KR102289771B1 - 멀티코어 시스템온칩을 이용한 와이파이와 소형셀 통합 지원 기지국 장치 및 그 방법 - Google Patents

멀티코어 시스템온칩을 이용한 와이파이와 소형셀 통합 지원 기지국 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 댁내, 공중전화부스, 가로등, 전신주 등 옥내나 옥외의 동일 지점에 와이파이 기지국과 소형셀 기지국의 기능을 통합하여 처리하는 멀티코어 시스템온칩(SoC)을 이용한 통합 기지국 장치를 설치하여 분담처리가 가능하게 함으로써, 면허대역을 사용하는 소형셀 기지국과 비면허 대역을 사용하는 와이파이 기지국의 협력기반 운영 및 사용자 선택에 기반한 겸용 운영으로, 데이터 전송 속도 및 혼간섭 허용 정도에 따라 이동통신서비스의 품질에 차등을 두어 효과적인 시스템 운영이 가능한, 통합 기지국 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

Description

멀티코어 시스템온칩을 이용한 와이파이와 소형셀 통합 지원 기지국 장치 및 그 방법{Apparatus of Base Station for Integration Support of WiFi and Small Cell using Multi-core System on Chip and Method thereof}
본 발명은 이동통신시스템의 기지국 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히, 멀티코어 시스템온칩(SoC)을 이용하여 와이파이 기지국(또는 AP(Access Point)와 소형셀 기지국을 통합해 이동통신서비스를 지원하는 통합 기지국 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
소형셀 기지국은 가정이나 사무실 등 옥내에 설치된 광대역망을 이용하여 이동통신 코어망에 접속하는 초소형 이동통신 기지국으로써, 셀 반경이 10m에서 200m 범위 내의 사업자 대역인 면허대역에서 사용하는 저전력 무선 액세스 노드이다. 소형셀 기지국의 계층 1, 2, 3 및 전송 처리를 위한 종래의 시스템온칩에서는, 무선, 네트워크, 보안 코프로세서, 고정 및 부동 소수점이 결합된 DSP(Digital Signal Processor) 코어와 전력 효율적인 ARM(Advanced RISC Machine) 프로세서를 비롯한 다양한 처리 요소를 통합하여, 이상적인 솔루션을 제공한다.
기존의 매크로셀 기지국은 ASIC(Application Specific IC), DSP, FPGA(Field Programmable Gate Array)를 함께 사용하는 것이 일반적이고, 기지국 제조 업체마다 설계방식이 달라 기지국 설계 비용이 많이 들고, 부피가 크며 전력 소모가 많았다. 그리고 종래의 셀룰러 네트워크 형태는, 소형셀 기지국을 옥외에 설치하고 와이파이 접속장치(AP)를 옥내에 설치하는 등 옥내와 옥외에 각각 분리 구성하여 시스템을 설치함으로써, 설치 공간과 비용이 많이 들고 장비 구현 및 운용 측면에서 효율성이 떨어진다. 또한, 통신사는 옥상이나 토지를 빌려 안테나 탑을 세워 매크로셀 기지국을 설치하는 등 기지국 설치 비용 및 관리비 등의 운영비가 많이 드는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 댁내, 공중전화부스, 가로등, 전신주 등 옥내나 옥외의 동일 지점에 와이파이 기지국과 소형셀 기지국의 기능을 통합하여 처리하는 멀티코어 시스템온칩(SoC)을 이용한 통합 기지국 장치를 설치하여 분담처리가 가능하게 함으로써, 면허대역을 사용하는 소형셀 기지국과 비면허 대역을 사용하는 와이파이 기지국의 협력기반 운영 및 사용자 선택에 기반한 겸용 운영으로, 데이터 전송 속도 및 혼간섭 허용 정도에 따라 이동통신서비스의 품질에 차등을 두어 효과적인 시스템 운영이 가능한, 통합 기지국 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
먼저, 본 발명의 특징을 요약하면, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 와이파이 통신과 소형셀 통신을 통합 지원하는 통합 기지국 장치는, 와이파이 안테나, 와이파이 RF 모듈, 와이파이 메모리, 및 와이파이 모뎀을 포함하는 와이파이 기지국 기능을 지원하기 위한 와이파이 기지국 모듈; 소형셀 안테나, 소형셀 RF 모듈, 소형셀 메모리, 및 소형셀 모뎀을 포함하는, 소형셀 기지국 기능을 지원하기 위한 소형셀 기지국 모듈; 및 상기 와이파이 기지국 모듈과 상기 소형셀 기지국 모듈의 동작을 제어하는 응용 프로세서를 포함하되, 멀티코어 시스템온칩을 이용하여, 상기 와이파이 RF 모듈과 상기 와이파이 모뎀의 기능을 지원하는 와이파이 칩셋, 상기 와이파이 칩셋과 PCIe 인터페이스로 연결되며 상기 소형셀 RF 모듈과 공공 무선 인터페이스(CPRI)로 연결되는 멀티코어 DSP, 및 상기 멀티코어 DSP와 연동하여 상기 소형셀 모뎀의 기능을 지원하는 소형셀 기저대역 모뎀부를 구현하여 탑재할 수 있다.
상기 통합 기지국 장치는, 멀티코어 시스템온칩을 이용하여 탑재한, 상기 멀티코어 DSP와 인터넷 회선 사이에 결합되는, 직접 메모리 접근 기반으로 상기 멀티코어 DSP에 포함된 멀티코어의 사용 배분을 제어하는 멀티코어 네비게이터 및 패킷을 가속하여 전달하는 네트워크 코프로세서를 더 포함할 수 있다.
상기 통합 기지국 장치는, 멀티코어 시스템온칩을 이용하여 탑재한, 상기 멀티코어 DSP와 연결되어 외부 메모리에 대한 액세스를 지원하는 멀티코어 공유 메모리 제어기, 및 상기 멀티코어 공유 메모리 제어기에 연결되어 L2 계층, L3 계층의 신호 처리를 수행하는 멀티코어 ARM 프로세서를 더 포함할 수 있다.
상기 소형셀 기지국 기능을 통하여, 사용자 단말에 사용자의 이동성, 위치 정보 및 긴급 데이터 트래픽, 또는 음성 통화 서비스를 포함하는 소형셀 기반 이동통신 서비스를 제공하며, 상기 와이파이 기지국 기능을 통하여, 사용자 단말에 와이파이 기반 데이터 서비스를 제공함으로써, 무선 트래픽 분담을 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 통합 기지국 장치 및 그 방법에 따르면, 옥내나 옥외의 동일 지점에 설치될 수 있는 장치에 멀티코어 시스템온칩(SoC)을 이용해 와이파이 기지국과 소형셀 기지국의 기능을 통합 수용함으로써, 비용, 크기, 전력을 모두 줄일 수 있으며, 기지국 설치 비용 및 관리비 등의 운영비 절감 효과가 있다.
또한, 와이파이 기지국과 소형셀 기지국을 함께 구동하여, 사용자의 이동성, 위치 정보 및 긴급 데이터 트래픽, 음성 통화 서비스 등의 서비스 지원은 소형셀 기지국을 이용하고 영상 데이터 등의 서비스 지원은 와이파이 기지국에 의해 단말에게 서비스를 제공함으로써, 데이터 전송 속도 및 혼간섭 허용 정도에 따른 이동통신서비스 품질의 차등 제공으로, 무선 트래픽 분담 효과를 향상시킬 수 있고, 효과적으로 시스템 운영이 가능하다.
그리고, 댁내, 공중전화부스, 가로등, 전신주 등에 설치하여 기존의 소형셀 기지국에 의해 통신이 불가한 음영 지역에도 음성 통화 등 이동통신서비스의 커버리지를 넓힐 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 와이파이 기지국과 소형셀 기지국의 네트워크 접속을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 와이파이와 소형셀 지원 통합 기지국 장치의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 와이파이와 소형셀 지원 통합 기지국 장치의 서비스 연결 절차를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 와이파이와 소형셀 지원 통합 기지국 장치의 간략한 개념적 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 와이파이와 소형셀 지원 통합 기지국 장치의 구체적인 구성도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 와이파이 기지국과 소형셀 기지국의 네트워크 접속을 설명하기 위한 도면이다.
도 1과 같이, 본 발명에서 사용자 단말은 소형셀 기지국과 와이파이 기지국 중 하나의 중계 노드를 선택하여 네트워크에 접속 및 데이터 송수신을 하거나, 소형셀 기지국과 와이파이 기지국 모두에 동시 접속하여 네트워크에 접속 및 데이터 송수신을 함으로써, 이동통신 서비스 또는 인터넷 서비스를 제공받을 수 있다. 여기서, 소형셀 기지국과 와이파이 기지국은 인터넷 회선 등을 통한 이동통신 코어 네트워크에 접속을 중계하여, 사용자 단말에게 이동성 등의 지원을 통한 이동통신서비스와 인터넷 서비스를 제공할 수 있다.
본 발명에서 언급되는 사용자 단말은, 예를 들어, 스마트폰, 노트북PC, 테블릿 PC 등 이동 단말일 수 있으며, 경우에 따라 PDA(Personal Digital Assistant), PMP(Portable Multimedia Player) 등일 수도 있고, 이외에 이동통신(예, CDMA, WCDMA, LTE 등)이나 인터넷 통신(예, WiBro, WiFi 등)이 지원될 수 있는 모는 전자장치를 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 1에서, 사용자 단말이 소형셀 기지국에 접속하여 인터넷 회선 등을 통한 이동통신 코어 네트워크에서 제공되는 음성 통화 서비스와 영상 데이터 서비스를 받는 경우에, 음성 통화 서비스 등 데이터량이 비교적 적은 이동통신서비스는 소형셀 기지국을 이용하고 영상 데이터 등 데이터량이 비교적 많은 데이터 서비스는 와이파이 기지국으로 이동하여 사용자 단말에게 서비스가 제공되도록 할 수 있다. 또한, 필요한 경우, 소형셀 기지국과 와이파이 기지국의 서비스 연속성을 위해 라우팅 정책에 따라 상호 시스템 간 동시 접속을 지원할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 와이파이와 소형셀 지원 통합 기지국 장치(100)의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 통합 기지국 장치(100)에서, 와이파이 기지국을 통한 사용자 단말로의 신호 송신 시의 채널 접속을 위하여, 와이파이 기지국 모듈은 이동통신 코어 네트워크에 연결되어 있는 인터넷 회선 상의 신호를 처리하고 주파수 대역 선택부에서의 와이파이 대역 채널 탐색에 따라 해당 RF(Radio Frequency) 신호로 변환되어 필요한 신호를 사용자 단말로 전송할 수 있고, 역과정으로 사용자 단말로부터 신호를 수신할 수 있다. 또한, 사용자 단말로부터 소형셀 기지국을 통한 신호 수신 시의 채널 접속을 위하여, 주파수 대역 선택부에서의 소형셀 대역 채널 탐색에 따라 해당 RF 신호가 수신되면 소형셀 기지국 모듈은 LTE(Long Term Evolution) 등 이동통신망에 접속하여 인터넷 회선을 통한 이동통신 코어 네트워크과 연결로 해당 서비스가 이루어지도록 할 수 있고, 역과정으로 사용자 단말로 필요한 신호를 송신할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 통합 기지국 장치(100)에서는 하나의 장치에 멀티코어 시스템온칩(SoC)을 이용해 와이파이 기지국과 소형셀 기지국의 기능을 수행할 수 있는 모듈을 모두 구비하여, 옥내나 옥외의 동일 지점에 설치함으로써, 비용, 크기, 전력을 모두 줄일 수 있으며, 기지국 설치 비용 및 관리비 등의 운영비 절감 효과가 있고, 와이파이 기지국 모듈과 소형셀 기지국 모듈을 함께 구동하여, 사용자의 이동성, 위치 정보 및 긴급 데이터 트래픽, 음성 통화 서비스 등 데이터량이 비교적 적은 이동통신서비스의 지원은 소형셀 기지국 모듈을 이용하고 영상 데이터 등 데이터량이 비교적 많은 데이터 서비스의 지원은 와이파이 기지국 모듈에 의해 사용자 단말에게 서비스를 제공함으로써, 데이터 전송 속도 및 혼간섭 허용 정도에 따른 이동통신서비스 품질의 차등 제공으로, 무선 트래픽 분담 효과를 향상시킬 수 있고, 효과적으로 시스템 운영이 가능하도록 하였다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 와이파이와 소형셀 지원 통합 기지국 장치(100)의 서비스 연결 절차를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3과 같이, 먼저, 와이파이 또는 LTE 등 소형셀 통신이 지원되는 사용자 단말이 이동통신 서비스 또는 인터넷 서비스를 받기 위하여 해당 주파수 대역으로 접속을 시도하는 경우에, 통합 기지국 장치(100)에서는, 주파수 대역 선택부를 통해 와이파이 통신 또는 LTE 등 이동통신에 해당하는 해당 주파수 대역의 채널을 탐색한다(S110).
주파수 대역의 채널 탐색의 결과에 따라, 와이파이 주파수 대역의 채널로 접속된 경우(S120), 통합 기지국 장치(100)에서는, 와이파이 주파수 대역의 채널을 활성화하고(S130) 와이파이 기지국 모듈의 처리에 따라(S131), 사용자 단말은 통합 기지국 장치(100)의 와이파이 기지국 모듈이 사용하는 채널을 탐색하여 동기화 정보 등을 획득하여 WiFi 망에 접속할 수 있다. 또한, 주파수 대역의 채널 탐색의 결과에 따라, 소형셀 주파수 대역의 채널로 접속된 경우(S120), 통합 기지국 장치(100)에서는, 소형셀 주파수 대역의 채널을 활성화하고(S140) 소형셀 기지국 모듈의 처리에 따라(S141), 사용자 단말은 통합 기지국 장치(100)의 소형셀 기지국 모듈이 사용하는 채널을 탐색하여 동기화 정보 등을 획득해 LTE 등 이동통신망에 접속할 수 있다.
와이파이 기지국 모듈과 소형셀 기지국 모듈의 동작에 따라 사용자 단말은 인터넷 회선(S150)을 경유하여 이동통신 코어 네트워크로 연결되어(S160), 사용자 단말은 사용자의 이동성, 위치 정보 및 소정의 긴급 데이터 트래픽, 음성 통화 서비스 등 소형셀 기반 이동통신 서비스를 제공받을 수 있으며, 영상 데이터 등 와이파이 기반 데이터 서비스를 제공받을 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 와이파이와 소형셀 지원 통합 기지국 장치(100)의 간략한 개념적 구성도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 기지국 장치(100)는, 와이파이 기지국 기능을 실현하기 위한 와이파이 안테나, 와이파이 RF 모듈, 와이파이 모뎀, 와이파이 메모리 등을 포함하는 와이파이 기지국 모듈; 및 소형셀 기지국 기능을 실현하기 위한 소형셀 안테나, 소형셀 RF 모듈, 소형셀 모뎀, 소형셀 메모리 등을 포함하는 소형셀 기지국 모듈을 포함할 수 있으며, 상위 인터페이스로서 응용 프로세서에서 와이파이 기지국 모듈과 소형셀 기지국 모듈의 동작을 제어하여 기지국을 겸용으로 사용할 수 있도록 할 수 있다. 와이파이 RF 모듈과 소형셀 RF 모듈은 도 3의 주파수 대역 선택부에 해당한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 와이파이와 소형셀 지원 통합 기지국 장치(100)의 구체적인 구성도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 기지국 장치(100)는, 와이파이 안테나(10), 소형셀 안테나(20), 와이파이 칩셋(110), PCIe(Peripheral Component Interconnect Express) 인터페이스(120), 멀티코어 DSP(Digital Signal Processor)(130), 공공 무선 인터페이스(CPRI, Common Public Radio Interface)(140), 소형셀 RF 모듈(150), 소형셀 기저대역 모뎀부(160), 멀티코어 공유 메모리 제어기(170), 복수의 메모리(예, DDR3)(171, 172), 멀티코어 ARM(Acorn Risc Machine) 프로세서(180), 멀티코어 네비게이터(190), 및 네트워크 코프로세서(200)를 포함한다.
이와 같이, WiFi 기지국 및 소형셀 기지국의 역할을 동시에 수행할 수 있는 겸용 기지국 장치를 위해, 본 발명의 통합 기지국 장치(100)의 위와 같은 구성요소들은 고성능 에너지 효율적인 시스템온칩으로 탑재하여 구현할 수 있고, 경우에 따라서는 어느 한 칩의 기능을 다른 칩에 통합하여 구현할 수도 있다.
먼저, 와이파이 기지국을 구현하기 위하여, 와이파이 채널의 신호를 송수신하는 와이파이 안테나(10)에 연결된 와이파이 칩셋(110)이 소정의 전송속도(예, 5Gbps)를 지원하는 PCIe 인터페이스(120)를 통해 멀티코어 DSP(130)와 그에 연결된 위와 같은 구성요소들과 같은 상용 베이스밴드 디바이스들과 필요한 제어신호를 주고 받아 와이파이 기지국의 기능이 실현되도록 할 수 있다. 와이파이 칩셋(110)은 도 4의 와이파이 RF 모듈과 와이파이 모뎀 기능을 수행하며, 예를 들어, RF(Radio Frequency) 트랜시버, 파워앰프, ADC(Analog to Digital Converter)/DAC(Digital to Analog Converter), 기저대역 모뎀, 임베디드 프로세서, 메모리, MAC(Medium Access Control) 기능 등을 수행하는 AFE(Analog Front End)로 구성될 수 있다.
또한, LTE 등의 소형셀 기지국을 구현하기 위하여, 소형셀 채널의 신호를 송수신하는 소형셀 안테나(20)에 연결된 소형셀 RF 모듈(150)이 소정의 전송속도(예, 6.144Gbps)를 지원하는 고속 직렬 데이터 인터페이스인 공공 무선 인터페이스(CPRI)(140)를 통해 멀티코어 DSP(130)와 그에 연결된 위와 같은 구성요소들과 같은 상용 베이스밴드 디바이스들과 필요한 제어신호를 주고 받아 소형셀 기지국의 기능이 실현되도록 할 수 있다. 멀티코어 DSP(130)는 L1 계층에서 소형셀 기저대역 모뎀부(160)와 상호 필요한 제어신호를 주고 받아 도 4와 같은 소형셀 모뎀의 기능을 수행할 수 있으며, 공공 무선 인터페이스(CPRI)(140)를 통해 RF 모듈(150)과 연결되어 업 링크 및 다운 링크 간의 기저 대역 IQ(Inphase Quadrature) 데이터 전송이 이루어지도록 할 수 있다.
소형셀 채널의 송수신호를 처리하는 소형셀 기저대역 모뎀부(160)는 송신 대상 신호를 전송하기 위한 송신부, 사용자 단말에 전송할 동기화 신호 등을 생성하기 위한 동기부, 및 사용자 단말로부터 신호를 수신하는 수신부 등을 포함하며, 이러한 유닛들의 기능은 소정의 소형셀 표준(예, LTE 릴리즈 10 표준)에 따른 하드웨어 코프로세서들의 연동으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 이러한 하드웨어 코프로세서들은, 기저대역 비트 처리를 위한 프로그램 가능한 장치인 OFDM(Othogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼 또는 물리 채널 데이터의 전송 블록에 대한 다운링크/업링크 처리를 가속화하는 기능을 수행하는 비트 레이트 코프로세서, 고속 푸리에 변환 기능, 터보 부호의 복호 기능, 음성 채널 복호 및 저속 데이터 디코딩 기능, 비터비(Viterbi) 디코딩 기능, 및 무선 시스템을 위해 순방향 에러 정정 기능 등을 수행하는 코프로세서들 등을 포함할 수 있다. 이와 같은 각 기능을 수행하는 하드웨어 코프로세서들은, 2.2Tbps의 높은 처리 성능의 테라넷 스위치 패브릭(미도시) 통하여 멀티코어 DSP(130)의 각 코어(4개 ~ 8개)와 연동하여 각각에서 필요한 기능 수행을 위한 연산을 수행할 수 있다.
멀티코어 네비게이터(190)는 멀티코어 DSP(130)에 포함된 멀티코어의 사용을 적절히 배분 할당하여 각 코어가 균형있고 원활한 배분으로 할당되어 사용되도록 제어할 수 있다. 이를 위하여 멀티코어 네비게이터(190)는 패킷 기반 직접 메모리 접근(DMA: Direct Memory Access) 엔진 기능을 수행하는 패킷 DMA(Direct Memory Access), 및 패킷 기반 직접 메모리 접근(DMA) 엔진으로 CPU(Central Processing Unit) 개입없이 서로 다른 시스템온칩 엔드 포인터로부터 데이터를 이동하는 큐 관리자 서브 시스템을 포함한다.
멀티코어 DSP(130)에 포함된 L1 (계층) 제어부는, 멀티코어 공유 메모리 제어기(170)를 통하여, 멀티코어 ARM 프로세서(180)와 상호간 필요한 신호(또는 메시지)를 주고 받을 수 있다. 멀티코어 ARM 프로세서(180)는 MAC 기능을 수행하는 L2 계층의 신호 처리, 호처리 기능을 수행하는 L3 계층의 신호처리를 수행하며, L2/L3 계층 간 연결은 DDR3(Double Data Rate3) 메모리 인터페이스의 SCAPI(Small Cell Application Platform Interface) 인터페이스 규격을 이용하여 상호간 신호를 주고 받을 수 있다. 또한, 멀티코어 DSP(130)는 소형셀 기저대역 모뎀부(160)에서 수행된 데이터를 멀티코어 공유 메모리 제어기(170)를 통하여 DDR3 메모리 등 복수의 메모리(171, 172)로 전달할 수 있다. 멀티코어 공유 메모리 제어기(170)는 멀티코어 DSP(130)와 멀티코어 ARM 프로세서(180) 간의 트래픽 송수신을 제어하며, 이외에도 멀티코어 DSP(130), 패킷 DMA, 다른 주변 장치를 관리하며, 멀티코어 DSP(130)와 멀티코어 ARM 프로세서(180)의 EMIF(Extended Memory Interface) 동작을 관리할 수 잇다.
이와 같은 구성에 따라, 멀티코어 공유 메모리 제어기(170) 코어 (프로세서)를 DDR3 메모리 등 외부의 복수의 메모리(171, 172)에 직접 연결함으로써, 테라넷 스위치 패브릭(미도시)을 거칠 필요없이 다른 시스템온칩의 트래픽과 자원 경쟁이 없는 구조를 실현할 수 있다. 이는 외부 메모리 대한 액세스 지연을 획기적으로 줄여주고 LTE에서 요구되는 처리 속도를 구현하게 한다.
멀티코어 네비게이터(190)와 인터넷 회선 사이에 연결되도록 구비된 네트워크 코프로세서(200)는, 이더넷 패킷 처리에 주요 초점을 둔 패킷 데이터용 하드웨어 가속기로서, 보안 가속기, 패킷 가속기, 이더넷 스위치 등을 포함하여, 멀티코어 DSP(130)와 멀티코어 네비게이터(190)를 통해 수신되는 신호(또는 데이터)를 인터넷 회선을 경유하여 이동통신 코어 네트워크로 전달하고, 인터넷 회선을 통해 수신되는 신호(또는 데이터)를 멀티코어 네비게이터(190)로 전달하여, 멀티코어 DSP(130)에서 처리에 따라 와이파이 또는 소형셀 채널을 통해 송신될 수 있도록 처리한다.
여기서, 보안 가속기는 추가적인 유선/무선 기밀성과 무결성 모드를 지원할 수 있으며, 패킷 가속기는 내부 및 외부 리어셈블리를 지원하는 IP(Internet Protocol) 리어셈블리 오프로드 엔진을 포함하고 있으며, 플로우 캐시 유니트를 통한 IP 포워딩과 같은 유출 패킷 라우팅에 대한 액세스 지원, 하드웨어에서 전송 전 패킷의 구성을 지원할 수 있다. 이더넷 스위치는 포트당 전송속도 1Gbps를 지원하는 5 포트 이더넷 스위치와 포트당 10Gbps 속도를 지원하는 3 포트 이더넷 스위치를 포함할 수 있다. 네트워크 코프로세서(200) 내의 이더넷 스위치는 인터넷 회선과 연결되어 이동통신 코어 네트워크과 접속되어 이동통신 서비스와 와이파이 서비스를 모두 제공할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 통합 기지국 장치(100)에서는, 옥내나 옥외의 동일 지점에 설치될 수 있는 장치에 멀티코어 시스템온칩(SoC)을 이용해 와이파이 기지국과 소형셀 기지국의 기능을 통합 수용함으로써, 비용, 크기, 전력을 모두 줄일 수 있으며, 기지국 설치 비용 및 관리비 등의 운영비 절감 효과가 있다. 또한, 와이파이 기지국과 소형셀 기지국을 함께 구동하여, 사용자의 이동성, 위치 정보 및 긴급 데이터 트래픽, 음성 통화 서비스 등의 서비스 지원은 소형셀 기지국을 이용하고 영상 데이터 등의 서비스 지원은 와이파이 기지국에 의해 단말에게 서비스를 제공함으로써, 데이터 전송 속도 및 혼간섭 허용 정도에 따른 이동통신서비스 품질의 차등 제공으로, 무선 트래픽 분담 효과를 향상시킬 수 있고, 효과적으로 시스템 운영이 가능하다. 그리고, 댁내, 공중전화부스, 가로등, 전신주 등에 설치하여 기존의 소형셀 기지국에 의해 통신이 불가한 음영 지역에도 음성 통화 등 이동통신서비스의 커버리지를 넓힐 수 있는 효과가 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
와이파이 안테나(10)
소형셀 안테나(20)
와이파이 칩셋(110)
PCIe(Peripheral Component Interconnect Express) 인터페이스(120)
멀티코어 DSP(Digital Signal Processor)(130)
공공 무선 인터페이스(CPRI, Common Public Radio Interface)(140)
소형셀 RF 모듈(150)
소형셀 기저대역 모뎀부(160)
멀티코어 공유 메모리 제어기(170)
복수의 메모리(171, 172)
멀티코어 ARM(Acorn Risc Machine) 프로세서(180)
멀티코어 네비게이터(190)
네트워크 코프로세서(200)

Claims (10)

  1. 통합 기지국 장치에 있어서,
    와이파이 안테나, 와이파이 RF(Radio Frequency) 모듈, 와이파이 메모리 및 와이파이 모뎀을 포함하는 와이파이 기지국 모듈;
    소형셀 안테나, 소형셀 RF 모듈, 소형셀 메모리 및 소형셀 모뎀을 포함하는 소형셀 기지국 모듈; 및
    상기 와이파이 기지국 모듈과 상기 소형셀 기지국 모듈의 동작을 제어하는 응용 프로세서를 포함하되,
    상기 통합 기지국 장치는, 멀티코어 시스템 온칩을 이용하여, 상기 와이파이 RF 모듈과 상기 와이파이 모뎀의 기능을 지원하는 와이파이 칩셋, 상기 와이파이 칩셋과 PCIe(Peripheral Component Interconnect express) 인터페이스로 연결되며 상기 소형셀 RF 모듈과 공공 무선 인터페이스(Common Public Radio Interface, CPRI)로 연결되는 멀티코어 DSP(Digital Signal Processor) 및 상기 멀티코어 DSP와 연동하여 상기 소형셀 모뎀의 기능을 지원하는 소형셀 기저대역 모뎀부를 구현하며, 상기 멀티코어 DSP와 연결되어, 상기 멀티코어 DSP에 포함된 멀티코어의 사용 배분을 제어하는 멀티코어 네비게이터를 포함하는, 통합 기지국 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 멀티코어 네비게이터는 패킷 직접 메모리 접근 엔진 기능을 수행하는 DMA(Direct Memory Access) 및 서로 다른 온칩 엔드 포인터로부터의 데이터를 이동하는 큐 관리자를 포함하는 것을 특징으로 하는, 통합 기지국 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 멀티코어 네비게이터와 연결되어, 패킷을 가속하여 송수신하는 네트워크 코프로세서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 통합 기지국 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 멀티코어 DSP와 연결되어, 외부 메모리에 대한 액세스를 지원하는 멀티코어 공유 메모리 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 통합 기지국 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 멀티코어 공유 메모리 제어기에 연결되어, L2 계층, L3 계층의 신호 처리를 수행하는 멀티코어 ARM(Acorn Risc Machine) 프로세서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 통합 기지국 장치.

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