KR20140015002A - 데이터 전송 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

데이터 전송 제어 시스템이 하나 이상의 디지털 유닛 및 하나 이상의 라디오 유닛과 연동하는 환경에서 데이터 전송을 제어하기 위하여, 하나 이상의 디지털 유닛으로부터 각각 무선 신호를 수신하여 하나의 디지털 신호로 변환하면, 하나 이상의 라디오 유닛으로부터 각각 전송되는 트래픽 상태 정보를 수신한다. 수신한 트래픽 상태 정보를 토대로, 하나 이상의 라디오 유닛으로 전송할 하나의 디지털 신호를 압축하여 압축 디지털 신호를 생성하고, 압축 디지털 신호를 하나 이상의 라디오 유닛으로 전송한다.

Description

데이터 전송 제어 시스템 및 방법{System and method for control of data transmission}
본 발명은 데이터 전송 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.
차세대 이동통신 시스템에서는 무선 데이터 용량 증대를 위해 스몰 셀(small cell) 구축을 주요한 연구 주제로 다루고 있다. 스몰 셀은 기존 무선망을 커버리지 확보용으로 구축하고, 무선 데이터 용량이 많이 필요한 핫 스팟(hot spot) 지역을 별도로 구축하는 방안이다.
이러한 구조에서는 기존 매크로 기지국과 스몰 셀 기지국과의 간섭 문제 관리와 자원 할당 등 운영의 편리성 및 실시간 제어 기능이 필요하다. 이를 위해, 디지털 신호를 처리하는 디지털 유닛(DU: Digital Unit)과 무선 신호를 처리하는 라디오 유닛(RU: Radio Unit)을 분리한 클라우드 형태의 기지국 구축 방식이 개발되고 있다.
디지털 유닛-라디오 유닛 분리 구축 방식은 디지털 신호를 처리하는 디지털 유닛을 집중국에 설치하고, 라디오 유닛을 광선로를 통해 연결한다. 이러한 구조로 구현함으로써 라디오 유닛 경계 지역의 간섭 문제를 모니터링을 통해 해결하고, 라디오 유닛간 단말 이동시 단말의 서비스 연결 지속성을 제공해줄 수 있다. 또한, 각 라디오 유닛별 무선 통신 자원의 할당을 실시간으로 제어하여, 구축망의 자원 활용성을 향상시킬 수 있다.
디지털 유닛-라디오 유닛이 분리된 기지국 구축 시 디지털 유닛과 라디오 유닛간 용량 증대를 위해 광선로 상의 WDM(Wavelength Division Multiplexing) 방식이 많이 이용된다. 이는 신호가 중첩되지 않도록 파장의 길이가 다른 복수의 광신호를 하나의 광선로에 전송하는 방법으로, 다중 전송하는 파장의 수에 비례하여 용량을 증가시킬 수 있다.
디지털 유닛-라디오 유닛간 용량 증대를 위한 WDM 기술은 실제 구현 시 광선로 송수신 끝단에서 광 파장에 따라 분기하는 장비가 파장 수에 비례하여 추가된다. 이 장비의 가격은 사용 광파장 수에 따라 지수적으로 상승하며, 장비의 크기도 커지기 때문에 적은 수의 광 파장만을 이용할 수밖에 없다. 또한, 라디오 유닛별 제공 용량이 WDM 장비에서 지원하는 파장수에 제한되기 때문에, 데이터 용량 관리에도 한계가 있다.
따라서, 본 발명은 디지털 유닛과 라디오 유닛간 신호 특성을 통해 데이터 전송을 제어하는 시스템 및 방법을 제공한다.
상기 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 하나의 특징인 데이터 전송 제어 시스템이 데이터 전송을 제어하는 방법은,
상기 데이터 전송 제어 시스템은 하나 이상의 디지털 유닛 및 하나 이상의 라디오 유닛과 연동하며, 상기 하나 이상의 디지털 유닛으로부터 각각 무선 신호를 수신하여 하나의 디지털 신호로 변환하는 단계; 상기 하나 이상의 라디오 유닛으로부터 각각 전송되는 트래픽 상태 정보를 수신하는 단계; 상기 수신한 트래픽 상태 정보를 토대로, 상기 하나 이상의 라디오 유닛으로 전송할 상기 하나의 디지털 신호를 압축하여 압축 디지털 신호를 생성하는 단계; 및 상기 압축 디지털 신호를 상기 하나 이상의 라디오 유닛으로 전송하는 단계를 포함한다.
상기 디지털 신호로 변환하는 단계는, 상기 하나 이상의 디지털 유닛으로부터 전송되는 하나 이상의 무선 신호를 수신하는 단계; 상기 하나 이상의 무선 신호를 주파수 밴드별로 병합하여 상기 디지털 유닛 수 만큼의 무선 신호를 생성하는 단계; 상기 병합한 디지털 수 만큼의 무선 신호를 디지털 변환하여, 상기 디지털 유닛 수 만큼의 디지털 신호를 생성하는 단계; 및 상기 디지털 유닛별로 미리 할당되어 있는 데이터 시퀀스를 토대로 상기 디지털 유닛 수 만큼의 디지털 신호를 상기 하나의 디지털 신호로 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 압축 디지털 신호를 생성하는 단계는, 상기 하나 이상의 라디오 유닛으로 전송할 정보의 양과 상기 트래픽 상태 정보를 토대로 압축률을 결정하는 단계; 상기 결정된 압축율을 토대로, 상기 하나의 디지털 신호를 압축하기 위한 압축 행렬을 생성하는 단계; 및 상기 압축 행렬을 토대로 상기 하나의 디지털 신호를 압축하여 상기 압축 디지털 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 압축 디지털 신호를 생성하는 단계는, 상기 디지털 신호가 상기 하나 이상의 라디오 유닛으로 전송되는 대역만을 샘플링하기 위한 성김도를 계산하는 단계; 상기 계산한 성김도를 토대로 압축 행렬을 생성하는 단계; 및 상기 생성한 압축 행렬을 토대로 상기 하나의 디지털 신호를 압축하여 상기 압축 디지털 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 라디오 유닛으로 전송한 단계 이후에, 상기 라디오 유닛은, 상기 압축 디지털 신호로부터 상기 압축 행렬을 추출하는 단계; 및 상기 추출한 압축 행렬로부터 상기 성김도를 찾아내어, 상기 압축된 데이터를 복원하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 특징인 복수의 디지털 유닛 및 복수의 라디오 유닛과 연동한 데이터 전송을 제어하는 시스템은,
상기 복수의 디지털 유닛으로부터 전송되는 복수의 무선 신호를 주파수 밴드별로 병합하여, 상기 복수의 디지털 유닛 수 만큼의 무선 신호를 생성하는 무선 신호 병합/분리부; 상기 무선 신호 병합/분리부에서 주파수 밴드별로 병합된 복수의 무선 신호를 디지털 신호로 변환하여 복수의 디지털 신호를 생성하는 아날로그/디지털 변환부; 및 상기 아날로그/디지털 변환부에서 변환된 디지털 유닛 수 만큼의 디지털 신호를 하나의 디지털 신호로 생성하고, 상기 생성한 신호에 대한 압축 정보를 상기 하나의 디지털 신호에 포함한 후 압축하여 상기 복수의 라디오 유닛으로 압축 디지털 신호를 전송하는 신호 처리부를 포함한다.
상기 데이터 전송 제어 시스템은, 상기 아날로그/디지털 변환부에서 변환된 복수의 디지털 유닛 수 만큼의 디지털 신호를 각각 수신하여 하나의 디지털 신호로 생성하고, 상기 디지털 신호를 압축한 압축률 및 상기 복수의 디지털 유닛 수 만큼의 디지털 신호를 하나의 신호로 생성한 데이터 시퀀스 정보를 포함하는 데이터 압축 정보를 생성하는 데이터 시퀀스 할당부; 상기 데이터 시퀀스 할당부가 생성한 데이터 압축 정보를 토대로 상기 하나의 디지털 신호를 압축하는 압축부; 및 상기 압축부에서 압축한 상기 압축 디지털 신호를 상기 복수의 라디오 유닛으로 전송하는 신호 송신부를 포함할 수 있다.
상기 압축부는 상기 디지털 신호에 대한 압축 행렬을 생성하고, 상기 디지털 신호를 성긴 신호로 변환할 수 있다.
상기 데이터 전송 제어 시스템은, 상기 복수의 라디오 유닛으로부터 전송되는 라디오 유닛별 데이터 시퀀스가 할당된 압축 신호를 수신하는 신호 수신부; 상기 신호 수신부가 수신한 압축 신호를 복원하는 복원부; 및 상기 복원부가 복원한 압축 신호를 주파수 밴드별로 분할하고 상기 분할한 신호를 상기 복수의 디지털 유닛으로 전송하는 데이터 분할부를 포함할 수 있다.
상기 데이터 전송 제어 시스템은, 상기 복수의 라디오 유닛으로부터 전송되는 트래픽 상태 정보를 토대로 상기 복수의 라디오 유닛의 트래픽 상태를 모니터링하고, 모니터링한 트래픽 정보를 상기 신호 처리부로 전달하는 모니터링부를 포함할 수 있다.
상기 신호 처리부는, 상기 모니터링부에서 모니터링한 상기 복수의 라디오 유닛의 트래픽 상태를 토대로 라디오 유닛 별로 각각 다른 압축률로 상기 하나의 디지털 신호를 압축할 수 있다.
상기 라디오 유닛은, 상기 신호 송신부로부터 전송되는 압축 디지털 신호를 수신하여, 라디오 유닛별로 분할하여 상기 라디오 유닛의 셀 영역 내에 위치한 복수의 단말에 제공할 압축 데이터 신호를 추출하는 데이터 분할부; 상기 데이터 분할부에서 추출한 압축 데이터 신호를 복원하여 데이터를 추출하는 복원부; 및 상기 복원부에서 추출한 데이터를 상기 복수의 단말로 전송하는 신호 전송부를 포함할 수 있다.
상기 라디오 유닛은, 상기 복수의 단말들로부터 전송되는 복수의 신호를 각각 수신하는 신호 수신부; 상기 신호 수신부가 수신한 복수의 신호를 압축하여 복수의 압축 신호를 생성하는 압축부; 및 상기 복수의 압축 신호를 하나의 압축 신호로 생성하고, 상기 하나의 신호를 생성하기 위해 이용한 라디오 유닛별 데이터 신퀀스를 상기 하나의 압축 신호에 포함하여 상기 신호 처리부로 전송하는 데이터 시퀀스 생성부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면 디지털 유닛과 라디오 유닛이 분리된 환경에서 추가 장비의 설치 없이도 링크간 데이터 용량을 향상시킬 수 있으며, 디지털 신호 처리를 이용하여 사업자별 용량 제어가 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 데이터 전송을 제어할 수 있는 환경에 대한 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 전송 제어 시스템의 구조도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 원격 허브 유닛의 구조도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 신호 처리부의 구조도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 전송을 제어하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 데이터 복원 방법을 나타낸 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 단말(terminal)은, 이동국(Mobile Station, MS), 이동 단말(Mobile Terminal, MT), 가입자국(Subscriber Station, SS), 휴대 가입자국(Portable Subscriber Station, PSS), 사용자 장치(User Equipment, UE), 접근 단말(Access Terminal, AT) 등을 지칭할 수도 있고, 이동 단말, 가입자국, 휴대 가입자 국, 사용자 장치 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
본 명세서에서 기지국(Base Station, BS)은 접근점(Access Point, AP), 무선 접근국(Radio Access Station, RAS), 노드B(Node B), 송수신 기지국(Base Transceiver Station, BTS), MMR(Mobile Multihop Relay)-BS 등을 지칭할 수도 있고, 접근점, 무선 접근국, 노드B, 송수신 기지국, MMR-BS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
이하 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 데이터 전송을 제어하는 시스템 및 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 데이터 전송을 제어할 수 있는 환경에 대한 예시도이다.
매크로셀 환경에서 가상화 시스템은 여러 개의 디지털 유닛의 자원을 공유하고 분배하기 위하여, 디지털 유닛의 상위단에 존재하는 경우가 많다. 그러나 인빌딩 환경에서는 다수의 통신 회사 또는 다수의 통신 서비스를 제공하는 디지털 유닛에서 출력되는 신호를 인빌딩의 트래픽 상황에 따라 분배하고 공유하기 위해, 도 1에 도시된 바와 같이 원격 허브 유닛(RHU: Remote Hub Unit)(200)은 디지털 유닛(100)과 라디오 유닛 그룹(400)의 사이에 위치하는 것을 예로 하여 설명한다.
본 발명의 실시예에서는 세 개의 디지털 유닛(100-1 ∼ 100-3)이 원격 허브 유닛(200)에 연결되어 있는 것을 예로 하여 설명하나, 디지털 유닛의 수는 확장될 수 있다. 그리고 복수의 사업자에 대한 복수의 디지털 유닛은 하나의 원격 허브 유닛(200)을 공동으로 사용하는 것을 예로 하여 설명한다.
원격 허브 유닛(200)은 라디오 유닛(300)으로 전송되는 데이터를 사업자별 데이터 시퀀스를 할당한 후 압축하여 용량을 증대시킬 수 있도록 제어한다. 이때 하나의 라디오 유닛은 하나의 라디오 유닛(310-1, 320-1, 330-1) 및 라디오 유닛에 캐스케이드(cascade)로 일대 일 연결된 라디오 유닛(이하, '캐스케이드 라디오 유닛'이라 지칭함)(310-2, 320-2, 330-2)으로 구성되는 것을 예로 하여 설명한다. 그리고 이렇게 구성된 라디오 유닛을 라디오 유닛 그룹(310 ∼ 330)이라 지칭한다. 본 발명의 실시예에서는 세 개의 라디오 유닛 그룹(310 ∼ 330)이 원격 허브 유닛(200)에 연동하는 것을 예로 하여 설명하나, 라디오 유닛 그룹의 수는 확장될 수 있다.
이러한 네트워크 환경에서 디지털 유닛(100) 및 라디오 유닛 그룹(310 ∼ 330)과 연동하는 원격 허브 유닛(200)의 구조에 대해 도 2를 참조로 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예에서는 원격 허브 유닛(200)의 구조 중 데이터 압축을 통해 전송하는 구조들을 중심으로 언급하며, 일반적으로 알려진 원격 허브 유닛(200)의 다른 구조도 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 원격 허브 유닛(200)을 데이터 전송 제어 시스템이라고도 지칭하나, 반드시 이와 같이 한정되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 원격 허브 유닛의 구조도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 원격 허브 유닛(200)은 무선 신호 병합/분리부(210), 아날로그/디지털 변환부(220), 신호 처리부(230) 및 모니터링부(240)를 포함한다.
무선 신호 병합/분리부(210)는 복수의 디지털 유닛으로부터 전송되는 복수의 사업자 주파수 밴드별 무선 신호를 사업자별로 병합한다. 즉, 하나의 사업자가 복수의 주파수 밴드를 통해 서비스를 제공할 수 있기 때문에, 사업자별로 각각 입력되는 복수의 무선 신호를 하나의 무선 신호로 병합한다.
본 발명의 실시예에서는 세 개의 디지털 유닛(100-1 ∼ 100-3)이 원격 허브 유닛(200)에 연결되어 있는 것을 예로 하여 설명하므로, 무선 신호 병합/분리부(210)에서 병합된 신호는 세 개의 신호가 출력된다. 또한, 라디오 유닛(300)으로부터 전달된 사업자별 신호를 수신하고, 신호를 사업자 밴드별 무선 신호로 분리하여 복수의 디지털 유닛(100-1 ∼ 100-3)으로 전송한다.
아날로그/디지털 변환부(220)는 무선 신호 병합/분리부(210)에서 병합된 하나의 무선 신호를 디지털 신호로 변환한다. 이때, 디지털 신호로 변환된 무선 신호는 디지털 유닛(100-1 ∼ 100-3)의 수 만큼 생성된다. 또한, 라디오 유닛(300)으로부터 전달되는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 무선 신호 병합/분리부(210)로 전달한다.
신호 처리부(230)는 아날로그/디지털 변환부(220)에서 디지털 신호로 변환된 복수의 디지털 신호를 하나의 디지털 신호로 생성한다. 그리고 생성된 디지털 신호를 압축하는데, 압축과 관련된 압축 정보를 디지털 신호의 헤더 부분에 포함하여 함께 압축한다.
이때, 라디오 유닛(300)의 트래픽 상태에 따라 압축률을 달리하여 압축하거나, 미리정의된 압축률로 디지털 신호를 압축할 수도 있다. 또한, 데이터 신호를 압축할 때에는 다양한 방법을 통해 압축할 수 있다. 즉, 데이터 압축 시 압축 행렬을 생성하여 압축하거나 성긴 신호 변환 방법을 통해 압축할 수도 있으며, 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 방법으로 한정하여 설명하지는 않는다.
모니터링부(240)는 라디오 유닛(300)으로부터 전송되는 트래픽 상태 정보를 토대로 라디오 유닛(300)의 트래픽 상태를 모니터링한다. 그리고 모니터링한 트래픽 정보를 신호 처리부(230)로 전달하여, 신호 처리부(230)가 데이터를 압축할 때 라디오 유닛(300)의 트래픽 양에 따라 압축률을 결정하도록 한다.
다음은 원격 허브 유닛(200)의 구조 중 신호 처리부(230)의 상세한 구조에 대해 도 3을 참조로 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 신호 처리부의 구조도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 신호 처리부(230)는 데이터 시퀀스 할당부(231), 압축부(232), 신호 송신부(233), 신호 수신부(234), 복원부(235) 및 데이터 분할부(236)를 포함한다.
데이터 시퀀스 할당부(231)는 아날로그/디지털 변환부(220)로부터 디지털 신호로 변환된 복수의 디지털 신호를 수신한다. 그리고 수신한 복수의 디지털 신호를 하나의 신호로 생성하기 위하여 사업자별 즉, 디지털 유닛(100-1 ∼ 100-3)별로 데이터 시퀀스를 할당한다.
이때의 데이터 시퀀스는 복수의 디지털 신호 중 임의의 디지털 유닛이 전송한 디지털 신호를 하나의 신호로 생성할 때 몇 번째 위치에 삽입할지를 나타내는 정보이다. 데이터 시퀀스는 미리 설정된 순서로 결정될 수도 있고, 데이터 시퀀스 할당부(231)가 임의로 결정할 수 있다. 미리 설정된 순서로 결정할 때에는 라디오 유닛(300)이 해당 데이터 시퀀스를 알고 있다. 그러나 데이터 시퀀스가 임의로 결정된 경우라면, 데이터 압축 정보에 포함하여 라디오 유닛(300)으로 전달한다.
이때, 데이터 압축 정보에는 데이터 시퀀스 뿐만 아니라 압축률 정보를 포함한다. 압축률 정보는 데이터 시퀀스 할당부(231)가 모니터링부(240)로부터 전달받은 라디오 유닛(300)의 트래픽 상태 정보를 토대로 결정한 디지털 신호의 압축률이거나, 모든 라디오 유닛(300)에 미리 설정한 동일한 압축률로 신호를 전송할 경우에는 미리 설정된 압축률일 수도 있다.
압축부(232)는 데이터 시퀀스 할당부(231)가 생성한 데이터 압축 정보를 토대로 하나의 신호로 생성된 디지털 신호를, 미리 설정한 압축 방법으로 압축한다. 본 발명의 실시예에서는 압축부(232)가 컴프레시브 샘플링(compressive sampling) 기술을 이용하여 디지털 신호를 압축하는데, 성긴 신호 변환 방법과 압축 행렬을 통해 디지털 신호를 압축하는 것을 예를 들어 설명하나, 반드시 이와 같이 한정되는 것은 아니다.
신호 송신부(233)는 압축부(232)에서 압축한 디지털 신호를 라디오 유닛(300)으로 전송한다.
신호 수신부(234)는 복수의 라디오 유닛 그룹(310 ∼ 330)으로부터 전송되는 압축된 신호를 수신한다. 여기서 압축된 신호는 라디오 유닛별 데이터 시퀀스가 할당되어 있고, 라디오 유닛(300)에서 디지털 유닛(100)으로 전송하는 정보가 포함되어 있다.
복원부(235)는 신호 수신부(234)가 수신한 압축된 신호를 복원한다. 이때 복원부(235)는 신호의 성김성과 압축 행렬과의 상관도를 이용하여 신호를 복원한다. 이에 대해서는 이후 설명하기로 한다.
데이터 분할부(236)는 복원부(235)가 복원한 신호를 사업자별로 필터링하여 분할한다. 그리고 분할할 데이터를 A/D 변환부(200)로 전송한 후 디지털 유닛(100)으로 전달되도록 한다.
다음은 원격 허브 유닛(200)과 연동하는 라디오 유닛 그룹(310 ∼ 3330)을 형성하는 라디오 유닛의 구조에 대해 도 4를 참조로 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 라디오 유닛의 구조도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 라디오 유닛(300)은 데이터 분할부(301), 복원부(302), 신호 전송부(303), 신호 수신부(304), 압축부(305) 및 데이터 시퀀스 생성부(306)를 포함한다.
데이터 분할부(301)는 신호 처리부(230)의 신호 송신부(233)로부터 전송되는 압축된 디지털 신호를 수신하여 라디오 유닛(300)별로 데이터를 분할한다. 이때, 신호 송신부(233)로부터 전송되는 신호는 복수의 라디오 유닛(310-1 ~ 330-2)으로 전송되는 신호들이 하나의 신호에 압축되어 생성된 것으로, 신호를 수신한 데이터 분할부(301)는 자신이 포함된 라디오 유닛(300)에서 사용할 신호 즉, 데이터만을 분할하여 압축된 디지털 신호를 추출한다.
복원부(302)는 데이터 분할부(301)에서 추출한 압축된 디지털 신호를 복원한다. 이때 복원부(302)는 신호의 성김성과 압축 행렬과의 상관도를 이용하여 신호를 복원한다. 이에 대해서는 이후 설명하기로 한다.
신호 전송부(303)는 복원부(302)가 복원한 데이터를 라디오 유닛(300)이 형성하는 셀 영역 내에 위치한 복수의 단말에 제공한다.
신호 수신부(304)는 복수의 단말들로부터 전송되는 신호를 수신하고, 압축부(305)는 신호 수신부(304)가 수신한 복수의 신호를 압축한다. 압축부(305)가 신호를 압축하는 방법은 신호 처리부(230)의 압축부(232)의 기능과 동일하다.
데이터 시퀀스 생성부(306)는 압축부(305)가 압축한 하나의 압축 신호를 하나의 신호로 생성한다. 즉, 하나의 라디오 유닛 그룹(310~330)은 두 개 이상의 라디오 유닛(310-1_310-2 ~ 330-1_330-2)이 캐스케이드로 연결된 구조이며, 각각의 라디오 유닛(310-1 ~ 310-2)에서 디지털 유닛(100)으로 신호를 전송하기 때문에, 데이터 시퀀스 생성부(306)는 하나의 라디오 유닛 그룹(310)이 디지털 유닛(100)으로 전송하는 복수의 신호를 하나의 신호로 생성하여 전송한다. 이때 복수의 신호를 하나의 신호로 생성할 때 신호를 삽입하는 순서는 신호 처리부(230)의 데이터 시퀀스 할당부(231)의 기능과 동일하다.
즉, 데이터 시퀀스 생성부(306)는 데이터 시퀀스를 생성하여 신호에 삽입한다. 이때 데이터 시퀀스는 복수의 디지털 신호 중 임의의 디지털 유닛이 전송한 디지털 신호를 하나의 신호로 생성할 때 몇 번째 위치에 삽입할지를 나타내는 정보이다. 데이터 시퀀스는 미리 설정된 순서로 결정될 수도 있고, 데이터 시퀀스 생성부(306)가 임의로 결정할 수 있다. 미리 설정된 순서로 결정할 때에는 원격 허브 유닛(200)이 해당 데이터 시퀀스를 알고 있다. 그러나 데이터 시퀀스가 임의로 결정된 경우라면, 데이터 압축 정보에 포함하여 원격 허브 유닛(200)으로 전달한다.
여기서 데이터 압축 정보는 데이터 시퀀스뿐만 아니라 압축률 정보를 포함한다. 압축률 정보는 신호를 전송하는 라디오 유닛(300)의 트래픽 상태 정보를 토대로 결정한 디지털 신호의 압축률이거나, 모든 라디오 유닛(300)에 미리 설정되어 할당된 동일한 압축률로 압축률일 수도 있다.
이상에서 설명한 각 구조를 통해 데이터 전송을 제어하는 방법에 대해 도 5 및 도 6을 참조로 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 전송을 제어하는 방법을 나타낸 흐름도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 데이터 복원 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5에서는 디지털 유닛(100)에서 라디오 유닛(300)으로 신호를 전송하는 경우의 데이터 전송 제어 방법을 설명하나, 라디오 유닛(300)에서 디지털 유닛(100)으로 전송하는 경우에도 도 5에 나타낸 방법으로 데이터 전송을 제어할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 원격 허브 유닛(200)의 무선 신호 병합/분리부(210)는 원격 허브 유닛(200)이 연결되어 있는 복수의 디지털 유닛(100-1 ∼ 100-3)으로부터 전송되는 무선 신호를 수신하면, 복수의 무선 신호를 디지털 유닛(100-1 ∼ 100-3)별로 병합한다.
즉, 제1 디지털 유닛(100-1)을 예로 하여 설명하면, 제1 디지털 유닛(100-1)은 하나 이상의 주파수 대역을 사용할 수 있기 때문에, 제1 디지털 유닛(100-1)에서 복수 개의 무선 신호가 전송될 수 있다. 따라서, 무선 신호 병합/분리부(210)는 복수 개의 무선 신호를 하나의 무선 신호로 생성한다. 아날로그/디지털 변환부(220)는 무선 신호 병합/분리부(210)가 병합한 디지털 유닛 수만큼의 무선 신호를 각각 디지털 신호로 변환한다(S100).
모니터링부(240)는 원격 허브 유닛(200)과 연결된 복수의 라디오 유닛(310-1 ~ 330-2)으로부터 전송되는 라디오 유닛의 트래픽 상태 정보를 수신한다(S110). S110 단계는 원격 허브 유닛(200)이 라디오 유닛의 트래픽 상태에 상관없이 라디오 유닛 그룹(310 ~ 330)에 동일한 압축률을 적용하여 디지털 신호를 압축할 경우에는 생략될 수도 있다.
신호 처리부(230)의 데이터 시퀀스 할당부(231)는 S100 단계에서 아날로그/디지털 변환부(220)가 변환한 복수의 디지털 신호를 하나의 디지털 신호로 생성한다. 그리고 압축부(232)는 디지털 신호를 압축할 압축률을 결정한다(S120). 압축률은 라디오 유닛(300)의 트래픽 상태에 무관하게 일정한 압축률로 압축하도록 결정될 수도 있고, 라디오 유닛(300)의 트래픽 상태에 따라 다른 압축률로 결정될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 다른 압축률로 결정되는 것을 예로 하여 설명하나, 반드시 이와 같이 한정되는 것은 아니다.
S120 단계에서 압축률이 결정되면, 압축부(232)는 데이터 시퀀스 할당부(231)가 생성한 하나의 디지털 신호를 모니터링부(240)가 수신한 라디오 유닛(300)의 트래픽 상태 정보를 토대로 압축한다(S130). S320 단계에서 압축부(232)가 하나의 디지털 신호를 압축할 때 여러 방법을 통해 디지털 신호를 압축할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 성긴 신호 변환 방법과 압축 행렬을 생성하여 압축하는 방법을 예로 하여 설명하나, 반드시 이와 같이 한정되는 것은 아니다.
즉, 압축부(232)는 데이터 시퀀스 할당부(231)로부터 전송된 하나의 디지털 신호를 시간축에서 주파수축으로 전환한다. 일반적으로 성긴 신호 변환 방법을 이용할 경우 시간축에서 주파수축으로의 신호 전환을 기본으로 하기 때문에 본 발명의 실시예에서도 시간축에서 주파수축으로 전환하는 것을 예로 하여 설명하나, 디지털 신호의 특성에 따라 달리 전환될 수 있다.
압축부(232)는 주파수축으로 전환한 신호에서 원본 데이터가 존재하는 특정 주파수만을 남겨두고 원본 데이터가 없는 주파수는 삭제한 후 남겨진 주파수를 압축부(232)가 생성한 압축 행렬을 통해 압축한다. 이는 원본 데이터가 존재하는 특정 대역만을 이용하여 압축할 경우, 압축을 위한 제어가 용이하고 압축률을 안정적으로 유지할 수 있기 때문이다.
이때 압축 행렬은 다양한 방법으로 생성될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 방법으로 한정하지 않는다. 그러나, 데이터 길이에 따라 최대 압축률은 결정되어 있기 때문에, 이에 따라 압축 행렬을 생성하면 최대 압축률과 최대 복원 성공률을 가질 수 있다.
여기서 행렬 크기에 따른 최적 압축 행렬의 열간 상관도는 다음 수학식 1과 같은 하한 경계(lower bound)를 가진다.
[수학식 1]
Figure pat00001
여기서 N은 원본 데이터의 길이, M은 압축된 데이터의 길이, A는 압축 행렬을 의미한다.
압축부(232)가 압축 행렬을 생성하고 성긴 신호로 변환하는 방법에 대해서는 이미 알려진 사항으로, 본 발명의 실시예에서는 상세한 설명은 생략한다. 이상에서 설명한 방법으로 압축부(232)가 디지털 신호를 압축하면, 신호 송신부(233)는 압축된 디지털 신호를 라디오 유닛(300)으로 전송한다(S140).
이와 같이 데이터를 전송할 경우에는 라디오 유닛(300)별로 트래픽 상태에 따라 서로 다른 신호 제공 용량을 제어할 수 있다.
한편, 도 5에서 전송된 압축된 디지털 신호를 수신한 라디오 유닛(300)이 압축된 신호를 복원하는 방법에 대해 도 6을 참조로 설명한다. 본 발명의 실시예에서는 원격 허브 유닛(200)에서 라디오 유닛(300)으로 전송된 압축 신호를 복원하는 것을 예로 하여 설명하나, 반대의 경우 즉, 라디오 유닛(300)에서 원격 허브 유닛(200)으로 전송한 경우에도 적용될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 라디오 유닛(300)의 데이터 분할부(301)는 복수의 신호들이 하나의 신호로 압축된 압축 디지털 신호를 수신하면, 자신이 사용할 압축 디지털 신호만을 분할하여 추출한다(S200). 압축된 디지털 신호에서 라디오 유닛(300)이 사용할 압축 신호를 추출하는 방법은 여러 방법이 있으며, 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 방법으로 한정하지 않는다.
복원부(302)는 S200에서 추출한 압축된 디지털 신호를 복원한다(S210, S220). 본 발명의 실시예에서 압축된 신호를 복원하는 방법은 신호의 성김성을 이용하여 수신 신호와 압축 행렬과의 상관도를 이용한다.
즉, 데이터 분할부(301)가 추출한 압축 신호 중 압축에 이용된 열을 신호의 성김도에 해당되는 수의 열 벡터를 찾아내고, 이를 통해 본 신호를 복원한다. 가장 상관도가 높은 열부터 찾아내어, 성김도에 해당되는 열의 수까지만 찾아낸 후 수신 신호에 가장 근접한 송신 신호를 복원한다.
그러나, 복원 신호의 정확성이 부족할 수도 있기 때문에, 찾아낸 성김도 수만큼의 압축행렬의 열과 수신 신호와의 차이가 발생하는 경우, 이를 발생시킬 수 있는 전송 신호의 열을 추가한 후 송신 신호를 다시 복원한다. 그리고 순서대로 열을 찾아내서 복원한 신호와의 비교가 필요하다.
이 경우 처음 복원한 신호가 다시 복원한 신호보다 L1 norm(
Figure pat00002
)이 작다면, 처음 복원한 신호가 가장 정확하게 복원된 신호임을 의미한다. 그러나, 다시 복원한 신호가 처음 복원한 신호보다 크다면 열을 추가한 후 송신 신호를 다시 복원하는 절차를 재 수행한다. 여기서 복원부(320)가 신호를 복원하는 방법에 대해서는 이미 알려진 사항으로, 본 발명의 실시예에서는 상세한 설명은 생략한다.
이와 같은 방식으로 복원부(302)가 신호를 복원하면, 신호 전송부(303)는 복원한 신호를 라디오 유닛(300)이 생성하는 셀 영역 내의 단말들로 전송하여 사용자들에게 서비스를 제공하도록 한다. 도 5 및 도 6을 통해 원격 허브 유닛(200)에서 데이터가 포함된 신호를 압축하여 라디오 유닛(300)으로 전송하고, 라디오 유닛(300)에서 신호를 복원하여 단말로 제공하는 절차에 대해 설명하였으며, 라디오 유닛(300)에서 원격 허브 유닛(200)을 통해 디지털 유닛(100)으로 전송하는 절차도 동일한 방법으로 수행도리 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (13)

  1. 데이터 전송 제어 시스템이 데이터 전송을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 데이터 전송 제어 시스템은 하나 이상의 디지털 유닛 및 하나 이상의 라디오 유닛과 연동하며,
    상기 하나 이상의 디지털 유닛으로부터 각각 무선 신호를 수신하여 하나의 디지털 신호로 변환하는 단계;
    상기 하나 이상의 라디오 유닛으로부터 각각 전송되는 트래픽 상태 정보를 수신하는 단계;
    상기 수신한 트래픽 상태 정보를 토대로, 상기 하나 이상의 라디오 유닛으로 전송할 상기 하나의 디지털 신호를 압축하여 압축 디지털 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 압축 디지털 신호를 상기 하나 이상의 라디오 유닛으로 전송하는 단계
    를 포함하는 데이터 전송 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 디지털 신호로 변환하는 단계는,
    상기 하나 이상의 디지털 유닛으로부터 전송되는 하나 이상의 무선 신호를 수신하는 단계;
    상기 하나 이상의 무선 신호를 주파수 밴드별로 병합하여 상기 디지털 유닛 수 만큼의 무선 신호를 생성하는 단계;
    상기 병합한 디지털 수 만큼의 무선 신호를 디지털 변환하여, 상기 디지털 유닛 수 만큼의 디지털 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 디지털 유닛별로 미리 할당되어 있는 데이터 시퀀스를 토대로 상기 디지털 유닛 수 만큼의 디지털 신호를 상기 하나의 디지털 신호로 생성하는 단계
    를 포함하는 데이터 전송 제어 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 압축 디지털 신호를 생성하는 단계는,
    상기 하나 이상의 라디오 유닛으로 전송할 정보의 양과 상기 트래픽 상태 정보를 토대로 압축률을 결정하는 단계;
    상기 결정된 압축율을 토대로, 상기 하나의 디지털 신호를 압축하기 위한 압축 행렬을 생성하는 단계; 및
    상기 압축 행렬을 토대로 상기 하나의 디지털 신호를 압축하여 상기 압축 디지털 신호를 생성하는 단계
    를 포함하는 데이터 전송 제어 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 압축 디지털 신호를 생성하는 단계는,
    상기 디지털 신호가 상기 하나 이상의 라디오 유닛으로 전송되는 대역만을 샘플링하기 위한 성김도를 계산하는 단계;
    상기 계산한 성김도를 토대로 압축 행렬을 생성하는 단계; 및
    상기 생성한 압축 행렬을 토대로 상기 하나의 디지털 신호를 압축하여 상기 압축 디지털 신호를 생성하는 단계
    를 포함하는 데이터 전송 제어 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 라디오 유닛으로 전송한 단계 이후에,
    상기 라디오 유닛은,
    상기 압축 디지털 신호로부터 상기 압축 행렬을 추출하는 단계; 및
    상기 추출한 압축 행렬로부터 상기 성김도를 찾아내어, 상기 압축된 데이터를 복원하는 단계
    를 포함하는 데이터 전송 제어 방법.
  6. 복수의 디지털 유닛 및 복수의 라디오 유닛과 연동한 데이터 전송을 제어하는 시스템에 있어서,
    상기 복수의 디지털 유닛으로부터 전송되는 복수의 무선 신호를 주파수 밴드별로 병합하여, 상기 복수의 디지털 유닛 수 만큼의 무선 신호를 생성하는 무선 신호 병합/분리부;
    상기 무선 신호 병합/분리부에서 주파수 밴드별로 병합된 복수의 무선 신호를 디지털 신호로 변환하여 복수의 디지털 신호를 생성하는 아날로그/디지털 변환부; 및
    상기 아날로그/디지털 변환부에서 변환된 디지털 유닛 수 만큼의 디지털 신호를 하나의 디지털 신호로 생성하고, 상기 생성한 신호에 대한 압축 정보를 상기 하나의 디지털 신호에 포함한 후 압축하여 상기 복수의 라디오 유닛으로 압축 디지털 신호를 전송하는 신호 처리부
    를 포함하는 데이터 전송 제어 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 데이터 전송 제어 시스템은,
    상기 아날로그/디지털 변환부에서 변환된 복수의 디지털 유닛 수 만큼의 디지털 신호를 각각 수신하여 하나의 디지털 신호로 생성하고, 상기 디지털 신호를 압축한 압축률 및 상기 복수의 디지털 유닛 수 만큼의 디지털 신호를 하나의 신호로 생성한 데이터 시퀀스 정보를 포함하는 데이터 압축 정보를 생성하는 데이터 시퀀스 할당부;
    상기 데이터 시퀀스 할당부가 생성한 데이터 압축 정보를 토대로 상기 하나의 디지털 신호를 압축하는 압축부; 및
    상기 압축부에서 압축한 상기 압축 디지털 신호를 상기 복수의 라디오 유닛으로 전송하는 신호 송신부
    를 포함하는 데이터 전송 제어 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 압축부는 상기 디지털 신호에 대한 압축 행렬을 생성하고, 상기 디지털 신호를 성긴 신호로 변환하는 데이터 전송 제어 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 데이터 전송 제어 시스템은,
    상기 복수의 라디오 유닛으로부터 전송되는 라디오 유닛별 데이터 시퀀스가 할당된 압축 신호를 수신하는 신호 수신부;
    상기 신호 수신부가 수신한 압축 신호를 복원하는 복원부; 및
    상기 복원부가 복원한 압축 신호를 주파수 밴드별로 분할하고 상기 분할한 신호를 상기 복수의 디지털 유닛으로 전송하는 데이터 분할부
    를 더 포함하는 데이터 전송 제어 시스템.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 데이터 전송 제어 시스템은,
    상기 복수의 라디오 유닛으로부터 전송되는 트래픽 상태 정보를 토대로 상기 복수의 라디오 유닛의 트래픽 상태를 모니터링하고, 모니터링한 트래픽 정보를 상기 신호 처리부로 전달하는 모니터링부
    를 더 포함하는 데이터 전송 제어 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 신호 처리부는, 상기 모니터링부에서 모니터링한 상기 복수의 라디오 유닛의 트래픽 상태를 토대로 라디오 유닛 별로 각각 다른 압축률로 상기 하나의 디지털 신호를 압축하는 데이터 전송 제어 시스템.
  12. 제6항에 있어서,
    상기 라디오 유닛은,
    상기 신호 송신부로부터 전송되는 압축 디지털 신호를 수신하여, 라디오 유닛별로 분할하여 상기 라디오 유닛의 셀 영역 내에 위치한 복수의 단말에 제공할 압축 데이터 신호를 추출하는 데이터 분할부;
    상기 데이터 분할부에서 추출한 압축 데이터 신호를 복원하여 데이터를 추출하는 복원부; 및
    상기 복원부에서 추출한 데이터를 상기 복수의 단말로 전송하는 신호 전송부
    를 포함하는 데이터 전송 제어 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 라디오 유닛은,
    상기 복수의 단말들로부터 전송되는 복수의 신호를 각각 수신하는 신호 수신부;
    상기 신호 수신부가 수신한 복수의 신호를 압축하여 복수의 압축 신호를 생성하는 압축부; 및
    상기 복수의 압축 신호를 하나의 압축 신호로 생성하고, 상기 하나의 신호를 생성하기 위해 이용한 라디오 유닛별 데이터 신퀀스를 상기 하나의 압축 신호에 포함하여 상기 신호 처리부로 전송하는 데이터 시퀀스 생성부
    를 더 포함하는 데이터 전송 제어 시스템.
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