KR20110125237A - 코히어런트 네트워크 ｍｉｍｏ를 위한 안테나 동기화 - Google Patents

코히어런트 네트워크 ｍｉｍｏ를 위한 안테나 동기화 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 전송 시스템(1b)의 다른 위치들에 배치된 복수의 RF 안테나 사이트들(3a 내지 3i)의 RF 안테나 신호들(5a 내지 5i)을 동기화시키는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 무선 전송 시스템(1b)의 중앙 유닛(2)에 위치된 기준 발진기(6)에서 기준 신호(7)를 생성하는 단계, 복수의 광섬유 링크들(9a'' 내지 9i'')을 통해 중앙 유닛(2)으로부터 RF 안테나 사이트들(3a 내지 3i)로 광학 신호로서 기준 신호(7)를 전송하는 단계, 및 다른 안테나 사이트들(3a 내지 3i)의 RF 안테나 신호들(5a 내지 5i)을 동기화시키기 위해 전송된 기준 신호(7)를 사용하는 단계를 포함한다. 본 발명은 또한 무선 전송 시스템(1b)에 관한 것이다.

Description

코히어런트 네트워크 ＭＩＭＯ를 위한 안테나 동기화{Antenna synchronization for coherent network MIMO}
본 발명은 무선 전송 시스템의 다른 위치들에 배치된 복수의 RF 안테나 사이트들의 RF 안테나 신호들을 동기화시키는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 방법을 수행하도록 적응된 무선 전송 시스템에 관한 것이다.
코히어런트 네트워크 ＭＩＭＯ(다중-입력/다중-출력)는 셀룰러 네트워크들과 같은 무선 전송 시스템들에서, 특히, 동일한 스펙트럼이 각 셀에서 사용되는 주파수 재사용을 갖는 시스템들에서 스펙트럼 효율의 현저한 증가를 제공한다. 이 경우에서, 시스템 실행은 셀간 간섭에 의해 보통 제한된다.
다운 링크 방향으로, 즉, RF 안테나 사이트들로부터 이동국들로의 코히어런트 네트워크 MIMO 전송으로부터 최대 이득을 이끌어내기 위해, 먼 거리의 안테나 사이트들에 위치된(예를 들어, 동일한 기지국의 원격 무선 헤드들 또는 복수의 협력하는 기지국들에 위치된) 안테나들은 ("조정된 안테나들"로서 작동하는) 관련된 위상들을 갖는 무선 신호들을 전송해야 한다.
이와 같은 이유로, 대략 수백 ms의 시간 프레임을 넘는 RF 주기의 프렉션보다 작은 RF 안테나 신호들(위상 지터) 사이의 편차들을 한정하는 RF 안테나 신호들의 동기화를 유지하기 위한 방법이 요구된다. 이러한 주기는 피드백 메커니즘들이 위상들을 제어하는데 충분히 길다. 무선 신호들의 반송파 주파수는 셀룰러 애플리케이션들에서 1 GHz 내지 5 GHz 사이이고, 안테나들의 간격은 매크로-셀룰러 환경에 대해 예를 들어, 대략 500m 내지 1km 또는 그 이상일 수 있다.
기지국들의 동기화를 위한 알려진 방법들은, 예를 들어, 이더넷 백홀 링크(Ethernet backhaul link) 또는 대안으로 GPS 클록 기준을 사용하는 것에 기초하고, 이 두 방법은 하기에서 간단히 기술된다.
IEEE 1588 또는 CPRI 인터페이스(이더넷 백홀 링크)의 사용:
이더넷 기반(또는 프로토콜 기반) 동기화의 카테고리에서 IEEE 1588에 따른 하나의 방법 또는 CPRI 인터페이스에 기반하는 다른 방법이 존재한다. 이러한 카테고리의 방법들은 순식간에 동기화에 도달할 수 있지만, 상기 요건들로 조정된 먼 거리의 안테나들을 유지하는 것을 허용하지는 않는다.
GPS 기준의 사용
GPS 경우에서, 마스터 클록(마스터 발진기)은 GPS 시스템의 위성에 위치되고, 10 MHz 기준 신호는 GPS 위성 수신기 유닛에 의해 제공된다. GPS 수신기는 발진기들을 제어하는 신호를 제공하는 각 안테나 사이트에 설치된다.
하지만, 상기 두 방식들, 즉, GPS 및 IEEE 1588은 훨씬 낮은 주파수를 갖는 기준 신호들로부터 RF 반송파 신호를 생성하기 위해 위상 동기 루프(PLL)들이 사용되는 사실을 초래라는 다른 이유에 대해서는 또한 충분히 정밀하지 않다.
2 GHz RF 신호가 10 MHz 기준 신호로부터 PLL을 사용하여 도출될 것이라는 가정하면, 20 log (2GHz/10 MHz)= 46dB의 PLL 대역내 위상 노이즈는 달성될 것이다. 하지만, 본 RF 무선 채널 그리드는 100 KHz 에서 1 MHz의 범위에서 존재하고, 따라서 PLL 대역내 위상 노이즈는 예를 들어, 100 KHz 기준 주파수에서 86 dB까지 증가할 것이다. 이것은 무선 인터페이스에서 (SDMA(공간 분할 다중 접속) 패턴과 유사한) 원치 않고 연관성이 없는 무선 패턴과 결합되어, 어떤 원격 무선 헤드에서 개별적인 RF-(LO) 발진기들 내의 거대한 관련성이 없는 위상 편차를 발생시킨다.
그 결과, 전송 과정에서 상호 협력하는 모든 안테나들은 반송파 주파수의 순서의 주파수를 갖는 마스터 발진기로부터 유도된 신호를 사용하는 정확한 동기화를 요구한다.
루비듐(Rb) 시계와 결합된 GPS 신호를 사용함으로써 그와 같은 동기화를 수행하는 상업적으로 이용가능한 해결책이 존재한다. 이 경우에, 매우 정확한 (루비듐) 시계들은 GPS 신호들에 의해 외부에서 동기화된다. 하지만, 루비듐 시계들의 사용으로 인해, 이러한 해결책은 상당한 비용이 들어 많은 애플리케이션들에서 사용할 수 없다.
일 양태에 따라서, 도입부에서 기술된 방법이 제공되고, 상기 방법은, 무선 전송 시스템의 중앙 유닛에 위치된 기준 발진기에서 기준 신호를 생성하는 단계, 중앙 유닛으로부터 광섬유 링크들을 통해 RF 안테나 사이트들로 광학 신호인 기준을 전송하는 단계, 및 예를 들어, 안테나 사이트들 각각에서 공통 클록 신호로서 전송된 기준 신호를 사용함으로써, 다른 안테나 사이트들의 RF 안테나 신호들을 동기화시키기 위해 전송된 기준 신호를 사용하는 단계를 포함한다. 그와 같은 방식으로, 다른 안테나 사이트들의 RF 안테나 신호들은 신뢰성 있고, 비용 효율이 높은 방식으로 동기화될 수 있다.
발명자들은 중앙 사이트에서의 "마스터" 발진기로부터 광섬유 링크들을 통해 "슬레이브" 안테나 사이트들로 기준/클록 신호를 전송하기 위해 광 링크를 사용하는 것을 제안한다. 발명자들은 본 방법에 의해 실현되는 클록 동기화의 정확성이 단기 지터에 의해 주어진다는 것을 알 수 있다. (광학 경로 길이의 차이점으로 인해) 이러한 단기 위상 지터의 가장 긴 길이는 사용된 섬유들의 편광 모드 분산(PMD)에 의해 야기될 것이다. 편광 모드 분산은 20 km의 사이트 간 거리에 대해 총 0,45/2,25 ps를 만드는 대략 0,1/0,5 ps/√km 이다. 이 값은 100ms 측정 기간 내의 요구된 값인 50 ps 편차보다 훨씬 아래이다.
따라서, 본 발명은 먼 거리의 안테나들의 위상 동기화 (조정)에 대한 방법을 제공하고, 그 결과, 무선 인터페이스상에서 오버헤드된 적절한 전송을 갖는 기지국과 이동국 사이의 피드백 루프들을 사용하여 무선 채널이 제어될 수 있을 정도로, 먼 거리의 안테나들의 위상들이 안정될 수 있는 것처럼, LTE FDD와 같은 시스템들에 대한 다운링크에서 코히어런트 네트워크 MIMO의 사용을 위한 조력자로서 작동한다.
안테나 사이트들에서 원격 무선 헤드들을 갖는 중앙 유닛으로서 노드B를 포함하는 구성의 경우에서, 디지털 기저대역 신호에 대해 이용된 섬유 링크가 이미 존재합니다. 종래의 노드 B들 및 섬유 백홀링을 포함하는 무선 액세스 네트워크의 경우에서 동일한 동기화 방법이 또한 실현될 수 있다. 특히, 복수의 협력하는 기지국들(노드 B들)은 안테나 사이트들로서 동작할 수 있고, 기준 발진기를 포함하는 통신 네트워크의 중앙 사이트는 기준 신호를 복수의 기지국들에 제공할 수 있다. 당업자는 노드 B들(안테나 사이트들) 중 하나가, 다른 노드들(슬레이브들)에 기준 신호를 제공하는 중앙 사이트/중앙 유닛(마스터 유닛)으로서 동작할 수 있다. 상기에서 기술된 방법은 또한 다중-요소 안테나들에 적용가능하다. 이 경우에서, 기준 신호의 각각의 분포인, 클록 분포는 광학 후판(optical backplane)에 의해 제공될 것이다.
하나의 변형에서, 상기 방법은 특히 GHz 범위로 RF 주파수를 갖는 기준 신호를 생성하는 단계, 및 바람직하게는, RF 안테나 신호들 중 적어도 하나의 반송파 신호를 생성하기 위한 상기 기준 신호를 사용하는 단계를 더 포함한다. 기준 신호는 통상적으로 반송파 신호의 주파수의 크기의 순서 내에 있는 주파수를 갖는다. 특히, 기준 신호의 주파수는 반송파 신호의 주파수와 같거나, 반송파 신호의 주파수의 1/2일 수 있다.
기준 신호는 정밀한 기준(클록 신호)으로서 사용될 수 있거나, RF 안테나 신호에 대한 반송파 신호를 생성하기 위해 직접 사용될 수 있다. 후자의 경우들에, 기준 신호는 반송파로서 사용되기 전에 증폭/재생성될 수 있는 것이 이해될 것이다.
다른 변형에서, 상기 방법은 중앙 유닛으로부터 RF 안테나 사이트들로 데이터 신호를 전송하는 단계를 포함한다. 통상적으로, 데이터 신호는, 예를 들어 광 섬유를 통해 디지털 신호로서 전송된다. 물론, 섬유(예를 들어, 동축 케이블들)를 통해 RF 안테나 신호의 알려진 아날로그 전송을 사용하는 것이 또한 가능하다. 하지만, 그와 같은 아날로그 전송은 왜곡들을 일으킨다. 당업자는, 통상적으로 모든 RF 안테나 사이트들에 공통인 기준 신호와 대조하여, 통상적으로 다른 데이터 신호들은 다른 안테나 사이트들로 전송된다는 것을 인식할 것이다. MIMO 애플리케이션들에 대하여, 데이터 신호들은 다른 위상들을 가지더라도 동일한 사용자 데이터를 일반적으로 포함한다.
이러한 변형의 하나의 전개에서, 데이터 신호 및 기준 신호는 개별 섬유 링크들을 통해 전송된다. 이러한 경우에서, 기준 신호의 전송은 데이터 신호의 전송과는 독립적으로 수행될 수 있다.
이러한 변형의 다른 전개에서, 데이터 신호 및 기준 신호는 동일한 섬유 링크를 통해 전송된다. 상기에서 기술되었던 것처럼, 기준 신호를 전송하기 위해 또한 사용될 수 있는 기저대역 신호의 전송을 위해 이용된 광섬유 링크가 이미 존재할 수 있다. 동일한 섬유 링크를 통해 동시에 데이터 신호 및 기준 신호의 전송을 위해, 몇가지 선택이 존재한다.
제 1 선택은 동일한 섬유 링크를 통해 다른 파장들에서 데이터 신호 및 기준 신호를 전송하기 위해 파장 분할 멀티플렉싱(WDM)을 수행하는 것이다. 이 경우에서, (코드) WDM 방식은 디지털 데이터 신호 및 기준 신호를 분리하기 위해 사용될 수 있다.
제 2 선택은 동일한 섬유 링크를 통해 데이터 신호 및 기준 신호를 전송하기 위한 전기 멀티플렉싱을 수행한다. 이러한 선택이 적용될 때, 아날로그 RF 기준 신호는 중앙 사이트의 광 전송기 및 RF 안테나 사이트에서의 광 수신기에서 각각, 전기 인서션/디-인서션(멀티플렉싱)을 사용하여, 디지털 기저대역 데이터 신호의 상부에서 변조될 수 있다. 그와 같은 방식을 사용하여, 제 2 섬유 또는 WDM 분배기/결합기 장비의 전개가 제공된다. 섬유 링크들은 일반적으로 (예를 들어, 20 또는 10km 미만으로) 비교적 짧기 때문에, 전기 멀티플렉싱이 가능하고, 따라서 광 링크 버젯에서 높은 보전을 유지한다.
본 발명의 제 2 양태는, 다른 위치들에 배치된 복수의 RF 안테나 사이트들로서, 각 RF 안테나 사이트는 RF 안테나 신호를 생성하기 위한 적어도 하나의 RF 안테나를 갖는, 상기 복수의 RF 안테나 사이트들, 기준 신호를 생성하기 위한 기준 발진기를 포함하는 중앙 유닛, 및 중앙 유닛으로부터 복수의 RF 안테나 사이트들로 기준 신호를 전송하는 복수의 광 섬유 링크들을 포함하고, RF 안테나 사이트들은 다른 RF 안테나 사이트들의 RF 안테나 신호들을 동기화시키기 위한 전송된 기준 신호를 사용하도록 적응되는, 무선 전송 시스템에서 구현된다.
상기에서 기술된 무선 전송 시스템에서, 기준 신호는 단일 파장만을 포함하는 광 신호로서 제공될 수 있다. 대안으로, 기준 신호는 다른 파장들을 가진 2개 이상의 요소들을 포함할 수 있다. 이 경우에서, RF 안테나 사이트들은, 예를 들어, 기준 신호의 2개의 성분들 사이의 차이점으로서, 클록 기준(주파수)을 생성하기 위한 주파수 혼합기를 포함한다. 이러한 방식은 섬유의 광학적 길이의 변화들에 의해 주어진 위상 변동들을 감소시키고, 따라서 수신된 기준 신호의 지터를 감소시킬 수 있다.
일 실시예에서, 기준 발진기는 특히 GHz 범위로 RF 주파수를 갖는 기준 신호를 생성하기 위해 적응된다. 기준 신호의 주파수는 충분한 정밀성으로 동기화를 수행하기 위해 RF 안테나 신호들의 반송파 신호의 크기의 순서 내에 존재해야 한다. 통상적으로, 기준 발진기는 광섬유를 통해 전송되기 전에 전기/광 변환되는 아날로그 전기 신호를 생성하도록 적응된다.
다른 실시예에서, 적어도 하나의 안테나 사이트는 RF 안테나 사이트의 RF 안테나 신호에 대한 반송파 신호를 생성하기 위해 기준 신호를 사용하도록 적응된다. 반송파 신호로서 기준 신호를 사용하는 가장 쉬운 방법은 반송파 신호의 주파수를 가진 기준 신호를 제공하는 것으로, 그 결과 기준 신호는 (가능하게는 RF 안테나 사이트에서 재-증폭/재-생성 이후에) 반송파 신호로서 직접 사용될 수 있다.
무선 전송 시스템의 다른 실시예는 중앙 유닛으로부터 RF 안테나 사이트들로 데이터 신호를 전송하도록 적응된다.
이러한 실시예의 일 전개에서, 무선 전송 시스템은 중앙 유닛으로부터 RF 안테나 사이트들로 데이터 신호를 전송하기 위한 적어도 하나의 부가적인 섬유 링크를 포함한다.
다른 전개에서, 무선 전송 시스템은 다른 파장들을 사용하여 동일한 섬유 링크를 통해 기준 신호 및 데이터 신호를 전송하기 위한 파장 분할 멀티플렉싱(WDM) 배열(멀티플렉서/디-멀티플렉서)을 더 포함한다. 광 멀티플렉싱은 적합한 분배기/결합기 장치를 사용하여 수행될 수 있다.
일 실시예에서, 무선 전송 시스템은 동일한 섬유 링크를 통해 기준 신호 및 데이터 신호의 결합된 전송을 위한 전기 멀티플렉싱 배열을 더 포함한다. 전기 멀티플렉싱을 수행할 때, 섬유 링크를 통해 전송된 신호는 예를 들어 큰 신호 성분으로서 디지털 데이터 신호 및 작은 신호 성분으로서 디지털 데이터 신호를 포함할 수 있다.
광학 신호를 전송하는 다른 가능성들이 예를 들어 상기에서 기술된 것처럼, (광 또는 전기 멀티플렉싱을 사용하여, 개별 섬유를 통해) 예를 들어 다른 형태들의 장비를 갖는 RF 안테나 사이트들은 동일한 중앙 사이트에 접속될 때 동일한 전송 시스템에서 구현될 수 있는 것이 이해될 것이다.
하나의 실시예에서, 광섬유 링크들의 각각은 20km보다 짧은, 바람직하게는 10km보다 짧은 길이를 갖는다. 상기에서 기술된 것처럼, 가능하면, 섬유 링크들의 길이는 클록 동기화가 높은 정확성으로 수행될 수 있는 것을 보증하기 위해 이러한 값들을 초과하지 않아야 한다.
다른 특징들 및 유리한 점들이 상당히 자세하게 도시된 도면들을 참조하여 예시적인 실시예들의 하기의 기술에서 언급되고, 청구항들에 의해 규정된다. 개별적인 특징들은 자체로서 개별적으로 구현될 수 있거나, 특징들의 일부는 어떤 요구된 조합으로 구현될 수 있다.
본 발명은 먼거리의 안테나들의 위상 동기화(조정)에 대한 방법을 제공한다.
도 1은 데이터 신호 및 기준 신호를 전송하기 위해 개별 광섬유들을 사용하는 무선 전송 시스템의 제 1 실시예의 개략적인 도면.
도 2는 WDM을 사용하여 데이터 신호 및 기준 신호를 전송하기 위해 단일 광섬유를 사용하는 무선 전송 시스템의 제 2 실시예의 개략적인 도면.
도 3은 전기 멀티플렉싱을 사용하여 데이터 신호 및 기준 신호를 전송하기 위해 단일 광섬유를 사용하는 무선 전송 시스템의 제 3 실시예의 개략적인 도면.
예시적인 실시예들은 도식적인 도안으로 도시되고, 하기의 기술에서 설명된다. 하기와 같이 도시된다.
도 1은 (본 실시예에서 노드 B인) 기지국의 형태인 중앙 유닛(2)을 갖는 무선 전송 시스템(1), 및 중앙 유닛(2)으로부터 원격인, 예를 들어, 중앙 유닛(2)으로부터 약 1km인 다른 위치들에 배열된 원격 무선 헤드들 RRH의 형태인 복수의 RF 안테나 사이트들(3a, ..., 3i)을 도시한다. 각 RF 안테나 사이트(3a, ..., 3i)는 대응하는 RF 안테나 신호(5a, ..., 5i)를 생성/전송하기 위한 적어도 하나의 RF 안테나(4a, ..., 4i)를 포함한다.
다운 링크 방향으로 코히어런트 네트워크 MIMO 전송으로부터 최대 이득을 이끌어 내도록, 멀리 있는 RF 안테나 사이트들(3a, ..., 3i)에 위치된 RF 안테나들(4a, ..., 4i)은 상관된 위상들을 갖는 RF 안테나 신호들(5a, ..., 5i)을 전송해야 한다. 즉, 공통의 클록/기준 신호를 이용하는 RF 안테나 신호들(5a, ..., 5i)의 동기화가 요구된다.
RF 안테나들(4a, ..., 4i)에 그와 같은 공통의 클록 신호를 제공하기 위해, 중앙 유닛은 아날로그 (전기) 기준 신호(7)를 생성하기 위한 기준 발진기(6)를 갖는다. 전기/광 전송기(8)(예를 들어, 레이저 다이오드)를 통해 기준 신호(7)를 전달한 후에, 기준 신호(7)는 RF 안테나 사이트들 중 첫 번째 사이트(3a)에 광섬유 링크(9a)를 통해 전송된다. 본 실시예에서, 기준 신호(7)는 광/전 변환(o/e-conversion)을 위한 PIN 포토-다이오드를 갖는 RF 안테나 사이트(3a)의 RF 변조기(10a)에 제공된다.
부가하여, 디지털 데이터 신호(11)는 개별 광섬유(12a)를 통해 중앙 유닛(2)으로부터 제 1 RF 안테나 사이트(3a)로 또한 전송된다. 데이터 신호(11)는 중앙 유닛(2)의 디지털 기저대역 유닛(13)에서 생성되고, 반도체 (레이저) 다이오드를 이용하는 디지털 전기-/광 전송기(14)에서 광 전송을 위해 준비되고, 그것의 광 전력은 데이터 신호(7)에 의해 변조된다. RF 안테나 사이트(3a)는, 예를 들어, PIN 포토-다이오드를 이용하여, 디지털 광 데이터 신호(11)를 아날로그 전기 데이터 신호로 변환하는 디지털/아날로그 및 광/전기 변환기(15a)를 갖는다.
데이터 신호(11) 및 기준 신호(9)의 RF 안테나 사이트(3a)로의 전송 이후, 데이터 신호(11) 및 기준 신호(9)는 다른 RF 안테나 사이트들(5b, ..., 5i)의 RF 안테나 신호들(5b, ..., 5i)과 동기화되는 RF 안테나 신호(5a)를 생성하도록 사용된다.
이러한 목적을 위해, 기준 신호(9)는 (예를 들어, RF 변조기(10a)에서) 먼저 재생 및/또는 증폭되고, 이후 RF 안테나 신호(5a)에 대한 반송파로서 사용되며, 데이터 신호(11)는 아날로그 포맷으로 변환되고 반송파 신호를 변조하기 위해 사용된다. 가장 단순한 경우에서, 반송파 신호로서 기준 신호(7)를 사용하기 위해, 기준 신호(7)의 주파수는 (GHz 범위로) 반송파 신호의 주파수에 대응하는 것으로 이해될 것이다.
하지만, 반송파 신호의 자릿수 내에서만 존재하는 주파수, 예를 들어, 반송파 주파수의 1/2인 주파수를 갖는 기준 신호(7)를 갖는 것이 또한 가능하다. 이 경우에서, 예를 들어, PLL을 사용하는 주파수 업-컨버전은 기준 신호(7)에 적용가능하고, 기준 신호(7)의 주파수 정도의 길이가 가능한 업-컨버전은 반송파 신호의 주파수로부터 크게 벗어나지 않는다. 즉, 통상적으로 기준 신호(7)는 반송파 주파수의 적어도 1/10인 주파수를 갖는다.
대안으로, 기준 신호(7)는 RF 안테나 사이트(3a)에서 RF 안테나 신호(5a)를생성하기 위한 정확한 클록 기준으로서만 사용될 수 있다는 것이 이해된다. 또한, 하나 이상의, 예를 들어, 2개의 광 파장들을 갖는 기준 신호(7)를 사용하는 것이 가능하고, 기준 주파수는, 예를 들어, RF 안테나 사이트(3a)에서 전송된 기준 신호(7)의 2개의 파장 성분들을 뺌으로써 기준 신호(7)로부터 구성된다. 어떤 경우에서든, 클록 기준으로서 기준 신호(7)를 사용할 때, 다른 RF 안테나 사이트들(3a 내지 3i)의 RF 안테나 신호들(5a 내지 5i)은 동기화될 수 있다.
도 1에서 도시된 실시예에서, 데이터 신호(11)의 전송은 대안으로 표준 RF 케이블을 통해 수행될 수 있다. 즉, 데이터 신호(11)는 중앙 사이트(2)로부터 RF 안테나 사이트들(3a 내지 3i)로 전기 신호로서 전송될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
도 2는 RF 안테나 사이트(3a)에 중앙 사이트(2)를 접속하는 단일 광섬유(9a')만을 갖는 무선 전송 시스템(1a)의 대안의 실시예를 도시한다. 이 경우에서, 데이터 신호(11) 및 기준 신호(7)는 데이터 신호(11) 및 기준 신호(7)의 파장들을 각각 결합/분리하기 위해 다른 파장들을 사용하는 상기 섬유(9a'), (C)WDM 멀티플렉서(16), 중앙 사이트에 배치되는 (C)WDM 디멀티플렉서(17) 및 RF 안테나 사이트(3a)를 통해 전송된다.
도 3에서, 기준 신호(7) 및 데이터 신호(11) 모두 제 1 RF 안테나 사이트(3a)에 전송하는 단일 섬유(9a'')를 또한 갖는 다른 전송 시스템(1b)이 도시된다. 하지만, 도 2에 도시된 전송 시스템(1a)과 대조하여, 전송 시스템(1b)은 중앙 사이트(2)에서 전자/광 전송기(18) 및 제 1 RF 안테나 사이트(3a)에서 전기 광 수신기(19a)를 포함한다. 전기 변조기들(18, 19a)은 디지털 기저대역 신호(11)의 상부에서 아날로그 기준 신호(7)를 변조함으로써 전기 인서션(electrical insertion) 및 디-인서션(de-insertion)을 수행하기 위해 사용된다.
상기에서 기술된 모든 무선 전송 시스템들(1, 1a, 1b)에서, RF 안테나 사이트들(3a 내지 3i)은 로컬 기준 발진기 대신 기준으로서 중앙 발진기(6)로부터 전송된 기준 신호(7)를 사용한다. 도 1 내지 도 3에서, RF 안테나 사이트들(3a 내지 3i)은 동일한 구조이지만, 도 1 내지 도 3에서 도시된 기준 신호(7) 및 데이터 신호(11)를 전송하는 타입들은 혼합될 수 있는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, RF 안테나 사이트들(3a 내지 3i)의 일부는 중앙 사이트(2)에 단일 섬유(9a)를 통해 접속될 수 있지만, 다른 것들은 그렇지 않을 수 있다.
이 경우에서, 중앙 사이트(2)에서 장비는 이러한 목적으로 적응되어야 하는 것이 이해될 것이다. 이러한 관점에서, 당업자는 단일 파장 분할 멀티플렉서(16) 및 단일 전기 멀티플렉서(18)가 도시되지만, 이러한 장치들 중 더 많은 것들이 개별 광섬유 링크들(광섬유 링크들(9, 9i', 9i'') 중 하나만이 단순함을 위해 도시된다)을 통해 나머지 RF 안테나 사이트들(3b 내지 3i)을 제공하기 위해 중앙 사이트(2)에서 이용될 수 있는 것을 이해할 것이다.
어느 경우에서든, 다른 안테나 사이트들(3a 내지 3i)의 RF 안테나 신호들(5a 내지 5i)을 동기화하기 위해, 기준 신호를 전송하는 상기 섬유 링크들(9, 9i', 9i'')의 길이는 그와 같은 섬유 길이를 사용하는데 있어, 약 20km, 바람직하게는 10km를 초과하지 않아야 하고, RF 안테나 신호들(5a 내지 5i)의 동기화는 용이하게 되고, 다른 경로 길이들을 갖는 광섬유에서 편광 모드 분산에 의해 야기된 위상 지터는 RF 안테나 사이트들(3a 내지 3i)과 RF 안테나 신호들(5a 내지 5i)을 수신하는 (도시되지 않은)이동국들 사이에 피드백 메카니즘들에 의한 보상을 허용되도록 충분히 작고, 따라서 요구하는 방식으로 위상들을 제어한다.
당업자는, 상기에서 기술된 전송 시스템들(1, 1a, 1b)이 중앙 사이트로서 기지국(NodeB) 및 RF 안테나 사이트들(3a 내지 3i)로서 원격 무선 헤드(RRH)들을 사용하지만, 또한 복수의 협력하는 기지국(NodeBs)들이 안테나 사이트들로서 작동하는 것이 가능하고, 통신 네트워크의 중앙 사이트는 복수의 기지국들을 지원하는 기준 발진기를 포함하는 것을 이해할 것이다. 또한, 상기에서 기술된 방법 및 시스템은 기준 발진기를 포함하는 중앙 요소, 또는 다른 적합한 장비를 갖는 다중 요소 안테나들에 적용가능하다.
요약하면, 무선 인터페이스상에서 오버헤드된 적절한 전송을 갖는 기지국(예를 들어, 노드B)과 이동국들 사이의 피드백 루프들을 사용하여 무선 채널이 제어될 수 있을 정도로, 먼 거리의 RF 안테나들의 위상들이 안정될 수 있는 것처럼, 상기에서 기술된 방식은 LTE FDD와 같은 시스템들에 대한 다운링크에서 코히어런트 네트워크 MIMO의 사용을 위한 조력자로서 작동한다.
상기의 바람직한 실시예들의 기술은 예시에 의해 주어진다. 주어진 기술로부터 당업자들은 본 발명 및 수반되는 유익들을 이해할 수 있을 뿐 아니라, 개시된 구조들 및 방법들에 대한 분명한 다양한 변경들 및 수정들을 또한 발견할 것이다. 따라서, 출원인은 첨부된 청구항들 및 그것의 대응하는 것에 의해 규정된 그와 같은 변경들 및 수정들을 포함하는 것을 추구한다.
1 : 무선 전송 시스템 2 : 중앙 유닛
6 : 기준 발진기 13 : 디지털 기저대역 유닛
14 : 디지털 전기-/광 전송기
15a : 디지털/아날로그 및 광/전기 변환기

Claims (12)

  1. 무선 전송 시스템(1, 1a, 1b)의 다른 위치들에 배치된 복수의 RF 안테나 사이트들(3a 내지 3i)의 RF 안테나 신호들(5a 내지 5i)을 동기화시키는 방법으로서,상기 무선 전송 시스템(1, 1a, 1b)의 중앙 유닛(2)에 위치된 기준 발진기(6)에서 기준 신호(7)를 생성하는 단계, 광섬유 링크들(9a, 9a', 9a'', ...)을 통해 상기 중앙 유닛(2)으로부터 상기 RF 안테나 사이트들(3a 내지 3i)로 광학 신호로서 상기 기준 신호(7)를 전송하는 단계, 및 상기 다른 안테나 사이트들(3a 내지 3i)의 상기 RF 안테나 신호들(5a 내지 5i)을 동기화시키기 위해 상기 전송된 기준 신호(7)를 사용하는 단계를 포함하는, 상기 RF 안테나 신호들(5a 내지 5i)을 동기화시키는 방법에서 있어서,
    특히 GHz 범위로 RF 주파수를 갖는 상기 기준 신호(7)를 생성하는 단계, 및 상기 RF 안테나 신호들(5a 내지 5i) 중 적어도 하나의 반송파 신호를 생성하기 위해 상기 기준 신호(7)를 사용하는 단계를 특징으로 하는, RF 안테나 신호들을 동기화시키는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 중앙 유닛(2)으로부터 상기 RF 안테나 사이트들(3a 내지 3i)로 데이터 신호(11)를 전송하는 단계를 추가로 포함하는, RF 안테나 신호들을 동기화시키는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 데이터 신호(11) 및 상기 기준 신호(7)는 개별 섬유 링크들(9a, 12a)을 통해 전송되는, RF 안테나 신호들을 동기화시키는 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 데이터 신호(11) 및 상기 기준 신호(7)는 동일한 섬유 링크(9a', 9a'', ...)를 통해 전송되는, RF 안테나 신호들을 동기화시키는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 동일한 섬유 링크(9a')를 통해 다른 파장들로 상기 데이터 신호(11) 및 상기 기준 신호(7)를 전송하기 위해 파장 분할 멀티플렉싱(WDM)을 수행하는 단계를 추가로 포함하는, RF 안테나 신호들을 동기화시키는 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 동일한 섬유 링크(9a'')를 통해 상기 데이터 신호(11) 및 상기 기준 신호(7)를 전송하기 위해 전기 멀티플렉싱을 수행하는 단계를 추가로 포함하는, RF 안테나 신호들을 동기화시키는 방법.
  7. 무선 전송 시스템(1, 1a, 1b)에 있어서,
    다른 위치들에 배치된 복수의 RF 안테나 사이트들(3a 내지 3i)로서, 각 RF 안테나 사이트(3a 내지 3i)는 RF 안테나 신호(5a 내지 5i)를 생성하기 위한 적어도 하나의 RF 안테나(4a 내지 4i)를 갖는, 상기 복수의 RF 안테나 사이트들(3a 내지 3i);
    기준 신호(7)를 생성하기 위한 기준 발진기(6)를 포함하는 중앙 유닛(2); 및
    상기 중앙 유닛(2)으로부터 상기 복수의 RF 안테나 사이트들(3a 내지 3i)로 상기 기준 신호(7)를 전송하는 복수의 광섬유 링크들(9a, 9a', 9a'', ...)을 포함하고,
    상기 RF 안테나 사이트들(3a 내지 3i)은 상기 다른 RF 안테나 사이트들(3a 내지 3i)의 상기 RF 안테나 신호들(5a 내지 5i)을 동기화시키기 위한 상기 전송된 기준 신호(7)를 사용하도록 적응되고, 상기 기준 발진기(6)는 특히 GHz 범위로 RF 주파수를 갖는 기준 신호(7)를 생성하도록 적응되고, 적어도 하나의 RF 안테나 사이트(3a 내지 3i)는 상기 RF 안테나 사이트(3a 내지 3i)의 상기 RF 안테나 신호(5a 내지 5i)에 대한 반송파 신호를 생성하기 위해 상기 기준 신호(7)를 사용하도록 적응되는, 무선 전송 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 중앙 유닛(2)으로부터 상기 RF 안테나 사이트들(3a 내지 3i)로 데이터 신호(11)의 전송을 위해 적응되는, 무선 전송 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 중앙 유닛(2)으로부터 상기 RF 안테나 사이트들(3a 내지 3i)로 상기 데이터 신호(11)를 전송하기 위한 적어도 하나의 부가적인 섬유 링크(12a)를 추가로 포함하는, 무선 전송 시스템.
  10. 제 8 항에 있어서,
    다른 파장들을 사용하여 상기 동일한 섬유 링크(9a')를 통해 상기 기준 신호(7) 및 상기 데이터 신호(11)를 전송하기 위한 파장 분할 멀티플렉싱(WDM) 배치(16, 17a 내지 17i)를 추가로 포함하는, 무선 전송 시스템.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 동일한 섬유 링크(9a'')를 통해 상기 기준 신호(7) 및 상기 데이터 신호(7)의 결합된 전송을 위한 전기 멀티플렉싱 배치(18, 19a 내지 19i)를 추가로 포함하는, 무선 전송 시스템.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 광섬유 링크들(9a, 9a', 9a'')은 20km보다 짧은, 바람직하게는 10km보다 짧은 길이를 갖는, 무선 전송 시스템.
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140091616A (ko) 2006-12-26 2014-07-21 달리 시스템즈 씨오. 엘티디. 다중 채널 광대역 통신 시스템에서의 기저 대역 전치 왜곡 선형화를 위한 방법 및 시스템
CN105208083B (zh) * 2010-09-14 2018-09-21 大力系统有限公司 用于发送信号的系统和分布式天线系统
JP5642613B2 (ja) * 2011-04-05 2014-12-17 日本電信電話株式会社 無線通信システムおよび無線通信方法
CN102571208A (zh) * 2011-11-28 2012-07-11 华中科技大学 一种多输入多输出的光通信系统及方法
EP2882256B1 (en) * 2013-12-09 2019-03-13 Alcatel Lucent Radio access unit with analogue carrier recovery
CN104767565A (zh) * 2014-01-02 2015-07-08 中兴通讯股份有限公司 一种mimo光通信方法、装置和系统
JP6381372B2 (ja) * 2014-08-29 2018-08-29 Kddi株式会社 無線装置、ベースバンド処理装置、無線基地局システムおよびプログラム
CN104660344B (zh) * 2015-02-09 2017-07-18 南京邮电大学 一种多输入多输出的光通信系统及其信号复原方法
EP3284227B1 (en) 2015-04-16 2023-04-05 Andrew Wireless Systems GmbH Uplink signal combiners for mobile radio signal distribution systems using ethernet data networks
US9735904B2 (en) * 2015-12-15 2017-08-15 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. PLL with clock and data recovery function for receiver phase synchronization
JP6834268B2 (ja) * 2016-09-06 2021-02-24 日本電気株式会社 無線通信装置及び無線通信システム
JP6618657B2 (ja) * 2017-05-23 2019-12-11 三菱電機株式会社 基地局装置、地上局装置および地上アンテナ装置
WO2020132611A1 (en) 2018-12-20 2020-06-25 California Institute Of Technology Spatial redistributors and methods of redistributing mm-wave signals
US20220021114A1 (en) * 2020-07-17 2022-01-20 California Institute Of Technology Optically Synchronized Phased Array
EP4200995A1 (en) 2020-08-20 2023-06-28 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) Generating a common and stable radio frequency (rf) carrier for a plurality of distributed units
DE102022201312B4 (de) 2022-02-08 2023-10-12 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben einer elektrooptischen Übertragungsvorrichtung für beliebige Signale, Computerprogrammprodukt sowie Datenübertragungsvorrichtung

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS616942A (ja) * 1984-06-21 1986-01-13 Tokyo Keiki Co Ltd 光多重通信方式
CA1290020C (en) * 1987-02-09 1991-10-01 Steven Messenger Wireless local area network
JP3204463B2 (ja) * 1992-06-06 2001-09-04 キヤノン株式会社 波長多重光通信ネットワーク
JP2809179B2 (ja) 1996-03-14 1998-10-08 日本電気株式会社 無線同報通信システム
US5995483A (en) * 1996-08-22 1999-11-30 Tellabs Operations, Inc. Apparatus and method for upstream clock synchronization in a multi-point OFDM/DMT digital communication system
US6212397B1 (en) 1996-12-23 2001-04-03 Texas Instruments Incorporated Method and system for controlling remote multipoint stations
JPH10322259A (ja) * 1997-05-19 1998-12-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd デジタルコードレス通信システム
US6381047B1 (en) * 1998-05-06 2002-04-30 At&T Corp. Passive optical network using a fabry-perot laser as a multiwavelength source
JP4160181B2 (ja) 1998-11-10 2008-10-01 株式会社東芝 信号伝送方法及び中継装置
KR101053610B1 (ko) 2004-06-25 2011-08-03 엘지전자 주식회사 Ｏｆｄｍ／ｏｆｄｍａ 시스템의 무선자원 할당 방법
US7428268B2 (en) 2004-12-07 2008-09-23 Adaptix, Inc. Cooperative MIMO in multicell wireless networks
US7761011B2 (en) * 2005-02-23 2010-07-20 Kg Technology Associates, Inc. Optical fiber communication link
KR100658223B1 (ko) * 2005-12-01 2006-12-15 한국전자통신연구원 실시간 위치추적 시스템에서의 고정밀 시각 동기화 장치 및그 방법
US20070274279A1 (en) * 2005-12-19 2007-11-29 Wood Steven A Distributed antenna system employing digital forward deployment of wireless transmit/receive locations
US7738486B2 (en) * 2007-02-28 2010-06-15 Finisar Corporation Multi-mode integrated circuit for use in optoelectronic devices
JP2007228603A (ja) 2007-03-20 2007-09-06 Toshiba Corp 無線通信基地局装置および無線信号光伝送用受信機および無線信号光伝送用送受信機
US8059969B1 (en) * 2008-06-18 2011-11-15 Hrl Laboratories, Llc Enhanced linearity RF photonic link

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