KR101301303B1 - 디지털 신호 처리 장치, 신호 처리 시스템 및 신호 처리 방법 - Google Patents

디지털 신호 처리 장치, 신호 처리 시스템 및 신호 처리 방법 Download PDF

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Abstract

디지털 신호 처리 장치, 신호 처리 시스템 및 신호 처리 방법이 개시된다.
이 시스템의 디지털 신호 처리 장치는 코어 시스템에 연결되어 있으며, 무선 디지털 신호를 처리한다. 복수의 무선 신호 처리 장치는 상기 디지털 신호 처리 장치와 물리적으로 분리되어 있으며, 상기 디지털 신호 처리 장치로부터 수신한 디지털 신호를 변환 및 증폭하여 두 개의 안테나를 사용한 다중 안테나 기술에 기반하여 증폭된 신호를 단말로 전송하고, 상기 두 개의 안테나를 사용한 다중 안테나 기술에 기반하여 단말로부터 전송된 신호를 수신하여 상기 디지털 신호 처리 장치로 전달한다. 여기서, 상기 복수의 무선 신호 처리 장치 중 두 개의 무선 신호 처리 장치는 상기 디지털 신호 처리 장치의 제어에 따라 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치 사이의 경계 지역에 위치하는 단말에 동일한 데이터 신호를 전송하되 서로 상이한 전송 패턴을 가지는 안테나를 통해 각각 동일한 데이터 신호를 전송하는 것을 특징으로 한다.

Description

디지털 신호 처리 장치, 신호 처리 시스템 및 신호 처리 방법{APPARATUS FOR PROCESSING DIGITAL SIGNAL, SYSTEM FOR PROCESSING SIGNAL INCLUDING SAME AND METHOD FOR PROCESSING SIGNAL}
본 발명은 디지털 신호 처리 장치, 신호 처리 시스템 및 신호 처리 방법에 관한 것이다.
일반적으로 통신 기지국은 크게 디지털 신호 처리부와 무선 신호 처리부가 하나의 물리적 시스템 내에 함께 포함된다. 그러나 이러한 시스템은 모든 처리부를 포함하는 기지국을 셀에 다 설치하여야 하므로 셀 설계의 최적화에 한계점이 있었다. 이를 개선하기 위해 하나의 기지국에 복수의 안테나를 연결하여 필요한 방식대로 셀을 형성하여 커버리지 홀(coverage hole)을 줄일 수 있다.
하지만 이러한 방식은 효율적인 셀 설계는 가능하지만 시스템 용량을 극대화하기는 어려웠다. 따라서 무선 용량을 극대화하기 위한 기지국의 새로운 구조 및 전송 방법이 필요하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 다이버시티 효과를 극대화하여 경계 지역에서의 성능을 극대화할 수 있는 디지털 신호 처리 장치, 신호 처리 시스템 및 신호 처리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 특징에 따른 신호 처리 시스템은,
코어 시스템에 연결되어 있으며, 무선 디지털 신호를 처리하는 디지털 신호 처리 장치; 및 상기 디지털 신호 처리 장치와 물리적으로 분리되어 있으며, 상기 디지털 신호 처리 장치로부터 수신한 디지털 신호를 변환 및 증폭하여 두 개의 안테나를 사용한 다중 안테나 기술에 기반하여 증폭된 신호를 단말로 전송하고, 상기 두 개의 안테나를 사용한 다중 안테나 기술에 기반하여 단말로부터 전송된 신호를 수신하여 상기 디지털 신호 처리 장치로 전달하는 복수의 무선 신호 처리 장치를 포함하고, 상기 복수의 무선 신호 처리 장치 중 두 개의 무선 신호 처리 장치는 상기 디지털 신호 처리 장치의 제어에 따라 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치 사이의 경계 지역에 위치하는 단말에 동일한 데이터 신호를 전송하되 서로 상이한 전송 패턴을 가지는 안테나를 통해 각각 동일한 데이터 신호를 전송하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치는 각각 두 개의 안테나 중에서 하나의 안테나를 사용하여 상기 단말에게 데이터 신호를 전송하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치의 트래픽 부하 중 어느 하나가 부하 임계값보다 큰 경우 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치가 데이터 신호를 상기 단말로 전송하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치는 상기 디지털 신호 처리 장치에게 상기 단말로부터 수신한 상향링크의 신호 세기값을 전송하고, 상기 디지털 신호 처리 장치는 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치로부터 전송되는 신호 세기값에 기초하여 상기 단말의 상기 경계 지역 내의 위치 여부를 판단한다.
또한, 상기 디지털 신호 처리 장치는, 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치로부터 전송되는 신호 세기값의 차이가 임계값이하인 경우 상기 단말이 상기 경계 지역에 위치하는 것으로 판단하여, 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치가 서로 상이한 전송 패턴을 가지는 안테나를 사용하여 동일한 데이터를 상기 단말로 각각 전송하도록 제어한다.
또한, 상기 디지털 신호 처리 장치는, 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치로부터 전송되는 신호 세기값의 차이가 임계값보다 큰 경우 상기 신호 세기값이 큰 무선 신호 처리 장치가 상기 단말로 데이터를 전송하도록 제어한다.
또한, 상기 디지털 신호 처리 장치는, 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치의 트래픽 부하가 모두 상기 부하 임계값 이하인 경우 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치가 모두 두 개의 안테나를 사용하여 데이터 신호를 상기 단말로 전송하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 디지털 신호 처리 장치는, 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치에게 동일한 채널을 할당한다.
본 발명의 다른 특징에 따른 디지털 신호 처리 장치는
서비스 영역에 설치되어 무선 신호를 처리하는 복수의 무선 신호 처리 장치와 물리적으로 분리되어 있으며, 상기 복수의 무선 신호 처리 장치－여기서 복수의 무선 신호 처리 장치는 두 개의 안테나를 사용한 다중 안테나 기술에 기반하여 단말과 신호를 송수신함－로부터의 무선 신호를 처리하는 디지털 신호 처리 장치로서, 상기 복수의 무선 신호 처리 장치 중 두 개의 무선 신호 처리 장치로부터 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치가 단말로부터 수신한 상향링크의 신호 세기값을 수신하고, 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치 각각의 트래픽 부하를 수집하는 수신부; 상기 수신부를 통해 수신되는 신호 세기값의 차이에 기초하여 상기 단말이 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치 사이의 경계 지역 내에 위치하는 지를 판단하는 동시에 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치의 트래픽 부하 중 어느 하나라도 부하 임계값보다 큰 지를 판단하는 판단부; 및 상기 판단부에 의해, 상기 단말이 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치 사이의 경계 지역 내에 위치하는 것으로 판단되고, 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치의 트래픽 부하 중 어느 하나라도 상기 부하 임계값보다 큰 경우, 상기 경계 지역에 위치하는 단말에 동일한 데이터 신호를 전송하되 서로 상이한 전송 패턴을 가지는 각 하나의 안테나를 통해 동일한 데이터 신호를 전송하도록 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치를 제어하는 처리부를 포함한다.
여기서, 상기 판단부는, 상기 수신부를 통해 수신되는 신호 세기값의 차이가 임계값 이하인 경우 상기 단말이 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치 사이의 경계 지역 내에 위치하는 것으로 판단한다.
또한, 상기 복수의 무선 신호 처리 장치는 직교 주파수 분할 다중(orthogonal frequency division multiplexing, 이하 "OFDM"이라 함) 방식에 따른 자원 또는 광대역 코드 분할 다중 접속(wideband code division multiple access, WCDMA) 방식에 따른 자원을 이용하여 상기 데이터 신호를 단말로 전송한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따른 신호 처리 방법은,
무선 디지털 신호를 처리하는 디지털 신호 처리 장치가, 서비스 영역에 설치되어 무선 신호를 처리하는 복수의 무선 신호 처리 장치－여기서 복수의 무선 신호 처리 장치는 두 개의 안테나를 사용한 다중 안테나 기술에 기반하여 단말과 신호를 송수신함－로부터의 신호를 처리하는 방법으로서, 상기 복수의 무선 신호 처리 장치 중 두 개의 무선 신호 처리 장치로부터 수신되는 신호 세기값에 기초하여 상기 단말이 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치 사이의 경계 지역 내에 위치하는 지를 판단하는 동시에, 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치의 트래픽 부하 중 어느 하나라도 부하 임계값보다 큰 지를 판단하는 단계; 및 상기 단말이 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치 사이의 경계 지역 내에 위치하고, 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치의 트래픽 부하 중 어느 하나라도 상기 부하 임계값보다 큰 것으로 판단되는 경우, 상기 경계 지역에 위치하는 단말에 동일한 데이터 신호를 전송하되 서로 상이한 전송 패턴을 가지는 각 하나의 안테나를 통해 각각 동일한 데이터 신호를 전송하도록 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치를 제어하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 판단하는 단계는, 상기 복수의 무선 신호 처리 장치 중 두 개의 무선 신호 처리 장치로부터 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치가 단말로부터 수신한 상향링크의 신호 세기값을 수신하고, 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치의 트래픽 부하를 각각 수집하는 단계; 및 상기 수신되는 신호 세기값의 차이가 임계값 이하인 경우 상기 단말이 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치 사이의 경계 지역 내에 위치하는 것으로 판단하고, 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치의 트래픽 부하 중 어느 하나라도 상기 부하 임계값보다 큰 지를 판단하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따른 신호 처리 방법은,
서비스 영역에 설치되어 무선 신호를 처리하는 무선 신호 처리 장치－여기서 무선 신호 처리 장치는 두 개의 안테나를 사용한 다중 안테나 기술에 기반하여 단말과 신호를 송수신함－가 단말에게 신호를 처리하는 방법으로서, 상기 단말로부터 수신되는 신호 세기값을 디지털 신호 처리 장치에게 전송하는 단계; 및 상기 디지털 신호 처리 장치의 제어에 따라 이웃하는 무선 신호 처리 장치와 동일한 데이터 신호를 상기 단말에게 전송하되 상기 이웃하는 무선 신호 처리 장치가 상기 단말로 신호를 전송하는 하나의 안테나와 서로 상이한 전송 패턴을 가지는 하나의 안테나를 통해 데이터 신호를 상기 단말로 전송하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 디지털 신호 처리 장치는 복수의 무선 신호 처리와 연결되며, 상기 복수의 무선 신호 처리 장치와는 물리적으로 분리되어 있고, 상기 무선 신호 처리 장치로부터의 무선 신호를 디지털 처리하여 코어 시스템으로 전달한다.
또한, 상기 데이터 신호를 상기 단말에게 전송하는 단계는, 상기 단말이 상기 무선 신호 처리 장치와 상기 이웃하는 무선 신호 처리 장치 사이의 경계 지역에 위치하고, 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치의 트래픽 부하 중 어느 하나라도 부하 임계값 보다 큰 것으로 판단되는 경우인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 경계 지역에 위치하는 경우는 상기 무선 신호 처리 장치의 신호 세기값과 상기 이웃하는 무선 신호 처리 장치의 신호 세기값의 차이가 임계값 이하인 경우에 판단된다.
본 발명에 따르면, 인접하는 두 개의 무선 신호 처리 장치가 서로 상이한 전송 패턴을 갖는 하나의 안테나를 이용하여 동일한 데이터를 단말에게 전송함으로써 다이버시티 효과를 극대화하여 경계 지역에서의 성능을 극대화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 망의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 셀의 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선 신호 처리 장치가 전송하는 신호의 한 예를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무선 신호 처리 장치가 전송하는 신호의 다른 예를 도시하는 도면이다.
도 5는 일반적인 망에서 셀에 포함된 복수의 무선 신호 처리 장치가 전송하는 신호의 한 예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 복수의 무선 신호 처리 장치가 전송하는 신호의 예를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 복수의 무선 신호 처리 장치가 트래픽 부하가 모두 적은 경우에 신호를 전송하는 예를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 디지털 신호 처리 장치의 블록도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
본 명세서에서 단말(terminal)은 이동국(Mobile Station, MS), 이동 단말(Mobile Terminal, MT), 가입자국(Subscriber Station, SS), 휴대 가입자국(Portable Subscriber Station, PSS), 사용자 장치(User Equipment, UE), 접근 단말(Access Terminal, AT) 등을 지칭할 수도 있고, 단말, 이동 단말, 가입자국, 휴대 가입자 국, 사용자 장치, 접근 단말 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
본 명세서에서 기지국(base station, BS)은, 접근점(Access Point, AP), 무선 접근국(Radio Access Station, RAS), 노드B(Node B), 고도화 노드B(evolved NodeB, eNodeB), 송수신 기지국(Base Transceiver Station, BTS), MMR(Mobile Multihop Relay)-BS 등을 지칭할 수도 있고, 접근점, 무선 접근국, 노드B, eNodeB, 송수신 기지국, MMR-BS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
이제 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 신호 처리 시스템에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 망의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 망은 무선 신호 처리 장치(radio unit, RU)(100), 디지털 신호 처리 장치(digital unit, DU)(200) 및 코어 시스템(300)을 포함한다. 무선 신호 처리 장치(100)및 디지털 신호 처리 장치(200)는 무선 통신의 신호 처리 시스템을 이룬다.
무선 신호 처리 장치(100)는 무선 신호를 처리하는 부분으로서 디지털 신호 처리 장치(200)로부터 수신한 디지털 신호를 주파수 대역에 따라 무선 주파수(radio frequency, RF) 신호로 변환하고 증폭한다. 무선 신호 처리 장치(100)는 디지털 신호 처리 장치(200)에 복수 개(110, 120, 130)가 연결되어 있으며, 각 무선 신호 처리 장치(100)는 서비스 대상 지역, 즉 셀에 설치된다. 무선 신호 처리 장치(100)와 디지털 신호 처리 장치(200)는 광케이블로 연결되어 있을 수 있다.
디지털 신호 처리 장치(200)는 무선 디지털 신호를 암호화 및 복호화 등의 처리를 수행하며, 코어 시스템(300)에 연결되어 있다. 디지털 신호 처리 장치(200)는 무선 신호 처리 장치(100)와 달리 서비스 대상 지역에 설치되는 것이 아니라 주로 통신 국사에 집중화되어 설치되는 서버로서, 가상화된 기지국이다. 디지털 신호 처리 장치(200)는 복수의 무선 신호 처리 장치(100)와 신호를 송수신한다.
기존의 통신 기지국은 이러한 무선 신호 처리 장치(100) 및 디지털 신호 처리 장치(200) 각각에 대응하는 처리부를 하나의 물리적 시스템 내에 포함하고, 하나의 물리적 시스템이 서비스 대상 지역에 설치된다. 이에 반하여 본 발명의 실시예에 따른 시스템은 무선 신호 처리 장치(100) 및 디지털 신호 처리 장치(200)를 물리적으로 분리하고, 무선 신호 처리 장치(100)만 서비스 대상 지역에 설치된다.
코어 시스템(300)은 디지털 신호 처리 장치(200)와 외부 망의 접속을 처리하며, 교환기(도시하지 않음) 등을 포함한다.
이제 도 2를 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 셀 구조에 대해서 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 셀의 개략적인 구성도이다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 셀(10, 20, 30)은 각각 복수의 무선 신호 처리 장치(100)를 포함한다. 무선 신호 처리 장치(100)는 매크로 무선 신호 처리 장치(macro RU)(111, 121)(macro RU) 및 복수의 협력 무선 신호 처리 장치(cooperative RU)(112, 113, 114, 115, 116, 117, 122, 123, 124, 125, 126, 127)를 포함한다.
매크로 무선 신호 처리 장치(111, 121)는 셀(10, 20)의 주요 통신 처리를 관장하며, 고출력의 전력으로 셀(10, 20) 내의 모든 단말에게 신호를 전송한다. 협력 무선 신호 처리 장치(112-117, 122-127)는 매크로 무선 신호 처리 장치(111, 121)의 출력보다 소출력의 전력으로 자신의 주변에 있는 단말에게 신호를 전송한다.
하나의 셀(10)에는 적어도 하나의 매크로 무선 신호 처리 장치(111) 및 복수의 협력 무선 신호 처리 장치(112-117)가 포함되어 있다. 이러한 복수의 셀(10, 20, 30)에 포함된 모든 무선 신호 처리 장치(100)는 디지털 신호 처리 장치(200)의 제어를 받는다.
한편, 무선 신호 처리 장치(100)가 단말에게 전송하는 무선 신호는 기본 시스템 정보 및 데이터 채널 할당 정보를 알려주는 제어 신호(control signal), 사용자 데이터를 전송하는 데이터 신호(data signal) 및 채널 추정 등을 위한 기준 신호(reference signal)를 포함한다.
하나의 셀(10)에 포함된 복수의 협력 무선 신호 처리 장치(112-117)는 동일한 셀(10)에 포함된 매크로 무선 신호 처리 장치(111)와 동일한 제어 신호 및 기준 신호를 전송한다.
또한, 서로 다른 셀(10, 20, 30)에 포함된 무선 신호 처리 장치(100)는 서로 다른 제어 신호 및 기준 신호를 전송한다. 예를 들어 셀(10)에 포함된 무선 신호 처리 장치(111-117)가 전송하는 기준 신호와 셀(20)에 포함된 무선 신호 처리 장치(121-127)가 전송하는 기준 신호는 서로 상이하다.
이와 같이 하나의 셀에서 매크로 무선 신호 처리 장치(111, 121)뿐만 아니라 복수의 협력 무선 신호 처리 장치(112-117)를 설치함으로써, 단말이 셀 내에서 공통적으로 전송되는 제어 신호 및 기준 신호를 효율적으로 수신할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 무선 신호 처리 장치(111-117, 121-127)는 2x2 다중 안테나 기술(Multiple Input Multiple Output, MIMO)을 지원하기 위해 두 개의 안테나를 사용한다. 이 경우, 무선 신호 처리 장치(111-117, 121-127)의 두 개의 안테나마다 사용하는 기준 신호의 패턴이 서로 상이해야 한다. 예를 들어, 무선 신호 처리 장치(111)의 두 개의 안테나 중에서 '0'번으로 설정된 제1 안테나는 도 3과 같은 기준 신호(Ro)를 사용하며, 두 개의 안테나 중에서 '1'번으로 설정된 제2 안테나는 도 4와 같은 기준 신호(R1)를 사용할 수 있다. 동일한 셀(10)에 포함된 무선 신호 처리 장치(111-117)는 각각의 안테나들이 서로 동일한 기준 신호를 사용하므로, 무선 신호 처리 장치(111-117) 각각의 안테나들 중에서 모든 제1 안테나는 기준 신호(Ro)를 사용하고, 모든 제2 안테나는 기준 신호(R1)를 사용한다. 이때 기준 신호(R0, R1)는 도 3 및 도 4와 같이 직교 주파수 분할 다중(orthogonal frequency division multiplexing, 이하 "OFDM"이라 함) 방식에 따른 자원을 이용할 수 있다.
한편, 하나의 셀(10)에 포함된 무선 신호 처리 장치(111-117)는 각각 데이터 신호를 선택적으로 서로 동일하거나 서로 다른 채널을 이용하여 전송할 수 있으며, 협력 무선 신호 처리 장치(112-117)는 매크로 무선 신호 처리 장치(111)가 사용하는 동일한 채널을 이용하여 데이터 신호를 전송한다.
이하, 일반적인 망에서 셀에 포함된 복수의 무선 신호 처리 장치(111-117)가 무선 신호 처리 장치(111-117)들 영역의 경계 지역에 있는 단말들에게 신호를 전송하는 예에 대해 설명한다.
도 5는 일반적인 망에서 셀에 포함된 복수의 무선 신호 처리 장치가 전송하는 신호의 한 예를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 셀(10) 내에서 무선 신호 처리 장치(111, 112)가 서로 인접해 있고, 이로 인해 무선 신호 처리 장치(111)의 영역(11)과 무선 신호 처리 장치(112)의 영역(12)이 서로 겹쳐서 이들의 경계 지역(13)이 발생하게 된다. 이러한 경계 지역(13)에 있는 단말(410, 420)들을 지원하기 위해서 하나의 무선 신호 처리 장치(111)가 하나의 단말(410)을 지원하고, 하나의 무선 신호 처리 장치(112)가 하나의 단말(420)을 지원하게 된다. 이 때, 무선 신호 처리 장치(111, 112)와 단말(410, 420)은 2x2 다중 안테나 기술을 지원하기 위해 각각 2개의 안테나를 가지고 있다. 따라서, 무선 신호 처리 장치(111)의 제1 안테나(1111)와 제2 안테나(1112)가 모두 동일한 신호를 각각 상이한 전송 패턴을 갖는 신호, 즉 상이한 기준 신호를 갖는 신호로써 단말(410)에게 전송하고, 무선 신호 처리 장치(112)의 제1 안테나(1121)와 제2 안테나(1122)는 모두 동일한 신호를 각각 상이한 전송 패턴을 갖는 신호로써 단말(420)에게 전송한다. 이 때, 무선 신호 처리 장치(111, 112)는 경계 지역(13)에 있는 단말(410, 420)들에게 전송하는 신호의 간섭을 방지하기 위해 서로 다른 채널 자원을 사용하여 신호를 전송한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 무선 신호 처리 장치(111)는 채널 A를 사용하여 신호를 전송하고, 무선 신호 처리 장치(112)는 채널 B를 사용하여 신호를 전송한다.
그런데, 상기한 일반적인 망에 따르면 효율적인 셀 설계는 가능하지만 시스템 용량을 극대화하기는 어려웠다.
따라서, 이하에서는 무선 용량을 극대화하기 위한 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 셀에 포함된 복수의 무선 신호 처리 장치가 전송하는 신호의 예를 도시한 도면이다.
설명 전에, 본 발명의 실시예에 따른 무선 신호 처리 장치(111, 112)는 2x2 다중 안테나 기술을 지원하기 위해 2개의 안테나를 구비하고, 2개의 안테나는 동일한 데이터에 대해 각각 서로 상이한 전송 패턴의 신호로써 전송한다. 즉, 제1 안테나(0으로 표시함)는 제1 전송 패턴의 신호로써 전송하고, 제2 안테나(1로 표시함)는 제2 전송 패턴의 신호로써 전송하는 것을 가정하여 설명한다.
도 6을 참고하면, 셀1(11)과 셀2(12)에 각각 포함된 무선 신호 처리 장치(111, 112)는 기본적으로 자신에게 가까운 단말에게 데이터 신호를 전송한다. 그러나, 단말(410, 420)이 2개의 무선 신호 처리 장치(111, 112)로부터 모두 신호를 받을 수 있는 경계 지역(13)에 있고, 무선 신호 처리 장치(111, 112) 중 어느 하나라도 트래픽 부하(traffic load)가 높은 경우 2개의 무선 신호 처리 장치(111, 112)는 단말(410, 420)에게 각각 동일한 데이터 신호를 전송한다.
예를 들어, 단말(410)에게 데이터 신호를 전송하는 무선 신호 처리 장치(111, 112)는 A 채널을 이용하여 동일한 데이터를 전송하고, 단말(420)에게 데이터 신호를 전송하는 무선 신호 처리 장치(111, 112)는 B 채널을 이용하여 동일한 데이터를 전송한다. 이 때, 하나의 단말(410)로 두 개의 무선 신호 처리 장치(111, 112)가 동일한 채널(A)을 통해 동일한 데이터를 전송할 때, 두 개의 무선 신호 처리 장치(111, 112)는 각각 하나의 안테나만을 사용하여 데이터를 전송한다. 특히, 두 개의 무선 신호 처리 장치(111, 112)는 서로 다른 전송 패턴을 가지는 하나의 안테나를 통해 동일한 데이터를 단말(410)에게 전송한다. 예를 들어, 무선 신호 처리 장치(111)가 제1 전송 패턴으로 전송하는 제1 안테나(1111)를 통해 제1 전송 패턴에 기반한 데이터를 단말(410)로 전송하면, 무선 신호 처리 장치(112)는 제2 전송 패턴으로 전송하는 제2 안테나(1122)를 통해 제2 전송 패턴에 기반한 데이터를 단말(410)로 전송한다. 즉, 무선 신호 처리 장치(111)의 제1 안테나(1111)와 무선 신호 처리 장치(112)의 제2 안테나(1122)가 동일한 채널(A)을 통해 서로 사이한 패턴의 동일한 데이터를 단말(410)로 전송한다. 만약, 무선 신호 처리 장치(111)가 제2 안테나(1112)로 데이터를 전송하는 경우에는 무선 신호 처리 장치(112)는 제1 안테나(1121)로 데이터를 전송하게 된다.
단말(420)에 대해서도 마찬가지로, 무선 신호 처리 장치(111)가 제2 전송 패턴으로 전송하는 제2 안테나(1112)를 통해 제2 전송 패턴에 기반한 데이터를 단말(420)로 전송하고, 무선 신호 처리 장치(112)는 제1 전송 패턴으로 전송하는 제1 안테나(1121)를 통해 제1 전송 패턴에 기반한 데이터를 단말(420)로 전송한다. 단, 단말(410)에서와 다른 부분은 무선 신호 처리 장치(111, 112)가 채널 B를 사용하여 데이터를 단말(420)로 전송한다는 것이다. 즉, 무선 신호 처리 장치(111)의 제2 안테나(1112)와 무선 신호 처리 장치(112)의 제1 안테나(1121)가 동일한 채널(B)을 통해 서로 상이한 패턴의 동일한 데이터를 단말(420)로 전송한다.
그러면 단말(410, 420)은 각각 수신한 두 경로의 신호를 다중 경로 신호로 인지하고 신호들을 결합하여 복구한다.
이와 같이 두 개의 무선 신호 처리 장치(111, 112)가 단말(410, 420)에게 서로 상이한 전송 패턴으로 각각 하나의 안테나만을 통해 동일한 데이터를 전송하면, 경계 지역(13)에 있는 단말(410, 420)에 대해 다이버시티 효과를 극대화하여 단말(410, 420)이 받는 데이터 신호의 품질이 향상되는 동시에, 트래픽 로드가 높은 무선 신호 처리 장치(111, 112)에서 경계 지역(13)에 있는 단말(410, 420)에게 데이터를 전송하기 위한 전력을 줄일 수 있게 된다. 이때 무선 신호 처리 장치(111, 112)가 전송하는 데이터 신호는 직교 주파수 분할 다중(orthogonal frequency division multiplexing, 이하 "OFDM"이라 함) 방식에 따른 자원을 이용하거나 광대역 코드 분할 다중 접속(wideband code division multiple access, WCDMA) 방식에 따른 자원을 이용할 수 있다.
이제부터 두 개의 무선 신호 처리 장치(111, 112)가 하나의 단말(410)에게 서로 상이한 패턴을 갖는 안테나를 통해 동일한 데이터를 전송할 지 여부를 결정하는 방법에 대해서 설명한다.
먼저, 두 개의 무선 신호 처리 장치(111, 112) 각각은 단말(410)로부터 수신하는 상향링크의 신호 세기를 측정하여 이를 디지털 신호 처리 장치(200)에 전송한다. 그러면 디지털 신호 처리 장치(200)는 무선 신호 처리 장치(111)로부터 수신한 신호 세기값(Sa) 및 무선 신호 처리 장치(112)로부터 수신한 신호 세기값(Sb)을 기초로 단말(410)의 상향링크 품질을 평가한다. 즉, 다음 수학식 1과 같이 신호 세기값(Sa)과 신호 세기값(Sb)의 차이가 임계값(Sth) 이하일 경우에는 단말(410)이 두 개의 무선 신호 처리 장치(111, 112)로부터 동일한 데이터를 수신할 실익이 있는 경계 지역(13)에 있다고 판단할 수 있다.
[수학식 1]
|Sa-Sb|≤Sth
만일 신호 세기값(Sa)과 신호 세기값(Sb)의 차이가 임계값(Sth)보다 큰 경우에는 단말(410)이 경계 지역(13)이 아닌 다른 영역에 있다고 판단하여 단말(410)이 위치하는 영역에 해당되는, 즉 신호 세기값이 큰 무선 신호 처리 장치에서만 단말(410)에게 데이터를 전송하도록 한다.
이때 임계값(Sth)은 무선 통신 시스템의 용량과 필요에 따라 다양하게 정해질 수 있다.
이와 같이, 단말(410)이 무선 신호 처리 장치(111, 112) 사이의 경계 지역(13)에 있다고 판단되면, 디지털 신호 처리 장치(200)는 무선 신호 처리 장치(111, 112)가 동일한 채널(A 채널로 표시됨)을 통해 동일한 데이터를 단말(410)로 전송하도록 제어한다. 이 때, 디지털 신호 처리 장치(200)는 무선 신호 처리 장치(111, 112)가 서로 상이한 전송 패턴을 갖는 안테나를 통해 동일한 데이터가 전송되도록 제어해야 한다. 예를 들어, 무선 신호 처리 장치(111)에서 제1 안테나(1111)를 선택하는 경우 무선 신호 처리 장치(112)에서는 제2 안테나(1122)를 선택하여 서로 상이한 패턴을 가지는 안테나를 통해 동일한 데이터가 전송되도록 한다. 반대의 경우데도 동일하다. 즉, 무선 신호 처리 장치(111)에서 제2 안테나(1112)를 선택하는 경우에는 무선 신호 처리 장치(1122)에서는 제1 안테나(1122)를 선택한다.
또한, 디지털 신호 처리 장치(200)는 두 개의 무선 신호 처리 장치(111, 112) 각각 트래픽 부하(traffic load)를 판단한다. 여기서, 디지털 신호 처리 장치(200)가 무선 신호 처리 장치(111, 112)의 트래픽 부하를 판단하는 방법에 대해서는 당업자에게 자명하므로 구체적인 설명은 생략한다.
판단되는 무선 신호 처리 장치(111, 112)의 트래픽 부하들이 부하 임계값보다 큰 지를 판단하고, 큰 경우에는 인접하는 셀에 위치하는 무선 신호 처리 장치(111, 112)들의 트래픽 부하를 고려한 전력 제어를 위해 상기한 바와 같이, 디지털 신호 처리 장치(200)는 무선 신호 처리 장치(111, 112)가 서로 상이한 패턴을 갖는 안테나를 통해서 동일한 데이터를 단말(410, 420)로 전송하도록 제어한다.
즉, 상기한 바와 같이 본 발명의 실시예에서는 단말(410, 420)이 두 개의 무선 신호 처리 장치(111, 112) 사이의 경계 지역(13)에 위치하여야 하는 조건과 또한 두 개의 무선 신호 처리 장치(111, 112)의 트래픽 부하가 부하 임계값보다 커야 하는 조건을 만족하는 경우에만 두 개의 무선 신호 처리 장치(111, 112)가 서로 상이한 패턴을 가지는 하나의 안테나를 통해 단말(410, 420)로 데이터를 전송하도록 한다.
한편, 상기에서 만일 두 개의 무선 신호 처리 장치(111, 112)의 트래픽 부하가 모두 부하 임계값과 같거나 작은 경우에는 무선 신호 처리 장치(111, 112)의 전력 제어를 감안할 필요가 없으므로, 두 개의 무선 신호 처리 장치(111, 112)가 서로 상이한 패턴을 가지는 두 개의 안테나를 통해 단말(410, 420)로 데이터를 전송하도록 한다. 예를 들어, 도 7을 참조하면, 무선 신호 처리 장치(111)가 제1 안테나(1111)와 제2 안테나를 통해 모두 동일한 데이터를 단말(410)로 전송하고, 무선 신호 처리 장치(112)도 제2 안테나(1121)와 제2 안테나(1122)를 통해 모두 동일한 데이터를 단말(410)로 전송한다. 단말(420)에 대해서도 동일하다. 다만 단말(410)과 단말(420)로 전송하는 경우 서로 상이한 채널을 사용하는 것이 다르다. 즉, 단말(410)로는 A 채널을 통해 데이터를 전송하고, 단말(420)로는 B 채널을 통해 데이터를 전송하는 것이다.
이제 도 8을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 디지털 신호 처리 장치(200)에 대하여 상세하게 설명한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 디지털 신호 처리 장치(200)의 블록도이다.
도 8을 참고하면, 디지털 신호 처리 장치(200)는 수신부(210), 판단부(220) 및 처리부(230)를 포함한다.
수신부(210)는 무선 신호 처리 장치(111, 112)로부터 무선 신호를 수신한다. 무선 신호는 무선 신호 처리 장치(111, 112)가 단말(410, 420)로부터 수신하는 상향링크의 신호 세기값을 포함한다. 또한, 수신부(210)는 무선 신호 처리 장치(111, 112)의 트래픽 부하를 수집한다. 여기서, 수신부(210)가 무선 신호 처리 장치(111, 112)의 트래픽 부하를 수집하는 내용에 대해서는 당업자에게 자명하므로 구체적인 설명을 생략한다.
판단부(220)는 수신부(210)가 수신한 신호 세기값을 기초로 수학식 1과 같은 연산을 수행하여 단말(410)이 경계 지역(13)에 위치하는지를 판단한다. 또한, 판단부(220)는 수신부(210)가 수집한 무선 신호 처리 장치(111, 112)의 트래픽 부하 중 어느 하나라도 부하 임계값보다 큰 지를 판단한다.
처리부(230)는 판단부(220)의 판단에 따라 무선 신호 처리 장치(111, 112)의 데이터 전송을 제어하기 위한 처리를 수행한다. 특히, 본 발명의 실시예에 따라, 단말(410, 420)이 무선 신호 처리 장치(111, 112)의 경계 지역(13)에 위치하고, 동시에 무선 신호 처리 장치(111, 112)의 트래픽 부하 중 어느 하나라도 부하 임계값보다 커서 인접하는 무선 신호 처리 장치(111, 112)의 트래픽 부하가 높은 것으로 판단되는 경우 무선 신호 처리 장치(111, 112)는 서로 상이한 전송 패턴을 가지는 하나의 안테나를 사용하여 동일한 채널을 통해 동일한 데이터를 단말(410, 420)로 전송할 것을 지시한다. 즉, 처리부(230)는 해당 무선 신호 처리 장치(111, 112)에게 동일한 자원을 할당하고, 서로 상이한 전송 패턴을 가지는 안테나별로 동일한 데이터를 처리하여 전송하도록 한다.
이와 같이 서로 다른 무선 신호 처리 장치가 경계 지역에 위치하면서 트래픽 부하가 높은 경우 단말에게 서로 상이한 전송 패턴을 가지는 하나의 안테나를 통해 동일한 데이터를 단말에 전송하게 하면, 복수의 무선 신호 처리 장치 사이에 있는, 즉 경계 지역에 있는 단말의 다이버시티 효과를 극대화시켜서 경계 지역에서의 성능을 극대화하는 동시에 무선 신호 처리 장치의 전력을 제어할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (17)

  1. 코어 시스템에 연결되어 있으며, 무선 디지털 신호를 처리하는 디지털 신호 처리 장치; 및
    상기 디지털 신호 처리 장치와 물리적으로 분리되어 있으며, 상기 디지털 신호 처리 장치로부터 수신한 디지털 신호를 변환 및 증폭하여 두 개의 안테나를 사용한 다중 안테나 기술에 기반하여 증폭된 신호를 단말로 전송하고, 상기 두 개의 안테나를 사용한 다중 안테나 기술에 기반하여 단말로부터 전송된 신호를 수신하여 상기 디지털 신호 처리 장치로 전달하는 복수의 무선 신호 처리 장치를 포함하고,
    상기 복수의 무선 신호 처리 장치 중 두 개의 무선 신호 처리 장치가 상기 디지털 신호 처리 장치의 제어에 따라 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치 사이의 경계 지역에 위치하는 단말에 동일한 데이터 신호를 전송할 때, 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치의 트래픽 부하 중 적어도 하나가 부하 임계값보다 큰 경우 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치는 각각 두 개의 안테나 중에서 서로 상이한 전송 패턴을 가지는 하나의 안테나만을 사용하여 상기 단말에게 데이터 신호를 전송하는
    것을 특징으로 하는 신호 처리 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 두 개의 무선 신호 처리 장치는 상기 디지털 신호 처리 장치에게 상기 단말로부터 수신한 상향링크의 신호 세기값을 전송하고,
    상기 디지털 신호 처리 장치는 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치로부터 전송되는 신호 세기값에 기초하여 상기 단말의 상기 경계 지역 내의 위치 여부를 판단하는 신호 처리 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 디지털 신호 처리 장치는,
    상기 두 개의 무선 신호 처리 장치로부터 전송되는 신호 세기값의 차이가 임계값이하인 경우 상기 단말이 상기 경계 지역에 위치하는 것으로 판단하여, 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치가 서로 상이한 전송 패턴을 가지는 안테나를 사용하여 동일한 데이터를 상기 단말로 각각 전송하도록 제어하는 신호 처리 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 디지털 신호 처리 장치는,
    상기 두 개의 무선 신호 처리 장치로부터 전송되는 신호 세기값의 차이가 임계값보다 큰 경우 상기 신호 세기값이 큰 무선 신호 처리 장치가 상기 단말로 데이터를 전송하도록 제어하는 신호 처리 시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 디지털 신호 처리 장치는,
    상기 두 개의 무선 신호 처리 장치의 트래픽 부하가 모두 상기 부하 임계값 이하인 경우 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치가 모두 두 개의 안테나를 사용하여 데이터 신호를 상기 단말로 전송하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 디지털 신호 처리 장치는,
    상기 두 개의 무선 신호 처리 장치에게 동일한 채널을 할당하는 신호 처리 시스템.
  9. 서비스 영역에 설치되어 무선 신호를 처리하는 복수의 무선 신호 처리 장치와 물리적으로 분리되어 있으며, 상기 복수의 무선 신호 처리 장치－여기서 복수의 무선 신호 처리 장치는 두 개의 안테나를 사용한 다중 안테나 기술에 기반하여 단말과 신호를 송수신함－로부터의 무선 신호를 처리하는 디지털 신호 처리 장치에 있어서,
    상기 복수의 무선 신호 처리 장치 중 두 개의 무선 신호 처리 장치로부터 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치가 단말로부터 수신한 상향링크의 신호 세기값을 수신하고, 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치 각각의 트래픽 부하를 수집하는 수신부;
    상기 수신부를 통해 수신되는 신호 세기값의 차이에 기초하여 상기 단말이 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치 사이의 경계 지역 내에 위치하는 지를 판단하는 동시에 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치의 트래픽 부하 중 어느 하나라도 부하 임계값보다 큰 지를 판단하는 판단부; 및
    상기 판단부에 의해, 상기 단말이 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치 사이의 경계 지역 내에 위치하는 것으로 판단되고, 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치의 트래픽 부하 중 어느 하나라도 상기 부하 임계값보다 큰 경우, 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치가 각각 두 개의 안테나 중에서 서로 상이한 전송 패턴을 가지는 하나의 안테나만을 사용하여 상기 경계 지역에 위치하는 단말에게 동일한 데이터 신호를 전송하도록 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치를 제어하는 처리부
    를 포함하는 디지털 신호 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 수신부를 통해 수신되는 신호 세기값의 차이가 임계값 이하인 경우 상기 단말이 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치 사이의 경계 지역 내에 위치하는 것으로 판단하는 디지털 신호 처리 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 무선 신호 처리 장치는 직교 주파수 분할 다중(orthogonal frequency division multiplexing, 이하 "OFDM"이라 함) 방식에 따른 자원 또는 광대역 코드 분할 다중 접속(wideband code division multiple access, WCDMA) 방식에 따른 자원을 이용하여 상기 데이터 신호를 단말로 전송하는 디지털 신호 처리 장치.
  12. 무선 디지털 신호를 처리하는 디지털 신호 처리 장치가, 서비스 영역에 설치되어 무선 신호를 처리하는 복수의 무선 신호 처리 장치－여기서 복수의 무선 신호 처리 장치는 두 개의 안테나를 사용한 다중 안테나 기술에 기반하여 단말과 신호를 송수신함－로부터의 신호를 처리하는 방법에 있어서,
    상기 복수의 무선 신호 처리 장치 중 두 개의 무선 신호 처리 장치로부터 수신되는 신호 세기값에 기초하여 상기 단말이 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치 사이의 경계 지역 내에 위치하는 지를 판단하는 동시에, 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치의 트래픽 부하 중 어느 하나라도 부하 임계값보다 큰 지를 판단하는 단계; 및
    상기 단말이 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치 사이의 경계 지역 내에 위치하고, 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치의 트래픽 부하 중 어느 하나라도 상기 부하 임계값보다 큰 것으로 판단되는 경우, 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치가 각각 두 개의 안테나 중에서 서로 상이한 전송 패턴을 가지는 하나의 안테나만을 사용하여 상기 경계 지역에 위치하는 단말에게 동일한 데이터 신호를 전송하도록 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치를 제어하는 단계
    를 포함하는 신호 처리 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 판단하는 단계는,
    상기 복수의 무선 신호 처리 장치 중 두 개의 무선 신호 처리 장치로부터 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치가 단말로부터 수신한 상향링크의 신호 세기값을 수신하고, 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치의 트래픽 부하를 각각 수집하는 단계; 및
    상기 수신되는 신호 세기값의 차이가 임계값 이하인 경우 상기 단말이 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치 사이의 경계 지역 내에 위치하는 것으로 판단하고, 상기 두 개의 무선 신호 처리 장치의 트래픽 부하 중 어느 하나라도 상기 부하 임계값보다 큰 지를 판단하는 단계
    를 포함하는 신호 처리 방법.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
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