KR100920894B1 - 무선 통신 시스템에서의 데이터 동기 방법, 이를 위한기지국, 메인 유닛, 및 리모트 유닛 - Google Patents

무선 통신 시스템에서의 데이터 동기 방법, 이를 위한기지국, 메인 유닛, 및 리모트 유닛 Download PDF

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Abstract

기지국과 단말간의 데이터 프레임 송수신에 있어서, 데이터 프레임의 시작점에 대한 동기화를 제공하는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서의 데이터 동기 방법은 메인 유닛(Main Unit)에서 리모트 유닛(Remote Unit)까지의 제1 데이터 지연 정보를 획득하는 단계; 제1 시간 정보에서 상기 제1 데이터 지연 정보를 감산하여 제2 시간 정보를 산출하는 단계; 상기 메인 유닛에서 상기 리모트 유닛까지의 데이터 경로에 상기 제2 시간 정보에 해당하는 데이터 지연 경로를 부가하는 단계; 및 상기 메인 유닛에서 상기 리모트 유닛으로 데이터 동기 신호보다 상기 제1 시간 정보만큼 선행하여 데이터를 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Figure R1020070141350
동기 신호, 기지국, 프레임

Description

무선 통신 시스템에서의 데이터 동기 방법, 이를 위한 기지국, 메인 유닛, 및 리모트 유닛{Method for Synchronizing Data in Wireless Communication System, Radio Access Station, Main Unit, and Remote Unit Supporting the Same}
본 발명은 무선 통신 시스템에서의 데이터 동기 방법, 이를 위한 기지국, 메인 유닛, 및 리모트 유닛에 관한 것으로서 보다 상세하게는 메인 유닛과 리모트 유닛으로 분리된 기지국에서의 데이터 동기 방법, 이를 위한 기지국, 메인 유닛, 및 리모트 유닛에 관한 것이다.
일반적으로, 기지국이 커버하는 가입자수에 비해 상대적으로 적은 가입자의 지역에서 일반 기지국을 설치하게 되면 낭비가 발생하게 되므로, 이러한 지역에서는 리모트 유닛(RU: Remote Unit)을 설치하여 상기와 같은 낭비 요인을 미연에 제거하게 된다. 여기서, 상기 RU와 RU를 제어하는 메인 유닛(MU: Main Unit)으로 구성된 기지국을 분리형 기지국이라 한다.
도 1은 일반적인 분리형 기지국을 나타낸 도면으로서, 상기 일반적인 분리형 기지국은 MU(102), RU(104,112), 상기 MU(102) 및 RU(104,112)를 연결하는 광 케이블 또는 동축 케이블 등의 연결선(106), 단말과 기지국간에 데이터 프레임(Data Frame)을 송수신하는 안테나(108) 및 기지국 시각 동기를 위한 GPS 안테나(110)를 포함한다.
MU(102)는 제어국(미도시)과 IP 통신을 하며, 트래픽 데이터, 기지국과 제어국에 관련된 제어 정보의 송수신 통로가 된다. 또한, 데이터의 MAC 및 PHY 신호 처리를 담당하고 RU(104)에 대해 디지털 I/Q 신호를 송수신한다.
RU(104)는 기저대역의 I/Q 신호가 입력되면 QPSK 또는 QAM 등의 변조기법을 사용하여 아날로그 IF 신호로 변환하고, RF 처리한다. 또한, 단말(미도시)로부터 안테나(108)를 통해 수신한 데이터를 RF 처리하고 복조하여 기저대역의 I/Q 신호로 분리한다.
그런데 IEEE 802.16 또는 WiMAX와 관련된 규격에서는 단말과 기지국간에 다운링크 프레임과 업링크 프레임 신호를 송수신하는 경우, GPS 안테나(110)를 통해 수신한 1PPS(1 Pulse Per Second)의 동기 신호와 다운링크 프레임의 시작점이 안테나(108)에서 동기화될 것을 요구한다.
그러나, MU(102) 및 RU(104)에 포함된 각 구성요소들이 다운링크 프레임에 대한 신호 처리시 지연 요소로 작용하고, 분리형 기지국에서 MU(102) 및 RU(104)의 연결 거리가 길 경우 연결선(106)을 통한 연결 지연 요소가 발생하여 동기화를 저해하는 문제점이 있었다.
또한, 각종 신호의 타이밍 조절로 동기를 맞추더라도, 새로운 RU(112)를 데이지 체인(Daisy Chain) 형태로 증설하게 되는 경우, 새로 증설한 RU(112)에 대해 다시 MU(102)에서 타이밍을 조절해야 하거나, 새로 증설한 RU(112)와 기존의 RU(104)가 MU(102)까지의 거리에 대해 서로 큰 차이를 보일 경우, 동기화 방법이 명확하지 않다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기지국과 단말간의 데이터 프레임 송수신에 있어서, 데이터 프레임의 시작점에 대한 동기화를 제공하는 무선 통신 시스템에서의 데이터 동기 방법, 이를 위한 기지국, 메인 유닛, 및 리모트 유닛을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 새로 증설되는 리모트 유닛에 대해 데이터 프레임의 시작점에 대한 동기화를 제공하는 무선 통신 시스템에서의 데이터 동기 방법, 이를 위한 기지국, 메인 유닛, 및 리모트 유닛을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 무선 통신 시스템에서의 데이터 동기 방법은 메인 유닛(Main Unit)에서 리모트 유닛(Remote Unit)까지의 제1 데이터 지연 정보를 획득하는 단계; 제1 시간 정보에서 상기 제1 데이터 지연 정보를 감산하여 제2 시간 정보를 산출하는 단계; 상기 메인 유닛에서 상기 리모트 유닛까지의 데이터 경로에 상기 제2 시간 정보에 해당하는 데이터 지연 경로를 부가하는 단계; 및 상기 메인 유닛에서 상기 리모트 유닛으로 데이터 동기 신호보다 상기 제1 시간 정보만큼 선행하여 데이터를 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 기지국은 리모트 유닛까지의 제1 데이터 지연 정보를 획득하고, 제1 시간 정보에서 상기 제1 데이터 지연 정보를 감산하여 제2 시간 정보를 산출하고, 상기 리모트 유닛으로 데이터 동기 신호보다 상기 제1 시간 정보만큼 선행하여 데이터를 송신하는 메인 유닛; 및 상기 메인 유닛으로부터 상기 데이터를 수신하고, 데이터 경로에 상기 제2 시간 정보에 해당하는 데이터 지연 경로를 부가하는 리모트 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 메인 유닛은 리모트 유닛으로의 전송 경로에서 발생하는 제1 데이터 지연 정보를 획득하고, 제1 시간 정보에서 상기 제1 데이터 지연 정보를 감산하여 제2 시간 정보를 생성하는 지연 정보 생성부; 상기 리모트 유닛에 상기 제2 시간 정보에 해당하는 데이터 지연 경로를 추가할 것을 요청하는 기지국 제어부; 및 데이터를 상기 데이터 동기 신호보다 상기 제1 시간 정보만큼 선행하여 상기 리모트 유닛으로 전송하는 디지털 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 리모트 유닛은 메인 유닛으로부터 데이터 동기 신호보다 제1 사간 정보만큼 선행하여 전송된 데이터를 수신하는 인터페이스 보드; 및 상기 메인 유닛의 제2 시간 정보에 해당하는 데이터 지연 경로의 추가 요청에 상응하여 데이터 경로에 상기 데이터 지연 경로를 추가하는 지연 경로 생성부를 포함하되, 상기 제2 시간 정보는 상기 제1 시간 정보에서 상기 메인 유닛으로의 전송 경로에서 발생하는 제1 데이터 지연 정보를 감산하여 생성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 데이터 프레임을 동기 신호보다 선행하여 전송하고 리모트 유닛에서 데이터 프레임 지연 경로를 추가함으로써, 메인 유닛에서 리모트 유닛까지의 데이터 프레임 지연 요소에 상관없이 데이터 프레임의 시작점에 대한 동기화를 제공하는 무선 통신 시스템에서의 데이터 동기 방법, 이를 위한 기지국, 메인 유닛, 및 리모트 유닛을 구현할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 새롭게 증설되는 리모트 유닛에 대해 메인 유닛의 데이터 프레임의 동기화를 위한 새로운 타이밍 조절 없이 상기 리모트 유닛에서 독립적으로 데이터 프레임 지연 경로를 추가함으로써, 새로이 증설된 리모트 유닛에서 데이터 프레임의 시작점에 대한 동기화를 제공하는 무선 통신 시스템에서의 데이터 동기 방법, 이를 위한 기지국, 메인 유닛, 및 리모트 유닛을 구현할 수 있는 다른 효과가 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분리형 기지국을 나타낸 도면으로서, 상기 분리형 기지국(Radio Access Station)은 메인 유닛(Main Unit: 202), 리모트 유닛(Remote Unit: 216), 상기 메인 유닛(202: 이하 'MU'라 한다) 및 리모트 유닛(216: 이하 'RU'라 한다)을 연결하는 광 케이블 또는 동축 케이블 등의 연결선(226), 단말(미도시)과 RU(216)간에 데이터 프레임(Data Frame)을 송수신하는 안테나(228), 및 GPS 안테나(230)를 포함한다.
MU(202)는 클럭부(204), 제어국 인터페이스부(206), 기지국 제어부(208), 디 지털 처리부(210), 제1 인터페이스 보드(212), 및 지연 정보 생성부(214)를 포함한다. 클럭부(204)는 GPS로부터 기준 신호를 받아 분리형 기지국의 각 구성요소에 필요한 클럭(Clock)을 생성하여 제공함으로써, 단말과 분리형 기지국간에 송수신되는 데이터 프레임을 동기화한다.
제어국 인터페이스부(206)는 제어국(미도시)과 IP 통신을 하며, 트래픽 데이터, 및 기지국과 제어국에 관련된 제어 정보의 송수신 통로가 된다.
기지국 제어부(208)는 기지국 컨트롤러로서 기지국의 제어 및 상태 관리, 및 기지국의 호 처리 등의 기능을 수행한다.
일 실시예에 있어서, 상기 기지국 제어부(208)와 클럭부(204)는 합쳐진 형태로서 기지국의 내부 구성요소에 대한 제어, 자원 할당, 호 처리, 기지국 관리(RAS Management), 또는 제어국 인터페이싱 등 기지국의 전반적인 동작을 제어하는 프로세서인 RMP(RAS Management Processor)를 포함하는 메인 컨트롤 및 클록 유니트(Main Control and Clock Unit: MCCU)일 수 있다.
기지국 제어부(208)는 데이터의 다운링크(Downlink) 및 업링크(Uplink) 프레임과 GPS 안테나(230)를 통해 수신한 1PPS(1 Pulse Per Second)의 동기 신호를 안테나(228)에서 동기화시키기 위해, 디지털 처리부(210), 제1 인터페이스 보드(212), 및 RU(216)로부터 데이터 지연 정보를 수집한다.
또한, 기지국 제어부(208)는 데이터 프레임이 동기 신호보다 어느 정도의 시간만큼 먼저 전송되는 가에 대한 정보인 선행 시간(Time Advance)을 디지털 처리부(210)로부터 수집하여 지연 정보 생성부(214)로 전달한다.
여기서, 상기 지연 정보 및 선행 시간은 기지국의 시스템 초기화 또는 기지국의 유지보수절차에서 기지국 제어부(208)가 전송한 명령에 의해 수집될 수 있다.
또한, 기지국 제어부(208)는 RU(216)에서 데이터 프레임을 지연시키기 위해 지연 정보 생성부(214)에서 생성한 지연 시간 정보를 RU(216)의 지연 경로 생성부(224)로 전송한다.
디지털 처리부(210)는 데이터 프레임의 MAC 및 PHY 신호 처리를 담당하고 기저대역 디지털 I/Q 신호를 송수신한다. 일 실시예에 있어서, 상기 디지털 처리부(210)는 MAC/PHY 모뎀(Modem)을 처리하는 블럭으로서, 데이터 랜덤화, 컨벌루션/컨벌루션-터보 채널 코딩/디코딩, 인터리빙(Interleaving), FUSC/PUSC에 대한 서브채널 할당 등의 기능을 수행하는 DCCU(Digital Channel Card Unit)일 수 있다.
디지털 처리부(210)는 기지국의 시스템 초기화 또는 기지국의 유지보수절차에서 기지국 제어부(208)가 전송한 명령에 의해 디지털 처리부(210)에서의 데이터 처리 지연 시간 및 데이터 프레임을 동기 신호보다 어느 정도의 시간만큼 먼저 전송하는지에 대한 정보인 선행 시간을 기지국 제어부(208)로 전송한다.
또한, 디지털 처리부(210)는 RU(216)를 통해 단말로 전달되는 다운링크 프레임을 데이터 프레임의 동기 신호(1PPS)보다 선행 시간 이전에 전송한다.
제1 인터페이스 보드(212)는 제2 인터페이스 보드(218)와 함께 주로 기저대역에서 데이터의 디지털 처리를 담당하는 MU(202)와 RF대역에서 데이터의 아날로그 RF 처리를 담당하는 RU(216)사이에서 송수신 정보의 정합을 위해 사용된다. 일 실시예에 있어서, 상기 제1 인터페이스 보드(212)는 CPRI(Common Public Radio Interface) 규격에 의해 구현될 수 있다.
또한, 제1 인터페이스 보드(212)는 기지국의 시스템 초기화 또는 기지국의 유지보수절차에서 기지국 제어부(208)가 전송한 명령에 의해 상기 제1 인터페이스 보드(212)에서의 데이터 처리 지연 정보, 상기 MU(202)와 상기 RU(216)의 연결선에서 발생하는 연결 지연 정보를 수집하여 기지국 제어부(208)로 전송한다. 또한 기지국 제어부(208)로부터 디지털 처리부(210)에서의 데이터 처리 지연시간을 받아 기지국 동기신호인 1PPS를 RU(216)으로 보내기 위하여 싣는데 활용한다.
지연 정보 생성부(214)는 기지국의 시스템 초기화 또는 기지국의 유지보수절차에서 기지국 제어부(208)에 보고된 디지털 처리부(210), 제1 인터페이스 보드(212), 및 RU(216)에서의 데이터 처리 지연 정보와 MU(202)와 RU(216)의 연결선에서 발생하는 연결 지연 정보, 및 다운링크 프레임이 동기 신호보다 어느 정도의 시간만큼 먼저 전송되는 가에 대한 선행 시간 정보를 획득한다.
여기서, 상기 RU(216)에서의 데이터 처리 지연 정보는 제2 인터페이스 보드(218)에서의 데이터 처리 지연 시간, 변복조부(220)에서의 변복조 과정에서 발생하는 데이터 처리 지연 시간, 및 RF 처리부(222)에서의 RF(Radio Frequency) 처리 과정에서 발생하는 데이터 처리 지연 시간을 포함한다.
지연 정보 생성부(214)는 상기 지연 정보 및 선행 시간 정보를 통해 RU(216)에서 데이터 프레임을 지연시키기 위한 지연 경로에 해당하는 시간 정보를 생성한다.
이하, 다운링크 데이터 프레임에 대한 디지털 처리부(210), 제1 인터페이스 보드(212), 및 RU(216)에서의 데이터 처리 지연 시간을 각각 Td_dd, Td_bd, Td_rd라 하고, 업링크 데이터 프레임에 대한 디지털 처리부(210), 제1 인터페이스 보드(212), 및 RU(216)에서의 데이터 처리 지연 시간을 각각 Td_du, Td_bu, Td_ru라 하겠다.
또한, MU(202)와 RU(216)의 연결선에서 발생하는 연결 지연 정보를 Td_opt라하고, 선행 시간을 Tadv라 하겠다. 그리고, 상기 RU(216)에서 데이터 프레임을 지연시키기 위한 지연 경로에 해당하는 시간 정보를 다운링크 프레임의 경우 Tdd, 및 업링크 프레임의 경우 Tdu라 하겠다.
지연 정보 생성부(214)가 생성하는 Tdd 및 Tdu는 하기 <수학식 1>에 의해 산출된다.
Tdd = Tadv - (Td_dd + Td_bd + Td_opt + Td_rd);
Tdu = Tadv - (Td_du + Td_bu + Td_opt + Td_ru);
또한, 지연 정보 생성부(214)는 상기 Tdd 및 Tdu에 대한 정보를 기지국 제어부(208)를 거쳐 RU(216)의 지연 경로 생성부(224)로 전송하여, RU(216)에서 Tdd 및 Tdu에 해당하는 데이터 지연 경로가 생성되게 한다.
상술한 실시예에서는 상기 지연 정보 생성부(214)는 상기 기지국 제어부(208)와 분리된 것으로 설명하였으나, 변형된 실시예에서는 상기 지연 정보 생성부(214)는 상기 기지국 제어부(208) 또는 제1 인터페이스 보드(212)에 포함된 형태로 구현될 수 있다.
RU(216)는 제2 인터페이스 보드(218), 변복조부(220), RF 처리부(222), 지연 경로 생성부(224)를 포함한다. 일 실시예에 있어서, 상기 RU(216)는 리모트 라디오 헤드(Remote Radio Head: RRH) 또는 광 중계기(Remote Optic Unit: ROU)일 수 있다.
제2 인터페이스 보드(218)는 제1 인터페이스 보드(212)와 함께 MU(202)와 RU(216)사이에서 송수신 정보의 정합을 위해 사용된다. 일 실시예에 있어서, 상기 제2 인터페이스 보드(218)는 CPRI 규격에 의해 구현될 수 있다.
또한, 제2 인터페이스 보드(218)는 기지국의 시스템 초기화 또는 기지국의 유지보수절차에서 상기 제2 인터페이스 보드(218), 변복조부(220), 및 RF 처리부(222)에서의 데이터 처리 지연 정보를 수집하여 MU(202)의 기지국 제어부(208)에 보고한다.
변복조부(220)는 하향경로(Down Link, DL)에 대해서는 디지털 기저대역의 I/Q 신호가 입력되면 QPSK 또는 QAM 등의 변조기법을 사용하여 아날로그 IF 신호로 변환하고, 상향경로(Up Link, UL)에 대해서는 아날로그 IF 신호가 입력되면 복조하여 디지털 기저대역의 I/Q 신호로 분리한다.
RF 처리부(120)는 하향경로에 대해서는 IF(Intermediate Frequency) 신호를 RF 신호로 변환하여 고출력 증폭하거나, 상향경로에 대해서는 RF 신호를 저잡음 증폭하고, IF 신호로 변환함으로써 안테나(124)를 통해 단말과 데이터를 송수신할 수 있게 한다.
지연 경로 생성부(224)는 지연 정보 생성부(214)에서 산출된 Tdd 및 Tdu를 기지국 제어부(208)를 통해 수신하고 RU(216)에 Tdd 및 Tdu에 해당하는 데이터 지 연 경로를 생성한다.
지연 경로 생성부(224)에 의해 생성되는 데이터 지연 경로는 디지털 처리부(210)에서 동기 신호보다 Tadv 이전에 전송된 다운링크 프레임을 Tdd 만큼 지연 시켜, 최종적으로 안테나(228)에서 다운링크 프레임과 업링크 프레임이 GPS 안테나(230)를 통해 수신한 1PPS와 동기화되게 한다. 업링크 프레임의 경우 상기 데이터 지연 경로에 의해 Tdu 만큼 지연되게 된다.
이하, 도 3a 및 도 3b를 통해 지연 경로 생성부(224)에 의한 데이터 프레임의 동기화 과정을 설명하겠다.
도 3a는 일반적인 데이터 프레임의 전송 시 발생하는 지연 정보를 나타내는 도면으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 프레임의 동기화 과정과 비교하기 위한 것이다.
도 3a는 데이터 프레임이 Tadv의 선행 시간을 가지지 않으며, RU(216)는 지연 경로 생성부(224)에 의해 생성되는 데이터 지연 경로를 포함하지 않은 일반적인 경우에, MU, 연결선 및 RU에서 지연되는 과정을 나타낸다.
먼저, GPS 안테나(230)를 통해 수신한 1PPS 신호를 기준으로 동기 신호(302a)가 발생하고, MU(202)의 디지털 처리부(210)에서 다운링크 프레임에 대한 전송을 시작한다. 여기서, 데이터 프레임은 시분할 듀플렉스(Time Division Duflexing: TDD) 방식으로 전송되며, 다운링크 프레임과 업링크 프레임 구간으로 구분된다. 도 3a에서 점선으로 표시된 업링크 프레임(326a)은 다운링크 프레임의 전송 타이밍과 비교하기 위하여 다운링크 프레임과 같이 표시된 것이다.
한편, 상기 하향링크 구간과 상향링크 구간 사이에는 TTG(Transmit/Receive Transition Gap: 322a), RTG(Receive/Transmit Transition Gap: 324a)라는 시간 가드 영역(Guard Region)이 존재한다.
데이터 처리부(210)에서 전송 초기의 다운링크 프레임(304a)은 동기 신호(302a)와 동기화되어 있으나, 데이터 처리부(210)와 제1 인터페이스 보드(212)를 거친 다운링크 프레임(306a)은 제1 인터페이스 보드(212)의 종단에서 동기 신호(302a)에 비해 해당 데이터 처리 지연 시간(=Td_dd+Td_bd)만큼 지연되게 된다.
그리고, MU(202)와 RU(216) 간의 광 케이블 또는 동축 케이블 등의 연결선(226)을 거친 다운링크 프레임(308a)은 해당 연결 지연 시간(Td_opt) 만큼 더 지연되게 된다.
그리고, RU(216)의 안테나(228)에서 다운링크 프레임(310a)은 제2 인터페이스 보드(218), 변복조기(220), 및 RF 처리부(222)를 거치면서 해당 데이터 처리 지연 시간(Td_rd) 만큼 더 지연되게 된다.
결국, 안테나(228)에서 다운링크 프레임(310a)은 전송 초기의 다운링크 프레임(304a)에 비해 상기 지연 시간들 모두를 더한 시간만큼(=Td_dd + Td_bd + Td_opt + Td_rd) 지연되게 되는데, 이러한 지연 시간들은 안테나(228)에서 다운링크 프레임의 시작점에 대한 동기화 규격을 벗어나게 하고, 동기 신호(302a)와 과도한 차이를 보일 경우, 타 시스템과의 인터피어런스(Interference)를 야기시키거나 핸드오버(Handover)에 장애를 야기한다.
또한, MU(202)로부터 RU(216)의 제2 인터페이스 보드(218)까지 전송된 동기 신호(312a)는 전송 초기의 동기 신호(302a)에 비해 Td_1pps만큼 지연된다.
전술한 타이밍을 가지는 다운링크 프레임 후에 전송되는 업링크 프레임에 대해 이하 설명한다. 단말의 전송 타이밍은 기지국의 수신 타이밍과 동일하다는 가정으로 설명한다. 전송 초기의 업링크 프레임(314a)에 비해 RF 처리부(222), 변복조기(220), 및 제2 인터페이스 보드(218)를 거친 업링크 프레임(316a)의 경우 해당 데이터 처리 지연 시간(Td_ru)만큼 지연된다.
그리고, MU(202)와 RU(216) 간의 연결선을 거친 업링크 프레임(318a)은 해당 연결 지연 시간(Td_opt) 만큼 더 지연되게 된다.
그리고, MU(202)의 업링크 프레임(320a)은 제1 인터페이스 보드(212), 디지털 처리부(210)를 거치면서 해당 데이터 처리 지연 시간(=Td_bu+Td_du) 만큼 더 지연되게 된다. 결국, 전송 초기의 업링크 프레임(314a)에 비해 상기 지연 시간들을 모두 더한 시간만큼(=Td_du + Td_bu + Td_opt + Td_ru) 지연되게 된다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따라, 데이터 프레임은 Tadv의 선행 시간을 가지며, RU(216)는 지연 경로 생성부(224)에 의해 생성되는 데이터 지연 경로를 포함하는 경우에, MU(202) 및 RU(216)를 거치는 데이터 프레임의 동기화 과정을 나타낸다.
먼저, GPS 안테나(230)를 통해 수신한 1PPS 신호를 기준으로 동기 신호(302b)가 발생하고, MU(202)의 디지털 처리부(210)에서 다운링크 프레임에 대한 전송을 시작한다. 여기서, 전송 초기의 데이터 프레임(304b)은 동기 신호(302b)보다 Tadv의 선행 시간을 가지고 전송되기 시작한다.
데이터 처리부(210)와 제1 인터페이스 보드(212)를 거친 다운링크 프레임(306b)은 제1 인터페이스 보드(212)의 종단에서 전송 초기의 데이터 프레임(304b)에 비해 해당 데이터 처리 지연 시간(=Td_dd + Td_bd)만큼 지연되게 된다.
그리고, MU(202)와 RU(216) 간의 광 케이블 또는 동축 케이블 등의 연결선(226)을 거친 다운링크 프레임(308b)은 해당 연결 지연 시간(Td_opt) 만큼 더 지연되게 된다.
그리고, RU(216)의 지연 경로 생성부(224)에서 생성된 지연 경로를 거친 다운링크 프레임(310b)은 상기 새롭게 생성된 지연 경로에 해당하는 시간(Tdd)만큼 더 지연되게 된다.
그리고, RU(216)의 안테나(228)에서 다운링크 프레임(312b)은 제2 인터페이스 보드(218), 변복조기(220), 및 RF 처리부(222)를 거치면서 해당 데이터 처리 지연 시간(Td_rd) 만큼 더 지연되게 된다. 여기서, 상기 제2 인터페이스 보드(218)에서 발생하는 지연 시간은 다운링크 프레임이 상기 새롭게 생성된 지연 경로를 거치기 전에 발생할 수 있으나, 설명의 편의를 위해 변복조기(220), 및 RF 처리부(222)에서 발생하는 지연 시간과 같이 설명한다.
결국, RU의 안테나(228)에서 다운링크 프레임(312b)은 전송 초기의 데이터 프레임(304b)비해 상기 지연 시간들을 모두 더한 시간만큼(=Td_dd + Td_bd + Td_opt + Tdd + Td_rd) 지연되게 되고, 동기 신호(302b)와 상기 다운링크 프레임(312b)의 시작점은 정확히 동기화된다.
또한, MU(202)에서 제2 인터페이스 보드(218)까지 전송된 동기 신호(314b)는 전송 초기의 동기 신호(302b)에 비해 Td_1pps만큼 지연된다.
또한, MU(202)의 제1인터페이스 보드(212)에서는 입력되는 다운링크 프레임과 동기를 맞춰서 1PPS를 싣음으로써 RU(216)의 입력단 또는 제2인터페이스 보드(218)단에서 복원되는 1PPS(314b)는 다운링크 프레임과 동기를 이룬다.
일 실시예에 있어서, 상기 MU(202)에서 RU(216)로 1PPS(314b)와 같은 동기 신호를 전송하는 경우, MU(202)와 RU(216)간에서 발생하는 상기 데이터와 상기 동기 신호간의 타임 오프셋(Time Offset)을 없애기 위하여, 상기 데이터 프레임뿐만 아니라 동기 신호(314b)도 Tadv의 선행 시간을 이용하여 전송하고, RU(216)에서 새롭게 생성된 지연 경로를 통해 지연시킬 수 있다.
전술한 타이밍을 가지는 다운링크 프레임 후에 전송되는 업링크 프레임에 대해 이하 설명한다.
상기 다운링크 프레임(312b)이 정확히 동기화되므로, 안테나(228)에서, 업링크 프레임(316b)의 시작점은 레인징(Ranging)을 통하여 목적하는 시간에 맞추어 진다.
전송 초기의 업링크 프레임(316b)에 비해 RF 처리부(222), 변복조기(220), 및 제2 인터페이스 보드(218)를 거친 업링크 프레임(318b)은 해당 데이터 처리 지연 시간(Td_ru)만큼 지연된다.
그리고, RU(216)의 지연 경로 생성부(224)에서 생성된 지연 경로를 거친 업링크 프레임(320b)은 상기 새롭게 생성된 지연 경로에 해당하는 시간(Tdu)만큼 더 지연되게 된다.
그리고, MU(202)와 RU(216) 간의 연결선을 거친 업링크 프레임(322b)은 해당 연결 지연 시간(Td_opt) 만큼 더 지연되게 된다.
그리고, MU(202)의 업링크 프레임(324b)은 제1 인터페이스 보드(212), 디지털 처리부(210)를 거치면서 해당 데이터 처리 지연 시간(=Td_bu+Td_du) 만큼 더 지연되게 된다. 결국, 전송 초기의 업링크 프레임(316b)에 비해 상기 지연 시간들을 모두 더한 시간만큼(=Td_du + Tdu + Td_bu + Td_opt + Td_ru) 지연되게 된다.
따라서, 다운링크 데이터 프레임은 상술한 과정에 따라 Tadv의 선행 시간을 가지고, RU(216)에서 새롭게 생성된 지연 경로에 의해 지연됨으로써 동기화될 수 있다. 또한 업링크 데이터 프레임도 상술한 과정에 따라 Tadv만큼의 지연 시간을 가지고 디지털 처리부(210)에 동기화되어 입력된다.
그리고, 데이지 체인(Daisy Chain) 또는 스타(Star) 형태로 새로운 RU가 증설될 경우, 본 발명에 따른 동기화 방법은 새롭게 증설된 RU에서만 동기화를 위해 지연 시간을 조절하면 된다는 장점을 가지며, 이하 도 4를 통해 설명하겠다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 2×2의 데이지 체인 및 스타 형태로 RU가 증설된 경우의 분리형 기지국을 나타낸 도면이다.
분리형 기지국은 MU(402), RU(1,1)(406), R(1,2)(408), RU(2,1)(410), 및 R(2,2)(412)를 포함한다. 이하, 설명의 편의를 위해 MU(402), RU(1,1)(406), R(1,2)(408), RU(2,1)(410), 및 RU(2,2)(412)는 도 2의 MU(202) 또는 RU(216)와 같은 구성요소를 가지며, 도 3b에 나타난 지연 정보들을 가진 것으로 설명하겠다.
도시된 바와 같이, RU(1,1)(406)의 지연 경로 생성부(미도시)에서 생성되는 지연 경로(414a, 414b)에 의해 다운링크 프레임은 Tdd(1,1)의 지연 시간만큼 더 지연되게 되며, 업링크 프레임의 경우 Tdu(1,1)의 지연 시간만큼 더 지연 되게 된다.
그리고, RU(1,2)(408)의 경우 RU(1,1)(406)의 지연 경로 생성부(미도시)에서 생성되는 지연 경로(416a, 416b)에 의해 다운링크 프레임은 Tdd(1,2)의 지연 시간 만큼 더 지연되게 되며, 업링크 프레임의 경우 Tdu(1,2)의 지연 시간만큼 더 지연되게 된다.
여기서, Tdd(1,1)와 Tdd(1,2)는 서로 다른 값을 가질 수 있으며, MU(402)의 지연 정보 생성부(미도시)에서 산출되는 값이다. Tdu(1,1)와 경우 Tdu(1,2)의 경우도 마찬가지이다.
또한, MU(402)와 RU(1,1)(406)의 연결선에 의해 발생하는 연결 지연 시간인 Td_opt(1,1)(418)는 MU(402)와 RU(1,2)(408)의 연결선에 의해 발생하는 연결 지연 시간인 Td_opt(1,2)(420)와 다른 값을 가질 수 있으며, MU(402)의 제1 인터페이스 보드(404)에 의해 각각 수집된다.
일 예로, RU(1,2)(408)가 새롭게 증설되는 경우, RU(1,2)(408)에서 데이터 프레임의 동기화를 위한 과정을 도 4 및 도 3b를 참조하여 이하 설명한다.
RU(1,2)(408)가 MU(402)에 새롭게 접속되면, MU(402)의 기지국 제어부(미도시)는 시스템 초기화 또는 유지보수절차에서 명령을 전송하여 RU(1,2)(408)의 제2 인터페이스 보드(미도시), 변복조기(미도시), 및 RF 처리부(미도시)를 거치면서 발생하는 다운링크 데이터 처리 지연 시간인 Td_rd(1,2) 및 업링크 데이터 처리 지연 시간인 Td_ru(1,2)를 수집한다.
또한, 기지국 제어부는 제1 인터페이스 보드(404)에서 생성한 Td_opt(1,2)(420)를 수집하고, MU(402)의 지연 정보 생성부(미도시)는 하기 <수학식 2>에 따라 Tdd(1,2) 및 Tdu(1,2)를 산출한다.
Tdd(1,2) = Tadv - (Td_dd + Td_bd + Td_opt(1,1) + Td_opt(1,2) + Td_rd(1,2));
Tdu(1,2) = Tadv - (Td_du + Td_bu + Td_opt(1,1) + Td_opt(1,2) + Td_ru(1,2));
여기서 Td_opt(1,1)에는 RU(1,1)에서의 데이지 체인에서의 지연시간을 포함한다.
그리고, 기지국 제어부는 상기 산출된 지연 시간을 RU(1,2)(408)에 전달하고 RU(1,2)(408)의 지연 경로 생성부(미도시)는 Tdd(1,2) 또는 Tdu(1,2)에 해당하는 지연 경로(416a,416b)를 새롭게 생성한다.
RU(2,1) 및 RU(2,2)가 증설되는 경우에도 동일한 과정을 거쳐 새롭게 해당 지연 경로를 생성하게 되므로, 이에 대한 설명은 생략한다.
따라서, 새롭게 RU(1,2)(408)가 증설되더라도, MU(402)는 데이터 프레임을 새로운 타이밍 조절 없이 동기 신호보다 Tadv 이전에 전송하기만 하면, RU(1,2)(408)에서 생성된 지연 경로(416a,416b)에 의해 동기화가 이루어지게 된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서의 데이터 동기 방법을 나타낸 순서도이다.
먼저, MU에서 RU까지의 제1 데이터 지연 정보를 획득한다(S502). 여기서, 상 기 제1 데이터 지연 정보는 상기 MU 및 RU에서의 데이터 처리 지연 정보와 상기 MU와 상기 RU의 연결선에서 발생하는 연결 지연 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 데이터 지연 정보는 MU에서 RU까지의 전송 경로에서 업링크 프레임 또는 다운링크 프레임에 대한 지연 정보일 수 있다.
일 실시예에 있어서, RU는 리모트 라디오 헤드 또는 광 중계기일 수 있다. 또한, RU는 데이지 체인 또는 스타 형태로 MU에 접속될 수 있다.
다음으로, 제1 시간 정보에서 제1 데이터 지연 정보를 감산하여 제2 시간 정보를 산출한다(S506). 일 실시예 있어서, 상기 제1 시간 정보 또는 상기 제1 데이터 지연 정보는 MU의 초기화 또는 유지보수절차에서 측정되어 MU로 전송될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 시간 정보는 상기 MU의 메인 컨트롤 및 클록 유니트 또는 CPRI 보드에서 산출될 수 있다.
다음으로, RU에 제2 시간 정보에 해당하는 데이터 지연 경로를 부가한다(S508).
다음으로, MU에서 RU로 데이터 동기 신호보다 제1 시간 정보 이전에 데이터를 송신한다(S510).
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 일반적인 분리형 기지국을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분리형 기지국을 나타낸 도면.
도 3a 및 도 3b는 데이터 프레임의 지연 및 동기화 과정을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 2×2의 데이지 체인 및 스타 형태로 리모트 유닛이 증설된 경우의 분리형 기지국을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서의 데이터 동기 방법을 나타낸 순서도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
202: 메인 유닛 204: 클럭부
206: 제어국 인터페이스부 208: 기지국 제어부
210: 디지털 처리부 212: 제1 인터페이스 보드
214: 지연 정보 생성부 216: 리모트 유닛
218: 제1 인터페이스 보드 220: 변복조부
222: RF 처리부 224: 지연 경로 생성부
226: 연결선 228: 안테나
230: GPS 안테나

Claims (25)

  1. 메인 유닛(Main Unit)에서 리모트 유닛(Remote Unit)까지의 제1 데이터 지연 정보를 획득하는 단계;
    제1 시간 정보에서 상기 제1 데이터 지연 정보를 감산하여 제2 시간 정보를 산출하는 단계;
    상기 메인 유닛에서 상기 리모트 유닛까지의 데이터 경로에 상기 제2 시간 정보에 해당하는 데이터 지연 경로를 부가하는 단계; 및
    상기 메인 유닛에서 상기 리모트 유닛으로 데이터 동기 신호보다 상기 제1 시간 정보만큼 선행하여 데이터를 송신하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 데이터 동기 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 지연 경로는 상기 리모트 유닛의 데이터 경로에 부가되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 데이터 동기 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 동기 신호는 상기 메인 유닛에서 상기 리모트 유닛으로 상기 제1 시간 정보만큼 선행되어 전송되되, 상기 데이터 지연 경로를 통해 지연되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 데이터 동기 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 데이터 지연 정보는 상기 메인 유닛 및 상기 리모트 유닛에서의 데이터 처리 지연 정보와 상기 메인 유닛과 상기 리모트 유닛의 연결선에서 발생하는 연결 지연 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 데이터 동기 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 시간 정보는 상기 메인 유닛의 메인 컨트롤 및 클록 유니트(Main Control and Clock Unit) 또는 CPRI(Common Public Radio Interface) 보드에서 산출되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 데이터 동기 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 시간 정보 또는 상기 제1 데이터 지연 정보는 상기 메인 유닛의 초기화 또는 유지보수절차에서 측정되어 상기 메인 유닛으로 전송되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 데이터 동기 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 리모트 유닛은 리모트 라디오 헤드(Remote Radio Head) 또는 광 중계기(Remote Optic Unit)인 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 데이터 동기 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 리모트 유닛은 데이지 체인(Daisy Chain) 또는 스타(Star) 형태로 상기 메인 유닛에 접속되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 데이터 동기 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 데이터 지연 정보는 상기 메인 유닛에서 상기 리모트 유닛까지의 전송 경로에서 업링크 데이터 또는 다운링크 데이터에 대한 지연 정보인 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 데이터 동기 방법.
  10. 리모트 유닛까지의 제1 데이터 지연 정보를 획득하고, 제1 시간 정보에서 상기 제1 데이터 지연 정보를 감산하여 제2 시간 정보를 산출하고, 상기 리모트 유닛으로 데이터 동기 신호보다 상기 제1 시간 정보만큼 선행하여 데이터를 송신하는 메인 유닛; 및
    상기 메인 유닛으로부터 상기 데이터를 수신하고, 데이터 경로에 상기 제2 시간 정보에 해당하는 데이터 지연 경로를 부가하는 리모트 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 메인 유닛은 상기 데이터 동기 신호를 상기 리모트 유닛으로 상기 제1 시간 정보만큼 선행하여 전송하되, 상기 선행되어 전송된 데이터 동기 신호는 상기 데이터 지연 경로를 통해 지연되는 것을 특징으로 하는 기지국.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제1 데이터 지연 정보는 상기 메인 유닛 및 상기 리모트 유닛에서의 데이터 처리 지연 정보와 상기 메인 유닛과 상기 리모트 유닛의 연결선에서 발생하는 연결 지연 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제2 시간 정보는 상기 메인 유닛의 메인 컨트롤 및 클록 유니트 또는 CPRI 보드에서 산출되는 것을 특징으로 하는 기지국.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 제1 시간 정보 또는 상기 제1 데이터 지연 정보는 상기 메인 유닛의 초기화 또는 유지보수절차에서 측정되어 상기 메인 유닛으로 전송되는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 기지국.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 리모트 유닛은 리모트 라디오 헤드 또는 광 중계기인 것을 특징으로 하는 기지국.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 리모트 유닛은 데이지 체인 또는 스타 형태로 상기 메인 유닛에 접속되는 것을 특징으로 하는 기지국.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 제1 데이터 지연 정보는 상기 메인 유닛에서 상기 리모트 유닛까지의 전송 경로에서 업링크 데이터 또는 다운링크 데이터 대한 지연 정보인 것을 특징으로 하는 기지국.
  18. 리모트 유닛으로의 전송 경로에서 발생하는 제1 데이터 지연 정보를 획득하고, 제1 시간 정보에서 상기 제1 데이터 지연 정보를 감산하여 제2 시간 정보를 생성하는 지연 정보 생성부;
    상기 리모트 유닛에 상기 제2 시간 정보에 해당하는 데이터 지연 경로를 추가할 것을 요청하는 기지국 제어부; 및
    데이터를 상기 데이터 동기 신호보다 상기 제1 시간 정보만큼 선행하여 상기 리모트 유닛으로 전송하는 디지털 처리부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 메인 유닛.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 디지털 처리부는 상기 제1 시간 정보를 생성하고, 상기 데이터 동기 신호보다 상기 제1 시간 정보 이전에 전송되는 데이터의 디지털 처리 과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 메인 유닛.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 리모트 유닛과 통신하기 위한 인터페이스 보드를 더 포함하되,
    상기 제1 데이터 지연 정보는 상기 디지털 처리부 및 인터페이스 보드에서의 데이터 처리 지연 정보, 상기 리모트 유닛에서의 데이터 처리 지연 정보, 및 상기 리모트 유닛으로의 연결선에서 발생하는 연결 지연 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 메인 유닛.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 인터페이스 보드는 상기 인터페이스 보드에서의 데이터 처리 지연 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 메인 유닛.
  22. 메인 유닛으로부터 데이터 동기 신호보다 제1 시간 정보만큼 선행되어 전송된 데이터를 수신하는 인터페이스 보드; 및
    상기 메인 유닛의 제2 시간 정보에 해당하는 데이터 지연 경로의 추가 요청 에 상응하여 데이터 경로에 상기 데이터 지연 경로를 추가하는 지연 경로 생성부를 포함하되,
    상기 제2 시간 정보는 상기 제1 시간 정보에서 상기 메인 유닛으로의 전송 경로에서 발생하는 제1 데이터 지연 정보를 감산하여 생성되는 것을 특징으로 하는 리모트 유닛.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 메인 유닛으로부터 상기 데이터 동기 신호보다 상기 제1 시간 정보만큼 선행되어 전송되는 데이터 동기 신호를 수신하면, 상기 선행되어 전송된 데이터 동기 신호를 상기 데이터 지연 경로의 지연 시간만큼 지연시켜 동기 신호로 사용하는 것을 특징으로 하는 리모트 유닛.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 제1 데이터 지연 정보는 상기 인터페이스 보드, 변복조 과정, 및 RF(Radio Frequency) 처리 과정에서의 데이터 처리 지연 정보, 상기 메인 유닛에서의 데이터 처리 지연 정보, 및 상기 메인 유닛으로의 연결선에서 발생하는 연결 지연 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 리모트 유닛.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 인터페이스 보드는 상기 인터페이스 보드, 변복조 과정, 및 RF 처리 과 정에서의 데이터 처리 지연 정보 중 적어도 하나를 생성하여 상기 메인 유닛으로 전송하는 것을 특징으로 하는 리모트 유닛.
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