KR101402867B1 - Ｍｍｗａｖｅ 점 대 점 링크들을 위한 멀티 기가비트 모뎀 - Google Patents

Ｍｍｗａｖｅ 점 대 점 링크들을 위한 멀티 기가비트 모뎀 Download PDF

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Abstract

밀리미터파 모뎀 어셈블리는 전용 인터페이스 사양들에 따라 표준화 데이터 스트림들을 수신 및 송신하도록 구성된 입력/출력 인터페이스 모듈을 포함하고, 코딩된 디지털 비트들을 형성하기 위해 표준화 데이터 스트림들을 인코딩하도록 구성된 인코더 모듈을 포함하고, 코딩된 디지털 비트들을 디지털 심볼들 및 디지털 샘플들로 변환하며, 디지털 샘플들을 디지털 심볼들로 그 다음에 코딩된 디지털 비트들로 변환하도록 구성된 물리적 계층 모듈을 또한 포함하며; 전용 인터페이스 사양들에 따라 링크를 통한 무선 송신에 적절한 아날로그 신호를 형성하도록 디지털 샘플들의 하이 레이트 변환을 수행하도록 구성된 데이터 변환 모듈을 더 포함한다.

Description

ＭＭＷＡＶＥ 점 대 점 링크들을 위한 멀티 기가비트 모뎀{MULTI GIGABIT MODEM FOR MMWAVE POINT TO POINT LINKS}
관련 출원들에 대한 상호 참조
본 특허 출원은 전체가 본 출원에 참고 문헌으로 포함되는 2011년 10월 14일자로 출원된 미국 가특허 출원 제61/547,359호의 이익을 주장한다.
본 발명은 밀리미터파 점 대 점 통신들에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 아날로그 신호가 무선 링크를 통해 송신될 수 있도록 하기 위한, 하이 레이트(high rate) 디지털 아날로그 변환들 및 하이 레이트 아날로그 디지털 변환들을 수행할 수 있는 모뎀 어셈블리에 관한 것이다.
무선 액세스 네트워크(RAN)는 다양한 타입들의 통신 시스템들의 알려진 구성요소이다. 통상적으로, RAN 개념은 통신 장치와 그 코어 네트워크(CN) 사이의 인터페이스를 지칭한다. 최근, 수개의 개념들은 RAN을 이용하는 통신 시스템들을 구현 및 유지하는 것과 관련된 자본 지출들 및 운영 비용을 감소시키는 노력으로 도입되고 있다.
하나의 그러한 개념은 통상적으로 클라우드 RAN 개념으로서 지칭되고 있다. 종래의 네트워크 아키텍처에서, 각 안테나는 트래픽이 인터넷 프로토콜(IP) 링크를 통해 진화된 패킷 코어(EPC)에 백홀링되는 함께 위치된 eNodeB에 연결된다. 그러나, 클라우드 RAN 개념은 안테나에서 eNodeB를 저비용 리모트 무선 헤드(RRH)로 대체한다. 이것은 기저대역 처리가 수행될 수 있는 경우에 중앙집중식 처리 장치에 예를 제공하도록 디지털화된 RF 데이터가 공통 공중 무선 인터페이스(CPRI)와 같은 전용 인터페이스 사양을 통해 통신되게 한다.
그러나, CPRI 표준과 관련된 높은 비트 레이트 요건들로 인해, 기지국과 RRH들 사이의 통신은 광섬유 케이블을 이용하여 수행된다. 광섬유 케이블은 예를 제공하도록 CPRI 표준과 같은 링크 상에 통신을 관리하는 표준들에 의해 요구되는 엄격한 타이밍 요건들의 제어를 허용하도록 기지국과 RHH 사이에 직접 연결된다. 그러나, 인구가 조밀한 영역들 및 특이한 지역들을 갖는 영역들과 같은 어떤 영역들에서의 광섬유 케이블의 효율적인 사용은 가능하지 않을 수 있거나 엄청나게 고가일 수 있다. 예를 들어, 그러한 영역들에서의 광섬유의 효율적인 사용은 지면의 개간 및/또는 그 영역들에 구축된 구조물의 이동을 필요로 할 수 있으며, 그 모두는 매우 높은 비용들 및 지출들에서 발생한다. 게다가, 이 이유들뿐만 아니라 다른 이유들로, 광섬유의 효율적인 사용을 완성하는데 비교적 장시간이 걸린다. 따라서, 광섬유 링크를 통해 통신을 위해 관리 표준들을 여전히 충족하는 광섬유 케이블의 효율적인 사용의 대안에 대한 요구가 있다. 본 발명의 추가적인 측면들 및 장점들은 이어지는 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
일 양태에 따르면, 밀리미터파 모뎀 어셈블리는,
전용 인터페이스 사양들에 따라 복수의 표준화 데이터 스트림들을 수신 및 송신하도록 구성된 입력/출력 인터페이스 모듈;
복수의 코딩된 디지털 비트들을 형성하도록 복수의 표준화 데이터 스트림들을 인코딩하도록 구성된 인코더 모듈;
복수의 코딩된 디지털 비트들을 디지털 심볼들 및 디지털 샘플들로 변환하며,
디지털 샘플들을 디지털 심볼들 및 복수의 코딩된 디지털 비트들로 변환하도록 구성된 물리적 계층 모듈; 및
전용 인터페이스 사양들에 따라 링크를 통한 무선 송신에 적절한 아날로그 신호를 형성하기 위해 디지털 샘플들의 하이 레이트 변환을 수행하도록 구성된 데이터 변환 모듈을 포함한다.
바람직하게는, 데이터 변환 모듈은 초 당 대략 9 기가비트들까지에서, 대략 125 MSym/Sec 내지 대략 1.7 Gsym/Sec의 보 레이트들에서, 대략 2 GHz의 대역폭에서, 및 높은 변조 차수에서 하이 레이트 데이터 변환을 수행하도록 구성된다.
바람직하게는, 인코더 모듈은 채널 코드 인코더이다.
바람직하게는, 코딩된 디지털 비트들은 순방향 에러 정정 방식을 이용하여 인코딩된다.
바람직하게는, 복수의 표준화 데이터 스트림들은 디지털 비트들, 관리 데이터 및 상위 레벨 클록 신호의 조합을 포함한다.
바람직하게는, 복수의 표준화 데이터 스트림들은 공통 공중 무선 인터페이스(common public radio interface, CPRI) 사양들, 또는 개방 기지국 아키텍처 주도(open base station architecture initiaitve, OBSAI) 사양들에 따라 프레이밍된 데이터의 채널들이다.
바람직하게는, 입력/출력 인터페이스 모듈은 공통 공중 무선 인터페이스(CPRI) 사양들, 개방 기지국 아키텍처 주도(OBSAI) 사양들, 또는 유럽 전기 통신 표준 협회(European Telecommunications Standards Insititute, ETSI) 표준에 따라 복수의 표준화 데이터 스트림들을 수신 및 송신하도록 구성되며,
데이터 변환 모듈은 공통 공중 무선 인터페이스(CPRI) 사양들, 개방 기지국 아키텍처 주도(OBSAI) 사양들, 또는 유럽 전기 통신 표준 협회(ETSI) 표준에 따라 하이 레이트 데이터 변환을 수행하도록 또한 구성된다.
바람직하게는, 데이터 변환 모듈은 디지털 샘플들을 형성하도록 아날로그 신호의 하이 레이트 변환을 수행하도록 구성되며,
인코더 모듈의 적어도 일부는 복수의 표준화 데이터 스트림들을 형성하도록 코딩된 디지털 비트들을 디코딩하도록 구성된다.
일 양태에 따르면, 무선 링크를 통해 송신될 데이터를 준비하는 방법이 제공되며, 방법은,
입력/출력 인터페이스 모듈에서 전용 인터페이스 사양들에 따라 복수의 표준화 데이터 스트림들을 수신하는 단계;
복수의 코딩된 디지털 비트들을 형성하도록 복수의 표준화 데이터 스트림들을 인코딩하는 단계;
복수의 코딩된 디지털 비트들을 디지털 심볼들로 변환하는 단계;
디지털 심볼들을 디지털 샘플들로 변환하는 단계; 및
전용 인터페이스 사양들에 따라 링크를 통한 무선 송신에 적절한 아날로그 신호를 형성하도록 디지털 샘플들의 하이 레이트 변환을 수행하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 하이 레이트 변환은 초 당 대략 9 기가비트들에서, 대략 125 MSym/Sec 내지 대략 1.7 Gsym/Sec의 범위에서의 보(baud) 레이트들에서, 대략 2 GHz의 대역폭에서, 및 높은 변조 차수에서 수행될 수 있다.
바람직하게는, 코딩된 디지털 비트들은 순방향 에러 정정 방식을 이용하여 인코딩된다.
바람직하게는, 복수의 표준화 데이터 스트림들은 디지털 비트들, 관리 데이터 및 상위 레벨 클록 신호의 조합을 포함한다.
바람직하게는, 복수의 표준화 데이터 스트림들은 공통 공중 무선 인터페이스(CPRI) 사양들 또는 개방 기지국 아키텍처 주도(OBSAI) 사양들에 따라 프레이밍된(framed) 데이터의 채널들이다.
바람직하게는, 방법은 아날로그 신호가 무선 링크를 통해 수신된 경우에, 더 송신될 아날로그 신호를 준비하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게는, 방법은,
밀리미터파 안테나 어셈블리로부터 아날로그 신호를 수신하는 단계;
복구(recovered) 디지털 샘플들을 형성하도록 전용 인터페이스 사양들에 따라 아날로그 신호의 제 2 하이 레이트 변환을 수생하는 단계;
복구 디지털 샘플들을 복구 디지털 심볼들로 변환하는 단계;
복구 디지털 심볼들을 복수의 복구 코딩된 디지털 비트들로 변환하는 단계;
복수의 복구 표준화 데이터 스트림들을 형성하도록 복수의 복구 코딩된 디지털 비트들을 디코딩하는 단계; 및
표준화 프레이머(framer) 모듈에 복수의 복구 표준화 데이터 스트림들을 출력하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게는, 입력/출력 인터페이스 모듈은 공통 공중 무선 인터페이스(CPRI) 사양들, 개방 기지국 아키텍처 주도(OBSAI) 사양들, 또는 유럽 전기 통신 표준 협회(ETSI) 표준에 따라 복수의 표준화 데이터 스트림들을 수신 및 송신하며,
하이 레이트 변환은 공통 공중 무선 인터페이스(CPRI) 사양들, 개방 기지국 아키텍처 주도(OBSAI) 사양들, 또는 유럽 전기 통신 표준 협회(ETSI) 표준에 따라 수행된다.
일 양태에 따르면，무선 통신 용이화(facilitation) 시스템은,
관리 데이터 상에서 동작하도록 구성된 컴퓨팅 모듈;
전용 인터페이스 사양들에 따라 무선 링크를 통한 무선 송신에 적절한 적어도 하나의 아날로그 시퀀스를 형성하도록 복수의 표준화 디지털 샘플들의 하이 레이트 변환을 수행하며,
복수의 표준화 복구 디지털 샘플들을 형성하도록 전용 인터페이스 사양들에 따라 무선 링크를 통해 수신된 아날로그 신호의 하이 레이트 변환을 수행하도록 구성된 모뎀 어셈블리; 및
이동 표준에 따라 무선 링크를 통한 송신에 적절한 아날로그 신호를 형성하도록 적어도 하나의 디지털 시퀀스를 조합하고, 적어도 하나의 디지털 시퀀스를 적어도 하나의 아날로그 시퀀스로 변환하며, 적어도 하나의 아날로그 시퀀스를 업 변환하고,
전용 인터페이스 사양들에 따라 적어도 하나의 아날로그 시퀀스를 형성하도록 무선 링크를 통해 수신된 아날로그 신호를 다운 변환하고, 적어도 하나의 아날로그 시퀀스를 적어도 하나의 디지털 시퀀스로 변환하거나 적어도 하나의 아날로그 시퀀스를 적어도 하나의 디지털 시퀀스로 분할하도록 구성된 디지털/RF 기능 모듈을 포함한다.
바람직하게는, 무선 통신 용이화 시스템은,
변화하는 방향들로 직렬 데이터와 병렬 인터페이스들 사이에서 디지털 데이터 신호를 변환하도록 구성된 직렬화기/비직렬화기 모듈; 및
공통 공중 무선 인터페이스(CPRI) 사양들 또는 개방 기지국 아키텍처 주도(OBSAI) 사양들에 따라 복수의 표준화 디지털 비트들을 형성하도록 상위 레벨 클록 신호에 따라 복수의 디지털 데이터 스트림들을 수신하며 관리 데이터로 복수의 디지털 데이터 스트림들을 프레이밍하도록 구성된 표준화 프레이머 모듈을 더 포함한다.
바람직하게는, 무선 통신 용이화 시스템은 적어도 하나의 옥외 신호 변환 모듈을 더 포함하며, 적어도 하나의 옥외 신호 변환 모듈은 컴퓨팅 모듈, 모뎀 어셈블리, 표준화 프레이머 모듈, 및 디지털/RF 기능 모듈을 포함한다.
바람직하게는, 모뎀 어셈블리는 초 당 대략 9 기가비트들까지에서, 대략 125 MSym/Sec 내지 대략 1.7 Gsym/Sec의 보 레이트들에서, 대략 2 GHz의 대역폭에서, 및 임의의 변조 차수에서 하이 레이트 데이터 변환을 수행하도록 구성된다.
본 발명의 실시예들은 첨부 도면들을 참조하여 설명된다. 도면들에서, 동일한 참조 번호들은 동일하거나 기능적으로 유사한 요소들을 지시한다. 게다가, 참조 번호의 가장 좌측 숫자(들)는 참조 번호가 먼저 나타나는 도면들을 식별한다.
도 1은 예시적 실시예에 따른 무선 통신 환경의 블록도를 예시한다.
도 2는 예시적 실시예에 따른 무선 통신 환경의 일부로서 구현되는 옥외 신호 변환 모듈의 블록도를 예시한다.
도 3은 예시적 실시예에 따른 옥외 신호 변환 모듈의 일부로서 구현되는 밀리미터파 모뎀 어셈블리의 블록도를 예시한다.
도 4는 예시적 실시예에 따라 무선 링크를 통해 송신될 데이터를 준비하는 예시적 동작 단계들의 순서도이다.
도 5는 데이터가 예시적 실시예에 따라 무선 링크를 통해 수신된 경우에, 송신될 데이터를 준비하는 예시적 동작 단계들의 순서도이다.
도 6은 예시적 실시예에 따른 제 2 무선 통신 환경의 블록도를 예시한다.
도 7은 예시적 실시예에 따른 제 2 무선 통신 환경의 일부로서 구현될 수 있는 무선 통신 장치의 블록도를 예시한다.
본 발명은 이제 첨부 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들에서, 동일한 참조 번호들은 통상 동일한, 기능적으로 유사한, 및/또는 구조적으로 유사한 요소들을 지시한다. 요소가 먼저 나타나는 도면은 참조 번호에서 가장 좌측 숫자(들)에 의해 지시된다.
이하의 상세한 설명은 본 발명과 일치하는 예시적 실시예들을 예시하기 위해 첨부 도면들을 참조한다. "하나의 예시적 실시예," "예시적 실시예," "구체적 예시적 실시예" 등에 대한 상세한 설명에서의 언급은 설명되는 예시적 실시예가 특정 특징, 구조, 또는 특성을 포함할 수 있지만, 모든 예시적 실시예가 반드시 특정 특징, 구조, 또는 특성을 포함하지 않을 수 있다는 것을 나타낸다. 더욱이, 그러한 어구들은 반드시 동일한 예시적 실시예를 참조하는 것은 아니다. 또한, 특정 특징, 구조, 또는 특성이 예시적 실시예와 관련하여 설명될 때, 그것은 명시적으로 설명되거나 설명되지 않을지라도, 다른 예시적 실시예들과 관련하여 그러한 특징, 구조, 또는 특성에 영향을 미치도록 당업자들의 지식 내에 있다.
본 출원에서 설명되는 예시적 실시예들은 예시를 위해 제공되며, 제한되지 않는다. 다른 예시적 실시예들이 가능하며, 본 명세서의 사상 및 범위 내에서 예시적 실시예들에 대한 수정들이 이루어질 수 있다. 그러므로, 상세한 설명은 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 오히려, 본 명세서의 범위는 다음의 청구항들 및 그 등가물들에 따라 단지 정의된다.
본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 그 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 본 발명의 실시예들은 하나 이상의 프로세서들에 의해 판독 및 실행될 수 있는 기계 판독가능 매체 상에 저장된 명령어들로서 구현될 수도 있다. 기계 판독가능 매체는 기계(예를 들면, 컴퓨팅 장치)에 의해 판독가능한 형태로 정보를 저장 또는 송신하기 위한 임의의 메커니즘을 포함할 수 있다. 예를 들면, 기계 판독가능 매체는 읽기 전용 메모리(ROM); 랜덤 액세스 메모리(RAM); 자기 디스크 저장 매체; 광 저장 매체; 플래시 메모리 장치들; 전파된 신호의 전기, 광, 음향 또는 다른 형태들(예를 들면, 반송파들, 적외 신호들, 디지털 신호들 등) 등을 포함할 수 있다. 게다가, 펌웨어, 소프트웨어, 루틴들, 명령어들은 본 출원에서 어떤 동작들을 수행하는 것으로 설명될 수 있다. 그러나, 그러한 설명들은 단지 편의를 위한 것이며 그러한 동작들은 실제로 펌웨어, 소프트웨어, 루틴들, 명령어들 등을 실행하는 컴퓨팅 장치들, 프로세서들, 컨트롤러들, 또는 다른 장치들에서 기인하는 것이 인식되어야 한다.
예시적 실시예들의 이하의 상세한 설명은 본 발명의 사상 및 범위로로부터 벗어나지 않고, 당업자들의 지식을 적용함으로써 다른 사람들이 과도한 실험없이 그러한 예시적 실시예들을 다양한 적용들에 대하여 용이하게 수정 및/또는 적응시킬 수 있다는 본 발명의 일반적인 본질을 매우 완전히 나타낼 것이다. 그러므로, 그러한 적응들 및 수정들은 여기에 제시된 교시 및 안내에 기초하여 예시적 실시예들의 의미 및 복수의 등가물들 내에 있도록 의도된다. 본 출원에서의 어법 또는 용어는 본 명세서의 어법 또는 용어가 본 출원에서의 교시들을 고려하여 당업자들에 의해 해석될 수 있도록 설명을 위한 것이며 제한이 아닌 것이 이해되어야 한다.
본 발명의 설명이 무선 통신에 관하여 설명될 수 있을지라도, 당업자들은 본 발명이 본 명세서의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 유선 또는 다른 타입들의 무선 통신을 이용하는 다른 통신들에 적용가능할 수 것을 인식할 것이다.
예시적 무선 통신 환경
도 1은 예시적 실시예에 따른 무선 통신 환경의 블록도를 예시한다.
무선 통신 환경(100)은 제 1 무선 통신 장치(104)와 제 2 무선 통신 장치(106) 사이에서 하나 이상의 명령들 및/또는 데이터와 같은 정보의 무선 통신을 제공한다. 제 1 무선 통신 장치(104)는 기지국 모듈의 예시적 실시예를 나타낼 수 있고, 제 2 무선 통신 장치(106)는 리모트 무선 헤드(remote radio head, RRH) 모듈의 예시적 실시예를 나타낼 수 있다.
RRH 모듈(106)은 어떤 예들을 제공하도록 공통 공중 무선 인터페이스(CPRI) 또는 개방 기지국 아키텍처 주도(OBSAI)와 같은 전용 인터페이스 사양들을 통해 기지국 모듈(104)에 연결될 수 있다. 본 명세서의 대다수는 링크를 통해 통신을 관리하는 표준을 논의할 때 CPRI 사양으로 지칭하지만, 이것은 단지 예시를 위한 것이다. 당업자들은 어떤 예들을 제공하도록 OBSAI, 유럽 전기 통신 표준 협회(ETSI), 개방 무선 인터페이스(ORI), 또는 미국 연방 통신 위원회(Federal Communications Commission, FCC)와 같은 다른 표준들이 링크를 통해 통신을 관리하는데 이용될 수 있는 것을 인식할 것이다.
RRH 모듈(106)과 기지국 모듈(104) 사이의 무선 연결은 대략 0.6초당 기가비트들(Gbps) 및 대략 9Gbps 사이에서 변화할 수 있는 매우 높은 비트 레이트들을 필요로 한다. 통상적으로, CPRI 사양들은 광섬유 케이블들을 통해 통신들을 관리하도록 설계된다. 그러나, 무선 통신 환경(100)은 CPRI 사양들에 따라 무선 CPRI(wCPRI) 링크(114)를 통해 통신한다.
무선 통신 환경(100)에서, 기지국 모듈(104) 및 RRH 모듈(106)은 직렬화기/비직렬화기(SerDes) 모듈(108.1 및 108.2)을 각각 포함할 수 있다. 또한, 기지국 모듈(104)은 SerDes 모듈(108.1)에 결합되는 표준화 프레이머 모듈(110.1)을 포함할 수 있고, RRH 모듈(106)은 SerDes 모듈(108.2)에 결합되는 표준화 프레이머 모듈(110.2)을 포함할 수 있다. 본 명세서는 통신 환경(100) 내에 이용되는 프레이머 모듈들을 논의할 때 표준화 프레이머 모듈들(110.1 및 110.2)을 지칭할지라도, 이것은 임의의 방법으로 본 명세서를 제한하는 것으로 의미되지 않는다. 당업자들은 예를 제공하도록 표준화 프레이머 모듈들(110.1 및 110.2)이 CPRI와 같은 링크를 통해 통신을 관리하는 표준들에 따라 동작하는 프레이머 모듈들을 지칭하는 것을 인식할 것이다.
각 SerDes 모듈들(108.1 및 108.2)은 양 통신 방향들로 직렬 데이터와 병렬 인터페이스들 사이에서 디지털 데이터 신호들(116.1 및 116.2)을 각각 변환한다. 프레이머 모듈(110.1)은 CPRI 사양들에 따른 표준화 디지털 비트들의 수집을 형성하도록 상위 레벨 클록 신호(102.1)에 따라 관리 데이터로 유입(incoming) 디지털 데이터 신호(116.1)를 프레이밍한다. 상위 레벨 클록 신호(102.1)는 프레이머 모듈(110.1)에 의해 발생되고, 프레이머 모듈(110.1이 디지털 데이터 신호(116.1) 내의 데이터 패킷들을 식별하게 한다. 그러므로, 상위 레벨 클록 신호(102.1)는 프레이머 모듈(110.1)이 CPRI 표준에 따른 디지털 데이터 신호(116.1)를 프레이밍하게 한다. 예시적 실시예에 있어서, 프레이머 모듈(110.2)은 상술한 바와 같이 프레이머 모듈(110.1)과 실질적으로 유사하게 기능할 수 있다. 따라서, 프레이머 모듈(110.2)은 프레이머 모듈(110.2)이 CPRI 표준에 따른 디지털 데이터 신호(116.2)를 프레이밍하게 하는 상위 레벨 클록 신호(102.2)를 발생시킬 수 있다.
무선 통신 환경(100)은 한 쌍의 옥외 신호 변환 모듈들(112)을 포함할 수도 있으며, 그 중 하나는 기지국 모듈(104)에 연결되며 다른 하나는 RRH 모듈(106)에 연결된다. 옥외 신호 변환 모듈들(112)은 wCPRI 링크(114)를 통해 기지국 모듈(104)과 RRH 모듈(106) 사이의 무선 통신을 제공하는 한편, CPRI 사양들에 의해 정의되는 높은 비트 레이트 요건들도 충족한다. 그러므로, 이 예시적 실시예에 따른 기지국 모듈(104)과 RRH 모듈(106)도 송신이 wCPRI 링크(114)를 통해 또는 종래의 광섬유 케이블을 통해 발생되었는지를 구별할 수 없다.
wCPRI 링크(114)를 통해 통신하도록 기지국 모듈(104) 및 RRH 모듈(106)의 이 능력이 제공되면, RRH 모듈들(106)의 전개(deployment)는 빠르고 쉽게 렌더링된다. 특히, 본 발명의 이 실시예에서의 RRH 전개는 표준 점 대 점(Point to Point, PtP) 링크 전개와 매우 유사하다. 게다가, RRH 모듈들(106)은 상당한 비용들 및 비용들을 초래하지 않고 밀집 도시 영역들을 통해 전개될 수 있다. 게다가, 본 명세서에서 이후 더 상세히 논의되는 바와 같이, RRH 모듈들(106)은 광섬유 케이블들로 이미 가능한 더 긴 거리에서 전개될 수 있다. 전형적으로, wCPRI 링크(114)는 기지국 모듈(104)과 RRH 모듈(106) 사이에서 대략 2.5킬로미터까지의 링크 범위를 지원할 수 있다; 그러나, 다른 링크 범위들은 본 명세서의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 가능하다.
예시적 옥외 신호 변환 모듈
도 2는 예시적 실시예에 따른 무선 통신 환경의 일부로서 구현되는 옥외 신호 변환 모듈의 블록도를 예시한다. 옥외 신호 변환 모듈(200)은 옥외 신호 변환 모듈들(112)의 예시적 실시예를 나타낼 수 있다.
옥외 신호 변환 모듈(200)은 관리 데이터(212) 상에 다양한 계산들을 수행하는 컴퓨팅 모듈(202)을 포함한다. 신호 변환 모듈(200)은 컴퓨팅 모듈(202)에 결합된 모뎀 어셈블리(204)도 포함한다. 모뎀 어셈블리(204)는 아날로그 시퀀스(216.2)를 형성하도록 유입 표준화 디지털 샘플(214)의 하이 레이트 디지털 아날로그 변환(DAC)을 실행할 수 있다. 대안으로, 예시적 실시예에 있어서, 모뎀 어셈블리(204)는 표준화 디지털 샘플들(214)을 형성하도록 아날로그 시퀀스(216.2)의 하이 레이트 아날로그 디지털 변환(ADC)을 수행할 수 있다. 게다가, 예시적 실시예에 있어서, 모뎀 어셈블리(204)는 아날로그 시퀀스(216.2)를 형성하도록 표준화 디지털 샘플들(214)의 하이 레이트 DAC, 및 표준화 디지털 샘플들(214)을 수행하도록 아날로그 시퀀스(216.2)의 하이 레이트 ADC 둘 다를 수행할 수 있다. 신호 변환 모듈(200)은 아날로그 시퀀스(216.2)에 따라 동작들을 수행하는 모뎀 어셈블리(204)에 결합된 RF 기능 모듈(206)을 더 포함한다. 예시적 실시예에 있어서, RF 기능 모듈(206)은 아날로그 신호(216.1)가 wCPRI 링크(114)를 통한 송신에 적절하도록 아날로그 시퀀스(216.2)의 업-변환, 또는 모뎀 어셈블리(204)가 아날로그 시퀀스(216.2)의 하이 레이트 ADC를 수행할 수 있도록 아날로그 신호(216.1)의 다운-변환을 수행할 수 있다.
신호 변환 모듈(200)은 직렬화기/비직렬화기(serial/deserializer, SerDes) 모듈(208) 및 표준화 프레이머 모듈(210)을 포함할 수도 있다. SerDes 모듈(208)은 SerDes 모듈(108.1)의 예시적 실시예를 나타낼 수 있고, 프레이머 모듈(210)은 프레이머 모듈(110.1)의 예시적 실시예를 나타낼 수 있다. SerDes 모듈(208)은 양 통신 방향들로 직렬 데이터와 병렬 인터페이스들 사이에서 유입 디지털 데이터 신호(222.1)를 변환한다. 게다가, 프레이머 모듈(210)은 CPRI 사양들에 따른 표준화 디지털 샘플들(214)을 형성하도록 상위 레벨 클록 신호(218)에 따라 디지털 데이터 시퀀스(222.2)를 수신하며 관리 데이터(212)로 디지털 데이터 시퀀스(222.2)를 프레이밍한다. 상위 레벨(high-level) 클록 신호(218)는 상위 레벨 클록 신호(102)의 예시적 실시예를 나타낼 수 있다. 또한, 상위 레벨 클록 신호(218)는 프레이머 모듈(210)에 의해 발생되며, 프레이머 모듈(210)이 디지털 데이터 시퀀스(222.2) 내의 데이터 패킷들을 식별하게 한다. 그러므로, 상위 레벨 클록 신호(218)는 프레이머 모듈(210)이 CPRI 표준에 따른 디지털 데이터 시퀀스(222.2)를 프레임하게 한다. 게다가, 신호 변환 모듈(200)은 기지국 모듈(104) 및 RRH 모듈(106)을 동기화하도록 발진기로서 기능하는 제 2 클록 신호, 즉 동기 클록 신호(220)를 발생시킨다. 동기 클록 신호(220)는 모뎀 어셈블리(204)에 의해 수행되는 임의의 동작들 전에 프레이머 모듈(210)에 의해 추가된다. 예시적 실시예에 있어서, 동기 클록 신호(220)는 전용 포트(도 2에 도시되지 않음)를 통해 송신될 수 있다. 동기 클록 신호(220)는 IEEE 1588-2008(1588v2) 표준 또는 동기 이더넷(Synchronous Ethernet, SyncE) 프로토콜에서 정의된 정밀 타임 프로토콜(precision time protocol, PTP)에 기초할 수도 있다. 그러나, 무선 링크를 통해 송신기 및 수신기를 동기화할 수 있는 임의의 클록/네트워킹 프로토콜은 본 명세서의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 이용될 수 있다. 동기 클록 신호(220)는 CPRI 표준에 의해 정의되는 엄격한 타이밍 요건들로 인해 본 발명의 필수적인 특징이다.
신호 변환 모듈(200)은 대응하는 아날로그 신호(216.1)가 wCPRI 링크(114)를 통해 송신 및/또는 수신되게 하도록 유입 디지털 데이터 신호(222.1) 상에 다양한 기능들을 수행한다. 단지 예시를 위해, 신호 변환 모듈(200)의 기능성은 wCPRI 링크(114)를 통해 송신하도록 아날로그 신호(216.1)의 신호 변환 모듈(200)의 준비(preparation)를 참조하여 논의될 것이다. 그러나, 아날로그 처리는 아날로그 신호(216.1)가 wCRPI 링크(114)를 통한 그 송신 후에 수신되며, CPRI 표준을 따르는 디지털 데이터 신호(222.1)로 다시 변환될 수 있도록 수행될 수 있다.
따라서, 기지국 모듈(104)에서 디지털 데이터 신호(222.1)를 수신하면, 기지국 모듈(104)은 신호 변환 모듈(200)에 디지털 데이터 신호(222.1)를 송신한다. 그 다음, 디지털 데이터 신호(222.1)는 디지털 데이터 시퀀스(222.2)를 형성하도록 직렬 데이터와 병렬 인터페이스들 사이에서 디지털 데이터 신호(222.1)를 변환하는 SerDes 모듈(208)로 입력된다. 예시적 실시예에 있어서, SerDes 모듈(208)은 SerDes 모듈(208)이 무선 링크를 통해 또는 광섬유 링크를 통해 데이터를 수신할 수 있도록 소형 폼 팩터 플러그가능 송수신기(SFP)를 포함할 수도 있다.
디지털 데이터 시퀀스(222.2)는 프레이머 모듈(210)로 입력된 다음에, 디지털 데이터 시퀀스(222.2)를 프레이밍한다. 프레이머 모듈(210)은 CPRI 사양들에 따른 표준화 디지털 샘플들(214)을 형성하도록 상위 레벨 클록 신호(218)에 따라 관리 데이터(212)로 디지털 데이터 시퀀스(222.2)도 프레이밍한다. 예시적 실시예에 있어서, 프레이머 모듈(210)은 컴퓨팅 모듈(202)에 관리 데이터(212)를 출력하며, 모뎀 어셈블리(204)에 최종 표준화 디지털 샘플들(214)을 출력한다.
예시적 실시예에 있어서, SerDes 모듈(208) 및 프레이머 모듈(210)은 단지 기지국 모듈(104)에 존재할 수 있다. 그러므로, 그러한 예시적 실시예에 있어서, 신호 변환 모듈(200)은 SerDes 모듈(208) 또는 프레이머 모듈(210)을 포함하지 않는다. 게다가, 그러한 예시적 실시예에 있어서, 컴퓨팅 모듈(202)은 기지국 모듈(104)로부터 관리 데이터(212)를 직접 수신하며, 프레이머 모듈(210)로부터 수신하지 않는다.
컴퓨팅 모듈(202)은 관리 데이터(212) 상에 다양한 계산들을 수행한 다음에, 모뎀 어셈블리(204)에 관리 데이터(212)를 출력한다. 모뎀 어셈블리(204)의 기능성은 본 명세서에서 이후 더 상세히 논의될 것이다. 그 다음, 아날로그 시퀀스(216.2)는 모뎀 어셈블리(204)로부터 RF 기능 모듈(206)로 입력된다. 앞서 더 상세히 논의된 바와 같이, RF 기능 모듈(206)은 아날로그 신호(216.1)가 wCPRI 링크(114)를 통한 송신에 적절하도록 아날로그 시퀀스(216.2)의 업-변환과 같이, 아날로그 시퀀스(216.2)에 따라 동작들을 수행한다. 그 다음, 아날로그 신호(216.1)는 wCPRI 링크(114)를 통해 아날로그 신호(216.1)를 송신하는 안테나 포트를 통해 밀리미터파 안테나에 송신된다.
예시적 밀리미터파 모뎀 어셈블리
도 3은 예시적 실시예에 따른 옥외 신호 변환 모듈(200)의 일부로서 구현될 수 있는 밀리미터파 모뎀 어셈블리(300)의 블록도를 예시한다. 밀리미터파 모뎀 어셈블리(300)는 모뎀 어셈블리(204)의 예시적 실시예를 나타낼 수 있다.
게다가, 예시적 실시예에 있어서 모뎀 어셈블리(300)는 대략 9Gbps까지의 비트 레이트들을 지원하는 브로드콤 코포레이션 BCM85100일 수 있다. 브로드콤 코포레이션 BCM85100은 단지 예시를 위해 제공되고, 본 출원에서 이용될 수 있는 유일한 모뎀 어셈블리인 것으로 의도되지 않으며, 본 명세서를 제한하는 것으로 의미되지 않는다. 특히, 본 명세서에 설명되는 엄격한 특징들을 충족하는 임의의 모뎀 어셈블리가 이용될 수 있다. 게다가, 당업자들에게 명백해지는 바와 같이, 모뎀 어셈블리(300)는 PtP 링크들에 필수적인 임의의 중단없는 계속 모드에서 동작한다.
모뎀 어셈블리(300)는 디지털 데이터 스트림들(310.1)을 수신하며 복구 디지털 데이터 스트림들(310.2)을 송신하도록 구성되는 입력/출력(IO) 인터페이스 모듈(302)을 포함한다. 모뎀 어셈블리(300)는 IO 인터페이스 모듈(302)에 전기적으로 연결되는 인코더 모듈(304)도 포함한다. 인코더 모듈(304)은 코딩된 디지털 비트들(312)을 형성하도록 복구 디지털 데이터 스트림들(310.2)을 인코딩한다. 인코더 모듈(304)은 모뎀 어셈블리(300)의 성능에 대해서 더 효과적으로 이용될 송신 전력을 허용하는 채널 코드 인코더의 예시적 실시예를 나타낼 수 있다. 인코더 모듈(304)은 8b/10b 인코딩 방식을 이용하여 코딩된 디지털 비트들(312)을 인코딩할 수도 있다. 그러한 실시예에 있어서, 인코더 모듈(304)은 8-비트 심볼을 10비트 심볼에 맵핑함으로써 코딩된 디지털 비트들(312)을 인코딩한다. 인코더 모듈(304)은 예를 제공하도록 저밀도 패리티 체크(low-density parity-check, LDPC) 코드와 같은 순방향 에러 정정(FEC) 방식을 이용하여 코딩된 디지털 비트들(312)을 인코딩할 수도 있다. FEC 방식을 이용하는 것은 송신된 정보가 성공적으로 복구된다는(에러 없음) 확률을 증가시킨다.
게다가, 모뎀 어셈블리(300)는 인코더 모듈(304)에 전기적으로 연결된 물리적 계층(PHY) 모듈(306)을 포함한다. 예시적 실시예에 있어서, PHY 모듈(306)은 코딩된 디지털 비트들(312)을 디지털 심볼들 그리고 그 다음 디지털 샘플들(314)로 변환하거나, 수신된 디지털 샘플들(320)을 수신된 디지털 심볼들 그리고 그 다음 수신되는 코딩된 디지털 비트들(322)로 변환할 수 있다. PHY 모듈(306)은 단일 모듈 내의 이 변환들 둘 다를 수행할 수도 있다. 게다가, 모뎀 어셈블리(300)는 PHY 모듈(306)에 전기적으로 연결된 데이터 변환 모듈(308)을 포함할 수 있다. 데이터 변환 모듈(308)은 wCPRI 링크(114)를 통한 송신에 적절한 아날로그 신호(316)를 형성하도록 디지털 샘플들(314)의 하이 레이트 DAC를 수행한다. 예시적 실시예에 있어서, 데이터 변환 모듈(308)은 wCPRI 링크(114)를 통한 송신에 적절한 아날로그 신호(316)를 형성하도록 디지털 심볼들의 하이 레이트 DAC를 수행할 수 있다. 게다가, 송신 전력은 적응 코드 변조 및 보(Adaptive Code Modulation and Buad, ACMB) 특성에 따라 구성될 수 있다. 따라서, 송신 전력은 일정 피크(constant peak), 일정 전력, 또는 임의의 다른 그러한 특성을 갖도록 구성가능하다.
예시적 실시예에 있어서, 데이터 변환 모듈(308)은 수신된 디지털 샘플들(320)을 형성하도록 수신된 아날로그 신호(318)의 하이 레이트 ADC를 수행할 수 있다. 그러나, 이 특정 실시예에 있어서, 인코더 모듈(304), 또는 그 위치는 수신된 디지털 데이터 스트림들(324.2)을 형성하기 위해 수신되는 코딩된 디지털 비트들(322)을 디코딩하도록 구성되는 디코더 모듈(도시되지 않음)로 대체된다. 이 때, IO 인터페이스 모듈은 연결된 기지국 모듈 또는 RRH 모듈에 수신되는 복구 디지털 데이터 스트림들(324.1)을 송신한다.
본 명세서를 통해 지칭되는 바와 같이, 하이 레이트 변환이라는 용어는 변환된 데이터가 CPRI 사양들에 따른 링크에 걸쳐서 송신될 수 있는 그러한 하이 비트 레이트들을 발생시키는 데이터 변환을 의미한다. 하이 레이트 ADC 및 DAC는 ADC 및 DAC 성능들이 모뎀 어셈블리(300)에 의해 달성될 수 있는 최대 레이트들 및 변조에 대한 제한적인 팩터들이기 때문에 본 발명에 필수적이다. 따라서, 데이터 변환 모듈(308)은 대략 9Gbps까지 하이 레이트 ADC 및 DAC를 수행할 수 있다; 그러나, 다른 데이터 레이트들은 본 명세서의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 가능하다. 데이터 변환 모듈(308)은 대략 125MSym/Sec 내지 대략 1.7Gsym/Sec의 보 레이트들에서, 및 대략 2㎓의 대역폭에서 하이 레이트 ADC 및 DAC를 수행할 수도 있다; 그러나, 다른 보 레이트들 및/또는 대역폭은 본 명세서의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 가능하다. 게다가, 데이터 변환 모듈(308)은 어떤 예들을 제공하도록 128QAM 또는 256QAM과 같은 높은 변조 차수에서 하이 레이트 ADC 및 DAC를 수행할 수 있다; 그러나, 다른 변조 차수들은 본 명세서의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 가능하다.
예시적 실시예에 있어서, 모뎀 어셈블리(300)는 종래의 광섬유 케이블을 통해 지연과 비교되는 경우 wCPR1 링크(114)를 통해 송신 지연도 감소시킨다. 그러한 예시적 실시예에 있어서, 송신 및 수신을 위한 BCM85100의 최대 레이턴시가 아래에 제시된다:
최대 허용 케이블 길이(CPRI): 10㎞
최대 케이블 길이로 인한 일측 지연(광섬유 케이블에서의 광속은 200000Km/sec임):
OpticDelay = 10㎞/200000[㎞/Sec] = 50uSec
5nines(물리적 제한으로 인함)에서의 최대 mmWave 링크 거리: 2.5㎞
최대 mmWave 링크 지연:
mmWaveDelay = 2.5㎞/300000[㎞/Sec] = 8.3uSec
mmWave 짧은 링크로 인한 여분 지연:
SpareDelay = OpticDelay - mmWaveDelay = 50uSec-8.3uSec = 41.75uSec
AODU에서의 다른 구성요소의 지연: AODU_SysDalay = 2uSec
Tx + Rx에 대한 BCM85100 PHY 계층 최대 레이턴시
BRCM85100max_delay_Tx+Rx = SpareDelay - AODU_SysDelay = 39.7uSec.
무선 링크를 통해 송신될 데이터를 준비하는 예시적 방법
도 4는 예시적 실시예에 따른 wCPRI 링크(114)를 통해 송신될 데이터를 준비하는 예시적 동작 단계들의 순서도이다. 본 설명은 이 동작 설명에 제한되지 않는다. 오히려, 다른 동작가능한 제어 흐름들이 본 명세서의 사상 및 범위 내인 것이 본 출원에서의 교시들로부터 당업자들에게 명백해질 것이다. 이하의 논의는 도 4에서의 단계들을 설명한다.
방법(400)은 디지털 데이터 스트림들(402)이 IO 인터페이스 모듈(302)에 의해 수신되는 단계 420에서 시작한다. 예시적 실시예에 있어서, 디지털 데이터 스트림들(402)은 디지털 비트들, 관리 데이터(212) 및 동기 클록 신호(220)의 조합을 포함할 수 있다. 게다가, 디지털 데이터 스트림들(402)은 CPRI 표준에 따라 프레이밍된 데이터의 채널들이다. 그 다음, 방법은 단계 430으로 진행한다. 단계 430에서, 디지털 데이터 스트림들(402)은 코딩된 디지털 비트들(404)을 형성하도록 인코딩된다. 디지털 데이터 스트림들(402)은 8b/10b 인코딩 방식, FEC 방식, 또는 어떤 다른 수락가능한 인코딩 방식을 이용하여 인코딩될 수 있다.
그 다음, 방법은 단계 440으로 진행한다. 단계 440에서, 코딩된 디지털 비트들(404)은 디지털 심볼들(406)로 변환된다. 그 다음, 방법은 단계 450으로 진행한다. 단계 450에서, 디지털 심볼들(406)은 디지털 샘플들(408)로 변환된다. 그 다음, 방법은 단계 460으로 진행한다. 단계 460에서, 하이 레이트 DAC는 wCPRI 링크(114)를 통한 송신에 적절한 아날로그 신호(410)를 형성하도록 디지털 샘플들(408) 상에 수행된다.
예시적 실시예에 있어서, wCPRI 링크(114)를 통한 송신에 적절하게 될 아날로그 신호(410)에 대해서는, 아날로그 신호(410)는 CPRI 사양들을 충족해야 한다. 하이 레이트 DAC는 DAC 성능이 모뎀 어셈블리(300)에 의해 달성될 수 있는 최대 레이트 및 변조에 대한 제한적인 팩터이기 때문에 본 발명에 필수적이다. 그러므로, 단계 460에서 수행되는 하이 레이트 DAC는 대략 9Gbps까지에서, 대략 125MSym/Sec 내지 대략 2Gsym/Sec의 범위에서의 보 레이트들에서，대략 1㎓의 대역폭에서, 및 높은 변조 차수(예를 들어, 128QAM 또는 256QAM)에서 수행될 수 있어야 한다.
무선 링크를 통해 수신된 후에 송신될 데이터를 준비하는 예시적 방법
도 5는 데이터가 예시적 실시예에 따라 wCPRI 링크(114)를 통해 수신된 경우에, 송신될 데이터를 준비하는 예시적 동작 단계들의 순서도이다. 설명은 이 동작 설명에 제한되지 않는다. 오히려, 다른 동작가능한 제어 흐름들이 본 명세서의 사상 및 범위 내인 것이 본 출원에서의 교시들로부터 당업자들에게 명백해질 것이다. 이하의 논의는 도 5에서의 단계들을 설명한다.
방법(500)은 아날로그 신호(502)가 밀리미터파 안테나로부터 수신되는 단계 520에서 시작한다. 아날로그 신호(502)는 아날로그 신호(410)의 예시적 실시예를 나타낼 수 있다. 이 때, 방법은 단계 530으로 진행한다. 단계 530에서, 하이 레이트 ADC는 디지털 샘플들(504)을 형성하도록 아날로그 신호(502) 상에 수행된다. 디지털 샘플들(504)은 디지털 샘플들(408)의 예시적 실시예를 나타낼 수 있다. 그 다음, 방법은 단계 540으로 진행한다. 단계 540에서, 디지털 샘플들(504)은 디지털 심볼들(506)로 변환된다. 디지털 심볼들(506)은 디지털 심볼들(406)의 예시적 실시예를 나타낼 수 있다. 그 다음, 방법은 단계 550으로 진행한다. 단계 550에서, 디지털 심볼들(506)은 코딩된 디지털 비트들(508)로 변환된다. 코딩된 디지털 비트들(508)은 코딩된 디지털 비트들(404)의 예시적 실시예를 나타낼 수 있다. 그 다음, 방법은 단계 560으로 진행한다. 단계 560에서, 코딩된 디지털 비트들(508)은 디지털 데이터 스트림들(510)을 형성하도록 디코딩된다. 코딩된 디지털 비트들(508)은 단계 430에서 이용된 인코딩 방식의 타입의 이용에 의존할 수 있는 적절한 디코딩 방식을 이용하여 디코딩될 수 있다. 예시적 실시예에 있어서, 코딩된 디지털 비트들(508)은 예를 제공하도록 구성가능한 Reed Solomon 디코더와 같은 FEC 방식을 이용하여 디코딩될 수 있다.
단계 560에서, 코딩된 디지털 비트들(508)의 디코딩 후에, 디지털 데이터 스트림들(510)이 형성된다. 예시적 실시예에 있어서, 디지털 데이터 스트림들(510)은 디지털 비트들, 관리 데이터(212) 및 동기 클록 신호(220)의 조합을 포함할 수 있다. 게다가, 디지털 데이터 스트림들(510)은 CPRI 표준에 따라 프레이밍된 데이터의 채널들이다. 디지털 데이터 스트림들(510)은 디지털 데이터 스트림들(402)의 예시적 실시예를 나타낼 수 있다. 그 다음, 방법은 단계 570으로 진행한다. 단계 570에서, 디지털 데이터 스트림들(510)은 프레이머 모듈(210)에 출력된다.
예시적 실시예에 있어서, wCPRI 링크(114)를 통한 송신 후에, CPRI 표준을 따르는 디지털 데이터 스트림들(510)로 적절하게 수신되어 다시 변환될 아날로그 신호(502)에 대해서는, 아날로그 신호(502)는 CPRI 사양들을 충족해야 한다. 하이 레이트 ADC는 ADC 성능들이 모뎀 어셈블리(300)에 의해 수신될 수 있는 최대 레이트들 및 변조에 대한 제한적인 팩터들이기 때문에 본 발명에 필수적이다. 그러므로, 단계 530에서 수행되는 하이 레이트 ADC는 대략 9Gbps까지에서, 대략 125MSym/Sec 내지 대략 2Gsym/Sec의 범위에서의 보 레이트들에서, 대략 1㎓의 대역폭에서, 및 높은 변조 차수(예를 들어, 128QAM 또는 256QAM)에서 수행될 수 있다.
예시적 무선 통신 환경
도 6은 예시적 실시예에 따른 제 2 무선 통신 환경의 블록도를 예시한다.
무선 통신 환경(600)은 제 1 무선 통신 장치(604)와 제 2 무선 통신 장치(606) 사이에서 하나 이상의 명령들 및/또는 데이터와 같은 정보의 무선 통신을 제공한다. 제 1 무선 통신 장치(604)는 기지국 모듈의 예시적 실시예를 나타낼 수 있다. 제 1 무선 통신 장치(604)는 제 1 무선 통신 장치(104)의 예시적 실시예를 나타낼 수도 있다. 제 2 무선 통신 장치(606)는 RRH 모듈의 예시적 실시예를 나타낼 수 있다.
RRH 모듈(606)은 wCPRI 링크(614)를 통해 기지국 모듈(604)에 연결될 수 있다. 본 명세서는 기지국 모듈(604)과 RRH 모듈(606) 사이의 통신에 이용되는 무선 링크의 타입을 논의할 때 무선 CPRI 링크를 지칭할지라도, 이것은 단지 예시를 위한 것이다. 당업자들은 어떤 예들을 제공하도록 OBSAI, ETSI, ORI, 또는 FCC와 같은 다른 표준들에 의해 관리되는 무선 링크들이 기지국 모듈(604)을 RRH 모듈(606)에 무선으로 연결하는데 이용될 수 있는 것을 인식할 것이다. 또한, wCPRI 링크(614)는 wCPRI 링크(114)의 예시적 실시예를 나타낼 수 있다.
기지국 모듈(604)은 SerDes 모듈(608) 및 SerDes 모듈(608)에 결합되는 표준화 프레이머 모듈(610.1)을 포함할 수 있다. RRH 모듈(606)은 프레이머 모듈(610.2)을 포함할 수도 있다. 게다가, 무선 통신 환경(600)은 기지국 모듈(604)에 결합된 옥외 신호 변환 모듈(612)을 포함한다. RRH 모듈(606)은 RRH 모듈(606)로 장착될 수 있는 모뎀 어셈블리(616)도 포함한다. 모뎀 어셈블리(616)는 모뎀 어셈블리(204)의 예시적 실시예를 나타낼 수도 있다. 게다가, 밀리미터파 안테나(618)는 RRH 모듈(606)에 실질적으로 근접하여 위치될 수 있다.
모뎀 어셈블리(616)가 RRH 모듈(606)에 장착되는 예시적 실시예에 있어서, RF 기능 모듈(620)은 RRH 모듈(606)에 장착될 수도 있다.
옥외 신호 변환 모듈(612), 모뎀 어셈블리(616), RF 기능 모듈(620), 및 안테나(618)의 조합은 기지국 모듈(604)과 RRH 모듈(606) 사이에서 무선 통신을 제공한다. 그러한 예시적 실시예에 있어서, 기지국 모듈(604) 및 RRH 모듈(606)은 wCPRI 링크(614)를 통해 통신할 수 있으므로, 기지국 모듈(604) 및 RRH 모듈(606)이 무선으로 통신하게 하는 한편, CPRI 사양들에 의해 정의된 높은 비트 레이트 요건들도 충족한다. 그러므로, 이 예시적 실시예에 따른 기지국 모듈(604)도 RRH 모듈(606)도 송신이 wCPRI 링크(614)를 통해 또는 종래의 광섬유 케이블을 통해 발생되었는지를 구별할 수 없다.
예시적 무선 통신 장치
도 7은 예시적 실시예에 따른 제 2 무선 통신 환경의 일부로서 구현되는 무선 통신 장치의 블록도를 예시한다.
무선 통신 장치(700)는 RRH 모듈의 예시적 실시예를 나타낼 수 있다. 무선 통신 장치(700)는 제 2 무선 통신 장치(606)의 예시적 실시예를 나타낼 수도 있다. RRH 모듈(700)은 관리 데이터(712)의 뒤를 잇는 컴퓨팅 모듈(702)을 포함하고, 임의의 리퀘스터에 관리 데이터(712)를 송신한다. RRH 모듈(700)은 컴퓨팅 모듈(702)에 결합된 모뎀 어셈블리(704)도 포함한다. 모뎀 어셈블리(704)는 모뎀 어셈블리(300)의 예시적 실시예를 나타낼 수 있다. 모뎀 어셈블리(704)는 아날로그 시퀀스(718.2)를 CPRI 표준을 따르는 디지털 데이터 스트림들(714)로 다시 변환하도록 wCPRI 링크(614)를 통해 수신된 아날로그 시퀀스(718.2)의 하이 레이트 ADC 및 DSP 기능들을 수행한다. RRH 모듈(700)은 아날로그 신호(718.1)에 따라 동작들을 수행하는 모뎀 어셈블리(704)에 결합된 RF 기능 모듈(706)을 더 포함한다. RF 기능 모듈(706)은 모뎀 어셈블리(704)가 아날로그 시퀀스(718.2)의 하이 레이트 ADC를 수행할 수 있도록 아날로그 신호(718.1)의 다운 변환을 수행한다.
예시적 실시예에 있어서, 모뎀 어셈블리(704)는 모뎀 또는 SerDes로서 동작하도록 구성될 수 있다. 그러한 예시적 실시예에 있어서, 모뎀 어셈블리(704)는 모뎀 및 SerDes 둘 다를 포함한다. 모뎀 어셈블리는 모뎀에 연결을 제공하는 것과 SerDes에 연결을 제공하는 것 사이에서 스위칭하는 모뎀 어셈블리의 출력에 위치된 스위칭 메커니즘도 포함한다. 게다가, 그러한 예시적 실시예에 있어서, RRH 모듈(700)은 모뎀 어셈블리(704)에 결합된 SFP를 포함한다. 명세서에 이미 설명된 바와 같이, SFP는 모뎀 어셈블리(704) 내에 위치된 SerDes가 광섬유 링크를 통해 데이터를 수신하게 한다. 그러므로, 그러한 예시적 실시예에 있어서, 모뎀 어셈블리(704)는 wCPRI 링크(614)를 통해 또는 광섬유 링크를 통해 데이터를 수신할 수 있다.
RRH 모듈(700)은 컴퓨팅 모듈(702) 및 모뎀 어셈블리(704) 둘 다에 결합되는 표준화 프레이머 모듈(708)을 포함할 수도 있다. 프레이머 모듈(708)은 프레이머 모듈(210)의 예시적 실시예를 나타낼 수도 있다. 프레이머 모듈(708)은 CPRI 사양에 따른 표준화 디지털 비트들을 형성하도록 상위 레벨 클록 신호(720)에 따라 디지털 데이터 스트림들(714)을 수신하며, 관리 데이터(712)로 디지털 데이터 스트림들(714)을 프레이밍한다. 상위 레벨 클록 신호(720)는 상위 레벨 클록 신호(214)의 예시적 실시예를 나타낼 수 있다. 게다가, RRH 모듈(700)은 모뎀 어셈블리(704)로부터 출력되며 기지국 모듈(604) 및 RRH 모듈(700)을 동기화하도록 발진기로서 기능하는 제 2 클록 신호, 즉 동기 클록 신호(716)를 포함한다. 예시적 실시예에 있어서, 동기 클록 신호(716)는 전용 포트(도 7에 도시되지 않음)를 통해 송신될 수 있다. 동기 클록 신호(716)는 IEEE 1588-2008(1588v2) 표준에 정의된 정밀 타임 프로토콜(PTP), 또는 동기 이더넷(SyncE) 프로토콜에 기초할 수 있다. 그러나, 무선 링크를 통해 송신기 및 수신기를 동기화할 수 있는 임의의 클록/네트워킹 프로토콜은 본 명세서의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 이용될 수 있다. RRH 모듈(700)은 프레이머 모듈(708)에 결합된 변환기 모듈(710)도 포함한다.
RRH 모듈(700)은 어떤 예들을 제공하기 위해 아날로그 신호(718.1)를 LTE, WiMax, 또는 3G와 같은 이동 표준들 중 하나를 따르는 RF 데이터 신호(722.1)로 변환하도록 유입 아날로그 신호(718.1) 상에 다양한 기능들을 수행한다. 따라서, 안테나(618)로부터의 유입 아날로그 신호(718.1)를 수신하면, 아날로그 신호(718.1)는 wCPRI 링크(614)를 통해 수신된 경우에, 안테나(618)는 RF 기능 모듈(706)에 아날로그 신호(718.1)를 송신한다. 그 다음, RF 기능 모듈(706)은 모뎀 어셈블리(704)가 아날로그 시퀀스(718.2)의 하이 레이트 ADC를 수행할 수 있도록 아날로그 신호(718.1)의 다운 변환을 수행한다. 그 다음, 모뎀 어셈블리(704)는 아날로그 시퀀스(718.2)를 디지털 데이터 스트림들(714)로 변환하도록 아날로그 시퀀스(718.2) 상에 하이 레이트 ADC뿐만 아니라 DSP 기능들을 수행한다. 디지털 데이터 스트림들(714)은 프레이머 모듈(708)로 입력된다. 그 다음, 프레이머 모듈(708)은 CPRI 표준으로 디지털 데이터 스트림들(714)을 나타내도록 디지털 스트림들(714)을 프레이밍한다. 프레이머 모듈(708)은 관리 데이터(712)를 컴퓨팅 모듈(702)에 다시 출력하며, 관리 데이터(712)를 모뎀 어셈블리(704)에 차례로 다시 입력한다. 프레이머 모듈(708)은 추가 DSP 처리를 위해 변환기 모듈(710)에 디지털 데이터 시퀀스(722.2)도 출력한다.
아날로그 및 디지털 구성요소들로 구성되는 변환기 모듈(710)은 프레이머 모듈(708)로부터 디지털 데이터 시퀀스(722.2)를 수신한 다음에, 디지털 데이터 시퀀스(722.2)를 업-변환하거나 다운-변환한다. 변환기 모듈(710)은 단일 RF 신호를 형성하도록 다수의 디지털 데이터 시퀀스들(722.2)을 조합할 수도 있거나, 변환기 모듈(710)은 디지털 데이터 시퀀스(722.2)를 다수의 RF 신호들로 분할할 수 있다. 변환기 모듈(710)이 디지털 데이터 시퀀스(722.2)를 업-변환하거나 다운-변환하는지는 RRH 모듈(700)이 아날로그 신호(718.1)를 수신하거나 RF 데이터 신호(722.1)를 송신하는지에 의존한다.
결론
요약부가 아닌 상세한 설명부는 청구항들을 해석하는데 이용되도록 의도되는 것이 인식되어야 한다. 요약부가 하나 이상을 설명할 수 있지만, 모든 예시적 실시예들을 설명할 수 없으므로, 어떤 방법으로 본 발명 및 첨부된 청구항들을 제한하도록 의도되지 않는다.
본 발명은 특정 기능들 및 그 관계들의 구현을 도시하는 기능 형성 블록들의 원조로 설명되었다. 이 기능 형성 블록들의 경계들은 설명의 편의를 위해 본 출원에서 임의로 규정되었다. 특정 기능들 및 그 관계들이 적절히 수행되는 한 대안의 경계들이 정의될 수 있다.
형태 및 세부사항들의 다양한 변경들이 본 명세서의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 본 출원에서 이루어질 수 있는 것이 당업자들에게 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명은 상술한 예시적 실시예들 중 어느 하나에 의해 제한되어야 하는 것이 아니라, 이하의 청구항들 및 그 등가물들에 따라 단지 정의되어야만 한다.

Claims (15)

  1. 기지국과 리모트 무선 헤드 사이에 위치되는 밀리미터파 모뎀 어셈블리로서,
    전용 인터페이스 사양들에 따라 복수의 표준화 데이터 스트림들을 수신 및 송신하도록 구성된 입력/출력 인터페이스 모듈;
    복수의 코딩된 디지털 비트들을 형성하도록 상기 복수의 표준화 데이터 스트림들을 인코딩하도록 구성된 인코더 모듈;
    상기 복수의 코딩된 디지털 비트들을 디지털 심볼들 및 디지털 샘플들로 변환하며,
    상기 디지털 샘플들을 상기 디지털 심볼들 및 상기 복수의 코딩된 디지털 비트들로 변환하도록 구성된 물리적 계층 모듈; 및
    상기 전용 인터페이스 사양들(specifications)에 따라 상기 기지국과 상기 리모트 무선 헤드 사이의 무선 링크를 통해 송신될 수 있는 아날로그 신호를 형성하기 위해 상기 디지털 샘플들의 하이 레이트(high rate) 변환을 수행하도록 구성된 데이터 변환 모듈을 포함하는 밀리미터파(millimeter wave) 모뎀 어셈블리.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 데이터 변환 모듈은 초 당 9 기가비트들까지에서, 125 MSym/Sec 내지 1.7 Gsym/Sec의 보(baud) 레이트들에서, 2 GHz의 대역폭에서, 및 높은 변조 차수(high modulation order)에서 하이 레이트 데이터 변환을 수행하도록 구성되며,
    상기 높은 변조 차수에서의 하이 레이트 데이터 변환은 상기 전용 인터페이스 사양들을 충족시킬 수 있는 밀리미터파 모뎀 어셈블리.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 인코더 모듈은 채널 코드 인코더인 밀리미터파 모뎀 어셈블리.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 코딩된 디지털 비트들은 순방향 에러 정정 방식을 이용하여 인코딩되는 밀리미터파 모뎀 어셈블리.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 표준화 데이터 스트림들은 디지털 비트들, 관리 데이터 및 상위 레벨(high-level) 클록 신호의 조합을 포함하며,
    상기 상위 레벨 클록 신호는 상기 전용 인터페이스 사양들을 충족시킬 수 있는 밀리미터파 모뎀 어셈블리.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 복수의 표준화 데이터 스트림들은 공통 공중 무선 인터페이스(common public radio interface, CPRI) 사양들, 또는 개방 기지국 아키텍처 주도(open base station architecture initiative, OBSAI) 사양들에 따라 프레이밍된(framed) 데이터의 채널들인 밀리미터파 모뎀 어셈블리.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 입력/출력 인터페이스 모듈은 공통 공중 무선 인터페이스(CPRI) 사양들, 개방 기지국 아키텍처 주도(OBSAI) 사양들, 또는 유럽 전기 통신 표준 협회(European Telecommunicatins Standards Insitute, ETSI) 표준에 따라 상기 복수의 표준화 데이터 스트림들을 수신 및 송신하도록 구성되며,
    상기 데이터 변환 모듈은 상기 공통 공중 무선 인터페이스(CPRI) 사양들, 상기 개방 기지국 아키텍처 주도(OBSAI) 사양들, 또는 상기 유럽 전기 통신 표준 협회(ETSI) 표준에 따라 상기 하이 레이트 데이터 변환을 수행하도록 또한 구성되는 밀리미터파 모뎀 어셈블리.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 데이터 변환 모듈은 상기 디지털 샘플들을 형성하도록 상기 아날로그 신호의 상기 하이 레이트 변환을 수행하도록 구성되며,
    상기 인코더 모듈의 적어도 일부는 상기 복수의 표준화 데이터 스트림들을 형성하도록 상기 코딩된 디지털 비트들을 디코딩하도록 구성되는 밀리미터파 모뎀 어셈블리.
  9. 기지국과 리모트 무선 헤드 사이의 무선 링크를 통해 송신될 데이터를 준비하는 방법으로서,
    입력/출력 인터페이스 모듈에서 전용 인터페이스 사양들에 따라 상기 기지국으로부터의 복수의 표준화 데이터 스트림들을 수신하는 단계;
    복수의 코딩된 디지털 비트들을 형성하도록 상기 복수의 표준화 데이터 스트림들을 인코딩하는 단계;
    상기 복수의 코딩된 디지털 비트들을 디지털 심볼들로 변환하는 단계;
    상기 디지털 심볼들을 디지털 샘플들로 변환하는 단계; 및
    상기 전용 인터페이스 사양들에 따라 상기 기지국과 상기 리모트 무선 헤드 사이의 상기 무선 링크를 통해 송신될 수 있는 아날로그 신호를 형성하도록 상기 디지털 샘플의 하이 레이트 변환을 수행하는 단계를 포함하는 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 하이 레이트 변환은 초 당 9 기가비트들까지에서, 125 MSym/Sec 내지 1.7 Gsym/Sec의 범위에서의 보 레이트들, 2 GHz의 대역폭에서, 및 높은 변조 차수에서 수행될 수 있고,
    상기 높은 변조 차수에서의 하이 레이트 데이터 변환은 상기 전용 인터페이스 사양들을 충족시킬 수 있는 방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 코딩된 디지털 비트들은 순방향 에러 정정 방식을 이용하여 인코딩되는 방법.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 복수의 표준화 데이터 스트림들은 디지털 비트들, 관리 데이터 및 상위 레벨 클록 신호의 조합을 포함하며,
    상기 상위 레벨 클록 신호는 상기 전용 인터페이스 사양들을 충족시킬 수 있는 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 복수의 표준화 데이터 스트림들은 공통 공중 무선 인터페이스(CPRI) 사양들 또는 개방 기지국 아키텍처 주도(OBSAI) 사양들에 따라 프레이밍된 데이터의 채널들인 방법.
  14. 청구항 9에 있어서,
    상기 아날로그 신호가 상기 무선 링크를 통해 수신된 경우에, 더 송신될 상기 아날로그 신호를 준비하는 단계를 더 포함하는 방법.
  15. 관리 데이터 상에서 동작하도록 구성된 컴퓨팅 모듈;
    전용 인터페이스 사양들에 따라 기지국과 리모트 무선 헤드 사이의 무선 링크를 통해 송신될 수 있는 적어도 하나의 아날로그 시퀀스를 형성하도록 복수의 표준화 디지털 샘플들의 하이 레이트 변환을 수행하며,
    복수의 표준화 복구 디지털 샘플들을 형성하도록 상기 전용 인터페이스 사양들에 따라 상기 무선 링크를 통해 수신된 아날로그 신호의 하이 레이트 변환을 수행하도록 구성된 모뎀 어셈블리; 및
    이동 표준에 따라 상기 무선 링크를 통해 송신될 수 있는 상기 아날로그 신호를 형성하도록 적어도 하나의 디지털 시퀀스를 조합하고, 적어도 하나의 디지털 시퀀스를 상기 적어도 하나의 아날로그 시퀀스로 변환하며, 상기 적어도 하나의 아날로그 시퀀스를 업-변환(up-convert)하고,
    상기 전용 인터페이스 사양들에 따라 상기 적어도 하나의 아날로그 시퀀스를 형성하도록 상기 무선 링크를 통해 수신된 상기 아날로그 신호를 다운-변환(down-convert)하고, 상기 적어도 하나의 아날로그 시퀀스를 상기 적어도 하나의 디지털 시퀀스로 변환하거나 상기 적어도 하나의 아날로그 시퀀스를 상기 적어도 하나의 디지털 시퀀스로 분할하도록 구성된 디지털/RF 기능 모듈을 포함하는 무선 통신 용이화(facilitation) 시스템.
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