KR20140077700A - 안테나 기지국들을 이용한 데이터 전송 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 DU에서 RRH들을 거쳐 하나의 단말로 데이터를 전송하는 방법을 제안한다. 제안된 방법은 데이터를 송신하려는 디지털 기지국과 각 안테나 기지국 간 제1 전송 지연값을 측정하는 제1 지연값 측정 단계; 데이터를 수신하려는 사용자 단말과 각 안테나 기지국 간 제2 전송 지연값을 측정하는 제2 지연값 측정 단계; 및 제1 전송 지연값들과 제2 전송 지연값들을 이용하여 데이터를 디지털 기지국으로부터 안테나 기지국들을 거쳐 사용자 단말로 전송하는 데이터 전송 단계를 포함한다. 본 발명에 따르면, 하나의 DU가 여러 RRH들을 통해 단말에게 데이터를 전송시 단말의 복잡도를 증가시키지 않을 수 있으며 기지국과 단말간 동기 및 RRH간 동기가 가능해진다.

Description

안테나 기지국들을 이용한 데이터 전송 방법 {Method for transmitting data using radio unit}

본 발명은 기지국에서 사용자 단말로 데이터를 전송하는 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, DU(Digital Unit)에서 RRH(Remote Radio Head)들을 거쳐 사용자 단말로 데이터를 전송하는 방법에 관한 것이다.

하나의 기지국 DU(Digital unit)에서 RRH(Remote Radio Head)를 통해 데이터 전송시 서로 다른 데이터를 서로 다른 단말에게 전송할 경우 각 단말은 해당 RRH의 송신 타이밍을 트래킹하여 데이터를 송수신하므로 RRH간 비동기 송신이 단말과 기지국 간 데이터 통신시 문제가 발생하지 않는다.

그러나 하나의 기지국 DU가 여러 RRH들을 통해 동일한 단말에게 동일한 데이터를 전송시 단말에서는 다중 경로(multi path)에 대한 제어 없이는 서로 다른 RRH의 Data를 수신할 수 없다. 또한 단말의 복잡도를 유발할 수 있으며 데이터 결합(data combining)의 효율성도 떨어진다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 전송 지연(round trip delay)과 송신 타이밍을 이용하여 DU에서 RRH들을 거쳐 하나의 단말로 데이터를 전송하는 방법을 제안함을 목적으로 한다.

그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 사항으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위해 안출된 것으로서, 데이터를 송신하려는 디지털 기지국과 각 안테나 기지국 간 제1 전송 지연값을 측정하는 제1 지연값 측정 단계; 상기 데이터를 수신하려는 사용자 단말과 상기 각 안테나 기지국 간 제2 전송 지연값을 측정하는 제2 지연값 측정 단계; 및 제1 전송 지연값들과 제2 전송 지연값들을 이용하여 상기 데이터를 상기 디지털 기지국으로부터 안테나 기지국들을 거쳐 상기 사용자 단말로 전송하는 데이터 전송 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 기지국들을 이용한 데이터 전송 방법을 제안한다.

상기 제1 지연값 측정 단계는 상기 디지털 기지국과 상기 각 안테나 기지국으로 각각 DU(Digital Unit)과 RRH(Remote Radio Head)를 이용하며, 상기 제1 전송 지연값으로 RTD(Round Trip Delay)를 측정한다. 상기에서 안테나 기지국은 소형 무선 기지국으로 구현됨을 참작할 때 RRH 대신 펨토셀(femtocell)을 이용하는 것도 가능하다.

상기 제1 지연값 측정 단계는 디지털 기지국과 안테나 기지국 각각의 CPRI(Common Public Radio Interface)를 이용하여 상기 제1 전송 지연값을 측정한다.

상기 데이터 전송 방법은 상기 제1 전송 지연값들을 이용하여 상기 각 안테나 기지국과 상기 사용자 단말 간 데이터 전송 타이밍을 제어하는 제1 타이밍 제어 단계를 더욱 포함한다. 상기 제1 타이밍 제어 단계는 상기 제1 지연값 측정 단계와 상기 제2 지연값 측정 단계 사이에 수행된다.

상기 데이터 전송 방법은 상기 각 안테나 기지국의 위치 정보를 상기 각 안테나 기지국으로부터 상기 사용자 단말로 전송하는 위치 알림 단계를 더욱 포함한다. 이때 상기 제2 지연값 측정 단계는 상기 위치 정보를 기초로 상기 제2 전송 지연값을 측정한다. 상기 위치 알림 단계는 상기 제1 지연값 측정 단계와 상기 제2 지연값 측정 단계 사이에 수행된다. 바람직하게는 상기 위치 알림 단계는 상기 제1 타이밍 제어 단계와 상기 제2 지연값 측정 단계 사이에 수행된다.

상기 위치 알림 단계는 PRS(Positioning Reference Signal)를 이용하여 상기 위치 정보를 상기 사용자 단말로 전송한다. 상기 PRS는 위치 추정 기준 신호를 의미한다.

상기 데이터 전송 방법은 상기 제2 전송 지연값들을 이용하여 상기 디지털 기지국과 상기 각 안테나 기지국 간 데이터 전송 타이밍을 제어하는 제2 타이밍 제어 단계를 더욱 포함한다. 상기 제2 타이밍 제어 단계는 상기 제2 지연값 측정 단계와 상기 데이터 전송 단계 사이에 수행된다.

또한 본 발명은 데이터를 송신하려는 디지털 기지국과 각 안테나 기지국 간 제1 전송 지연값을 측정하는 제1 지연값 측정부; 상기 데이터를 수신하려는 사용자 단말과 상기 각 안테나 기지국 간 제2 전송 지연값을 측정하는 제2 지연값 측정부; 및 제1 전송 지연값들과 제2 전송 지연값들을 이용하여 상기 데이터를 상기 디지털 기지국으로부터 안테나 기지국들을 거쳐 상기 사용자 단말로 전송하는 데이터 전송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 기지국들을 이용한 데이터 전송 시스템을 제안한다. 상기 제1 지연값 측정부는 디지털 기지국에 구비되는 구성이며, 상기 제2 지연값 측정부는 사용자 단말에 구비되는 구성이다. 상기 데이터 전송부는 디지털 기지국과 안테나 기지국에 모두 구비되는 구성이다.

상기 제1 지연값 측정부는 상기 디지털 기지국과 상기 각 안테나 기지국으로 각각 DU(Digital Unit)과 RRH(Remote Radio Head)를 이용하며, 상기 제1 전송 지연값으로 RTD(Round Trip Delay)를 측정한다.

상기 제1 지연값 측정부는 디지털 기지국과 안테나 기지국 각각의 CPRI(Common Public Radio Interface)를 이용하여 상기 제1 전송 지연값을 측정한다.

상기 데이터 전송 시스템은 상기 제1 전송 지연값들을 이용하여 상기 각 안테나 기지국과 상기 사용자 단말 간 데이터 전송 타이밍을 제어하는 제1 타이밍 제어부를 더욱 포함한다. 상기 제1 타이밍 제어부는 안테나 기지국에 구비되는 구성이다.

상기 데이터 전송 시스템은 상기 각 안테나 기지국의 위치 정보를 상기 각 안테나 기지국으로부터 상기 사용자 단말로 전송하는 위치 알림부를 더욱 포함한다. 이때 상기 제2 지연값 측정부는 상기 위치 정보를 기초로 상기 제2 전송 지연값을 측정한다. 상기 위치 알림부는 안테나 기지국에 구비되는 구성이다.

상기 위치 알림부는 PRS(Positioning Reference Signal)를 이용하여 상기 위치 정보를 상기 사용자 단말로 전송한다.

상기 데이터 전송 시스템은 상기 제2 전송 지연값들을 이용하여 상기 디지털 기지국과 상기 각 안테나 기지국 간 데이터 전송 타이밍을 제어하는 제2 타이밍 제어부를 더욱 포함한다. 상기 제2 타이밍 제어부는 디지털 기지국에 구비되는 구성이다.

본 발명은 하나의 DU가 여러 RRH들을 통해 단말에게 데이터를 전송시 단말의 복잡도를 증가시키지 않고 기지국과 단말간 동기를 이루며 RRH간 동기를 이루는 프로세스를 제시한다.

기지국 DU는 마스터/슬레이브(master/slave) CPRI간 RTD(Round Trip Delay) 측정값을 기준으로 각 RRH의 송신 타이밍을 제어하여 동일한 데이터를 RRH로 전달하며 제어된 타이밍 기준으로 기준 신호(reference signal)를 전송, 단말에서 측정한 RRH간 위상 계수(Coefficient) 값을 상향 링크를 통해 전달받은 후 계수 값을 RRH별 해당 UE의 자원에 할당한 후 RRH별로 서로 다른 송신 타이밍 제어를 통해 단말에게 동일한 데이터 채널을 전달한다. RRH별로 분산되어 전달된 데이터 채널은 RRH간 에지(edge)에 존재하는 해당 단말의 수신율을 높여준다.

도 1은 DU와 RRH 간 인터페이스를 보여주는 개념도이다.
도 2는 CPRI 인터페이스를 통해 RTD를 측정하는 과정을 보여주는 개념도이다.
도 3은 RRH와 단말 간 인터페이스를 보여주는 개념도이다.
도 4는 DU와 RRH 간 제어 프로세스를 보여주는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 안테나 기지국들을 이용한 데이터 전송 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

최신 이동통신 시스템에서는 하나의 DU에 여러 개의 RRH들을 연결하여 기지국의 유지 및 보수를 용이하게 하고 있다. 또한 Comp 등 Cell edge에서 수신율을 높이기 위해 타겟 단말에 대한 동일한 데이터를 각 RRH로 전송하고 동일한 단말로부터 송신된 데이터를 수신하는 방법을 제시하고 있다.

본 발명은 이렇게 하나의 Cell에서 여러 개의 RRH의 송신을 제어할 때 각 RRH의 송신 타이밍을 DU에서 제어하고 수신시 각 RRH간 데이터 합산을 제어하는 방법을 제시한다. 특히 본 발명은 하나의 DU가 여러 개의 RRH Block을 제어하는 방법을 제시하여 하나의 DU가 여러 RRH들을 통하여 하나의 단말 또는 여러 개의 단말을 제어할 때 단말과 기지국 간 동기를 유지하고 단말이 기지국으로부터 데이터를 수신받을 때 동일한 하향 링크 동기 타이밍을 갖도록 기지국 송신 타이밍을 제어하는 방법을 제시한다.

도 1은 DU와 RRH 간 인터페이스를 보여주는 개념도이다.

기지국의 송신 타이밍은 셀 내의 단말의 송수신 타이밍에 영향을 끼친다. 하나의 기지국 시스템이 여러 개의 RRH로 구성되어 있고 이 RRH를 통해 동일 단말 혹은 여러 단말에게 데이터를 전송하는 경우에 기지국의 송신 타이밍은 변경될 수 없으며 단말이 기지국의 송신 타이밍을 추정하여 하향 링크 동기를 맞추고 이에 맞추어 상향 링크로 데이터를 전송한다.

본 발명에는 하나의 DU가 여러 개의 RRH들을 통해 단말에게 데이터를 전송하고 하나의 단말이 여러 RRH들로부터 동일한 데이터를 전달받아 RRH간 Cell edge에서 수신율을 높이기 위한 기지국 송신 타이밍 제어 방법을 제시한다.

본 발명에서는 DU에서 RRH로 전송되는 송신 타이밍을 제어하여 RRH간 동일한 타이밍에 데이터를 송신하고 동일한 데이터를 전송하는 RRH간 위상을 제어하여 RRH간 동일한 데이터를 수신받는 단말에게 할당된 자원 영역에 각 RRH와 단말간 위상 옵셋을 적용한 후 전송 타이밍을 제어하여 각 RRH로 전달한다.

본 발명에서는 도 1과 같이 하나의 DU(110)에 CPRI interface(131, 132)를 통해 각 RRH(120a~120n)로 송신 신호를 전송한다. CPRI를 통한 전송 데이터는 CPRI 규약에 의해 싱크 헤더(SYNC header), 콘트롤 헤더(Control header), 및 데이터 영역(Data area)으로 구분된다.

CPRI 제어 프로세서(Control Processor)에는 Master/Slave CRPI간 RTD(Round Trip Delay) 측정 기능이 지원되며 RRH와 DU간 측정이 가능하다. Tx 클럭 콘트롤 블럭(clock control block; 111)은 측정된 Round trip delay 값을 기준으로 클럭 카운터(Clock counter)를 이용하여 미리 정해진 시간 단위로 RRH별로 카운팅(Counting)을 수행한다. 예컨대 LTE 시스템의 경우 10ms 단위로 카운팅을 수행한다. 이때 RRH별 옵셋값을 각 클럭 카운터의 start 값으로 적용한다.

하나의 단말에게 여러 RRH들을 통해 동일한 데이터 채널을 전송하기 위해 기지국은 RRH별로 동일한 Cell ID 내 다른 위치에서 기준 신호(Reference signal)를 전송하며 단말은 이 기준 신호를 기초로 채널 추정하여 각 RRH의 위상차를 계산한다. 이 계산된 위상값은 상향 링크를 통해 기지국으로 전달 후 RRH별 동일한 데이터 전송시 해당 단말의 자원에 RRH별 다른 계수(112a~112n)를 적용한 후 Tx 클럭 콘트롤 블럭(111)을 통하여 전달한다. RRH별 해당 단말에 적합한 계수를 적용한 RRH별 출력은 Tx 클럭 콘트롤 블럭(111)에 의해 서로 다른 송신 타이밍을 가지며 단말에 도착하는 시간은 동일하게 된다. 단말은 데이터 채널을 복조시 서로 다른 RRH로부터 수신 데이터를 결합(Combining)하며 이는 RRH간 edge에서 단말의 수신율을 높일 수 있다.

도 2는 CPRI 인터페이스를 통해 RTD를 측정하는 과정을 보여주는 개념도이다. 도 2에서 기지국의 DU(110)와 RRH(120)는 CPRI를 인터페이스로 서로 연결되며, 이때 CPRI 링크(210)를 통해 RTD를 측정할 수 있다.

도 3은 RRH와 단말 간 인터페이스를 보여주는 개념도이다. 도 3에 도시된 바와 같이 하나의 DU(110)가 여러개의 RRH들(120a~120c)을 관장하며 이 다수의 RRH들(120a~120c)을 통해 사용자 단말(UE; 310)로 데이터를 전송한다.

도 4는 DU와 RRH 간 제어 프로세스를 보여주는 흐름도이다. RRH간 결합(Combining)된 데이터 송신이 시작되면(RRH Tx Start; S410) 기지국 Digital Unit은 개개의 RRH와 기지국 Digital unit간 Round trip delay를 측정한다(Master/Slave CPRI Round Trip delay cont; S420). 이 측정값은 CPRI와 같은 RRH와 Digital unit의 Interface에서 지원한다. 이 delay 값을 각 RRH 별로 측정한 후 각 RRH에 할당되는 Data의 송신 타이밍에 적용한다(Adaptation of RTD Per RRH; S430). 이 상태에서 각 RRH에서 전달하는 해당 데이터에 Positioning Reference signal을 넣어 전송을 시작한다(Send Positioning Reference signal; S440). 단말은 각 RRH로부터 전달된 Reference signal을 이용해 각 RRH의 Delay time을 측정한 후 기지국으로 전송한다(Feedback From UE Coefficient per RRH; S450). 기지국의 Digital unit은 이 각 delay time을 적용하여 해당 RRH로 해당 단말의 데이터를 전송한다(Adaptation Coefficient Per RRH; S460).

다음으로, 도 4의 내용에 기반하여 데이터 전송 시스템에서 안테나 기지국들을 이용하여 데이터를 전송하는 방법에 대하여 설명한다. 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 안테나 기지국들을 이용한 데이터 전송 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다. 이하 설명은 도 5를 참조한다.

먼저, 데이터를 송신하려는 디지털 기지국이 각 안테나 기지국에 대하여 전송 지연값을 측정한다(S510). 본 실시예에서 디지털 기지국은 DU(Digital Unit)로 구성되며 안테나 기지국은 RRH(Remote Radio Head)로 구성된다.

디지털 기지국은 S510 단계에서 전송 지연값으로 RTD(Round Trip Delay)를 측정한다. 이때 디지털 기지국은 자기와 각 안테나 기지국에 형성된 CPRI(Common Public Radio Interface)를 이용하여 전송 지연값을 측정할 수 있다.

S510 단계 이후, 각 안테나 기지국은 자기와 관련하여 디지털 기지국에 의해 측정된 전송 지연값을 이용하여 사용자 단말로의 데이터 전송 타이밍을 제어한다(S520). 이후, 안테나 기지국은 자기의 위치 정보를 사용자 단말로 전송한다(S530). 안테나 기지국은 위치 추정 기준 신호 즉 PRS(Positioning Reference Signal)를 이용하여 자기의 위치 정보를 사용자 단말로 전송한다.

이후, 데이터를 수신하려는 사용자 단말이 각 안테나 기지국에 대하여 전송 지연값을 측정한다(S540). 사용자 단말은 각 안테나 기지국으로부터 전송받은 위치 정보를 기초로 전송 지연값을 측정한다.

이후, S510 단계에서 측정된 전송 지연값들과 S540 단계에서 측정된 전송 지연값들을 이용하여 디지털 기지국이 안테나 기지국들을 거쳐 사용자 단말로 데이터를 전송한다(S550). 디지털 기지국이 각 안테나 기지국으로 데이터를 전송할 때에는 사용자 단말로부터 전송받은 각 안테나 기지국에 대한 전송 지연값을 기초로 각 안테나 기지국에 대하여 데이터 전송 타이밍을 제어한 뒤 수행될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 또한, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 USB 메모리, CD 디스크, 플래쉬 메모리 등과 같은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 기록매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.

또한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 상세한 설명에서 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

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 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

110 : Digital Unit 120 : Remote Radio Head
131,132 : CPRI Interface 310 : User Equipment

Claims (1)

1. 데이터를 송신하려는 디지털 기지국과 각 안테나 기지국 간 제1 전송 지연값을 측정하는 제1 지연값 측정 단계;
   상기 데이터를 수신하려는 사용자 단말과 상기 각 안테나 기지국 간 제2 전송 지연값을 측정하는 제2 지연값 측정 단계; 및
   제1 전송 지연값들과 제2 전송 지연값들을 이용하여 상기 데이터를 상기 디지털 기지국으로부터 안테나 기지국들을 거쳐 상기 사용자 단말로 전송하는 데이터 전송 단계
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 기지국들을 이용한 데이터 전송 방법.

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