KR20150095065A - 기지국의 신호 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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KR20150095065A
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이훈
박형숙
손경열
박윤옥
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한국전자통신연구원
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Abstract

본 발명은 기지국의 신호 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 장치는 기 설정된 주파수 대역에 송신 데이터를 할당하고, 상기 기 설정된 주파수 대역 내의 보호 대역에 제어정보를 할당한 송신 신호를 광 케이블을 통해 송신하도록 하는 복수 개의 디지털신호처리기, 상기 광 케이블을 통해 수신한 수신 신호에 대해 상기 기 설정된 주파수 대역 내의 보호 대역으로부터 상기 제어정보를 추출하여 대응하는 동작을 처리하고, 상기 기 설정된 주파수 대역으로부터 상기 송신 데이터를 추출하여 안테나를 통해 전송하도록 하는 복수 개의 무선신호처리기, 및 상기 복수 개의 디지털신호처리기로부터 수신한 복수 개의 송신 신호를 하나의 신호로 결합하여 상기 광 케이블을 통해 상기 복수 개의 무선신호처리기로 각각 전달하는 광 전송 유닛을 포함한다.

Description

기지국의 신호 처리 장치 및 방법{Apparatus and method for processing signal of base station}
본 발명은 기지국의 신호 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, RoF를 기반으로 하는 기지국의 디지털신호처리기와 무선신호처리기 간에 송신되는 신호의 IF 대역에 송신 데이터 및 RF 제어정보를 할당하는 기술에 관한 것이다.
최근, 무선전송시스템에서 기지국의 설치비용 절감과 관리의 용이성을 확보하기 위하여 디지털신호처리기와 무선신호처리기를 물리적으로 분리하고, 디지털신호처리기와 무선신호처리기를 유선으로 연결하여 신호를 전달하는 시도가 많이 이루어지고 있다. 이때, RoF(Radio over Fiber) 기반의 기지국은 디지털신호처리기와 무선신호처리기를 광 케이블로 연결하고, 디지털신호처리기로부터의 신호를 광 케이블을 통해 무선신호처리기로 전달하는 구조이다.
또한, 클라우드 기지국에 대한 기술이 활발히 개발됨에 따라 최근에는 하나의 광 케이블에 연결된 클라우드 기지국에 가능한 많은 수의 무선신호처리기를 연결하고자 하는 요구가 많아지고 있다. 따라서, 하나의 광 파장에 복수의 IF 대역을 할당하고, 각 IF 대역에 복수의 송신 데이터를 할당하는 기술 개발이 진행되고 있다.
이 과정에서, 디지털신호처리기는 무선신호처리기를 제어하고, 상태정보를 수집하기 위한 제어채널이 별도로 필요하다. 이를 위해, 송신 데이터를 전송하는 IF 대역과는 별개의 대역에 제어채널을 할당하고, 제어채널을 통해 제어정보를 전달하였다.
그러나, 제어채널을 할당하기 위한 별도의 대역을 할당함으로 인해 자원이 낭비되고, 하나의 광 케이블에 연결되는 디지털신호처리기 및 무선신호처리기의 수가 증가함에 따라 하나의 광 파장에서 각 디지털신호처리기 및 무선신호처리기에 부여되는 대역폭에 제한이 발생하게 된다.
국내공개특허 제10-2007-0024035호
본 발명의 목적은, RoF(Radio over Fiber)를 기반으로 하는 기지국의 디지털신호처리기와 무선신호처리기 간에 송신되는 신호의 IF 대역에 송신 데이터 및 RF 제어정보를 할당함에 있어서 RF 제어정보를 전달하기 위한 별도의 대역을 할당하지 않고도 IF 대역 내에서 송신 데이터 및 RF 제어정보의 송신이 가능하도록 한 기지국의 신호 처리 장치 및 방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 하나의 광 신호에 할당된 복수 개의 IF 대역에 송신 데이터 및 RF 제어정보를 송신하는 경우에도 자원 활용이 용이하도록 한 기지국의 신호 처리 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기지국의 신호 처리 장치는, 기 설정된 주파수 대역에 송신 데이터를 할당하고, 상기 기 설정된 주파수 대역 내의 보호 대역에 제어정보를 할당한 송신 신호를 광 케이블을 통해 송신하도록 하는 복수 개의 디지털신호처리기, 상기 광 케이블을 통해 수신한 수신 신호에 대해 상기 기 설정된 주파수 대역 내의 보호 대역으로부터 상기 제어정보를 추출하여 대응하는 동작을 처리하고, 상기 기 설정된 주파수 대역으로부터 상기 송신 데이터를 추출하여 안테나를 통해 전송하도록 하는 복수 개의 무선신호처리기, 및 상기 복수 개의 디지털신호처리기로부터 수신한 복수 개의 송신 신호를 하나의 신호로 결합하여 상기 광 케이블을 통해 상기 복수 개의 무선신호처리기로 각각 전달하는 광 전송 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 복수 개의 디지털신호처리기는, 송신 신호의 상기 기 설정된 주파수 대역을 복수의 부 채널로 분할하여 상기 송신 데이터를 각각 할당하고, 상기 주파수 대역 내의 보호 대역에 해당하는 부 채널에 상기 제어정보를 각각 할당하는 데이터 할당부, 상기 송신 신호를 IF 변조하는 변조부, 상기 IF 변조된 신호에서 상기 기 설정된 주파수 대역의 신호를 필터링하는 필터부, 및 상기 기 설정된 주파수 대역의 신호를 상기 광 전송 유닛으로 송신하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 복수 개의 디지털신호처리기는, 각각 서로 다른 주파수 대역이 할당된 것을 특징으로 한다.
상기 복수 개의 무신신호처리기는, 상기 수신 신호에서 IF 대역의 신호를 필터링하는 제1 필터부, 상기 IF 대역의 신호를 RF 변조하는 변조부, 상기 RF 변조된 신호에서 상기 기 설정된 주파수 대역의 신호를 필터링하는 제2 필터부, 상기 기 설정된 주파수 대역의 부 채널들에 할당된 상기 송신 데이터를 추출하고, 상기 기 설정된 주파수 대역 내의 보호 대역에 해당하는 부 채널에 할당된 상기 제어정보를 추출하는 데이터 추출부, 및 상기 데이터 추출부에 의해 추출된 상기 송신 데이터 및 제어정보를 출력하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 광 전송 유닛은, 상기 복수 개의 송신 신호를 결합하는 결합기, 상기 결합기에 의해 결합된 하나의 전기 신호를 광 신호로 변환하여 상기 광 케이블로 출력하는 전광 변환기, 상기 광 케이블로 출력된 광 신호를 수신하여 전기 신호로 변환하는 광전 변환기, 및 상기 광전 변환기에 의해 변환된 신호를 상기 전기 신호를 복수 개로 분배하여 상기 복수 개의 무선신호처리기로 각각 전달하는 분배기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 복수 개의 무선신호처리기는, 상기 복수 개의 디지털신호처리기에 각각 대응되는 것을 특징으로 한다.
상기 복수 개의 무선신호처리기는, 각각 대응되는 디지털신호처리기와 동일한 주파수 대역의 신호를 검출하도록 설정된 것을 특징으로 한다.
한편, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국의 신호 처리 방법은, 복수 개의 디지털신호처리기에서 기 설정된 주파수 대역에 송신 데이터를 할당하고 상기 기 설정된 주파수 대역 내의 보호 대역에 제어정보를 할당한 송신 신호를 각각 송신하는 단계, 광 전송 유닛에서 상기 복수 개의 디지털신호처리기로부터 수신한 복수 개의 송신 신호를 하나의 신호로 결합하여 광 케이블로 출력하는 단계, 상기 광 전송 유닛에서 상기 광 케이블로부터 수신한 수신 신호를 복수 개로 분배하여 복수 개의 무선신호처리기로 각각 전달하는 단계, 및 상기 복수 개의 무선신호처리기에서 상기 수신 신호에 대해 상기 기 설정된 주파수 대역 내의 보호 대역으로부터 상기 제어정보를 추출하여 대응하는 동작을 처리하고, 상기 기 설정된 주파수 대역으로부터 상기 송신 데이터를 추출하여 안테나를 통해 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 기지국의 신호 처리 방법은, 상기 복수 개의 디지털신호처리기에서 상기 송신 신호를 IF 변조하는 단계, 및 상기 IF 변조된 신호에서 상기 기 설정된 주파수 대역의 신호를 필터링하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 기지국의 신호 처리 방법은, 상기 복수 개의 무선신호처리기에서 상기 수신 신호로부터 IF 대역의 신호를 필터링하는 단계, 상기 IF 대역의 신호를 RF 변조하는 단계, 및 상기 RF 변조된 신호에서 상기 기 설정된 주파수 대역의 신호를 필터링하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 기지국의 신호 처리 방법은, 상기 송신 신호를 각각 송신하는 단계 이전에, 상기 복수 개의 디지털신호처리기에 각각 서로 다른 주파수 대역을 할당하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 기지국의 신호 처리 방법은, 상기 송신 신호를 각각 송신하는 단계 이전에, 상기 복수 개의 무선신호처리기에서 대응하는 디지털신호처리기와 동일한 주파수 대역의 신호를 검출하도록 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, RoF(Radio over Fiber)를 기반으로 하는 기지국의 디지털신호처리기와 무선신호처리기 간에 송신되는 신호의 IF 대역에 송신 데이터 및 RF 제어정보를 할당함에 있어서 RF 제어정보를 전달하기 위한 별도의 대역을 할당하지 않고도 IF 대역 내에서 송신 데이터 및 RF 제어정보를 할당함으로써, 하나의 광 신호에 할당된 복수 개의 IF 대역에 송신 데이터 및 RF 제어정보를 송신하는 경우에도 자원 활용이 용이한 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국의 신호 처리 장치의 구성을 도시한 도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털신호처리기의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선신호처리기의 구성을 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국의 신호 처리 장치의 세부 구성을 도시한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털신호처리기의 송신 신호 구조를 도시한 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국의 신호 처리 장치에 적용되는 IF 신호 구조를 도시한 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털신호처리기의 신호 송신 방법에 대한 동작 흐름을 도시한 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선신호처리기의 신호 송신 방법에 대한 동작 흐름을 도시한 순서도이다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대해서 자세히 설명한다. 이때, 각각의 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타낸다. 또한, 이미 공지된 기능 및/또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 이하에 개시된 내용은, 다양한 실시 예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분이 중점적으로 설명하며, 그 설명의 요지를 흐릴 수 있는 요소들에 대한 설명은 생략한다.
또한, 도면의 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시될 수 있다. 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니며, 따라서 각각의 도면에 그려진 구성요소들의 상대적인 크기나 간격에 의해 여기에 기재되는 내용들이 제한되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국의 신호 처리 장치의 구성을 도시한 도이다.
본 발명에 따른 기지국의 신호 처리 장치는 클라우드 기지국에 적용되는 장치로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 디지털신호처리기(digital unit, DU)(100) 및 무선신호처리기(200)가 물리적으로 분리된 형태로 구성될 수 있다. 여기서, 기지국의 신호 처리 장치는 ROF(Radio over Fiber) 기반으로 신호를 송신하며, 디지털신호처리기(100) 및 무선신호처리기(200)는 광 케이블로 연결될 수 있다.
또한, 디지털신호처리기(100) 및 무선신호처리기(200)는 각각 복수 개 구비될 수 있으며, 복수 개의 디지털신호처리기(101, 102, ..., 109)와 복수 개의 무선신호처리기(201, 202, ..., 209)는 역시 하나의 광 케이블에 의해 연결될 수 있다.
이와 같이, 복수 개의 디지털신호처리기(101, 102, ..., 109)로부터 발생된 신호를 하나의 광 케이블을 통해 송신하는 경우, 기지국의 신호 처리 장치는 광 케이블을 통해 송신되는 하나의 광 신호에 각 디지털신호처리기(101, 102, ..., 109)의 신호를 전송하기 위한 복수 개의 IF(Intermediate Frequency) 대역을 확보하고, 복수 개의 IF 대역을 각각의 디지털신호처리기(101, 102, ..., 109)에 할당하도록 한다.
일 예로서, 제1 디지털신호처리기에(101)는 f1의 대역을, 제2 디지털신호처리기(102)에는 f2의 대역을, 그리고 제N 디지털신호처리기(109)에는 fN의 IF 대역을 할당할 수 있다. 이 경우, f1, f2, ..., fN는 각각 서로 다른 주파수 대역인 것으로 한다.
따라서, 복수 개의 디지털신호처리기(101, 102, ..., 109)는 각각 할당된 IF 대역에 송신 데이터 및 제어정보 등을 실어 송신하도록 한다. 여기서, 각 디지털신호처리기(101, 102, ..., 109)는 제어정보를 할당하기 위해 별도의 대역을 이용하지 않고, 사전에 해당 디지털신호처리기(101, 102, ..., 109)에 할당된 IF 대역의 보호 대역에 제어정보를 할당하여 송신하도록 한다.
이 경우, 복수 개의 디지털신호처리기(101, 102, ..., 109)는 각각 결합기(310)와 연결되어, 결합기(310)에서 복수 개의 디지털신호처리기(101, 102, ..., 109)로부터 출력되는 신호를 결합하여 광 케이블로 송신할 수 있다. 또한, 복수 개의 무선신호처리기(201, 202, ..., 209)는 각각 분배기(340)와 연결되어, 광 케이블로부터 수신된 신호를 분배기(340)로부터 전달받을 수 있다.
여기서, 복수 개의 무선신호처리기(201, 202, ..., 209)는 복수 개의 디지털신호처리기(101, 102, ..., 109)에 각각 대응되도록 구비될 수 있으나, 실시 형태에 따라 적어도 두 개의 디지털신호처리기가 하나의 무선신호처리기에 대응될 수도 있다. 다만, 본 발명의 실시예에서는 복수 개의 디지털신호처리기(101, 102, ..., 109)와 복수 개의 무선신호처리기(201, 202, ..., 209)가 각각 대응되는 것으로 가정하여 설명하도록 한다.
일 예로서, 제1 무선신호처리기(201)는 제1 디지털신호처리기(101)에 대응되어 제1 디지털신호처리기(101)로부터 송신된 신호를 처리하도록 하며, 제2 무선신호처리기(202)는 제2 디지털신호처리기(202)에 대응되어 제2 디지털신호처리기(202)로부터 송신된 신호를 처리하도록 한다. 또한, 제N 무선신호처리기(209)는 제N 디지털신호처리기(109)에 대응되어 제N 디지털신호처리기(109)로부터 송신된 신호를 처리하도록 한다.
이에, 각 디지털신호처리기(101, 102, ..., 109) 및 무선신호처리기(201, 202, ..., 209)의 세부 구성은 도 2 및 도 3을 참조하여 더욱 상세히 설명하도록 한다.
한편, 도 1에는 도시하지 않았으나, 결합기(310)에 의해 출력된 신호는 전/광 변환기에 의해 광 신호로 변환되어 광 케이블을 통해 송신될 수 있으며, 또한 광 케이블을 통해 송신된 신호는 광/전 변환기에 의해 전기신호로 변환되어 분배기(340)로 전달될 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 도 4의 실시예를 참조하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털신호처리기에 대한 세부 구성을 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 디지털신호처리기(100)는 데이터 할당부(110), 변조부(120), 필터부(130) 및 송신부(140)를 포함한다.
먼저, 데이터 할당부(110)는 디지털신호처리기(100)에서 송신할 데이터 및 RF(Radio Frequency) 제어정보를 해당 디지털신호처리기(100)에 할당된 IF 대역에 할당하도록 한다. 이 경우, 디지털신호처리기(100)에 부여된 IF 대역은 복수 개의 부 채널을 포함하며, 데이터 할당부(110)는 각 부 채널에 데이터를 할당할 수 있다.
한편, IF 대역의 각 부 채널 중 IF 대역의 경계부분에는 인접한 다른 신호 대역과의 간섭을 차단하기 위한 보호 대역(Guard band)이 할당된다. 이 경우, 보호 대역은 무선 방식에 따라 다양한 범위로 할당될 수 있다.
일 예로서, WiMax-Adv.의 경우 20MHz 대역이 보호 대역으로 할당되며, 이 경우 전체 대역을 모두 2048개의 부 채널로 나누는데, 0 내지 159번째 부 채널과, 1889 내지 2047번째 부채 널을 보호 대역으로 할당할 수 있다. 또한, LTE-Adv.의 경우, 2048개의 부 채널 중 847개의 부 채널을 보호 대역으로 할당할 수 있다. 물론, 이는 일 실시예일뿐, 보호 대역의 할당 영역은 실시 형태에 따라 다양하게 적용될 수 있음은 당연한 것이다.
또한, 보호 대역의 경우 RF의 대역통과필터 특성이 낮은 경우에도 동작할 수 있도록 하기 위해 비교적 넓은 주파수 대역을 할당하도록 하나, 필터의 성능에 따라 달라질 수 있다.
이러한 보호 대역은 RF 신호 전송 시에 모든 신호 대역에 기본적으로 할당되는 구간이므로, 본 발명에서는 보호 대역을 활용하여 RF 제어정보를 전송하고자 한다.
다시 말해, 데이터 할당부(110)는 IF 대역에서 보호 대역을 제외한 영역에 송신할 데이터를 할당하고, 보호 대역에 RF 제어정보를 할당하도록 한다. 이때, 보호 대역은 해당 IF 대역의 전단과 후단의 경계 영역에 할당되며, RF 제어정보는 두 개의 보호 대역 중 어느 곳에도 할당할 수 있다. 실시 형태에 따라, 제1 보호 대역에 우선적으로 RF 제어정보를 할당하고, RF 제어정보의 양이 많은 경우에는 제2 보호 대역에도 RF 제어정보를 할당할 수도 있다.
변조부(120)는 데이터 할당부(110)에 의해 데이터 및 RF 제어정보가 할당된 정보를 이용하여 송신 신호를 주파수 신호로 IF 변조한다. 이때, 변조부(120)는 송신신호에 대해 역고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform, IFFT)을 수행하여 시간영역 신호로 변환할 수 있다.
필터부(130)는 대역통과필터(band pass filter, BPF)를 포함할 수 있으며, 변조부(120)에 의해 변조된 신호로부터 IF 대역의 신호를 필터링할 수 있다, 이때, 송신부(140)는 필터부(130)에 의해 필터링 된 IF 신호를 도 1에 도시된 결합기로 송신하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선신호처리기의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 무선신호처리기(200)는 수신부(210), 제1 필터부(220), 변조부(230), 제2 필터부(240), 데이터 추출부(250) 및 출력부(260)를 포함한다.
먼저, 수신부(210)는 디지털신호처리기로부터 송신된 신호를 수신한다. 이때, 수신부(210)는 도 1에서 광 케이블을 통해 수신된 IF 신호를 분배기로부터 제공을 수 있다. 이때, 수신부(210)는 수신된 IF 신호를 제1 필터부(220)로 제공한다.
제1 필터부(220)는 대역통과필터를 포함할 수 있으며, 수신부(210)를 통해 수신된 IF 신호 중 해당 무선신호처리기(200)에 할당된 IF 대역의 신호를 필터링하여 변조부(230)로 제공한다.
변조부(230)는 제1 필터부(220)에 의해 IF 대역을 필터링한 신호를 RF 대역의 신호로 변조한다. 이때, 변조부(230)에 의해 변조된 RF 신호는 제2 필터부(240)로 제공된다.
또한, 제2 필터부(240)는 대역통과필터를 포함할 수 있으며, 변조부(230)에 의해 RF 변조된 신호에 대해 RF 대역의 신호를 필터링할 수 있다. 이때, 제2 필터부(240)에 의해 필터링된 RF 대역의 신호는 데이터 추출부(250)로 제공된다.
한편, 데이터 추출부(250)는 제2 필터부(240)로부터 제공된 RF 대역의 신호로부터 송신 데이터 및 RF 제어정보를 추출한다. 여기서, 데이터 추출부(250)는 RF 대역의 신호로부터 송신 데이터를 추출하는 제1 데이터 추출부(미도시)와, RF 제어정보를 추출하는 제2 데이터 추출부(미도시)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 데이터 추출부는 디지털신호처리기에서 데이터가 할당된 주파수 영역을 필터링하는 것으로써 송신 데이터를 추출할 수 있다. 한편, 제2 데이터 추출부는 디지털신호처리기에서 RF 제어정보가 할당된 보호 대역을 필터링 함으로써 RF 제어정보를 추출할 수 있다.
일 예로서, 디지털신호처리기에서 해당 디지털신호처리기에 할당된 IF 대역의 보호 대역 중 높은 주파수 채널의 보호 대역에 RF 제어정보를 할당한 경우, 데이터 영역과 보호 대역을 구분하는 주파수를 기준으로, 제1 데이터 추출부는 저역통과필터(low pass filter, LPF)를 구비하고, 제2 데이터 추출부는 고역통과필터(high pass filter, HPF)를 구비할 수 있다. 따라서, 제1 데이터 추출부는 저역통과필터로부터 송신 데이터를 추출할 수 있으며, 제2 데이터 추출부는 고역통과필터로부터 RF 제어정보를 추출할 수 있다.
다른 예로서, 디지털신호처리기에서 해당 디지털신호처리기에 할당된 IF 대역의 보호 대역 중 낮은 주파수 채널의 보호 대역에 RF 제어정보를 할당한 경우, 데이터 영역과 보호 대역을 구분하는 주파수를 기준으로, 제1 데이터 추출부는 고역통과필터(HPF)를 구비하고, 제2 데이터 추출부는 저역통과필터(LPF)를 구비할 수 있다. 따라서, 제1 데이터 추출부는 고역통과필터로부터 송신 데이터를 추출할 수 있으며, 제2 데이터 추출부는 저역통과필터로부터 RF 제어정보를 추출할 수 있다.
RF 대역의 신호로부터 데이터 추출부(250)에서 추출된 송신 데이터 및 RF 제어정보는 각각 출력부(260)로 제공된다. 이때, 출력부(260)는 송신 데이터를 안테나를 통해 방사하도록 할 수 있다. 또한, 출력부(260)는 RF 제어정보를 무선신호처리기(200)의 제어유닛으로 전달하여 RF 제어정보에 따라 무선신호처리기(200)의 동작을 제어하도록 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 제어 장치의 세부 구성을 도시한 예시도이다.
도 4를 참조하면, N개의 디지털신호처리기(101 내지 109)는 각각 결합기, 오실레이터, 곱셈기 및 대역통과필터를 포함할 수 있다.
일 예로서, 제N 디지털신호처리기의 결합기는 송신 데이터를 포함하는 signal N과 RF 제어정보를 포함하는 RF Ctrl N이 제N 디지털신호처리기로 입력되면 signal N과 RF Ctrl N을 결합한다. 이때, 오실레이터는 제N 디지털신호처리기에 부여된 IF 대역의 주파수 성분을 포함하는 신호를 발생하고, 곱셈기는 signal N과 RF Ctrl N을 오실레이터에 의해 발생된 IF 대역의 주파수 성분과 결합하도록 한다. 곱셈기는 RF Ctrl N을 해당 IF 대역의 보호 대역 내에 할당하도록 한다.
곱셈기에 의해 signal N과 RF Ctrl N이 할당된 IF 신호는 대역통과필터에 의해 제N 디지털신호처리기에 부여된 IF 대역이 필터링되고, 대역통과필터에 의해 필터링된 IF 대역의 신호는 광 전송 유닛(300)으로 송신된다. 이때, 제N 디지털신호처리기에 의해 송신되는 신호는 도 5와 같이 나타낼 수 있다.
다시 말해, 도 5에 도시된 바와 같이, 제N 디지털신호처리기는 제N 디지털신호처리기에 부여된 IF 대역의 부 채널에 Data N을 할당할 수 있다. 이때, Data N은 IF 대역의 보호 대역을 제외한 영역에 할당될 수 있다. 한편, 제N 디지털신호처리기에 부여된 IF 대역에서 경계 영역(510, 520)은 보호 대역이다. 이때, 제N 디지털신호처리기는 IF 대역의 보호 대역 중 어느 하나, 예를 들어, 도면부호 520에 해당하는 영역의 부 채널에 RF Ctrl N을 할당할 수 있다.
이와 같이, N개의 디지털신호처리기는 각각 signal N과 RF Ctrl N이 할당된 IF 대역의 신호를 광 전송 유닛(300)으로 송신하도록 한다.
한편, 광 전송 유닛(300)은 N개의 디지털신호처리기(101 내지 109)와 N개의 무선신호처리기(201 내지 209) 사이에서 광 케이블을 통한 신호 송수신을 위하여, N개의 디지털신호처리기(101 내지 109)로부터 수신된 각 IF 대역의 신호를 하나의 IF 신호로 결합하는 결합기(310)와, 결합기(210)에 의해 결합된 전기적 IF 신호를 광 신호로 변환하여 광 케이블을 통해 N개의 무선신호처리기(201 내지 209) 측으로 송신하는 전광변환기(E/O, electronic-optical conversion)(320)를 구비할 수 있다.
이때, 광 전송 유닛(300)의 결합기(310)에 의해 N개의 디지털신호처리기(101 내지 109)로부터 수신한 IF 대역의 신호를 결합한 IF 신호는 도 6과 같이 나타낼 수 있다.
다시 말해, 도 6에 도시된 바와 같이, 결합기(310)에 의해 결합된 IF 신호는 각각 f1, f2, ..., fN의 IF 대역을 포함하고, 이때 f1 대역에는 제1 디지털신호처리기(101)로부터 f1에 할당된 Data 1(611) 및 RF Ctrl 1(615)을 결합하고, f2 대역에는 제2 디지털신호처리기로부터 f2에 할당된 Data 2(621) 및 RF Ctrl 2(625)를 결합한다. 이와 같은 방식으로 fN 대역에는 제N 디지털신호처리기(109)로부터 할당된 Data N(691) 및 Rf Ctrl N(695)을 결합하도록 한다.
따라서, 결합기(310)에 의해 결합된 IF 신호는 Data 1(611), Data 2(621), ..., Data N(691)과, 각 Data에 대응하는 RF Ctrl 1(615), RF Ctrl 2(625), ..., RF Ctrl N(695)을 포함하며, 해당 IF 신호는 광 케이블을 통해 N개의 무선신호처리기(201 내지 209)로 송신된다.
또한, 광 전송 유닛(300)은 광 케이블을 통해 수신한 광 신호를 전기적 IF 신호로 변환하는 광전 변환기(O/E, optical-electronic conversion)(330)와, 광전 변환기(330)에 의해 변환된 IF 신호를 N개의 선로로 각각 분배하여 N개의 무선신호처리기(201 내지 209)로 각각 분배하는 분배기(340)를 포함할 수 있다. 여기서, 분배기(340)는 스플리터(splitter)일 수 있다.
한편, N개의 무선신호처리기(201 내지 209)는 각각 제1 대역통과필터, 오실레이터(oscillator, OSC), 곱셈기, 제2 대역통과필터 및 송신 데이터와 RF 제어정보를 추출하는 필터를 포함할 수 있다.
일 예로서, 제N 무선신호처리기(209)의 제1 대역통과필터는 분배기(340)로부터 IF 신호가 수신되면, 수신된 IF 신호 중 제N 무신신호처리기에 부여된 IF 대역의 신호를 필터링한다. 이때, 오실레이터는 제N 무선신호처리기에 부여된 IF 대역에 대응하는 RF 대역의 주파수 성분을 포함하는 신호를 발생하고, 곱셈기는 제1 대역통과필터에 의해 필터링된 IF 대역의 신호와 오실레이터에 의해 발생된 신호를 결합시켜 IF 대역의 신호를 RF 대역의 신호로 변조하도록 한다.
또한, 제2 대역통과필터는 결합기에 의해 RF 변조된 신호에서 해당 RF 대역을 필터링하고, 이때 필터링된 RF 대역의 신호를 각각 저역통과필터 및 고역통과필터로 전달한다. 도 4의 경우, N 개의 디지털신호처리기(101 내지 109)에서 IF 대역 중 높은 주파수의 보호 대역에 RF 제어정보를 할당한 것으로 가정한다. 따라서, 제N 무선신호처리기(209)의 저역통과필터는 RF 제어정보가 할당된 보호 대역을 제외한 대역을 필터링하고 송신 데이터를 포함하는 Signal N을 추출하여 출력할 수 있다. 또한, 제N 무선신호처리기(209)의 고역통과필터는 RF 제어정보가 할당된 보호 대역을 필터링하고 RF 제어정보를 포함하는 RF Ctrl N을 추출하여 출력할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 기지국의 신호 처리 장치는 복수 개의 디지털신호처리기와 복수 개의 무선신호처리기 사이에서 별도의 제어채널을 할당하지 않고도 송신 데이터를 송신하기 위해 부여된 IF 대역을 통해 송신 데이터와 RF 제어정보를 함께 송신할 수 있게 된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 기지국의 신호 처리 장치의 동작 흐름을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국의 신호 처리 방법에 대한 동작 흐름을 도시한 순서도이다.
먼저, 도 7은 디지털신호처리기의 동작 흐름을 나타낸 것으로, 디지털신호처리기는 무선신호처리기를 통해 송신할 송신 데이터 및 무선신호처리기의 RF 제어정보가 각각 입력되면(S100), 해당 디지털신호처리기에 부여된 IF 대역 및 IF 대역 내의 보호 대역에 대한 정보를 검출한다(S110).
이때, 디지털신호처리기는 'S110' 과정에서 검출된 IF 대역의 정보에 근거하여 'S100' 과정에서 입력된 송신 데이터를 할당하고(S130), 또한 'S110' 과정에서 검출된 IF 대역 내의 보호 대역의 정보에 근거하여 RF 제어정보를 할당한다(S140).
이후, 디지털신호처리기는 'S130' 과정 및 'S140' 과정에서 송신 데이터 및 RF 제어정보가 할당된 신호를 IF 신호로 변조하고(S150), 'S150' 과정에서 변조된 IF 신호에서 해당 디지털신호처리기에 부여된 IF 대역의 신호를 필터링 하여(S160), 디지털신호처리기와 무선신호처리기 간에 형성된 RoF 링크에 실어 송신하도록 한다(S170).
만일, 디지털신호처리기가 복수 개인 경우에는 각 디지털신호처리기로부터 각 IF 대역의 신호를 수신하여 결합하는 과정이 추가로 수행될 수 있다.
한편, 도 8은 무선신호처리기의 동작 흐름을 나타낸 것으로, 무선신호처리기는 RoF 링크로부터 IF 신호를 수신하면(S200), 해당 무신신호처리기에 부여된 IF 대역의 신호를 1차로 필터링 한다(S210).
이후, 무선신호처리기는 'S210' 과정에서 필터링 된 IF 대역의 신호를 대응하는 RF 대역의 신호로 변조하고(S230), 'S230' 과정에서 변조된 RF 신호로부터 해당 RF 대역의 신호를 2차로 필터링 한다(S240).
이때, 무선신호처리기는 'S240' 과정에서 2차 필터링된 RF 대역의 신호 중 송신 데이터가 할당된 영역으로부터 송신 데이터를 추출하고(S250), 해당 RF 대역 내의 보호 대역으로부터 RF 제어정보를 추출하여(S260), 'S250' 및 'S260' 과정에서 추출된 송신 데이터 및 RF 제어정보를 출력하도록 한다(S270).
'S270' 과정에서, 무선신호처리기는 송신 데이터는 안테나로 출력할 수 있으며, RF 제어정보는 무선신호처리기의 제어유닛으로 출력할 수 있다.
한편, 본 발명은 위에서 논의된 다양한 실시예가 하나 이상의 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 실행되는 경우 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 프로세서에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 인터넷을 통한 전송 등과 같은 캐리어 웨이브의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 프로세서가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100, 101~109: 디지털신호처리기 110: 데이터 할당부
120: 변조부 130: 필터부
140: 송신부 200, 201~209: 무선신호처리기
210: 수신부 220: 제1 필터부
230: 변조부 240: 제2 필터부
250: 데이터 추출부 260: 출력부
300: 광 전송 유닛 310: 결합기
320: 전광 변환기(E/O) 330: 광전 변환기(O/E)
340: 분배기

Claims (12)

  1. 기 설정된 주파수 대역에 송신 데이터를 할당하고, 상기 기 설정된 주파수 대역 내의 보호 대역에 제어정보를 할당한 송신 신호를 광 케이블을 통해 송신하도록 하는 복수 개의 디지털신호처리기;
    상기 광 케이블을 통해 수신한 수신 신호에 대해 상기 기 설정된 주파수 대역 내의 보호 대역으로부터 상기 제어정보를 추출하여 대응하는 동작을 처리하고, 상기 기 설정된 주파수 대역으로부터 상기 송신 데이터를 추출하여 안테나를 통해 전송하도록 하는 복수 개의 무선신호처리기; 및
    상기 복수 개의 디지털신호처리기로부터 수신한 복수 개의 송신 신호를 하나의 신호로 결합하여 상기 광 케이블을 통해 상기 복수 개의 무선신호처리기로 각각 전달하는 광 전송 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국의 신호 처리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수 개의 디지털신호처리기는,
    송신 신호의 상기 기 설정된 주파수 대역을 복수의 부 채널로 분할하여 상기 송신 데이터를 각각 할당하고, 상기 주파수 대역 내의 보호 대역에 해당하는 부 채널에 상기 제어정보를 각각 할당하는 데이터 할당부;
    상기 송신 신호를 IF 변조하는 변조부;
    상기 IF 변조된 신호에서 상기 기 설정된 주파수 대역의 신호를 필터링하는 필터부; 및
    상기 기 설정된 주파수 대역의 신호를 상기 광 전송 유닛으로 송신하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국의 신호 처리 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수 개의 디지털신호처리기는,
    각각 서로 다른 주파수 대역이 할당된 것을 특징으로 하는 기지국의 신호 처리 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수 개의 무신신호처리기는,
    상기 수신 신호에서 IF 대역의 신호를 필터링하는 제1 필터부;
    상기 IF 대역의 신호를 RF 변조하는 변조부;
    상기 RF 변조된 신호에서 상기 기 설정된 주파수 대역의 신호를 필터링하는 제2 필터부;
    상기 기 설정된 주파수 대역의 부 채널들에 할당된 상기 송신 데이터를 추출하고, 상기 기 설정된 주파수 대역 내의 보호 대역에 해당하는 부 채널에 할당된 상기 제어정보를 추출하는 데이터 추출부; 및
    상기 데이터 추출부에 의해 추출된 상기 송신 데이터 및 제어정보를 출력하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국의 신호 처리 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 광 전송 유닛은,
    상기 복수 개의 송신 신호를 결합하는 결합기;
    상기 결합기에 의해 결합된 하나의 전기 신호를 광 신호로 변환하여 상기 광 케이블로 출력하는 전광 변환기;
    상기 광 케이블로 출력된 광 신호를 수신하여 전기 신호로 변환하는 광전 변환기; 및
    상기 광전 변환기에 의해 변환된 신호를 상기 전기 신호를 복수 개로 분배하여 상기 복수 개의 무선신호처리기로 각각 전달하는 분배기를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국의 신호 처리 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수 개의 무선신호처리기는,
    상기 복수 개의 디지털신호처리기에 각각 대응되는 것을 특징으로 하는 기지국의 신호 처리 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 복수 개의 무선신호처리기는,
    각각 대응되는 디지털신호처리기와 동일한 주파수 대역의 신호를 검출하도록 설정된 것을 특징으로 하는 기지국의 신호 처리 장치.
  8. 복수 개의 디지털신호처리기에서 기 설정된 주파수 대역에 송신 데이터를 할당하고 상기 기 설정된 주파수 대역 내의 보호 대역에 제어정보를 할당한 송신 신호를 각각 송신하는 단계;
    광 전송 유닛에서 상기 복수 개의 디지털신호처리기로부터 수신한 복수 개의 송신 신호를 하나의 신호로 결합하여 광 케이블로 출력하는 단계;
    상기 광 전송 유닛에서 상기 광 케이블로부터 수신한 수신 신호를 복수 개로 분배하여 복수 개의 무선신호처리기로 각각 전달하는 단계; 및
    상기 복수 개의 무선신호처리기에서 상기 수신 신호에 대해 상기 기 설정된 주파수 대역 내의 보호 대역으로부터 상기 제어정보를 추출하여 대응하는 동작을 처리하고, 상기 기 설정된 주파수 대역으로부터 상기 송신 데이터를 추출하여 안테나를 통해 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국의 신호 처리 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 복수 개의 디지털신호처리기에서 상기 송신 신호를 IF 변조하는 단계; 및
    상기 IF 변조된 신호에서 상기 기 설정된 주파수 대역의 신호를 필터링하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국의 신호 처리 방법.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 복수 개의 무선신호처리기에서 상기 수신 신호로부터 IF 대역의 신호를 필터링하는 단계;
    상기 IF 대역의 신호를 RF 변조하는 단계; 및
    상기 RF 변조된 신호에서 상기 기 설정된 주파수 대역의 신호를 필터링하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국의 신호 처리 방법.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 송신 신호를 각각 송신하는 단계 이전에,
    상기 복수 개의 디지털신호처리기에 각각 서로 다른 주파수 대역을 할당하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국의 신호 처리 방법.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 송신 신호를 각각 송신하는 단계 이전에,
    상기 복수 개의 무선신호처리기에서 대응하는 디지털신호처리기와 동일한 주파수 대역의 신호를 검출하도록 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국의 신호 처리 방법.
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