KR20140073116A - Ｄｕ／ｒｕ 분리형 구조의 멀티코어 ｄｓｐ 기반 기지국 기저대역 신호처리를 위한 무선통신 시스템 - Google Patents

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Abstract

DU/RU 분리형 구조의 멀티코어 DSP 기반 기지국 기저대역 신호처리를 위한 무선통신 시스템 및 그 통신방법이 개시된다. 본 발명에 따른 DU/RU 분리형 구조의 멀티코어 DSP 기반 기지국 기저대역 신호처리를 위한 무선통신 시스템은, 디지털신호 처리센터에 집중화되어 설치되는 디지털신호 처리장치; 디지털신호 처리장치와 분리되어 서비스 대상 지역에 원격으로 설치되는 무선신호 처리장치; 및 디지털신호 처리장치 및 무선신호 처리장치를 연결하는 인터페이스;를 포함하며, 디지털신호 처리장치 및 무선신호 처리장치는 인터페이스를 통해 서로 연동하는 것을 특징으로 한다.

Description

ＤＵ／ＲＵ 분리형 구조의 멀티코어 ＤＳＰ 기반 기지국 기저대역 신호처리를 위한 무선통신 시스템 {Wireless Communication System for Basement Station Baseband Signal Processing based on Multi-core DSP of DU/RU Separated Type Structure}
본 발명은 DU/RU 분리형 구조의 멀티코어 DSP 기반 기지국 기저대역 신호처리를 위한 무선통신 시스템 및 그 통신방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 디지털 신호 처리부(DU: Digital Unit)와 무선 신호 처리부(RU: Radio Unit)를 분리함로써 L2/L3와 기저대역 모뎀만으로 기지국을 대체할 수 있는 구조를 적용하여 네트워크 부하에 따라 디지털 신호 처리부 자원을 유연하게 할당 및 증설할 수 있는, DU/RU 분리형 구조의 멀티코어 DSP 기반 기지국 기저대역 신호처리를 위한 무선통신 시스템 및 그 통신방법에 관한 것이다.
최근, 스마트폰, 태블릿 등의 모바일 단말이 급속도로 확산되면서 기존 기지국 방식의 장비의 경우 폭증하는 무선 데이터 트래픽 양을 처리하기 어렵게 되었다.
기존 기지국 방식으로 무선망 용량을 증설할 경우, 기지국 상면 임대료가 대폭 증가할 뿐만 아니라 기지국사마다 실내 상면과 유지보수를 위한 냉방 및 전력 주변 장치가 필요하므로 운용비가 대폭 증가하게 된다. 이와 같은 운용비의 증가는 사용자의 이동통신 데이터 요금으로 전가되며, 이로 인해 사용자들의 데이터 사용 요금부담 대비 사용자의 만족도에 부응하지 못하는 문제점이 발생한다.
기존의 기지국 기저대역 모뎀 장치는 FPGA(Field Programmable Gate Array)를 주로 사용하였으나, 최근에는 저비용과 개발 용이성을 위해 기저대역 모뎀을 멀티 코어 DSP(Digital Signal Processor) 기반으로 개발하는 추세이다.
그런데, 이와 같이 기지국 기저대역 모뎀 장치에 있어서 부호기/복호기, 변조기/복조기, 동기부 구현을 값 비싼 수십 개의 FPGA와 싱글 코어 DSP 칩으로 구성하여 개발하는 것은 FPGA 칩가격의 원가 상승의 원인되는 문제점이 있으며, 아울러 기존의 싱글 코어 DSP나 FPGA로는 연산 처리 속도를 감당하기가 어렵기 때문에, 폭발적으로 증가하는 기지국 기저대역 신호 및 프로토콜을 처리하기가 어렵다는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 디지털 신호 처리부(DU: Digital Unit)와 무선 신호 처리부(RU: Radio Unit)를 분리함로써 L2/L3와 기저대역 모뎀만으로 기지국을 대체할 수 있는 구조를 적용하여 네트워크 부하에 따라 디지털 신호 처리부 자원을 유연하게 할당 및 증설할 수 있는, DU/RU 분리형 구조의 멀티코어 DSP 기반 기지국 기저대역 신호처리를 위한 무선통신 시스템 및 그 통신방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 적은 비용으로도 네트워크 증설이 용이하여 투자비용과 운용비용을 대폭 절감할 수 있으며, 그에 따라 폭발적으로 증가하는 모바일 데이터 트래픽에 효율적으로 대응할 수 있는, DU/RU 분리형 구조의 멀티코어 DSP 기반 기지국 기저대역 신호처리를 위한 무선통신 시스템 및 그 통신방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 DU와 RU의 분리 기술, 멀티 코어 DSP 기반 신호처리 플랫폼 기술, 그리고 주파수 대역에 따른 RU의 유연한 확장을 위한 하드웨어 설계 기술을 제공하는 데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 DU/RU 분리형 구조의 멀티코어 DSP 기반 기지국 기저대역 신호처리를 위한 무선통신 시스템은, 디지털신호 처리센터에 집중화되어 설치되는 디지털신호 처리장치; 디지털신호 처리장치와 분리되어 서비스 대상 지역에 원격으로 설치되는 무선신호 처리장치; 및 디지털신호 처리장치 및 무선신호 처리장치를 연결하는 인터페이스;를 포함하며, 디지털신호 처리장치 및 무선신호 처리장치는 인터페이스를 통해 서로 연동하는 것을 특징으로 한다.
디지털신호 처리장치는, MAC(Media Access Control) 계층 및 네트워크 계층의 통신을 제어하는 통신제어부; 및 통신 제어부와 무선신호 처리장치 사이의 신호를 중계하는 기저대역 모뎀부를 포함할 수 있다.
통신 제어부는, 핵심망과 기가 비트 이더넷 인터페이스를 가지는 DSP(Digital Signal Processor) 모듈인 L3 제어부; 및 데이터 트래픽에 대한 MAC 계층 제어 소프트웨어를 실행하는 L2 제어부를 포함할 수 있다.
기저대역 모뎀부는, 통신 제어부와 직렬 고속 입출력 스위치인 6.25Gbps 급의 SRIO(Serial Rapid IO) 인터페이스를 사용하여 신호를 송수신하며, 무선신호 처리장치와 공공 무선 접속기의 6.144Gbps 급의 CPRI(Common Public Radio Interface)를 통하여 신호를 송수신한다.
기저대역 모뎀부는 마스터(Master)로 동작하며, 무선신호 처리장치는 슬레이브(Slave)로 동작한다.
기저대역 모뎀부는, 소프트웨어 형태로 DSP를 처리하며, 하드웨어 가속기인 코프로세서(Coprocessor)에서 기저대역 모뎀 기능을 수행하는 DSP 1 및 DSP 2; DSP 1 및 DSP 2에 PCIe(Peripheral Component Interconnect-express) 고속 통신기능 및 DSP GPIO 포트를 제공하는 FPGA 1; 무선신호 처리장치의 원격 무선부에서 시스템 클록을 제공받아 기저대역 모뎀부 내에 필요한 클록을 분배하는 FPGA 2; 및 DSP 1, DSP 2, FPGA 1 및 FPGA 2 상호 간을 연결하는 SRIO 스위치를 포함할 수 있다.
FPGA 1은 FPGA 2와 플래쉬 롬(Flash ROM)을 공유할 수 있다.
SRIO 스위치는 L2/L3 상위 보드 상호간을 연결해 주는 보드-투-보드 통신을 위해 패킷 스위칭할 수 있다.
무선신호 처리장치는, 기저대역 모뎀부로부터 수신되는 신호를 전기신호로 변환하는 광/전기 변환기; 광/전기 변환기에 의해 변환된 신호를 디지털/아날로그 변환하는 디지털/아날로그 변환기; 디지털/아날로그 변환기에 의해 변환된 신호를 중간 주파수로 상향하여 변환하는 중간주파수 상향 변환기; 및 중간주파수 상향 변환기에 의해 상향 변환된 신호를 고주파 캐리어로 변환한 후 전력 증폭하여 안테나를 통해 전송하는 전력 증폭기를 포함할 수 있다.
무선신호 처리장치는, 안테나에서 수신되는 신호에 대하여 노이즈를 필터링하여 증폭하는 저잡음 증폭기; 저잡음 증폭기에 의해 증폭된 신호의 주파수를 중간 주파수로 하향 변환하는 중간주파수 하향 변환기; 및 중간주파수 하향 변환기에 의해 하향 변환된 신호를 아날로그/디지털 변환하는 아날로그/디지털 변환기를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 광/전기 변환기는, 아날로그/디지털 변환기에 의해 변환된 신호를 기저대역 신호로 변환하여 기지국 기저대역 모뎀부로 전송한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 무선통신 방법은, 디지털신호 처리장치, 디지털신호 처리장치와 분리되어 서비스 대상 지역에 원격으로 설치되는 무선신호 처리장치, 및 디지털신호 처리장치 및 무선신호 처리장치를 연결하는 인터페이스를 포함하며, 디지털신호 처리장치 및 무선신호 처리장치는 인터페이스를 통해 서로 연동하는 DU/RU 분리형 구조의 멀티코어 DSP 기반 기지국 기저대역 신호처리를 위한 무선통신 시스템의 무선통신 방법에 있어서, 디지털신호 처리장치는, MAC 계층 및 네트워크 계층의 통신을 제어하는 단계; 및 통신 제어단계에 의해 제어되는 신호를 무선신호 처리장치로 중계하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
통신 제어단계는, 핵심망과 기가 비트 이더넷 인터페이스를 가지는 DSP 모듈인 L3 제어부, 및 데이터 트래픽에 대한 MAC 계층 제어 소프트웨어를 실행하는 L2 제어부를 이용하여 통신을 제어할 수 있다.
신호 중계단계는, 통신 제어단계와 직렬 고속 입출력 스위치인 6.25Gbps 급의 SRIO 인터페이스를 사용하여 신호를 송수신하며, 무선신호 처리장치와 공공 무선 접속기의 6.144Gbps 급의 CPRI를 통하여 신호를 송수신할 수 있다.
무선신호 처리장치는, 기저대역 모뎀부로부터 수신되는 신호를 전기신호로 변환하는 단계; 변환된 전기신호를 디지털/아날로그 변환하는 단계; 변환된 아날로그 신호를 중간 주파수로 상향하여 변환하는 단계; 및 중간주파수로 상향 변환된 신호를 고주파 캐리어로 변환한 후 전력 증폭하여 안테나를 통해 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 무선신호 처리장치는, 안테나에서 수신되는 신호에 대하여 노이즈를 필터링하여 증폭하는 단계; 증폭된 신호의 주파수를 중간 주파수로 하향 변환하는 단계; 중간주파수로 하향 변환된 신호를 아날로그/디지털 변환하는 단계; 및 변환된 디지털 신호를 기저대역 신호로 변환하여 디지털신호 처리장치의 기지국 기저대역 모뎀부로 전송하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
본 발명에 따른 DU/RU 분리형 구조의 멀티코어 DSP 기반 기지국 기저대역 신호처리를 위한 무선통신 시스템은, 적은 비용으로도 네트워크 증설이 용이하여 투자비용과 운용비용을 대폭 절감할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명에 따르면, 기지국 기저대역 모뎀 장치 구현을 멀티 코어 DSP 기반 신호 처리 플랫폼 기술을 적용함으로써 종래의 기지국 기저대역 모뎀을 구현한 경우 수십 개의 값 비싼 FPGA를 사용하는 것보다는 원가절감의 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 종래의 싱글 코어 DSP나 FPGA로는 연산 처리 속도를 감당하기 어려웠으나, 멀티 코어 DSP 기반 기술을 기지국 기저대역 모뎀 장치에 적용하는 경우에 폭발적으로 증가하는 기저대역 신호 및 프로토콜을 처리할 수 있다. 따라서 모바일 데이터 트래픽 폭증에 효율적으로 대응하기 위한 최고의 대안이 될 수 있어 효율적인 운용의 편의성 및 비용을 현격히 절감할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 멀티코어 DSP 기반 기지국 기저대역 신호처리를 위한 무선통신 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 나타낸 디지털신호 처리장치의 기저대역 모뎀부 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 멀티코어 간 연동구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1에 나타낸 무선신호 처리장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 기저대역 모뎀부를 구성하는 멀티코어 DSP 블록 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 멀티코어 DSP 기반 기지국 기저대역 신호처리를 위한 무선통신 방법을 나타낸 흐름도로서, 디지털신호 처리장치에 의한 방법을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 멀티코어 DSP 기반 기지국 기저대역 신호처리를 위한 무선통신 방법을 나타낸 흐름도로서, 무선신호 처리장치에 의한 기저대역 모뎀부로부터 수신한 신호의 처리방법을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 멀티코어 DSP 기반 기지국 기저대역 신호처리를 위한 무선통신 방법을 나타낸 흐름도로서, 무선신호 처리장치에 의한 안테나를 통해 수신한 신호의 처리방법을 나타낸다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 DU/RU 분리형 구조의 멀티코어 DSP 기반 기지국 기저대역 모뎀장치 및 그 구동방법을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 DU/RU 분리형 구조의 멀티코어 DSP 기반 기지국 기저대역 신호처리를 위한 무선통신 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 DU/RU 분리형 구조의 멀티코어 DSP 기반 기지국 기저대역 신호처리를 위한 무선통신 시스템은 디지털신호 처리장치(100) 및 무선신호 처리장치(400)를 분리하여 구성하며, 디지털신호 처리장치(100)를 별도의 디지털신호 처리센터에 집중화하고, 무선신호 처리장치(400)는 서비스 대상 지역에 원격으로 설치한다. 이때, 디지털신호 처리장치(100)와 무선신호 처리장치(400)는 인터페이스(600)를 통해 서로 연결되며, 연결된 인터페이스(600)를 통해 서로 연동한다.
이때, 디지털신호 처리장치(100)는, 핵심망과 연결되며 MAC(Media Access Control) 계층 및 네트워크 계층의 통신을 제어하는 통신제어부(200), 및 통신 제어부(200)와 무선신호 처리장치(400) 사이의 신호를 중계하는 기저대역 모뎀부(300)를 포함할 수 있다.
또한, 무선신호 처리장치(400)는, 디지털신호 처리장치(100)의 기저대역 모뎀부(300)와 다른 무선신호 처리장치 사이의 신호를 처리하는 원격 무선부(500)를 포함할 수 있다.
통신 제어부(200)는, 핵심망과 기가 비트 이더넷 인터페이스를 가지는 DSP(Digital Signal Processor) 모듈인 L3 제어부; 및 데이터 트래픽에 대한 MAC 계층 제어 소프트웨어를 실행하는 L2 제어부를 포함할 수 있다.
기저대역 모뎀부(300)는, 통신 제어부(200)와 직렬 고속 입출력 스위치인 6.25Gbps 급의 SRIO(Serial Rapid IO) 인터페이스를 사용하여 신호를 송수신하며, 무선신호 처리장치(400)의 원격 무선부(500)와 공공 무선 접속기의 6.144Gbps 급의 CPRI(Common Public Radio Interface)를 통하여 신호를 송수신할 수 있다. 이때, 기저대역 모뎀부(300)의 CPRI는 마스터(Master)로 동작하며, 무선신호 처리장치(400)의 원격 무선부(500) CPRI는 슬레이브(Slave)로 동작한다. 여기서, 기저대역 모뎀부 CPRI 인터페이스는 3개까지 가능하며, 따라서 원격 무선부(500)를 3개까지 접속할 수 있다. 또한, 원격 무선부(500)가 다른 원격 무선부와 신호를 송수신할 경우 원격 무선부(500)가 마스터로 동작하고, 다른 원격 무선부가 슬레이브로 동작하여 신호를 송수신할 수 있다.
도 2는 도 1에 나타낸 디지털신호 처리장치의 기저대역 모뎀부 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
기저대역 모뎀부(300)는 도2에 도시된 바와 같이 DSP 1(302) 및 DSP 2(304), FPGA 1(306) 및 FPGA 2(308), 그리고 이들 상호 간을 연결해 주는 SRIO 스위치(310)를 포함할 수 있다.
DSP 1(302) 및 DSP 2(304)는 소프트웨어 형태로 DSP를 처리하며, 하드웨어 가속기인 코프로세서(Coprocessor)에서 기저대역 모뎀 기능을 수행한다. 기저대역 모뎀부(300)에 포함되는 각각의 DSP 1(302) 및 DSP 2(304)는 최대 1.2GHz의 클록 속도를 가지는 4개의 독립적인 DSP 코어 디바이스로 구성되어 이들 코어들을 효율적으로 이용하여 기지국 기저대역 모뎀의 송신부 및 수신부 기능을 수행한다. 즉, 8개의 DSP 코어 중에 하나는 모든 코어를 기능과 시간적으로 제어할 수 있는 마스터 코어로 사용하고, 다른 하나는 L2/L3 상위계층 및 원격 무선부의 안테나 인터페이스를 위한 코어로 사용한다. 나머지 6개의 코어들은 송신부 및 수신부의 기저대역 모뎀의 세부 기능을 담당하는 운용 코어로 구성된다(도 3 참조).
DDR3 SDRAM(312)은 각각의 DSP 코어에 종속되는 로컬 메모리와 DSP 코어들 간의 공유를 위한 공유 메모리로 사용될 수 있다. DSP 1(302) 및 DSP 2(304), FPGA 1(306) 및 FPGA 2(308) 상호 간은 SRIO Switch(310)로 연결되어 구성된다. 기저대역 모뎀부 송수신 데이터 및 제어 정보는 SRIO 스위치(310)에 연결된 SRIO I/F부(314) 통해서 L2/L3부와 6.25Gbps 의 전송속도로 SRIO 통신을 수행한다. 그리고 DSP 2(304)에서는 CPRI 인터페이스인 CPRI I/F부(316)를 통하여 원격 무선부와 6.144Gbps의 전송속도로 CPRI 고속 인터페이스 통신을 수행한다. CPRI는 원격 무선부를 기저대역 모뎀부(300)와 접속할 수 있는 표준 인터페이스를 제공하므로 사업자가 각기 다른 업체들로부터 공급되는 이러한 장치들을 조합할 수 있다.
FPGA 1(306)은 기저대역 모뎀부(300) 내의 Mezzanine 커넥터를 통하여 DSP 1(302) 및 DSP 2(304)에 PCIe(Peripheral Component Interconnect-express) 고속 통신 기능, DSP GPIO 포트 제공한다. 또한, FPGA 2(308)와 Flash ROM(320)을 공유하며, DDR3 SDRAM(312), 그리고 SRIO 스위치(310)와 인터페이스되고, LED 제어 및 FPGA 1 온도 센서 기능을 수행한다.
FPGA 2(308)는 시스템 클록부(318)를 통해 원격 무선부(500)에서 시스템 클록을 제공받아 기저대역 모뎀부(300) 내의 필요한 클록을 분배 발생하는 기능을 수행하며, 아울러 시스템 클록을 L2/L3부로 공급한다. FPGA 2(308)는 FPGA 1(306)과 같이 기저대역 모뎀부(300) 내의 Mezzanine 커넥터를 통하여 DSP 1(302) 및 DSP 2(304)에 DSP 타이머 기능 제공하고, DSP 리세트 신호를 제공하며, SPI(Serial Peripheral Interface) 통신 기능 수행한다. 그리고, FPGA 2(308)는 Flash ROM(320) 및 SRIO 스위치(310)와 인터페이스되며, 모듈 관리 제어부와 연결되어 모듈을 제어하는 기능을 수행한다. 또한, RS232C 직렬 통신 인터페이스를 제공한다.
SRIO 스위치(310)는 DSP 1(302), DSP 2(304), FPGA 1(306), FPGA 2(308) 상호 간을 연결해주는 칩-투-칩뿐만 아니라 SRIO I/F부(314)에서 백플레인을 통하여 L2/L3 상위 보드 상호간을 연결해주는 보드-투-보드 통신을 위해 증가된 대역폭에서 신뢰성 높은 고성능, 패킷 스위치형 기술을 제공한다.
도 4는 도 1에 나타낸 무선신호 처리장치의 구성을 나타낸 도면이다.
무선신호 처리장치(400)는 광/전기 및 전기/광 변환기(402), 디지털/아날로그 변환기(404), 중간주파수 상향 변환기(406), 전력 증폭기(408), 안테나(410), 저잡음 증폭기(412), 중간주파수 하향 변환기(414) 및 아날로그/디지털 변환기(416)를 포함할 수 있다.
광/전기 및 전기/광 변환기(402, 이하 광/전기 변환기라고 한다)는 기지국 디지털신호 처리장치(100)의 기저대역 모뎀부(300)가 송신한 CPRI 고속 광신호를 전기 신호로 변환한다.
광/전기 변환기(402)에 의해 변환된 기지국 기저대역 모뎀 신호는 디지털/아날로그 변환기(404)에 의해 디지털신호가 아날로그 신호로 변환된다.
중간주파수 상향 변환기(406)는 디지털/아날로그 변환기(404)에 변환된 아날로그 신호를 중간주파수로 상향 변환하며, 중간주파수 상향 변환기(406)에서 넘어온 신호는 고주파 캐리어로 변환된 후 높은 전력을 가진 신호를 내보낼 수 있도록 전력 증폭기(408)에 의해 전력 증폭된다. 전력 증폭기(408)에 의해 높은 전력으로 증폭처리된 신호는 안테나(410)를 통해 송신된다.
저잡음 증폭기(412)는 안테나(410)에서 수신되는 신호에 대하여 노이즈를 필터링하여 잡음까지 증폭되는 것을 최대한 억제하면서 신호를 증폭한다. 저잡음 증폭기(412)에 의해 크기가 증폭된 신호는 중간주파수 하향변환기(414)로 전송되어 중간주파수로 하향 변환되며, 아날로그/디지털 변환기(416)는 중간주파수로 하향 변환된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한 후 기저대역 신호로 변환하여 전기/광 변환기(402)를 통하여 기지국 기저대역 모뎀부(300)로 CPRI 고속 광신호를 전송한다.
도 5는 기저대역 모뎀부를 구성하는 멀티코어 DSP 블록 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
기저대역 모뎀부(300)를 구성하는 DSP는 멀티코어로 구성된 코어팩(330), 멀티 코어가 로컬 메모리에서 처럼 효율적으로 공유 메모리에 접속할 수 있도록 해주는 멀티 코어 공유 메모리 제어부(340), DSP에서 기저대역 모뎀을 구현하기 위해 필요한 모듈 일부를 하드웨어적으로 만든 주변 장치인 BCP(Bit Rate Coprocessor), FFTC(Fast Fourier Transform Coprocessor)로 구성되는 코프로세서(350), L2/L3 상위 계층과 통신 기능을 제공하는 SRIO 인터페이스, 원격 무선부와 전송 기능을 수행하는 CPRI 인터페이스를 지원하는 주변장치(360), 그리고 코어에서 주변장치를 동작 시키기 위하여 큐매니저 및 패킷DMA 기능을 수행하는 멀티코어 네비케이터(370)를 포함한다. DSP 블록 내의 코어팩(330), 멀티 코어 공유 메모리 제어부(340), 코프로세서(350), 주변장치(360), 멀티코어 네비게이터(370) 사이는 초당 1 테라 비트 속도의 비차단 데이터 전송 포트를 제공하는 테라넷(teraNet)으로 연결되어 데이터가 이동한다.
DSP의 코어팩(330)은 4개의 코어를 가지는 멀티 코어 DSP 칩 2개를 내장하고 있다. 따라서 여러 개의 코어가 동일한 리소스인 주변장치(CPRI, SRIO)(360) 및 코프로세서(BCP, FFTC)(350) 등을 사용하기 위해서는 코어에서 멀티코어 네비게이터(370)를 통하여 스케줄링을 수행한다. 스케줄링이란, 각각의 모바일 사용자나 디바이스가 매 프레임마다 무선 대역폭을 얼마나 수신하게 할 것인지를 기지국이 결정하는 프로세스이다.
멀티코어 네비게이터(370)는 패킷 전송, 메모리 할당, 가속기 트리거링, 다중 목적지 등을 처리하며, 이 모든 것을 DSP 코어가 단 한번의 사이클도 소비하지 않게 처리한다. 멀티 코어 네비게이터(370)를 통해 코어 사이의 직접적인 통신 및 메모리 액세스가 가능하다.
멀티 코어 공유 메모리 제어부(340)는 외부 메모리의 데이터에 접속하거나, 각 코어의 로컬 메모리들 간을 데이터가 이동할 때 성능 손실을 줄이기 위하여 각각의 코어는 공유 메모리에 저장된 데이터에서 바로 효율적으로 동작할 수 있다. 이와 같이 멀티코어 네비게이터(370)를 이용해 개발된 멀티 코어(코어팩)(330), 멀티 코어 공유 메모리 제어부(340), 코프로세서(350), 주변장치(360), 그리고 테라넷을 결합함으로써 고도의 기지국 기저대역 모뎀부(300)의 구현이 가능해진다.
DSP 블록 구성에서 모바일 데이터 패킷은 안테나 인터페이스인 CPRI에서 멀티코어 네비게이터의 대기열에 대기 한 후, FFTC 코프로세서로 라우팅 된다. 이 패킷은 대기열에서 대기하고 있다가 다음 처리 단계를 위하여 해당 DSP 코어로 라우팅된다. 이 모든 동작이 CPU 개입없이 자동으로 적절히 라우팅된다. 따라서 데이터는 서로 다른 코어들간의 경쟁없이 구성요소들 간에 전송할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 멀티코어 DSP 기반 기지국 기저대역 신호처리를 위한 무선통신 방법을 나타낸 흐름도로서, 디지털신호 처리장치에 의한 방법을 나타낸다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 디지털신호 처리장치(100)는 MAC 계층 및 네트워크 계층의 통신을 제어한다(S110). 이때, 통신 제어단계(S110)는, 핵심망과 기가 비트 이더넷 인터페이스를 가지는 DSP 모듈인 L3 제어부, 및 데이터 트래픽에 대한 MAC 계층 제어 소프트웨어를 실행하는 L2 제어부를 이용하여 통신을 제어한다.
또한, 디지털신호 처리장치(300)는, 통신 제어단계(S110)에 의해 제어되는 신호를 무선신호 처리장치(400)로 중계한다. 여기서, 신호 중계단계(S120)는, 통신 제어단계(S110)와 직렬 고속 입출력 스위치인 6.25Gbps 급의 SRIO 인터페이스를 사용하여 신호를 송수신하며, 무선신호 처리장치와 공공 무선 접속기의 6.144Gbps 급의 CPRI를 통하여 신호를 송수신한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 멀티코어 DSP 기반 기지국 기저대역 신호처리를 위한 무선통신 방법을 나타낸 흐름도로서, 무선신호 처리장치에 의한 기저대역 모뎀부로부터 수신한 신호의 처리방법을 나타낸다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 무선신호 처리장치(400)는, 기저대역 모뎀부(300)로부터 송신되는 신호를 전기신호로 변환하며(S210), 변환된 전기신호를 디지털/아날로그 변환한다(S220).
또한, 무선신호 처리장치(400)는 변환된 상기 아날로그 신호를 중간 주파수로 상향하여 변환하며(S230), 중간주파수로 상향 변환된 신호를 고주파 캐리어로 변환한 후 전력 증폭하여 안테나를 통해 전송한다(S240).
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 멀티코어 DSP 기반 기지국 기저대역 신호처리를 위한 무선통신 방법을 나타낸 흐름도로서, 무선신호 처리장치에 의한 안테나를 통해 수신한 신호의 처리방법을 나타낸다.
도 1 내지 도 8을 참조하면, 무선신호 처리장치(400)는, 안테나에서 수신되는 신호에 대하여 노이즈를 필터링하여 증폭하며(S310), 증폭된 신호의 주파수를 중간 주파수로 하향 변환한다(S320).
또한, 무선신호 처리장치(400)는 중간주파수로 하향 변환된 신호를 아날로그/디지털 변환하며(S330), 변환된 디지털 신호를 기저대역 신호로 변환하여 디지털신호 처리장치의 기지국 기저대역 모뎀부로 전송한다(S340).
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 것이며, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (1)

  1. 디지털신호 처리센터에 집중화되어 설치되는 디지털신호 처리장치;
    상기 디지털신호 처리장치와 분리되어 서비스 대상 지역에 원격으로 설치되는 무선신호 처리장치; 및
    상기 디지털신호 처리장치 및 상기 무선신호 처리장치를 연결하는 인터페이스;
    를 포함하며,
    상기 디지털신호 처리장치 및 상기 무선신호 처리장치는 상기 인터페이스를 통해 서로 연동하는 것을 특징으로 하는 DU/RU 분리형 구조의 멀티코어 DSP 기반 기지국 기저대역 신호처리를 위한 무선통신 시스템.
KR1020120140867A 2012-12-06 2012-12-06 Ｄｕ／ｒｕ 분리형 구조의 멀티코어 ｄｓｐ 기반 기지국 기저대역 신호처리를 위한 무선통신 시스템 KR101740932B1 (ko)

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