KR102010525B1

KR102010525B1 - Method for controlling HARQ process in Cloud-RAN, base station system and user equipment therefor

Info

Publication number: KR102010525B1
Application number: KR1020170112724A
Authority: KR
Inventors: 최창순; 나민수
Original assignee: 에스케이텔레콤 주식회사
Priority date: 2017-09-04
Filing date: 2017-09-04
Publication date: 2019-08-13
Also published as: KR20190026239A

Abstract

본 발명은 기지국의 기능을 분리하여 운용하는 클라우드 무선 액세스 네트워크(Cloud Radio Access Network, C-RAN)에서 분리된 기지국 기능을 연결하는 프론트홀 망의 용량 및 지연 시간 요구 조건을 줄이기 위하여 제안된 것으로서, 프론트홀 망의 요구 조건 및 사용자 장치에서 기지국 시스템까지의 단대단 전송 성능을 함께 고려하여 병렬로 운용되는 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 프로세스의 최적 개수를 결정하는 클라우드 무선 액세스 네트워크에서의 HARQ 프로세스 제어 방법, 이를 위한 기지국 시스템 및 사용자 장치에 관한 것이다.The present invention is proposed to reduce the capacity and latency requirements of a fronthaul network that connects separate base station functions in a Cloud Radio Access Network (C-RAN) that operates by separating the functions of the base station. Method for controlling HARQ process in cloud radio access network that determines the optimal number of hybrid automatic repeat request (HARQ) processes in parallel considering both fronthaul network requirements and end-to-end transmission performance from user equipment to base station system The present invention relates to a base station system and a user device.

Description

Method for controlling HARQ process in cloud radio access network, base station system and user device therefor {Method for controlling HARQ process in Cloud-RAN, base station system and user equipment therefor}

본 발명은 각 기지국의 기능을 분리하여 일부 기능은 서비스 지역에 분산시키고, 나머지 기능은 집중화시켜 운용하는 클라우드 무선 액세스 네트워크(Cloud Radio Access Network, C-RAN)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기지국 기능의 분리에 따라서 나타나는 전송 지연을 고려하여 병렬로 운용되는 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 프로세스의 최적 개수를 결정하는 클라우드 무선 액세스 네트워크에서의 HARQ 프로세스 제어 방법, 이를 위한 기지국 시스템 및 사용자 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a cloud radio access network (C-RAN) that separates the functions of each base station, distributes some functions to service areas, and centralizes the remaining functions. The present invention relates to a HARQ process control method in a cloud radio access network that determines an optimal number of hybrid automatic repeat reQuest (HARQ) processes that are operated in parallel in consideration of the transmission delay that appears according to the separation, and a base station system and a user device therefor.

최근 이동통신단말이 고성능화되어 멀티미디어 처리기능이 향상되면서, 이동통신단말 상에서 즐길 수 있는 비디오, 음악, 사진 등의 컨텐츠도 점점 더 대용량화 되어 가고 있다. 이로 인해 이동통신사업자의 망에서 데이터 트래픽은 폭증하고 있으며 이러한 추세는 앞으로 더욱 심화되어 갈 것으로 예측되고 있다.Recently, as the mobile communication terminal has been improved in performance, multimedia processing functions have been improved, and contents such as video, music, and pictures, which can be enjoyed on the mobile communication terminal, have become increasingly large. As a result, data traffic is exploding in mobile operators' networks, and this trend is expected to intensify in the future.

폭증하는 데이터 트래픽에 대응하여 망 용량을 늘리기 위해서, 이동통신망의 셀 사이즈가 점점 작아지고 셀 사이트의 수는 증가하면서, 이로 인해 수많아진 셀 사이트들에 대한 구축 및 운용 비용이 증가되는 문제가 발생하였으며, 이러한 문제를 해결하기 위해 새로운 무선 액세스 네트워크(Radio Access Network, RAN)의 구조로서, Cloud-RAN이 제안되었다. In order to increase the network capacity in response to the exploding data traffic, the cell size of the mobile communication network is getting smaller and the number of cell sites is increasing, which leads to an increase in the cost of building and operating a large number of cell sites. In order to solve this problem, Cloud-RAN has been proposed as a structure of a new Radio Access Network (RAN).

Cloud-RAN은 기존에 하나의 셀 사이트에 있던 기지국의 기능 중, 데이터 처리부(DU: Digital Unit)과 무선신호 처리부(RU: Radio Unit)을 분리하고, 분리된 다수 셀 사이트의 DU들은 모아서 집중화시키고, 셀 사이트에는 실제 무선 신호가 송수신되는 RU 및 안테나만을 배치한다. 이때, 서로 떨어져 다른 장소에 설치되는 DU와 RU간은 광케이블을 통해서 연결할 수 있다.Cloud-RAN separates data processing units (DUs) and radio signal processing units (RUs) among the functions of base stations in a single cell site, and collects and centralizes DUs in multiple cell sites. In the cell site, only RUs and antennas for transmitting and receiving actual radio signals are arranged. At this time, DU and RU installed in different places apart from each other may be connected through an optical cable.

이렇게, DU와 RU가 분리됨에 따라서, 이들을 연결하는 프론트 홀(Front Haul) 망의 구축이 요구되며, DU와 RU 간의 통신을 위한 인터페이스 규격이 필요하다. 참고로, 현재 DU와 RU 간의 통신 인터페이스를 위해서 CPRI(Common Public Radio Interface), OBSAI(Open Baseband Remote Radiohead Interface) 등이 사용되고 있다.As such, as the DU and the RU are separated, the construction of a front haul network connecting them is required, and an interface specification for communication between the DU and the RU is required. For reference, a common public radio interface (CPRI), an open baseband remote radiohead interface (OCSAI), and the like are used for a communication interface between the DU and the RU.

그런데 최근 수백 MHz 이상의 광대역 특성 및 Massive MIMO, Multi-RAT 등이 적용되는 5G(5-Generation) 이동통신기술의 등장과 함께, 5G 이동통신 표준에서 요구되는 최대 전송 속도 20Gbps 및 전송 지연 1ms를 만족시키기 위한 새로운 기지국 구조가 논의되고 있다. However, with the advent of 5G (5-Generation) mobile communication technology that has recently applied broadband characteristics over several hundred MHz and Massive MIMO, Multi-RAT, etc., it satisfies the maximum transmission speed of 20Gbps and transmission delay of 1ms required by the 5G mobile communication standard. A new base station structure for this is being discussed.

예를 들어 설명하면, LTE 망에서는 RU에 안테나가 2개 사용되고(2T2R), LTE 대역폭이 20MHz이므로, DU와 RU 간을 연결하는 프론트홀의I용량은 2.45Gbps가 요구된다. 반면, Massive MIMO 기반의 5G 이동통신에서 대역폭이 20MHz이고 16개의 안테나를 사용할 때, DU와 하나의 RU 간을 연결하는 프론트홀 망에는 19.66Gbps의 용량이 필요하다. 더하여, 상기 5G 이동통신에서 광대역을 사용하는 경우, 대역폭이 20MHz가 아닌 100MHz, 400MHz 등으로 확대되므로, 결국 RU 당 수십에서 수백 Gbps의 용량을 지원하는 프론트홀 망이 필요하게 된다. 그러나 이를 구현할 수 있는 광통신 장비는 매우 고가의 장비로 프론트홀(Front haul) 망에 적용하기에는 어려움이 있다. For example, in the LTE network, two antennas are used in the RU (2T2R), and since the LTE bandwidth is 20 MHz, the I capacity of the front hole connecting the DU and the RU is required to be 2.45 Gbps. On the other hand, in 5G mobile communication based on massive MIMO, when the bandwidth is 20 MHz and 16 antennas are used, the capacity of 19.66 Gbps is required for the fronthaul network connecting the DU and one RU. In addition, when the broadband is used in the 5G mobile communication, the bandwidth is expanded to 100MHz, 400MHz, etc., rather than 20MHz, so that a fronthaul network supporting capacity of tens to hundreds of Gbps per RU is needed. However, optical communication equipment that can implement this is very expensive equipment, which is difficult to apply to the front haul network.

따라서, 5G 이동통신기술의 개발과 함께, 프론트홀 망의 용량 및 지연 시간의 요구 조건을 줄이기 위한 새로운 기지국 구조 및 기술 개발이 요구된다.Therefore, with the development of 5G mobile communication technology, new base station structure and technology development to reduce the requirements of capacity and delay time of the fronthaul network is required.

한국공개특허 제10-2014-0093554호, 2014년 07월 28일 공개 (명칭: 분산 안테나 구조의 무선 통신 시스템에서의 부하 분산 제어 시스템 및 부하 분산 방법)Korean Laid-Open Patent Publication No. 10-2014-0093554, published on July 28, 2014 (Name: Load Balancing Control System and Load Balancing Method in Wireless Communication System with Distributed Antenna Structure)

이에 본 발명은 기지국의 기능을 분리하여 운용하는 클라우드 무선 액세스 네트워크(Cloud Radio Access Network, C-RAN)에서 분리된 기지국 기능을 연결하는 프론트홀 망의 용량 및 지연 시간 요구 조건을 줄이기 위하여 제안된 것으로서, 프론트홀 망의 요구 조건 및 사용자 장치에서 기지국 시스템까지의 단대단 전송 성능을 함께 고려하여 병렬로 운용되는 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 프로세스의 최적 개수를 결정하는 클라우드 무선 액세스 네트워크에서의 HARQ 프로세스 제어 방법, 이를 위한 기지국 시스템 및 사용자 장치를 제공하고자 한다.Accordingly, the present invention is proposed to reduce the capacity and latency requirements of the fronthaul network that connects the separated base station functions in a Cloud Radio Access Network (C-RAN) that operates by separating the functions of the base station. Control of the HARQ process in the cloud radio access network, which determines the optimal number of hybrid automatic repeat request (HARQ) processes in parallel, taking into account the requirements of the fronthaul network and the end-to-end transmission performance from the user equipment to the base station system. A method, a base station system and a user device for this purpose are provided.

더하여, 본 발명은 기지국에서 운용 가능한 최대 HARQ 프로세스의 개수를 고려하여 기지국의 기능을 동적으로 분리하여 C-RAN을 구성하면서, 사용자 장치에서 기지국 시스템까지의 단대단 전송 성능을 유지하면서 분리된 기지국 기능을 연결하기 위한 프론트홀 망의 요구 조건을 최소화시킬 수 있는 HARQ 프로세스의 최적 개수를 결정하는 클라우드 무선 액세스 네트워크에서의 HARQ 프로세스 제어 방법, 이를 위한 기지국 시스템 및 사용자 장치를 제공하고자 한다.In addition, the present invention provides a separate base station function while maintaining the end-to-end transmission performance from the user equipment to the base station system while constructing a C-RAN by dynamically separating the function of the base station in consideration of the maximum number of HARQ processes that can be operated in the base station. The present invention provides a method of controlling a HARQ process in a cloud radio access network that determines an optimal number of HARQ processes capable of minimizing a requirement of a fronthaul network for connecting a base station, a base station system, and a user equipment.

상술한 과제의 해결 수단으로서, 본 발명의 일 실시 예에 따르면 기지국 기능이 분리되어 할당된 분산 처리 장치(DU: Distributed Unit) 및 집중화 처리 장치(CU: Central)로 이루어진 기지국 시스템과, 상기 분산 처리 장치와 집중화 처리 장치를 연결하는 프론트홀 망을 포함하는 클라우드 무선 액세스 네트워크에서의 HARQ(Hybrid Automation Repeat request) 프로세스 제어 방법을 제공한다.As a solution to the above problem, according to an embodiment of the present invention, a base station system including a distributed unit (DU) and a centralized processing unit (CU), in which a base station function is separated and allocated, and the distributed process A method of controlling a hybrid automation repeat request (HARQ) process in a cloud radio access network including a fronthaul network connecting a device and a centralized processing device is provided.

상기 HARQ 프로세스 제어 방법은, 패킷을 송신하는 송신측 장치가, 상기 클라우드 무선 액세스 네트워크에서의 최소 전송 주기를 확인하는 단계; 상기 프론트홀 망의 전송 지연을 확인하는 단계; 상기 기지국 시스템에서 HARQ 처리를 수행하기 위한 처리 시간을 확인하는 단계; 상기 사용자 장치에서 HARQ 처리를 수행하기 위한 처리 시간을 확인하는 단계; 및 상기 최소 전송 주기, 프론트홀 망의 전송 지연, 기지국 시스템의 처리 시간 및 사용자 장치의 처리 시간을 이용하여, 병렬로 운용되는 HARQ 프로세스의 최적 개수를 결정하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.The HARQ process control method may further include: identifying, by a transmitting device transmitting a packet, a minimum transmission period in the cloud radio access network; Checking a transmission delay of the fronthaul network; Confirming a processing time for performing HARQ processing in the base station system; Confirming a processing time for performing HARQ processing at the user device; And determining the optimal number of HARQ processes operated in parallel using the minimum transmission period, the transmission delay of the fronthaul network, the processing time of the base station system, and the processing time of the user equipment.

더하여, 상기 HARQ 프로세스 제어 방법은, 상기 클라우드 무선 액세스 네트워크에 TDD(Time Division Duplex) 방식을 사용하는 경우, 상기 결정하는 단계 이전에, 다운링크와 업링크의 구조에 따른 전송 지연을 확인하는 단계를 더 포함하고, 상기 결정하는 단계는, 상기 최소 전송 주기, 프론트홀 망의 전송 지연, 기지국 시스템의 처리 시간 및 사용자 장치의 처리 시간, 및 상기 다운링크와 업링크의 구조에 따른 전송 지연을 이용하여 상기 HARQ 프로세스의 최적 개수를 결정할 수 있다.In addition, the HARQ process control method, when using the time division duplex (TDD) scheme for the cloud radio access network, prior to the determining step, checking the transmission delay according to the structure of the downlink and uplink The determining may include determining the transmission delay according to the minimum transmission period, the transmission delay of the fronthaul network, the processing time of the base station system and the processing time of the user equipment, and the transmission delay according to the structure of the downlink and uplink. The optimal number of HARQ processes can be determined.

더하여, 본 발명에 따른 HARQ 프로세스 제어 방법에 있어서, 상기 결정하는 단계는, 상기 최소 전송 주기와 프론트홀 망의 전송 지연과 기지국 시스템의 처리 시간과 사용자 장치의 처리 시간, 또는 상기 최소 전송 주기와 프론트홀 망의 전송 지연과 기지국 시스템의 처리 시간과 사용자 장치의 처리 시간과 상기 다운링크와 업링크의 구조에 따른 전송 지연을 이용하여, 상기 사용자 장치와 기지국 시스템 간에 하나의 패킷을 전송 후 상기 패킷이 성공적으로 전송되었는 지를 나타내는 응답을 수신하여 처리하는데 요구되는 총 처리 시간을 산출하고, 상기 최소 전송 주기와 상기 HARQ 프로세스의 개수의 곱과 상기 총 처리 시간을 비교하여, 상기 총 처리 시간보다 상기 최소 전송 주기와 상기 HARQ 프로세스의 개수의 곱이 커지도록, 상기 HARQ 프로세스의 개수를 결정할 수 있다.In addition, in the HARQ process control method according to the present invention, the determining may include the minimum transmission period, the transmission delay of the fronthaul network, the processing time of the base station system and the processing time of the user equipment, or the minimum transmission period and the front. After transmitting one packet between the user equipment and the base station system by using the transmission delay of the hall network, the processing time of the base station system, the processing time of the user equipment, and the downlink and uplink structures, the packet is transmitted. Receive a response indicating whether the transmission was successful, calculate the total processing time required for processing, compare the product of the minimum transmission period and the number of HARQ processes and the total processing time, the minimum transmission than the total processing time The number of HARQ processes so that the product of a period and the number of HARQ processes increases. To be determined.

더하여, 본 발명에 따른 HARQ 프로세스 제어 방법에 있어서, 상기 송신측 장치는, 패킷 전송 방향에 따라서 상기 사용자 장치 또는 기지국 시스템일 수 있다.In addition, in the HARQ process control method according to the present invention, the transmitting device may be the user equipment or the base station system according to the packet transmission direction.

특히, 상기 클라우드 무선 액세스 네트워크의 기지국 시스템의 분리 구조를 확인하여, 물리 계층 기능에서 분리된 경우, 상기 HARQ 프로세스의 최적 개수를 결정하도록 한다.In particular, the separation structure of the base station system of the cloud radio access network is checked to determine the optimal number of HARQ processes when separated from the physical layer function.

더하여, 본 발명은, 상기 클라우드 무선 액세스 네트워크는, 상기 프론트홀 망의 용량 및 전송 지연, 그리고 상기 기지국 시스템에서 운용 가능한 HARQ 프로세스의 최대 개수를 고려하여, 상기 분산 처리 장치와 집중화 처리 장치로 기지국 기능이 분리된 것임을 특징으로 한다. In addition, the cloud radio access network is a base station functioning as the distributed processing unit and the centralized processing unit in consideration of the capacity and transmission delay of the fronthaul network, and the maximum number of HARQ processes that can be operated in the base station system, It is characterized by being separated.

더하여, 본 발명은 상술한 과제의 다른 해결 수단으로서, 기지국 기능 중 일부 기능을 수행하도록 구현된 사용자 장치가 접속되는 하나 이상의 분산 처리 장치; 및 상기 하나 이상의 분산 처리 장치와 프론트홀 망을 통해 연결되어, 상기 기지국 기능 중 상기 분산 처리 장치에 구현되지 않은 잔여 기지국 기능을 수행하도록 구현된 집중화 처리 장치를 포함하고, 상기 집중화 처리 장치는, 최소 전송 주기, 상기 프론트홀 망의 전송 지연, 상기 분산 처리 장치 및 집중화 처리 장치에서 HARQ 처리를 수행하기 위한 처리 시간, 상기 사용자 장치에서 HARQ 처리를 수행하기 위한 처리 시간을 이용하여, 병렬로 운용되는 HARQ 프로세스의 최적 개수를 결정하는 것을 특징으로 하는 기지국 시스템을 제공한다.In addition, the present invention provides another solution to the above-mentioned problems, comprising: at least one distributed processing device to which a user device implemented to perform some of the functions of a base station is connected; And a centralization processing unit connected to the at least one distributed processing unit through a fronthaul network, and configured to perform a remaining base station function not implemented in the distributed processing unit among the base station functions. HARQ operated in parallel using a transmission period, a transmission delay of the fronthaul network, a processing time for performing HARQ processing in the distributed processing apparatus and a centralized processing apparatus, and a processing time for performing HARQ processing in the user equipment A base station system is provided which determines the optimal number of processes.

또한, 본 발명은 상술한 과제의 해결 수단으로서, 기지국 기능이 분리되어 할당된 하나 이상의 분산 처리 장치 및 집중화 처리 장치로 이루어진 기지국 시스템과, 상기 분산 처리 장치와 집중화 처리 장치를 연결하는 프론트홀 망을 포함하는 클라우드 무선 액세스 네트워크에 접속하는 사용자 장치를 제공하며, 상기 사용자 장치는, 상기 기지국 시스템의 분산 처리 장치에 접속하여 패킷을 전송하고, 상기 패킷의 전송 성공 여부를 나타내는 응답을 수신하는 무선 통신부; 및 상기 패킷을 전송하기 전에, 클라우드 무선 액세스 네트워크에서의 최소 전송 주기, 상기 프론트홀 망의 전송 지연, 상기 분산 처리 장치 및 집중화 처리 장치에서 HARQ 처리를 수행하기 위한 처리 시간, 사용자 장치에서 HARQ 처리를 수행하기 위한 처리 시간을 이용하여, 병렬로 운용되는 HARQ 프로세스의 최적 개수를 결정하는 제어부를 포함하여 이루어진다.In addition, the present invention as a solution to the above-described problem, the base station system consisting of one or more distributed processing unit and the centralized processing unit is assigned to separate the base station function, and a fronthaul network connecting the distributed processing unit and the centralized processing unit A user device for accessing a cloud radio access network comprising: a wireless communication unit for connecting to a distributed processing device of the base station system to transmit a packet, and receiving a response indicating whether the packet is successfully transmitted; And before transmitting the packet, a minimum transmission period in a cloud radio access network, a transmission delay of the fronthaul network, a processing time for performing HARQ processing in the distributed processing apparatus and the centralization processing apparatus, and HARQ processing in the user apparatus. It includes a control unit for determining the optimal number of HARQ processes operated in parallel by using the processing time to perform.

상기 기지국 시스템의 집중화 처리 장치 및 사용자 장치의 제어부는, 각각 상기 클라우드 무선 액세스 네트워크가 TDD 방식을 사용하는 경우, 다운링크와 업링크의 구조에 따른 전송 지연을 더 고려하여, 상기 HARQ 프로세스의 최적 개수를 결정할 수 있다.When the cloud radio access network uses the TDD scheme, the controller of the centralization processing apparatus and the user equipment of the base station system further considers transmission delays according to the structure of downlink and uplink, respectively, and thus the optimal number of HARQ processes. Can be determined.

본 발명은 하나의 셀 사이트에 있던 기지국의 기능을 분리하고, 분리된 기능 중 일부를 집중화시킨 클라우드 무선 액세스 네트워크에서, 송신측에서 운용되는 HARQ 프로세스의 개수를 최적화시킴으로써, 사용자단에서 기지국단까지의 전송 지연 특성을 만족시키면서 분리된 기지국 기능 간을 연결하는 프론트홀망의 요구 사항을 감소시킬 수 있다.The present invention separates the functions of a base station in one cell site and optimizes the number of HARQ processes operated at the transmitting side in a cloud radio access network in which some of the separated functions are centralized, thereby allowing the user to the base station. It is possible to reduce the requirements of the fronthaul network connecting the separated base station functions while satisfying the transmission delay characteristics.

특히, 본 발명은 클라우드 무선 액세스 네트워크를 구축하는데 있어서, 프론트홀 망의 용량 및 지연시간뿐만 아니라, 기지국 단에서 운용가능한 최대 HARQ 프로세스의 개수를 고려하여 기지국의 기능을 동적으로 분리하고, 최대 HARQ 프로세스 이하의 범위에서, 실제 운용되는 HARQ 프로세스의 최적 개수를 결정함으로써, 프론트홀 망에 요구되는 용량 및 무선 전송 지연(Air Latency)을 최소화시키면서 효율적인 클라우드 무선 액세스 네트워크의 구현을 가능하게 한다.Particularly, in constructing a cloud radio access network, the present invention dynamically separates the functions of the base station in consideration of the capacity and delay time of the fronthaul network, as well as the maximum number of HARQ processes that can be operated in the base station, and the maximum HARQ process. In the following ranges, by determining the optimal number of HARQ processes actually operated, it is possible to implement an efficient cloud radio access network while minimizing the capacity and air latency required for the fronthaul network.

도 1은 클라우드 무선 액세스 네트워크의 구조를 설명하기 위한 블럭도이다.
도 2는 이동통신시스템에서 요구되는 기지국 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 클라우드 무선 액세스 네트워크에 적용 가능한 기능 분리 구조를 예시한 도면이다.
도 4는 클라우드 무선 액세스 네트워크에 적용 가능한 기능 분리 구조 중 물리 계층에서의 분리 구조를 더 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 HARQ 프로세스 제어 방법이 적용되는 클라우드 무선 액세스 네트워크에서 기지국 시스템의 구성을 나타낸 기능 블럭도이다.
도 6은 클라우드 무선 액세스 네트워크에서의 HARQ 처리 절차를 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명에 따른 클라우드 무선 액세스 네트워크에서 적용될 프레임 구성도이다.
도 8은 본 발명에 따른 HARQ 프로세스 제어 방법을 도시한 순서도이다.
도 9는 본 발명에 따른 클라우드 무선 액세스 네트워크의 동적 구성 방법을 나타낸 순서도이다.
도 10은 본 발명에 따른 사용자 장치의 블럭구성도이다.
도 11은 본 발명에 따른 클라우드 무선 액세스 네트워크에서 집중화 처리 장치(CU)의 계층 구성도이다.1 is a block diagram illustrating the structure of a cloud radio access network.
2 is a diagram for describing a base station function required in a mobile communication system.
3 is a diagram illustrating a functional separation structure applicable to a cloud radio access network.
FIG. 4 is a diagram more specifically illustrating a separation structure in a physical layer among function separation structures applicable to a cloud radio access network.
5 is a functional block diagram showing the configuration of a base station system in a cloud radio access network to which the HARQ process control method according to the present invention is applied.
6 is a flowchart illustrating a HARQ processing procedure in a cloud radio access network.
7 is a frame configuration diagram to be applied in a cloud radio access network according to the present invention.
8 is a flowchart illustrating a method of controlling a HARQ process according to the present invention.
9 is a flowchart illustrating a dynamic configuration method of a cloud radio access network according to the present invention.
10 is a block diagram of a user device according to the present invention.
11 is a hierarchical configuration diagram of a centralized processing unit (CU) in a cloud radio access network according to the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일한 도면 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, in the following description and the accompanying drawings, detailed descriptions of well-known functions or configurations that may obscure the subject matter of the present invention will be omitted. In addition, it should be noted that like elements are denoted by the same reference numerals as much as possible throughout the drawings.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위한 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms or words used in the specification and claims described below should not be construed as being limited to ordinary or dictionary meanings, and the inventors are appropriate as concepts of terms for explaining their own invention in the best way. It should be interpreted as meanings and concepts in accordance with the technical spirit of the present invention based on the principle that it can be defined. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configuration shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention, and do not represent all of the technical ideas of the present invention, and various alternatives may be substituted at the time of the present application. It should be understood that there may be equivalents and variations.

또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하기 위해 사용하는 것으로, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 뿐, 상기 구성요소들을 한정하기 위해 사용되지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다.In addition, terms including ordinal numbers, such as first and second, are used to describe various components, and are used only to distinguish one component from another component, and to limit the components. Not used. For example, without departing from the scope of the present invention, the second component may be referred to as the first component, and similarly, the first component may also be referred to as the second component.

더하여, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급할 경우, 이는 논리적 또는 물리적으로 연결되거나, 접속될 수 있음을 의미한다. 다시 말해, 구성요소가 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속되어 있을 수 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있으며, 간접적으로 연결되거나 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, when a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it means that it may be connected or connected logically or physically. In other words, although a component may be directly connected or connected to other components, it should be understood that other components may exist in the middle, and may be connected or connected indirectly.

또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 기술되는 "포함 한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In addition, the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In addition, the terms "comprises" or "having" described herein are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or the same. It is to be understood that the present invention does not exclude in advance the possibility of the presence or the addition of other features, numbers, steps, operations, components, parts, or a combination thereof.

아울러, 본 발명의 범위 내의 실시 예들은 컴퓨터 실행가능 명령어 또는 컴퓨터 판독가능 매체에 저장된 데이터 구조를 가지거나 전달하는 컴퓨터 판독가능 매체를 포함한다. 이러한 컴퓨터 판독가능 매체는, 범용 또는 특수 목적의 컴퓨터 시스템에 의해 액세스 가능한 임의의 이용 가능한 매체일 수 있다. 예로서, 이러한 컴퓨터 판독가능 매체는 RAM, ROM, EPROM, CD-ROM 또는 기타 광 디스크 저장장치, 자기 디스크 저장장치 또는 기타 자기 저장장치, 또는 컴퓨터 실행가능 명령어, 컴퓨터 판독가능 명령어 또는 데이터 구조의 형태로 된 소정의 프로그램 코드 수단을 저장하거나 전달하는 데에 이용될 수 있고, 범용 또는 특수 목적 컴퓨터 시스템에 의해 액세스 될 수 있는 임의의 기타 매체와 같은 물리적 저장 매체를 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.In addition, embodiments within the scope of the present invention include computer readable media having or conveying computer executable instructions or data structures stored on the computer readable medium. Such computer readable media can be any available media that can be accessed by a general purpose or special purpose computer system. By way of example, such computer readable media may be in the form of RAM, ROM, EPROM, CD-ROM or other optical disk storage, magnetic disk storage or other magnetic storage, or computer executable instructions, computer readable instructions or data structures. And may include, but are not limited to, any other medium that can be used to store or deliver certain program code means, and can be accessed by a general purpose or special purpose computer system. .

본 발명은 이동통신시스템의 클라우드 무선 액세스 네트워크에 적용되는 기술로서, 특히, 프론트홀 망에 요구되는 용량 및 전송지연을 줄이기 위하여, 기지국의 디지털 처리 기능을 분리하여 그 일부를 RU에 적용하는 것이다. 여기서, 무선(RF) 처리 기능과 함께 일부 디지털 처리 기능이 탑재되어 각 서비스 영역에 분산 설치되는 RU를 분산 처리 장치(DU: Distributed Unit)이라 부르고, 나머지 디지털 처리 기능이 집중화되어 있는 DU를 집중화 처리 장치(CU: Central Unit)이라 부른다.The present invention is applied to a cloud radio access network of a mobile communication system. In particular, in order to reduce the capacity and transmission delay required for the fronthaul network, the digital processing function of the base station is separated and a part thereof is applied to the RU. Here, RUs, which are equipped with some digital processing functions together with radio (RF) processing functions and distributed in each service area, are called distributed processing units (DUs), and centralize DUs in which the remaining digital processing functions are concentrated. It is called a unit (Central Unit).

도 1은 본 발명이 적용되는 이동통신시스템, 특히, 클라우드 무선 엑세스 네트워크의 상세 구조를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a detailed structure of a mobile communication system to which the present invention is applied, particularly a cloud wireless access network.

도 1을 참조하여 더 구체적으로 설명하면, 본 발명에 따른 클라우드 무선 액세스 네트워크(100)는, 서비스 대상 영역에 구성되어 백홀(Back Haul) 망(300)을 통해서 중앙의 코어망(200)에 연결되는 것으로서, 각 셀 사이트에 설치되는 복수의 분산 처리 장치(110)와, 상기 백홀 망(300)을 통해서 코어망(200)에 연결되는 집중화 처리 장치(120)와, 상기 복수의 분산 처리 장치(110)와 집중화 처리 장치(120)를 연결하는 프론트홀 망(130)을 포함한다.More specifically, referring to FIG. 1, the cloud radio access network 100 according to the present invention is configured in a service target area and connected to a central core network 200 through a backhaul network 300. The plurality of distributed processing apparatuses 110 installed at each cell site, the centralized processing apparatus 120 connected to the core network 200 through the backhaul network 300, and the plurality of distributed processing apparatuses ( And a front hole network 130 connecting the centralization processing apparatus 120 to the centralization processing apparatus 120.

상기 분리되어 설치된 분산 처리 장치(110)와 집중화 처리 장치(120)가 연동하여 기지국 기능을 수행한다.The separated processing unit 110 and the centralized processing unit 120 are installed in conjunction with each other to perform a base station function.

구체적으로, 상기 분산 처리 장치(110)는 설치된 셀 사이트 내에 위치한 사용자 장치(20)와의 무선 통신을 수행하는 장치로서, 기본적으로 안테나를 구비하여 상기 사용자 장치(20)와의 무선 신호 송수신 및 송수신되는 신호의 필터링, 증폭, 아날로그/디지털 변환, 디지털/아날로그 변환 등과 같은 RF 신호 처리 기능을 수행한다. Specifically, the distributed processing apparatus 110 is a device for performing wireless communication with the user device 20 located in the installed cell site, and basically includes an antenna and transmits and receives a radio signal with the user device 20. RF signal processing functions such as filtering, amplification, analog-to-digital conversion, and digital-to-analog conversion.

더하여, 상기 분산 처리 장치(110)는 상술한 RF 신호 처리 기능 이외에, 디지털 신호 처리 기능, 더 구체적으로 L1(Layer 1)/L2(Layer 2)/L3(Layer 3) 계층에 대응하는 디지털 처리 기능 중 하나 이상을 더 처리하도록 구현될 수 있다. In addition, in addition to the RF signal processing function described above, the distributed processing apparatus 110 may further include a digital signal processing function, more specifically, a digital processing function corresponding to a layer L1 (Layer 1) / L2 (Layer 2) / L3 (Layer 3). It may be implemented to further process one or more of the.

상술한 바와 같은 복수의 분산 처리 장치(110)는 프론트홀 망(130)을 통해서 원격지에 위치한 집중화 처리 장치(120)로 연결되어, 상기 RF 신호 처리되는 디지털 신호 또는 L1/L2/L3 계층 기능을 하나 이상 수행한 데이터를 프론트홀 망(300)을 통해서 집중화 처리 장치(120)와 교환한다.The plurality of distributed processing devices 110 as described above are connected to the centralized processing device 120 located at a remote location through the fronthaul network 130 to provide the digital signal or L1 / L2 / L3 layer function processed by the RF signal. One or more pieces of data are exchanged with the centralization processing apparatus 120 through the fronthaul network 300.

상기 집중화 처리 장치(120)는 프론트홀 망(130)을 통해 다수의 분산 처리 장치(110)와 연결되고, 백홀망(300)을 통해서 이동통신시스템의 코어망(200)에 연결되어, 상기 분산 처리 장치(110)에 접속된 사용자 장치(20)와 상기 코어망(200) 간에 데이터 트래픽을 중계한다. 이때, 상기 집중화 처리 장치(120)는 디지털 신호 처리 기능, 예를 들어, L1/L2/L3 계층 프로토콜 중 하나 이상에 따라서 상기 데이터 트래픽을 처리함으로써, 상기 분산 처리 장치(110)에서 수행된 기능 이외의 나머지 기지국 기능을 처리한다.The centralized processing apparatus 120 is connected to the plurality of distributed processing apparatuses 110 through the fronthaul network 130, and is connected to the core network 200 of the mobile communication system through the backhaul network 300. The data traffic is relayed between the user device 20 connected to the processing device 110 and the core network 200. In this case, the centralization processing unit 120 processes the data traffic according to one or more of a digital signal processing function, for example, an L1 / L2 / L3 layer protocol, thereby performing a function other than the function performed by the distributed processing device 110. Handle the rest of the base station functions.

여기서, 코어망(200)은 이동통신시스템에서의 시그널링 제어, 데이터 트래픽 라우팅을 수행하기 위한 구성으로서, 예를 들어, LTE에 정의된 EPC(Evolved Packet Core)가 될 수 있다. Here, the core network 200 is a configuration for performing signaling control and data traffic routing in a mobile communication system, and may be, for example, an Evolved Packet Core (EPC) defined in LTE.

상기 프론트홀 망(130)은, 다수의 분산 처리 장치(110)와 집중화 처리 장치(120) 간에 데이터를 전달하기 위한 전송 네트워크로서, 광섬유 혹은 마이크로웨이브를 기반으로 스타, 트리, 체인, 링 등 다양한 구조로 구축될 수 있으며, 통신 인터페이스로서 CPRI(Common Public Radio Interface), OBSAI(Open Baseband Remote Radiohead Interface) 등이 이용되고 있다. 여기서, 집중화 처리 장치(120)와 프론트홀 망(130) 사이의 연결은, 집중화 방식 혹은 분배 방식으로 이루어질 수 있다.The fronthaul network 130 is a transmission network for transferring data between the plurality of distributed processing apparatuses 110 and the centralization processing apparatus 120. The front hole network 130 may be a variety of stars, trees, chains, rings, etc. based on optical fibers or microwaves. It can be constructed in a structure, and a common public radio interface (CPRI), an open baseband remote radiohead interface (OBSAI), and the like are used as communication interfaces. Here, the connection between the centralization processing apparatus 120 and the front hole network 130 may be made by a centralization method or a distribution method.

상기 프론트홀 망(130)은, 분산 처리 장치(110)에 의해 사용자 장치(20)가 송수신할 사용자 데이터뿐만 아니라, 이동통신시스템에서의 전송 제어 및 관리를 위한 제어 데이터 및 동기정보 등을 전송한다.The fronthaul network 130 transmits not only user data to be transmitted and received by the user apparatus 20 by the distributed processing apparatus 110, but also control data and synchronization information for transmission control and management in a mobile communication system. .

이러한 클라우드 무선 액세스 네트워크(100)는, 다수의 분산 처리 장치(110)와 집중화 처리 장치(120)의 연동을 통해서, 기존의 기지국 장치(예를 들어, eNB)에서 수행되던 기지국 기능을 수행하게 된다. The cloud radio access network 100 performs a base station function performed by an existing base station apparatus (eg, eNB) through interworking of the plurality of distributed processing apparatuses 110 and the centralization processing apparatus 120. .

이때, 상기 분산 처리 장치(110)와 집중화 처리 장치(120)에 분리되어 처리되는 기지국 기능에 대해서 도 2를 참조하여 설명한다.In this case, a base station function that is separately processed by the distributed processing apparatus 110 and the centralization processing apparatus 120 will be described with reference to FIG. 2.

도 2는 상기 클라우드 무선 액세스 네트워크에서 처리하는 기지국 기능을 통신 프로토콜 스택 구조에 기반하여 나타낸 도면이다.2 is a diagram illustrating a base station function processed in the cloud radio access network based on a communication protocol stack structure.

도 2를 참조하면, 클라우드 무선 액세스 네트워크(100)에서 처리될 기지국 기능은, OSI(Open System Interconnection) 7 계층 모델을 기준으로 할 때, RF 신호 처리 기능, 제1 계층(물리계층) 기능, 제2 계층(데이터 링크 계층) 기능, 제3계층(네트워크 계층) 기능으로 구분될 수 있다.Referring to FIG. 2, a base station function to be processed in the cloud radio access network 100 may include an RF signal processing function, a first layer (physical layer) function, a first layer based on an Open System Interconnection (OSI) 7 layer model. It can be divided into two layers (data link layer) function, and third layer (network layer) function.

또한, 상기 기지국 기능은, 이동통신표준(예를 들어, LTE)을 기준으로 할 때, RF 신호 처리 기능, Physical 계층(PHY) 기능, Medium Access Control(MAC) 계층 기능, Radio Link Control(RLC) 계층 기능, Packet Data Convergence Protocol(PDCP) 계층 기능으로 구분될 수 있다.In addition, the base station function, based on a mobile communication standard (eg, LTE), RF signal processing function, physical layer (PHY) function, Medium Access Control (MAC) layer function, Radio Link Control (RLC) Layer function, Packet Data Convergence Protocol (PDCP) layer function can be divided into.

상기 이동통신 표준의 PHY 계층은 OSI의 제1 계층에 대응되고, 이동통신표준의 MAC 계층 및 RLC 계층이 OSI의 제2 계층에 대응되며, 이동통신표준의 PDCP 계층은 OSI 제3 계층에 대응된다.The PHY layer of the mobile communication standard corresponds to the first layer of the OSI, the MAC layer and the RLC layer of the mobile communication standard correspond to the second layer of the OSI, and the PDCP layer of the mobile communication standard corresponds to the OSI third layer. .

각 기능을 구체적으로 설명하면, RF 신호 처리 기능에서는, RF 신호의 송수신, 필터링, 증폭, 아날로그-디지털 변환, 디지털-아날로그 변환 등의 RF 신호에 대한 처리가 이루어진다.Specifically, the RF signal processing function performs processing on RF signals such as transmission and reception, filtering, amplification, analog-to-digital conversion, and digital-to-analog conversion of the RF signal.

기지국 기능 중 PHY 계층 기능은, RF 신호 처리 기능에서 처리되거나 처리되어야 할 비트 스트림의 변복조, 데이터 프레임 처리를 수행하며, MAC 계층 기능은, ARQ(Automatic Repeat-reQuest) 또는 HARQ(Hybrid ARQ), 논리적 채널 매핑 등을 수행하여, 무선 자원을 이동통신단말에 할당하고, 무선 베이러별로 협상될 QoS를 보장받을 수 있도록 QoS 제어 기능을 수행하며, PHY 계층으로 전송하기 위하여 무선 베어러들을 다중화한다.Among the base station functions, the PHY layer function performs the modulation and demodulation of the bit stream to be processed or processed in the RF signal processing function, and the data frame processing, and the MAC layer function includes an automatic repeat-request (ARQ) or a hybrid ARQ (HARQ), logical By performing channel mapping, the radio resources are allocated to the mobile communication terminal, the QoS control function is performed to guarantee the QoS to be negotiated for each radio bearer, and the radio bearers are multiplexed for transmission to the PHY layer.

이어서, RLC 계층 기능은 ARQ 적용 여부 판단, Segmentation, 순차 전송(In-order deliver) 등을 수행하여, PDCP에서 수신한 패킷을 무선 링크를 통해 전송하기 위하여 분할하거나 무선링크를 통해 수신한 패킷을 재결합하며, 패킷의 re-ordering 및 재전송을 처리한다.Subsequently, the RLC layer function performs ARQ application determination, segmentation, in-order deliver, and the like to split or recombine the packets received through the radio link to transmit the packets received by the PDCP. It handles re-ordering and retransmission of packets.

PDCP 계층은, IP 패킷이 무선링크를 통하여 효율적으로 전송될 수 있도록 한다. 헤더 압축, AS 보안(ciphering 및 integrity protection)을 수행하고 핸드오버 동안 패킷 re-ordering 및 재전송을 처리한다. The PDCP layer allows IP packets to be efficiently transmitted over the radio link. It performs header compression, AS security (ciphering and integrity protection), and handles packet re-ordering and retransmission during handover.

본 발명에 따른 클라우드 무선 액세스 네트워크에 있어서, 상술한 기지국 기능들은, 프론트홀 망(130)의 성능에 따라서 동적으로 분리되어, 분산 처리 장치(110)와 집중화 처리 장치(120) 중 하나에 할당될 수 있다.In the cloud radio access network according to the present invention, the above-described base station functions are dynamically separated according to the performance of the fronthaul network 130 and allocated to one of the distributed processing unit 110 and the centralized processing unit 120. Can be.

도 3은 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서 논의되고 있는 클라우드 무선 액세스 네트워크의 다양한 기능 분리를 설명하는 도면이다.FIG. 3 is a diagram illustrating various functional separations of cloud radio access networks discussed in 3rd Generation Partnership Project (3GPP).

도 3에 도시된 바와 같이, 3GPP에서는 4 개의 계층, RF 계층, PHY 계층, MAC 계층, RLC 계층, PDCP 계층 중에서, PHY 계층, MAC 계층, 및 RLC 계층을 두 개로 더 세분화하여, 총 8개(Option 1~Option 8)의 분리 구조를 제안하였다.As shown in FIG. 3, 3GPP further subdivides the PHY layer, the MAC layer, and the RLC layer into two out of four layers, an RF layer, a PHY layer, a MAC layer, an RLC layer, and a PDCP layer. The separation structure of Option 1 ~ Option 8) is proposed.

여기서, PHY 계층과 RF 계층을 분리하는 Option 8은 LTE와 3G(3rd-generation) 이동통신에서 이미 사용되고 있으며, PDCP 계층과 RLC 계층 사이를 분리하는 Option 2는 현재 표준화 단계이며, PHY 계층 내부에서 분리하는 Option7은 아직 검토 중에 있다.Here, Option 8 separating the PHY layer and the RF layer is already used in LTE and 3G (3rd-generation) mobile communication, and Option 2 separating the PDCP layer and the RLC layer is currently standardized and separated inside the PHY layer. Option7 is still under review.

참고로, 도 3에 예시한 다양한 분리 구조에 있어서, Option 8쪽으로 향할수록 프론트홀 망(130)에 요구되는 용량 및 지연시간이 더 커지며, 각각에서 지원되는 셀 코디네이션 레벨도 Option 8쪽으로 향할 수 록 높아진다. 반면에, 분산 처리 장치(110)의 구조는 Option 1쪽으로 갈수록 복잡해진다.For reference, in the various separation structures illustrated in FIG. 3, the more the capacity and delay time required for the fronthaul network 130 is increased, the more the cell coordination levels supported by each of the front hole networks 130 are directed toward Option 8. Increases. On the other hand, the structure of the distributed processing apparatus 110 becomes more complicated toward Option 1.

도 4는 PHY 계층 내부에서의 분리 구조를 더 상세하게 예시한 것으로서, 도시된 바와 같이, PHY 계층은 채널 코딩(Channel coding), 멀티플렉싱(Multiplexing), 변조 매핑(Modulation Mapping), 레이어 매핑(Layer Mapping), 프리코딩(Precoding), RE 매퍼(RE mapper), IFFT/CP 등의 기능을 순차적으로 수행하는데, 이러한 PHY 계층에 대하여 3가지 분리 구조(Option 7-1 ~ Option 7-3)가 제시되어 있다. FIG. 4 illustrates the separation structure inside the PHY layer in more detail. As shown, the PHY layer includes channel coding, multiplexing, modulation mapping, and layer mapping. ), Precoding, RE mapper, IFFT / CP, and so on.These three separate structures (Option 7-1 to Option 7-3) are presented for this PHY layer. have.

예를 들어, Option 7-3은 PHY 계층의 내부 기능 중, 채널 코딩과 멀티플렉싱 사이를 분리하여, PHY 계층 중 채널 코딩까지만 집중화 처리 장치(120)에서 수행토록 하고, PHY 계층의 나머지 기능, 멀티플렉싱, 변조 매핑, 레이어 매핑, 프리코딩, RE 매퍼, IFFT/CP를 분산 처리 장치(110)에서 처리되도록 분리하는 반면, 더 낮은 계층으로 분리되는 Option 7-1은 RE 매퍼와 IFFT/CP 사이를 분리하여, RF 계층에서 상기 IFFT/CP 기능까지를 분산 처리 장치(110)에 구현하고, 나머지 PHY 계층 기능들은 집중화 처리 장치(120)에 구현한다.For example, Option 7-3 separates channel coding and multiplexing among the internal functions of the PHY layer so that the centralization processing unit 120 performs only the channel coding of the PHY layer, and performs the remaining functions, multiplexing, While separation of modulation mapping, layer mapping, precoding, RE mapper, and IFFT / CP are processed by distributed processing unit 110, Option 7-1, which is divided into lower layers, separates between RE mapper and IFFT / CP. In the RF layer, the IFFT / CP functions are implemented in the distributed processing apparatus 110, and the remaining PHY layer functions are implemented in the centralized processing apparatus 120.

도 4에 도시한 바와 같이 각각 분리하는 경우, 프론트홀 망(130)에 예상되는 전송 용량은 Option 별로 큰 차이를 갖는다. 예를 들어, 100MHz 4096 FFT, 3196 subcarriers, DL 256QAM, UL 64QAM, DL 16 layer, UL 8 layer, 64 antenna가 적용되고, 전송 오버헤드(Transport Overhead)가 없다는 가정하에 Option 8은 수백 Gbps가 요구되는 반면, Option7-1, 7-2, 7-2는 수십Gbps가 요구되고, Option 6은 수Gbps 정도의 용량이 요구될 것으로 예측된다.As shown in FIG. 4, the transmission capacity expected for the fronthaul network 130 has a large difference for each option. For example, 100 MHz 4096 FFT, 3196 subcarriers, DL 256QAM, UL 64QAM, DL 16 layer, UL 8 layer, 64 antennas are applied, and Option 8 requires hundreds of Gbps under the assumption that there is no transport overhead. On the other hand, Option7-1, 7-2, and 7-2 are expected to require several tens of Gbps, and Option 6 is expected to require several Gbps.

즉, 분산 처리 장치(110) 측에 디지털 처리 기능이 더 많이 구현될 수록 예상 전송용량이 낮아짐을 알 수 있다. That is, the more the digital processing function is implemented on the distributed processing apparatus 110 side, the lower the expected transmission capacity.

이와 같이, 클라우드 무선 액세스 네트워크(100)는, 분산 처리 장치(130)와 집중화 처리 장치(140)에 어떻게 기능을 분배하는지에 따라서, 상기 분산 처리 장치(l10)와 집중화 처리 장치(120) 간에 전송되는 데이터의 크기가 달라지며, 그에 따라서 프론트홀 망(300)에 요구되는 성능(전송 용량 및 전송 지연)이 달라진다.As described above, the cloud radio access network 100 transmits the distributed processing apparatus 110 and the centralization processing apparatus 120 according to how the functions are distributed to the distributed processing apparatus 130 and the centralization processing apparatus 140. The size of data to be changed is changed, and thus the performance (transmission capacity and transmission delay) required for the fronthaul network 300 is changed.

구체적으로, 분산 처리 장치(110)의 기능을 단순화할수록 프론트홀 망(130)에 요구되는 전송 용량이 커지고 전송 지연은 작아지는 반면, 분산 처리 장치(110)에 더 많은 기능이 할당되어 복잡해 질수록 프론트홀 망(130)에 요구되는 전송 용량은 작아지는 반면 전송 지연은 길어진다.In detail, as the functions of the distributed processing apparatus 110 are simplified, the transmission capacity required for the fronthaul network 130 is increased and the transmission delay is decreased, while the more functions are allocated to the distributed processing apparatus 110 and become more complicated. The transmission capacity required for the fronthaul network 130 is small while the transmission delay is long.

이는 특히, PHY 계층의 내부 기능 분리에 따라서도 적용될 수 있으며, PHY 계층의 내부 기능을 어떻게 분리하는지에 따라서 프론트홀 망(130)의 전송용량이 크게 달라진다. 따라서, 프론트홀 망(130)의 성능에 따라서 분산 처리 장치(10)와 집중화 처리 장치(120)에 적절하게 기능을 분배하여 구현할 필요가 있다.In particular, this may be applied according to the separation of internal functions of the PHY layer, and the transmission capacity of the fronthaul network 130 varies greatly depending on how the internal functions of the PHY layer are separated. Therefore, according to the performance of the fronthaul network 130, it is necessary to appropriately distribute the functions to the distributed processing apparatus 10 and the centralization processing apparatus 120 to implement them.

상기 PHY 계층은, 앞서 설명한 바와 같이, RF 신호 처리 기능에서 처리되거나 처리되어야 할 비트 스트림의 변복조, 데이터 프레임 처리를 수행하며, MAC 계층 기능은, ARQ(Automatic Repeat-reQuest) 또는 HARQ(Hybrid ARQ), 논리적 채널 매핑 등을 수행하여, 무선 자원을 이동통신단말에 할당하고, 무선 베이러별로 협상될 QoS를 보장받을 수 있도록 QoS 제어 기능을 수행하며, PHY 계층으로 전송하기 위하여 무선 베어러들을 다중화한다.As described above, the PHY layer performs modulation and demodulation and data frame processing of a bit stream to be processed or processed in an RF signal processing function, and the MAC layer function may include an automatic repeat-request (ARQ) or a hybrid ARQ (HARQ). , Logical channel mapping, etc., to allocate radio resources to the mobile communication terminal, perform QoS control to ensure QoS to be negotiated for each radio bearer, and multiplex radio bearers for transmission to the PHY layer.

이와 같이, 이동통신시스템에서는, 상기 클라우드 무선 액세스 네트워크에서는, 사용자 단과 기지국 단 간의 무선 링크에 대한 신뢰성을 보장하기 위해서 HARQ(Hybrid Automatic Repeat and request)을 사용한다.As described above, in the mobile radio communication network, a hybrid automatic repeat and request (HARQ) is used in the cloud radio access network to ensure reliability of a radio link between a user end and a base station.

상기 HARQ는 기존에 유무선 통신에서 사용되는 에러 제어 방법인 FEC(Forward Error-Correcting coding)와 ARQ(Automatic Repeat and request) 방식의 혼합형으로서, 송신하는 패킷에 데이터와 CRC, 오류정정부호에 의한 패리티(parity)를 추가하여 수신측에서 데이터를 복호하고 CRC를 체크하여 패킷에 오류가 발생하면, 오류난 패킷을 재전송하는 타입-Ⅰ과, 수신측에서 한 패킷을 디코딩하기 위하여 여러 다른 재전송 패킷을 이용하는 타입-Ⅱ 방식이 있다.The HARQ is a hybrid of a forward error-correcting coding (FEC) method and an automatic repeat and request (ARQ) method, which is an error control method conventionally used in wired and wireless communication, and transmits a parity based on data, CRC, and error correction code to a packet to be transmitted. add parity) and decode the data at the receiver, check the CRC, and if the packet fails, Type-I retransmits the failed packet, and uses the different retransmission packets to decode one packet at the receiver. There is a -Ⅱ system.

타입-Ⅰ HARQ는 채널환경이 좋은 경우 일반적으로 기본 ARQ 방식보다 쓰루풋이 낮지만, 채널환경이 좋지 않을 경우 FEC 능력으로 일반 ARQ보다 좋은 스루풋을 얻을 수 있다.In case of a good channel environment, Type-I HARQ generally has lower throughput than the basic ARQ method, but when the channel environment is not good, the FEC capability can provide better throughput than the general ARQ.

통상적으로 송신측은 복수의 HARQ 프로세스를 병렬로 운용하여 패킷의 연속 전송과 함께, 전송된 패킷의 HARQ 처리를 수행하는데, 이때 병렬로 운용할 수 있는 HARQ 프로세스의 최대 개수는 미리 설정된다.Typically, the transmitting side performs a plurality of HARQ processes in parallel to perform HARQ processing of the transmitted packets together with continuous transmission of packets. At this time, the maximum number of HARQ processes that can be operated in parallel is preset.

그런데 도 5와 같이 PHY 계층의 내부 기능이 분리되어, 분산 처리 장치(110)와 집중화 처리 장치(120)에 나누어져 구현되는 경우, HARQ 프로세스가 프론트홀망(130)을 통해서 분산 처리 장치(110)와 집중화 처리 장치(120) 간에 연동하여 이루어지기 때문에, 프론트홀의 전송 지연 요구조건은 상기 HARQ 프로세스에 의존하게 된다. 구체적으로, LTE의 경우 DL에서는 Asynchronous HARQ를 사용하고 있으나, UL에서 Synchronous HARQ를 사용하고 있어, HARQ 프로세스의 개수는 프론트홀 망(130)의 전송 지연에 의존하게 되며, 5세대 이동통신기술에서는 기본적으로 Asynchronous HARQ 프로세스를 사용하나, 일반적으로 활용되는 Interlaced HARQ의 경우에 HARQ 프로세스의 개수는 프론트홀망(130)의 전송 지연에 의존한다.However, when the internal functions of the PHY layer are separated and implemented in the distributed processing apparatus 110 and the centralized processing apparatus 120 as shown in FIG. 5, the HARQ process is distributed through the fronthaul network 130. And the transmission delay requirement of the fronthaul are dependent on the HARQ process. Specifically, in case of LTE, Asynchronous HARQ is used in DL, but UL is using Synchronous HARQ, and the number of HARQ processes depends on the transmission delay of the fronthaul network 130. In this case, the Asynchronous HARQ process is used. However, in the case of generally used interlaced HARQ, the number of HARQ processes depends on the transmission delay of the fronthaul network 130.

예를 들어, HARQ 프로세스의 개수가 8이고, Interlaced HARQ를 사용한다고 가정할 때, 도 5의 구조에서, 분산 처리 장치(110)에서의 I/Q 처리를 위해 대략 25sec의 지연이 발생하고, 사용자 장치(20)와 상기 분산 처리 장치(110) 및 집중화 처리 장치(120)에서의 L1 계층 처리를 위하여 대략 550sec의 지연이 발생하고, 집중화 처리 장치(120)에서 L2 계층(HARQ, 스케쥴러 등)의 처리에 대략 200sec의 지연이 발생한다. 참고로, 여기서 FDD 방식을 사용하고, TTI는 0.2msec로 가정한다. 따라서, 일방향으로 허용되는 전송 지연이 800sec일 때, 프론트홀 망(130)에서의 전송 지연으로 최대 25sec가 허용될 수 있다. 이 경우, 광섬유의 전송 지연을 5sec/km라 할 때, 프론트홀 망(130)은 최대 5km로 구축하여야 한다. 그러나, 현재 4세대 이동통신시스템에서 프론트홀 망(130)은 20km를 기준으로 설계되고 있으므로, 이를 만족하기 위해서 프론트홀 망(130)의 용량 및 전송지연에 대한 요구조건을 감소시킬 필요가 있다.For example, assuming that the number of HARQ processes is 8 and uses Interlaced HARQ, in the structure of FIG. 5, a delay of approximately 25 sec occurs for the I / Q processing in the distributed processing apparatus 110, and the user A delay of approximately 550 sec occurs for the L1 layer processing in the apparatus 20, the distributed processing apparatus 110, and the centralization processing apparatus 120, and the centralization processing apparatus 120 performs a delay of the L2 layer (HARQ, scheduler, etc.). A delay of approximately 200 sec occurs in the processing. For reference, it is assumed here that the FDD scheme is used and the TTI is 0.2 msec. Therefore, when the transmission delay allowed in one direction is 800 sec, a maximum of 25 sec may be allowed as the transmission delay in the fronthaul network 130. In this case, when the transmission delay of the optical fiber is 5sec / km, the front hole network 130 should be built up to 5km. However, in the fourth generation mobile communication system, since the fronthaul network 130 is designed based on 20 km, it is necessary to reduce the requirements for the capacity and transmission delay of the fronthaul network 130 to satisfy this.

이러한 프론트홀 망(130)의 전송 지연 관점에서는 HARQ 프로세스의 개수를 가능한 늘리는 것이 바람직하나, HARQ 프로세스의 개수가 늘어날수록 사용자 단에서 기지국 단까지의 전체 단대단 전송지연이 증가하기 때문에 클라우드 무선 액세스 네트워크의 전송 지연 관점에서는 HARQ 프로세스의 개수를 가능한 줄이는 것이 바람직하다.In view of the transmission delay of the fronthaul network 130, it is preferable to increase the number of HARQ processes as much as possible. However, as the number of HARQ processes increases, the total end-to-end transmission delay from the user end to the base station is increased. From the transmission delay point of view, it is desirable to reduce the number of HARQ processes as much as possible.

또한, HARQ 프로세서의 개수가 증가할수록 기지국 용량 및 처리 부하가 증가되므로, 기지국 용량 및 처리 부하 관점에서는 HARQ 프로세스를 가능한 줄이는 것이 바람직하다.In addition, as the number of HARQ processors increases, the base station capacity and processing load increases, so it is desirable to reduce the HARQ process as much as possible in view of the base station capacity and processing load.

이에 본 발명은, 클라우드 무선 액세스 네트워크(100)에 있어서, 단대단 전송 지연, 프론트홀 망(130)의 전송 지연, 및 기지국 용량 및 처리부하를 모두 만족시킬 수 있도록 HARQ 프로세스의 개수를 결정하고자 하며, 본 발명에서 고려하는 4가지 파라메터에 대하여 구체적으로 설명하기에 앞서 먼저 도 6을 참조하여, 기본적인 HARQ 처리 절차를 설명한다.Accordingly, the present invention, in the cloud radio access network 100, to determine the number of HARQ processes to satisfy both the end-to-end transmission delay, the transmission delay of the fronthaul network 130, and the base station capacity and processing load Before describing the four parameters considered in the present invention in detail, the basic HARQ processing procedure will be described with reference to FIG. 6.

도 6은 클라우드 무선 액세스 네트워크(100)에 있어서, HARQ 처리 절차를 나타내는 흐름도이다. 참고로, 도 6에서는 UL을 기준으로 HARQ 처리 절차를 도시하였으나, 이는 DL에도 동일하게 적용될 수 있다.6 is a flowchart illustrating a HARQ processing procedure in the cloud radio access network 100. For reference, although FIG. 6 illustrates a HARQ processing procedure based on UL, this may be equally applied to DL.

도 6을 참조하면, 송신측인 사용자 장치(20)에서 패킷을 전송한다(Transmission 0). 이는 공중을 통해서 분산 처리 장치(110)로 전송된다. 이때, 상기 사용자 장치(20)에서 분산 처리 장치(110)로 전송하는데 대략 1.5TTI의 전송 지연이 발생한다. Referring to FIG. 6, the user device 20 on the transmitting side transmits a packet (Transmission 0). It is transmitted to the distributed processing apparatus 110 through the air. At this time, a transmission delay of approximately 1.5 TTI occurs from the user device 20 to the distributed processing device 110.

상기 분산 처리 장치(110)는 상기 n번째 패킷을 수신하여 RF 신호 처리 및 PHY 계층의 일부 처리를 수행한 후, 프론트홀 망(130)을 통해서 집중화 처리 장치(120)로 전송하며, 집중화 처리 장치(120)는 상기 n번째 패킷에 대하여 PHY 계층의 나머지 처리(HARQ 프로세스 포함)를 수행한 후, n번째 패킷의 전송 성공 또는 실패를 알리는 ACK/NACK를 전송한다. 상기 ACK/NACK는 분산 처리 장치(110)에서 PHY 계층의 일부 처리 및 RF 신호 처리가 수행된 후 무선망을 통해서 사용자 장치(20)로 전송된다.The distributed processing apparatus 110 receives the nth packet, performs RF signal processing and partial processing of the PHY layer, and transmits the centralized processing apparatus 120 to the centralized processing apparatus 120 through the fronthaul network 130. 120 performs the remaining processing (including HARQ process) of the PHY layer on the n-th packet, and then transmits an ACK / NACK indicating the success or failure of the n-th packet transmission. The ACK / NACK is transmitted to the user device 20 through the wireless network after partial processing of the PHY layer and RF signal processing are performed in the distributed processing device 110.

사용자 장치(20)는 상기 응답으로 수신된 ACK/NACK를 처리하고, 상기 응답이 NACK인 경우 HARQ 타입에 따라서 해당하는 재전송 패킷을 구성하여 전송한다(Transmission 1). The user device 20 processes the ACK / NACK received in response to the response, and if the response is NACK, configures and transmits a corresponding retransmission packet according to the HARQ type (Transmission 1).

이러한 처리 과정은, 송신측, 예를 들어, 상기 사용자 장치(20)에서 병렬로 운용되는 N개의 HARQ 프로세스에서 각각 이루어진다.This process is performed in each of the N HARQ processes operated in parallel at the transmitting side, for example, the user equipment 20.

본 발명은 상술한 바와 같이 HARQ 처리 절차를 고려하여, 병렬로 동시에 운용할 HARQ 프로세스의 최적 개수를 결정하기 위하여, 1) PHY 계층의 설계에 따른 최소 전송 주기, 2) TDD 방식에서의 DL-UL 구조, 3) 프론트홀 망(130)의 전송 지연, 4) 송신측과 수신측의 처리 시간 등을 주요 파라메터로 고려한다. 상기 4개의 파라메터는 예시에 불과하며, 병렬로 동시에 운용할 HARQ 프로세스의 최적 개수를 결정하기 위하여 상술한 파라메터 이외에 다른 파라메터를 더 고려할 수 있다.In order to determine the optimal number of HARQ processes to be operated in parallel simultaneously in consideration of the HARQ processing procedure as described above, the present invention 1) minimum transmission period according to the design of the PHY layer, 2) DL-UL in the TDD scheme Structure, 3) the transmission delay of the fronthaul network 130, and 4) the processing time of the transmitting side and the receiving side are considered as main parameters. The four parameters are merely examples, and other parameters may be further considered in addition to the above-described parameters in order to determine the optimal number of HARQ processes to be operated simultaneously in parallel.

상기 4개의 파라메터에 대해서 도 6 및 도 7을 참조하여 구체적으로 설명한다.The four parameters will be described in detail with reference to FIGS. 6 and 7.

1) PHY 계층의 설계에 따른 최소 전송(스케쥴링) 주기1) Minimum transmission (scheduling) period according to the design of the PHY layer

도 7을 참고하면, 본 발명이 적용되는 클라우드 무선 액세스 네트워크(100)에서 전송되는 하나의 무선 프레임(Radio Frame)은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 1 서브프레임의 길이는 1ms이다. 4세대 이동통신표준인 LTE 및 5세대 이동통신에서는 데이터의 전송 주기 또는 스케쥴링의 최소 단위를 의미하는 TTI가 1ms로 정의되어 있으므로, 상기 서브프레임의 길이가 최소 전송 주기인 TTI가 된다.Referring to FIG. 7, one radio frame transmitted in the cloud radio access network 100 to which the present invention is applied consists of 10 subframes, and the length of one subframe is 1 ms. In LTE and fifth generation mobile communications, which are the 4th generation mobile communication standards, the TTI, which means the minimum unit of data transmission period or scheduling, is defined as 1 ms, and thus, the length of the subframe becomes the TTI, which is the minimum transmission period.

이러한 최소 전송 단위인 TTI는 HARQ에 따른 패킷 전송 과정에서, 사용자 ㅈ장치(20)로부터 분산 처리 장치(110) 간의 전송 지연에 결정한다.This minimum transmission unit, TTI, determines the transmission delay between the user device 20 and the distributed processing device 110 in the packet transmission process according to HARQ.

따라서, 도 6과 같은 한 HARQ 프로세스의 한 주기의 처리 과정 중, 사용자 장치(20)와 분산 처리 장치(110) 간에 2번의 전송이 이루어지며, 한번의 전송을 위해 대략 1.5TTI의 전송 지연이 발생하므로, TTI 파라메터에 따라서 대략 3TTI의 전송 지연이 나타난다.Accordingly, two transmissions are performed between the user device 20 and the distributed processing device 110 during one cycle of one HARQ process as shown in FIG. 6, and a transmission delay of approximately 1.5TTI occurs for one transmission. Therefore, according to the TTI parameter, a transmission delay of approximately 3TTI is shown.

한편, 5세대 이동통신표준에서는 주파수에 따라 혹은 어플리케이션에 따라서 각각 다른 슬롯(Slot)을 설정하는 것이 고려되고 있다. 여기서, 슬롯은 TTI와 유사한 최소 스케쥴링 단위를 의미한다.Meanwhile, in the fifth generation mobile communication standard, it is considered to set different slots according to frequencies or applications. Here, the slot refers to a minimum scheduling unit similar to the TTI.

도 7을 참조하면, 각 서브프레임을 다시 복수의 슬롯으로 나누되, OFDM의 주파수 간격(Subcarrier Spacing, 15kHz, 20kHz, 60kHz, 120kHz)별로 슬롯의 길이가 달라진다. Referring to FIG. 7, each subframe is divided into a plurality of slots, and slot lengths vary according to OFDM frequency spacing (subcarrier spacing, 15 kHz, 20 kHz, 60 kHz, and 120 kHz).

따라서, 5세대 이동통신시스템의 경우, 클라우드 무선 액세스 네트워크(100)에 따라서 최소 스케쥴링 단위 혹은 최소 전송 단위가 달라질 수 있다.Therefore, in the fifth generation mobile communication system, the minimum scheduling unit or the minimum transmission unit may vary according to the cloud radio access network 100.

따라서, 본 발명은 이러한 점을 고려하여, 최소 전송(스케줄링) 주기를 확인할 수 있다.Therefore, the present invention can check the minimum transmission (scheduling) period in consideration of this point.

2) TDD 방식에서의 DL-UL 구조2) DL-UL Structure in TDD

이동통신시스템의 클라우드 무선 액세스 네트워크(100)는 기지국단에서 사용자 단으로 데이터를 전송하는 DL(Down Link)과 사용자 단에서 기지국단으로 데이터를 전송하는 UL(Up Link)가 존재하며, 상기 DL과 UL를 위해 각각 주파수 대역을 다르게 할당하는 FDD(Frequency Division Duplex) 방식과, DL과 UL이 동일한 주파수 대역을 시간을 나누어 사용하는 TDD(Time Division Duplex) 방식이 적용가능하다.The cloud radio access network 100 of the mobile communication system includes a downlink (DL) for transmitting data from a base station to a user end and an uplink (UL) for transmitting data from a user end to a base station. Frequency division duplex (FDD) schemes for differently assigning frequency bands for UL and time division duplex (TDD) schemes in which DL and UL share the same frequency band in time are applicable.

FDD 방식은 TDD 방식에 비하여 주파수를 두 배로 사용하므로 전송속도가 TDD보다 빠르지만, 주파수 자원이 두배로 필요하다는 단점이 있으며, TDD 방식의 경우 DL과 UL에 사용되는 시간 비율을 조절할 수 있기 때문에 DL과 UL 간 트래픽 비대칭성을 고려할 수 있다는 장점이 있다.The FDD scheme uses twice the frequency of the TDD scheme, so the transmission rate is faster than that of the TDD scheme. However, the FDD scheme has a disadvantage of requiring twice the frequency resources. In the case of the TDD scheme, the time ratio used for the DL and the UL can be adjusted. There is an advantage that the traffic asymmetry between and UL can be considered.

4세대 이동통신 표준인 LTE에서 FDD 방식과 TDD 방식은 통신 계층 중 PHY 계층이 달라지나 그 상위 계층은 동일한 규격이 사용되는 것으로, 프레임 구조와 HARQ 구현 방식이 상이하다는 차이점이 있다.In the 4th generation mobile communication standard LTE, the FDD scheme and the TDD scheme are different in the PHY layer among the communication layers, but the same layer is used in the upper layer, and there is a difference in that the frame structure and the HARQ implementation scheme are different.

LTE 방식을 예로 들어 설명하면, 1 프레임(frame)은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 1 서브프레임의 길이는 1ms일 때, FDD 방식에서 1 프레임은 10개의 DL 서브프레임 또는 10개의 UL 서브프레임으로 구성되나, TDD 방식에서 1 프레임에 포함된 10개의 서브프레임은 DL 서브프레임, UL 서브프레임 및 스페셜 서브프레임(special subframe)으로 구성된다. TDD 방식에서 1 프레임에 포함되는 DL 서브프레임, UL 서브프레임 및 스페셜 서브프레임의 패턴은 UL-DL 구조(Configuration)에 따라서 달라진다. 따라서, TDD 방식의 경우, FDD 방식보다 전송지연이 더 크며, 그 전송 지연 값은 UL-DL 구성에 따라서 달라질 수 있다. 아울러 TDD 방식의 경우엔 일반적으로 DL 서브프레임이 UL 서브프레임보다 많기 때문에, DL HARQ 피드백을 UL로 번들링(Bundling) 또는 멀티플렉싱(multiplexing)을 통해 합쳐서 전송한다. 아울러, LTE에서 FDD의 경우 HARQ RTT(Round Trip Time)가 8ms로 고정되어 있으나, TDD 방식의 경우 UL-DL 구조에 따라서 HARQ 피드백 재전송 시점이 서브프레임별로 가변적이다.If the LTE scheme is described as an example, one frame is composed of 10 subframes, and the length of one subframe is 1 ms. In the FDD scheme, one frame is 10 DL subframes or 10 ULs. 10 subframes included in one frame in the TDD scheme include a DL subframe, an UL subframe, and a special subframe. In the TDD scheme, the patterns of the DL subframe, the UL subframe, and the special subframe included in one frame vary according to the UL-DL structure. Therefore, in the case of the TDD scheme, a transmission delay is greater than that of the FDD scheme, and a transmission delay value thereof may vary according to a UL-DL configuration. In addition, in the case of the TDD scheme, since there are generally more DL subframes than UL subframes, DL HARQ feedback is combined and transmitted through UL bundling or multiplexing. In addition, in case of FDD in LTE, HARQ RTT (Round Trip Time) is fixed to 8ms, but in case of TDD, HARQ feedback retransmission time is variable for each subframe according to the UL-DL structure.

따라서, 클라우드 무선 액세스 네트워크(100)에서 TDD 방식과 FDD 방식 중 어느 것을 적용하는지 확인하여, TDD 방식의 경우 DL-UL 구조에 따라서 나타나는 전송 지연 값을 추가적으로 고려하여야 한다. Therefore, by checking whether the TDD scheme or the FDD scheme is applied to the cloud radio access network 100, the transmission delay value according to the DL-UL structure should be additionally considered in the case of the TDD scheme.

상기 DL-UL 구조에 따른 전송 지연은 프레임 구조에 따라서 나타나는 것이므로, FDD 방식 같은 프레임 구조와 비교하여 나타나는 전송 지연을 산출할 수 있다. 상기 TDD 방식에서의 DL-UL 구조에 따른 전송 지연은 T_TDD로 표시한다.Since the transmission delay according to the DL-UL structure is represented according to the frame structure, the transmission delay shown in comparison with a frame structure such as the FDD scheme can be calculated. The transmission delay according to the DL-UL structure in the TDD scheme is represented by T _TDD .

3) 프론트홀 망(130)의 전송 지연3) transmission delay of the fronthaul network 130

다음으로, 사용자 장치(10)로부터 송수신되는 패킷은 프론트홀 망(130)을 통해서 분산 처리 장치(110)와 집중화 처리 장치(120) 간에 전달되며, 상기 프론트홀 망(130)에서의 전송 지연을 T_fh라 할 때, HARQ 처리 과정 중, 프론트홀 망(130)에 의해서 2×T_fh의 전송 지연이 발생한다.Next, the packet transmitted and received from the user device 10 is transmitted between the distributed processing unit 110 and the centralization processing unit 120 through the fronthaul network 130, and the transmission delay in the fronthaul network 130 When T _fh , a transmission delay of 2 × T _fh occurs by the _fronthaul network 130 during HARQ processing.

4) 송신측과 수신측의 처리 시간4) Processing time of sender and receiver

아울러, 도 6과 같이 패킷을 처리하기 위해서는, 송신측(예를 들어, 사용자 장치(20)와, 수신측(예를 들어, 분산 처리 장치(110) 및 집중화 처리 장치(120))에서 해당 패킷을 처리하는데 시간이 소요되며, 이를 처리 시간(processing time)이라 하며, 사용자 장치(20)에서의 처리 시간은 T_UE로 나타내고, 분산 처리 장치(110)와 집중화 처리 장치(120)를 포함하는 기지국 시스템의 처리 시간은 T_gNB로 나타낸다. 상기 기지국 시스템의 처리 시간은 T_gNB은 분산 처리 장치(110)에서 수신된 패킷 및 ACK/NACK)를 처리하는 시간 및 집중화 처리 장치(120)에서 패킷을 수신하여 ACK/NACK를 응답하는데 소요되는 시간을 모두 포함한다.In addition, in order to process the packet as shown in FIG. 6, the packet is transmitted from the transmitting side (for example, the user apparatus 20, and the receiving side (for example, the distributed processing apparatus 110 and the centralization processing apparatus 120). It takes time to process, which is referred to as processing time (processing time), the processing time in the user device 20 is represented by the T _UE , the base station including the distributed processing device 110 and the centralized processing device 120 The processing time of the system is _denoted by T _gNB The processing time of the base station system is T _gNB receives the packet received by the distributed processing apparatus 110 and the packet by the centralized processing apparatus 120 and the processing time of the ACK / NACK. It includes all the time required to respond ACK / NACK.

상술한 1) PHY 계층의 설계에 따른 최소 전송 주기, 2) TDD 방식에서의 DL-UL 구조, 3) 프론트홀 망(130)의 전송 지연, 4) 송신측과 수신측의 처리 시간은 모두 하나의 패킷에 대한 HARQ 처리를 수행하는데 영향을 미치지는 요소로서, 이를 모두 고려하여, 하나의 패킷에 대한 HARQ 처리 시에 발생하는 총 처리 시간을 산출할 수 있으며, 본 발명은 이렇게 산출된 총 처리 시간을 기준으로 병렬로 운용할 HARQ 프로세서의 최적 개수를 결정한다.1) the minimum transmission period according to the design of the PHY layer, 2) the DL-UL structure in the TDD scheme, 3) the transmission delay of the fronthaul network 130, 4) the processing time of the transmitting side and the receiving side are all one As a factor influencing the HARQ processing for the packet of the packet, all of these factors can be considered to calculate the total processing time occurring in the HARQ processing for one packet. Based on this, the optimal number of HARQ processors to be operated in parallel is determined.

상기 도 6의 실시 예에서, HARQ 프로세서의 최적 개수(N)은 수학식 1과 같이 산출될 수 있다. 이는 일 실시예에 불과하며, 하기 수학식 1은 적용되는 파라메터에 따라서 달라질 수 있다.In the embodiment of FIG. 6, an optimal number N of HARQ processors may be calculated as shown in Equation 1 below. This is only one embodiment, and Equation 1 may vary according to the applied parameter.

HARQ 처리에 있어서, HARQ 프로세스들은 각각 하나의 패킷을 최소 전송 주기(TTI)로 순차적으로 담당하여 상기 패킷을 송신하고 그에 대한 응답을 수신하여 처리한다. 상기 HARQ 프로세스들은 담당하는 패킷에 대한 ACK가 수신되거나, 재전송 패킷이 수신되면 상기 패킷에 대한 처리를 종료하고, 다음 패킷을 할당받아 처리하게 된다.In HARQ processing, HARQ processes sequentially handle each packet with a minimum transmission period (TTI), transmit the packet, and receive and process a response thereto. When HARQ processes receive an ACK for a packet in charge or receive a retransmission packet, the HARQ processes terminate the processing of the packet and allocate and process the next packet.

따라서, N개의 HARQ 프로세스가 병렬로 운용된다고 할 때, 상기 N개의 HARQ 프로세스가 모두 동작하는데 소요되는 시간은 N×TTI가 된다. 이때, 상기 N×TTI는 PHY 계층의 설계에 따른 최소 전송 주기, TDD 방식에서의 DL-UL 구조, 프론트홀 망(130)의 전송 지연, 송신측과 수신측의 처리 시간을 모두 고려한 HARQ 프로세스의 총 처리 시간보다 큰 것이 바람직하며, 상기 N?TTI이

보다 큰 값을 갖도록 HARQ 프로세스의 최적 개수 N을 결정할 수 있다.Therefore, when N HARQ processes are operated in parallel, the time required for all of the N HARQ processes to operate is N × TTI. In this case, the N × TTI is a HARQ process considering the minimum transmission period according to the design of the PHY layer, the DL-UL structure in the TDD scheme, the transmission delay of the fronthaul network 130, and the processing time of the transmitter and the receiver. It is preferred that the total treatment time is greater than

The optimal number N of HARQ processes can be determined to have a larger value.

다음으로, 도 8은 본 발명에 따른 HARQ 프로세스 제어 방법을 동작 순서에 따라서 도시한 순서도이다. 도 8에 나타내는 HARQ 프로세스 제어 방법은 패킷을 송신하는 송신측 장치에 의해 실행된다. 예를 들어, DL의 경우 기지국 시스템에 의해 실행되며, UL의 경우 사용자 장치(20)에 의해 실행된다. 따라서, 이하의 설명에서 송신측 장치는 DL의 경우 기지국 시스템으로, UL의 경우 사용자 장치(20)로 이해될 수 있다.Next, FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of controlling a HARQ process according to the present invention according to an operation sequence. The HARQ process control method shown in FIG. 8 is executed by the transmitting side apparatus which transmits a packet. For example, the DL is executed by the base station system, and the UL is executed by the user device 20. Accordingly, in the following description, the transmitting device may be understood as a base station system in case of a DL and a user device 20 in case of a UL.

도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 HARQ 프로세스 제어 방법에서, 송신측 장치는, 클라우드 무선 액세스 네트워크(100)의 단대단 전송 지연 특성을 유지하면서 프론트홀 망(130)의 전송 지연 요구조건을 최소화하도록 HARQ 프로세스의 개수를 결정하기 위하여 필요한 정보를 순차적으로 확인한다.Referring to FIG. 8, in the HARQ process control method according to the present invention, the transmitting device minimizes the transmission delay requirement of the fronthaul network 130 while maintaining the end-to-end transmission delay characteristic of the cloud radio access network 100. The information necessary for determining the number of HARQ processes is sequentially checked.

먼저, 본 발명에 따른 송신측 장치는, PHY 계층 설계에 따른 최소 전송(또는 스케쥴링) 주기를 확인한다(S110). LTE에서 상기 최소 전송 주기는 서브프레임의 길이인 TTI가 될 수 있으며, 5세대 이동통신에서는 서브프레임에서 주파수별 또는 어플리케이션에 따라서 다르게 설정되는 슬롯의 길이가 될 수 있다. 본 발명에서 상기 최소 전송 주기를 TTI로 표시한다.First, the transmitting device according to the present invention confirms the minimum transmission (or scheduling) period according to the PHY layer design (S110). In LTE, the minimum transmission period may be a TTI, which is a length of a subframe, and in a fifth generation mobile communication, it may be a length of a slot set differently according to frequency or application in a subframe. In the present invention, the minimum transmission period is represented by TTI.

다음으로, 본 발명에 따른 송신측 장치는, 클라우드 무선 액세스 네트워크(100)이 TDD 방식인지 여부를 확인하여(S120), TDD 방식을 기반으로 한 경우, DL-UL 구조에 따른 전송 지연값 T_TDD를 확인한다(S130).Next, the transmitting apparatus according to the present invention checks whether the cloud radio access network 100 is the TDD scheme (S120), and if it is based on the TDD scheme, the transmission delay value T _TDD according to the DL-UL structure. Check (S130).

더하여, 본 발명에 따른 송신측 장치는, 클라우드 무선 액세스 네트워크(100)에서 분산 처리 장치(110)와 집중화 처리 장치(120)를 연결하는 프론트홀 망(130)의 전송 지연값 T_fh를 확인한다(S140).In addition, the transmitting apparatus according to the present invention checks the transmission delay value T _fh of the _fronthaul network 130 connecting the distributed processing apparatus 110 and the centralization processing apparatus 120 in the cloud radio access network 100. (S140).

더하여, 본 발명에 따른 송신측 장치는, 사용자 장치(20)에서 패킷을 처리하는데 소요되는 처리 시간 T_UE를 확인한다(S150).In addition, the transmitting apparatus according to the present invention confirms the processing time T _UE required to process the packet in the user apparatus 20 (S150).

또한, 본 발명에 따른 송신측 장치는, 분산 처리 장치(110)와 집중화 처리 장치(120)를 포함하는 기지국 시스템에서 패킷을 처리하는데 소요되는 처리 시간 T_gNB를 확인한다(S160).In addition, the transmitting apparatus according to the present invention checks the processing time T _gNB required for processing the packet in the base station system including the distributed processing apparatus 110 and the centralization processing apparatus 120 (S160).

그리고, 본 발명에 따른 송신측 장치는, 상기 확인된 최소 전송 주기 TTI, TDD 방식에서의 DL-UL 구조에 따른 전송 지연값 T_TDD, 프론트홀 망(130)의 전송 지연값 T_fh, 사용자 장치(20)에서 패킷을 처리하는데 소요되는 처리 시간 T_UE, 기지국 시스템에서 패킷을 처리하는데 소요되는 처리 시간 T_gNB를 수학식 1과 같이 연산하여, 송신측 장치와 수신측 장치 사이에서 하나의 패킷을 HARQ 처리 절차에 따라서 처리하는데 소요되는 총 처리 시간 T_Total을 산출한다(S170).In addition, the transmitting side apparatus according to the present invention, the minimum transmission period TTI, the transmission delay value T _TDD according to the DL-UL structure in the TDD scheme, the transmission delay value T _{fh of the fronthaul} network 130, the user equipment A processing time T _UE required to process the packet at 20, a processing time T _gNB required to process the packet at the base station system is calculated as Equation 1, and one packet is transmitted between the transmitting apparatus and the receiving apparatus. The total processing time T _Total required for processing according to the HARQ processing procedure is calculated (S170).

그리고, HARQ 프로세스의 개수(N)에 대응하는 복수의 HARQ 프로세스들의 총 스케쥴링 주기 N×TTI가 상기 총 처리 시간 T_Total보다 길도록 상기 N을 결정한다(S180).The N is determined such that the total scheduling period N × TTI of the plurality of HARQ processes corresponding to the number N of HARQ processes is longer than the total processing time T _Total (S180).

상기 도 8에 나타낸 HARQ 프로세스 제어 방법은, 사용자 장치(20) 및 기지국 시스템에 모두 적용되나, 기지국 시스템의 경우, 상기 HARQ 프로세스 제어 방법에 따라서 HARQ 프로세서의 최적 개수를 결정하기 전에, 기지국 기능을 분리하여 분산 처리 장치(110)와 집중화 처리 장치(120)에 동적으로 할당하여 구성하여야 하며, 그 과정 중에 HARQ 프로세스의 최적 운용 개수를 결정하게 된다.The HARQ process control method shown in FIG. 8 is applied to both the user equipment 20 and the base station system, but in the case of the base station system, before determining the optimal number of HARQ processors according to the HARQ process control method, the base station function is separated. Therefore, the distributed processing apparatus 110 and the centralization processing apparatus 120 must be dynamically allocated and configured, and the optimal number of HARQ processes is determined during the process.

도 9는 본 발명에 따른 클라우드 무선 액세스 네트워크에서, 기지국 시스템의 동적 구성 방법을 나타낸 순서도이다. 참고로, 이하에서 설명하는 도 3의 순서도에 도시된 단계들은, 클라우드 무선 액세스 네트워크(100)의 구성 중 집중화 처리 장치(120)에 의해 수행될 수 있다.9 is a flowchart illustrating a dynamic configuration method of a base station system in a cloud radio access network according to the present invention. For reference, the steps illustrated in the flowchart of FIG. 3 described below may be performed by the centralization processing apparatus 120 during configuration of the cloud radio access network 100.

도 9을 참조하면, 클라우드 무선 액세스 네트워크의 동적 구성을 위해서, 본 발명에 따른 집중화 처리 장치(120)는 프론트홀 망(300)을 통한 임의 분산 처리 장치(110)이 최초 연결되었는 지를 확인한다(S210). Referring to FIG. 9, for the dynamic configuration of the cloud radio access network, the centralized processing apparatus 120 according to the present invention checks whether the arbitrary distributed processing apparatus 110 is first connected through the fronthaul network 300 ( S210).

이때, 상기 분산 처리 장치(110)는 클라우드 무선 액세스 네트워크(110)를 구성하기 위한 기지국 기능 중 상기 프론트홀 망(300)의 성능에 따라서 선택된 기능을 할당받아 처리하도록 구성된다. 여기서 프론트홀 망(130)의 성능은 상기 프론트홀 망(130)에서 전송 가능한 용량(Capacity) 및 지연시간(Latency) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 프론트홀 망(130)의 용량 및 지연시간은 프론트홀 망(130)을 구성하는 광케이블의 파장 및 거리 등에 따라서 달라진다.In this case, the distributed processing apparatus 110 is configured to allocate and process a selected function according to the performance of the fronthaul network 300 among base station functions for configuring the cloud radio access network 110. In this case, the performance of the fronthaul network 130 may include at least one of capacity and latency that can be transmitted from the fronthaul network 130. The capacity and delay time of the fronthaul network 130 vary depending on the wavelength and distance of the optical cable constituting the fronthaul network 130.

따라서, 상기 분산 처리 장치(110)는 상기 프론트홀 망(300)의 용량 및 지연 시간 간의 기 정의된 관계에 따라서 도 3 및 도 4에 예시된 다양한 분리 구조 중 어느 하나에 따른 일부 기지국 기능을 구비할 수 있다.Accordingly, the distributed processing apparatus 110 has some base station functions according to any one of the various separation structures illustrated in FIGS. 3 and 4 according to a predefined relationship between the capacity and delay time of the fronthaul network 300. can do.

참고로, 분산 처리 장치(110)에 구현되는 기지국 기능이 많아질수록 프론트홀 망(130)에 요구되는 용량이 적어지고 지연시간은 높아지고, 분산 처리 장치(110)에 구현되는 기지국 기능이 최소화될 경우, 유연한 자원 관리가 가능하고 집중화 처리 장치(120)를 통한 다양한 기능 구현이 가능하다.For reference, as the base station function implemented in the distributed processing apparatus 110 increases, the capacity required for the fronthaul network 130 decreases, the delay time increases, and the base station function implemented in the distributed processing apparatus 110 may be minimized. In this case, flexible resource management is possible and various functions may be implemented through the centralization processing device 120.

따라서, 프론트홀 망(130)의 용량 및 지연시간에 따라서 분산 처리 장치(110)에 구현되는 기지국 기능을 선택될 수 있으며, 프론트 망(130)의 용량 및 지연 시간으로 지원 가능한 최소한의 기지국 기능을 구현하는 것이 바람직하다. Accordingly, the base station function implemented in the distributed processing apparatus 110 may be selected according to the capacity and delay time of the fronthaul network 130, and the minimum base station function that can be supported by the capacity and delay time of the front network 130 may be selected. It is desirable to implement.

이렇게 기지국 기능 중 일부를 할당받은 분산 처리 장치(110)의 연결이 확인되면, 상기 집중화 처리 장치(120)는 상기 연결된 분산 처리 장치(110)로부터 상기 분산 처리 장치(110)에 설치된 기지국 기능을 나타내는 구성 정보를 수신한다(S220). 구체적으로, 상기 집중화 처리 장치(120)가 분산 처리 장치(110)로 파일롯 신호를 전송하고, 그에 따른 응답을 통해 상기 구성 정보를 수신할 수 있다.When the connection of the distributed processing apparatus 110 to which some of the base station functions have been allocated is confirmed, the centralized processing apparatus 120 may represent the base station function installed in the distributed processing apparatus 110 from the connected distributed processing apparatus 110. Receive the configuration information (S220). In detail, the centralization processing apparatus 120 may transmit a pilot signal to the distributed processing apparatus 110 and receive the configuration information through a response.

상기 구성 정보는 구체적으로, 분산 처리 장치(110)에 구현된 기지국 기능, 및 이에 따른 인터페이스 타입을 포함한다. 참고로, 인터페이스 타입은, 상기 분산 처리 장치(110)에 구성된 최종 프로토콜 계층에 기반한 것으로서, 예를 들어, 분산 처리 장치(110)에 RF 신호 처리 기능 및 PHY 계층 기능이 구비된 경우, MAC-PHY 간 인터페이스가 필요하다는 정보가 전송될 수 있다.Specifically, the configuration information includes a base station function implemented in the distributed processing apparatus 110 and an interface type according thereto. For reference, the interface type is based on the last protocol layer configured in the distributed processing apparatus 110. For example, when the distributed processing apparatus 110 includes the RF signal processing function and the PHY layer function, the MAC-PHY Information may be sent that an interface between interfaces is required.

이러한 구성 정보는, 도 3 및 4에 도시된 바와 같이, 클라우드 무선 액세스 네트워크(100)의 분리 구조를 복 수개 설정하고, 그 각각의 분리 구조에 대해 순차적으로 설정된 레벨 정보를 기반으로 확인할 수 있다. 더하여 이는 플러그앤플레이 등을 통해서 분산 처리 장치(110)의 연결을 확인한 집중화 처리 장치(120)로부터의 요청에 따라서 분산 처리 장치(110)에서 구성 정보를 전송하도록 할 수 있다.3 and 4, the configuration information may be set based on a plurality of separation structures of the cloud radio access network 100 and based on the level information sequentially set for the respective separation structures. In addition, this may allow the distributed processing apparatus 110 to transmit configuration information in response to a request from the centralized processing apparatus 120 that has confirmed the connection of the distributed processing apparatus 110 through plug and play.

이렇게 분산 처리 장치(110)의 구성 정보가 확인되면, 집중화 처리 장치(120)는 상기 확인된 구성 정보를 기반으로 분산 처리 장치(110)에 구비되어 있는 기지국 기능을 인지한다(S230). 이에 따라서, 상기 집중화 처리 장치(120)는, 클라우드 무선 액세스 네트워크(100)에서 구현될 기지국 기능 중 상기 분산 처리 장치(110)에 구현되지 않은 잔여 기지국 기능을 확인할 수 있다. When the configuration information of the distributed processing apparatus 110 is confirmed as described above, the centralization processing apparatus 120 recognizes the base station function provided in the distributed processing apparatus 110 based on the identified configuration information (S230). Accordingly, the centralized processing apparatus 120 may check the remaining base station functions not implemented in the distributed processing apparatus 110 among the base station functions to be implemented in the cloud radio access network 100.

그리고, 상기 집중화 처리 장치(120)는 가상화 기술을 통하여 상기 확인한 잔여 기지국 기능을 구현한다(S240). 이는 클라우드 컴퓨팅 기술, 예를 들어, SaaS(Software as a service)를 통해서 실행될 수 있다. 구체적으로 설명하면, 상기 집중화 처리 장치(120) 내에 도 2에 도시된 기지국 기능들이 각각 소프트웨어 또는 하드웨어 자원으로 구현되고, 이후 상기 집중화 처리 장치(120)는 클라우드 컴퓨팅 기술을 통해서 잔여 기지국 기능 등에 대응하는 소프트웨어 또는 하드웨어 자원들을 조합하여 상기 연결된 분산 처리 장치(110)에 대응하는 가상화 모듈을 구성한다. In operation S240, the centralization processing apparatus 120 implements the checked remaining base station function through a virtualization technology. This can be done through cloud computing technology, for example, Software as a service (SaaS). Specifically, the base station functions illustrated in FIG. 2 are implemented as software or hardware resources in the centralization processing unit 120, and the centralization processing unit 120 may correspond to the remaining base station functions through cloud computing technology. Software or hardware resources are combined to form a virtualization module corresponding to the connected distributed processing device 110.

특히, 본 발명에 있어서, 도 4와 같이, 물리 계층의 일부를 분산 처리 장치(110)에 할당하는 구조에서, 프론트홀 망(130)의 용량 및 지연시간과 함께 MAC 계층에 설정된 HARQ 프로세스의 최대 개수를 더 고려하여, 집중화 처리 장치(120)와 분산 처리 장치(110)간의 PHY 계층의 내부 기능을 분리할 수 있다.In particular, in the present invention, as shown in FIG. 4, in the structure in which a part of the physical layer is allocated to the distributed processing apparatus 110, the maximum number of HARQ processes configured in the MAC layer together with the capacity and delay time of the fronthaul network 130 is shown. In consideration of the number, the internal function of the PHY layer between the centralized processing unit 120 and the distributed processing unit 110 may be separated.

상술한 바와 같이 집중화 처리 장치(120)과 분산 처리 장치(110)에 기지국 기능을 분리한 후, 상기 분리 구조가 PHY 계층의 기능 분리인 지 확인한다(S250).After separating the base station functions into the centralized processing unit 120 and the distributed processing unit 110 as described above, it is checked whether the separation structure is the functional separation of the PHY layer (S250).

확인 결과, PHY 계층에서 분리가 이루어진 구조인 경우, 상기 MAC 계층을 처리하는 집중화 처리 장치(120)는 도 8과 같은 HARQ 프로세스 제어 방법을 적용하여, 상기 MAC 계층에서 적용할 HARQ 프로세스의 최적 개수를 결정한다(S260). 상기 HARQ 프로세스의 최적 개수는 상기 HARQ 프로세스의 최대 개수 이하로 결정된다.As a result of the check, when the structure is separated in the PHY layer, the centralization processing apparatus 120 for processing the MAC layer applies an HARQ process control method as shown in FIG. 8 to determine an optimal number of HARQ processes to be applied in the MAC layer. Determine (S260). The optimal number of HARQ processes is determined to be equal to or less than the maximum number of HARQ processes.

그리고 나서, 상기 집중화 처리 장치(120)는 현재 동적으로 설정된 분리 구조에 맞추어 분산 처리 장치(110)과의 동기화 및 테스트를 수행한다(S270).Thereafter, the centralization processing apparatus 120 performs synchronization and testing with the distributed processing apparatus 110 according to the separation structure currently set dynamically (S270).

부연하면, 분산 처리 장치(110)는 집중화 처리 장치(120)와 주파수/시간 동기화가 이루어져야 하는데, 통상 수십 Km 이격되어 설치되기 때문에, 프론트홀 망(130)을 통한 통신 구간에서 디지털 신호의 시간 또는 위상이 틀어지는 지터(Jitter)가 발생할 수 있다. 따라서, 분산 처리 장치(110)와 집중화 처리 장치(200) 간의 주파수/시간 동기화가 필요하다. 이를 위해, 분산 처리 장치(110)는 집중화 처리 장치(120)로부터 전달되는 디지털 데이터를 통해 기준 클럭을 복원하고, 이를 이용하여 집중화 처리 장치(120)와 동기화된 클럭을 생성하여 사용하게 된다. 따라서, 상기 S270에서, 집중화 처리 장치(120)는 분산 처리 장치(110)로 동기화 신호를 송신하고, 이를 통해 분산 처리 장치(110)가 기준 클럭을 복원하여 생성하도록 한다.In other words, the distributed processing device 110 should be synchronized with the centralized processing device 120 in frequency / time, and is usually installed at a distance of several tens of Km, so that the time of the digital signal in the communication section through the fronthaul network 130 or Jitter may be out of phase. Therefore, frequency / time synchronization between the distributed processing apparatus 110 and the centralization processing apparatus 200 is required. To this end, the distributed processing apparatus 110 restores a reference clock through digital data transferred from the centralization processing apparatus 120, and generates and uses a clock synchronized with the centralization processing apparatus 120 using the same. Therefore, in S270, the centralization processing apparatus 120 transmits a synchronization signal to the distributed processing apparatus 110, thereby allowing the distributed processing apparatus 110 to restore and generate the reference clock.

또한, 상기 집중화 처리 장치(120)는 구성된 잔여 기지국 기능들이 분산 처리 장치(110)에 구성된 기지국 기능과 연동하여 정상 동작하는 지를 확인하기 위한 테스트 신호를 더 송신할 수 있다. 이때, 테스트 신호는, 분산 처리 장치(110)에 구성된 기지국 기능에 따라서, 대응하는 계층에 기반하여 생성될 수 있다.In addition, the centralization processing apparatus 120 may further transmit a test signal for confirming whether the configured residual base station functions operate normally in conjunction with the base station function configured in the distributed processing apparatus 110. In this case, the test signal may be generated based on a corresponding layer according to a base station function configured in the distributed processing apparatus 110.

본 발명은 상술한 과정을 통해서, 클라우드 무선 액세스 네트워크의(100)의 집중화 처리 장치(120)가 프론트홀 망(130)을 통해서 분산 처리 장치(110)가 연결되면, 새롭게 연결된 분산 처리 장치(110)를 인지한 후, 분산 처리 장치(110)에 설치되지 않은 잔여 기지국 기능을 자동으로 구현하는 플러그앤플레이(Plug & Play)를 가능하게 하며, 더하여, PHY 계층의 내부에서 분리가 발생할 경우, 프론트홀 망(130)의 요구 조건을 최소화하면서 클라우드 무선 액세스 네트워크(100)의 단대단 지연 특성을 만족하도록 HARQ 프로세스의 최적 개수를 결정할 수 있다.According to the present invention, when the distributed processing apparatus 110 is connected to the centralized processing apparatus 120 of the cloud wireless access network 100 through the fronthaul network 130, the newly connected distributed processing apparatus 110 may be configured. ), And enables Plug & Play to automatically implement the remaining base station function not installed in the distributed processing apparatus 110. In addition, when separation occurs inside the PHY layer, the front The minimum number of HARQ processes may be determined to satisfy the end-to-end delay characteristics of the cloud radio access network 100 while minimizing the requirements of the hole network 130.

다음으로, 도 10은 본 발명에 따른 HARQ 프로세스 제어 방법을 수행하기 위한 사용자 장치(20)의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.Next, FIG. 10 is a block diagram schematically illustrating a configuration of a user device 20 for performing a method of controlling a HARQ process according to the present invention.

상기 사용자 장치(20)는 본 발명에 따른 클라우드 무선 액세스 네트워크(100)에 접속하여, 상기 클라우드 무선 액세스 네트워크(100)를 통해 무선으로 데이터를 송수신하는 장치로서, 스마트폰, 휴대폰과 같은 이동통신기능을 구비한 장치가 될 수 있다.The user device 20 is a device for accessing the cloud radio access network 100 according to the present invention and transmitting / receiving data wirelessly through the cloud radio access network 100. A mobile communication function such as a smart phone and a mobile phone is provided. It may be a device provided with.

도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 사용자 장치(20)는 무선 통신부(21)와, 제어부(22)를 포함한다. 참고로, 상기 도 10은 본 발명에 따른 HARQ 프로세스 제어 방법을 수행하기 위한 필수 구성만을 도시한 것으로서, 상기 사용자 장치(20)는 도시된 구성 이외에 입력부, 디스플레이부, 카메라, 저장부 등의 다양한 구성을 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 10, the user device 20 according to the present invention includes a wireless communication unit 21 and a controller 22. For reference, FIG. 10 illustrates only essential components for performing the HARQ process control method according to the present invention, and the user device 20 includes various components such as an input unit, a display unit, a camera, and a storage unit in addition to the illustrated configuration. It may further include.

상기 무선 통신부(21)는 본 발명에 따른 클라우드 무선 액세스 네트워크(100), 특히, 사용자 장치(20)가 위치한 셀 사이트에 구비된 분산 처리 장치(110)에 접속하여 무선 채널을 형성하고, 상기 무선 채널을 통해서 데이터를 송수신한다. 이를 위하여, 상기 무선 통신부(21)는 안테나, RF 회로 및 프로토콜 통신 모듈을 포함하여 이루어질 수 있다.The wireless communication unit 21 forms a wireless channel by accessing the cloud wireless access network 100 according to the present invention, in particular, the distributed processing apparatus 110 provided in the cell site where the user device 20 is located, and the wireless Send and receive data through the channel. To this end, the wireless communication unit 21 may include an antenna, an RF circuit, and a protocol communication module.

특히, 본 발명에 따른 HARQ 프로세스 제어와 관련하여, 상기 무선 통신부(21)는 패킷을 전송하고, 상기 패킷의 전송 성공 여부를 나타내는 응답(ACK/NACK)을 수신한다. In particular, in connection with the HARQ process control according to the present invention, the wireless communication unit 21 transmits a packet, and receives a response (ACK / NACK) indicating whether the packet transmission success.

상기 제어부(22)는 사용자 장치(20)의 동작 전반 및 사용자 장치(20)의 하드웨어 구성 요소들을 제어하기 위한 장치로서, 하나 이상의 프로세서(Processor) 및 상기 프로세서에 의해 로딩되어 실행되는 OS(Operating System) 프로그램에 의해 구현될 수 있다.The controller 22 is a device for controlling overall operations of the user device 20 and hardware components of the user device 20, and includes one or more processors and an operating system loaded and executed by the processor. Can be implemented by a program.

상기 제어부(22)는 클라우드 무선 액세스 네트워크(100)와의 접속 및 통신을 수행하기 위하여, 소정의 통신 프로토콜에 따른 처리를 수행하는데, 특히, 패킷의 신뢰성 있는 전송을 위해 HARQ 기능을 수행한다.The control unit 22 performs a process according to a predetermined communication protocol in order to perform connection and communication with the cloud radio access network 100. In particular, the controller 22 performs a HARQ function for reliable transmission of packets.

이때, 상기 제어부(22)는, 패킷의 전송이 시작되기 전에, 클라우드 무선 액세스 네트워크(100)에서의 최소 전송 주기, 상기 프론트홀 망(130)의 전송 지연, 상기 분산 처리 장치(110) 및 집중화 처리 장치(120)에서 HARQ 처리를 수행하기 위한 처리 시간, 사용자 장치(20)에서 HARQ 처리를 수행하기 위한 처리 시간을 이용하여, 병렬로 운용할 HARQ 프로세스의 최적 개수를 결정한다. 이때, 상기 클라우드 무선 액세스 네트워크(100)가 TDD 방식을 사용하는 경우, 상기 제어부(22)는 다운링크와 업링크의 구조에 따른 전송 지연을 더 고려하여, 상기 HARQ 프로세스의 최적 개수를 결정할 수 있다.At this time, the controller 22, before the transmission of the packet, the minimum transmission period in the cloud radio access network 100, the transmission delay of the fronthaul network 130, the distributed processing unit 110 and the centralization Using the processing time for performing HARQ processing in the processing device 120 and the processing time for performing HARQ processing in the user device 20, an optimal number of HARQ processes to be operated in parallel is determined. In this case, when the cloud radio access network 100 uses the TDD scheme, the controller 22 may further determine the optimal number of HARQ processes by further considering transmission delays according to the downlink and uplink structures. .

상기 HARQ 프로세스의 최적 개수는 도 8에 도시된 순서도 및 수학식 1에 의해서 결정될 수 있다.The optimal number of HARQ processes can be determined by the flowchart and Equation 1 shown in FIG.

도 11은 본 발명에 따른 클라우드 무선 액세스 네트워크(100)에서 집중화 처리 장치(120)의 계층 구성도이다.11 is a hierarchical configuration diagram of the centralization processing apparatus 120 in the cloud radio access network 100 according to the present invention.

도 11을 참조하면, 집중화 처리 장치(120)는, 프로세서, 메모리, 프론트홀 망 및 백홀망에 연결되는 통신 인터페이스, 스위치 등과 같은 하드웨어 계층(1010) 위에 미들웨어로서 상기 하드웨어 계층(1010)과 그 위의 소프트웨어 계층을 분리하는 가상화 계층(1020)이 구성된다. 상기 가상화 계층(1020)는 가상화 기술을 기반으로 도 2와 같은 다양한 기지국 기능들을 구현하는데, 이렇게 가상화된 기지국 기능들은 각각 독립적으로 운용될 수 있다.Referring to FIG. 11, the centralization processing apparatus 120 includes the hardware layer 1010 as a middleware on a hardware layer 1010 such as a processor, a memory, a fronthaul network, and a communication interface connected to a backhaul network, a switch, and the like. A virtualization layer 1020 is configured that separates the software layers of. The virtualization layer 1020 implements various base station functions as shown in FIG. 2 based on a virtualization technology. The virtualized base station functions may be independently operated.

더하여, 상기 가상화 계층(1020)을 통해 상기 하드웨어 계층(1010)을 기반으로 에지 기능부(1030), 분배된 코어 기능부(1040), Multi-RAT 기능부(1050) 등의 다양한 어플리케이션들이 실행될 수 있다. In addition, various applications such as an edge function 1030, a distributed core function 1040, and a multi-RAT function 1050 may be executed based on the hardware layer 1010 through the virtualization layer 1020. have.

예를 들어, 에지 기능부(1030)는, CDN(Contens Delivery Network)와 같이 네트워크의 에지에서 이루어지는 서비스 들이 수행되고, Multi-RAT 기능부(1050)는 GSM, UMTS, LTE 등과 같은 다양한 네트워크 접속 자원들의 공유 및 통합을 지원한다.For example, the edge function unit 1030 may perform services performed at the edge of the network, such as a CDN (Contens Delivery Network), and the multi-RAT function unit 1050 may perform various network connection resources such as GSM, UMTS, and LTE. Support their sharing and integration.

아울러, 집중화 처리 장치(120)는 상술한 기능 이외에 가상화된 기지국 기능을 기반으로 새로운 네트워크 기술이나 서비스 기능을 추가하여 확장시키기 위한 오케스트레이션 계층(1060)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 오케스트레이션 기술은 네트워크 기능 가상화(NFV: Network Function Virtualization)에서 더 나아가 가상화된 네트워크 기능을 활용하여 이동통신 서비스를 개발하거나 구축할 수 있는 기술을 의미한다.In addition, the centralization processing apparatus 120 may further include an orchestration layer 1060 for adding and expanding a new network technology or a service function based on the virtualized base station function in addition to the above-described function. Here, the orchestration technology refers to a technology capable of developing or building a mobile communication service by using a virtualized network function, in addition to network function virtualization (NFV).

참고로, 상기 집중화 처리 장치(120)는 GPP(General Purpose Platform) 기반과 non-GPP 기반으로 구성될 수 있는데, GPP 기반은 범용 플랫폼(예를 들어, 인텔 x86 서버)을 기반으로 전력 소모 감소, 캐싱 기술을 통한 룩업 테이블 방식으로 무선 알고리즘을 처리할 수 있고, 멀티 코어 지원을 통해 집중화 처리 장치(120)의 처리 능력을 대폭 향상 시킬 수 있다. GPP 기반의 경우, 하나의 집중화 처리 장치(120)는 스탠드얼론 서버 또는 하나 이상의 CPU 프로세싱 보드가 될 수 있다. non-GPP 방식으로는 특정 하드웨어와 소프트웨어 사용으로 운용되며, DSP, SoCs, FPGA그리고 ASIC을 사용하여 구성된다.For reference, the centralized processing unit 120 may be configured based on a general purpose platform (GPP) and non-GPP, GPP-based is a power consumption reduction based on a general-purpose platform (for example, Intel x86 server), The wireless algorithm may be processed using a lookup table method through a caching technology, and the processing power of the centralization processing apparatus 120 may be greatly improved through multi-core support. In the case of GPP-based, one centralized processing unit 120 may be a standalone server or one or more CPU processing boards. Non-GPP methods operate on specific hardware and software uses and are configured using DSPs, SoCs, FPGAs, and ASICs.

본 발명에 따른 클라우드 무선 액세스 네트워크의 동적 구성 방법은, 프로그램 모듈로 구현되어 상술한 바와 같이 구성된 집중화 처리 장치(120)의 가상화 계층(1020)에 적용될 수 있다.The dynamic configuration method of the cloud radio access network according to the present invention may be applied to the virtualization layer 1020 of the centralization processing apparatus 120 implemented as a program module and configured as described above.

본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 발명이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시형태에 특유할 수 있는 특징들에 대한 설명으로서 이해되어야 한다. 개별적인 실시형태의 문맥에서 본 명세서에 기술된 특정한 특징들은 단일 실시형태에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 실시형태의 문맥에서 기술한 다양한 특징들 역시 개별적으로 혹은 어떠한 적절한 하위 조합으로도 복수의 실시형태에서 구현 가능하다. 나아가, 특징들이 특정한 조합으로 동작하고 초기에 그와 같이 청구된 바와 같이 묘사될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 일부 경우에 그 조합으로부터 배제될 수 있으며, 그 청구된 조합은 하위 조합이나 하위 조합의 변형물로 변경될 수 있다.Although the specification includes numerous specific implementation details, these should not be construed as limiting to any invention or the scope of the claims, but rather as a description of features that may be specific to a particular embodiment of a particular invention. It must be understood. Certain features that are described in this specification in the context of separate embodiments may be implemented in combination in a single embodiment. Conversely, various features that are described in the context of a single embodiment can also be implemented in multiple embodiments individually or in any suitable subcombination. Furthermore, while the features may operate in a particular combination and may be initially depicted as so claimed, one or more features from the claimed combination may in some cases be excluded from the combination, the claimed combination being a subcombination Or a combination of subcombinations.

마찬가지로, 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 상술한 실시형태의 다양한 시스템 컴포넌트의 분리는 그러한 분리를 모든 실시형태에서 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명한 프로그램 컴포넌트와 시스템들은 일반적으로 단일의 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다중 소프트웨어 제품에 패키징될 수 있다는 점을 이해하여야 한다.Likewise, although the operations are depicted in the drawings in a specific order, it should not be understood that such operations must be performed in the specific order or sequential order shown in order to obtain desirable results or that all illustrated operations must be performed. In certain cases, multitasking and parallel processing may be advantageous. Moreover, the separation of the various system components of the above-described embodiments should not be understood as requiring such separation in all embodiments, and the described program components and systems will generally be integrated together into a single software product or packaged into multiple software products. It should be understood that it can.

본 명세서에서 설명한 주제의 특정한 실시형태를 설명하였다. 기타의 실시형태들은 이하의 청구항의 범위 내에 속한다. 예컨대, 청구항에서 인용된 동작들은 상이한 순서로 수행되면서도 여전히 바람직한 결과를 성취할 수 있다. 일 예로서, 첨부도면에 도시한 프로세스는 바람직한 결과를 얻기 위하여 반드시 그 특정한 도시된 순서나 순차적인 순서를 요구하지 않는다. 특정한 구현예에서, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다.Specific embodiments of the subject matter described in this specification have been described. Other embodiments are within the scope of the following claims. For example, the actions recited in the claims can be performed in a different order but still achieve desirable results. As an example, the process depicted in the accompanying drawings does not necessarily require that particular illustrated or sequential order to obtain desirable results. In certain implementations, multitasking and parallel processing may be advantageous.

본 기술한 설명은 본 발명의 최상의 모드를 제시하고 있으며, 본 발명을 설명하기 위하여, 그리고 당업자가 본 발명을 제작 및 이용할 수 있도록 하기 위한 예를 제공하고 있다. 이렇게 작성된 명세서는 그 제시된 구체적인 용어에 본 발명을 제한하는 것이 아니다. 따라서, 상술한 예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하였지만, 당업자라면 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서도 본 예들에 대한 개조, 변경 및 변형을 가할 수 있다.The foregoing description presents the best mode of the invention, and provides examples to illustrate the invention and to enable those skilled in the art to make and use the invention. The specification thus produced is not intended to limit the invention to the specific terms presented. Thus, while the present invention has been described in detail with reference to the above examples, those skilled in the art can make modifications, changes, and variations to the examples without departing from the scope of the invention.

따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위에 의해 정하여져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should be determined by the claims rather than by the described embodiments.

특히, 본 발명은 클라우드 무선 액세스 네트워크를 구축하는데 있어서, 프론트홀 망의 용량 및 지연시간뿐만 아니라, 기지국 단에서 운용가능한 최대 HARQ 프로세스의 개수를 고려하여 기지국의 기능을 동적으로 분리하고, 최대 HARQ 프로세스 이하의 범위에서, 실제 운용되는 HARQ 프로세스의 최적 개수를 결정함으로써, 프론트홀 망에 요구되는 용량 및 전송 지연을 최소화시키면서 효율적인 클라우드 무선 액세스 네트워크의 구현을 가능하게 한다.Particularly, in constructing a cloud radio access network, the present invention dynamically separates the functions of the base station in consideration of the capacity and delay time of the fronthaul network as well as the maximum number of HARQ processes that can be operated in the base station, and the maximum HARQ process In the following ranges, by determining the optimal number of HARQ processes actually operated, it is possible to implement an efficient cloud radio access network while minimizing the capacity and transmission delay required for the fronthaul network.

100: 클라우드 무선 액세스 네트워크
110: 분산 처리 장치(DU: Distributed Unit)
120: 집중화 처리 장치(CU: Contral Unit)
130: 프론트홀(Fronthaul) 망
200: 코어망
300: 백홀망100: cloud wireless access network
110: distributed unit (DU)
120: Contral Unit (CU)
130: Frontthaul net
200: core network
300: backhaul

Claims

A cloud including a base station system comprising a distributed unit (DU) and a centralized unit (CU) assigned with separate base station functions, and a fronthaul network connecting the distributed unit and the centralized unit. In the method of controlling a hybrid automation repeat request (HARQ) process in a radio access network, a transmitting device for transmitting a packet,
Identifying a minimum transmission period in the cloud radio access network;
Checking a transmission delay of the fronthaul network; And
Confirming a processing time for performing HARQ processing in the base station system;
Confirming a processing time for performing HARQ processing in the user equipment connected to the base station system; And
Determining an optimal number of HARQ processes operated in parallel using the minimum transmission period, the transmission delay of the fronthaul network, the processing time of the base station system, and the processing time of the user equipment. Process control method.

The method of claim 1,
When using a time division duplex (TDD) scheme for the cloud radio access network, prior to the determining step, further comprising the step of checking the transmission delay according to the structure of the downlink and uplink,
The determining may include determining the HARQ process by using the minimum transmission period, the transmission delay of the fronthaul network, the processing time of the base station system and the processing time of the user equipment, and the transmission delay according to the structure of the downlink and uplink. HARQ process control method in a cloud radio access network, characterized in that determining the optimal number.

The method of claim 2, wherein the determining step,
The minimum transmission period, the transmission delay of the fronthaul network, the processing time of the base station system, the processing time of the user equipment, or the minimum transmission period, the transmission delay of the fronthaul network, the processing time of the base station system, the processing time of the user equipment, and Using the transmission delay according to the structure of the downlink and uplink, calculating the total processing time required to receive and process a response indicating whether the packet was successfully transmitted after transmitting one packet between the user equipment and the base station system. and,
Comparing the product of the minimum transmission period and the number of HARQ processes and the total processing time to determine the number of HARQ processes so that the product of the minimum transmission period and the number of HARQ processes becomes larger than the total processing time. HARQ process control method in a cloud radio access network characterized in that.

The method of claim 1,
And the transmitting device is the user equipment or the base station system according to a packet transmission direction.

The method of claim 4, wherein
Checking whether the base station system is separated from the physical layer function, and when separated from the physical layer function, determining an optimal number of the HARQ processes; and controlling the HARQ process in the cloud radio access network. Way.

The method of claim 4, wherein
The base station system is characterized in that the base station function is separated into the distributed processing unit and the centralized processing unit in consideration of the capacity and transmission delay of the fronthaul network, and the maximum number of HARQ processes that can be operated in the base station system HARQ process control method in a radio access network.

At least one distributed processing device to which a user device implemented to perform some of the functions of the base station is connected; And
A centralized processing unit connected to the at least one distributed processing unit through a fronthaul network and configured to perform a remaining base station function not implemented in the distributed processing unit among the base station functions;
The centralized processing apparatus uses a minimum transmission period, a transmission delay of the fronthaul network, a processing time for performing HARQ processing in the distributed processing apparatus and a centralizing processing apparatus, and a processing time for performing HARQ processing in the user apparatus. To determine the optimal number of HARQ processes operated in parallel.

The apparatus of claim 7, wherein the centralization processing device
In the case of using the TDD scheme, the base station system further determines the optimal number of HARQ processes by further considering transmission delays according to downlink and uplink structures.

A base station system comprising at least one distributed processing unit and a centralized processing unit, each having a base station function separated and assigned, and a user device connecting to a cloud radio access network including a fronthaul network connecting the distributed processing unit and the centralized processing unit. ,
A wireless communication unit which accesses a distributed processing apparatus of the base station system and transmits a packet and receives a response indicating whether the packet is successfully transmitted; And
Before transmitting the packet, a minimum transmission period in a cloud radio access network, a transmission delay of the fronthaul network, a processing time for performing HARQ processing in the distributed processing apparatus and the centralization processing apparatus, and a HARQ processing in a user apparatus And a controller configured to determine an optimal number of HARQ processes operated in parallel using the processing time for performing the processing.

The method of claim 9, wherein the control unit
If the cloud radio access network uses a TDD scheme, the user equipment characterized in that to determine the optimal number of HARQ processes, further considering the transmission delay according to the structure of the downlink and uplink.