KR102232014B1

KR102232014B1 - 프론트홀 제어장치 및 프론트홀 제어장치의 동작 방법과, 광파장 대역의 할당을 제어하기 위한 프로그램 및 그 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능 기록매체

Info

Publication number: KR102232014B1
Application number: KR1020150121726A
Authority: KR
Inventors: 최창순; 나민수
Original assignee: 에스케이텔레콤 주식회사
Priority date: 2015-08-28
Filing date: 2015-08-28
Publication date: 2021-03-24
Also published as: WO2017039115A1; EP3343817A1; JP6857171B2; JP2018532296A; EP3343817B1; CN107925504B; EP3343817A4; US20180254846A1; CN107925504A; US10447421B2; ES2925016T3; KR20170025378A

Abstract

본 발명은, 프론트홀 제어장치 및 프론트홀 제어장치의 동작 방법과, 광파장 대역의 할당을 제어하기 위한 프로그램 및 그 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능 기록매체를 개시하고 있다.

Description

프론트홀 제어장치 및 프론트홀 제어장치의 동작 방법과, 광파장 대역의 할당을 제어하기 위한 프로그램 및 그 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능 기록매체{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING FRONTHAUL NETWORK, PROGRAM FOR CONTROLLING ALLOCATION OF OPTICAL BAND AND RECORDING MEDIA FOR THE PROGRAM}

본 발명은 광파장 대역의 할당을 제어하기 위한 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 광신호의 중심파장을 유연하게 조정하여 광파장 대역의 할당을 가변적으로 제어할 수 있는 프론트홀 제어장치 및 프론트홀 제어장치의 동작 방법과, 광파장 대역의 할당을 제어하기 위한 프로그램 및 그 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능 기록매체에 관한 것이다.

최근에는, 무선 네트워크가 진화(예: LTE-A -> 5G)에 의해 사용 대역폭이 급격하게 증가(예: 수백 MHz~수GHz)됨에 따라 프론트홀(fronthaul)에 요구되는 전송 속도 역시 급격하게 증가(예: 수백 Gbps)되고 있다. 여기서, 프론트홀(fronthaul)은, 기지국이 DU(digital unit)와 RU(remote radio unit)로 분리되었을 때, DU와 RU를 연결하는 유선 광링크(Optical Link)이다.

이처럼, 무선 네트워크가 광대역 기반으로 진화함에 따라, 프론트홀에 광대역폭(wide Bandwidth) 및 MIMO(multiple input and multiple output)의 도입이 불가피하게 되었다.

즉, 전술과 같이 프론트홀에 광대역폭(wide Bandwidth) 및 MIMO(multiple input and multiple output)의 도입에 따라 기존 프론트홀 용량(fronthaul capacity)이 한계에 직면하게 된다. 여기서, 프론트홀의 용량은, 대역폭(bandwidth) 및 안테나(antenna) 수에 비례하여 결정될 수 있다.

이러한, 프론트홀 용량의 한계 문제를 해소하기 위해, 광통신에서 다수의 파장을 분할하여 전송하는 WDM(wavelength division multiplexing) 기술을 프론트홀에 적용하여 하나의 DU에 복수 개의 RU가 연결되는 P2MP(point-to-multipoint) 프론트홀을 구축하였다.

전술과 같이, WDM 기반으로 프론트홀이 구성되면, 다수의 광신호를 집중/분기하는 멀티플렉서(multiplexer) 및 광/송수신기의 광파장 표준화를 위해 광신호의 중심파장이 고정(fixed grid)된 상태에서 운용이 이루어진다.

또한, 광신호를 전송하는 광섬유의 특성상 전송 손실이 낮은 파장 대역이 존재하며, 이를 증폭하는 광증폭기(Optical Amplifier)의 파장 대역 역시 제한되어 있어, WDM 기반으로 구성된 프론트홀에서 실제 활용 가능한 광파장 수가 제한되는 문제가 있다.

즉, 단일 광섬유에 다수의 기지국 프론트홀 구현이 가능하도록 제한된 광파장 대역을 효율적으로 사용하기 위한 기술이 요구된다.

이에, 본 발명에서는, 프론트홀 광신호의 중심파장을 유연하게 조정하여 광파장 대역의 할당을 가변적으로 제어할 수 있는 방안을 제안하고자 한다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 광신호의 중심파장을 유연하게 조정하여 광파장 대역의 할당을 가변적으로 제어할 수 있는 프론트홀 제어장치 및 프론트홀 제어장치의 동작 방법과, 광파장 대역의 할당을 제어하기 위한 프로그램 및 그 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능 기록매체를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 해결하려는 과제는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 관점에 따른 프론트홀 제어장치는 다수의 셀 중 특정셀에 필요한 광파장 데이터율에 따라 상기 특정셀의 주파수 대역폭을 확인하는 대역폭확인부; 상기 특정셀의 주파수 대역폭을 할당하기 위한 중심파장을 결정하는 중심파장결정부; 및 상기 특정셀의 주파수 대역폭 및 상기 중심파장을 기초로 상기 특정셀의 광파장 대역을 할당하는 광파장대역할당부를 포함하며, 상기 중심파장은, 상기 특정셀에 할당되는 광파장 대역이 상기 다수의 셀 중 상기 특정셀 이외의 다른 셀 중 적어도 일부에 할당된 광파장 대역과 인접되도록 결정되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 대역폭확인부는, 상기 특정셀이 오프되거나 상기 특정셀과 관련된 다수의 안테나 중 적어도 일부가 오프되는 경우, 상기 특정셀의 주파수 대역폭이 좁아지는 것을 확인하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 중심파장결정부는, 상기 특정셀과 집중국 사이의 거리가 설정치 이상인 경우, 상기 특정셀에 할당되는 광파장 대역이 광증폭기 사용이 가능한 광파장 대역에 포함되도록 상기 중심파장을 결정하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 관점에 따른 컴퓨터 판독 가능 기록매체는, 다수의 셀 중 특정셀에 필요한 광파장 데이터율에 따라 상기 특정셀의 주파수 대역폭을 확인하는 확인단계; 상기 특정셀의 주파수 대역폭을 할당하기 위한 중심파장을 결정하는 결정단계; 및 상기 특정셀의 주파수 대역폭 및 상기 중심파장을 기초로 상기 특정셀의 광파장 대역을 할당하는 할당단계를 포함하며, 상기 중심파장은, 상기 특정셀에 할당되는 광파장 대역이 상기 다수의 셀 중 상기 특정셀 이외의 다른 셀 중 적어도 일부에 할당된 광파장 대역과 인접되도록 결정하는 것을 수행하는 명령어를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 확인단계는, 상기 특정셀이 오프되거나 상기 특정셀과 관련된 다수의 안테나 중 적어도 일부가 오프되는 경우, 상기 특정셀의 주파수 대역폭이 좁아지는 것을 확인하는 것을 수행하는 명령어를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 결정단계는, 상기 특정셀과 집중국 사이의 거리가 설정치 이상인 경우, 상기 특정셀에 할당되는 광파장 대역이 광증폭기 사용이 가능한 광파장 대역에 포함되도록 상기 중심파장을 결정하는 것을 수행하는 명령어를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이에, 본 발명에 따른 프론트홀 제어장치 및 프론트홀 제어장치의 동작 방법과, 광파장 대역의 할당을 제어하기 위한 프로그램 및 그 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능 기록매체에 의하면, 광신호의 중심파장을 유연하게 조정하여 광파장 대역의 할당을 가변적으로 제어할 수 있는 효과를 도출한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 통신 환경을 보여주는 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 프론트홀 제어장치의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 중심파장을 결정하는 일례를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 중심파장을 결정하는 다른예를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 프론트홀 구조 내 구성들이 연동하여 동작하는 방법 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 프론트홀 제어장치의 동작 방법을 보여주는 동작 흐름도이다.

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

먼저, 도 1을 참조하여 본 발명이 적용되는 통신 환경을 설명하도록 하겠다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용될 통신 환경은, 셀룰러 네트워크에서 발생하는 트래픽에 따라 동적으로 셀룰러 네트워크 용량을 조절하는 다이나믹 셀룰러 네트워크(Dynamic Cellular Network) 구현을 위한 플렉서블 프론트홀 (Flexible Fronthaul)(이하, 프론트홀) 구조로서, 적어도 하나의 기지국(10)을 포함하는 다수의 셀(C1-Cn)과, 다수의 셀(C1-Cn)을 통합 제어하는 자가진단 네트워크 장치(self organizing network, 이하, SON)(100)와, SON(100)과 연동하여 다수의 셀(C1-Cn)의 광파장 대역을 가변적으로 할당하는 프론트홀 제어장치(200)를 포함한다.

이때, 기지국(10)은, DU(digital unit)와 RU(remote radio unit)로 분리 될 수 있다. 즉, RU는 각 기지국에 분산 배치되며, DU는 가상화 환경에서 집중되어 DU 집중국(DU pool)(300)로 별도로 구현된다.

전술한 본 발명의 통신 환경에서, 프론트홀은 DU와 RU를 연결하는 유선 광링크(Optical Link)를 의미하며, 광링크를 통해 DU와 RU간의 프론트홀 광신호(이하, 광신호)를 전송한다.

이처럼 프론트홀을 통해 광신호를 전송할 때, 종래의 프론트홀의 경우에는, DU에서 RU로 전송되는 데이터율(Data Rate)이 일정하다는 가정하에 설계되었기 때문에 도 1의 (A)와 같이 광신호의 중심파장이 고정된 상태에서 각 셀에 광파장 대역이 할당되었다. 이에, 실제 활용 가능한 광파장 대역의 수가 제한되는 문제가 발생한다.

하지만, 본 발명의 프론트홀은, 도 1의 (B)와 같이 DU에서 RU로 전송되는 광신호의 중심파장을 고정하지 않고 셀 오프 또는 안테나 오프 상태에 따라 유연하게 광신호의 중심파장을 조정하여 각 셀에 할당되는 광파장 대역을 가변적으로 제어하므로, 대역폭이 절약(bandwidth saving)됨에 따라 실제 활용 가능한 광파장 대역의 수를 종래에 비해 급격하게 증가시킬 수 있게 된다.

이에, 이하에서는, 본 발명에서 제안하는 광신호의 중심파장을 유연하게 조정하여 광파장 대역의 할당을 가변적으로 제어하기 위한 방안에 대해 보다 구체적으로 설명하겠다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 SON(100)은, 프론트홀 구조에 포함된 다수의 셀(C1-Cn)에 대한 셀커버리지(Cell Coverage)와, 다수의 셀(C1-Cn)의 상태를 통합 관리한다.

특히, SON(100)은, 다수의 셀(C1-Cn) 중 적어도 하나의 셀이 오프되거나, 또는 기지국의 안테나 중 적어도 일부가 오프된 해당 기지국을 포함하는 셀(이하, 특정셀)이 확인되는 경우, DU 집중국(300)으로부터 특정셀의 오프레벨정보(Off-level Information)를 수신하여 특정셀에 대한 주파수 대역폭을 결정한다.

즉, SON(100)은, DU 집중국(300)으로부터 오프레벨정보를 수신하면, 오프레벨정보에 포함된 특정셀에 필요한 광파장 데이터율에 따라 특정셀의 주파수 대역폭을 산출하고, 이를 프론트홀 제어장치(200)로 전달한다.

여기서, 오프레벨정보는, 다수의 셀(C1-Cn) 중 적어도 하나의 셀이 오프되거나, 또는 셀 내 포함된 기지국의 안테나 중 적어도 일부가 오프되는 것에 의해 특정셀이 결정되면, 특정셀에 필요한 광파장 데이터율을 결정하기 위해 오프상태에서 최소한으로 필요한 대역폭 산출을 위한 정보로 정의될 수 있다.

예를 들자면, 오프레벨정보는, 특정셀로 전송되어야 하는 제어신호가 존재하는지, 또는 최소한의 데이터 전송이 계속 필요한지에 대한 정보 등이 포함될 수 있다.

이후, SON(100)은, 특정셀의 주파수 대역폭을 프론트홀 제어장치(200)로 전달한다.

본 발명에서는, SON(100)이 특정셀에 필요한 광파장 데이터율에 따라 직접 특정셀의 주파수 대역폭을 산출하여 전달하였으나, 오프레벨정보에 포함된 특정셀에 필요한 광파장 데이터율을 프론트홀 제어장치(200)로 전달하여, 프론트홀 제어장치(200)에서 특정셀의 주파수 대역폭이 산출되도록 할 수도 있다.

DU 집중국(300)은, 다수의 셀(C1-Cn)에 포함된 단말의 활성화 상태 또는 기지국의 안테나 활성화 상태를 모니터링하여 특정셀을 결정한다.

보다 구체적으로, DU 집중국(300)은, 다수의 셀(C1-Cn)에 포함된 단말의 활성화 상태를 모니터링하여 실질적으로 각 셀(C1-Cn)에 대한 온/오프 여부를 판단한다. 본 발명에서는 다수의 셀에 포함된 단말의 활성화 상태를 모니터링하여 각 셀에 대한 온/오프 여부를 판단하는 기능을 DU 집중국(300)에서 수행하는 것으로 언급하였으나, 이에 한정되지 않으며, SON(100)에서도 이러한 기능을 동일하게 수행할 수도 있다.

이어서, DU 집중국(300)은, 다수의 셀(C1-Cn) 중 일부 셀이 오프된 것으로 판단되면, 오프된 셀을 특정셀로 결정한다.

예를 들어, DU 집중국(300)은, 셀(C2)에 포함된 단말 중 활성화 단말이 기 설정된 오프판단 임계치 이하인 경우, 셀(C2)이 오프된 것으로 판단하고, 오프된 셀(C2)을 특정셀로 결정한다.

또한, DU 집중국(300)은, 다수의 셀(C1-Cn)에 포함된 기지국의 안테나의 실질적인 온/오프 여부를 판단한다. 여기서, 기지국에 구비된 안테나는, MIMO(multiple input and multiple output) RF 유닛으로서, 다수의 안테나를 포함할 수 있다.

즉, DU 집중국(300)은, 각 셀(C1-Cn)에 포함된 기지국의 안테나 중 일부 안테나가 오프된 것으로 판단되면, 일부 오프된 안테나를 포함하는 셀을 특정셀로 결정한다.

예를 들어, DU 집중국(300)은, 셀(C2)에 포함된 기지국의 안테나 중 일부 안테나가 기 설정된 오프판단 임계치 이하인 경우, 오프된 해당 기지국을 포함하는 셀(C2)이 오프된 것으로 판단하고, 오프된 셀(C2)을 특정셀로 결정한다.

또한, DU 집중국(300)은, 특정셀의 결정이 완료되면, 특정셀에 필요한 광파장 데이터율이 결정될 수 있도록 특정셀에 대한 오프레벨정보를 생성하고, 요청 시 이를 제공한다.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 프론트홀 제어장치의 구성을 구체적으로 설명하겠다.

도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 프론트홀 제어장치(200)는, 다수의 셀(C1-Cn) 중 특정셀에 필요한 광파장 데이터율에 따라 상기 특정셀의 주파수 대역폭을 확인하는 대역폭확인부(210), 상기 특정셀의 주파수 대역폭을 할당하기 위한 중심파장을 결정하는 중심파장결정부(220) 및 상기 특정셀의 주파수 대역폭 및 상기 중심파장을 기초로 상기 특정셀의 광파장 대역을 할당하는 광파장대역할당부(230)를 포함한다.

대역폭확인부(210)는, 다수의 셀(C1-Cn) 중 특정셀에 필요한 광파장 데이터율에 따라 특정셀의 주파수 대역폭을 확인한다. 이하에서는, 특정셀이 셀(C2)인 것으로 언급하여 설명하겠다.

즉, 대역폭확인부(210)는, 특정셀(C2)이 오프되거나 특정셀(C2)에 포함된 다수의 안테나 중 적어도 일부가 오프되는 경우, SON(100)으로부터 특정셀(C2)의 오프레벨정보에 기초하여 산출된 특정셀(C2)의 주파수 대역폭을 수신한다.

만일, SON(100)으로부터 오프레벨정보가 전달되는 경우, 대역폭확인부(210)는, 오프레벨정보에 기초하여 광파장 데이터율을 연산하고, 연산된 광파장 데이터율에 따라 특정셀(C2)의 주파수 대역폭을 직접 산출할 수도 있다.

이후, 대역폭확인부(210)는, 특정셀(C2)의 주파수 대역폭, 즉 오프 상태일 때의 주파수 대역폭과 이전 온 상태일 때의 주파수 대역폭을 비교했을 때, 특정셀(C2)의 오프 상태일 때의 주파수 대역폭이 상대적으로 좁아진 것을 확인한다.

중심파장결정부(220)는, 특정셀(C2)의 주파수 대역폭을 할당하기 위한 중심파장을 결정한다.

이때, 상기 중심파장은, 특정셀(C2)에 할당되는 광파장 대역이 나머지 셀(C1, C3-Cn) 중 적어도 일부에 할당된 광파장 대역과 인접되도록 결정된다.

보다 구체적으로, 중심파장결정부(220)는, 전체 광대장 대역 중 다수의 셀(C1-Cn)에 기 할당된 광파장 대역을 확인한다. 이때, 광파장 대역은, 중심파장 및 주파수 대역폭에 의해 결정될 수 있다.

이어서, 중심파장결정부(220)는, 특정셀(C2)의 주파수 대역폭이 상대적으로 좁아진 것이 전술에서 확인되었으므로, 각 셀(C1, C3-Cn)에 할당된 광파장 대역 중 일부에 인접하도록 특정셀(C2)의 중심파장을 결정한다.

예를 들어, 다수의 셀(C1-Cn)에 광파장 대역이 도 3과 같이 기 할당된 것으로 가정하면, 셀(C1)에는 제1 광파장 대역이 할당되며, 셀(C2)에는 제2 광파장 대역이 할당되며, 나머지 셀도 동일하게 제3 내지 제n 광파장 대역이 할당되게 된다.

즉, 제1 광파장 대역은, 중심파장(CP1) 및 주파수 대역폭(BW1)에 의해 결정되며, 제2 광파장 대역은, 중심파장(CP2) 및 주파수 대역폭(BW2)에 의해 결정된다. 나머지 제3 내지 제n 광파장 대역 역시 해당 중심파장 및 주파수 대역폭에 의해 결정되게 된다.

이때, 셀(C2)의 주파수 대역폭이 (BW2 -> BW2`)로 상대적으로 좁아지게 되어 특정셀(C2)로 결정되면, 중심파장결정부(220)는, 특정셀(C2)의 중심파장(CP2)을 각 셀(C1, C3-Cn)에 기 할당된 광파장 대역 중 일부에 인접하도록 결정한다.

이하에서는, 설명의 편의를 위해 특정셀(C2)의 중심파장이 셀(C1)에 할당된 제1 광파장 대역에 인접하도록 결정되는 것으로 언급하여 설명하겠다.

즉, 중심파장결정부(220)는, 셀(C1)의 중심파장(CP1)으로부터 주파수 대역폭(BW1)/2에 해당하는 절반 주파수 대역폭(BW1/2)을 산출한다. 또한, 중심파장결정부(220)는, 특정셀(C2)의 중심파장(CP2)으로부터 주파수 대역폭(BW2`)/2에 해당하는 절반 주파수 대역폭(BW2`/2)을 산출한다.

이후, 중심파장결정부(220)는, 셀(C1)의 절반 주파수 대역폭(BW1/2)과 특정셀(C2)의 절반 주파수 대역폭(BW2`/2)이 중첩되어 간섭이 발생되지 않는 최대 허용범위까지 인접했을 때의 특정셀(C2)의 파장을 중심파장(CP2`)으로 결정한다.

만일, 도 1과 달리 특정셀(C2)이 DU 집중국(300)으로부터 상대적으로 멀리 떨어져 그 사이의 거리가 설정치 이상인 경우, 중심파장결정부(220)는, 특정셀(C2)에 할당되는 광파장 대역이 광증폭기 사용이 가능한 광파장 대역에 포함되도록 중심파장을 결정할 수도 있다.

즉, 특정셀에 대한 중심파장 결정 시, 중심파장결정부(220)는, 상대적으로 장거리 전송 및 데이터고속전송(High Data Rate)이 필요한 프론트홀 링크(Fronthaul Link)인 경우, 중심파장을 광 증폭기(Optical Amplifier) 대역폭 내의 파장으로 할당하고, 단거리 전송 및 데이터저속전송(Low Data Rate) 경우는 이외의 파장을 할당하게 된다.

전술에서는, 설명의 편의를 위해 주파수 대역폭이 상대적으로 좁아진 특정셀의 중심파장 만이 기 할당된 광파장 대역 중 일부에 인접하도록 결정되는 것으로 언급하였으나, 다른 예로서, 도 4와 같이 특정셀의 중심파장을 결정하면서 온 상태의 나머지 셀(C1, C3-Cn)의 중심파장도 새롭게 결정되도록 하여 광파장 대역이 전체적으로 재할당되도록 할 수도 있다.

보다 구체적으로, 도 4와 같이, 셀(C2)의 주파수 대역폭이 (BW2 -> BW2`)로 상대적으로 좁아지게 되어 특정셀(C2)로 결정되며, 나머지 셀(C1, C3-Cn)은 기 할당된 주파수 대역폭(BW1, BW3-BWn)을 유지하는 것으로 가정하면, 중심파장결정부(220)는, 전술과 동일한 방법으로 셀(C1)의 절반 주파수 대역폭(BW1/2)과 특정셀(C2)의 절반 주파수 대역폭(BW2`/2)이 중첩되어 간섭이 발생되지 않는 최대 허용범위까지 인접했을 때의 특정셀(C2)의 파장을 중심파장(CP2`)으로 결정하게 된다.

즉, 특정셀(C2)의 파장중심이 (CP2-> CP2`)로 조정된다.

이어서, 중심파장결정부(220)는, 셀(C3)의 중심파장(CP3)으로부터 주파수 대역폭(BW3)/2에 해당하는 절반 주파수 대역폭(BW3/2)을 산출한다. 이후, 중심파장결정부(220)는, 특정셀(C2)의 절반 주파수 대역폭(BW2`/2)과 셀(C3)의 절반 주파수 대역폭(BW3/2)이 중첩되어 간섭이 발생되지 않는 최대 허용범위까지 인접했을 때의 셀(C3)의 파장을 중심파장(CP3`)으로 결정한다.

즉, 셀(C3)의 파장중심이 (CP3-> CP3`)로 조정된다.

이후, 중심파장결정부(220)는, 나머지 셀(C4-Cn)의 주파수 대역폭을 할당하기 위한 중심파장 역시 동일한 방법으로 결정한다.

전술과 같이, 본 발명에서는 광신호의 중심파장을 고정하지 않고 셀 오프 또는 MIMO 안테나 오프 상태에 따라 유연하게 광신호의 중심파장을 특정셀 또는 전체셀을 대상으로 조정하여 각 셀에 할당되는 광파장 대역이 가변적으로 제어되도록 함에 따라, 대역폭 절약을 통해 실제 활용 가능한 광파장 대역의 수를 급격하게 증가시킬 수 있는 것이다.

다시 도 2 및 도 3을 참고하면, 광파장대역할당부(230)는, 특정셀의 주파수 대역폭 및 중심파장을 기초로 특정셀의 광파장 대역을 할당한다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해 특정셀(C2)이 셀(C1)에 할당된 제1 광파장 대역에 인접하도록 광파장 대역을 할당하는 것으로 언급하여 설명하겠다.

즉, 광파장대역할당부(230)는, 전술에 의해 특정셀(C2)의 주파수 대역폭이 (BW2 -> BW2`)로 좁아지고, 중심파장이 (CP2-> CP2`)로 결정되면, 셀(C1)에 할당된 제1 광파장 대역에 인접하도록 특정셀(C2)의 중심파장(CP2`)을 기준으로 주파수 대역폭(BW2`)이 동일한 절반 주파수 대역폭(BW2`/2)을 유지하도록 하여 특정셀(C2)의 제2 광파장 대역을 할당한다.

파장정보제공부(240)는, 특정셀의 광파장 대역의 할당이 완료되면, 특정셀의 광파장 대역의 할당이 완료되었음을 알리기 위한 파장할당정보를 생성한다. 이후, 파장정보제공부(240)는, 라우팅이 수행될 수 있도록 파장할당정보를 다수의 셀(C1-Cn) 내 프론트홀 송수신기, 라우터(router) 등으로 전송한다.

여기서, 파장할당정보는, 할당이 완료된 특정셀의 광파장 대역에 대한 정보를 포함하거나, 또는 전체 셀에 할당된 광파장 대역에 대한 정보를 포함할 수 있다.

이하에서는, 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 광신호의 중심파장을 유연하게 조정하여 광파장 대역의 할당을 가변적으로 제어하는 동작 방법을 구체적으로 설명하도록 한다. 이하의 설명에서는 편의 상 전술의 도 1 내지 도 4에서 언급한 참조번호를 언급하여 설명하도록 하겠다.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 프론트홀 구조 내 구성들이 연동하여 본 발명에서 제안하는 방안을 달성하기 위해 동작하는 방법을 구체적으로 설명하겠다.

도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 DU 집중국(300)은, 다수의 셀(C1-Cn)에 포함된 단말의 활성화 상태 또는 기지국의 안테나 활성화 상태를 모니터링한다(S100).

이어서, DU 집중국(300)은, 모니터링 결과에 기초하여 다수의 셀(C1-Cn) 중 일부 셀이 오프된 것으로 판단되면 오프된 셀을 특정셀로 결정하거나, 또는 각 셀(C1-Cn)에 포함된 기지국의 안테나 중 일부 안테나가 오프된 것으로 판단되면 일부 오프된 안테나를 포함하는 셀을 특정셀로 결정한다(S110).

보다 구체적으로, DU 집중국(300)은, 다수의 셀(C1-Cn)에 포함된 단말의 활성화 상태를 모니터링하여 실질적으로 각 셀(C1-Cn)에 대한 온/오프 여부를 판단한다(S110). 이어서, DU 집중국(300)은, 다수의 셀(C1-Cn) 중 일부 셀이 오프된 것으로 판단되면, 오프된 셀을 특정셀로 결정한다.

이후, DU 집중국(300)은, 특정셀의 결정이 완료되면, 특정셀에 필요한 광파장 데이터율이 결정될 수 있도록 특정셀에 대한 오프레벨정보를 생성하고, 이를 SON(100)으로 전달한다(S120, S130).

SON(100)은, DU 집중국(300)으로부터 특정셀의 오프레벨정보(Off-level Information)를 수신하여 특정셀에 대한 주파수 대역폭을 결정한다.

즉, SON(100)은, DU 집중국(300)으로부터 오프레벨정보를 수신하면, 오프레벨정보에 포함된 특정셀에 필요한 광파장 데이터율에 따라 특정셀의 주파수 대역폭을 산출하고, 이를 프론트홀 제어장치(200)로 전달한다(S140, S150).

프론트홀 제어장치(200)는, 특정셀(C2)의 주파수 대역폭, 즉 오프 상태일 때의 주파수 대역폭과 이전 온 상태일 때의 주파수 대역폭을 비교했을 때, 특정셀(C2)의 오프 상태일 때의 주파수 대역폭이 상대적으로 좁아진 것을 확인한다(S160).

프론트홀 제어장치(200)는, 특정셀(C2)의 주파수 대역폭을 할당하기 위한 중심파장을 결정한다(S170).

보다 구체적으로, 프론트홀 제어장치(200)는, 전체 광대장 대역 중 다수의 셀(C1-Cn)에 기 할당된 광파장 대역을 확인한다. 이때, 광파장 대역은, 중심파장 및 주파수 대역폭에 의해 결정될 수 있다.

이어서, 프론트홀 제어장치(200)는, 특정셀(C2)의 주파수 대역폭이 상대적으로 좁아진 것이 전술에서 확인되었으므로, 각 셀(C1, C3-Cn)에 할당된 광파장 대역 중 일부에 인접하도록 특정셀(C2)의 중심파장을 결정한다.

이때, 셀(C2)의 주파수 대역폭이 (BW2 -> BW2`)로 상대적으로 좁아지게 되어 특정셀(C2)로 결정되면, 프론트홀 제어장치(200)는, 특정셀(C2)의 중심파장(CP2)을 각 셀(C1, C3-Cn)에 기 할당된 광파장 대역 중 일부에 인접하도록 결정한다.

만일, 도 1과 달리 특정셀(C2)이 DU 집중국(300)으로부터 상대적으로 멀리 떨어져 그 사이의 거리가 설정치 이상인 경우, 프론트홀 제어장치(200)는, 특정셀(C2)에 할당되는 광파장 대역이 광증폭기 사용이 가능한 광파장 대역에 포함되도록 중심파장을 결정할 수도 있다.

이후, 프론트홀 제어장치(200)는, 특정셀의 주파수 대역폭 및 중심파장을 기초로 특정셀의 광파장 대역을 할당한다(S180).

즉, 프론트홀 제어장치(200)는, 전술에 의해 특정셀(C2)의 주파수 대역폭이 (BW2 -> BW2`)로 좁아지고, 중심파장이 (CP2-> CP2`)로 결정되면, 셀(C1)에 할당된 제1 광파장 대역에 인접하도록 특정셀(C2)의 중심파장(CP2`)을 기준으로 주파수 대역폭(BW2`)이 동일한 폭 간격을 유지하도록 하여 특정셀(C2)의 제2 광파장 대역을 할당한다.

다음은, 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 프론트홀 제어장치의 동작 방법을 보다 구체적으로 설명하겠다.

도 3 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 프론트홀 제어장치(200)의 대역폭확인부(210)는, 특정셀(C2)이 오프되거나 특정셀(C2)에 포함된 다수의 안테나 중 적어도 일부가 오프되는 경우, SON(100)으로부터 특정셀(C2)의 오프레벨정보에 기초하여 산출된 특정셀(C2)의 주파수 대역폭을 수신한다(S200).

만일, SON(100)으로부터 오프레벨정보가 전달되는 경우, 대역폭확인부(210)는, 오프레벨정보에 포함된 특정셀(C2)에 필요한 광파장 데이터율을 검출하고, 검출된 광파장 데이터율에 따라 특정셀(C2)의 주파수 대역폭을 직접 산출할 수도 있다.

이후, 대역폭확인부(210)는, 특정셀(C2)의 주파수 대역폭, 즉 오프 상태일 때의 주파수 대역폭과 이전 온 상태일 때의 주파수 대역폭을 비교했을 때, 특정셀(C2)의 오프 상태일 때의 주파수 대역폭이 상대적으로 좁아진 것을 확인한다(S210).

한편, 중심파장결정부(220)는, 특정셀(C2)의 주파수 대역폭을 할당하기 위한 중심파장을 결정한다(S220).

보다 구체적으로, 중심파장결정부(220)는, 전체 광대장 대역 중 다수의 셀(C1-Cn)에 기 할당된 광파장 대역을 확인한다(S221). 이때, 광파장 대역은, 중심파장 및 주파수 대역폭에 의해 결정될 수 있다.

이어서, 중심파장결정부(220)는, 특정셀(C2)의 주파수 대역폭이 상대적으로 좁아진 것이 확인되었으므로, 각 셀(C1, C3-Cn)에 할당된 광파장 대역 중 일부에 인접하도록 특정셀(C2)의 중심파장을 결정한다.

즉, 중심파장결정부(220)는, 셀(C1)의 중심파장(CP1)으로부터 주파수 대역폭(BW1)/2에 해당하는 절반 주파수 대역폭(BW1/2)을 산출한다(S222). 또한, 중심파장결정부(220)는, 특정셀(C2)의 중심파장(CP2)으로부터 주파수 대역폭(BW2`)/2에 해당하는 절반 주파수 대역폭(BW2`/2)을 산출한다(S223).

이후, 중심파장결정부(220)는, 셀(C1)의 절반 주파수 대역폭(BW1/2)과 특정셀(C2)의 절반 주파수 대역폭(BW2`/2)이 중첩되어 간섭이 발생되지 않는 최대 허용범위까지 인접했을 때의 특정셀(C2)의 파장을 중심파장(CP2`)으로 결정한다(S224).

광파장대역할당부(230)는, 특정셀(C2)의 주파수 대역폭(BW2) 및 중심파장(CP2`)을 기초로 특정셀의 광파장 대역을 할당한다(S230).

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 프론트홀 제어장치 및 프론트홀 제어장치의 동작 방법과, 광파장 대역의 할당을 제어하기 위한 프로그램 및 그 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능 기록매체에 의하면, 광신호의 중심파장을 고정하지 않고 셀 오프 또는 안테나 오프 상태에 따라 유연하게 광신호의 중심파장을 조정하여 각 셀에 할당되는 광파장 대역을 가변적으로 제어할 수 있게 된다.

따라서, 본 발명에 의하면, 광신호의 중심파장을 유연하게 조정하여 광파장 대역을 가변적으로 제어할 수 있기 때문에, 대역폭을 절약(bandwidth saving)할 수 있어 실제 프론트홀에서 활용 가능한 광파장 대역의 수를 급격하게 증가시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있고, 이로 인해 단일 광섬유에 다수의 기지국 프론트홀 구현할 수 있어 프론트홀 용량(fronthaul capacity) 한계를 극복할 수 있으며, 더 나아가 유연한 프론트홀 아키텍처(Flexible Fronthaul Architecture)를 제공할 수 있는 효과까지 기대할 수 있다.

본 발명의 실시예들은, 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 발명의 프론트홀 제어장치 및 프론트홀 제어장치의 동작 방법과, 광파장 대역의 할당을 제어하기 위한 프로그램 및 그 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능 기록매체에 따르면, 광신호의 중심파장을 유연하게 조정하여 광파장 대역의 할당을 가변적으로 제어할 수 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.

10 : 기지국
100 : 자가진단 네트워크 장치(self organizing network)
200 : 프론트홀 제어장치
210 : 대역폭확인부 220 : 중심파장결정부
230 : 광파장대역할당부 300 : DU 집중국

Claims

다수의 셀 중 특정셀에 필요한 광파장 데이터율에 따라 상기 특정셀의 주파수 대역폭을 확인하는 대역폭확인부;
상기 특정셀의 주파수 대역폭을 할당하기 위한 중심파장을 결정하는 중심파장결정부; 및
상기 특정셀의 주파수 대역폭 및 상기 중심파장을 기초로 상기 특정셀의 광파장 대역을 할당하는 광파장대역할당부를 포함하며,
상기 중심파장은,
상기 특정셀에 대해서 상기 특정셀에 할당되는 광파장 대역이 상기 다수의 셀 중 상기 특정셀 이외의 다른 셀 중 적어도 일부에 할당된 광파장 대역과 인접되도록 결정되며,
상기 특정셀과 광파장 대역이 인접되도록 결정된 셀을 제외한 나머지 셀에 대해서도 서로 이웃한 광파장 대역의 셀 간에 광파장 대역이 서로 인접되도록 결정되는 것을 특징으로 하는 프론트홀 제어장치.
제 1 항에 있어서,
상기 대역폭확인부는,
상기 특정셀이 오프되거나 상기 특정셀과 관련된 다수의 안테나 중 적어도 일부가 오프되는 경우, 상기 특정셀의 주파수 대역폭이 좁아지는 것을 확인하는 것을 특징으로 하는 프론트홀 제어장치.
제 1 항에 있어서,
상기 중심파장결정부는,
상기 특정셀과 집중국 사이의 거리가 설정치 이상인 경우, 상기 특정셀에 할당되는 광파장 대역이 광증폭기 사용이 가능한 광파장 대역에 포함되도록 상기 중심파장을 결정하는 것을 특징으로 하는 프론트홀 제어장치.
다수의 셀 중 특정셀에 필요한 광파장 데이터율에 따라 상기 특정셀의 주파수 대역폭을 확인하는 확인단계;
상기 특정셀의 주파수 대역폭을 할당하기 위한 중심파장을 결정하는 결정단계; 및
상기 특정셀의 주파수 대역폭 및 상기 중심파장을 기초로 상기 특정셀의 광파장 대역을 할당하는 할당단계를 포함하며,
상기 중심파장은,
상기 특정셀에 대해서 상기 특정셀에 할당되는 광파장 대역이 상기 다수의 셀 중 상기 특정셀 이외의 다른 셀 중 적어도 일부에 할당된 광파장 대역과 인접되도록 결정되며,
상기 특정셀과 광파장 대역이 인접되도록 결정된 셀을 제외한 나머지 셀에 대해서도 서로 이웃한 광파장 대역의 셀 간에 광파장 대역이 서로 인접되도록 결정되는 것을 수행하는 명령어를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능 기록매체.
제 4 항에 있어서,
상기 확인단계는,
상기 특정셀이 오프되거나 상기 특정셀과 관련된 다수의 안테나 중 적어도 일부가 오프되는 경우, 상기 특정셀의 주파수 대역폭이 좁아지는 것을 확인하는 것을 수행하는 명령어를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능 기록매체.
제 4 항에 있어서,
상기 결정단계는,
상기 특정셀과 집중국 사이의 거리가 설정치 이상인 경우, 상기 특정셀에 할당되는 광파장 대역이 광증폭기 사용이 가능한 광파장 대역에 포함되도록 상기 중심파장을 결정하는 것을 수행하는 명령어를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능 기록매체.
제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항의 단계들을 실행하기 위하여 컴퓨터 판독 가능 기록매체에 저장된 프로그램.