.

그리고 상기 라디오 제어부는, 상기 가공된 기저 대역 신호에 대한 주파수 업컨버젼을 수행하는 아날로그 주파수 업컨버터와, 상기 아날로그 라디오 신호를 두 가지의 신호 레벨을 포함하는 디지털 신호로 변환하는 대역 통과 델타-시그마 변조기를 포함할 수 있다.And the radio controller comprises: an analog frequency upconverter for performing frequency upconversion of the processed baseband signal, and a band pass delta-sigma modulator for converting the analog radio signal into a digital signal comprising two signal levels. It may include.

그리고 상기 이동통신 기지국 장치는, 수신된 기저대역 신호를 복원하여 상기 기저대역 신호 처리부로 전달하는 네트워크 인터페이스를 더 포함할 수 있다.The mobile communication base station apparatus may further include a network interface for restoring the received baseband signal and transferring the received baseband signal to the baseband signal processor.

본 발명의 다른 실시예에 따른 이동통신 기지국 장치는, 송신 신호 변조 방식에 따라 기저대역 신호에 심볼 매핑, 채널 인코딩 및 디지털 사전 왜곡 중 적어도 하나를 수행한 후, 주파수 업컨버젼하여 아날로그 라디오 신호로 변환시키고, 상기 라디오 신호에 대역 통과 델타-시그마 변조(BPDSM) 또는 펄스폭 변조를 통해 디지털 광 신호로 변환하여 원격지 장치로 전송하는 중앙 기지국과, 상기 디지털 광 신호를 디지털 전기 신호로 복원한 후, 상기 디지털 전기 신호를 대역 통과 필터를 통해 아날로그 신호로 복원하는 상기 원격지 장치를 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, a mobile communication base station apparatus performs at least one of symbol mapping, channel encoding, and digital predistortion on a baseband signal according to a transmission signal modulation scheme, and then converts the frequency upconversion into an analog radio signal. And a central base station converting the radio signal into a digital optical signal through band pass delta-sigma modulation (BPDSM) or pulse width modulation and transmitting the digital optical signal to a remote device, and recovering the digital optical signal into a digital electrical signal. The remote device may be configured to restore the digital electrical signal to an analog signal through a band pass filter.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동통신 기지국 장치는, 송신 신호 변조 방식에 따라 기저 대역 신호의 가공을 수행한 후, 주파수 업컨버젼하여 아날로그 라디오 신호로 변환시키고, 상기 디지털 라디오 신호를 디지털 광 신호로 변환하여 원격지 장치로 전송하는 중앙 기지국과, 상기 디지털 광 신호를 디지털 전기 신호로 복원한 후, 상기 디지털 전기 신호를 대역 통과 필터를 통해 아날로그 신호로 복원하고, 복원된 아날로그 신호를 선형 전력 증폭기를 통해 증폭시키는 상기 원격지 장치를 포함할 수 있다.The mobile communication base station apparatus according to another embodiment of the present invention, after processing the baseband signal according to the transmission signal modulation scheme, the frequency upconverted to an analog radio signal, and converts the digital radio signal into a digital optical signal And a central base station for converting the signal to a remote device, and restoring the digital optical signal to a digital electrical signal, restoring the digital electrical signal to an analog signal through a band pass filter, and converting the restored analog signal into a linear power amplifier. It may include the remote device to amplify through.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동통신 기지국 장치는, 송신 신호 변조 방식에 따라 기저 대역 신호의 가공을 수행한 후, 주파수 업컨버젼하여 아날로그 라디오 신호로 변환시키고, 상기 디지털 라디오 신호를 디지털 광 신호로 변환하여 원격지 장치로 전송하는 중앙 기지국과, 상기 디지털 광 신호를 디지털 전기 신호로 복원한 후, 상기 디지털 전기 신호를 선형 증폭기를 통해 증폭시키고, 상기 증폭된 디지털 전기 신호를 대역 통과 필터를 통해 아날로그 신호로 복원시키는 상기 원격지 장치를 포함할 수 있다.The mobile communication base station apparatus according to another embodiment of the present invention, after processing the baseband signal according to the transmission signal modulation scheme, the frequency upconverted to an analog radio signal, and converts the digital radio signal into a digital optical signal And a central base station for converting the signal to a remote device and restoring the digital optical signal to a digital electrical signal, and then amplifying the digital electrical signal through a linear amplifier, and converting the amplified digital electrical signal through a band pass filter. The remote device may be restored to a signal.

본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 기지국 장치의 제어 방법은, 송신 신호 변조 방식에 따른 기저 대역 신호의 가공을 수행하는 과정과, 가공된 기저 대역 신호를 주파수 업컨버젼하여 아날로그 라디오 신호로 변환시키는 과정과, 상기 아날로그 라디오 신호를 디지털 광 신호로 변환하여 원격지 장치로 전송하는 과정을 포함할 수 있다.A control method of a mobile communication base station apparatus according to an embodiment of the present invention includes performing a process of processing a baseband signal according to a transmission signal modulation scheme, and converting the processed baseband signal into an analog radio signal by frequency upconverting it. And converting the analog radio signal into a digital optical signal and transmitting the same to a remote device.

그리고 상기 원격지 장치로 전송하는 과정은, 상기 디지털 광 신호를 디지털 전기 신호로 복원하는 과정과, 상기 디지털 전기 신호를 대역 통과 필터를 통해 아날로그 신호로 복원하는 과정과, 상기 복원된 아날로그 신호를 선형 전력 증폭기에서 증폭시키는 과정을 포함할 수 있다.And transmitting to the remote device comprises restoring the digital optical signal to a digital electrical signal, restoring the digital electrical signal to an analog signal through a band pass filter, and linearly restoring the restored analog signal. Amplifying in the amplifier.

그리고 상기 원격지 장치로 전송하는 과정은, 상기 디지털 광 신호를 디지털 전기 신호로 복원하는 과정과, 상기 디지털 전기 신호를 비선형 전력 증폭기에서 증폭시키는 과정과, 상기 증폭된 디지털 전기 신호를 대역 통과 필터를 통해 아날로그 신호로 복원시키는 과정을 더 포함할 수 있다.The transmitting to the remote device may include restoring the digital optical signal to a digital electrical signal, amplifying the digital electrical signal in a nonlinear power amplifier, and transmitting the amplified digital electrical signal through a band pass filter. The method may further include restoring an analog signal.

그리고 상기 기저 대역 신호의 가공을 수행하는 과정은, 상기 기저대역 신호에 심볼 매핑, 채널 인코딩 및 디지털 사전 왜곡 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.The process of processing the baseband signal may perform at least one of symbol mapping, channel encoding, and digital predistortion on the baseband signal.

그리고 상기 디지털 라디오 신호로 변환시키는 과정은, 상기 아날로그 라디오 신호에 대역 통과 델타-시그마 변조(BPDSM) 또는 펄스폭 변조를 수행할 수 있다.In the converting into the digital radio signal, bandpass delta-sigma modulation (BPDSM) or pulse width modulation may be performed on the analog radio signal.

그리고 상기 가공하는 과정은, 네트워크 인터페이스에서 수신된 기저대역 신호를 복원하여 상기 기저대역 신호 처리부로 전달하는 과정를 더 포함할 수 있다.
The processing may further include restoring the baseband signal received at the network interface to the baseband signal processor.

상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 기지국 장치 및 그 제어 방법에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상이 있다.According to the mobile communication base station apparatus and the control method according to an embodiment of the present invention as described above has one or more of the following effects.

본 발명의 실시예에 따른 이동통신 기지국 장치 및 그 제어 방법에 의하면, 기존 분산형 기지국 구조에서 라디오부까지도 중앙 기지국으로 위치시킬 수 있으므로, 기존 구조에 비해서 유지 보수가 용이할 수 있다.According to the mobile communication base station apparatus and the control method according to an embodiment of the present invention, since even the radio unit in the existing distributed base station structure can be located as the central base station, maintenance can be easier than the existing structure.

또한, 원격지를 디지털 광수신부, 전력 증폭기 및 안테나 등으로 기존 구조에 비해서 최소화할 수 있으므로 구조물의 크기를 소형화할 수 있을 뿐만 아니라 저전력 구현을 가능하게 할 수 있는 효과가 있다.
In addition, the remote location can be minimized as compared to the existing structure using a digital optical receiver, a power amplifier and an antenna, so that the size of the structure can be miniaturized and low power can be realized.

도 1은 종래 기술에 따른 일반 기지국의 구조를 도시한 도면,
도 2는 종래 기술에 다른 분산형 기지국의 구조를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 기지국의 구조를 도시한 구조도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동통신 기지국의 구조를 도시한 구조도,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동통신 기지국의 구조를 도시한 구조도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 기지국 장치의 동작 절차를 도시한 흐름도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 중앙 기지국 내 디지털 라디오부에서의 출력 신호에 대한 시뮬레이션 결과 파형을 도시한 그래프,
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 중앙 기지국 내 디지털 라디오부에서의 출력 신호에 대한 시뮬레이션 결과 스펙트럼을 도시한 그래프.1 is a diagram illustrating a structure of a general base station according to the prior art;
2 is a diagram illustrating a structure of a distributed base station according to the related art;
3 is a structural diagram showing a structure of a mobile communication base station according to an embodiment of the present invention;
4 is a structural diagram showing a structure of a mobile communication base station according to another embodiment of the present invention;
5 is a structural diagram showing a structure of a mobile communication base station according to another embodiment of the present invention;
6 is a flowchart illustrating an operation procedure of a mobile communication base station apparatus according to an embodiment of the present invention;
7 is a graph showing a simulation result waveform for an output signal from a digital radio unit in a central base station according to an embodiment of the present invention;
8 is a graph showing a simulation result spectrum of an output signal from a digital radio unit in a central base station according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The following terms are defined in consideration of the functions in the embodiments of the present invention, which may vary depending on the intention of the user, the intention or the custom of the operator. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다. Each block of the accompanying block diagrams and combinations of steps of the flowchart may be performed by computer program instructions. These computer program instructions may be loaded into a processor of a general purpose computer, special purpose computer, or other programmable data processing apparatus so that the instructions, which may be executed by a processor of a computer or other programmable data processing apparatus, And means for performing the functions described in each step are created. These computer program instructions may be stored in a computer usable or computer readable memory that can be directed to a computer or other programmable data processing equipment to implement functionality in a particular manner, and thus the computer usable or computer readable memory. It is also possible for the instructions stored in to produce an article of manufacture containing instruction means for performing the functions described in each block or flowchart of each step of the block diagram. Computer program instructions may also be mounted on a computer or other programmable data processing equipment, such that a series of operating steps may be performed on the computer or other programmable data processing equipment to create a computer-implemented process to create a computer or other programmable data. Instructions that perform processing equipment may also provide steps for performing the functions described in each block of the block diagram and in each step of the flowchart.

또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.Also, each block or each step may represent a module, segment, or portion of code that includes one or more executable instructions for executing the specified logical function (s). It should also be noted that in some alternative embodiments, the functions noted in the blocks or steps may occur out of order. For example, the two blocks or steps shown in succession may in fact be executed substantially concurrently or the blocks or steps may sometimes be performed in the reverse order, depending on the functionality involved.

본 발명의 실시예는, 분산형 기지국 구조에서 리모트 라디오 헤드(RRH) 내 라디오부를 중앙 기지국에 포함시켜 기지국 기능을 수행하는 것으로서, 중앙 기지국에 네트워크 인터페이스, 기지대역 신호 처리부, 디지털 라디오부 및 디지털 광 송신기 등을 포함할 수 있으며, 원격지 장치에 디지털 광 수신기 및 전력 증폭기 등을 포함하여 이동통신용 기지국 기능을 수행하는 것이다.An embodiment of the present invention is to perform a base station function by including a radio unit in a remote radio head (RRH) in a central base station in a distributed base station structure, the network interface, baseband signal processing unit, digital radio unit and digital optical fiber It may include a transmitter and the like, and includes a digital optical receiver and a power amplifier in the remote device to perform the function of the base station for mobile communication.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 기지국의 구조를 도시한 구조도이다.3 is a structural diagram illustrating a structure of a mobile communication base station according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 이동통신 기지국은 복수의 이동통신 단말기와 기 설정된 주파수 신호로 메시지 및 데이터 송수신을 수행하는 것으로서, 중앙 기지국(310) 및 원격지 장치(320) 등을 포함할 수 있다. 여기서, 중앙 기지국(310)은 네트워크 인터페이스(312), 기저대역 신호 처리부(314), 디지털 라디오부(316) 및 디지털 광 송신기(318) 등을 포함할 수 있으며, 원격지 장치(320)는 디지털 광수신기(322) 및 전력 증폭기(324) 등을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, a mobile communication base station transmits and receives a message and data using a plurality of mobile communication terminals and a predetermined frequency signal, and may include a central base station 310 and a remote location device 320. The central base station 310 may include a network interface 312, a baseband signal processing unit 314, a digital radio unit 316, a digital optical transmitter 318, and the like. Receiver 322, power amplifier 324, and the like.

네트워크 인터페이스(312)는 이동통신 코어망(Core network)으로부터 디지털 광 신호를 수신하여 해당 신호에 대한 복원을 수행할 수 있다. 기저대역 신호 처리부(314)는 네트워크 인터페이스(312)로부터 복원된 신호를 원격지 장치(320)로 송신할 기저대역 신호로 가공 처리를 수행할 수 있다.The network interface 312 may receive a digital optical signal from a mobile communication core network and perform restoration of the corresponding signal. The baseband signal processor 314 may process the baseband signal to be transmitted to the remote device 320 by the signal recovered from the network interface 312.

여기서 가공 처리는, 송신 신호 변조 방식에 따른 기저 대역 신호의 심볼 매핑(symbol mapping), 채널 인코딩(channel encoding) 및 디지털 사전 왜곡(DPD: digital predistortion) 중 적어도 하나의 과정이 포함될 수 있다.The processing may include at least one of symbol mapping, channel encoding, and digital predistortion (DPD) of the baseband signal according to the transmission signal modulation scheme.

디지털 라디오부(316)는 기저대역 신호 처리부(314)로부터 기저대역 신호를 전달 받아 주파수 업컨버젼(up-conversion)을 수행한 후 두 가지의 신호 레벨을 갖는 디지털 라디오 신호로 변환하여 출력할 수 있다. 이 때, 디지털 라디오부(316)로부터 출력되는 디지털 라디오 신호는 대역 통과 필터를 통해서 원하는 주파수 대역에 아날로그 라디오 신호로 복원될 수 있게 가공되어 있어야 한다.The digital radio unit 316 may receive the baseband signal from the baseband signal processor 314, perform frequency up-conversion, and convert the digital radio signal into a digital radio signal having two signal levels. . At this time, the digital radio signal output from the digital radio unit 316 should be processed to be restored to the analog radio signal in the desired frequency band through the band pass filter.

이와 같이 대역 통과 필터를 통해서 디지털 라디오 신호를 아날로그 라디오 신호로 복원할 수 있도록 신호를 가공하는 방법에 있어서 대역 통과 델타 시그마 변조(BPDSM: band-pass delta sigma modulation) 또는 펄스폭 변조(PWM: pulse width modulation) 방법이 사용될 수 있다.In this way, a band-pass delta sigma modulation (BPDSM) or pulse width modulation (PWM) in a method of processing a signal to recover a digital radio signal to an analog radio signal through a band pass filter. modulation) method may be used.

디지털 광 송신기(318)는 디지털 라디오부(316)로부터 출력된 디지털 라디오 신호를 디지털 광 신호로 변환하여, 변환된 디지털 광 신호를 광 링크로 전송할 수 있다.The digital optical transmitter 318 may convert the digital radio signal output from the digital radio unit 316 into a digital optical signal and transmit the converted digital optical signal to the optical link.

원격지 장치(320) 내 디지털 광 수신기(322)는 중앙 기지국(310)의 디지털 광 송신기(318)로부터 광 링크로 전송된 디지털 광 신호를 디지털 라디오 전기 신호로 복원할 수 있으며, 전력 증폭기(324)는 복원된 디지털 라디오 전기 신호의 전력을 증폭시킬 수 있다.The digital optical receiver 322 in the remote device 320 may recover the digital optical signal transmitted over the optical link from the digital optical transmitter 318 of the central base station 310 to the digital radio electrical signal, and the power amplifier 324. Can amplify the power of the recovered digital radio electrical signal.

이러한 이동통신 기지국의 동작을 설명하면, 안테나를 통해서 송신해야 할 신호는 이동통신 코어망으로부터 중앙 기지국(310)에 전송할 수 있으며, 이 신호는 신호는 코어망과 연결된 WAN(Wide Area Network) 백홀(backhaul)을 통해서 중앙 기지국(310)에서 수신할 수 있다. 이때, 이동통신 코어망과, 중앙 기지국(310) 및 원격 기지국(320)은 광 케이블(Fiber 케이블) 또는 무선으로 연결될 수 있다. 이에 중앙 기지국(310)의 네트워크 인터페이스(311)에서는 수신한 신호를 복원한 후, 기저대역 신호 처리부(312)를 통해 송신에 적합한 기저 대역 신호로 가공할 수 있다. Referring to the operation of the mobile communication base station, a signal to be transmitted through the antenna can be transmitted from the mobile communication core network to the central base station 310, the signal is a WAN (Wide Area Network) backhaul (WAN) connected to the core network It can be received by the central base station 310 through the backhaul. In this case, the mobile communication core network, the central base station 310 and the remote base station 320 may be connected by an optical cable (Fiber cable) or wireless. Accordingly, the network interface 311 of the central base station 310 may recover the received signal, and then process the baseband signal into a baseband signal suitable for transmission through the baseband signal processor 312.

가공 처리된 기저대역 신호는 디지털 라디오부(313) 내에서 주파수 업컨버젼을 통해 아날로그 라디오 신호로 변환되어 출력될 수 있으며, 디지털 라디오부(313)에서는 대역 통과 델타 시그마 변조(BPDSM) 또는 펄스폭 변조(PWM) 방법 등으로 신호를 가공할 수 있다.The processed baseband signal may be converted into an analog radio signal through frequency upconversion in the digital radio unit 313 and output, and in the digital radio unit 313, band pass delta sigma modulation (BPDSM) or pulse width modulation. The signal can be processed by the (PWM) method.

이후, 가공된 디지털 라디오 신호는 디지털 광 송신기(314)에 의해서 디지털 광 라디오 신호로 변환된 후, 광 링크를 지나 원격지 장치(320) 내 디지털 광 수신기(321)로 수신될 수 있다. 이에 수신된 광 신호는 디지털 광 수신기(321)에 의해서 다시 디지털 라디오 전기 신호로 복원하고, 이후 전력 증폭기(322)를 구동하는 신호로 사용할 수 있다.The processed digital radio signal may then be converted by the digital optical transmitter 314 into a digital optical radio signal and then received by the digital optical receiver 321 in the remote device 320 via the optical link. The received optical signal may be restored by the digital optical receiver 321 to a digital radio electrical signal, and then used as a signal for driving the power amplifier 322.

한편, 원격지 장치(320)는 사용되는 전력 증폭기의 종류에 따라서 대역 통과 필터를 통하여 디지털 라디오 신호가 아날로그 라디오 신호로 복원되는 위치가 달라질 수 있다.On the other hand, the remote device 320 may vary the position where the digital radio signal is restored to the analog radio signal through the band pass filter according to the type of power amplifier used.

전력 증폭기는 크게 선형 전력 증폭기(Linear PA)와 비선형 전력 증폭기(Non-linear PA)로 나눌 수 있으며, 선형 전력 증폭기는 아날로그 입력 신호를 증폭한 후 아날로그 신호로 출력하는 역할을 수행하는 반면, 비선형 전력 증폭기는 디지털 입력 신호를 증폭한 후 디지털 신호로 출력하는데 원래의 아날로그 신호로 복원하기 위하여 대역 통과 필터를 비선형 전력 증폭기 출력에 두는 구조를 취할 수 있다.Power amplifiers can be broadly divided into linear power amplifiers (Linear PA) and non-linear power amplifiers (Non-linear PA). Linear power amplifiers amplify analog input signals and output them as analog signals, while nonlinear power is used. The amplifier amplifies the digital input signal and outputs it as a digital signal, which can be structured by placing a bandpass filter on the nonlinear power amplifier output to restore the original analog signal.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동통신 기지국의 구조를 도시한 구조도로서, 도 4를 참조하면, 이동통신 기지국 내 중앙 기지국(410)은 네트워크 인터페이스(412), 기저대역 신호 처리부(414), 디지털 라디오부(416) 및 디지털 광 송신기(418) 등을 포함하여 도 3과 같이 동일한 동작을 수행할 수 있다. 4 is a structural diagram illustrating a structure of a mobile communication base station according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, the central base station 410 in the mobile communication base station includes a network interface 412 and a baseband signal processor 414. ), The digital radio unit 416 and the digital optical transmitter 418 may be performed as shown in FIG. 3.

다만, 원격지 장치(420)는 디지털 광 수신기(422), 대역 통과 필터(424) 및 선형 전력 증폭기(426) 등을 포함할 수 있으며, 디지털 광 수신기(421)로부터 출력된 디지털 라디오 전기 신호는 대역 통과 필터(424)를 통해 원래의 아날로그 라디오 신호를 출력하여 선형 전력 증폭기(426)로 전달하고 이에 선형 전력 증폭기(426)에서는 아날로그 입력 신호를 증폭시킬 수 있다.However, the remote device 420 may include a digital optical receiver 422, a band pass filter 424, a linear power amplifier 426, and the like, and the digital radio electrical signal output from the digital optical receiver 421 may be a band. The pass-through filter 424 outputs the original analog radio signal to the linear power amplifier 426, where the linear power amplifier 426 may amplify the analog input signal.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동통신 기지국의 구조를 도시한 구조도로서, 도 5를 참조하면, 이동통신 기지국 내 중앙 기지국(510)은 네트워크 인터페이스(512), 기저대역 신호 처리부(514), 디지털 라디오부(516) 및 디지털 광 송신기(518) 등을 포함하여 도 3과 같이 동일한 동작을 수행할 수 있다. 5 is a structural diagram illustrating a structure of a mobile communication base station according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, the central base station 510 in the mobile communication base station includes a network interface 512 and a baseband signal processing unit ( 514, the digital radio unit 516, the digital optical transmitter 518, and the like may be performed as shown in FIG. 3.

다만, 원격지 장치(520)는 디지털 광 수신기(522), 비선형 전력 증폭기(524) 대역 통과 필터(426) 등을 포함할 수 있으며, 디지털 광 수신기(421)로부터 출력된 디지털 라디오 전기 신호는 비선형 전력 증폭기(524)에 입력되어 디지털 입력 신호를 증폭시킨 후, 대역 통과 필터(526)로 전달할 수 있다. 이에 대역 통과 필터(526)에서는 증폭된 디지털 입력 신호를 원래의 아날로그 신호로 변환시켜 출력할 수 있다.However, the remote device 520 may include a digital optical receiver 522, a nonlinear power amplifier 524, a band pass filter 426, and the digital radio electrical signal output from the digital optical receiver 421 may be a nonlinear power. The signal may be input to the amplifier 524 to amplify the digital input signal and then transferred to the band pass filter 526. Accordingly, the band pass filter 526 may convert the amplified digital input signal into an original analog signal and output the converted analog signal.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 기지국 장치의 동작 절차를 도시한 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating an operation procedure of a mobile communication base station apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 600단계에서 중앙 기지국 내 네트워크 인터페이스에서는 이동통신 코어망으로부터 수신한 신호를 복원한 후, 602단계에서 기저대역 신호 처리부는 송신 신호 변조 방식으로 기저 대역 신호를 가공하게 된다.Referring to FIG. 6, in step 600, the network interface in the central base station restores a signal received from the mobile communication core network. In step 602, the baseband signal processor processes the baseband signal by a transmission signal modulation method.

이에 604단계에서 가공 처리된 기저대역 신호는 디지털 라디오부를 통해 주파수 업컨버젼된 후 두 가지의 신호 레벨을 갖는 디지털 라디오 신호로의 변환을 수행하게 되고, 606단계에서 디지털 광 송신기는 디지털 라디오 신호를 디지털 광 라디오 신호로 변환하여 원격지 장치로 송신하게 된다.The baseband signal processed in step 604 is frequency upconverted through the digital radio unit and then converted into a digital radio signal having two signal levels. In step 606, the digital optical transmitter converts the digital radio signal into a digital radio signal. It is converted into an optical radio signal and transmitted to a remote device.

이를 통해 608단계에서 원격지 장치는 수신한 디지털 광 라디오 신호를 디지털 라디오 전기 신호로의 복원을 수행하게 된다. 여기서 원격지 장치의 전력 증폭기가 선형 전력 증폭기인 경우에는 610단계로 진행하여 먼저 대역통과 필터를 통해 디지털 라디오 전기 신호를 아날로그 신호로 복원을 수행한 후, 복원된 아날로그 신호를 증폭시키게 된다.As a result, in step 608, the remote apparatus restores the received digital optical radio signal to the digital radio electrical signal. In this case, when the power amplifier of the remote device is a linear power amplifier, the process proceeds to step 610 to first restore the digital radio electrical signal to an analog signal through a bandpass filter, and then amplify the restored analog signal.

그러나 원격지 장치의 전력 증폭기가 비선형 전력 증폭기인 경우에는 612단계로 진행하여 비선형 전력 증폭기를 통해 디지털 라디오 전기 신호를 증폭시킨 후, 대역통과 필터를 통해 증폭된 디지털 라디오 전기 신호를 아날로그 신호로의 복원을 수행하게 된다.However, if the power amplifier of the remote device is a nonlinear power amplifier, the process proceeds to step 612 to amplify the digital radio electrical signal through the nonlinear power amplifier, and then restore the amplified digital radio electrical signal to the analog signal through the bandpass filter. Will perform.

도 7 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따라 중앙 기지국 내 디지털 라디오부가 아날로그 주파수 업컨버터와 대역 통과 델타-시그마 변조기(BPDSM: Band-pass delta-sigma modulator)로 구성되었을 경우, 주파수 업컨버터로부터 출력된 아날로그 라디오 신호와, 대역 통과 델타-시그마 변조기로부터 출력된 디지털 신호 및 대역 통과 필터 출력 신호의 시뮬레이션 결과 파형 및 스펙트럼을 도시한 그래프이다.7 to 8 illustrate a digital radio unit in a central base station according to an embodiment of the present invention, when the frequency upconverter is configured with an analog frequency upconverter and a band-pass delta-sigma modulator (BPDSM). It is a graph showing the simulation result waveform and spectrum of the output analog radio signal, the digital signal output from the band pass delta-sigma modulator, and the band pass filter output signal.

주파수 업컨버터로부터 출력된 신호는 2.6GHz의 주파수를 갖는 사인파(sine wave)였고, 이 신호를 입력 받은 대역 통과 델타-시그마 변조기는 6.5Gbps 속도를 갖는 디지털 신호로 변환하여 출력할 수 있다. 이후, 6.5Gbps 델타-시그마로 변조된 디지털 라디오 신호는 디지털 광 송신기를 통해서 6.5Gbps 광 디지털 신호로 변환된 후 광섬유로 이루어진 광 링크를 거쳐서 디지털 광수신기에서 수신되어 다시 6.5Gbps의 속도를 갖는 디지털 전기 신호로 변환된다.The signal output from the frequency upconverter was a sine wave having a frequency of 2.6 GHz, and the received band pass delta-sigma modulator can convert the signal into a digital signal having a speed of 6.5 Gbps. The digital radio signal modulated with 6.5 Gbps delta-sigma is then converted into a 6.5 Gbps optical digital signal through a digital optical transmitter and then received at the digital optical receiver via an optical link made of optical fiber, which has a speed of 6.5 Gbps again. Is converted into a signal.

이후, 전력 증폭기에서 요구하는 신호 파형 조건에 의해서 필터링 과정이 요구된다면, 도4 및 5에 도시된 바와 같이 전력 증폭기 앞 또는 뒷단에 위치한 대역통과필터에 의해서 원래의 2.6GHz 주파수를 갖는 사인파로 복원된다. 각 신호 파형 간에는 대역 통과 델타-시그마 변조기 및 대역 통과 필터에서의 시간 지연 특성으로 인해서 일정 시간 지연을 가지고 출력될 수 있다.Then, if the filtering process is required by the signal waveform condition required by the power amplifier, as shown in Figs. 4 and 5 is restored to the sine wave having the original 2.6GHz frequency by a bandpass filter located in front or rear end of the power amplifier. . Each signal waveform can be output with a certain time delay due to the time delay characteristics in the band pass delta-sigma modulator and the band pass filter.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 기지국 장치 및 그 제어 방법은, 분산형 기지국 구조에서 리모트 라디오 헤드(RRH) 내 라디오부를 중앙 기지국에 포함시켜 기지국 기능을 수행하는 것으로서, 중앙 기지국에 네트워크 인터페이스, 기지대역 신호 처리부, 디지털 라디오부 및 디지털 광 송신기 등을 포함할 수 있으며, 원격지 장치에 디지털 광 수신기 및 전력 증폭기 등을 포함하여 이동통신용 기지국 기능을 수행한다.As described above, the mobile communication base station apparatus and the control method thereof according to the embodiment of the present invention perform a base station function by including a radio unit in a remote radio head (RRH) in a central base station in a distributed base station structure. It may include a network interface, a baseband signal processing unit, a digital radio unit and a digital optical transmitter, and includes a digital optical receiver and a power amplifier in a remote device to perform a base station function for mobile communication.

이를 통해 중앙 기지국 내에 대부분의 블록들이 존재하므로 유지 보수에 용이하며, 원격지에서 라디오부를 제거할 수 있으므로 원격지 구조물의 소형화 및 저전력화 구현을 가능하게 할 수 있다는 이점을 제공한다.This facilitates maintenance because most blocks are present in the central base station, and provides the advantage of enabling the miniaturization and low power implementation of the remote structure since the radio unit can be removed from the remote site.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of various modifications within the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined not only by the claims below, but also by those equivalent to the claims.

310: 중앙기지국 312: 네트워크 인터페이스
314: 기저대역 신호처리부 316: 디지털 라디오부
318: 디지털 광 송신기 320: 원격지 장치
322: 디지털 광 수신기 324: 전력 증폭기310: central base station 312: network interface
314: baseband signal processing unit 316: digital radio unit
318: digital optical transmitter 320: remote device
322: digital optical receiver 324: power amplifier

Claims (1)

송신 신호 변조 방식에 따른 기저 대역 신호의 가공을 수행하는 기저대역 신호 처리부와,
가공된 기저 대역 신호를 주파수 업컨버젼한 후 디지털 라디오 신호로 변환시키는 라디오 제어부와,
상기 디지털 라디오 신호를 디지털 광 신호로 변환하여 원격지 장치로 전송하는 광 송신기
를 포함하는 이동통신 기지국 장치.A baseband signal processor for processing the baseband signal according to the transmission signal modulation method;
A radio control unit for converting the processed baseband signal into a digital radio signal after frequency upconversion;
An optical transmitter for converting the digital radio signal into a digital optical signal and transmitting the same to a remote device
Mobile communication base station device comprising a.
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