KR20160102515A - 분산형 안테나 시스템의 디지털 멀티플렉서 - Google Patents

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KR20160102515A
KR20160102515A KR1020167020070A KR20167020070A KR20160102515A KR 20160102515 A KR20160102515 A KR 20160102515A KR 1020167020070 A KR1020167020070 A KR 1020167020070A KR 20167020070 A KR20167020070 A KR 20167020070A KR 20160102515 A KR20160102515 A KR 20160102515A
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KR1020167020070A
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숀 패트릭 스테이플턴
사샤 트라이코비치
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달리 시스템즈 씨오. 엘티디.
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Abstract

분산형 안테나 시스템에서 신호를 라우팅하기 위한 시스템은 하나 또는 그 이상의 기저 대역 유닛(BBU)를 포함한다. 하나 또는 그 이상의 BBU의 각각은 하나 또는 그 이상의 디지털 출력을 포함한다. 상기 시스템은 또한, 상호 연결되어 있으며 서로간에 신호를 라우팅하도록 동작 가능한 복수의 디지털 멀티플렉서 유닛(DMU)을 포함한다. 복수의 DMU의 각각은 하나 또는 그 이상의 BBU로부터의 하나 또는 그 이상의 디지털 입력을 수신하도록 동작 가능하다. 상기 시스템은 나아가, 복수의 DMU와 연결되며, 복수의 DRU와 복수의 DMU 중 하나 또는 그 이상의 사이에서 신호를 전송하도록 동작 가능한 복수의 디지털 원격 유닛(DRU)을 포함한다.

Description

분산형 안테나 시스템의 디지털 멀티플렉서{DIGITAL MULTIPLEXER IN A DISTRIBUTED ANTENNA SYSTEM}
본 출원은 2013년 12월 23일 출원된 미국 임시 특허 출원 제61/920,397호("Digital Multiplexer in a Distributed Antenna Networks")을 기초로 한 우선권을 주장하며, 그 내용은 참조에 의하여 그 전체를 본 명세서의 일부로서 편입시킨다.
무선 및 이동 네트워크의 운영자(또는 사업자)들은, 높은 데이터 트래픽의 증가 속도를 효율적으로 관리하는 네트워크를 구축하는 지속적인 도전에 직면한다. 최종 사용자들을 위한 이동성과 높은 수준의 멀티미디어 콘텐츠는, 새로운 서비스와 광대역 정액제 인터넷 접속에 대한 증가된 수요 모두를 지원하는 종단간 네트워크 적응(end-to-end network adaptation)을 요구한다. 네트워크 운영자(또는 사업자)들이 직면하는 가장 어려운 도전 과제 중 하나는, 가입자들이 하나의 위치에서 다른 위치로 물리적으로 이동함에 의하여, 특히 특정한 하나의 위치에 대규모의 무선 가입자들이 집결할 때 발생한다. 주목할만한 예가, 특정 빌딩의 식당 위치에 많은 수의 무선 가입자들이 방문하는 점심 시간의 상업적 기업 시설이다. 그때, 많은 수의 가입자들이 그들의 사무실이나 일상적인 작업 영역으로부터 벗어나 다른 곳으로 이동한다. 점심 시간중에 그 시설 전체에 걸쳐 매우 적은 수의 가입자들이 존재하는 많은 위치들이 있을 수 있다. 만약 가입자 부하에 대한 설계 프로세스에서 실내 무선 네트워크 자원들의 규모가, 가입자들이 그들의 정상적인 작업 영역에 존재하는 정상 업무 시간 동안에 적합한 규모로 결정되었다면, 상기 점심 시간 시나리오는 활용 가능한 무선 용량과 데이터 쓰루풋(data throughput)에 있어서 일부 예기치 못한 도전 과제를 제기할 가능성이 매우 높다.
이러한 문제들을 해결하기 위하여, 분산형 안테나 시스템(Distributed Antenna Systems: DAS)이 개발되어 배치되었다. DAS에서 이루어진 진전에도 불구하고, 본 발명의 기술 분야에는 DAS와 관련된 방법과 시스템을 향상시키고자 하는 요구가 있다.
본 발명은 일반적으로 분산형 무선 네트워크(distributed wireless network)의 일부로서 분산형 안테나 시스템(DAS)을 채용하는 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 소프트웨어 정의 무선(software defined radio: SDR)을 사용하는 DAS에 관한 것이다. 무선 및 이동 네트워크의 운영자(또는 사업자)들은, 높은 데이터 트래픽의 증가 속도를 효과적으로 관리하는 네트워크를 구축하는 지속적인 도전에 직면한다. 최종 사용자들을 위한 이동성과 높은 수준의 멀티미디어 콘텐츠는, 새로운 서비스와 광대역 정액제 인터넷 접속에 대한 증가된 수요 모두를 지원하는 종단간 네트워크 적응을 채용한다. 분산형 안테나 시스템(DAS)은 주어진 지리적 영역에 걸쳐 분산되어 있는 다양한 안테나로 신호를 전달하는 메커니즘을 제공한다. 전형적으로 신호들은, RF 주파수로 또는 기저 대역 유닛(Baseband Unit: BBU)으로부터 디지털적으로, 기지국(base station)이라고도 불리는 베이스 트랜시버 스테이션(base transceiver station: BTS)에서 기원한다. BBU는 분산형 기지국 시스템의 일부인데, 여기서 무선 유닛(Radio Unit: RU)은 물리적으로 BBU와 분리되어 있다. 이런 종류의 분산형 아키텍처는, 네트워킹의 유연성을 증대시키며, 네트워크 유지 비용을 절감시킨다. BBU와 RU 사이의 공통 인터페이스 표준의 일부는, OBSAI(Open Base Station Architecture Initiative: 개방형 기지국 아키텍처 계획)와 CPRI(Common Public Radio Interface: 공통 공공 무선 인터페이스)이다. 셀룰러 페이로드 데이터(cellular payload data)는 복수의 BBU와 RU 사이에서 높은 데이터 속도로 전송된다. BBU 프레임 데이터는, 페이로드 IQ 데이터, 제어 및 관리(C&M) 정보, 반송파 주파수(carrier frequency), 신호 대역폭(signal bandwidth) 등으로 구성된다. 기저 대역에서 BBU와 인터페이스하며 또한 RF로 BTS와 인터페이스하는 공통 DAS 플랫폼은 분산형 안테나 시스템 아키텍처를 단순화할 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 분산형 안테나 시스템에서 신호를 라우팅하기 위한 시스템이 제공된다. 상기 시스템은 하나 또는 그 이상의 기저 대역 유닛(BBU)를 포함한다. 하나 또는 그 이상의 BBU의 각각은 하나 또는 그 이상의 디지털 출력을 포함한다. 상기 시스템은 또한, 상호 연결되어 있으며 서로간에 신호를 라우팅하도록 동작 가능한 복수의 디지털 멀티플렉서 유닛(Digital Multiplexer Unit: DMU)을 포함한다. 복수의 DMU의 각각은 하나 또는 그 이상의 BBU로부터의 하나 또는 그 이상의 디지털 입력을 수신하도록 동작 가능하다. 상기 시스템은 나아가, 복수의 DMU와 연결되며, 복수의 DRU와 복수의 DMU 중 하나 또는 그 이상의 사이에서 신호를 전송하도록 동작 가능한 복수의 디지털 원격 유닛(Digital Remote Unit: DRU)을 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 복수의 디지털 멀티플렉서 유닛(Digital Multiplexer Unit: DMU)와 복수의 디지털 원격 유닛(DRU: Digital Remote Unit)를 포함하는 분산형 안테나 시스템(Distributed Antenna System)에서 신호를 라우팅(routing)하는 방법이 제공된다. 상기 방법은, 복수의 DMU의 포트(port)에서, 하나 또는 그 이상의 기저 대역 유닛(Base Band Unit: BBU)의 섹터 포트(sector port)로부터 디지털 신호를 수신하는 단계를 포함한다. 상기 단계는 또한, 복수의 DMU 사이에서 디지털 신호를 라우팅하는 단계; 및 복수의 DMU와 복수의 DRU 사이에서 디지털 신호를 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명의 특정 실시예에 의하면, 분산형 안테나 시스템(Distributed Antenna System: DAS)이 제공된다. 상기 DAS는, 상호 연결되어 있으며 서로간에 신호를 라우팅하도록 동작 가능한 복수의 디지털 멀티플렉서 유닛(Digital Multiplexer Unit: DMU)를 포함한다. 복수의 DMU의 각각은 하나 또는 그 이상의 기저 대역 유닛(BBU)으로부터의 디지털 입력을 수신하도록 동작 가능한 복수의 디지털 입력 포트(digital input port)를 포함한다. 복수의 BBU의 각각은 복수의 디지털 출력 포트(digital output port)를 포함한다. 상기 DAS 는 또한, 상호 연결되어 있으며 서로간에 신호를 라우팅하도록 동작 가능한 복수의 디지털 억세스 유닛(Digital Access Unit: DAU)을 포함한다. 복수의 DAU의 각각은 복수의 베이스 트랜시버 스테이션(base transceiver station: BTS) 중 하나 또는 그 이상으로부터의 아날로그 RF 입력을 수신하도록 동작 가능한 복수의 아날로그 입력 포트(analog input port)를 포함한다. 복수의 BTS의 각각은 복수의 아날로그 RF 출력 포트(analog RF output port)를 포함한다. 상기 DAS는 나아가, 복수의 DMU와 연결되며, 복수의 DRU와 DMU 사이에서 신호를 전송하도록 동작 가능한 복수의 디지털 원격 유닛(Digital Remote Unit: DRU)을 포함하되, 복수의 DRU의 각각은 원격 안테나(remote antenna)를 포함한다.
본 발명의 특정 실시예에 의하면, 분산형 안테나 시스템에서 신호를 라우팅하기 위한 시스템이 제공된다. 상기 시스템은 복수의 디지털 멀티플렉서 유닛(Digital Multiplexer Unit: DMU)을 포함한다. 상기 복수의 DMU는 연결되어 상호간에 신호를 라우팅하도록 동작 가능하다. 상기 시스템은 또한, 복수의 DMU와 연결되며 DRU 및 DMU 사이에서 신호를 전송하도록 동작 가능한 복수의 디지털 원격 유닛(DRU)과, 복수의 DMU로의 디지털 접속을 구비하며 복수의 DMU와 복수의 디지털 접속 사이에서 신호를 라우팅하도록 동작 가능한 복수의 기저 대역 유닛(BBU)을 더 포함한다.
본 발명에 의하면 통상의 기술에 비해 다양한 혜택이 성취된다. 예를 들면, 본 발명의 실시예들에 의하면, 하드웨어 요건(예를 들어, BTS의 무선 유닛 및 DAU의 무선 유닛)이 경감된 시스템 구성 요소를 활용하는 방법 및 시스템이 제공되며, 그리하여 시스템 비용이 경감되며, 시스템 전력 소모가 경감되며 또한 시스템 크기가 경감된다. 또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, RF-디지털 변환 및 디지털-RF 변환을 수행할 필요가 경감되거나 제거되며, 그리하여 신호 열화(signal degradation)이 경감된다. 본 발명의 상기한 또한 기타 실시예들이, 그의 다양한 이점 및 특성들과 함께 첨부된 도면을 참조하며 이하에 상세히 설명된다.
본 발명의 추가적이 목적과 이점들이, 첨부된 도면을 참조하여 이하의 상세한 설명에 의하여 더욱 명확히 이해될 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 3개의 DMU를 구비한 하나의 3 섹터 BBU와 각 셀(cell)에 대하여 데이지 체인으로 모두 연결된 7개의 DRU를 포함하는 기본 구조와 그에 기초한 전송 라우팅(routing: 경로 설정)의 일례를 도시한 블록도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른, N=1인 경우의 주파수 재사용 패턴을 위한, 3개의 DMU를 구비한 하나의 3 섹터 BBU와 각 셀에 대하여 데이지 체인으로 모두 연결된 7개의 DRU를 포함하는 기본 구조에 기초한 전송 라우팅의 일예를 도시한 블록도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 3개의 DMU를 구비한 복수의 3 섹터 BBU와 각 셀에 대하여 데이지 체인으로 모두 연결된 7개의 DRU를 포함하는 기본 구조와, 그에 기초한 전송 라우팅의 일례를 도시한 블록도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 물리 노드(physical node) 및 로컬 라우터(Local Router)를 포함하는 디지털 억세스 유닛(DAU)의 블록도이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 디지털 원격 유닛(Digital Remote Unit: DRU)의 블록도이다.
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따라, 복수의 로컬 라우터(DMU 및 DAU)가 복수의 원격 라우터와 상호 접속된 전형적인 형태(topology)를 도시한 도면이다.
도 7은, DAU로의 BTS와, DMU로의 BBU 사이의 상호 접속을 도시한 블록도이다.
도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 디지털 멀티플렉서 유닛(Digital Multiplexer Unit: DMU)의 블록도이다.
도 9는, 본 발명의 일 실시예에 따른, DAS에서 신호의 라우팅 방법을 도시하는 간략화된 흐름도이다.
분산형 안테나 시스템(distributed antenna system: DAS)은 기지국(base station) 자원을 활용하는 효율적인 수단을 제공한다. DAS와 연계된 기지국 또는 복수의 기지국들은, 기지국 호텔(base station hotel)이라 알려져 있는 중앙 위치(central location) 및/또는 설비에 위치할 수 있다. 통상적인 DAS 네트워크는, 상기 기지국과 디지털 원격 유닛(digital remote unit: DRU) 사이에서 인터페이스(interface)로서 기능하는 하나 또는 그 이상의 디지털 억세스 유닛(digital access unit: DAU)을 포함한다. 상기 DAU는 상기 기지국과 같은 공간에 함께 위치할 수 있다. 상기 DRU는 함께 데이지 체인(daisy chain) 방식으로 연결되거나 그리고/또는 성상 구성(star configuration)으로 배치될 수 있으며, 주어진 지리적 영역에 대한 커버리지(coverage)를 제공할 수 있다. 상기 DRU는 전형적으로, 고속 광 섬유 링크(high-speed optical fiber link)를 채용함으로써 상기 DAU와 접속된다. 이러한 접근 방법은, 기지국으로부터 원격지로 또는 상기 DRU에 의해 서비스되는 영역으로 RF 신호를 전송할 수 있도록 한다. 전형적인 기지국은, 섹터(sector)로 알려져 있는, 3개의 독립적인 무선 자원(radio resource)을 포함한다. 이러한 3개의 섹터는 전형적으로, 서로 구별되는 3개 섹터의 사용자들 사이에서 동일 채널 간섭(co-channel interference) 없이 별개인 3개의 지리적 영역을 커버(cover)하는데 사용된다.
분산형 기지국 아키텍처는, 기저 대역 유닛(Baseband Unit: BBU)과 다수의 원격지에 위치한 무선 유닛(Radio Unit: RU)의 사용을 수반한다. BBU를 RU에 인터페이스시키기 위한 다수의 표준이 존재하는데, 그들중 일례로서, OBSAI(Open Base Station Architecture Initiative: 개방형 기지국 아키텍처 계획)와 CPRI(Common Public Radio Interface: 공통 공공 무선 인터페이스)를 들 수 있다. 전통적으로, 분산형 기지국 아키텍처와 분산형 안테나 시스템은 동일 시스템 상에서 함께 존재하지 않았다. 전형적으로, 상기 분산형 기지국 아키텍처는, 공급자 고유의 인프라스트럭처(vendor specific infrastructure)를 수반하며, 원격 무선 유닛 공유 기능을 제공할 수 없었다. 이것은, 현장에 공간상의 제약, 미적인 제약 등으로 인하여 안테나와 원격 유닛의 수에 대한 제한 요건이 존재하는 경우, 문제를 일으킨다. 인프라스트럭처 공유(infrastructure sharing)는, 주어진 실외 또는 실내 현장에서의 가시적인 공급자 고유 유닛들의 수를 감소시키는 수단이다. 분산형 안테나 시스템은 바람직하게, 서로 다른 공급자 고유 인터페이스를 모두 활용 가능하게 하는 모든 공급자 및 조정을 위한 전천후 수단이다. RF에서 다양한 공급자의 BTS로부터의 신호를 포착(capture)하는 것은, DAS 시스템이 전천후 수단이라는 것을 보증하는 수단이다. 그러나, 활성화된 DAS 시스템은 RF 신호를 디지털화하여 그들을 원격 유닛으로 전송할 것이며, 그리하여 그들은 다시 RF 신호로 전환될 것이다. 디지털 억세스 유닛(DAU)은, 다양한 BTS로부터의 RF 신호를 수용하는 호스트 유닛(host unit)이다.
상기 BTS는, BBU와 동일 장소에 배치된 무선 유닛(Radio Unit)을 포함한다. 복수의 공급자로부터의 BTS의 다양한 무선 유닛은, RF에서 상기 DAU와 인터페이스한다. 더욱 효율적인 프로세스(process)는, 상기 공급자의 BBU와 직접 디지털적으로 인터페이스하는 디지털 멀티플렉서 유닛(DMU)을 사용하는 것일 수 있다. 이러한 아키텍처는, BTS가 상기 신호를 RF로 전환하여야 한다는 요건을 제거할 것이며, 이어서 DAU로 하여금 상기 신호를 디지털 기저 대역으로 다시 전환하도록 할 것이다. 전체 효과는, 이러한 추가적인 단계로 인한 전력 소모를 감소시킬 수 있다는 것에 추가하여, 전환 프로세스를 통해 발생하는 임의의 손상(impairment)을 제거할 수 있다는 것이다. 이러한 DMU는 다양한 공급자로부터의 BBU와 인터페이스할 수 있다. 상기 DMU는 이하와 같은 또 다른 주요 기능을 제공한다: 다양한 운영자 채널(operator channel)을 다양한 원격 유닛으로 송신되는 단일한 데이터 스트림에 짜맞춘다(collate). 상기 원격 유닛 무선 채널은 다양한 운영자 사이에서 공유된다. 상기 DMU에서 역동작(reverse operation)이 일어날 수 있는데, 그럼으로써 상기 다양한 원격 유닛으로부터 수신된 업링크 신호가 상기 DMU로 다시 전송되고, 이어서 특정 BBU로 분배될 수 있다. 상기 DMU의 추가적인 특성은, 시스템이 RF 인터페이스를 요구하는 레거시(legacy) BTS 장비를 포함할때, 그것이 DAU와 인터페이스할 수 있다는 것이다.
도 1에 도시된 실시예는, 본 발명의 일 실시예에 의한 기본 DAS 네트워크 아키텍처를 도시하며, 3 섹터 BBU와 복수의 DRU 사이에서 데이터 전송 시나리오의 일례를 제공한다. 본 실시예에 의하면, 상기 DRU는, 특정 지리적 영역의 커버리지를 형성하기 위하여, 데이지 체인으로 함께 연결된다. 개별 섹터 각각은 독립적인 지리적 영역을 커버(cover)하는데, 상기 독립적인 지리적 영역은 셀로서 식별된다.
도 1은, 복수의 디지털 원격 유닛(DRU) 및 복수의 디지털 멀티플렉서 유닛(DMU)를 채용하는 DAS 시스템을 도시한다. 본 발명에 의하면, 각 DRU는, 당해 특정 디지털 원격 유닛에 의하여 수신되는 업링크 데이터를 고유하게 식별하는 것으로서 각 DRU와 연관된 고유한 헤더 정보(header information)를 제공한다.
본 발명의 실시예들의 특성 중 하나는, 기지국 무선 자원을 상기 DRU 또는 일군의 DRU 사이에서 라우팅(routing)할 수 있는 능력이다. 하나 또는 그 이상의 기지국으로부터 활용 가능한 무선 자원을 라우팅하기 위해서는, 상기 DAS 네트워크의 DMU와 DRU의 독립적 라우터 테이블(individual router table)을 구성하는 것이 바람직하다.
DMU 102, 108 및 111은, 복수의 DMU 사이에서 DRU 신호의 라우팅을 가능하게 하기 위하여 함께 네트워크를 형성한다. 상기 DMU는, 상기 BBU와 상기 DRU 사이에서 RF 다운링크 및 RF 업링크 신호의 전송을 지원한다. 이러한 아키텍처에 의하여, 다양한 기저 대역 유닛의 신호가 복수의 DRU로 또는 그리로부터 동시에 또는 병행하여 전송될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예들에 의하면, 피어 포트(PEER port)가 DMU를 상호 접속시키고, DRU를 상호 접속시키는데 사용된다.
상기 DMU는, 상기 DMU와 당해 DMU에 접속된 기저 대역 유닛(또는 기저 대역 유닛들) 사이에서 전송되는 다운링크 및 업링크 신호의 게인(gain)을 제어(넓은 범위에 걸쳐 작은 증가분으로)할 수 있는 능력을 갖는다. 이러한 능력은, 특정 DRU(또는 연관된 DRU를 통한 일군의 DRU)와 특정 기저 대역 유닛 섹터 사이에서 경로의 업링크 및 다운링크 접속성(connectivity)을 동시에 제어할 수 있는 유연성을 제공한다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 네트워크로 연결된 DMU를 구성하기 위한 라우터 테이블(router table)이 사용된다. 로컬 라우터 테이블(local router table)은 다양한 출력으로의 입력의 매핑(mapping)을 수립한다. 외부 포트(External Port)와 피어 포트(PEER Port)로부터의 입력이 동일한 데이터 스트림으로 통합될 필요가 있을 때, 다운링크 테이블에 대하여 내부 통합 블록(Internal Merge block)이 사용된다. 유사하게, 랜 포트(LAN Port)와 피어 포트로부터의 입력이 동일한 데이터 스트림으로 통합될 필요가 있을 때, 통합 블록(Merge block)이 업링크 테이블에서 사용된다.
원격 라우터 테이블(remote router table)은, 다양한 출력으로의 입력의 매핑을 수립한다. 랜 포트(LAN Port)와 피어 포트로부터의 입력이 동일한 데이터 스트림으로 통합될 필요가 있을 때, 다운링크 테이블에 대하여 내부 통합 블록(Internal Merge block)이 사용된다. 유사하게, 외부 포트와 피어 포트로부터의 입력이 동일한 데이터 스트림으로 통합될 필요가 있을 때, 통합 블록(Merge block)이 업링크 테이블에서 사용된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 개별 기저 대역 유닛 섹터의 무선 자원은, 데이지 체인으로 연결된 DRU의 네트워크로 전송된다. 각 개별 섹터의 무선 자원은 상기 네트워크로 연결된 DRU를 통해 독립적인 지리적 영역에 커버리지를 제공한다. 도 1은, 각각의 셀에 7개 DRU의 독립적인 네트워크가 포함되는 세 개의 셀이 어떻게 주어진 지리적 영역에 커버리지를 제공하는가를 설명한다. 서버 112는, 상기 DAS 네트워크에 제공된 스위칭 기능을 제어하는데 사용된다. 도 1을 참조하면, 단지 예시로서, DMU 1(102)가 BBU 섹터 1(101)로부터의 디지털 다운링크 신호를 수신한다. DMU 1은 다른 DMU로부터의 기저 대역 신호를 직렬 스트림에 짜맞추며(collate), 광 섬유 케이블 123은 필요한 디지털 신호를 DRU 2(104)로 전송한다. 광 케이블 105는 모든 디지털 광 신호를 DRU 3(106)으로 전송한다. 데이지 체인의 다른 DRU는 상기 광 신호를 DRU 1(107)까지 계속 전달하는데 관여한다. 그러므로, 본 발명의 실시예들에 의하면, 기지국의 BBU의 복수의 섹터(예를 들면, 섹터 1(101), 섹터 2(109) 및 섹터 3(110))로부터의 디지털 신호를 수신할 수 있는 능력이 제공된다. 상기 디지털 신호는 하나 또는 그 이상의 DMU에 의하여 수신되는데, 상기 디지털 신호가 상기 DMU 사이에서 라우팅되도록, 상기 DMU는 서로 접속되어 있으며 서버 112에 의하여 제어된다. 다음으로, 상기 DMU에서 처리될 수도 있는 상기 디지털 신호는, 도 1에서 DRU 1 내지 DRU 21로 도시된 디지털 원격 유닛으로 라우팅된다.
DMU 1(102)는, 섹터 2(109) 및 섹터 3(110)으로부터의 다운링크 신호가 셀 1의 모든 DRU로 전송될 수 있도록 DMU 2(108) 및 DMU 3(111)과 네트워크를 형성한다. 상기 시스템의 스위칭 및 라우팅 기능으로 인하여, 상기 섹터들 중에서 어느 섹터의 신호가 각 DRU에 의하여 전송되고 수신될지를 선택할 수 있게 된다. DMU 2(108)은 광 케이블 124를 사용하여 셀 3(DRU 15 내지 21)에 접속되고, DMU 3(111)은 광 케이블 125를 사용하여 셀 2(DRU 8 내지 14)에 접속된다.
다른 통신 매체를 사용할 수 있음에도 불구하고, 상기 DMU는, 예를 들어 광 섬유를 통해 기저 대역 유닛으로부터 디지털 신호를 수신하기 때문에, 사용자들에게 RF 신호로서 송출(broadcast)하기 위하여 수신된 디지털 신호를 처리하고 상기 DRU로 디지털 신호를 전송한다. 본 발명의 실시예에 의하여 디지털 신호를 수신하고 전송하는 내용이 개시되지만, 수신된 디지털 신호의 처리된 버전(processed version)도 역시 전송될 수 있으며 이들도 또한 디지털 신호라 불릴 수 있으므로, 이러한 디지털 신호들이 완전히 동일할 필요는 없다. 예를 들어, 디지털 신호들은 섹터 1(101)로부터 DMU 1(102)에서 수신될 수도 있으며, DMU 2(108)를 거쳐 섹터 2(109)로부터 수신될 수도 있다. 이러한 디지털 신호들은 셀 1로 전송되기 위하여 단일의 디지털 신호로 결합될 수 있다. 그러므로, 본 명세서와 특허청구범위에서 통신 프로세스의 다양한 스테이지의 디지털 신호를 언급하지만, 이러한 디지털 신호들이 모두 완전히 동일한 것일 것을 요구하지는 않는다. 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 다양한 변형, 수정 및 대안들을 인식할 수 있을 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 DMU는 상기 BBU의 섹터들로부터 디지털 신호를 수신하며, 다음으로 그러한 디지털 신호를 다양한 DRU로 안내한다. 본 발명의 실시예들에 의하여, 예를 들어 BBU로부터 디지털 신호를 수신하고, 예를 들어 DMU를 통해 상기 DRU로 디지털 신호를 전송하는 내용이 개시되지만, 상기 DRU로 전송된 디지털 신호는 상기 BBU로부터 수신된 디지털 신호와 완전히 동일한 것일 필요는 없다는 점을 주의하여야 한다. 예를 들어, 상기한 바와 같이, 복수의 섹터로부터의 복수의 신호는, 상기 DRU로의 결합된 신호의 전송을 위하여, 상기 DMU에서 결합될 수 있다. DAS와 관련된 추가적인 설명은, 2014년 5월 9일 공개된 미국 특허 출원 공개 공보 제2013/0114963호(Attorney Docket No. 91172-856309(102800US))에 개시되어 있으며, 그 내용의 전체는 모든 목적을 위하여 참조에 의하여 본 출원에 편입된다.
도 2는, N=1인 주파수 재사용 패턴이 사용되는 경우에, 어떻게 하나의 BBU가 넓은 지리적 영역에 대한 커버리지를 제공하는데 사용될 수 있는지를 설명하는 실시예를 도시한다. 도 2를 참조하면, 셀 1과 셀 8이 상기 BBU의 섹터 1(201)의 무선 자원을 공유할 것이다. 유사하게, 셀 2와 셀 10이 섹터 3(216)의 무선 자원을 공유할 것이며, 이들은 각각 광 케이블 231 및 232를 거쳐 DMU에 접속된다.
상기 DMU는 상기 BBU와 상기 DRU 사이에서의 데이터의 라우팅을 제어한다. 독립적인 데이터 패킷의 각각은, 어느 DRU가 그것과 연관되었는지를 고유하게 식별하는 헤더를 포함한다. 상기 DMU는, 복수의 DMU 사이에서 데이터의 전송이 가능하도록, 예를 들면 광 섬유를 사용하여, 상호 접속된다. 이러한 특성에 의하여, 상기 BBU의 섹터들과 개별 DRU 사이에서 신호를 라우팅할 수 있는 고유의 유연성이 DAS 네트워크에 제공된다. 서버 220은, 상기 DAS 네트워크에 제공된 스위칭 기능을 제어하기 위하여 사용된다.
도 2를 참조하면, 예시로서, DMU 1(202)은 BBU 1의 섹터 1(201)로부터 다운링크 신호를 수신한다. DMU 1은 다른 DMU로부터의 기저 대역 신호를 직렬 스트림에 짜맞추고, 상기 광 섬유 케이블 203은 필요한 신호를 셀 1의 DRU 2(204)로 전송한다. 광 케이블 205는 모든 광 신호를 DRU 3(206)으로 전송한다. 데이지 체인의 다른 DRU는 상기 광 신호를 계속하여 DRU 1(207)로 전달하는데 관여한다. DMU 1(202)는, 섹터 2 및 섹터 3으로부터의 다운링크 신호가 셀 1의 모든 DRU로 전송될 수 있도록, DMU 2(208) 및 DMU 3(214)와 네트워크를 형성한다.
셀 8에 대하여도, 유사하게, 광 케이블 209가 DMU 1(202)로부터의 필요한 신호를 DRU 23(210)으로 전송한다. 광 케이블 211은 모든 광학적 신호를 DRU 24(212)로 전송한다. 셀 8의 데이지 체인의 다른 DRU는 상기 광 신호를 계속하여 DRU 22(213)로 전달하는데 관여한다. 주파수 재사용으로 인하여, DMU 1(202)는, 상기 DMU들의 복수의 광 출력에 접속된 복수의 광 케이블을 통하여, 도 2에 도시된 바와 같은 성상 구성의 복수의 셀로 신호를 전달할 수 있다.
도 3은, N개의 BBU가 주어진 지리적 영역을 서비스하기 위하여 상호 접속된 BBU 호텔을 채용하는 애플리케이션(application)에 관한 실시예를 도시한다. 상기 BBU는 독립적인 무선 네트워크 운영자 및/또는 복수의 인터페이스 표준(CPRI, OBSAI 등)을 대표할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 3 섹터 BBU가 데이지 체인으로 연결된 DAS 네트워크에 접속되며, 상기 DAS 네트워크에서 각 DMU는 복수의 광 입력과 주어진 셀에 접속된 하나의 광 출력을 사용한다. 그러므로, 서로 다른 운영자 또는 서로 다른 대역이 BBU의 서로 다른 섹터에 의하여 대표될 수 있다. 명확함을 위하여 도 3에는 도시하지 않았지만, 상기 DMU는 도 3에 도시된 바와 같은 복수의 입력과 함게 도 2에 도시된 바와 같은 복수의 출력을 포함할 수 있다. 따라서, 서로 다른 BBU들로부터의 복수의 디지털 입력이 수신되는 복수 입력 애플리케이션과, 복수의 디지털 출력이 상기 DMU에 제공되는 복수 출력 애플리케이션이 본 발명의 범위에 포함된다.
도 3을 참조하면, 예시로서, DMU 1(302)는 BBU 1의 섹터 1(301)로부터의 다운링크 신호를 수신한다. DMU 1(302)은 필요 신호를 DRU 2(304)로 전송한다. 광 케이블 305는 모든 광 신호를 DRU 3(306)으로 전송한다. 데이지 체인의 다른 DRU는 상기 광 신호를 계속하여 DRU 1(307)로 전달하는데 관여한다. DMU 1(302)는, BBU 1의 섹터 2로부터의 다운링크 신호가 셀 1의 모든 DRU로 전송될 수 있도록, DMU 2(308)과 네트워크를 형성한다. DMU 1(302)는 BBU N의 섹터 1(309)로부터의 다운링크 신호를 수신한다. DMU 1(302)는 다양한 BBU와 DMU로부터의 다운링크 신호를 짜맞춘다.
한정된 BBU 자원을 효율적으로 활용하기 위하여, DRU의 네트워크는 그들의 개별 업링크 및 다운링크 신호를 임의의 BBU 섹터로 또는 그로부터 다시 안내할 수 있는 능력을 보유하여야 한다. 상기 DRU 데이터 트래픽이 고유한 스트림(stream)을 포함하기 때문에, 상기 DMR 라우터는 서로 다른 BBU로 신호를 라우팅하는 메커니즘을 포함한다.
도 4는, DAU의 2가지 주요 구성 요소인 물리 노드(Physical Node) 400 및 로컬 라우터(Local Router) 401을 도시한다. 물리 노드는, 다운링크에 대하여 RF 신호를 기저 대역 신호로 전환하며, 업링크에 대하여 기저 대역 신호를 RF 신호로 전환한다. 로컬 라우터는, 다양한 랜 포트, 피어 포트 및 외부 포트 사이에서 트래픽을 안내한다. 물리 노드는 무선 주파수(radio frequencies: RF)로 BTS에 접속된다. 물리 노드는 서로 다른 운영자, 서로 다른 주파수 대역, 서로 다른 채널(channel) 등을 위해 사용될 수 있다. 물리 노드는 듀플렉서(duplexer)를 통해 다운링크 및 업링크 신호들을 결합하거나, 또는 심플렉스(simplex) 구성을 위한 경우에서와 같이, 그들을 분리된 상태로 유지할 수 있다. 도 8에 도시된 DMU와 비교하면, 물리 노드 400은, 도 8에 도시된 바와 같은 본 발명의 다른 일부 실시예에서는 DMU에 사용되지 않는다.
도 4는, 물리 노드가 업링크 405에 대하여 별도의 출력을 포함하며 다운링크 경로 404에 대하여 별도의 입력을 포함하는 DAU의 실시예를 도시한다. 상기 물리 노드는, 다운링크 경로에 대하여 RF로부터의 신호를 기저 대역 신호로 전환하고, 업링크 경로에 대하여 기저 대역 신호를 RF 신호로 전환한다. 상기 물리 노드는 외부 포트 409 및 410을 거쳐 로컬 라우터에 접속된다. 상기 라우터는 랜 및 피어 포트로부터의 업링크 데이터 스트림을 선택된 외부 U(업링크) 포트로 안내한다. 유사하게, 상기 라우터는 외부 D(다운링크) 포트로부터의 다운링크 데이터 스트림을 선택된 랜 및 피어 포트로 안내한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 랜과 피어 포트들은 광 섬유를 통해 DMU 및 DRU의 네트워크로 접속된다. 상기 네트워크의 접속은 또한, CAT 5 또는 6 케이블 접속과 같은 구리선 접속(copper interconnection)이나 또는 기타 적합한 상호 접속 장비를 이용할 수 있다. 상기 DAU는 또한 IP 406을 사용하여 인터넷에 접속된다. 상기 호스트 유닛(Host Unit)과 상기 DAU 사이의 통신을 위해 이더넷 접속 408이 또한 이용된다. 상기 DRU는 또한 상기 이더넷 포트를 통해 원격 운영 제어 센터(Remote Operational Control center) 407로 직접 접속될 수 있다. DAU와 관련된 추가적인 설명은 미국 특허 공개 공보 제2013/0114963호에 개시되어 있으며, 그 내용은 모두 참조에 의하여 본 출원에 편입시킨다.
도 5는, DRU의 2가지 주요 구성 요소인 물리 노드 501과 원격 라우터(Remote Router) 500을 도시한다. 상기 DRU는 원격 라우터 및 물리 노드 모두를 포함한다. 상기 원격 라우터는 랜 포트, 외부 포트 및 피어 포트 사이에서 트래픽을 안내한다. 상기 물리 노드는 무선 주파수로 상기 BTS에 접속된다. 상기 물리 노드는, 서로 다른 운영자, 서로 다른 주파수 대역, 서로 다른 채널 등을 위해 사용될 수 있다. 도 5는, 물리 노드가 업링크 504에 대하여 별도의 입력을 포함하며 다운링크 경로 503에 대하여 별도의 출력을 포함하는 실시예를 도시한다. 상기 물리 노드는, 업링크 경로에 대하여 RF로부터의 신호를 기저 대역 신호로 전환하고, 다운링크 경로에 대하여 기저 대역 신호를 RF 신호로 전환한다. 상기 물리 노드는 외부 포트 506 및 507을 거쳐 원격 라우터에 접속된다. 상기 라우터는 랜 및 피어 포트로부터의 다운링크 데이터 스트림을 선택된 외부 D 포트로 안내한다. 유사하게, 상기 라우터는 외부 U 포트로부터의 업링크 데이터 스트림을 선택된 랜 및 피어 포트로 안내한다. 상기 DRU는 또한, 원격 컴퓨터(remote computer) 또는 무선 억세스 포인트(wireless access point)가 인터넷에 접속할 수 있도록, 이더넷 스위치 505를 포함할 수 있다. DRU와 관련된 추가적인 설명은 미국 특허 공개 공보 제2013/0114963호에 개시되어 있으며, 그 내용은 모두 참조에 의하여 본 출원에 편입시킨다.
도 6은, DMU 및 DAU의 네트워크 토폴로지(topology)에, 복수의 DMU와, 하나 또는 그 이상의 DAU와, 복수의 DRU를 포함하는 DAS 네트워크를 도시한다. DMU A, DMU B 및 DAU L로 도시된 로컬 라우터들이 데이지 체인 구성으로 도시되어 있다. 명확한 이해를 돕기 위해 하나의 DAU만이 도시되어 있지만, 추가적인 DAU가 이 구성에 사용될 수 있다. DRU들 601, 605, 606, 607 및 609의 일부분들로서 도시된 원격 라우터들은 성상 및/또는 데이지 체인 구성으로 도시되어 있다. 도 5와 비교하면, 원격 라우터 601A 및 물리 노드 601B는 모두 상기 DRU의 컴포넌트임을 알 수 있다. 상기 DMU 및 DAU의 로컬 라우터는, 광 케이블 617 및 620으로 도시된 피어 포트를 거쳐 상호 접속될 수 있다. 상기 로컬 라우터들은, 광학적 접속, 구리선 접속 또는 기타 적합한 접속을 거쳐 상기 DRU의 원격 라우터와 접속될 수 있다. 상기 DRU의 원격 라우터들은, 다른 DRU와 데이지 체인 구성으로 접속될 수 있으며, 또는 그들은 성상 구성으로 로컬 라우터와 접속될 수도 있다. 로컬 라우터(예를 들어 DMU)에 접속된 물리 노드와 원격 라우터(예를 들어 DRU)에 접속된 물리 노드 사이에 다른 직접적인 접속이 존재하지 않을 때, DMU의 피어 포트가 사용될 수 있다. 상기 DRU의 피어 포트는 둘 또는 그 이상의 DRU 사이에서 데이지 체인을 형성하기 위하여 사용된다. DMU 600 또는 604는 광 케이블 630 또는 632를 통해 BBU 네트워크 631 또는 633으로부터의 디지털 신호를 수신한다. DMU 600은 광 케이블 615 및 616을 통해 DRU 601에 접속된다. DRU 601은 광 케이블 619A 및 619B를 통해 DRU 605에 접속된다. DMU 604는, 광 케이블 618 및 621을 사용하여 성상 구성으로 DRU 606 및 607에 접속된다. DAU 608은 광 케이블 622를 통해 DRU 609에 접속된다.
도 7은, 복수의 BTS와 BBU가 주어진 지리적 영역에 서비스를 제공하기 위하여 상호 접속될 수 있는 기지국/기저 대역 유닛 호텔(base unit/base band unit hotel)을 채용하는 애플리케이션을 예시하는 실시예를 도시한다. 본 발명의 기술 분야에 있어서 통상의 가진 자에게 자명하듯이, 도 6 및 도 7은, 디지털 신호가 BBU로부터 광 케이블을 통해 DMU 600 또는 604에 의하여 수신되며, RF 신호가 BTS로부터 RF 케이블을 통해 DAU 608에 의하여 수신되는 관련 네트워크 토폴로지(related network topology)의 일례를 제공한다. 도 7에 도시된 실시예에 의하면, 하나 또는 그 이상의 3 섹터 BTS와 하나 또는 그 이상의 3 섹터 BBU가 데이지 체인으로 연결된 DAS 네트워크에 접속될 수 있다. 상기 BBU는 독립적인 무선 네트워크 운영자, 복수의 대역 및/또는 복수의 인터페이스 표준(CPRI, OBSAI 등)을 대표할 수 있다. 상기 BTS는 독립적 무선 네트워크 운영자 및 RF에서의 DAU와의 인터페이스를 대표할 수 있다. 도 7을 참조하면, 단지 예시로서, DAU 1(702)는 BTS N의 섹터 1(709)로부터 RF 케이블 711을 통해 다운링크 신호를 수신한다. DAU 1(702)는 필요한 신호를 광 케이블 703을 거쳐 DRU 2(704)로 전송한다. 광 케이블 705는 모든 광 신호를 DRU 3(706)으로 전송한다. 데이지 체인의 다른 DRU는 상기 광 신호를 계속하여 DRU 1(707)로 전달하는데 관여한다. DAU 1(702)는, BTS N의 섹터 2로부터의 다운링크 신호가 셀 1의 모든 DRU로 전송될 수 있도록 DAU 2(708)와 네트워크를 형성한다. DAU 2(708)은, BTS N의 섹터 1(709)로부터 DAU 1을 거쳐 다운링크 신호를 수신할 뿐만 아니라, BTS N의 섹터 2(731)로부터 RF 케이블 732를 거쳐 다운링크 신호를 수신한다.
DMU 1(712)는 BBU 1의 섹터 1(701)과 인터페이스한다. DMU 1은 광 케이블 741을 거쳐 DAU 3(743)과 상호 접속된다. 상기 DAU와 DMU의 네트워크 형성은, BTS로부터의 신호를 BBU로부터의 신호와 짜맞출 수 있는 메커니즘을 제공한다. 따라서, 상기 BTS로부터의 아날로그 RF 신호와 상기 BBU로부터의 디지털 광 신호는, 도 7에 도시된 토폴로지를 사용하여 필요한 DRU로 라우팅될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, BTS로부터의 아날로그 신호와 BBU로부터의 디지털 신호는, 각각 DAU와 DMU를 사용함으로써 상기 DAS 네트워크에 의하여 수신될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 의하여 제공되는 상기 DAS 시스템은, 그것이 상기 BTS로부터의 아날로그 RF 신호뿐만 아니라 상기 BBU 네트워크로부터의 디지털 입력도 수신할 수 있으며, 또한 그러한 신호들을 상기 시스템을 통해 상기 원격 안테나로 통신할 수 있기 때문에, 모든 입력 신호에 대해 전천후적인 것으로 여겨질 수 있다. 물론, 업링크 경로에 있어서, 상기 시스템은 원격 안테나에서 입력을 수신할 수 있으며, 또한 그러한 신호를 디지털 또는 아날로그 포맷으로 상기 BBU 또는 DAU로 통신할 수 있다.
도 8은 디지털 멀티플렉서 유닛(DMU)의 블록도를 도시한다. 상기 DMU 800은 라우터(Router) 및 BBU 인터페이스 노드(interface node) 모두를 포함한다. 상기 라우터는 랜 포트, BBU 포트 및 피어 포트 사이에서 트래픽을 안내한다. 상기 BBU 노드는 서로 다른 운영자의 BBU 장비를 위하여 사용될 수 있다. 상기 라우터는, 상기 랜 및 피어 포트로부터의 업링크 데이터 스트림을 선택된 BBU 포트로 안내한다. 유사하게, 상기 라우터는, 상기 BBU로부터의 다운링크 데이터 스트림을 선택된 랜 및 피어 포트로 안내한다. 상기 BBU 포트는, 특정 포트로 향하는 업링크 신호를, 당해 특정 포트에 접속된 BBU에 의하여 사용되는 인터페이스 표준으로 전환한다. 유사하게, BBU 포트로부터의 다운링크 신호는, 상기 특정 BBU 프로토콜 표준으로부터 다양한 다운링크 신호를 짜맞추기(collate) 위해 사용되는 공통 기저 대역 신호로 전환된다. 상기 DMU는 또한, 원격 컴퓨터 또는 무선 억세스 포인트가 인터넷에 접속될 수 있도록, 이더넷 포트 802를 더 포함할 수 있다. 상기 DMU의 랜 포트는, 상기 DMU에 접속된 다양한 DRU와 인터페이스 한다. 상기 피어 포트는 다른 DMU 또는 DAU와 인터페이스하기 위하여 사용된다.
상기 DMU는 몇가지 관점에서 DAU와 다르다. DAU에 있어서는, 상기 기지국으로의 인터페이스는 RF를 통하는데, 이는 상기 DAU에서 아날로그 RF 신호가 수신된다는 것이다. 기지국은 다음의 두 가지를 포함하기 때문이다: 디지털 기저 대역 신호 처리를 수행하는 기저 대역 유닛(BBU)과, 무선 유닛이라고도 불릴 수 있는 RF 유닛이다. DAU를 사용하는 시스템에서는, 상기 BBU는 디지털 신호를 상기 RF 유닛으로 전달하며, 상기 RF 유닛은 상기 신호를 RF로 업 컨버팅(upconverting)하고 그 신호를 상기 DAU로 제공하며, 상기 DAU는 다시 상기 RF 신호를 디지털 신호로 변환한다. 본 발명의 실시예들은, 상기 BBU로부터의 디지털 신호를 수신하기 위하여 상기 DMU를 사용하고, 디지털-RF 변환과 그에 이어지는 RF-디지털 변환 처리를 제거한다. 그러므로, 본 발명의 실시예들은, 상기 BBU로의 디지털 인터페이스를 직접 제공하는 DMU를 사용하며, 그럼으로써 상기 BTS의 무선 유닛을 우회하고, DAU에 존재하는 RF 부분을 우회한다.
도 1을 참조하여 상기한 바와 같이, 상기 BBU로부터 예를 들어 BBU 포트 1에서 수신된 디지털 신호에 대한 신호 처리는, 상기 디지털 신호가 예를 들어 랜 포트 1을 통해 상기 DRU로 전송되기 전에, 수행될 수 있다. 그러므로, 상기 BBU 포트에서 수신된 디지털 신호는 상기 랜 포트에서 전송되는 디지털 신호와 반드시 동일한 것일 필요는 없다. 따라서, 여기에서 디지털 신호라는 용어는, 디지털 신호가 상기 DMU에서 수신되고 처리되어 상기 디지털 신호가 전송되지만, 상기 수신되고 전송된 디지털 신호가 동일할 것을 요구하지는 않는 실시예에서의 사용을 포함한다. 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 다양한 변형, 수정 및 대안들을 인식할 것이다.
다시 도 8을 참조하면, 입력 808은 상기 BBU 네트워크로부터의 디지털 입력이며, 출력 803은 상기 DRU로의 디지털 출력이다. 상기 BBU 네트워크로부터의 신호에 추가하여, 상기 DMU 800은 또한 인터넷 805 또는 다른 IP 데이터 소스(source of IP data)로부터의 IP 트래픽을 수신할 수 있다. 따라서, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 BBU 네트워크로부터의 셀룰러 트래픽(cellular traffic)과 인터넷으로부터의 IP 트래픽 모두 상기 DMU를 통해 업 스트림(upstream) 및 다운스트림(downstream) 모두로 이동할 수 있다.
도 9는, 본 발명의 일 실시예에 따라, DAS에서 신호를 라우팅하는 방법을 도시하는 간략화된 흐름도이다. 상기 DAS는, 복수의 디지털 멀티플렉서 유닛(DMU)와 복수의 디지털 원격 유닛(DRU)을 포함한다. 상기 방법은, 복수의 DMU의 포트에서 대응되는 기저 대역 유닛(BBU)의 섹터 포트(sector port)로부터의 디지털 신호를 수신하는 단계를 포함한다. 상기 DMU의 포트는, 디지털 광 신호(digital optic signal)일 수 있는 디지털 신호를 송신하고 수신할 수 있는 입력/출력 포트이다. 상기 BBU의 섹터 포트는 상기 BBU의 섹터와 연관되며, 디지털 광 신호일 수 있는 디지털 신호를 송신하고 수신할 수 있는 입력/출력 포트이다.
상기 방법은 또한 상기 복수의 DMU 사이에서 디지털 신호를 라우팅하는 단계를 포함한다. 도시된 바와 같이, 상기 DMU는, 광 섬유를 사용하여 예를 들어 피어 포트에서 서로 연결되어 상기 DMU 사이에서의 통신이 가능하게 한다. 상기 복수의 DMU사이에서의 디지털 신호의 라우팅은, 제1 BBU로부터 수신된 제1 디지털 신호와, 제2 BBU로부터 수신된 제2 디지털 신호를 짜맞추는(collating) 단계를 포함할 수 있다. 다음으로, 예를 들어 상기 제1 BBU의 섹터 1및 상기 제2 BBU의 섹터 1과 연관될 수 있는 디지털 신호는 결합된 신호로서 라우팅될 수 있다. 상기 실시예에 의하면, 상기 짜맞춤된 디지털 신호(collated digital signal)는 상기 복수의 DRU의 어느 하나로 안내되며, 거기에서 상기 신호는 처리되어 원격 안테나를 사용하여 송출될 수 있다.
상기 방법은, 상기 복수의 DMU와 상기 복수의 DRU 사이에서 디지털 신호를 전송하는 단계를 더 포함한다. 예를 들어 광 섬유를 사용한 상기 DMU와 상기 DRU의 연결은, 상기 BBU로부터 수신된 디지털 신호가 상기 DRU로 전송될 수 있도록 하며, 상기 DRU에서 수신된 신호가 상기 BBU로 전송될 수 있도록 한다.
본 발명의 일부 실시예에 의하면, 상기 DMU 사이에서 디지털 신호를 라우팅하는 단계는 라우팅 테이블(routing table)을 이용하는 단계를 포함한다. 이러한 라우팅 테이블은, 저장되거나 또는 상기 복수의 DMU와 연결된 서버에서 제공될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 라우팅 테이블은 저장되거나 또는 하나 또는 그 이상의 DRU에서 제공된다. 상기 라우팅 테이블은, 복수의 DRU에서 수신된 신호를 통합하게 하는 통합 블록(Merge Block)을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 각 DRU의 각 반송파의 전력 수준은 독립적으로 제어되며, 시스템 성능을 향상시킨다.
도 9에 도시된 특정 단계들이 본 발명의 일 실시예에 의한 DAS에서 신호를 라우팅하는 특정 방법을 제공한다는 점을 이해하여야 한다. 상기 단계들의 다른 시퀀스도 역시 본 발명의 다른 실시예에 따라 실시될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기한 단계들이 다른 순서로 실시될 수 있다. 게다가, 도 9에 도시된 개별 단계들은, 그 각 단계에 적합한 다양한 순서로 실시될 수 있는 복수의 하부 단계들을 포함할 수 있다. 나아가, 추가적인 단계들이 특정 애플리케이션에 따라 추가되거나 제거될 수 있다. 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다양한 변형, 수정 및 대안들을 인식할 것이다.
본 발명의 일부 실시예에 의하면, 라우팅 테이블은 네트워크로 연결된 DAU를 구성하는데 사용된다. 로컬 라우팅 테이블은 다양한 출력에 대한 입력의 매핑(mapping)을 수립한다. 내부 통합 블록(Internal Merge Block)은, 외부 포트 및 피어 포트로부터의 입력이 동일한 데이터 스트림으로 통합될 필요가 있을 때, 다운링크 테이블에 대하여 사용된다. 유사하게, 통합 블록은, 랜 포트 및 피어 포트로부터의 입력이 동일한 데이터 스트림으로 통합될 필요가 있을 때, 업링크 테이블에서 사용된다.
상기 원격 라우팅 테이블은 다양한 출력에 대한 입력의 매핑을 수립한다. 내부 통합 블록(Internal Merge Block)은, 랜 포트 및 피어 포트로부터의 입력이 동일한 데이터 스트림으로 통합될 필요가 있을 때, 다운링크 테이블에 대하여 사용된다. 유사하게, 통합 블록은, 외부 포트 및 피어 포트로부터의 입력이 동일한 데이터 스트림으로 통합될 필요가 있을 때, 업링크 테이블에서 사용된다. 라우팅 테이블과 관련된 추가적인 설명은, 미국 특허 출원 공개 공보 제2013/0114963호에 개시되어 있으며, 그 전체를 참조에 의하여 본 출원에 편입시킨다.
예를 들어, 특정 DMU/DRU 또는 DMU/DRU의 그룹에 할당된 무선 자원(예를 들어, RF 반송파, LTE 자원 블록, CDMA 코드 또는 TDMA 시간 슬롯 등)의 양은, 필요한 용량이나 쓰루풋 목표 또는 무선 가입자 수요를 충족시키기 위하여 소프트웨어를 통해 설정될 수 있다. 본 발명의 애플리케이션은, 분산형 기지국, 분산형 기저 대역 유닛, 분산형 안테나 시스템, 분산형 리피터, 이동 통신 장비 및 무선 터미널, 이동식 무선 장치, 및 마이크로파 및 위성 통신과 같은 기타 무선 통신 시스템에 채용되기에 적합하다.
상기에서 기술된 사례들과 실시예들은 단지 예시를 위한 목적으로 기술된 것이며, 그에 비추어 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자들에게 다양한 수정 또는 변경이 제안될 수 있으며, 그들은 본 출원과 첨부된 특허청구범위의 기술 사상과 권리 범위내에 속한다는 점을 이해하여야 한다.
첨부 I은 본 명세서에서 사용된 용어와 약어의 설명이다.
첨부 I
용어의 설명
ACLR 인접 채널 누설율(Adjacent Channel Leakage Ratio)
ACPR 인접 채널 전력율(Adjacent Channel Power Ratio)
ADC 아날로그-디지털 변환기(Analog to Digital Converter)
AQDM 아날로그 직교 복조기(Analog Quadrature Demodulator)
AQM 아날로그 직교 변조기(Analog Quadrature Modulator)
AQDMC 아날로그 직교 복조 교정기(Analog Quadrature Demodulator Corrector)
AQMC 아날로그 직교 변조 교정기(Analog Quadrature Modulator Corrector)
BPF 대역 통과 필터(Bandpass Filter)
CDMA 코드 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access)
CFR 크래스트 요소 감소(Crest Factor Reduction)
DAC 디지털-아날로그 변조기(Digital to Analog Converter)
DET 검출기(Detector)
DHMPA 디지털 하이브리드 모드 전력 증폭기(Digital Hybrid Mode Power Amplifier)
DDC 디지털 다운 변환기(Digital Down Converter)
DNC 다운 변환기(Down Converter)
DPA 도허티 전력 증폭기(Doherty Power Amplifier)
DQDM 디지털 직교 복조기(Digital Quadrature Demodulator)
DQM 디지털 직교 변조기(Digital Quadrature Modulator)
DSP 디지털 신호 처리(Digital Signal Processing)
DUC 디지털 업 변환기(Digital Up Converter)
EER 포락선 제거 및 복원(Envelope Elimination and Restoration)
EF 포락선 추종(Envelope Following)
ET 포락선 추적(Envelope Tracking)
EVM 에러 벡터 진폭(Error Vector Magnitude)
FFLPA 피드포워드 선형 전력 증폭기(Feedforward Linear Power Amplifier)
FIR 유한 임펄스 응답(Finite Impulse Response)
FPGA 필드 프로그래머블 게이트 어레이(Field-Programmable Gate Array)
GSM 이동 통신용 글로벌 시스템(Global System for Mobile communications)
I-Q 동상/직교(In-phase / Quadrature)
IF 중간 주파수(Intermediate Frequency)
LINC 비선형 컴포넌트를 이용한 선형 증폭(Linear Amplification using Nonlinear Components)
LO 국지 발진기(Local Oscillator)
LPF 저역 통과 필터(Low Pass Filter)
MCPA 다중 반송파 전력 증폭기(Multi-Carrier Power Amplifier)
MDS 다방향성 검색(Multi-Directional Search)
OFDM 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)
PA 전력 증폭기(Power Amplifier)
PAPR 극대값 대비 평균 전력율(Peak-to-Average Power Ratio)
PD 디지털 기저대역 전치보상(Digital Baseband Predistortion)
PLL 위상 고정 루프(Phase Locked Loop)
QAM 직교 진폭 변조(Quadrature Amplitude Modulation)
QPSK 직교 위상 편이 변조(Quadrature Phase Shift Keying)
RF 무선 주파수(Radio Frequency)
RRH 원격 라디오 헤드(Remote Radio Head)
RRU 원격 라디오 헤드 유닛(Remote Radio Head Unit)
SAW 표면 탄성파 필터(Surface Acoustic Wave Filter)
UMTS 유니버설 이동 통신 시스템(Universal Mobile Telecommunications System)
UPC 업 변환기(Up Converter)
WCDMA 광대역 코드 분할 다중 접속(Wideband Code Division Multiple Access)
WLAN 무선 국지 영역 네트워크(Wireless Local Area Network)

Claims (20)

  1. 분산형 안테나 시스템(Distributed Antenna System)에서 신호를 라우팅(routing)하기 위한 시스템에 있어서,
    하나 또는 그 이상의 기저 대역 유닛(Base Band Unit: BBU) - 하나 또는 그 이상의 BBU의 각각은 하나 또는 그 이상의 디지털 출력을 포함함 -;
    상호 연결되어 있으며 서로간에 신호를 라우팅하도록 동작 가능한 복수의 디지털 멀티플렉서 유닛(Digital Multiplexer Unit: DMU) - 복수의 DMU의 각각은 하나 또는 그 이상의 BBU로부터의 하나 또는 그 이상의 디지털 입력을 수신하도록 동작 가능함 -; 및
    복수의 DMU와 연결되며, 복수의 DRU와 복수의 DMU 중 하나 또는 그 이상의 사이에서 신호를 전송하도록 동작 가능한 복수의 디지털 원격 유닛(Digital Remote Unit: DRU)
    을 포함하는 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    하나 또는 그 이상의 BBU의 각각은,
    하나 또는 그 이상의 디지털 출력을 출력하도록 동작 가능한 복수의 섹터 접속(sector connection)을 포함하는 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    복수의 섹터 접속의 각각은 광 출력을 포함하는 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    복수의 DMU의 각각은,
    복수의 BBU의 각각으로부터 디지털 신호를 수신하도록 동작 가능한 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    복수의 DMU는,
    이더넷 케이블(Ethernet cable), 광 섬유(Optical Fiber), 마이크로파 가시 링크(Microwave Line of Sight Link), 무선 링크(Wireless Link) 또는 위성 링크(Satellite Link) 중 적어도 하나를 통해, 서로간에 또한 복수의 DRU와 연결되는 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    DRU는 데이지 체인 구성(daisy chain configuration)으로 접속되는 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    DRU는 성상 구성(star configuration)으로 복수의 DMU와 접속되는 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    DMU는, 이더넷 케이블, 광 섬유, 마이크로파 가시 링크, 무선 링크 또는 위성 링크 중 적어도 하나를 통해, BBU와 접속되는 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    DRU는 복수의 DMU와 루프(loop)로 접속되는 시스템.
  10. 복수의 디지털 멀티플렉서 유닛(Digital Multiplexer Unit: DMU)와 복수의 디지털 원격 유닛(DRU: Digital Remote Unit)를 포함하는 분산형 안테나 시스템(Distributed Antenna System)에서 신호를 라우팅(routing)하는 방법에 있어서,
    복수의 DMU의 포트(port)에서, 하나 또는 그 이상의 기저 대역 유닛(Base Band Unit: BBU)의 섹터 포트(sector port)로부터 디지털 신호를 수신하는 단계;
    복수의 DMU 사이에서 디지털 신호를 라우팅하는 단계; 및
    복수의 DMU와 복수의 DRU 사이에서 디지털 신호를 전송하는 단계
    를 포함하는 신호 라우팅 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    DMU 사이에서 디지털 신호를 라우팅하는 단계는,
    라우팅 테이블(routing table)을 이용하는 단계를 포함하는 신호 라우팅 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    라우팅 테이블은 복수의 DMU와 연결된 서버에 제공되는 신호 라우팅 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    라우팅 테이블은 하나 또는 그 이상의 DRU에 제공되는 신호 라우팅 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    라우팅 테이블은 통합 블록(Merge Block)을 포함하는 신호 라우팅 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    각 DRU의 각 반송파의 전력 수준은 독립적으로 제어되는 신호 라우팅 방법.
  16. 제10항에 있어서,
    복수의 DMU 사이에서 디지털 신호를 라우팅하는 단계는,
    제1 BBU로부터 수신된 제1 디지털 신호와 제2 BBU로부터 수신된 제2 디지털 신호를 짜맞추는(collating) 단계; 및
    짜맞춤된 디지털 신호(collated digital signal)를 복수의 DRU의 어느 하나로 안내하는 단계
    를 포함하는 신호 라우팅 방법.
  17. 분산형 안테나 시스템(Distributed Antenna System: DAS)에 있어서,
    상호 연결되어 있으며 서로간에 신호를 라우팅하도록 동작 가능한 복수의 디지털 멀티플렉서 유닛(Digital Multiplexer Unit: DMU) - 복수의 DMU의 각각은 하나 또는 그 이상의 기저 대역 유닛(BBU)으로부터의 디지털 입력을 수신하도록 동작 가능한 복수의 디지털 입력 포트(digital input port)를 포함하되, 복수의 BBU의 각각은 복수의 디지털 출력 포트(digital output port)를 포함함. -;
    상호 연결되어 있으며 서로간에 신호를 라우팅하도록 동작 가능한 복수의 디지털 억세스 유닛(Digital Access Unit: DAU) - 복수의 DAU의 각각은 복수의 베이스 트랜시버 스테이션(base transceiver station: BTS) 중 하나 또는 그 이상으로부터의 아날로그 RF 입력을 수신하도록 동작 가능한 복수의 아날로그 입력 포트(analog input port)를 포함하되, 복수의 BTS의 각각은 복수의 아날로그 RF 출력 포트(analog RF output port)를 포함함. -; 및
    복수의 DMU와 연결되며, 복수의 DRU와 DMU 사이에서 신호를 전송하도록 동작 가능한 복수의 디지털 원격 유닛(Digital Remote Unit: DRU) - 복수의 DRU의 각각은 원격 안테나(remote antenna)를 포함함 -
    을 포함하는 분산형 안테나 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    각 DMU의 복수의 디지털 입력 포트의 각각은,
    복수의 BBU중 대응 BBU의 섹터와 연관되는 분산형 안테나 시스템.
  19. 제17항에 있어서,
    복수의 BTS의 각각의 복수의 아날로그 RF 출력 포트의 각각은,
    복수의 BTS 중 대응 BTS의 섹터와 연관되는 분산형 안테나 시스템.
  20. 제17항에 있어서,
    BBU 중 하나의 복수의 디지털 출력 포트 중 하나는,
    광 섬유를 사용하여 DMU의 복수의 디지털 입력 포트 중 하나에 접속되는 분산형 안테나 시스템.

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