KR102457295B1 - 이동 통신 시스템에서 전력 소모 제어 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시 예는 전력 소모 제어 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 기지국의 전력 소모 제어 방법에 있어서, 적어도 하나의 서브프레임(subframe)에 빈 심볼(empty symbol) 구간을 판단하는 단계 및 상기 판단 결과에 기반하여 전원 증폭기(power amplifier, PA) 온/오프 동작을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법 및 장치를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 기지국의 전력 소모 제어 방법에 있어서, 기저대역 IQ 데이터(baseband in-phase/quadrature-phase data)를 생성하는 단계, 상기 기저대역 IQ data에 기 설정된 시간 동안 전송할 데이터가 없는지 판단하는 단계 및 상기 판단 결과 및 전원 증폭기(power amplifier, PA)의 과도 시간(transient time)에 기반하여 PA 온/오프를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법 및 장치를 제공할 수 있다.

Description

이동 통신 시스템에서 전력 소모 제어 방법 및 장치{Method and apparatus for controlling power consumption}
본 발명은 이동 통신 시스템에서 전력 소모 제어 방법 및 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 이동 통신 시스템에서 신호 특성 및 트래픽 상황을 이용하여 전력 증폭기(power amplifier, 이하 PA)를 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
무선 자원 유닛(radio frequency unit, 이하 RU, 무선 신호 처리부)에서 전력 소모 감소를 위해서 사용하는 방식은 크게 2가지로 볼 수 있다. 첫 번째 방식은 최대 전력 관점에서 전력 증폭기(power amplifier)의 효율을 증대시켜 전력 소모를 감소시키는 방식이고, 두 번째 방식은 현장 트래픽(traffic) 상황에 따라 전력 증폭기(power amplifier)의 바이어스(Bias)를 조정하여 RU 소모 전력을 감소시키는 방식이다.
첫 번째 방식은 최대 전력 관점에서 설계된 것이기 때문에 현장 트래픽(traffic)이 낮은 경우에는 전력 증폭기(power amplifier)의 효율이 낮아져서 합리적인 전력 소모 방안은 아니다.
두 번째 방식의 경우 다시 2가지 방안으로 나눌 수 있는 데 하나는 TDD OFDMA 기반 무선 시스템에서 실시간 하향 스케쥴 결과에 기반한 PA bias on/off 방안이다. 다른 하나는 디지털 유닛(digital unit, 이하 DU, 디지털 신호 처리부)에서 트래픽 부하 정보를 수신하여 그 정보에 따라 PA를 게이트 드레인 바이어스(Gate drain bias)를 조절하여 PA의 효율을 높이는 방안이다.
시분할 다중화(time division duplexer, 이하 TDD) 시스템에서 하나의 프레임(frame)은 하향 링크(down link, 이하 DL) 서브프레임(subframe)과 상향링크(uplink, 이하 UL) 서브프레임으로 구성된다. 기지국은 DL 서브프레임에서는 전파를 송신하고 UL 서브프레임에서는 단말 신호를 수신한다. 직교 주파수 다중 접속 (orthogonal frequency division multiple access, 이하 OFDMA) 기반 DL 서브프레임 자원 영역에서 스케줄링 알고리즘은 첫 번째 직교 주파수 분할 다중화(orthogonal frequency division multiplexing, 이하 OFDM) 심볼(symbol)부터 주파수 영역을 최대한 사용하는 방향으로 자원을 할당하여, DL 버스트(burst)가 할당되지 않는 OFDM 심볼(symbol) 구간이 존재할 수 있다. 버스트(burst)가 할당되지 않은 OFDM 심볼 구간에는 PA bias를 오프(off) 함으로써 전력 소모를 절감할 수 있다. 이 때 매 프레임(frame) 마다 스케줄링 결과를 RU에 전달하여 바이어스(bias)를 제어하는 동작이 실시간으로 이루어질 수 있다. 하지만 주파수 분할 다중화(frequency division duplexer, 이하 FDD) 시스템에서는 스케줄링 알고리즘에 의해 조절할 수 없는 제어 채널(control channel)이 존재하여, DL 버스트(burst)가 할당되지 않는 OFDM 심볼 구간을 생성하기 어렵다.
PA bias 제어 방안은 물리 자원 블록(physical resource block, 이하 PRB) 사용량(usage)이 낮은 시간 동안에 RU PA bias 전압(voltage) 레벨을 조정함으로써 소비전력을 절감할 수 있다. 이를 위해 제한된 자원 블록(resource block, 이하 RB) 수 기준으로 스케줄링을 수행하여 RU 앰프(amp) 및 커버리지(coverage)에 영향을 최소화 할 수 있다. 현재 구현된 PA bias 제어 방안에서 트래픽(traffic) 감시는 통계 기반으로 동작한다. 따라서 갑작스러운 사용자 트래픽(user traffic) 증가 시 최고 처리량(peak throughput)을 충족시키지 못할 수 있다는 한계점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이동 통신 시스템에서 개선된 전력 소모 제어 방법 및 장치를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이동 통신 시스템에서 신호 특성 및 트래픽 상황을 이용하여 전력 증폭기(power amplifier, 이하 PA)를 제어하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 기지국의 전력 소모 제어 방법에 있어서, 적어도 하나의 서브프레임(subframe)에 빈 심볼(empty symbol) 구간을 판단하는 단계 및 상기 판단 결과에 기반하여 전원 증폭기(power amplifier, PA) 온/오프 동작을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 전력 소모를 조절하는 기지국에 있어서, 무선 신호를 증폭시키는 전원 증폭기(power amplifier, PA) 및 적어도 하나의 서브프레임(subframe)에 빈 심볼(empty symbol) 구간을 판단하고, 상기 판단 결과에 기반하여 상기 PA 온/오프 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 기지국의 전력 소모 제어 방법에 있어서, 기저대역 IQ 데이터(baseband in-phase/quadrature-phase data)를 생성하는 단계, 상기 기저대역 IQ data에 기 설정된 시간 동안 전송할 데이터가 없는지 판단하는 단계 및 상기 판단 결과 및 전원 증폭기(power amplifier, PA)의 과도 시간(transient time)에 기반하여 PA 온/오프를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 전력 소모를 제어하는 기지국에 있어서, 무선 신호를 증폭시키는 전원 증폭기(power amplifier, PA) 및 기저대역 IQ 데이터(baseband in-phase/quadrature-phase data)를 생성하고, 상기 기저대역 IQ data에 기 설정된 시간 동안 전송할 데이터가 없는지 판단하며, 상기 판단 결과 및 상기 전원 증폭기의 과도 시간(transient time)에 기반하여 PA 온/오프를 수행하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국을 제공할 수 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시 예에 따르면 이동 통신 시스템에서 개선된 전력 소모 제어 방법 및 장치를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따르면 이동 통신 시스템에서 신호 특성 및 트래픽 상황을 이용하여 전력 증폭기(power amplifier, 이하 PA)를 제어하는 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면 사용자 트래픽(user traffic) 및 제어 채널(control channel)이 할당되지 않은 빈 심볼(empty symbol) 구간을 DU에서 RU에 전달하거나, RU에서 자체적으로 모니터링하여 판단할 수 있고, 이를 이용하여 실시간으로 PA의 온/오프를 제어할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 TDD/FDD 시스템에서 모두 적용이 가능하며, PA 오프를 수행하여 PA bias 전압을 낮추는 경우보다 소모 전력 절감 효과가 증대되며, 실제 트래픽 변화를 실시간으로 반영하여 동작할 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국을 설명하는 도면이다.
도 3 및 도 4는 서브프레임 별 미사용 심볼 정보를 표현하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예 동작 방법을 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 기지국의 동작을 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 신호 처리 과정을 설명하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 예 동작 방법을 설명하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국을 설명하는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 다양한 실시 예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면들에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 하기의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
본 발명은 이동 통신 시스템에서 전력 소모 제어 방법 및 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 이동 통신 시스템에서 신호 특성 및 트래픽 상황을 이용하여 전력 증폭기(power amplifier, 이하 PA)를 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시 예에 따르면 운용 망에서 PRB 사용량(usage)이 낮은 시간에 미사용 심볼 구간에 대해서 PA 오프(off)를 수행함으로써 RU 소모 전력을 감소하는 방법 및 장치를 제공할 수 있다. 본 발명의 실시 예에서 특정 심볼 에서 PA 오프를 수행할 때, 특정 심볼은 특정 심볼이 RU에서 또는 기지국의 안테나에서 송신되는 송시 시점일 수 있다.
본 발명의 실시 예는 TDD/FDD 시스템에 모두 적용 가능한 소모전력 절감 방안으로 제어 채널을 송신하는 경우를 고려하여 PA 오프를 수행하는 방법 및 장치를 제공할 수 있다. 예를 들어, 사용자 트래픽(User Traffic)이 없지만 셀 특정 기준 신호(cell-specific reference signal, 이하 CRS), 물리 브로드캐스트 채널(physical broadcast channel, 이하 PBCH), 동기 신호(synchronization signal) 등 제어 채널(control channel)을 송신해야 하는 경우를 고려하여 PA 오프(off)를 수행할 수 있는 미사용 심볼 구간을 RU에서 인지하는 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
본 발명은 이동통신시스템에 적용되며, 특히 UMTS (universal mobile telecommunication system)에서 진화된 E-UMTS (evolved universal mobile telecommunications system)에 적용될 수 있다. 그러나 본 발명은 이에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있는 모든 통신 시스템 및 통신 프로토콜에 적용될 수 있다. 하기에서는 LTE 시스템을 예로 들어 본 발명의 실시 예에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 도시한 바와 같이 LTE 시스템의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(Evolved Node B, 이하 ENB, Node B 또는 기지국)(105, 110, 115, 120)과 MME (125, Mobility Management Entity) 및 S-GW(130, Serving-Gateway)로 구성된다. 사용자 단말(User Equipment, 이하 UE 또는 단말)(135)은 ENB(105 ~ 120) 및 S-GW(130)를 통해 외부 네트워크에 접속한다.
도 1에서 ENB(105 ~ 120)는 UMTS(universal mobile telecommunication system) 시스템의 기존 노드 B에 대응된다. ENB는 UE(135)와 무선 채널로 연결되며 기존 노드 B 보다 복잡한 역할을 수행한다. LTE 시스템에서는 인터넷 프로토콜을 통한 VoIP(Voice over IP)와 같은 실시간 서비스를 비롯한 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스 되므로, UE들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며, 이를 ENB(105 ~ 120)가 담당한다. 하나의 ENB는 통상 다수의 셀들을 제어한다. 예컨대, 100 Mbps의 전송 속도를 구현하기 위해서 LTE 시스템은 예컨대, 20 MHz 대역폭에서 직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM이라 한다)을 무선 접속 기술로 사용한다. 또한 단말의 채널 상태에 맞춰 변조 방식(modulation scheme)과 채널 코딩률(channel coding rate)을 결정하는 적응 변조 코딩(Adaptive Modulation & Coding, 이하 AMC라 한다) 방식을 적용한다.
S-GW(130)는 데이터 베어러를 제공하는 장치이며, MME(125)의 제어에 따라서 데이터 베어러를 생성하거나 제거한다. MME는 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국 들과 연결된다.
LTE 시스템에서 기지국을 구현함에 있어서 DU와 RU로 분리된 기지국이 최근 사용되고 있다. RU는 주로 전파를 주고 받고, DU는 주로 데이터를 주고 받는다. DU에서 처리된 데이터는 RU를 통해 전파로 송신될 수 있고, RU에서 수신한 전파는 DU에서 처리하여 데이터로 이용할 수 있다. DU와 RU는 광통신 기술을 통해 연결될 수 있다.
LTE 시스템 망에서 실제 현장의 eNB의 각 셀(cell)에 대한 PRB 사용량(usage)를 관찰해보면, 실제 사용자 트래픽(user traffic)이 할당되지 않는 경우가 평균적으로 일일 기준 80% 이상을 차지하고 있다. 특히, 최한 시의 경우에는 90% 이상까지 올라간다. 하지만 LTE 에서는 주기적으로 발생하는 제어 신호 때문에 한 전송 시간 간격(transmission time interval, 이하 TTI) 구간 동안 사용자 트래픽이 없더라도 PA 오프(off) 상태를 유지할 수가 없다. TTI는 예를 들어 서브프레임(subframe)을 포함하고, LTE 시스템에서 서브프레임은 1ms 간격일 수 있다. 본 발명의 실시 예에서 TTI와 서브프레임은 유사한 개념으로 사용될 수 있다.
본 발명의 실시 예에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해서 동적 전원 증폭기(PA) 온/오프(on/off) 동작을 수행하기 위한 실시 예를 제공한다. 제1 실시 예는 스케쥴링 시 미사용 심볼 구간 정보를 DU로부터 RU에 전달해서 미사용 심볼 구간에 대해서 PA의 게이트 바이어스(gate bias)를 조정하는 방안이다. 제2 실시 예는, RU는 DU로부터 전송되는 Tx 전송을 위한 기저대역(baseband) 신호를 추적하여 게이트 전원 증폭기 바이어스(gate PA bias)를 조정하는 방안이다. Baseband IQ data 신호를 이용할 수 있다. I/Q 변조는 2개 채널의 정보를 하나의 신호로 결합하여 이후의 단에서 분리되도록 하는 기법이다. 2개의 90도 위상의 쿼드러처 반송파(quadrature carrier)가 변조된 다음 결합된다. IQ는 in-phase/quadrature-phase의 약어로 두 개의 반송파 신호의 위상 관계를 말한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국을 설명하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 기지국(200)은 디지털 유닛(digital unit, 이하 DU, 디지털 신호 처리부) 및 무선 자원 유닛(radio frequency unit, 이하 RU, 무선 신호 처리부)를 포함할 수 있다. RU(230)는 주로 전파를 주고 받고, DU(210)는 주로 데이터를 주고 받는다. DU(210)에서 처리된 데이터는 RU(230)를 통해 전파로 송신될 수 있고, RU(230)에서 수신한 전파는 DU(210)에서 처리하여 데이터로 이용할 수 있다. DU(210)와 RU(230)는 유선으로 연결될 수 있고, 예를 들어 광통신 기술을 통해 연결될 수 있다.
DU(210)는 디지털 신호 처리기(digital signal processor, 이하 DSP, 211), 모뎀(modem, 213) 및 CPRI FPGA(215)를 포함할 수 있다. 또한, DU(210)는 도시하지 않았지만, DU의 운영 유지 및 보수를 위한 기능을 하는 OAM(operations, administration and maintenance)을 더 포함할 수 있다. 또한, DU(210)는 스케쥴러를 더 포함할 수 있다. DU(210)를 기지국의 스케쥴러라고 지칭할 수도 있다. 상기 DU(210)에 포함된 각 엔티티(entity)는 적어도 하나의 모듈로 구성될 수도 있으며, 예를 들어 하나의 제어부로 구성될 수도 있다.
DSP(211)는 디지털 신호를 기계 장치가 빠르게 처리할 수 있도록 하는 집적회로이다. 본 발명의 실시 예에서 DSP(211)는 제어 채널(control channel) 및 RB 할당정보에 따라 TTI 단위로 특정 정보를 결정할 수 있다. 상기 특정 정보는 지시자(indicator, indicataion, pattern)일 수 있다. 예를 들어, TTI 단위로 빈 심볼(empty symbol)의 구간을 판단하고 패턴(Pattern) 1 또는 0을 결정할 수 있다. 4 비트 인 경우 0001, 0000과 같이 특정 정보를 결정할 수 있다. 또한, 결정된 pattern 정보를 CPRI FPGA(215)에 전달할 수 있다.
CPRI(common public radio interface) FPGA(field-programmable gate array) (215)는 DU와 RU가 분리된 구조에서 이들간 통신을 위한 인터페이스 역할을 수행한다. CPRI FPGA(215)는 DSP(211)로부터 수신한 정보를 RU(230)에 전달할 수 있다. 예를 들어, CPRI FPGA(215)는 TTI 단위 패턴 정보를 CPRI VSS를 통해 RU(230)에 전달할 수 있다.
RU(230)는 DU로부터 전달받은 정보에 기반하여 PA 온/오프를 수행할 수 있다. 상기 정보는 패턴 정보 일 수 있다. 상기 패턴 정보는 0 또는 1을 지시할 수 있다. 예를 들어, 패턴 정보가 1을 지시하는 경우, RU(230)는 안테나 포트 별로 미리 약속된 심볼에 대해 PA 온/오프를 수행할 수 있다. 패턴 정보가 0을 지시하는 경우, RU(230)는 PA 온/오프를 수행하지 않을 수 있다. 한편, 패턴 정보가 0 또는 1 일 때의 동작은 설정에 따라 반대일 수 있다. 예를 들어, 패턴 정보가 1일 때 PA 온/오프 동작을 수행하지 않도록 설정할 수도 있다.
한편, 상기에서 DU(210)와 RU(230)를 구분하고, DU(210)를 DSP(211), 모뎀(231) 및 CPRI FPGA(215)로 나누어 설명하였으나, 본 발명에서 기지국(200)의 구성을 이에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어 기지국(200)은 기지국의 전반적인 동작을 제어하는 제어부 및 다른 네트워크 노드와 신호를 송수신하는 통신부로 구성될 수도 있다. 이때, 제어부는 DU(210)의 각 엔티티(entity)의 기능을 수행할 수 있다.
제1 실시 예에서 기지국(200)의 동작에 대해서 간단히 설명한다. DU(210)는 각 서브프레임에 마스크 심볼 패턴(mask symbol pattern)을 적용할 수 있다. 마스크 심볼 패턴에 대해서는 도 3에서 자세히 설명한다. DU(210) 는 마스크 심볼 패턴이 적용된 서브프레임에 데이터 가 할당되었는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어 DU(210)는 마스크 심볼 패턴이 적용된 서브프레임에 TTI당 물리 하향링크 공유 채널(physical downlink shared channel, 이하 PDSCH) 할당 정보를 적용하여 각 서브프레임의 빈 심볼(empty symbol)의 구간을 판단할 수 있다. 서브프레임에서 데이터 채널이 할당되지 않은 심볼을 의미할 수 있다.
DU(210)는 데이터 채널의 할당 여부에 기반하여 서브프레임에 대응하는 특정 정보를 결정할 수 있다. 상기 특정 정보는 1 비트 정보일 수 있다. 또한, 상기 특정 정보는 4 비트 일 수 있다. 상기 특정 정보는 패턴 정보, 지시 정보, 지시자, TTI 패턴 정보, TTI 지시 정보 등으로 명명될 수 있다. 예를 들어, 하나의 서브프레임에서 제어채널 및 RS를 제외하고 할당된 트래픽이 없는 경우, 대응하는 TTI 구간의 패턴 정보를 1로 표시할 수 있다. 하나의 서브프레임에서 제어채널 및 RS를 제외하고 할당된 트래픽이 있는 경우, 대응하는 TTI 구간의 패턴 정보를 0으로 표시할 수 있다. 각 경우에 대해서 패턴 정보 표시 방법을 다르게 설정할 수도 있다. 예를 들어 도 2를 참조하면, 도면부호 241에 대응하는 서브프레임에는 특정 정보(pattern 1)이 설정될 수 있고, 도면 부호 243에 대응하는 서브프레임에는 특정 정보(pattern 0)이 설정될 수 있다. 서브프레임(241)의 경우 슬롯#0의 심볼 0, 1, 2, 4와 슬롯#1의 심볼 4에는 RS, SS, 제어채널 등이 할당되고 나머지 심볼은 빈 심볼인 경우이다. 따라서 DU(210)는 서브프레임(241)에 대해서 특정 정보를 1으로 설정할 수 있다. 반면, 서브프레임(243)의 경우, 제어 채널 외에 트래픽(예를 들어, PDSCH)이 할당된 경우이다. 따라서 서브프레임(243)에 대해서 특정 정보를 0으로 설정할 수 있다.
또한, DU(210)는 서브프레임에서 빈 심볼의 개수 또는 자원이 할당된 심볼의 개수와 임계 조건을 비교하여, 서브프레임에 트래픽이 할당되었는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 서브프레임의 마스크 심볼 패턴 별로 할당되는 제어 채널 및 RS의 심볼 수는 정해져 있으므로, 서브프레임의 마스크 심볼 패턴에 대응하는 제어 채널 및 RS가 할당된 심볼 수에 기반하여 임계 조건을 결정할 수 있다.
서브프레임에 대하여 특정 정보가 결정되면, 특정 정보는 DU(210)에서 RU(230)로 전달될 수 있다. 특정 정보는 CPRI를 통해서 DU(210)에서 RU(230)로 전달될 수 있다. 특정 정보를 수신한 RU(230)는 특정 정보에 기반하여 전원 증폭기의 동적 온/오프를 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 예시에서 특정 정보가 1인 경우, 서브프레임에 제어채널 또는 RS를 제외하고 트래픽이 할당되지 않은 경우이다. 이 경우, 동적(dynamic) PA 온/오프 동작을 수행할 수 있다. 동적 PA 온/오프는 서브프레임에서 제어채널 또는 RS가 할당되지 않은 각 심볼 단위로 PA를 온/오프 하는 것을 의미한다. 예를 들어, 데이터 채널 영역에서 트래픽이 할당되지 않은 심볼에서 PA가 오프 상태가 되도록 제어할 수 있다. 트래픽이 전송되지 않는 심볼에 대해서 PA를 오프하여 소모 전력을 줄일 수 있다. 예를 들어, 도 2에서 RU에서 서브프레임(241)의 경우 동적 PA 온/오프 동작을 수행한다. 서브프레임(241)의 특정 정보는 1이고, 제어 채널 이외의 데이터 트래픽이 할당되지 않은 경우이다. RU는 슬롯#0의 심볼 3, 5, 6의 전송 시점에 PA를 오프하고, 슬롯 #1의 심볼 1, 2, 3, 5, 6의 전송 시점에 PA를 오프할 수 있다. 한편, 심볼 별로 PA를 온/오프 하는 경우, PA의 온/오프에 대한 지연 시간이 발생할 수 있다. 따라서 기지국(200)은 지연시간을 고려하여 PA 온/오프 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 연속된 빈 심볼의 구간이 기 설정된 임계 값 미만인 경우, 패턴 정보에도 불구하고 지연시간을 고려하여 PA 온/오프 동작을 수행하지 않을 수도 있다.
종래에는 PRB 사용량이 낮은 심볼에서 PA의 bias를 낮추어 소모 전력을 감소 시켰다면, 본 발명의 실시 예에서는 TTI 별로 각 심볼에서 PA를 오프하여 소모 전력을 감소 시킬 수 있다. 본 발명의 실시 예는 종래 기술과 비교하여, TDD/FDD 시스템에 공통적으로 적용될 수 있고, bias 전압을 낮추는 기술과 비교하여 소모 전력 절감 효과가 크며, 실제 트래픽 변화를 실시간으로 반영할 수 있다.
DSP(211)는 스케쥴링 시 RB 할당 정보를 고려하여 트래픽 할당 여부를 판단할 수 있다. DSP(211)는 RB 할당 정보를 고려하여, 서브프레임 (또는 TTI 별) 빈 심볼(empty symbol) 구간을 판단할 수 있다. DSP(211)는 각 서브프레임에 대응하는 특정 정보를 CPRI FPGA(215)로 전달할 수 있다. 특정 정보는 1비트 정보일 수 있고, 트래픽 할당 여부에 따라 0 또는 1일 수 있다. 특정 정보는 TTI 주기로 전달될 수 있다. 또한, 복수의 TTI 각각에 대응하는 특정 정보를 전달할 수도 있다. CPRI FPGA(215)는 특정 정보를 RU(230)로 전달할 수 있다. CPRI FPGA(215)는 특정 정보를 CPRI VSS(vendor-specific space) 데이터를 이용하여 RU(230)에 전달할 수 있다. RU(230)는 수신한 특정 정보에 기반하여 동적 PA 온/오프 동작을 수행할 수 있다. RU(230)는 특정 정보에 기반하여, 안테나 포트 별의 각 심볼에 대하여 PA 온/오프 동작을 수행할 수 있다. 각 마스크 심볼 패턴에 대응하는 안테나 포트 별 심볼 정보는 미리 정의되거나 약속될 수 있다.
도 3 및 도 4는 서브프레임 별 미사용 심볼 정보를 표현하는 방법을 설명하는 도면이다. 제어 채널 또는 RS 등이 할당된 심볼은 마킹으로 표시되어 있다. 도 3을 참조하면, CRS 심볼 패턴 마스크(CRS symbol pattern mask)는 안테나 포트 별로 CRS가 전송되는 심볼이 상이하다. 안테나 포트 0, 1에서는 슬롯 #0과 슬롯 #1의 0번, 4번 심볼에서 CRS가 전송된다. 안테나 포트 2, 3에서는 슬롯 #0과 슬롯 #1의 1번 심볼에서 CRS가 전송된다.
제어 심볼 패턴 마스크(control symbol pattern mask)는 CFI(control format indicator)에 따라 제어 채널이 할당되는 영역이 상이할 수 있다. CFI 값이 1이면 슬롯 #0의 0번 심볼에 제어채널이 할당되고, CFI 값이 2이면 슬롯 #0의 0번, 1번 심볼에 제어 채널이 할당되며, CFI 값이 3이면 슬롯 #0의 0번, 1번, 2번 심볼에 제어 채널이 할당되며, CFI 값이 4이면 슬롯 #0의 0번, 1번, 2번, 3번 심볼에 제어 채널이 할당된다. CFI 값에 따라 제어 채널이 할당된 심볼에서는 심볼의 전송 시점에 제어 채널이 전송된다.
PSS 심볼 패턴 마스크(primary synchronization signal symbol pattern mask)는 단말의 primary 동기 신호가 전송되는 심볼에 대한 마스크이다. PSS 심볼 패턴 마스크는 FDD 시스템인지 TDD 시스템인지에 여부에 따라 달라질 수 있다. FDD 시스템인 경우 라디오 프레임의 서브프레임 중 0, 5번 서브프레임에서 PSS가 전송된다. 상기 서브프레임에서 슬롯 #0의 6번 심볼에서 PSS가 전송된다. TDD 시스템인 경우 라디오 프레임의 서브프레임 중 1, 6번 서브프레임에서 PSS가 전송된다. 상기 서브프레임에서 슬롯 #0의 2번 심볼에서 PSS가 전송된다.
SSS 심볼 패턴 마스크(secondary synchronization signal symbol pattern mask)는 단말의 secondary 동기 신호가 전송되는 심볼에 대한 마스크 이다. SSS 심볼 패턴 마스크는 FDD 시스템인지 TDD 시스템인지에 여부에 따라 달라질 수 있다. FDD 시스템과 TDD 시스템 모두 라디오 프레임의 서브프레임 중 0, 5번 서브프레임에서 SSS 가 전송된다. 다만, FDD 시스템인 경우 슬롯 #0의 5번 심볼에서 SSS가 전송된다.
PBCH 심볼 패턴 마스크(physical broadcast channel symbol pattern mask)는 라디오 프레임의 서브프레임 0번에서 전송된다. 상기 서브프레임에서 슬롯 #1의 0번, 1번, 2번, 3번 심볼에서 PBCH가 전동된다.
PRS 심볼 패턴 마스크(positioning reference signal symbol pattern mask)는 PRS 전송 주기 및 오프셋(offset)에 따라 할당될 수 있다. 또한, 기지국이 사용하는 송신 안테나 포트 수에 따라 PRS가 전송되는 심볼이 결정될 수 있다. 예를 들어, 안테나 포트 수가 1 또는 2인 경우, 슬롯 #0의 3, 5 6번 심볼과 슬롯 #1의 1, 2, 3, 5, 6번 심볼에서 PRS가 전송될 수 있다. 안테나 포트 수가 4인 경우, 슬롯 #0의 3, 5 6번 심볼과 슬롯 #1의 2, 3, 5, 6번 심볼에서 PRS가 전송될 수 있다.
상기에서 설명한 바와 같이 각 서브프레임은 마스크 심볼 패턴에 따라 전송되는 제어채널 또는 RS 등의 심볼 전송 위치가 결정되어 있다. 따라서 마스크 심볼 패턴 및 특정 정보 (데이터 트래픽이 할당되었는지 여부를 지시하는 특정 정보)에 따라 동적 PA 온/오프를 위한 빈 심볼 (empty symbol)을 확인할 수 있다.
예를 들어, CRS와 제어 채널이 할당된 서브프레임에 대하여 도 4를 참고하여 설명한다. 도 4는 CRS와 CFI=3 인 제어 채널이 할당된 서브프레임이다. 이 경우, 각 서브프레임의 슬롯 #0 에서 0, 1, 2번 심볼에서는 제어 채널이 할당된다. 또한, 안테나 포트에 따라 안테나 포트 0, 1번의 경우 슬롯 #0, #1의 0, 4번 심볼에 CRS가 할당되고, 안테나 포트 2, 3번의 경우 슬롯 #0, #1의 1번 심볼에 CRS가 할당된다. 특정 정보에 따라 도 4의 심볼에 데이터 트래픽이 할당되지 않은 경우, 각 서브프레임의 빈 심볼에서 동적 PA 오프가 수행될 수 있다. 예를 들어, 안테나 포트 0, 1번에 대한 서브프레임에서 슬롯 #0의 3, 5, 6 번 심볼과 슬롯 #1의 0, 1, 2, 3, 5, 6번 심볼에서 PA 오프 동작이 수행될 수 있다. PA 오프 동작이 가능한 심볼 중 일부 심볼에서만 PA 오프 동작이 수행될 수도 있다. 특정 정보에 따라 데이터 트래픽이 할당된 것을 지시하는 경우, 동적 PA 오프 동작을 수행하지 않는다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예 동작 방법을 설명하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 시스템은 LSM(LTE system manager, 510), DU(210) 및 RU(230)를 포함할 수 있다. DU(210)와 RU(230)는 기지국에 포함된 엔티티이다. DU(210)는 DSP(211), 모뎀(213), CPRI FPGA(215) 및 OAM(217)를 포함할 수 있다. DU에 포함된 엔티티 중 일부 엔티티는 생략될 수 있고, 적어도 두 개의 엔티티가 하나의 엔티티로 구성될 수도 있다. RU(230)는 RU FPGA(235)를 포함할 수 있다. 하기 DU(210)의 각 엔티티 동작은 DU(210)의 전반적인 동작을 제어하는 제어부에 의해 제어될 수 있다.
520 단계에서 LSM(510)은 DU(210)로 동적 PA on/off 이네이블(enable) 요청 메시지를 전송할 수 있다. DU(210)의 OAM(217)에서 상기 메시지를 수신할 수 있다. 상기 PA on/off enable 요청 메시지를 수신하면 DU는 동적 PA on/off 동작을 수행하도록 설정할 수 있다. 한편, LSM(510)으로부터 상기 메시지를 수신하지 않고, 기지국의 자체적인 설정에 따라 동적 PA on/off 동작을 수행할 수도 있다. 상기 수신한 enable 요청 메시지는 DSP(211)로 전달될 수 있고(521), DSP(211)는 응답 메시지를 OAM(217)으로 전송할 수 있다(523). 상기 수신한 enable 요청 메시지는 RU(230)로 전달될 수 있고(525), RU(230)는 응답 메시지를 OAM(217)으로 전송할 수 있다(527).
DU(210)는 동적 PA on/off 동작을 설정할 수 있다. DU(210)는 동적 PA on/off 동작 설정에 기반하여, RB 할당 정보에 따라 TTI 또는 서브프레임 단위로 특정 정보를 생성할 수 있다(531). 상기 특정 정보는 패턴 정보일 수 있다. 특정 정보는 DSP(211)에서 생성될 수 있다. DSP(211)는 생성한 특정 정보를 CPRI FPGA(215)로 전달할 수 있다(533, 535). 상기 특정 정보는 1ms 주기로 전달될 수 있다. 예를 들어, TTI 또는 서브 프레임의 단위는 1ms 일 수 있다. 패턴 정보 전달 시 셀(cell) 마다 4 비트씩 전송할 수 있다. 예를 들어, 패턴 1은 0001, 패턴 0은 0000으로 구성할 수 있다. 정보 전달은 DU FPGA 1 ms를 구성하는 15개 하이퍼프레임(hyperframe)에 대한 동기 기준으로 210 μs 이전에 완료되는 것이 바람직하다. DSP(211) 특정 정보 전송 후 전송된 패턴 정보를 초기화 할 수 있다(537).
DU(210)는 특정 정보를 RU(230)로 전달할 수 있다. 예를 들어, DU(210)의 CPRI FPGA(215)는 DSP(211)로부터 전달받은 특정 정보를 확인할 수 있다. 1ms 주기로 상기 특정 정보를 확인할 수 있다. CPRI FPGA(215)는 RU로 전달하는 메시지의 어떤 필드에 상기 특정 정보를 포함시킬 수 있다. 예를 들어, CPRI FPGA(215)는 LTE 첫번째 슬롯의 데이터가 들어있는 CPRI 하이퍼프레임의 VSS(vender specific service) 필드에 패턴 정보를 포함시킬 수 있다(541).
CPRI FPGA(215)는 특정 정보를 RU(230)로 전달할 수 있다(543, 545, 547). CPRI FPGA(215)는 RU(230)의 FPGA(235)에 VSS를 통해 특정 정보를 전달할 수 있다. 특정 정보는 하이퍼프레임 단위로 1ms 주기 3회 전달될 수 있다. CPRI FPGA(215)는 특정 정보 전달 후 레지스터(register)에서 특정 정보를 0000으로 초기화 할 수 있다.
RU(230)는 특정 정보에 기반하여 특정 정보를 기록할 수 있다(551). 예를 들어, RU FPGA(235)는 특정 정보가 들어있는 1ms 주기의 CPRI 하이퍼프레임의 VSS를 확인하여 레지스터에 특정 정보를 기록할 수 있다.
RU(230)는 특정 정보에 맞게 동적 PA 온/오프 동작을 수행할 수 있다(553). RU FPGA(235)는 특정 정보에 기반하여 동적 PA 온/오프 동작을 제어할 수 있다. PA 온/오프 시 빈 심볼에서 PA 오프 동작을 수행할 수 있다. 이때, 빈 심볼은 해당 서브프레임의 마스크 심볼 패턴에 기반하여 결정될 수 있다. 마스크 심볼 패턴에 기반한 빈 심볼 식별/판단 방법은 도 3 및 도 4를 참조한다.
RU(230)는 PA 온/오프 수행 후 레지스터에 특정 정보를 초기화 할 수 있다(555). RU FPGA(235)는 PA 온/오프 수행 후 레지스터에 특정 정보를 초기화 할 수 있다.
DU(210) 또는 RU(230)는 동적 PA 오프 동작 수행을 지시하는 특정 정보가 전달된 횟수를 기록할 수 있다. 예를 들어, RU FPGA(235)는 CPRI FPGA에서 동적 PA 오프 동작 수행을 지시하는 특정 정보를 전달 받은 횟수를 기록하고(557), OAM(217)로 전달할 수 있다(559).
OAM(217)은 DSP(211)과 RU(230)로부터 수신한 동적 PA 오프 동작 수행을 지시하는 특정 정보를 전달한 횟수를 비교할 수 있고(561), 비교 결과를 LSM(510)으로 전달할 수 있다(563).
운용자에 의해 동적 PA 온/오프 기능이 디스에이블(disable)되면, disable 요청 메시지가 DU(230)로 전달될 수 있다(571). OAM(217)은 DSP(211)에 disable 요청 메시지를 전달하고(573), DSP(211)는 OAM(217)에 응답 메시지를 전송할 수 있다(575). OAM(217)은 RU(230)에 disable 요청 메시지를 전달하고(577), RU(230)는 OAM(217)에 응답 메시지를 전송할 수 있다(579).
한편, 도 5의 실시 예는 기지국에서 DU(210)와 RU(230)가 분리된 경우에 대하여 설명하였으나, 분리되지 않은 경우에도 도 5의 실시 예가 적용될 수 있음은 자명하다. 이 경우, DU(210), RU(230)의 신호 전달 과정 중 일부가 생략될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 기지국의 동작을 설명하는 도면이다. 도 6을 참조하면, 610 단계에서 기지국은 동적 PA 온/오프 기능을 설정할 수 있다. 설정은 기능을 인에이블(enable) 시키는 것을 포함할 수 있다. 상기 동적 PA 온/오프는 기지국에서 설정할 수 있고, LSM이 전송하는 enable 요청 메시지에 기반하여 설정될 수도 있다.
620 단계에서 기지국은 RB 할당 정보에 따라 TTI 단위로 특정 정보를 생성할 수 있다. 특정 정보는 제어 채널, RS 등을 제외한 데이트 트래픽이 대응하는 서브프레임에 할당되었는지 여부를 지시할 수 있다. 기지국이 RU와 DU가 분리된 형태인 경우, DU에서 특정 정보가 생성되고, 생성된 특정 정보는 RU로 전달될 수 있다. 기지국이 RU와 DU가 분리된 형태가 아닌 경우, 생성된 특정 정보를 바로 이용할 수 있다. DU에서 생성된 특정 정보를 RU로 전달하는 방법은 도 5에서 설명한 방법을 참조한다.
630 단계에서 기지국은 특정 정보에 기반하여 PA 온/오프 동작을 수행할 수 있다. 기지국은 레지스터에 특정 정보를 기록한 후 특정 정보에 따라 PA 온/오프 동작을 수행할 수도 있다. 특정 정보가 해당 서브프레임에 데이터 트래픽이 할당되지 않았음을 지시하는 경우, 해당 서브프레임의 빈 심볼에서 PA 오프 동작을 수행할 수 있다. 즉, 기지국은 해당 서브프레임의 빈 심볼의 전송 시점에 PA 오프 동작을 수행할 수 있다. 해당 서브프레임의 빈 심볼은 마스크 심볼 패턴을 적용하여 식별할 수 있다. 마스크 심볼 패턴에 기반한 빈 심볼 식별은 도 3 및 도 4의 설명을 참조한다. 각 서브프레임 별로 특정 정보가 적용되므로, 기지국은 다른 서브프레임에 대해서도 특정 정보에 기반하여 PA 오프 동작을 수행할 수 있다.
한편, 도 5에서 설명한 기지국의 동작을 추가적으로 수행할 수 있음은 자명하다.
다음으로 제2 실시 예에 대하여 설명한다. 제2 실시 예는 DU-RU 미사용 심볼 구간 정보 전달 기반 PA on/off방식(제1 실시 예)과 달리, RU에서 실시간으로 기저대역 IQ 데이터(Baseband IQ Data)를 미리 분석하여 일정 시간 동안 0가 나오면 PA의 게이트 바이어스(Gate bias)를 오프(off)하고 0이 아닌 값이 나오면 PA의 게이트 바이어스(Gate bias)를 온(on)을 한다. PA on/off 제어는 실제 RF 출력에 영향이 없어야 하므로 PA 게이트 바이어스(gate bias)의 과도 시간(transient time)과 PA gate bias on/off 제어 명령 수행을 위한 불확실성(Uncertainty)을 고려하여 미리 수행이 되어야 한다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 신호 처리 과정을 설명하는 도면이다. 도 7을 참조하면, DU(710)는 무선 자원으로 전송될 데이터를 RU(730)으로 전송할 수 있다. 이때, 상기 데이터는 IQ(in-phase/quadrature-phase) 데이터 일 수 있다. DU(710)에서 전송할 데이터가 없는 경우, IQ 데이터는 영(zero)이다. RU(730)는 일정 구간 동안 IQ 데이터에 대해서 탐지한다. 기 설정된 구간 동안(예를 들어, 특정 임계 값을 적용할 수 있다.) IQ 데이터가 없는 것으로 판단되는 경우 RU(730)의 전원 증폭기(737, PA)를 오프할 수 있다. 데이터가 없는 경우 송신될 데이터가 없으므로, IQ 데이터가 없는 것으로 판단된 시간 및 전송 시점에 기반하여 PA를 오프할 수 있다. IQ 데이터로 0이 들어오면 IQ 데이터가 없는 것으로 식별/판단할 수 있다. 즉, 실시간으로 기저대역 IQ 데이터(baseband IQ data)를 미리 분석하여 일정 시간 동안 0이 나오면 대응 시간 및 전송 시점에 PA(737)를 오프(off)할 수 있다. PA 오프는 PA의 게이트 바이어스(gate bias)를 오프하는 것을 포함한다. 0이 아닌 값이 나오면 PA의 gate bias를 온(on) 할 수 있다. PA 온은 PA의 gate bias를 온 하는 것을 포함한다. 한편, 상기 IQ 데이터가 0인 구간의 임계 값 또는 기 설정된 구간의 길이는 하기에서 설명하는 과도 시간 값을 고려하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 임계 값 또는 기 설정된 구간의 길이는 과도 시간 값 보다 클 수 있다.
한편, PA 온/오프에는 실질적으로 과도 시간(transient time)이 존재한다. 즉, PA를 온하는 순간부터 바로 bias on level에 도달할 수 없다. 이때, bias off level에서 bias on level에 이르는 시간을 과도 시간이라 한다. Bias on level은 PA에서 RF를 전송하기 위해 필요한 bias level 일 수 있다. 과도 시간은 5 μs 정도 일 수 있다.
도 7에서 x[n]은 IQ 데이터가 데이터 프로세싱 유닛(731)에 입력되기 전 타이밍이고, c(t)는 PA bias가 온/오프 되는 타이밍이고, x(t-Tw)는 PA에 RF 신호 입력되기 전의 타이밍이다. RF 신호가 PA에 입력되는 시간과 동일한 시간 또는 이전 시간에 PA 온 동작에 따라 PA의 bias on level 에 도달해야 RF 신호가 전송될 수 있다. 즉, 전송되어야 할 트래픽이 PA에 도달하는 시점에 앰프를 온하고, 전송될 트래픽이 없는 타이밍이 PA에 도달할 때, 앰프를 오프하여 소모 전력을 줄일 수 있다. 앰프 오프는 게이트 바이어스(gate bias)를 이용할 수 있다.
DU(730)의 세부 구성에 대하여 설명한다. Data processing(731)는 IQ 데이터 처리 미치 데이터 전송 시간을 조정할 수 있다. Transceiver(733)는 IQ 신호를 RF 신호로 변경할 수 있다. Decision(735)는 N개의 IQ 샘플을 모니터링하여 PA 온/오프 여부를 결정할 수 있다. PA 온/오프 여부와 PA 온/오프 시점을 결정할 수 있다. 온오프 시점 결정 시 과도 시간(transient time)이 고려될 수 있다. PA(737)는 전력 증폭기이다. 다만, DU(730)의 세부 구성을 이에 한정하지는 않고, 상기 언급한 엔티티 중 적어도 두 개의 엔티티가 하나의 엔티티로 구성될 수도 있다. 예를 들어, DU(730)의 전반적인 동작을 제어하는 제어부에 의해 상기 각 유닛의 동작이 수행 또는 제어 될 수 있다.
즉, 기지국은 Tw 시간 동안 IQ data 샘플 들이 “0”의 값을 가지면, PA bias를 오프(off)로 판정하고, PA의 gate bias 전압을 낮추어 PA를 오프(off)할 수 있다. Tw 시간 동안 IQ data 샘플 들 중에서 “0”이 아닌 값이 1개 샘플 이상 존재하면 PA gate bias voltage를 온(on)으로 판정하고, PA gate 전압을 올려 PA를 온(on)할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 예 동작 방법을 설명하는 도면이다.
도 8을 참조하면, 시스템은 LSM(850)과 기지국으로 구성될 수 있다. 기지국은 DU(810)와 RU(830)를 포함할 수 있다. 도 8에서는 DU(810)와 RU(830)가 분리된 경우에 대하여 설명하지만, 분리되지 않은 기지구인 경우에도 이와 유사하게 동작한다.
861 단계에서 운용자에 의해 기저대역 IQ 데이터(baseband IQ data) 기반 PA 온/오프 기능이 인에이블(enable)될 수 있다. LSM(850)은 DU(810)로 enable 요청 메시지를 전송할 수 있다. 한편, IQ 데이터 기반 PA 온/오프 기능은 기지국에서 자체적으로 설정할 수도 있다.
DU(810)는 RU(830)로 기저대역 IQ 데이터 기반 PA 온/오프 기능 인에이블 요청 메시지를 전송하고(863 단계), RU(830)는 DU로 응답 메시지를 전송할 수 있다(865 단계). 인에이블 요청 메시지는 DU FPGA(815)에서 RU FPGA(835)로 전송되고, 응답 메시지는 RU FPGA(835)에서 DU FPGA(815)로 전송될 수 있다.
867 단계에서 DU(810)는 RU(830)로 기저대역 IQ 데이터를 전송한다. 869 단계에서 RU(830)는 기저대역 IQ 데이터 신호 추적 기반 PA 온/오프 기능을 수행할 수 있다. 구체적인 동작 방법은 도 7에서 설명한 방법을 참조한다.
871 단계에서 RU(830)는 PA 온/오프 수행 결과를 DU(810)로 전달한다. DU(810)의 OAM(811)로 PA 온/오프 수행 결과가 전송될 수 있다. 873 단계에서 DU(810)는 상기 전달받은 PA 온/오프 수행 결과를 LSM(850)으로 전송할 수 있다. 한편, 수행 결과를 전송하는 단계는 생략될 수 있다.
운용자의 설정에 따라 기저대역 IQ 데이터 기반 PA 온/오프 기능이 디스에이블(disable) 될 수 있다. LSM(850)은 disable 요청 메시지를 RU(810)로 전송할 수 있다(875 단계). LSM(850)으로 부터의 disable 요청 메시지뿐만 아니라, 기지국 자체적으로 PA 온/오프 기능을 디스에이블 할 수 있다.
DU(810)은 RU(830)로 기저대역 IQ 데이터 기반 PA 온/오프 기능 disable 요청 메시지를 전송하고(877 단계), RU(830)는 DU(810)로 응답 메시지를 전송할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국을 설명하는 도면이다. 기지국(900)은 적어도 하나의 네트워크 노드와 통신을 수행하는 통신부 및 상기 기지국의 전반적인 동작을 제어하는 제어부(930)를 포함할 수 있다. 기지국(900)은 DU와 RU를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 제어부(930)는 상기 도 1 내지 도 8을 통해 설명한 본 발명의 제1 실시 예 및 제2 실시 예를 이용한 전력 소모 절감 방법을 수행하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 제어부(930)는 적어도 하나의 서브프레임(subframe)에 빈 심볼(empty symbol) 구간을 판단하고, 상기 판단 결과에 기반하여 상기 PA 온/오프 동작을 제어할 수 있다. 이때, 상기 빈 심볼은 상기 서브프레임에서 컨트롤 채널(control channel) 또는 데이터 트래픽이 할당되지 않은 서브프레임일 수 있다. 서브프레임은 TTI와 동일할 수 있다.
또한, 상기 제어부(930)는 상기 판단 결과에 대응하는 특정 정보를 생성하도록 제어할 수 있다. 이때, 상기 특정 정보는 데이터 트래픽이 할당되지 않은 서브프레임에 대한 제1 정보 또는 데이터 트래픽이 할당된 서브프레임에 대한 제2 정보 중 하나일 수 있다. 상기 특정 정보는 비트 정보, 비트맵 정보 등 일 수 있다.
또한, 상기 제어부(930)는 상기 서브프레임의 마스크 심볼 패턴(mask symbol pattern) 및 하향링크 공유 채널(physical downlink shared channel, 이하 PDSCH) 할당 정보에 기반하여 빈 심볼을 식별하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부(930)는 상기 서브프레임의 특정 정보가 제1 정보인 경우 빈 심볼에서 PA 오프 동작을 수행하고, 상기 서브프레임의 특정 정보가 제2 정보인 경우 PA 오프 동작을 수행하지 않도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부(930)는 기저대역 IQ 데이터(baseband in-phase/quadrature-phase data)를 생성하고, 상기 기저대역 IQ data에 기 설정된 시간 동안 전송할 데이터가 없는지 판단하며, 상기 판단 결과 및 상기 전원 증폭기의 과도 시간(transient time)에 기반하여 PA 온/오프를 수행하도록 제어할 수 있다. 이때, 상기 기 설정된 시간은 상기 과도 시간 이상이고, 상기 과도 시간은 PA의 바이어스 전압 레벨(bias voltage level)이 바이어스 오프 레벨(bias off level)에서 바이어스 온 레벨(bias on level)로 전환되는 시간일 수 있다.
또한, 상기 제어부(930)는 상기 기저대역 IQ 데이터 값이 상기 기 설정된 시간 동안 0이면 PA 오프 구간으로 판단하고, 상기 기저대역 IQ 데이터 값이 상기 기 설정된 시간 동안 0이 아닌 값이 적어도 하나 이상이면 PA 온 구간으로 판단할 수 있다. 또한, 상기 제어부(930)는 상기 PA를 온 하는 경우, 상기 기저대역 IQ 데이터가 상기 PA에 입력되기 전 상기 과도 시간을 고려하여 PA 온 동작을 수행하도록 제어할 수 있다.
그리고 본 명세서와 도면에 개시된 실시 예들은 본 발명의 내용을 쉽게 설명하고, 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (20)

  1. 기지국의 전력 소모 제어 방법에 있어서,
    적어도 하나의 서브프레임(subframe)에서 제어 채널 및 기준 신호가 할당된 적어도 하나의 심볼을 나타내는 패턴 정보에 기반하여 상기 제어 채널 및 상기 기준 신호의 심볼 전송 위치를 식별하는 단계;
    상기 심볼 전송 위치 및 데이터 트래픽에 관한 할당 정보에 기초하여 적어도 하나의 빈 심볼(empty symbol) 구간을 식별하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 빈 심볼 구간의 길이가 임계 값 이상인 경우, 상기 적어도 하나의 빈 심볼 구간에 대해 전원 증폭기(power amplifier, PA)를 오프하고, 상기 적어도 하나의 빈 심볼 구간의 길이가 상기 임계 값보다 작은 경우, 상기 적어도 하나의 빈 심볼 구간에 대해 상기 PA를 온으로 유지하는 단계를 포함하고,
    상기 임계 값은 상기 PA의 바이어스 전압 레벨(bias voltage level)이 바이어스 오프 레벨(bias off level)에서 바이어스 온 레벨(bias on level)로 전환되는 과도 시간(transient time)에 기반하여 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 빈 심볼 구간에는 상기 제어 채널, 상기 기준 신호 또는 상기 데이터 트래픽이 할당되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 할당 정보는 상기 데이터 트래픽이 할당되지 않은 구간에 대한 제1 정보 또는 상기 데이터 트래픽이 할당된 구간에 대한 제2 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 패턴 정보는 상기 기준 신호의 유형, 상기 기준 신호의 전송 주기, 또는 상기 기지국의 안테나 포트들의 번호 중 적어도 하나에 기초하여 결정되는 CRS (cell reference signal) 심볼 패턴 마스크, PSS (primary synchronization signal) 심볼 패턴 마스크, SSS (secondary synchronization signal) 심볼 패턴 마스크, PBCH (physical broadcast channel) 심볼 패턴 마스크 또는 PRS (positioning reference signal) 심볼 패턴 마스크 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 정보에 해당하는 구간에서 상기 PA는 오프되고, 상기 제2 정보에 해당하는 구간에서 상기 PA는 온 되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 적어도 하나의 빈 심볼 구간은 상기 기지국의 데이터 유닛(data unit)에 의해 식별되고 상기 PA의 온과 오프는 상기 기지국의 무선 유닛(radio unit)에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 전력 소모를 조절하는 기지국에 있어서,
    무선 신호를 증폭시키는 전원 증폭기(power amplifier, PA); 및
    적어도 하나의 서브프레임(subframe)에서 제어 채널 및 기준 신호가 할당된 적어도 하나의 심볼을 나타내는 패턴 정보에 기반하여 상기 제어 채널 및 상기 기준 신호의 심볼 전송 위치를 식별하고, 상기 심볼 전송 위치 및 데이터 트래픽에 관한 할당 정보에 기초하여 적어도 하나의 빈 심볼(empty symbol) 구간을 식별하며, 상기 적어도 하나의 빈 심볼 구간의 길이가 임계 값 이상인 경우, 상기 적어도 하나의 빈 심볼 구간에 대해 상기 PA를 오프하고, 상기 적어도 하나의 빈 심볼 구간의 길이가 상기 임계 값보다 작은 경우, 상기 적어도 하나의 빈 심볼 구간에 대해 상기 PA를 온으로 유지하는 제어부를 포함하고,
    상기 임계 값은 상기 PA의 바이어스 전압 레벨(bias voltage level)이 바이어스 오프 레벨(bias off level)에서 바이어스 온 레벨(bias on level)로 전환되는 과도 시간(transient time)에 기반하여 설정되는 것을 특징으로 하는 기지국.
  8. 제7항에 있어서, 상기 적어도 하나의 빈 심볼 구간에는 상기 제어 채널, 상기 기준 신호 또는 상기 데이터 트래픽이 할당되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 기지국.
  9. 제7항에 있어서, 상기 할당 정보는 상기 데이터 트래픽이 할당되지 않은 구간에 대한 제1 정보 또는 상기 데이터 트래픽이 할당된 구간에 대한 제2 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  10. 제7항에 있어서, 상기 패턴 정보는 상기 기준 신호의 유형, 상기 기준 신호의 전송 주기, 또는 상기 기지국의 안테나 포트들의 번호 중 적어도 하나에 기반하여 결정되는 CRS (cell reference signal) 심볼 패턴 마스크, PSS (primary synchronization signal) 심볼 패턴 마스크, SSS (secondary synchronization signal) 심볼 패턴 마스크, PBCH (physical broadcast channel) 심볼 패턴 마스크 또는 PRS (positioning reference signal) 심볼 패턴 마스크 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  11. 제9항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 제1 정보에 해당하는 구간에서 PA 오프 동작을 수행하고, 상기 제2 정보에 해당하는 구간에서 PA 온 동작을 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 기지국의 데이터 유닛(data unit)에 포함되고,
    상기 PA는 상기 적어도 하나의 빈 심볼 구간에 기반하여 PA 온/오프 동작을 수행하는 상기 기지국의 무선 유닛(radio unit)에 포함되는 것을 특징으로 하는 기지국.
  13. 기지국의 전력 소모 제어 방법에 있어서,
    기저대역 IQ 데이터(baseband in-phase/quadrature-phase data)를 생성하는 단계;
    상기 기저대역 IQ 데이터에 기 설정된 시간 동안 전송할 데이터가 있는지 판단하는 단계; 및
    상기 판단의 결과 및 전원 증폭기(power amplifier, PA)의 바이어스 전압 레벨(bias voltage level)이 바이어스 오프 레벨(bias off level)에서 바이어스 온 레벨(bias on level)로 전환되는 과도 시간(transient time)에 기반하여 PA 온/오프를 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 PA 온/오프를 제어하는 단계는,
    상기 PA를 온 하는 경우, 상기 기저대역 IQ 데이터가 상기 PA에 입력되는 제1 시간을 상기 과도 시간만큼 앞서는 제2 시간에서 PA 온 동작을 수행하고,
    상기 기저대역 IQ 데이터에 상기 기 설정된 시간 동안 전송할 데이터가 없는 경우, 상기 기 설정된 시간 동안 PA를 오프하고,
    상기 기 설정된 시간의 길이는 상기 과도 시간 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 판단하는 단계는,
    상기 기저대역 IQ 데이터 값이 상기 기 설정된 시간 동안 0이면 PA 오프 구간으로 판단하고,
    상기 기저대역 IQ 데이터 값이 상기 기 설정된 시간 동안 0이 아닌 값이 적어도 하나 이상이면 PA 온 구간으로 판단하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 전력 소모를 제어하는 기지국에 있어서,
    무선 신호를 증폭시키는 전원 증폭기(power amplifier, PA); 및
    기저대역 IQ 데이터(baseband in-phase/quadrature-phase data)를 생성하고, 상기 기저대역 IQ 데이터에 기 설정된 시간 동안 전송할 데이터가 있는지 판단하며, 상기 판단의 결과 및 상기 PA의 바이어스 전압 레벨(bias voltage level)이 바이어스 오프 레벨(bias off level)에서 바이어스 온 레벨(bias on level)로 전환되는 과도 시간(transient time)에 기반하여 PA 온/오프를 수행하도록 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 PA를 온 하는 경우, 상기 기저대역 IQ 데이터가 상기 PA에 입력되는 제1 시간을 상기 과도 시간만큼 앞서는 제2 시간에서 PA 온 동작을 수행하고,
    상기 기저대역 IQ 데이터에 상기 기 설정된 시간 동안 전송할 데이터가 없는 경우, 상기 기 설정된 시간 동안 PA를 오프하고,
    상기 기 설정된 시간의 길이는 상기 과도 시간 이상인 것을 특징으로 하는 기지국.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 기저대역 IQ 데이터 값이 상기 기 설정된 시간 동안 0이면 PA 오프 구간으로 판단하고,
    상기 기저대역 IQ 데이터 값이 상기 기 설정된 시간 동안 0이 아닌 값이 적어도 하나 이상이면 PA 온 구간으로 판단하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  19. 삭제
  20. 삭제
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