KR102067246B1

KR102067246B1 - 기지국장치 및 기지국장치에서의 데이터 패킷 전송 방법

Info

Publication number: KR102067246B1
Application number: KR1020170139401A
Authority: KR
Inventors: 나민수; 최기완; 최창순
Original assignee: 에스케이텔레콤 주식회사
Priority date: 2017-10-25
Filing date: 2017-10-25
Publication date: 2020-01-16
Also published as: KR20190046158A; US11419180B2; WO2019083097A1; US20200337113A1; CN111133792A; CN111133792B

Abstract

본 발명은 5G 분리형 기지국 특히 5G 분리형 기지국의 무선모듈에 RF 처리 기능뿐 아니라 더 상위 계층에서의 처리 기능까지 확장/설계하는 구조를 감안하여, 새로운 프론트홀 인터페이스의 정의함으로써, 무선모듈에서 담당하는 처리 기능에 따라 달라질 수 있는 데이터 패킷의 타입을 모두 수용하여 데이터 패킷의 원활한 전송을 지원할 수 있는 기지국장치, 및 기지국장치에서의 데이터 패킷 전송 방법에 관한 것이다.

Description

기지국장치 및 기지국장치에서의 데이터 패킷 전송 방법{BASE STATION AND METHOD THEREOF FOR DATA PACKET TRANSMISSION}

본 발명은, 무선모듈을 분리하여 구성하는 기지국장치(이하, 분리형 기지국)에서 무선모듈과의 데이터 패킷(User Plane 데이터) 전송을 위한 새로운 프론트홀(Fronthaul) 인터페이스를 정의하는 기술에 관한 것이다.

LTE 통신시스템에서 통신서비스의 종류 및 전송 요구 속도 등이 다양해짐에 따라, LTE 주파수 증설 및 5G 통신시스템으로의 진화가 활발하게 진행되고 있다.

5G 통신시스템은, 한정된 무선자원을 기반으로 최대한 많은 수의 단말을 수용하면서, eMBB(enhanced mobile broadband, 향상된 모바일 광대역)/mMTC(massive machine type communications, 대규모 기계형 통신)/uRLLC(ultra-reliable and low latency communications, 고도의 신뢰도와 낮은 지연 시간 통신)의 시나리오를 지원하고 있다.

한편, 기지국장치는, 내부적인 기능에 따라 기지국모듈(DU: Digital Unit) 및 무선모듈(RU: Remote Unit)로 구분할 수 있으며, 최근에는 DU 및 RU의 구성이 일체화된 기지국 형태뿐만 아니라, DU 및 RU를 분리하여 각각 원거리에 설치/구성하는 기지국 형태(이하, 분리형 기지국)이 등장하였다.

향후 진화하고 있는 5G 통신시스템에서는, 이러한 분리형 기지국 역시, 무선모듈(RU)에 RF(Radio Frequency) 처리 기능만 포함되어 무선모듈(RU)이 단순히 무선구간으로의 신호(데이터) 송수신 역할 만을 담당하던 기존과 달리, 무선모듈에 기지국모듈에서 담당하던 보다 상위 계층에서의 처리 기능을 옮겨 무선모듈의 역할을 확장시키고자 한다.

5G 통신시스템에서는, 기지국모듈을 CU(Central Unit)라 정의하고, 무선모듈을 DU(Distributed Unit)라고 정의하고 있다.

한편, LTE 통신시스템에서의 분리형 기지국의 경우, 기지국모듈(DU) 및 무선모듈(RU) 간 데이터 및 신호 전송을 위해 CPRI(Common Public Radio Interface)와 같은 프론트홀(Fronthaul) 프로토콜이 사용되었다.

CPRI는, 안테나가 송/수신하는 RF 신호의 I/Q 샘플 스트림이고, 다양한 속도 및 인코딩 형식으로 기지국모듈(DU) 및 무선모듈(RU) 간 광섬유를 통해 전송될 수 있도록 설계된 인터페이스이다.

하지만, 5G 통신시스템에서의 분리형 기지국의 경우, 기지국모듈(CU) 및 무선모듈(DU) 간 데이터 및 신호 전송을 위해, 기존의 CPRI와는 다른 프론트홀 인터페이스가 필요하다.

즉, 기존 LTE(4G)에서 보다 최소 몇 배 ~ 최대 몇 십 배 넓은 Carrier bandwidth의 사용과 Massive MIMO 등의 지원을 위해 5G에서는 현재 보다 훨씬 더 큰 프론트홀 용량이 요구되고 있기 때문에, 5G 분리형 기지국에서는 무선모듈과의 데이터 패킷을 전송하는 프론트홀의 용량을 줄이기 위한 구조의 새로운 프론트홀 인터페이스의 정의가 필요한 것이다.

이에, 본 발명에서는, 5G 분리형 기지국(기지국장치)에서 무선모듈(DU)과의 데이터 패킷 전송을 위한 새로운 프론트홀 인터페이스를 정의하고자 한다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 도달하고자 하는 목적은, 5G 분리형 기지국에서 무선모듈과의 데이터 패킷(User Plane 데이터) 전송을 위한 새로운 프론트홀 인터페이스를 정의하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국장치는, 상기 기지국장치에서 데이터 패킷을 전송하기 위해 필요한 다수의 처리 기능 중 일부 처리 기능을 담당하는 무선모듈; 및 상기 다수의 처리 기능 중 나머지 처리 기능을 담당하는 통신모듈을 포함하며, 상기 무선모듈 및 상기 통신모듈 간에는, 특정 인터페이스의 프레임포맷 내 필드 값을 선택하여 상기 무선모듈이 담당하는 상기 일부 처리 기능 및 상기 통신모듈이 담당하는 나머지 처리 기능에 따라 결정되는 상기 데이터 패킷의 타입을 정의하며, 타입이 정의된 상기 데이터 패킷을 상기 특정 인터페이스에서 지원하는 형태로 패킷화하여 상기 특정 인터페이스를 통해 전송하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 프레임포맷은, 상기 데이터 패킷의 타입을 정의하기 위한 서브타입(Subtype) 필드를 포함하는 공통 필드와, 상기 데이터 패킷을 전송하기 위한 페이로드(Payload) 필드를 포함하여 구성될 수 있다.

구체적으로, 상기 공통 필드는, 상기 무선모듈 및 상기 통신모듈 각각에 해당하는 노드(Node) 간의 연결과 관련하여 플로우(Flow)를 정의하기 위한 플로우 ID(Flow ID) 필드, 및 상기 프레임포맷의 전체 옥텟(Octet) 수를 나타내기 위한 길이(Length) 필드 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 공통 필드에는, 상기 서브타입 필드의 필드 값에 따라 상기 데이터 패킷이 특정 타입으로 정의되는 경우, 상기 특정 타입의 데이터 패킷을 구분하기 위한 필드 값을 선택하는 페이로드 서브헤더(Payload Sub-header)가 할당될 수 있다.

구체적으로, 상기 특정 타입의 데이터 패킷은, 주파수 도메인(Frequency Domain), 또는 시간 도메인(Time Domain)에서의 I/Q 데이터이며, 상기 I/Q 데이터는, 상기 페이로드 서브헤더에서 선택되는 필드 값에 따라 I/Q 변조(I/Q Modulation) 정보, SRS(Sounding Reference Signal) 정보, 및 PRACH(Physical Random Access Channel) 정보 중 하나로 구분되어 정의될 수 있다.

구체적으로, 상기 I/Q 변조 정보는, 심볼 내에 안테나 단위로 패킷화되어 전송되며, 상기 SRS 정보 및 상기 PRACH 정보 각각은, 전체 안테나에 대한 정보 전송을 위해 상기 I/Q 데이터와는 별개로 패킷화되어 전송될 수 있다.

구체적으로, 상기 통신모듈은, PHY 계층에서의 일부 처리 기능 및 상기 PHY 계층에서의 일부 처리 기능보다 상위 계층에서의 처리 기능을 포함하는 기지국모듈이거나, 또는 상기 PHY 계층에서의 일부 처리 기능, MAC(Medium Access Control Layer) 계층 및 RLC 계층(Radio Link Control Layer)에서의 처리 기능을 포함하며, PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층 및 상기 PDCP 계층보다 상위 계층에서의 처리 기능을 포함하는 기지국모듈과 연결되는 상위 무선모듈일 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 패킷 전송 방법은, 기지국장치에서 데이터 패킷을 전송하기 위해 필요한 다수의 처리 기능 중 일부 처리 기능을 담당하는 무선모듈과 연결되어 상기 다수의 처리 기능 중 나머지 처리 기능을 담당하는 통신모듈이, 특정 인터페이스의 프레임포맷 내 필드 값을 선택하여 상기 무선모듈이 담당하는 상기 일부 처리 기능 및 상기 통신모듈이 담당하는 나머지 처리 기능에 따라 결정되는 데이터 패킷의 타입을 정의하는 정의단계; 및 상기 통신모듈이, 타입이 정의된 상기 데이터 패킷을 상기 특정 인터페이스에서 지원하는 형태로 패킷화하여 상기 특정 인터페이스를 통해 상기 무선모듈로 전송하는 전송단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 방법은, 상기 전송 단계 이전에, 상기 서브타입 필드에서의 필드 값 선택에 따라 상기 데이터 패킷이 특정 타입으로 정의되는 경우, 상기 특정 타입의 데이터 패킷을 구분하기 위한 필드 값을 선택하는 페이로드 서브헤더(Payload Sub-header)를 상기 공통 필드에 할당하는 할당단계를 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 특정 타입의 데이터 패킷은, 주파수 도메인(Frequency Domain), 또는 시간 도메인(Time Domain)에서의 I/Q 데이터이며, 상기 I/Q 데이터는, 상기 페이로드 서브헤더의 필드 값에 따라 I/Q 변조(I/Q Modulation) 정보, SRS(Sounding Reference Signal) 정보, 및 PRACH(Physical Random Access Channel) 정보 중 하나로 구분되어 정의될 수 있다.

이에, 본 발명의 기지국장치 및 데이터 패킷 전송 방법에 의하면, 5G 분리형 기지국 특히 5G 분리형 기지국의 무선모듈에 RF 처리 기능뿐 아니라 더 상위 계층에서의 처리 기능까지 확장/설계하는 구조를 감안하여, 새로운 프론트홀 인터페이스의 정의함으로써, 무선모듈에서 담당하는 처리 기능에 따라 달라질 수 있는 데이터 패킷의 타입을 모두 수용하여 데이터 패킷의 원활한 전송을 지원할 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국장치의 구조를 보여주는 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국장치를 포함한 통신시스템 환경을 보여주는 예시도이다.
도 4 내지 도 8은 본 발명에서 제안하는 프론트홀 인터페이스에서 정의하는 프레임 및 필드 구조를 보여주는 예시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 패킷 전송 방법의 동작 흐름을 보여주는 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

본 발명은, 현재 활발하게 진화/논의되고 있는 향후 5G 통신시스템과 관련하여 5G 통신시스템에서 이용하게 될 분리형 기지국 기술에 관한 것이다.

향후 진화하고 있는 5G 통신시스템에서는, 이러한 분리형 기지국 역시, 무선모듈(RU)에 RF(Radio Frequency) 처리 기능 만 포함되어 무선모듈(RU)이 단순히 무선구간으로의 신호(데이터) 송수신 역할 만을 담당하던 기존과 달리, 무선모듈에 기지국모듈에서 담당하던 더 상위 계층에서의 처리 기능을 옮겨 무선모듈의 역할을 확장시키고자 한다.

5G 통신시스템에서는, 분리형 기지국을 구성하는 기지국모듈을 CU(Central Unit)라 정의하고, 무선모듈을 DU(Distributed Unit)라고 정의하고 있다.

이에, 5G 통신시스템에서 논의되고 있는 무선모듈의 확장 모델은, 도 1 (A)에 도시된 바와 같이, 무선모듈(DU)에 MAC 계층(Medium Access Control Layer) 및 RLC 계층(Radio Link Control Layer)에서의 처리 기능까지 더 포함시키는 모델(case #1, higher Layer Split 기반 Integrated DU/Antenna 구조)과, 도 1 (B)에 도시된 바와 같이, 무선모듈(DU)에 RF 처리 기능 및 PHY 계층(Physical Layer)에서의 처리 기능까지 포함시키는 모델(case #2, Lower Layer Split 기반 Baseband Pooling 구조)이 존재한다.

본 발명의 일 실시예에서는 위 모델 중 무선모듈(DU)에 RF 처리 기능 및 PHY 계층에서의 처리 기능까지 포함시키는 Lower Layer Split 기반 Baseband Pooling 구조의 모델을 채택하게 된다.

그리고 본 발명의 일 실시예에 따라 채택되는 Lower Layer Split 기반 Baseband Pooling 구조의 모델은, 도 2에 도시된 바와 같이, 무선모듈(DU)의 구조에 따라 2가지의 모델이 공존할 수 있다.

하나는, 도 2 (A)에 도시된 바와 같이, 무선모듈(DU)에 RF 처리 기능 및 PHY 계층에서의 일부 처리 기능(PHY-low)을 포함시키고, 무선모듈(DU)과 연결되는 기지국모듈(CU)에 그 이상의 상위 계층 처리 기능 즉 PHY 계층에서의 일부 처리 기능(PHY-high), MAC 계층, RLC 계층, PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층 및 RRC(Radio Resource Control) 계층의 처리 기능을 포함시키는 통합형 DU모델이다.

그리고, 다른 하나는, 도 2 (B)에 도시된 바와 같이, 무선모듈(DU)을 하위 무선모듈(DU-low) 및 상위 무선모듈(DU-high)로 구분하여, 하위 무선모듈(DU-low)에 RF 처리 기능 및 PHY 계층에서의 일부 처리 기능(PHY-low)을 포함시키고, 상위 무선모듈(DU-high)에 PHY 계층에서의 일부 처리 기능(PHY-high), MAC 계층, RLC 계층의 처리 기능을 포함시키고, 기지국모듈(CU)에 PDCP 계층 및 RRC 계층의 처리 기능을 포함시키는 분리형 DU모델이다.

CPRI는, 안테나가 송/수신 하는 RF 신호의 I/Q 샘플 스트림이고, 다양한 속도 및 인코딩 형식으로 기지국모듈(DU) 및 무선모듈(RU) 간 광섬유를 통해 전송될 수 있도록 설계된 인터페이스이다.

즉, 기존 LTE(4G)에서 보다 최소 몇 배 ~ 최대 몇 십 배 넓은 Carrier bandwidth의 사용과 Massive MIMO 등의 지원을 위해 5G에서는 현재 보다 훨씬 더 큰 프론트홀 용량이 요구되고 있기 때문에, 5G 분리형 기지국에서는 무선모듈과의 데이터 및 신호를 전송하는 프론트홀의 용량을 줄이기 위한 구조의 새로운 프론트홀 인터페이스의 정의가 필요한 것이다.

이에, 본 발명의 일 실시예에서는, 5G 분리형 기지국(기지국장치)에서 무선모듈(DU)과의 데이터 및 신호 전송을 위한 새로운 프론트홀 인터페이스를 정의하고자 한다.

특히, 본 발명의 일 실시예에서는, 5G 분리형 기지국의 무선모듈(통합형 DU모델의 경우 DU, 분리형 DU모델의 경우 DU-low)에 RF 처리 기능뿐 아니라 더 상위 계층에서의 처리 기능(PHY-low)까지 확장/설계하는 Baseband Pooling 구조를 감안하여, 무선모듈에서 담당하게 되는 처리 기능에 따라 결정되는 서로 다른 타입의 데이터 패킷 전송을 지원하는 새로운 프론트홀 인터페이스를 정의하고자 한다.

이하에서는, 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국장치가 적용된 통신시스템 환경에 대해 설명하기로 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국장치(300)는, RF 처리 기능 및 PHY 계층(Physical Layer)에서의 처리 기능을 담당하는 무선모듈(100), 및 무선모듈(100)과 연결되어, 무선모듈(100)에서 담당하는 처리 기능의 상위 계층 처리 기능을 담당하는 통신모듈(200)을 포함한다.

그리고, 이러한 기지국장치(300)의 무선모듈(100) 및 통신모듈(200) 간에는, 패킷 기반으로 정의된 특정 인터페이스를 통해, 데이터 및 신호 중 적어도 하나를 전송한다.

여기서의, 기지국장치(300)는, 무선모듈(DU)를 분리하여 구성하는 분리형 기지국을 의미하며, 특히 Lower Layer Split 기반 Baseband Pooling 구조의 5G 분리형 기지국을 의미한다.

따라서, 도 2 (a)를 참조하면 알 수 있듯이, 기지국장치(300)가 통합형 DU모델의 Baseband Pooling 구조인 경우, 무선모듈(100)은 무선모듈(DU)이고, 통신모듈(200)은 기지국모듈(CU)일 것이다.

또한, 도 2 (b)를 참조하면 알 수 있듯이, 기지국장치(300)가 분리형 DU모델의 Baseband Pooling 구조인 경우, 무선모듈(100)은 하위 무선모듈(DU-low)이고, 통신모듈(200)은 PHY 계층에서의 일부 처리 기능(PHY-high), MAC 계층, RLC 계층의 처리 기능을 포함하며, 그 이상의 상위 계층 처리 기능을 포함하는 기지국모듈(CU)와 연결되는 상위 무선모듈(DU-high)일 것이다.

즉, 본 발명의 기지국장치(300)가 통합형 DU모델의 Baseband Pooling 구조인 경우, 무선모듈(100, DU) 및 통신모듈(200, CU) 사이의 프론트홀에서, 기존의 CPRI와는 다른 패킷 기반의 특정 인터페이스를 정의하여 특정 인터페이스를 통해 데이터 및 신호 중 적어도 하나를 전송하는 것이다.

또한, 본 발명의 기지국장치(300)가 분리형 DU모델의 Baseband Pooling 구조인 경우, 무선모듈(100, DU-low) 및 통신모듈(200, DU-high) 사이의 프론트홀에서, 기존의 CPRI와는 다른 패킷 기반의 특정 인터페이스를 정의하여 특정 인터페이스를 통해 데이터 및 신호 중 적어도 하나를 전송하는 것이다.

이처럼, 본 발명 일 실시예에서 제안하고 있는 프론트홀 인터페이스(이하, Fx 인터페이스)는, 통합형 DU모델의 Baseband Pooling 구조인 경우의 무선모듈(100, DU) 및 통신모듈(200, CU) 사이와, 분리형 DU모델의 Baseband Pooling 구조인 경우의 무선모듈(100, DU-low) 및 통신모듈(200, DU-high) 사이 모두에 대한 것이므로, 이하에서는 설명의 편의 상 통합형 DU모델 및 분리형 DU모델을 별도로 설명하지 않고, 무선모듈(100) 및 통신모듈(200)로 통칭하여 설명하겠다.

즉, 이하에서 설명하는 무선모듈(100) 및 통신모듈(200)은, 통합형 DU모델의 Baseband Pooling 구조인 경우를 가정하면 DU(100) 및 CU(200)으로 이해하면 되고, 분리형 DU모델의 Baseband Pooling 구조인 경우를 가정하면 DU-low(100) 및 DU-high(200)로 이해하면 될 것이다.

구체적으로, 본 발명에서 무선모듈(100) 및 통신모듈(200)은, 전송 대상인 데이터 및 신호 중 적어도 하나를, 특정 인터페이스 즉 Fx 인터페이스를 위해 정의된 특정 프레임포맷의 패킷 형태로 인캡슐레이션(Encapsulation)하여 전송할 수 있다.

예를 들면, 본 발명에서는, 패킷 전송을 위한 범용 프로토콜 중 하나인 이더넷(Ethernet)의 프레임포맷을 차용하여, Fx 인터페이스를 위한 특정 프레임포맷(이하, Ethernet 프레임포맷)을 정의할 수 있다.

이렇게 되면, 통신모듈(200)이 무선모듈(100)로 전송하는 다운링크의 경우, 통신모듈(200)은, 전송 대상인 데이터 또는 신호를, Fx 인터페이스를 위해 정의된 Ethernet 프레임포맷의 패킷 형태로 인캡슐레이션(Encapsulation)하여 전송할 수 있다.

그리고, 무선모듈(100)이 통신모듈(200)로 전송하는 업링크의 경우, 무선모듈(100)은, 전송 대상인 데이터 또는 신호를, Fx 인터페이스를 위해 정의된 Ethernet 프레임포맷의 패킷 형태로 인캡슐레이션(Encapsulation)하여 전송할 수 있다.

이와 같이, 무선모듈(100) 및 통신모듈(200) 사이의 프론트홀에서 기존의 CPRI 대신 패킷 전송을 위한 범용 프로토콜(예: Ethernet)을 사용하게 되면, 프론트홀의 패킷망 구성을 통해 저렴한 스위칭 장비를 활용할 수 있게 되고, Multi-vendor 간 정보 처리의 상호 운용성(Interoperability)이 용이한 개방형의 프론트홀 인터페이스를 정의할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 Fx 인터페이스는, Ethernet 프로토콜 기반으로 동작하며, 무선모듈(100) 및 통신모듈(200) 사이의 데이터 및 신호 중 적어도 하나를 전달할 수 있으며, 데이터 및 신호의 타입은 다음의 4가지로 정의된다.

하나는 User plane에서 정의되는 I/Q Modulation 또는 Bit 정보를 의미하는 User Plane 데이터, 또 하나는 User Plane 데이터 외에 무선모듈(100) 및 통신모듈(200) 간 직접 전달되어야 하는 Time Critical하고 Radio Specific한 제어 정보를 의미하는 Radio Specific Control 신호, 또 하나는 무선모듈(100) 및 통신모듈(200) 간 직접 전달되어야 하는 운용 Specific한 제어 정보 (e.g. Link Setup and Control)를 의미하는 General Control 신호, 그리고 마지막 하나는 Control and Management Plane에서 정의되는 무선모듈(100) 및 통신모듈(200) 내에서 전달되어야 하는 Control 및 Management 정보를 의미하는 C&M Plane 신호이다.

본 발명의 일 실시예에서는, Fx 인터페이스를 통해 위와 같이 전달할 수 있는 4가지 타입의 데이터 및 신호 중, User Plane 데이터(이하, 데이터 패킷)를 전송하는 방식을 구체적으로 제안하고자 한다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 프론트홀 인터페이스 즉 Fx 인터페이스에서 정의하는 프레임 및 필드 구조와 연계하여 데이터 패킷에 대한 전송 방식을 설명하겠다.

도 4 (A)에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에서 제안하는, Fx 인터페이스 프레임포맷 즉 Ethernet 프레임포맷은, 페이로드(Ethernet Payload)를 통해 전송하고자 하는 데이터 패킷의 타입을 정의하는 서브타입(Subtype) 필드를 포함한 공통 필드와, 서브타입 필드로 정의한 타입의 데이터 패킷이 실리게 되는 페이로드(Payload) 필드를 구성한다.

이러한 Ethernet 프레임포맷은, Ethernet Framing은 IEEE 802.3을 따르며, 여기서의 Destination Address는 Destination MAC 주소를 의미하고, Source Address는 Source MAC 주소를 의미하고, Ethernet Type은 Ethernet Payload에 인캡슐레이션되어 있는 Protocol 종류를 의미하며, Frame Check Sequence는 송수신 사이의 CRC를 체크하기 위한 정보를 의미한다.

따라서, 통신모듈(200)이 무선모듈(100)로 전송하는 다운링크의 경우, 통신모듈(200)은, Destination Address, Source Address, Ethernet Type 및 Frame Check Sequence를 구성하고 전송 대상인 데이터 패킷(User Plane 데이터)을 페이로드(Ethernet Payload)에 인캡슐레이션한 Ethernet 프레임포맷(A) 패킷 형태로 전송할 수 있다.

마찬가지로 무선모듈(100)이 통신모듈(200)로 신호를 전송하는 업링크의 경우에도, 무선모듈(100)은 Destination Address, Source Address, Ethernet Type 및 Frame Check Sequence를 구성하고 전송 대상인 신호(특히, Radio Specific Control Signal)를 페이로드(Ethernet Payload)에 인캡슐레이션한 Ethernet 프레임포맷의 패킷 형태로 전송할 수 있는 것이다.

또한 Ethernet 프레임포맷의 페이로드(Ethernet Payload)는, 도 4의 (B)와 같이 공통 필드(b)와 페이로드(Payload) 필드로 구성된다.

여기서의 공통 필드(b)는 도 5 (A)와 같은 포맷으로 정의될 수 있으며, 이러한 공통 필드(b)에는, 페이로드(Ethernet Payload)를 통해 전송하고자 하는 데이터 패킷의 타입을 정의하는 서브타입(Subtype) 필드가 포함되고, 이 외에도 플로우 ID(Flow ID) 필드, 길이(length) 필드 및 오더링 정보(Ordering Information) 필드가 포함된다.

여기서, 데이터 패킷은, 무선모듈(100)에 대한 처리 기능 확장/설계 시 무선모듈(100)이 담당하게 되는 처리 기능에 따라 서로 다른 타입으로 결정될 수 있는 데, 이러한 데이터 패킷의 타입은, 예컨대, 아래 [표 1]과 같이, CPRI(Common Public Radio Interface) 포맷의 데이터 패킷을 일컫는 CPRI data subtype, 시간 도메인(Time Domain)에서의 I/Q 데이터를 일컫는 Time domain data sub type, 주파수 도메인(Frequency Domain)에서의 I/Q 데이터를 일컫는 Frequency domain data sub type, 및 비트 데이터 스트림을 일컫는 Bit data Subtype으로 분류될 수 있다.

서브타입(Subtype) 필드 값	데이터 패킷 타입(종류)	설명
0000 0010b	CPRI data subtype	CPRI(Common Public Radio Interface) 포맷 데이터 패킷
0001 000b	Time domain data sub type	시간 도메인 Payload 패킷
0001 0001b	Frequency domain data sub type	주파수 도메인 Payload 패킷
0001 0010b	Bit data Subtype	Bit 데이터 Payload 패킷

이와 관련하여, 무선모듈(100)과 통신모듈(200) 간 전송하고자 하는 데이터 패킷이 CPRI data subtype인 경우, 서브타입(Subtype) 필드에는 0000 0010b에 해당하는 필드 값을 선택하여 해당 데이터 패킷을 CPRI 타입으로 정의할 수 있으며, 이처럼, CPRI 타입으로 정의된 데이터 패킷은, 페이로드(Payload) 필드에 실려 전송된다.

이 경우, C&M 데이터가 CPRI 포맷 내 I/Q 데이터와 전송되므로, 별도의 컨트롤 패킷의 전송은 요구되지 않는다.

이러한 CPRI 포맷의 데이터 패킷의 I/Q데이터는 Fx 인터페이스를 위해 정의된 Ethernet 프레임포맷의 패킷 형태로 도 4 (B)에 도시된 바와 같은 Ethernet 프레임포맷의 페이로드(Ethernet Payload)에 인캡슐레이션되어 전송될 수 있다.

여기서, 페이로드(Ethernet Payload)로의 인캡슐레이션은, CPRI와 같은 기존 라디오 프레임으로 포맷화 되어 있는 정보들을 Fx 인터페이스를 위한 Ethernet용 패킷으로 인캡슐레이션하는 Structure-agnostic mapper를 이용하여 처리될 수 있다.

참고로, I/Q 데이터의 기본 프레임 포맷은 도 6에 도시된 바와 같으며, 도 7 (A)에서는 I/Q 데이터가 인캡슐레이션된 Fx 인터페이스의 포맷을 확인할 수 있으며, 도 7 (B)에서는 마찬가지로 I/Q 데이터 인캡슐레이션된 페이로드(Payload) 필드를 확인할 수 있다.

앞선 [표 1]을 다시 참조하면, 무선모듈(100)과 통신모듈(200) 간 전송하고자 하는 데이터 패킷이 Frequency domain data sub type인 경우에는, 서브타입(Subtype) 필드에 0001 0001b에 해당하는 필드 값을 선택하여 해당 데이터 패킷을 주파수 도메인의 I/Q 데이터로 정의할 수 있다.

여기서, 주파수 도메인의 I/Q 데이터는, I/Q 변조(I/Q Modulation) 정보, SRS(Sounding Reference Signal) 정보, 및 PRACH(Physical Random Access Channel) 정보를 포함한다.

관련하여, 본 발명의 일 실시예에서는 이처럼 전송하고자 하는 데이터 패킷의 타입이 주파수 도메인의 I/Q 데이터로 정의되는 경우, I/Q 데이터 내 정보를 구분할 필요가 있으며 이를 위해 도 5 (C)에 도시된 바와 같이, 페이로드(Payload) byte 앞에 4byte의 페이로드 서브헤더(Payload Sub-header)를 할당한다.

이러한, 페이로드 서브헤더(Payload Sub-header)는 도 5 (B)에 도시된 바와 같이, 주파수 도메인의 I/Q 데이터 내 정보를 구분하기 위한 정보 타입(Information type) 필드와, 주파수 도메인의 I/Q 데이터 내 SRS 정보 또는 PRACH 정보가 각각 어떤 안테나에 해당하는지를 나타내기 위한 확장 플로우 ID(Extended flow ID) 필드를 포함하도록 정의된다.

여기서, 주파수 도메인의 I/Q 데이터에 포함된 정보들은, 정보 타입(Information type) 필드의 필드 값에 따라 아래 [표 2]와 같이 구분될 수 있다.

Information type	기능	비고
0000 0000b	I/Q modulation 정보	Payload에 I/Q modulation 정보를 전달한다.
0000 0001b	SRS 정보	Payload에 SRS 정보를 전달한다.
0000 0010b	PRACH 정보	Payload에 PRACH 정보를 전달한다.
0000 0011b - 1111 1111b	Reserved

이와 관련하여, 정보 타입(Information type) 필드 값이 0000 0000b으로 선택되어, I/Q 데이터가 I/Q 변조(I/Q Modulation) 정보로 구분되는 경우, 페이로드(Payload) 필드에는 Mapper에서 결정된 Sample width 비트 수에 따라서 MSB부터 In-phase 와 Quadrature-phase 샘플의 차례로 필드가 채워지게 된다.

여기서, Sample width 비트 수를 결정하는 Mapper는, 기존 라디오 프레임 포맷과는 관계없이 시간 도메인 또는 주파수 도메인의 I/Q 데이터 혹은 Bit 신호를 Ethernet 패킷으로 인캡슐레이션하는 Ethernet native mapper를 일컫는 것으로서, 예컨대, 이러한 Ethernet native mapper에서 정의 된 Sample width의 비트수가 15bits인 경우에 페이로드(Payload) 필드에는 도 8에서와 같은 방식으로 I/Q 변조(I/Q Modulation) 정보가 실리게 된다.

한편, I/Q 샘플 Data를 전송할 경우, 페이로드(Payload) 필드는 하나 또는 여러 개의 안테나 캐리어 샘플을 전달할 수 있으며, 두 노드 즉, 무선모듈(100)과 통신모듈(200) 간에 전달되는 안테나 캐리어 샘플들은 무선모듈(100) 및 통신모듈(200) 간에 특정 Flow를 정의하는 도 4 (B)에 도시된 바와 같은 플로우 ID(Flow ID) 필드의 필드 값을 통해서 구분될 수 있다. 참고로, 페이로드 사이즈는, 최소 48byte 최대 1500byte로 정의될 수 있다.

이처럼, Fx 인터페이스를 통해 주파수 도메인의 신호를 전달할 경우, 심볼 내 Antenna 단위로 I/Q 변조(I/Q Modulation) 정보를 전송하게 되는데, 1개의 Antenna 정보 내에는 할당 된 주파수 자원내의 모든 Tone 및 Tone 내의 I/Q bits 정보가 포함되어 있다.

이때, 안테나 단위의 패킷 데이터는 Antenna sequence 및 Symbol sequence에 대한 정보를 포함하여 전송되어야 하며, 이는 Antenna 단위의 패킷에 대한 Antenna 정보 및 Symbol 정보는 공통 필드 내의 Ordering information 필드를 활용하는 방식으로 정의할 수 있다.

앞선 [표 2]를 다시 참조하여 설명하면, 정보 타입(Information type) 필드 값이 0000 0001b으로 선택되어, I/Q 데이터가 SRS(Sounding Reference Signal) 정보로 구분되는 경우는, 구분된 SRS(Sounding Reference Signal) 정보를 I/Q 변조(I/Q Modulation) 정보와는 별도로 패킷화한 후 페이로드(Payload) 필드에 실어 전송할 수 있다.

관련하여, Massive MIMO 시스템에서 사용되는 BF을 위해서는 전체 안테나에 대한 채널 정보가 필요하며, 이 경우, 무선모듈(100)에서 통신모듈(200)로 전송되는 인터페이스의 Bandwidth를 줄여야 한다.

때문에, Digital BF, Pre-filtering 혹은 Rx combining과 같이 전체 안테나에 대한 정보를 일부 안테나 혹은 Layer로 줄여서 보내야 하는데, 이를 위해선 SRS 정보를 사전에 분리해야 할 필요가 있다.

결국, 본 발명의 일 실시예에서는, I/Q 데이터가 SRS(Sounding Reference Signal) 정보로 구분되며, 무선모듈(100)에서 통신모듈(200)로 전송되는 인터페이스(무선모듈(DU)에서 기지국모듈(CU) 또는 하위 무선모듈(DU-low)에서 상위 무선모듈(DU-high)로 전달되는 인터페이스)의 Bandwidth를 줄이기 위한 목적으로 SRS(Sounding Reference Signal) 정보가 사전 분리되는 경우, SRS(Sounding Reference Signal) 정보를 I/Q 변조(I/Q Modulation) 정보와는 별개로 패킷화한 후 페이로드(Payload) 필드에 실어 전송하게 되는 것이다.

앞선 [표 2]를 다시 참조하여 설명하면, 정보 타입(Information type) 필드 값이 0000 0010b으로 선택되어, I/Q 데이터가 PRACH(Physical Random Access Channel) 정보로 구분되는 경우에는, 구분된 PRACH(Physical Random Access Channel) 정보 역시, I/Q 변조(I/Q Modulation) 정보와는 별개로 패킷화한 후 페이로드(Payload) 필드에 실어 전송한다.

관련하여, PRACH(Physical Random Access Channel)의 Tone은 PUCCH (Physical Uplink Control CHannel) 혹은 PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)의 Tone과는 다른 SCS(Sub-Carrier Spacing)을 가진다.

이로 인해, UL time domain I/Q 데이터에 대해 FFT를 수행하기 이전에, PRACH filtering을 수행하여 PRACH를 분리해주어야 하며, 이 경우, 무선모듈(100)은 PRACH(Physical Random Access Channel) 정보를 I/Q 변조(I/Q Modulation) 정보와는 별개로 패킷화한 후 페이로드(Payload) 필드에 실어 통신모듈(200)에 전송하게 되는 것이다.

앞선 [표 1]을 다시 참조하면, 무선모듈(100)과 통신모듈(200) 간 전송하고자 하는 데이터 패킷이 Time domain data sub type인 경우, 서브타입(Subtype) 필드에는 0001 0000b에 해당하는 필드 값을 선택하여 해당 데이터 패킷을 시간 도메인의 I/Q 데이터로 정의할 수 있다.

여기서, 시간 도메인의 I/Q 데이터는, I/Q 변조(I/Q Modulation) 정보, 및 SRS(Sounding Reference Signal) 정보를 포함한다.

이에, 본 발명의 일 실시예에서는 전송하고자 하는 데이터 패킷의 타입이 시간 도메인의 I/Q 데이터로 정의되는 경우, I/Q 데이터 내 정보를 구분할 필요가 있으며, 이를 위해서 앞선 도 5 (B)에서와 마찬가지로, 페이로드(Payload) byte 앞에 4byte의 페이로드 서브헤더(Payload Sub-header)를 할당한다.

이러한, 페이로드 서브헤더(Payload Sub-header)는 앞선 도 5 (C)에서와 마찬가지로, 주파수 도메인의 I/Q 데이터에 포함되는 위 정보를 구분하기 위한 정보 타입(Information type) 필드와, 주파수 도메인의 I/Q 데이터 내 SRS 정보가 어떤 안테나에 해당하는지를 나타내기 위한 확장 플로우 ID(Extended flow ID) 필드를 포함하도록 정의될 수 있다.

여기서, 주파수 도메인의 I/Q 데이터에 포함된 정보들은, 정보 타입(Information type) 필드의 필드 값에 따라 아래 [표 3]에서와 같이 구분될 수 있다.

Information type	기능	비고
0000 0000b	I/Q modulation 정보	Payload에 I/Q modulation 정보를 전달한다.
0000 0001b	SRS 정보	Payload에 SRS 정보를 전달한다.
0000 0011b - 1111 1111b	Reserved

여기서, Sample width 비트 수를 결정하는 Mapper는, 기존 라디오 프레임 포맷과는 관계없이 시간 도메인 또는 주파수 도메인의 I/Q 데이터 혹은 Bit 신호를 Ethernet 패킷으로 인캡슐레이션하는 Ethernet native mapper를 일컫는 것으로서, 예컨대, 이러한 Ethernet native mapper에서 정의 된 Sample width의 비트수가15bits인 경우에 페이로드(Payload) 필드에는 앞선 도 8에서와 같이, I/Q 변조(I/Q Modulation) 정보가 실리게 된다.

한편, I/Q 샘플 Data를 전송할 경우, 페이로드(Payload) 필드는 하나 또는 여러 개의 안테나 캐리어 샘플을 전달할 수 있으며, 두 노드 즉, 무선모듈(100)과 통신모듈(200) 간에 전달되는 안테나 캐리어 샘플들은 무선모듈(100) 및 통신모듈(200) 간에 특정 Flow를 정의하는 도 4 (B)의 공통 필드(b)가 가지는 플로우 ID(Flow ID) 필드의 필드 값을 통해서 구분될 수 있다. 참고로, 페이로드 사이즈는, 최소 48byte 최대 1500byte로 정의될 수 있다.

이처럼, Fx 인터페이스를 통해 시간 도메인의 신호를 전달할 경우, 심볼 내 Antenna 단위로 I/Q 변조(I/Q Modulation) 정보를 전송하게 되는데, 1개의 Antenna 정보 내에는 할당 된 주파수 자원내의 모든 Tone 및 Tone 내의 I/Q bits 정보가 포함되어 있다.

이때 안테나 단위의 패킷 데이터는 Antenna sequence 및 Symbol sequence에 대한 정보를 포함하여 전송되어야 하며, 이는 Antenna 단위의 패킷에 대한 Antenna 정보 및 Symbol 정보는 공통 필드 내의 Ordering information 필드를 활용하여 정의될 수 있다.

또한, 앞서 예시한 [표 2]와 관련하여 정보 타입(Information type) 필드 값이 0000 0001b으로 선택되어, I/Q 데이터가 SRS(Sounding Reference Signal) 정보로 구분되는 경우는, 주파수 도메인에서와 마찬가지로 구분된 SRS(Sounding Reference Signal) 정보를 I/Q 변조(I/Q Modulation) 정보와는 별도로 패킷화한 후 페이로드(Payload) 필드에 실어 전송할 수 있다.

앞선 [표 1]을 다시 참조하면, 무선모듈(100)과 통신모듈(200) 간 전송하고자 하는 데이터 패킷이 Bit data Subtype인 경우, 서브타입(Subtype) 필드에는 0001 0010b에 해당하는 필드 값을 선택하여 해당 데이터 패킷을 비트 데이터 스트림으로 정의할 수 있으며, 이러한 비트 데이터 스트림 역시, 페이로드(Payload) 필드에 실려 전송된다.

이때의, Bit ordering은 IEEE Std 754-2008TM 기반으로 하고, 1 Octet 내에서 MSB를 기준으로 도 10에서와 같이 정의될 수 있다.

이상 본 발명의 일 실시예에 따르면, 무선모듈(100)과 통신모듈(200) 간에는 서브타입(Subtype) 필드의 필드 값을 선택하는 방식을 통해서 전송하고자 하는 데이터 패킷의 타입을 정의하며, 타입이 정의된 데이터 패킷을 Ethernet 프레임포맷의 패킷 형태로 인캡슐레이션(Encapsulation)하여 전송하게 되므로, 무선모듈(100)의 처리 기능 확장/설계에 따라 달라질 수 있는 데이터 패킷의 타입을 모두 수용할 수 있게 되어, 데이터 패킷의 원활한 전송을 지원할 수 있음을 알 수 있다.

한편, 앞선, 도 4 (B)를 다시 참조하면, 공통 필드(b) 내 플로우 ID(Flow ID) 필드는 Ethernet 프레임포맷 내 Source address와 Destination address로 정의되는 두 End point 사이 즉, 무선모듈(100) 및 통신모듈(200) 간에 특정 Flow를 정의하는데 사용된다.

이러한, 플로우 ID(Flow ID) 필드를 통해서는 두 End point내에서 0-254까지 255개의 플로우를 멀티플렉싱 할 수 있으며, 이때의 플로우 ID(Flow ID) 식별자는 별도의 라우팅 기능을 갖지는 않는다.

참고로, 플로우 ID(Flow ID) 필드에서 선택되는 필드 값은 아래 [표 4] 와 같이 정의될 수 있다.

서브타입(Subtype) 필드 값	패킷 종류	설명
0000 0000b -1111 1110b	Flow ID number	두 노드 간 특정 Flow를 위한 식별자
1111 1111b	Not a flow	Flow 정보가 없고, 노드 전체에 대한 정보를 전달하는 경우 사용

앞선, 도 4 (B)를 다시 참조하면, 공통 필드(b) 내 길이(Length) 필드는, Ethernet 프레임포맷(A)의 전체 옥텟(Octet) 수를 의미하는 것으로, Ethernet 프로토콜을 위한 Frame check sequence length는 포함하지 않는다. Ethernet 프레임포맷(A)의 Ethernet 헤더 자체적으로는 길이(length) 필드를 갖지 않는다.

관련하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선모듈(100)과 통신모듈(200) 간에는 데이터 패킷 전송 시, 서브타입(Subtype) 필드의 필드 값을 선택함과 아울러, 플로우 ID(Flow ID) 필드의 필드 값을 선택하는 방식을 통해서 무선모듈(100) 및 통신모듈(200) 간의 플로우를 정의하게 되며, 나아가 길이(Length) 필드의 필드 값을 선택하는 방식을 통해 Ethernet 프레임포맷의 전체 옥텟(Octet) 수를 무선모듈(100) 및 통신모듈(200)에서 상호 인지함으로써 무선모듈(100) 및 통신모듈(200) 간의 연결 신뢰성이 보장할 수 있음을 알 수 있다.

이하에서는 도 9를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 패킷 전송 방법을 설명하겠다.

한편, 여기서의 데이터 패킷 전송 방법은, Lower Layer Split 기반 Baseband Pooling 구조의 분리형 기지국에서, 통신모듈(200, 통합형 DU모델의 경우 CU, 분리형 DU모델의 경우 DU-high) 및 무선모듈(100, 통합형 DU모델의 경우 DU, 분리형 DU모델의 경우 DU-low) 간에 데이터 패킷을 전송하는 기법(기술)에 관한 것이다.

또한, 이처럼 통신모듈(200)과 무선모듈(100) 간에 전송되는 데이터 패킷은, 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 새로운 프론트홀 인터페이스 즉 Fx 인터페이스를 통해 전달할 수 있는 4가지 타입의 데이터 및 신호 중, User Plane 데이터로 이해될 수 있다.

아울러 설명의 편의를 위해서, 이하에서는 통신모듈(200)이 무선모듈(100)로 데이터 패킷을 전송하는 다운링크를 기준으로 설명한다.

먼저, 통신모듈(200)은 무선모듈(100)로 전송하고자 하는 타입을 정의하는 절차를 수행한다.

여기서, 데이터 패킷은, CPRI(Common Public Radio Interface) 포맷, 시간 도메인(Time Domain)에서의 I/Q 데이터 포맷, 주파수 도메인(Frequency Domain)에서의 I/Q 데이터, 및 비트 데이터 스트림으로 구분될 수 있다.

이와 관련하여, 통신모듈(200)은 무선모듈(100)로 전송하고자 하는 데이터 패킷의 타입을 확인하고, 확인된 데이터 패킷의 타입이 CPRI(Common Public Radio Interface) 포맷이거나, 또는 비트 데이터 스트림 포맷인 경우, 도 4 (B)에 도시된 바와 같은 Ethernet 프레임포맷 내 공통 필드(b)에 정의되어 있는 서브타입(Subtype) 필드에 필드 값을 선택함으로써, 전송하고자 하는 데이터 패킷의 타입을 정의한다(S10-S20).

예를 들어, 데이터 패킷이 CPRI data subtype인 경우, 서브타입(Subtype) 필드에는 0000 0010b에 해당하는 필드 값을 선택하여 해당 데이터 패킷을 CPRI 타입으로 정의할 수 있으며, 데이터 패킷이 Bit data Subtype인 경우에는, 서브타입(Subtype) 필드에는 0001 0010b에 해당하는 필드 값을 선택하여 해당 데이터 패킷을 비트 데이터 스트림으로 정의할 수 있는 것이다.

또한, 데이터 패킷이 Frequency domain data sub type인 경우에는, 서브타입(Subtype) 필드에 0001 0001b에 해당하는 필드 값을 선택하여 해당 데이터 패킷을 주파수 도메인의 I/Q 데이터로 정의할 수 있으며, 데이터 패킷이 Time domain data sub type인 경우에는, 서브타입(Subtype) 필드에는 0001 0000b에 해당하는 필드 값을 선택하여 해당 데이터 패킷을 시간 도메인의 I/Q 데이터로 정의할 수 있다.

한편, 통신모듈(200)은 데이터 패킷의 타입 정의 결과, 정의된 데이터 패킷의 타입이 주파수 도메인(Frequency Domain) 또는 시간 도메인(Time Domain)에서의 I/Q 데이터 포맷으로 정의된 경우에는, 도 5 (C)에 도시된 바와 같이, 페이로드(Payload) byte 앞에 4byte의 페이로드 서브헤더(Payload Sub-header)를 할당한다(S30-S40).

이러한, 페이로드 서브헤더(Payload Sub-header)는 도 5 (B)에 도시된 바와 같이, 주파수 도메인 또는 시간 도메인의 I/Q 데이터 내 정보를 구분하기 위한 정보 타입(Information type) 필드와, 주파수 도메인의 I/Q 데이터 내 SRS 정보 또는 PRACH 정보가 각각 어떤 안테나에 해당하는지를 나타내기 위한 확장 플로우 ID(Extended flow ID) 필드를 포함하도록 정의된다. 참고로, 시간 도메인에서의 I/Q 데이터는 주파수 도메인에서의 I/Q 데이터와는 달리 PRACH 정보를 포함하지 않는다.

그리고 나서, 통신모듈(200)은 페이로드 서브헤더(Payload Sub-header)를 할당이 완료되면, 정보 타입(Information type) 필드의 필드 값을 선택함으로써, 주파수 도메인 또는 시간 도메인의 I/Q 데이터 내 정보를 구분한다(S50).

예를 들어, I/Q 데이터에 포함된 정보가 I/Q 변조(I/Q Modulation) 정보이면, 정보 타입(Information type) 필드 값을 0000 0000b으로 선택하여, I/Q 데이터에 포함된 정보를 I/Q 변조(I/Q Modulation) 정보로 구분하고, I/Q 데이터에 포함된 정보가 SRS(Sounding Reference Signal) 정보인 경우, 정보 타입(Information type) 필드 값을 0000 0001b으로 선택하여 I/Q 데이터에 포함된 정보를 SRS(Sounding Reference Signal) 정보로 구분하며, I/Q 데이터에 포함된 정보가 PRACH(Physical Random Access Channel) 정보인 경우에는, 정보 타입(Information type) 필드 값을 0000 0010b으로 선택함으로써, I/Q 데이터에 포함된 정보를 PRACH(Physical Random Access Channel) 정보로 구분할 수 있다.

이어서, 통신모듈(200)은 데이터 패킷에 대한 포맷 정의가 완료되면, 무선모듈(200)과의 연결과 관련하여 무선모듈(100)과의 플로우를 정의하고, Ethernet 프레임포맷의 전체 옥텟(Octet) 수를 지정한다(S60).

즉, 통신모듈(200)은 도 4 (B)에 도시된 바와 같은 공통 필드(b) 내 서브타입(Subtype) 필드의 필드 값을 선택함과 아울러, 플로우 ID(Flow ID) 필드의 필드 값을 선택하는 방식을 통해서 무선모듈(100)과의 플로우를 정의하게 되며, 나아가 길이(Length) 필드의 필드 값을 선택하는 방식을 통해 Ethernet 프레임포맷의 전체 옥텟(Octet) 수를 무선모듈(100) 및 통신모듈(200)에서 상호 인지함으로써 무선모듈(100) 및 통신모듈(200) 간의 연결 신뢰성이 보장하게 된다.

이후, 통신모듈(200)은 타입 정의가 완료된 데이터 패킷을 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 새로운 프론트홀 인터페이스 즉 Fx 인터페이스에서 지원하는 형태로 패킷화하여 무선모듈(100)로 전송한다(S70-S80).

이때, CPRI 포맷의 데이터 패킷의 I/Q데이터는 Fx 인터페이스를 위해 정의된 Ethernet 프레임포맷의 패킷 형태로 도 4 (B)에 도시된 바와 같은 Ethernet 프레임포맷의 페이로드(Ethernet Payload)에 인캡슐레이션되어 전송될 수 있다.

그리고, 주파수 도메인 또는 시간 도메인에서 I/Q 변조(I/Q Modulation) 정보로 구분되는 I/Q 데이터의 경우, 페이로드(Payload) 필드에는 Mapper에서 결정된 Sample width 비트 수에 따라서 MSB부터 In-phase 와 Quadrature-phase 샘플의 차례로 필드가 채워지게 된다.

여기서, Sample width 비트 수를 결정하는 Mapper는, 기존 라디오 프레임 포맷과는 관계없이 시간 도메인 또는 주파수 도메인의 I/Q 데이터 혹은 Bit 신호를 Ethernet 패킷으로 인캡슐레이션하는 Ethernet native mapper를 일컫는 것으로서, 예컨대, 이러한 Ethernet native mapper에서 정의 된 Sample width의 비트수가 15bits인 경우에 페이로드(Payload) 필드에는 도 7에서와 같은 방식으로 I/Q 변조(I/Q Modulation) 정보가 실리게 된다.

한편, 주파수 도메인 또는 시간 도메인에서 SRS(Sounding Reference Signal) 정보로 구분되는 I/Q 데이터의 경우, 구분된 SRS(Sounding Reference Signal) 정보를 I/Q 변조(I/Q Modulation) 정보와는 별도로 패킷화한 후 페이로드(Payload) 필드에 실어 전송할 수 있으며, PRACH(Physical Random Access Channel) 정보로 구분되는 I/Q 데이터 역시, SRS(Sounding Reference Signal) 정보와 마찬가지로, I/Q 변조(I/Q Modulation) 정보와는 별개로 패킷화한 후 페이로드(Payload) 필드에 실어 전송할 수 있다.

이상 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전송 방법에 따르면, 무선모듈(100)과 통신모듈(200) 간에는 서브타입(Subtype) 필드의 필드 값을 선택하는 방식을 통해서 전송하고자 하는 데이터 패킷의 타입을 정의하며, 타입이 정의된 데이터 패킷을 Ethernet 프레임포맷의 패킷 형태로 인캡슐레이션(Encapsulation)하여 전송하게 되므로, 무선모듈(100)의 처리 기능 확장/설계에 따라 달라질 수 있는 데이터 패킷의 타입을 모두 수용할 수 있게 되어, 데이터 패킷의 원활한 전송을 지원할 수 있음을 알 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 데이터 패킷 전송 방법은, 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

지금까지 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 상기한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 또는 수정이 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 미친다 할 것이다.

본 발명에 따른 기지국장치 및 데이터 패킷 전송 방법에 따르면, 기지국장치(이하, 분리형 기지국)에서 무선모듈과의 데이터 패킷(User Plane 데이터) 전송을 위한 새로운 프론트홀(Fronthaul) 인터페이스를 정의하고 있다는 점에서, 기존 기술의 한계를 뛰어 넘음에 따라 관련 기술에 대한 이용만이 아닌 적용되는 장치의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.

100: 무선모듈
200: 통신모듈
300: 기지국장치(분리형 기지국)

Claims

기지국장치에 있어서,
상기 기지국장치에서 RF 처리 기능 및 PHY 계층의 일부 기능을 포함하는 무선모듈; 및
상기 PHY 계층의 나머지 기능, 및 상기 PHY 계층보다 상위 계층의 기능을 포함하는 통신모듈을 포함하며,
상기 무선모듈 및 상기 통신모듈 간에는,
상기 무선모듈 및 상기 통신모듈 간의 인터페이스를 위해 정의된 특정 프레임포맷의 패킷 형태로, 전송하고자 하는 데이터 패킷을 인캡슐레이션(Encapsulation)하여 전송하며,
상기 특정 프레임포맷의 페이로드는,
상기 페이로드를 통해 전송하고자 하는 데이터 패킷의 종류를 정의하는 서브타입(Subtype) 필드를 포함한 공통 필드와,
상기 서브타입 필드로 정의한 종류의 데이터 패킷이 전송되는 페이로드 필드, 및
상기 서브타입 필드로 정의한 데이터 패킷의 종류가 주파수 도메인 또는 시간 도메인의 I/Q 데이터인 경우, 상기 특정 프레임포맷의 페이로드에 추가 할당되는 페이로드 서브헤더 필드로 구성되며,
상기 I/Q 데이터는,
상기 페이로드 서브헤더에서 선택되는 필드 값에 따라 I/Q 변조(I/Q Modulation) 정보, SRS(Sounding Reference Signal) 정보, 및 PRACH(Physical Random Access Channel) 정보 중 하나로 구분되어 정의되며,
상기 I/Q 변조 정보는,
심볼 내에 안테나 단위로 패킷화되어 전송되며,
상기 SRS 정보 및 상기 PRACH 정보 각각은,
전체 안테나에 대한 정보 전송을 위해 상기 I/Q 데이터와는 별개로 패킷화되어 전송되는 것을 특징으로 하는 기지국장치.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 공통 필드는,
상기 무선모듈 및 상기 통신모듈 각각에 해당하는 노드(Node) 간의 연결과 관련하여 플로우(Flow)를 정의하기 위한 플로우 ID(Flow ID) 필드, 및 상기 프레임포맷의 전체 옥텟(Octet) 수를 나타내기 위한 길이(Length) 필드 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국장치.
삭제
삭제
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 통신모듈은,
PHY 계층에서의 일부 처리 기능 및 상기 PHY 계층에서의 일부 처리 기능보다 상위 계층에서의 처리 기능을 포함하는 기지국모듈이거나, 또는
상기 PHY 계층에서의 일부 처리 기능, MAC(Medium Access Control Layer) 계층 및 RLC 계층(Radio Link Control Layer)에서의 처리 기능을 포함하며, PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층 및 상기 PDCP 계층보다 상위 계층에서의 처리 기능을 포함하는 기지국모듈과 연결되는 상위 무선모듈인 것을 특징으로 하는 기지국장치.
기지국장치에서 RF 처리 기능 및 PHY 계층의 일부 기능을 포함하는 무선모듈과 연결되며, 상기 PHY 계층의 나머지 기능, 및 상기 PHY 계층보다 상위 계층의 기능을 포함하는 통신모듈이, 상기 무선모듈 및 상기 통신모듈 간의 인터페이스를 위해 정의된 특정 프레임포맷에 따라, 전송하고자 하는 데이터 패킷의 종류를 정의하는 정의단계; 및
상기 통신모듈이, 종류가 정의된 데이터 패킷을 상기 특정 프레임포맷의 패킷 형태로 인캡슐레이션(Encapsulation)하여 상기 인터페이스를 통해 상기 무선모듈로 전송하는 전송단계를 포함하며,
상기 특정 프레임포맷의 페이로드는,
상기 페이로드를 통해 전송하고자 하는 데이터의 종류를 정의하는 서브타입(Subtype) 필드를 포함한 공통 필드와,
상기 서브타입 필드로 정의한 종류의 데이터 패킷이 전송되는 페이로드 필드, 및
상기 서브타입 필드로 정의한 데이터 패킷의 종류가 주파수 도메인 또는 시간 도메인의 I/Q 데이터인 경우, 상기 특정 프레임포맷의 페이로드에 추가로 할당되는 페이로드 서브헤더 필드를 포함하여 구성되며,
상기 I/Q 데이터는,
상기 페이로드 서브헤더의 필드 값에 따라 I/Q 변조(I/Q Modulation) 정보, SRS(Sounding Reference Signal) 정보, 및 PRACH(Physical Random Access Channel) 정보 중 하나로 구분되어 정의되며,
상기 I/Q 변조 정보는,
심볼 내에 안테나 단위로 패킷화되어 전송되며,
상기 SRS 정보 및 상기 PRACH 정보 각각은,
전체 안테나에 대한 정보 전송을 위해 상기 I/Q 데이터와는 별개로 패킷화되어 전송되는 것을 특징으로 하는 데이터 패킷 전송 방법.
삭제
제 8 항에 있어서,
상기 공통 필드는,
상기 무선모듈 및 상기 통신모듈 각각에 해당하는 노드(Node) 간의 연결과 관련하여 플로우(Flow)를 정의하기 위한 플로우 ID(Flow ID) 필드, 및 상기 프레임포맷의 전체 옥텟(Octet) 수를 나타내기 위한 길이(Length) 필드 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 패킷 전송 방법.
삭제
삭제
삭제
제 8 항에 있어서,
상기 통신모듈은,
PHY 계층에서의 일부 처리 기능 및 상기 PHY 계층에서의 일부 처리 기능보다 상위 계층에서의 처리 기능을 포함하는 기지국모듈이거나, 또는
상기 PHY 계층에서의 일부 처리 기능, MAC(Medium Access Control Layer) 계층 및 RLC 계층(Radio Link Control Layer)에서의 처리 기능을 포함하며, PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층 및 상기 PDCP 계층보다 상위 계층에서의 처리 기능을 포함하는 기지국모듈과 연결되는 상위 무선모듈인 것을 특징으로 하는 데이터 패킷 전송 방법.