KR101551497B1 - 데이터 다중화 처리 장치 및 방법과 그를 위한 이동통신 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 상이한 기술 표준에 의한 데이터들을 단일 프레임으로 다중화 맵핑하고, 단일 프레임으로부터 역 다중화 디맵핑 하는 방법 및 그를 이용한 이동통신 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 이동통신 시스템 및 데이터 다중화 처리 방법은, 상이한 방식의 IQ 데이터들을 전송 받고, 상이한 방식의 IQ 데이터들을 동일한 프레임에 다중화 맵핑(mapping) 하고, 상이한 방식의 IQ 데이터들이 맵핑된 프레임을 광 선로를 이용하여 송수신하고, 상이한 방식의 IQ 데이터들이 맵핑된 프레임을 수신하여, 상이한 방식의 IQ 데이터들이 맵핑된 프레임을 역 다중화 디맵핑(demapping) 한다.
Figure R1020090080381
WCDMA IQ data, LTE IQ data, CPRI

Description

데이터 다중화 처리 장치 및 방법과 그를 위한 이동통신 시스템{DATA MULTIPLEXING PROCESSING APPARATUS AND METHOD, MOBILE TELECOMMUNICATION SYSTEM FOR THE SAME}
본 발명은 이동통신 시스템 및 데이터 처리 방법에 관한 것으로, 특히 상이한 기술 표준에 의한 데이터들을 단일 프레임으로 다중화 맵핑하고 단일 프레임으로부터 역 다중화 디맵핑 하는 방법 및 그를 이용한 이동통신 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 기지국은 크게 기저대역(Baseband)의 데이터를 처리하는 디지털 장치(DU;Digital Unit)와 RF의 아날로그 무선신호를 처리하는 알에프 장치(RU;RF Unit)로 구성된다. 디지털 장치와 알에프 장치는 하나의 장치로 구성할 수 있고 디지털 장치와 알에프 장치를 분리하여 구성할 수도 있다. 분리 구성되는 디지털 장치로부터 제어를 받는 알에프 장치를 원격 알에프 장치(RRH;Remote Radio Header)라 하며 하나의 디지털 장치에 다수개의 원격 알에프 장치를 연결하여 구성할 수 있다.
3세대 무선 통신 시스템 기술 표준중 하나인 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)에서는 하나의 디지털 장치에 하나 이상의 원격 알에프 장치를 연결하여 기지국을 구성할 때 일반적으로 디지털 장치와 원격 알에프 장치를 광케이블로 연결하며, 분리된 구조에서 디지털 장치와 원격 알에프 장치간, 또는 원격 알에프 장치와 다른 원격 알에프 장치간의 통신을 위해 IQ 샘플 데이터(IQ Sample Data), 동기(Synchronization) 정보 등의 CPRI(Common Public Radio Interface) 규격을 정의하고 이를 이용하여 송수신을 수행한다. 3세대 무선 통신 시스템은 일반적으로 3.84MHz의 칩 속도(Chip Rate)를 가지므로, 디지털 장치와 원격 알에프 장치 간의 IQ 샘플 데이터 송/수신을 위하여 CPRI 규격에서는 3.84MHz의 정수 배를 가지는 클록(Clock) 기반의 프레임 구조를 사용하였다.
현재 기술의 발전으로 하나의 기지국을 이용하여 3세대 이동통신 서비스는 물론 4세대 이동통신 서비스의 제공이 가능하게 되었다. 하지만 3세대 이동통신 시스템 디지털 장치와 원격 알에프 장치의 연결을 위한 광 선로와 4세대 이동통신 시스템 디지털 장치와 원격 알에프 장치의 연결을 위한 광 선로를 분리하여 구축하는 경우 광선로 구간에서의 대역 사용면에서 비효율적인 문제점이 있다.
본 발명은 상이한 기술 표준에 의한 데이터들을 단일 프레임으로 다중화 맵핑하고 단일 프레임으로부터 역 다중화 디맵핑 하는 방법 및 그를 이용한 이동통신 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 데이터 다중화 처리 장치는, 이 기종의 IQ 데이터들을 각각 프레임의 페이로드에 다중화 맵핑하고, 상기 프레임의 데이터 배치 정보를 맵핑하기 위한 맵핑부; 및 상기 프레임을 광 선로를 이용하여 타 장치로 송신하기 위한 송신부를 포함한다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 데이터 다중화 처리 방법은, a) 이 기종의 IQ 데이터들을 입력 받는 단계; b) 상기 입력된 이 기종의 IQ 데이터를 각각 프레임의 페이로드에 맵핑하고, 해당 프레임의 데이터 배치 정보를 맵핑하는 단계; 및 c) 상기 프레임을 광 선로를 이용하여 타 장치로 송신하는 단계를 포함한다.
본 발명을 통해 RRH의 서비스 형태에 구애 받지 않고 광 네트워크를 구축할 수 있고, 기지국 국사로부터 RRH까지의 광 선로를 공유함으로써, 광 선로 대역을 효율적 사용할 수 있고, 기존방식에 비해서 경비를 절감할 수 있다. 또한, 기지국에서 특정 셀까지 LTE/WCDMA 동시 서비스 지원이 가능하다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들에 대해 상세히 설명한다. 다만, 이하의 설명에서는 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 우려가 있는 경우, 널리 알려진 기능이나 구성에 관한 구체적 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 시스템의 구성을 보이는 블록도이다. 본 발명의 이동통신 시스템은 기저대역(Baseband)의 데이터를 처리하는 디지털 장치(DU;Digital Unit) 및 RF의 아날로그 무선신호를 처리하는 원격 알에프 장 치(RRH;Remote Radio Header)를 포함한다. 본 발명의 디지털 장치(DU)는 WCDMA(wide code division multiple access) 버퍼(110), LTE(long term evolution) 버퍼(120), 맵핑부(130), 디맵핑부(140) 및 CPRI 처리부(150)를 포함하는 데이터 다중화 처리 장치(DMP)를 포함할 수 있고, 본 발명의 원격 알에프 장치(RRH) 또한 WCDMA 버퍼(210), LTE 버퍼(220), 맵핑부(230), 디맵핑부(240) 및 CPRI 처리부(250)를 포함하는 데이터 다중화 처리 장치(DMP)를 포함할 수 있다. 본 발명에서는 다운 링크(Down link)를 디지털 장치(DU)로부터 원격 알에프 장치(RRH)로의 데이터 전송방향으로 정의하고, 업 링크(UP link)를 원격 알에프 장치(RRH)로부터 디지털 장치(DU)로의 데이터 전송방향으로 정의한다.
디지털 장치(DU)의 WCDMA 버퍼(110)는 기지국내의 WCDMA 방식의 I/Q 샘플 데이터(sample data)를 수신하여 임시 저장하고, 맵핑부(130)로 송신한다. 표 1에서 보이는 바와 같이 다운 링크의 WCDMA I/Q 샘플 데이터는 10비트(bit) 폭(width)의 9E2 구조를 갖고, 업 링크의 WCDMA I/Q 샘플 데이터는 5비트(bit) 폭(width)의 linear 2 oversample 구조를 갖는다. 즉, 다운 링크 데이터는 10bit×2(I and Q)×12(12 A×C)=240 의 데이터 비트를 갖고, 업 링크 데이터는 5bit×2(I and Q)×12(12 A×C)×2(2 oversample)=240 의 데이터 비트를 갖는다.
Figure 112009052953872-pat00001
디지털 장치(DU)의 LTE 버퍼(120)는 기지국 내의 LTE 방식의 I/Q Sample data를 수신하여 임시 저장하고, 맵핑부(130)로 송신한다. 표 2에서 보이는 바와 같이 다운 링크 및 업 링크의 LTE I/Q 샘플 데이터는 15비트(bit) 폭(width)의 4 oversample 구조를 갖는다. 즉, LTE I/Q 샘플 데이터는 다운 링크와 업 링크 모두 15bit×2(I and Q)×4(4 oversample)×2(Main and Diversity)=240 의 데이터 비트를 갖는다.
Figure 112009052953872-pat00002
맵핑부(130)는 WCDMA 버퍼(110) 및 LTE 버퍼(120)로부터 전송받은 WCDMA 방식의 I/Q 샘플 데이터와 LTE 방식의 I/Q 샘플 데이터를 이용하여 도 2에서 보이는 바와 같은 CPRI(common public radio interface) 규격의 Basic frame에 다중화 맵핑(mapping)한다. 예를 들어, 도 3 또는 도 5에서 보이는 바와 같이 LTE 방식의 다운 링크 I/Q 샘플 데이터를 상위 2 word에 Word Sharing 방식 또는 Bit Sharing 방식에 의해 맵핑하고, WCDMA 방식의 다운 링크 I/Q 샘플 데이터를 하위 2 word에 Word Sharing 방식 또는 Bit Sharing 방식에 의해 맵핑시킨다. 또한, 도 4 또는 도 6에서 보이는 바와 같이 LTE 방식의 업 링크 I/Q 샘플 데이터를 상위 2 word에 Word Sharing 방식 또는 Bit Sharing 방식에 의해 맵핑하고, WCDMA 방식의 업 링크 I/Q 샘플 데이터를 하위 2 word에 Word Sharing 방식 또는 Bit Sharing 방식에 의해 맵핑시킨다. 반대로, 도면에는 도시되지 않았지만, 상위 2 word에 WCDMA 방식의 다운 링크 또는 업 링크 I/Q 샘플 데이터를 Word Sharing 방식 또는 Bit Sharing 방식에 의해 맵핑시키고 하위 2 word에 LTE 방식의 다운 링크 또는 업 링크 I/Q 샘플 데이터를 Word Sharing 방식 또는 Bit Sharing 방식에 의해 맵핑시킬 수도 있다. CPRI basic frame 에서 WCDMA I/Q 샘플 데이터와 LTE I/Q 샘플 데이터의 배치에 관한 정보는 CPRI 규격에서의 CPRI basic frame의 시작을 알리는 인덱스(Index) 신호를 통해서 CPRI basic frame으로의 맵핑(mapping) 또는 디맵핑(demapping)시에 해당 방식의 I/Q 샘플 데이터가 어느 곳에 위치하는지 알 수 있다. CPRI 규격에 대한 상세한 내용은 "CPRI specification"을 참조한다.
디맵핑부(140)는 원격 알에프 장치(RRH)로부터 수신된 도 4 또는 도 6의 업 링크 방향의 CPRI basic frame을 디맵핑(demapping)시켜 WCDMA 방식의 I/Q 샘플 데이터와 LTE 방식의 I/Q 샘플 데이터로 분리하여 WCDMA 방식의 I/Q 샘플 데이터를 WCDMA 버퍼(110)로 전송하고, LTE 방식의 I/Q 샘플 데이터를 LTE 버퍼(120)로 전송한다.
CPRI 처리부(150)는 맵핑부(130)로부터 다운 링크 방향의 CPRI basic frame에 실린 데이터를 CPRI 프로토콜로 광 선로(OL)을 이용하여 원격 알에프 장치(RRH)로 전송하고(송신 기능), 원격 알에프 장치(RRH)로부터 광 선로(OL)을 이용하여 업 링크 방향의 CPRI basic frame을 수신하여 디맵핑부(140)로 전송한다(수신 기능).
원격 알에프 장치(RRH)의 CPRI 처리부(250)는 디지털 장치(DU)로부터 광 선로(OL)를 이용하여 다운 링크 방향의 CPRI basic frame을 수신하여 디맵핑부(240)로 전송하고, 맵핑부(230)로부터 전송된 업 링크 방향의 CPRI basic frame을 CPRI 프로토콜로 광 선로(OL)를 이용하여 디지털 장치(DU)로 전송한다.
디맵핑부(240)는 디지털 장치(DU)로부터 수신된 도 3 또는 도 5의 다운 링크 방향의 CPRI basic frame을 역 다중화(demultiplexing) 시켜 WCDMA 방식의 I/Q 샘플 데이터와 LTE 방식의 I/Q 샘플 데이터로 분리하여 WCDMA 방식의 I/Q 샘플 데이터를 WCDMA 버퍼(210)로 전송하고, LTE 방식의 I/Q 샘플 데이터를 LTE 버퍼(220)로 전송한다.
맵핑부(230)는 WCDMA 버퍼(210) LTE 버퍼(220)로부터 전송받은 WCDMA 방식의 I/Q 샘플 데이터와 LTE 방식의 I/Q 샘플 데이터를 이용하여 도 2에서 보이는 바와 같은 CPRI(common public radio interface) 규격의 Basic frame에 맵핑(mapping)한다. 예를 들어, 도 4 및 도 6에서 보이는 바와 같이 LTE 방식의 I/Q 샘플 데이터를 상위 2 word에 맵핑하고, WCDMA 방식의 I/Q 샘플 데이터를 하위 2 word에 맵핑하거나 반대로 CDMA 방식의 I/Q 샘플 데이터를 상위 2 word에 맵핑하고, LTE 방식의 I/Q 샘플 데이터를 하위 2 word에 맵핑할 수 있다. CPRI basic frame 에서 WCDMA I/Q 샘플 데이터와 LTE I/Q 샘플 데이터의 배치에 관한 정보는 CPRI 규격에서의 CPRI basic frame의 시작을 알리는 인덱스(Index) 신호를 통해서 CPRI basic frame으로의 맵핑(mapping) 또는 디맵핑(demapping)시에 해당 방식의 I/Q 샘플 데이터가 어느 곳에 위치하는지 알 수 있다.
LTE 버퍼(220)는 LTE 방식의 I/Q 샘플 데이터를 디맵핑부(240)로부터 수신하여 임시저장하고, LTE RF(LR)로 송신하며 LTE RF(LR)로부터 LTE 방식의 I/Q 샘플 데이터를 수신하여 임시저장하고, 맵핑부(230)로 송신한다. LTE I/Q 샘플 데이터의 구조는 상기 설명한 바와 동일하다.
WCDMA 버퍼(210)는 WCDMA 방식의 I/Q Sample data를 디맵핑부(240)로부터 수신하여 임시저장하고, WCDMA RF(WR)로 송신하며 WCDMA RF(WR)로부터 WCDMA 방식의 I/Q 샘플 데이터를 수신하여 임시저장하고, 맵핑부(230)로 송신한다. WCDMA I/Q 샘플 데이터의 구조는 상기 설명한 바와 동일하다.
WCDMA I/Q 샘플 데이터 및 상기 LTE I/Q 샘플 데이터를 가입자 단으로 전송하고 상기 가입자 단으로부터 수신 받기 위한 데이터 처리부는 LTE RF(LR) 및 WCDMA RF(WR)를 포함할 수 있다.
LTE RF(LR)는 LTE 버퍼(220)로부터 수신된 LTE 방식의 I/Q 샘플 데이터를 아날로그 변환 및 증폭시켜 LTE 신호를 가입자 단으로 출력하고, 가입자 단으로부터 LTE 신호를 수신하여 증폭 및 디지털 변환하여 LTE 방식의 I/Q 샘플 데이터를 형성한다.
WCDMA RF(WR)는 WCDMA 버퍼(210)로부터 수신된 WCDMA 방식의 I/Q 샘플 데이터를 아날로그 변환 및 증폭시켜 WCDMA 신호를 가입자 단으로 출력하고, 가입자 단으로부터 WCDMA 신호를 수신하여 증폭 및 디지털 변환하여 WCDMA 방식의 I/Q 샘플 데이터를 형성한다.
상기 방법들은 특정 실시 예들을 통하여 설명되었지만, 상기 방법들은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 케리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상기 실시 예들을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
또한, 본 명세서에서는 본 발명이 일부 실시 예들과 관련하여 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당 업자가 이해할 수 있는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 점을 알아야 할 것이다. 또한, 그러한 변형 및 변경은 본 명세서에 첨부된 특허청구의 범위 내에 속하는 것으로 생각되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 시스템의 구성을 보이는 블록도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 CPRI basic frame의 구성을 보이는 예시도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 다운 링크의 Word Sharing 방식에 의한 4
word CPRI Basic Frame으로의 다중화 맵핑을 보이는 예시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 업 링크의 Word Sharing 방식에 의한 4
word CPRI Basic Frame으로의 다중화 맵핑을 보이는 예시도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 다운 링크의 Bit Sharing 방식에 의한 4 word CPRI Basic Frame으로의 다중화 맵핑을 보이는 예시도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 업 링크의 Bit Sharing 방식에 의한 4 word CPRI Basic Frame으로의 다중화 맵핑을 보이는 예시도.

Claims (15)

  1. CPRI(Common Public Radio Interface) 방식에서의 데이터 다중화 처리 장치로서,
    이 기종의 IQ 데이터들을 각각 프레임의 페이로드에 다중화 맵핑하고, 상기 프레임의 데이터 배치 정보를 맵핑하기 위한 맵핑부; 및
    상기 프레임을 단일 광 선로를 이용하여 타 장치로 송신하기 위한 송신부를 포함하되,
    상기 맵핑부는, 상기 이 기종의 IQ 데이터들 중 하나의 기종의 IQ 데이터들을 상기 페이로드의 상위 또는 하위 소정 워드(word)에 맵핑하고, 상기 이 기종의 IQ 데이터들 중 다른 하나의 기종의 IQ 데이터들을 상기 페이로드의 하위 또는 상위 소정 워드에 맵핑하는 데이터 다중화 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    일 장치로부터 상기 광 선로를 통해 상기 프레임을 수신 받기 위한 수신부; 및 상기 데이터 배치 정보에 기초하여 상기 프레임을 디맵핑시키기 위한 디맵핑부를 더 포함하는 데이터 다중화 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이 기종의 IQ 데이터들의 임시저장을 위한 각각의 버퍼를 더 포함하는 데이터 다중화 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 이 기종의 IQ 데이터들은,
    WCDMA(wide code division multiple access) IQ 데이터 및 LTE(long term evolution) IQ 데이터를 포함하는 데이터 다중화 처리 장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 일 장치는, 이동통신 시스템의 디지털 장치 및 원격 알에프 장치 중 어느 하나의 장치이고, 상기 타 장치는 나머지 장치인 데이터 다중화 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 원격 알에프 장치는, WCDMA(wide code division multiple access) IQ 데이터 및 LTE(long term evolution) IQ 데이터를 가입자 단으로 전송하고 상기 가입자 단으로부터 수신 받기 위한 데이터 처리부를 더 포함하는 데이터 다중화 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 프레임은 CPRI(common public radio interface) 방식의 프레임을 포함하는 데이터 다중화 처리 장치.
  8. CPRI(Common Public Radio Interface) 방식에서의 데이터 다중화 처리 방법으로서,
    a) 이 기종의 IQ 데이터들을 입력 받는 단계;
    b) 상기 입력된 이 기종의 IQ 데이터를 각각 프레임의 페이로드에 맵핑하고, 해당 프레임의 데이터 배치 정보를 맵핑하는 단계; 및
    c) 상기 프레임을 단일 광 선로를 이용하여 타 장치로 송신하는 단계를 포함하되,
    상기 단계 b)는, 상기 이 기종의 IQ 데이터들 중 하나의 기종의 IQ 데이터들을 상기 페이로드의 상위 또는 하위 소정 워드(word)에 맵핑하고, 상기 이 기종의 IQ 데이터들 중 다른 하나의 기종의 IQ 데이터들을 상기 페이로드의 하위 또는 상위 소정 워드에 맵핑하는 단계를 포함하는 데이터 다중화 처리 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    d) 일 장치로부터 상기 광 선로를 통해 상기 프레임을 수신 받는 단계; 및
    e) 상기 데이터 배치 정보에 기초하여 상기 프레임을 디맵핑시키는 단계를 포함하는 데이터 다중화 처리 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 a) 단계 이전 또는 상기 e) 단계 이후에,
    상기 이 기종의 IQ 데이터들을 임시저장 하는 단계를 더 포함하는 데이터 다중화 처리 방법.
  11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이기종의 IQ 데이터들은,
    WCDMA(wide code division multiple access) IQ 데이터 및 LTE(long term evolution) IQ 데이터를 포함하는 데이터 다중화 처리 방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 일 장치는, 이동통신 시스템의 디지털 장치 및 원격 알에프 장치 중 어느 하나의 장치이고, 상기 타 장치는 나머지 장치인 데이터 다중화 처리 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 원격 알에프 장치는, WCDMA(wide code division multiple access) IQ 데이터 및 LTE(long term evolution) IQ 데이터를 가입자 단으로 전송하고 상기 가입자 단으로부터 수신 받기 위한 데이터 처리부를 더 포함하는 데이터 다중화 처리 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 프레임은 CPRI(common public radio interface) 방식의 프레임을 포함하는 데이터 다중화 처리 방법.
  15. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 데이터 다중화 처리 장치를 포함하는 이동통신 시스템으로서,
    상기 이 기종의 IQ 데이터들을 단일 프레임으로 맵핑하고, 상기 단일 프레임으로부터 각각의 IQ 데이터들을 디맵핑하는 이동통신 시스템.
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