KR101861617B1 - 전력 제어장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 전력 제어장치는 펨토셀 상향링크 수신단의 전력 소모를 최소화한다. 전력 제어장치는 LTE 디지털 신호를 수신하고, 상기 LTE 디지털 신호에 포함된 레퍼런스 신호를 추출하는 레퍼런스 신호 추출부, 상기 레퍼런스 신호를 수신하여 전력 값을 측정하는 전력 측정부, 상기 전력 값을 수신하고, 전원 차단 기준과 상기 전력 값을 비교하여 LTE 상향링크 복조부에 공급되는 전원 또는 클럭 신호를 차단하는 저전력 모드 결정부, 및 상기 LTE 상향링크 복조부에 상기 전원 또는 클럭 신호가 다시 인가될 때, 필요한 파라미터들을 저장하는 레지스터부를 포함한다.

Description

전력 제어장치{APPARATUS FOR CONTROLLING POWER}
본 발명은 전력 제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 옥내 소형 기지국의 전력 소모를 줄이는 전력 제어장치에 관한 것이다.
LTE(Long Term Evolution) 통신에 사용되는 펨토셀(Femtocell, 옥내 소형 기지국)의 수신단(Receiver)은 항상 RF(Radio Frequency) 신호를 수신하고, 수신된 신호를 복조 한다.
일반적으로 옥내 또는 가정용 중계기의 운용 시간 중 대부분은 휴지 기간에 속하는 시간이다. 실질적으로 복조 동작을 수행하는 시간은 전체 동작 시간 중 차지하는 비중이 작다. 종래에, LTE 표준서는 하향 및 상향 링크에 관한 송/수신의 기술적 내용만 설명하고 있고, 옥내 소형 기지국 등의 수신단 구조 및 기능에 대해서는 언급되어 있지 않다. 특히, 수신단의 복조 기능에 대해서는 송신 표준에 따른 개별적 구현 문제로 남겨 두고 있다.
특히, 사용자 수가 10인 이하로 한정된 옥내 소형 기지국의 동작 시간의 대부분이 휴지 기간에 속하는 시간이다. 따라서 휴지 기간에 속하는 시간 동안 소모되는 전력을 최소화하는 방안이 필요하지만, 이와 관련된 기술적 발표는 극히 드물다.
본 발명은 LTE 통신 시스템에 사용되는 수신단의 RF 신호를 디지털 신호로 변환시키는 ADC 이후에 연결되어 있는 디지털 복조 블록들의 기능을 정지 시켜 대부분의 휴지 시간 동안의 파워 소모를 최소화 할 수 있는 기술에 관한 것이다.
본 발명의 목적은 LTE 통신에 사용되는 펨토셀의 상향 링크 수신단의 휴지 기간에 속하는 시간동안의 전력 소모를 최소화하는 전력 제어장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 제어장치는 LTE 디지털 신호를 수신하고, 상기 LTE 디지털 신호에 포함된 레퍼런스 신호를 추출하는 레퍼런스 신호 추출부, 상기 레퍼런스 신호를 수신하여 전력 값을 측정하는 전력 측정부, 상기 전력 값을 수신하고, 전원 차단 기준과 상기 전력 값을 비교하여 LTE 상향링크 복조부에 공급되는 전원 또는 클럭 신호를 차단하는 저전력 모드 결정부, 및 상기 LTE 상향링크 복조부에 상기 전원 또는 클럭 신호가 다시 인가될 때, 필요한 파라미터들을 저장하는 레지스터부를 포함한다.
본 발명에 따른 전력 제어장치는 LTE 통신에 사용되는 펨토셀의 상향 링크 수신단의 휴지 기간에 속하는 시간 동안의 전력 소모를 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 제어장치를 포함하는 펨토셀 상향링크 수신단을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 제어장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 제어장치의 동작을 나타내는 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 통해 설명될 것이다. 그러나 본 발명은 여기에서 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 본 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여 제공되는 것이다.
도면들에 있어서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니며 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 본 명세서에서 특정한 용어들이 사용되었으나. 이는 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이며, 의미 한정이나 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 권리 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명하기로 한다.
LTE 통신 시스템에 사용되는 전송 디지털 신호 또는 베이스밴드 신호는 채널의 상태와 전송 신호의 전력 감쇄를 측정하고 판단하기 위한 신호를 포함하고 있다. 송신단 및 수신단은 채널의 상태와 전송 신호의 전력 감쇄를 측정하고 판단하기 위한 미리 약속된 신호체계를 가지고 있다. 그러한 신호를 LTE 표준문서에서는 레퍼런스 신호(Reference Signal)라고 한다. 수신단은 레퍼런스 신호의 크기, 시간, 주파수 등의 틀어짐을 측정하여 데이터 신호를 보정할 수 있다. 그뿐만 아니라 수신율을 더 높이기 위해서 수신단은 modulation scheme을 이용하여 신호를 전송하도록 송신단에 신호 송신을 다시 요청할 수도 있다.
LTE 중계기에 포함되는 상향링크 수신단은 언제 단말기로부터 LTE 전송신호가 전달될지 알 수 없으므로, 상향링크를 통해 데이터가 전송될 수 있도록 설정된 이후에는 항상 복조 기능을 수행한다. 그러나 LTE의 상위계층으로부터 휴지기간이라는 요청 없이 갑작스럽게 데이터 전송이 중지 되거나, 또는 연결할 단말기가 없는 경우에도, 수신단이 복조 기능을 항상 수행하는 것은 상당한 전력을 필요없이 낭비의 이유가 된다. 특히, 일반 매크로 셀(Macrocell) 중계기보다 사용자 수가 적은 펨토셀(Femtocell) 기지국은 이러한 현상이 빈번하게 발생할 가능성이 높다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 제어장치를 포함하는 펨토셀 상향링크 수신단을 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 펨토셀 상향링크 수신단(100)은 ADC(110), 전력제어장치(120) 및 LTE 상향링크 복조부(130)을 포함한다.
ADC(Analog Digital Converter, 110)는 RF 아날로그 신호를 수신하여 디지털 신호(140)로 변환하여 전력 제어장치(120) 및 LTE 상향링크 복조부(130)에 전달한다. 전력 제어장치(120)에 전달되는 디지털 신호(140)는 LTE 디지털 심볼 데이터일 수 있다.
전력 제어장치(120)는 ADC(110)로부터 디지털 신호(140)를 수신하고, 수신된 디지털 신호를 통해서 휴지 기간에 속하는지 여부를 판단하여 LTE 상향링크 복조부(130)에 공급되는 전원 및 클럭 신호의 차단 여부를 결정한다. 휴지 기간에 해당하는 경우, LTE 상향링크 복조부(130)에 공급되는 전원 또는 클럭 신호를 차단하는 제어신호(150)를 생성하여 LTE 상향링크 복조부(130)에 전달한다.
전력 제어장치(120)는 ADC(110)로부터 디지털 신호(140)를 항상 수신하여 휴지 기간에 속하는지 여부를 판단한다. 휴지 기간에 속하는지 여부를 판단하는 방법으로, ADC(110)로부터 계속해서 전달되는 데이터 중 레퍼런스 신호를 추출하고, 레퍼런스 신호의 변화에 따라 전원 또는 클럭 신호 차단 유무를 판단할 수 있다. 따라서 전력 제어장치(120)는 휴지 기간에도 전력 제어장치(120)에 공급되는 전원 및 클럭 신호가 차단되지 않아야 한다. 또한, 전력 제어장치(120)는 휴지 기간에 속하는 시간 후에 LTE 상향링크 복조부(130)에 설정되어야 하는 설정 파라미터 값을 저장할 수 있다. 휴지 기간에 속하는 시간이 지난 후 LTE 상향링크 복조부(130)에 전원이 다시 공급되거나 클럭 신호가 다시 인가 될 때, LTE 상향링크 복조부(130)가 파라미터를 다시 설정되도록 해야 하기 때문이다.
LTE 상향링크 복조부(130)는 ADC(110)로부터 디지털 신호(140)를 수신하고, 전력 제어장치(120)로부터 전원 또는 클럭 신호를 차단하는 제어신호(150)를 수신한다. 휴지 기간에 해당하지 않는 경우, ADC(110)로부터 수신된 디지털 신호(140)를 복조하는 기능을 수행한다. 반면에 휴지 기간에 해당하는 경우, 전원 및 클럭 신호를 차단하는 제어신호(150)가 수신되고, LTE 상향링크 복조부(130)에 공급되는 전원 또는 클럭 신호가 차단되기 때문에 불필요한 복조 기능을 수행하지 않게 되고, 결국 불필요한 전력 소모가 감소된다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 제어장치를 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 전력 제어장치(120)는 레터런스 신호 추출부(121), 전력 측정부(122), 저전력 모드 결정부(123) 및 레지스터부(124)를 포함한다.
레퍼런스 신호 추출부(121)는 ADC(110)로부터 디지털 신호(140)를 수신하고, 수신된 디지털 신호(140)에 포함된 레퍼런스 신호(125)를 추출한다. 그리고 추출한 레퍼런스 신호(125)를 전력측정부(122)에 전달한다. 레퍼런스 신호(125)를 추출하기 위해서, ADC(110)로부터 수신한 디지털 신호의 심볼 데이터를 카운터하여 레퍼런스 신호 심볼을 구분할 수 있다.
전력 측정부(122)는 레퍼런스 신호 추출부(121)로부터 레퍼런스 신호(125)를 수신하고, 수신된 레퍼런스 신호(125)의 전력 값(126)을 측정한다. 그리고 측정된 전력 값(126)을 저전력 모드 결정부(123)에 전달한다.
저전력 모드 결정부(123)는 전력 측정부(122)로부터 레퍼런스 신호(125)의 전력 값(126)을 수신하고, LTE 상향링크 복조부(130)에 공급되는 전원 또는 클럭 신호의 차단 여부를 결정한다. 전원 또는 클럭 신호의 차단 여부는 전력 측정부(122)로부터 수신한 레퍼전스 신호(125)의 전력 값(126)을 전원 차단 기준과 비교하여 결정할 수 있다. 구체적으로 설명하면, 일정한 서버 플레임 시간동안 레퍼런스 신호(125)의 전력 값(126)을 누적하고, 누적된 전력 값이 전원 차단 기준에 도달한 경우, 휴지 기간에 속한다고 판단하여 LTE 상향링크 복조부(130)에 공급되는 전원 또는 클럭 신호의 차단할 수 있다. LTE 상향링크 복조부(130)에 공급되는 전원 또는 클럭 신호의 차단 여부를 결정하는 전원 차단 기준은 저전력 모드 결정부(123)에 미리 저장될 수 있고, 실시간으로 외부로부터 전달받을 수도 있다.
저전력 모드 결정부(123)는 휴지 기간이라고 판단되는 경우, LTE 상향링크 복조부(130)에 공급되는 전원 또는 클럭 신호를 차단하는 제어신호(150a)를 생성하여 LTE 상향링크 복조부(130)에 전달한다. 저전력 모드 결정부(123)는 일정한 서버 플레임 시간동안 레퍼런스 신호(125)의 전력 값(126)을 누적하기 위해서 레퍼런스 신호 전력 누적기를 더 포함할 수 있다.
레지스터부(124)는 저전력 모드 결정부(123)로부터 전원 또는 클럭 신호를 차단하는 제어신호(150a)를 수신한다. 수신된 제어신호(150a)를 통해서 휴지 기간인지 여부를 판단하고, 휴지 기간에 속하는 시간이 지난 후 LTE 상향링크 복조부(130)에 전원 또는 클럭 신호가 다시 인가될 때, 필요한 파라미터들(150b)을 저장한다. 휴지 기간에 속하는 시간이 지난 후인 경우, 레지스터부(124)는 LTE 상향링크 복조부(130)에 저장된 파라미터들(150b)을 전달한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 제어장치의 동작을 나타내는 순서도이다. 도 3을 참조하면, 전력 제어장치의 동작은 S310 단계 내지 S330 단계를 포함한다.
S310 단계에서, ADC(110)로부터 수신된 디지털 신호(140)에 포함된 레퍼런스 신호(125)를 추출한다.
S320 단계에서, 레퍼런스 신호 추출부(121)로부터 수신된 레퍼런스 신호(125)의 전력 값(126)을 측정한다.
S330 단계에서, 전력 측정부(122)로부터 레퍼런스 신호(125)의 전력 값(126)을 수신하고, 전원 차단 기준과 비교하여 LTE 상향링크 복조부(130)에 공급되는 전원 또는 클럭 신호의 차단 여부를 결정한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 제어장치(120)는 디지털 신호(140)에 포함된 레퍼런스 신호(125)를 추출하고, 추출된 레퍼런스 신호(125)의 전력 값(126)이 일정한 기준에 도달하지 않을 경우, LTE 상향링크 복조부(130)에 공급되는 전원 또는 클럭 신호의 차단한다. 따라서 옥내 또는 가정용 중계기의 운용 시간 중 대부분을 차지하는 휴지 기간에 속하는 시간에 불필요한 전력의 소모를 최소화할 수 있다.
이상에서, 본 발명은 구체적인 실시 예를 통해 설명되고 있으나, 본 발명은 그 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지로 변형할 수 있음은 잘 이해될 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 상술한 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위 및 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. 상술한 내용을 고려하여 볼 때, 만약 본 발명의 수정 및 변경이 아래의 청구항들 및 동등물의 범주 내에 속한다면, 본 발명이 이 발명의 변경 및 수정을 포함하는 것으로 여겨진다.

Claims (10)

  1. LTE(Long Term Evolution) 디지털 신호를 수신하고, 상기 LTE 디지털 신호에 포함된 레퍼런스 신호(Reference Signal)를 추출하는 레퍼런스 신호 추출부;
    상기 레퍼런스 신호를 수신하여 전력 값을 측정하는 전력 측정부;
    상기 전력 값을 수신하고, 전원 차단 기준과 상기 전력 값을 비교하고, 상기 전원 차단 기준과 상기 전력 값의 제1 비교 결과에 따라 LTE 상향링크 복조부로 입력되는 상기 LTE 디지털 신호에 대한 복조 동작을 정지시키는 저전력 모드 결정부; 및
    상기 전원 차단 기준과 상기 전력 값의 제2 비교 결과에 따라 상기 LTE 상향링크 복조부의 상기 복조 동작이 다시 수행될 때, 필요한 파라미터들을 저장하는 레지스터부를 포함하는 전력 제어장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 레퍼런스 신호 추출부는,
    상기 LTE 디지털 신호의 심볼 데이터를 카운팅하여 상기 레퍼런스 신호의 심볼을 구분하는 전력 제어장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 저전력 모드 결정부는,
    상기 전력 값에 근거하여 상기 LTE 상향링크 복조부에 공급되는 전원 또는 클럭 신호를 차단하기 위한 제어신호를 생성하는 전력 제어장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 저전력 모드 결정부는,
    상기 제어신호를 상기 LTE 상향링크 복조부 및 상기 레지스터부에 제공하는 전력 제어장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 레지스터부는,
    상기 제어신호에 근거하여 상기 파라미터들을 상기 LTE 상향링크 복조부에 제공하는 전력 제어장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 저전력 모드 결정부는,
    상기 레퍼런스 신호의 전력 값을 제1 시간동안 누적하는 신호 전력 누적기를 포함하는 전력 제어장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 저전력 모드 결정부는,
    휴지 기간동안 저전력 모드로 동작하고, 상기 휴지 기간은 상기 전력 값이 상기 전원 차단 기준에 대응되는 기간인 전력 제어장치.
  8. LTE(Long Term Evolution) 디지털 신호를 수신하고, 상기 LTE 디지털 신호에 포함된 레퍼런스 신호(Reference Signal)에 근거하여, 상기 LTE 디지털 신호에 대한 복조 동작을 정지시키는 휴지 기간 여부를 결정하는 제어신호를 생성하는 전력 제어장치; 및
    상기 제어신호에 근거하여 상기 LTE 디지털 신호에 대한 복조여부를 결정하는 LTE 상향링크 복조부를 포함하고,
    상기 전력 제어 장치는 상기 휴지 기간 동안 상기 LTE 상향링크 복조부에 공급되는 전원 또는 클럭 신호를 차단하는 펨토셀(Femtocell) 상향링크 수신기.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 전력 제어장치는,
    상기 레퍼런스 신호를 추출하는 레퍼런스 신호 추출부;
    상기 레퍼런스 신호를 수신하여 전력 값을 측정하는 전력 측정부;
    상기 전력 값을 수신하고, 전원 차단 기준과 상기 전력 값을 비교하여 상기 LTE 상향링크 복조부에 공급되는 상기 전원 또는 상기 클럭 신호를 차단하는 저전력 모드 결정부; 및
    상기 LTE 상향링크 복조부에 상기 전원 또는 상기 클럭 신호가 다시 인가될 때, 필요한 파라미터들을 저장하는 레지스터부를 포함하는 펨토셀 상향링크 수신기.
  10. 제8 항에 있어서,
    RF 아날로그 신호를 수신하여 상기 LTE 디지털 신호로 변환하고, 상기 LTE 디지털 신호를 상기 전력 제어장치 및 상기 LTE 상향링크 복조부에 제공하는 아날로그 디지털 컨버터를 더 포함하는 펨토셀 상향링크 수신기.
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