KR20170028984A

KR20170028984A - 클라우드 무선 액세스 네트워크를 위한 수정된 아키텍쳐 및 프론트-홀 데이터의 압축을 위한 접근방법

Info

Publication number: KR20170028984A
Application number: KR1020177003529A
Authority: KR
Inventors: 사미어 파와르; 화닝 뉴; 아포스톨로스 톨리스 파파타나시우
Original assignee: 인텔 아이피 코포레이션
Priority date: 2014-09-10
Filing date: 2015-06-30
Publication date: 2017-03-14
Also published as: EP3192324B1; BR112017002566A2; KR102194756B1; JP2017529754A; US20170238361A1; CN106576393A; CN106576393B; EP3192324A1; TWI606710B; JP6415693B2; WO2016039839A1; TW201611560A; US10064242B2

Abstract

본 명세서에 개시된 시스템 및 방법은 공통 공용 무선 인터페이스(CPRI) 기반 C-RAN 아키텍쳐에 비해 감소된 프론트-홀 데이터 레이트 요구조건들을 제공하는 중앙 처리형 클라우드 기반 RAN(C-RAN 또는 클라우드-RAN) 아키텍쳐를 설명한다. 기저대역 물리 계층 처리는 BBU 풀과 향상된 RRH(eRRH) 사이에 분할될 수 있다. eRRH에서, 프론트-홀 데이터 레이트 요구조건을 크게 감소시키기 위해, LTE 신호 리던던시 및 사용자 스케줄링 정보를 활용하는 주파수 영역 압축 접근방법이 이용될 수 있다. 주파수 영역에서의 균일 스칼라 양자화 및 가변 레이트 허프만 코딩은 사용자 스케줄링 정보에 기초한 압축 접근법에 적용될 수 있는데, 여기서는 손실 압축 후에 무손실 압축이 따른다.

Description

클라우드 무선 액세스 네트워크를 위한 수정된 아키텍쳐 및 프론트-홀 데이터의 압축을 위한 접근방법{MODIFIED ARCHITECTURE FOR CLOUD RADIO ACCESS NETWORKS AND APPROACH FOR COMPRESSION OF FRONT-HAUL DATA}

최근, 모바일 디바이스들(예를 들어, 셀룰러 폰 및 태블릿)이 더욱 인기있어짐에 따라, 무선 통신에 대한 요구가 증가했다. 이러한 요구를 충족시키기 위해, 무선 액세스 네트워크(RAN: radio access network)에서 점점 더 많은 수의 기지국이 만들어졌다. RAN에 무선으로 접속하는 디바이스들 중 다수가 모바일이므로, 소비자들이 모바일 디바이스들을 상이한 위치들에 가지고 다닐 때, 주어진 기지국에서의 네트워크 트래픽의 로드는 일상적인 하루 전체에서 달라질 수 있다.

개시내용의 특징들 및 이점들은 이하의 상세한 설명을 첨부 도면들과 함께 취함으로써 명백해질 것이며, 첨부 도면들은 개시내용의 특징들을 예시로서 함께 도시한다.
도 1은 예에 따른 C-RAN 아키텍쳐를 도시한다.
도 2는 예에 따른 공통 공용 무선 인터페이스(CPRI: common-public-radio-interface) 기반 C-RAN 아키텍쳐를 도시한다.
도 3은 예에 따른 PHY-스플릿(split) C-RAN 아키텍쳐를 도시한다.
도 4는 예에 따른 향상된 원격 무선 헤드(eRRH: enhanced remote radio head)의 도면을 도시한다.
도 5는 예에 따른 eRRH의 예시적인 기능을 도시하는 흐름도이다.
도 6은 예에 따른 무선 디바이스의 실례를 제공한다.
이제, 도시된 예시적인 실시예들이 참조될 것이고, 그것을 설명하기 위해 구체적인 언어가 이용될 것이다. 그럼에도 불구하고, 그에 의한 범위의 제한은 의도되지 않는다는 점이 이해될 것이다.

일부 실시예들이 개시되고 설명되기 전에, 청구되는 발명의 주제는 본 명세서에 개시된 특정한 구조들, 프로세스 동작들 또는 재료들에 한정되지 않고, 관련 기술분야의 통상의 기술자에 의해 인식되는 대로의 균등물들까지 확장된다는 점을 이해해야 한다. 또한, 본 명세서에 사용되는 용어는 특정한 예들을 설명하기 위한 목적으로만 사용되었으며 제한하려는 의도가 아니라는 것을 이해해야 한다. 상이한 도면들에서의 동일한 참조 번호는 동일한 구성요소를 나타낸다. 흐름도들 및 프로세스들에서 제공되는 번호들은 동작들을 설명하는 데에 있어서의 명확성을 위해 제공되며, 반드시 특정한 순서 또는 시퀀스를 나타내지는 않는다.

기술 실시예들의 초기 개요가 아래에 제공되며, 다음으로 구체적인 기술 실시예들이 나중에 더 상세하게 설명된다. 이러한 초기 요약은 독자가 기술을 더 빨리 이해하는 것에 도움을 주도록 의도되지만, 기술의 핵심적인 특징들이나 본질적인 특징들을 식별하도록 의도된 것이 아니며, 청구되는 발명의 주제의 범위를 제한하도록 의도된 것도 아니다.

최근, 무선 기능을 갖는 모바일 디바이스들이 점점 더 인기있어짐에 따라 무선 통신에 대한 요구가 급격히 증가했다. 이러한 모바일 디바이스 중의 다수는 무선 네트워크에의 접속에 의존하는 편리한 기능(예를 들어, 인터넷 액세스, 음성 통화, 및 문자 메시지)을 제공한다. 모바일 디바이스가 보다 보편화되면서, 이러한 모바일 디바이스를 서빙하는 무선 네트워크를 통해 이동하는 트래픽의 양이 상당히 증가했다.

무선 네트워크를 통한 트래픽의 양에 있어서의 이러한 증가는 전통적인 무선 액세스 네트워크(RAN) 패러다임에 대한 도전과제를 제기한다. 무선 트래픽에 대한 증가하는 소비자 수요를 충족시키기 위해 전통적인 기지국(BS) 사이트를 구축, 업그레이드, 및 유지관리하는 비용은 자본 지출(CAPEX: capital expenditure) 및 운영 비용(OPEX: operational expenditure) 둘 다와 관련하여 높다. 이 문제는 네트워크 부하의 피크-대-평균 비율이 종종 높다는 사실에 의해 더 증폭된다. 예를 들어 주로 주거용인 교외 지역에 있는 BS는 거주자들이 인근 도시로 출근하기 전까지의 아침의 짧은 기간 동안은 무선 트래픽의 높은 피크 부하를 경험할 수 있지만 거주자들이 저녁에 되돌아올 때까지의 낮 동안의 대부분 동안에는 매우 낮은 부하를 경험할 수 있다. 이러한 유형의 시나리오에서, BS의 네트워크 자원들은 하루의 대부분 동안 충분히 활용되지 못한다.

전통적인 RAN 인프라에서 발생하는 이러한 문제들을 해결하기 위해, 중앙 처리 클라우드 기반(centralized-processing cloud-based) RAN[Cloud(C)-RAN] 인프라가 제안되었다. C-RAN에서는, 전통적인 셀룰러 시스템들과 달리, 기저대역 처리 유닛들(BBU: base-band processing unit)의 중앙 풀은 대부분의 기저대역 처리를 수행하는 한편, 원격 무선 헤드들(RRH: remote radio head)은 무선 신호의 송신 및 수신을 수행한다. C-RAN 아키텍쳐는 BBU 풀에서 에너지 소모적인 하드웨어 장비를 통합함으로써 에너지 효율성을 향상시킬 수 있다. 또한, C-RAN 아키텍쳐는 중앙 집중식 네트워크 관리 및 네트워크 업그레이드를 더 쉽게 수행하게 함으로써 네트워크의 CAPEX 및 OPEX 둘 다를 감소시킬 수 있다. 추가로, C-RAN 아키텍쳐는 향상된 셀간 간섭 조정(eICIC: Enhanced Inter-cell Interference Coordination)과 같은 진보된 조정된 멀티 포인트(CoMP: coordinated multi-point) 통신 및 간섭 관리 기법을 구현하는 데 사용될 수 있다.

도 1은 전형적인 C-RAN 아키텍쳐(100)를 도시한다. RRH들(102, 104 및 106)은 사용자 장비들(UE)과 같은 무선 능력을 갖는 디바이스들로부터 무선 신호들을 송신 및 수신할 수 있다. RRH들(102, 104 및 106)은 프론트-홀 링크들(116, 118 및 120)을 통해 BBU 풀(114)과 각각 통신할 수 있다. 공통 공중 무선 인터페이스(CPRI: common public radio interface)는 프론트-홀 링크들(116, 118, 및 120)을 통해 RRH들(102, 104, 및 106)을 BBU 풀(114)에 접속하기 위해 사용되는 인터페이스의 유형일 수 있다. BBU 풀(114)은 코어 네트워크(122)와 통신할 수 있다. 일례에서, 코어 네트워크(122)로부터 RRH(102)[또는 RRH(104) 또는 RRH(106)]의 커버리지 영역 디바이스 내의 무선 디바이스(124)로의 통신은 코어 네트워크(122)로부터 BBU 풀(114)에 송신될 수 있다. 다음으로, BBU 풀(114)은 그 통신을 프론트-홀 링크(116)[또는 프론트-홀 링크(118) 또는 프론트-홀 링크(120) 각각]를 통해 RRH(102)[또는 RRH(104) 또는 RRH(106)]에 송신할 수 있다. 다음으로, 통신은 무선 신호를 통해 RRH(102)[또는 RRH(104) 또는 RRH(106)]로부터 무선 디바이스(124)로 송신될 수 있다. 이것은 통상적으로 다운링크 통신으로 지칭된다.

다른 예에서, 업링크 통신으로 지칭되는, 무선 디바이스(124)로부터 코어 네트워크로의 통신은 무선 신호를 통해 무선 디바이스(124)로부터 전송될 수 있고 RRH(102)[또는 RRH(104) 또는 RRH(106)]에서 수신될 수 있다. RRH(102)[또는 RRH(104) 또는 RRH(106)]는 프론트-홀 링크(116)[또는 프론트-홀 링크(118) 또는 프론트-홀 링크(120) 각각]를 통해 BBU 풀(114)에 통신을 송신할 수 있다. 다음으로, BBU 풀(114)은 코어 네트워크(122)에 통신을 송신할 수 있고, 거기에서 통신은 의도된 목적지로 지향될 수 있다.

도 2는 BBU 풀(202)이 프론트-홀 링크(206)에 의해 RRH(204)에 접속되는 CPRI 기반 C-RAN 아키텍쳐(200)의 예를 도시한다. RRH(204)는 아날로그 프론트 엔드(AFE: Analog Front End)(208), 디지털-아날로그 변환기(DAC)(210), 및 아날로그-디지털 변환기(ADC)(212)를 포함할 수 있다. AFE(208)는 복수의 안테나(228)에 동작 가능하게 접속될 수 있다. 추가로, 선택(214)에 도시된 바와 같이, RRH(204)는 CPRI 처리를 위한 적어도 2개의 모듈, 즉 압축 및 프레이밍 모듈(216), 및 압축해제 및 프레이밍 모듈(218)을 포함할 수 있다. BBU 풀(202)은 패킷 데이터 수렴 프로토콜(PDCP: Packet-Data-Convergence-Protocol) 계층, 무선 링크 제어(RLC: Radio-Link-Control) 계층, 미디어 액세스 제어(MAC: Media Access Control) 계층, 및 물리(PHY: Physical) 계층을 위한 처리를 다루는 계층 처리 모듈(layer-processing module)(220)을 포함할 수 있다. 선택(222)에 도시된 바와 같이, BBU 풀(202)은 CPRI 처리를 위한 적어도 2개의 모듈, 즉 압축 및 프레이밍 모듈(224), 및 압축해제 및 프레이밍 모듈(226)을 또한 포함할 수 있다.

일례에서, 다운링크 통신에서, 신호는 BBU 풀(202)의 계층 처리 모듈(220)로부터 BBU 풀(202)의 압축 및 프레이밍 모듈(224)로 송신될 수 있다. 압축 및 프레이밍 모듈(224)은 신호에 대해 시간 영역 압축 및 프레이밍 동작들을 수행하고, CPRI 프로토콜을 사용하여 프론트-홀 링크(206)를 통해 RRH(204)의 압축해제 및 프레이밍 모듈(218)에 신호를 송신할 수 있다. 압축해제 및 프레이밍 모듈(218)은 신호에 대해 압축해제 및 프레이밍 동작을 수행하고, 신호를 DAC(210)에 송신할 수 있다. DAC는 신호를 아날로그 신호로 변환하고, 아날로그 신호를 AFE(208)에 송신할 수 있다. AFE는 아날로그 신호를 복수의 안테나(228)에 통신할 수 있다. 복수의 안테나(228)는 아날로그 신호를 목적지 디바이스(예를 들어, UE)에 무선으로 송신할 수 있다.

다른 예에서, 업링크 통신에서, 복수의 안테나(228)는 무선 신호를 수신하고, 그 신호를 AFE(208)에 통신할 수 있다. AFE(208)는 신호를 ADC(212)에 통신 할 수 있다. ADC(212)는 위상(I) 및 직교(Q) 샘플링을 사용하여 신호를 디지털화하고, 디지털화된 신호를 압축 및 프레이밍 모듈(216)에 송신할 수 있다. 압축 및 프레이밍 모듈(216)은 신호에 대해 시간 영역 압축 및 프레이밍 동작들을 수행할 수 있고, CPRI 프로토콜을 사용하여 프론트-홀 링크(206)를 통해 BBU 풀(202)의 압축해제 및 프레이밍 모듈(226)에 신호를 전달할 수 있다. 압축해제 및 프레이밍 모듈(226)은 신호에 대해 압축해제 및 프레이밍 동작을 수행할 수 있고, 신호를 계층 처리 모듈(220)에 송신할 수 있다. 계층 처리 모듈(220)은 신호에 대해 상위 계층 기저대역 처리를 수행할 수 있다.

C-RAN 패러다임은 전통적인 RAN 패러다임에 연관된 문제들 중 다수를 완화 시키는 한편, 기존의 C-RAN 아키텍쳐는 또한 몇가지 새로운 도전을 도입한다. 구체적으로, 기존의 C-RAN 패러다임은 RRH를 BBU 풀에 접속하기 위해 CPRI 인터페이스가 이용될 것을 요구하므로, C-RAN 아키텍쳐에서 사용되는 프론트-홀 링크들을 위한 전송 레이트 요구조건은 문제가 될 수 있는데, 왜냐하면 프론트-홀 인터페이스에 대한 예상 전송 레이트(즉, 프론트-홀 레이트)가 무선 인터페이스를 통한 데이터 전송 레이트보다 상당히 높을 수 있기 때문이다.

예를 들어, 10 메가헤르쯔(MHz) 대역폭, RRH에서의 2개의 수신 안테나, 및 15.36MHz의 샘플링 주파수를 갖는 LTE(long term evolution) 업링크(UL) 시스템을 고려해 보자. I/Q 위상 디지털 샘플들의 15 비트 표현이 사용되는 경우, I/Q 데이터 레이트는 921.6 Mbps(megabits per second)이다. 데이터의 15 바이트마다 1 헤더 바이트의 CPRI 기본 프레임 오버 헤드, 및 10/8의 라인 코딩 레이트가 고려되는 경우, 물리적 라인 레이트는 1.2288 Gbps(gigabits per second)가 된다. 추가로, 전체 CPRI 물리적 라인 레이트는 안테나 수에 따라 선형적으로 증가하며, 캐리어 집계(carrier aggregation)가 사용될 때의 시스템 대역폭은 10Gbps를 빠르게 초과할 수 있다. 그러므로, 이러한 인자들은 실제의 배포에 있어 엄청나게 높은 프론트-홀 레이트 요구조건들을 초래할 수 있다.

다른 문제들은 기존의 C-RAN 아키텍쳐에도 영향을 미친다. 예를 들어, CPRI의 샘플링 레이트는 LTE의 샘플링 레이트와 동일하며, 셀 내의 사용자 부하 또는 사용자 활동에 독립적이고; 결과적으로, 통계적 평균 이득(statistical averaging gain)은 없다. 추가로, 대부분의 CPRI 데이터 레이트 요구조건은 I/Q 사용자 평면 데이터 샘플들에 의해 주도된다. LTE 신호는 보호 대역들(guard bands)의 사용으로 인해 본질적으로 리던던트(redundant)이다. 예를 들어, 10MHz LTE 시스템에서, 1024개의 이용가능한 부반송파(sub-carrier) 중 단 600개만이 데이터를 위해 사용되고; 다른 부반송파들은 보호 대역들의 역할을 하도록 제로 아웃된다. 그러나, 시간 영역 I/Q 샘플들이 리던던트 신호 구조를 가지더라도, 더 높은 압축 인자를 달성하기 위해 이러한 리던던시를 활용하기 위해서는 복잡한 비선형 기법이 필요하다. 추가로, 시간 영역 I/Q 샘플들에 작용하는 프론트-홀 압축 기법들은 상이한 변조 및 코딩 방식들에 대한 신호 대 양자화 잡음비(SQNR: signal-to-quantization-noise ratios)또는 사용자 스케줄링 부가 정보(예를 들어, 사용자 활동, 부반송파 점유)를 활용할 수 없는데, 왜냐하면 시간 영역에서 신호가 일단 분할되고 나면 이 정보는 일반적으로 상실되기 때문이다. 적어도 이러한 이유들로 인해, 기존의 C-RAN 아키텍쳐에서는 압축 성능이 비교적 불량하다.

본 개시내용에 따른 시스템 및 방법은 기저대역 물리 계층 프로세싱이 BBU 풀과 향상된 RRH(eRRH) 사이에 분할되는 대안적인 C-RAN 아키텍쳐(즉, PHY-스플릿 C-RAN 아키텍쳐)를 제시한다. LTE 신호 리던던시 및 사용자 스케줄링 정보를 활용하는 주파수 영역 압축 접근방법은 eRRH에서 프론트-홀 데이터 레이트 요구조건을 상당히 감소시키기 위해 사용될 수 있다. 본 개시내용과 일치하는 일부 예에서, 주파수 영역 압축 접근방근에서 가변 레이트 허프만 코딩과 관련하여 균일 스칼라 양자화가 사용된다. 일부 예에서, 주파수 영역 압축 접근방법은 손실 압축과, 그에 후속하는 무손실 압축을 포함한다. 일부 예에서, 압축을 위해 사용되는 아키텍쳐의 부분들은 분리 가능하고, 그에 의해, 구현에 사용되는 하드웨어는 낮은 복잡성을 가질 수 있게 된다.

도 3은 예에 따른 PHY-스플릿 C-RAN 아키텍쳐(300)의 도시이다. BBU 풀(302)은 프론트-홀 링크(306)에 의해 향상된 RRH(eRRH)(304)에 접속된다. eRRH(304)는 아날로그 프론트 엔드(AFE)(308), 디지털 대 아날로그 변환기(DAC)(310), 및 아날로그-디지털 변환기(ADC)(312)를 포함할 수 있다. AFE(308)는 복수의 안테나(328)에 동작가능하게 접속될 수 있다. 추가로, 선택(314)에 도시된 바와 같이, eRRH(304)는 몇몇 한정된 기저대역 물리 계층 처리를 수행하는 2개의 모듈, 즉 업링크 기저대역 물리 계층 처리(UBPHY: uplink base-band physical-layer-processing) 모듈(316) 및 다운링크 기저대역 물리 계층 처리(DBPHY: downlink base-band physical-layer-processing) 모듈(318)을 포함할 수 있다. BBU 풀(302)은 패킷 데이터 수렴 프로토콜(PDCP: Packet-Data-Convergence-Protocol) 계층, 무선 링크 제어(RLC: Radio-Link-Control) 계층, 미디어 액세스 제어(MAC: Media Access Control) 계층, 및 물리적(PHY) 계층을 위한 처리를 다루는 계층 처리 모듈(320)을 포함할 수 있다. 선택(322)에 도시된 바와 같이, BBU 풀(302)은 적어도 2개의 추가 처리 모듈, 즉 압축 및 프레이밍 모듈(324), 및 압축해제 및 프레이밍 모듈(326)을 또한 포함할 수 있다.

일례에서, 업링크 무선 신호는 복수의 안테나(328)를 통해 수신되어 AFE(308)에 통신될 수 있다. AFE(308)는 신호를 ADC(312)에 통신할 수 있다. ADC(312)는 위상(I) 및 직교(Q) 샘플링을 이용하여 신호를 디지털화하고, 디지털화된 신호를 UBPY 모듈(316)에 송신할 수 있다. UBPHY 모듈(316)은 업링크 신호에 대해, 순환 프리픽스(CP: cyclic-prefix) 제거 및 고속 푸리에 변환(FFT)의 계산과 같은 대한 몇몇 물리(PHY) 계층 처리 기능을 수행할 수 있다. UBPHY 모듈(316)은 또한 신호에 대해 압축 및 프레이밍 동작들을 수행하고, 프론트-홀 링크(306)를 통해 BBU 풀(302)의 압축해제 및 프레이밍 모듈(326)에 신호를 전달할 수 있다. 압축해제 및 프레이밍 모듈(326)은 신호에 대해 압축해제 및 프레이밍 동작들을 수행하고, 계층 처리 모듈(320)에 신호를 송신할 수 있다. 계층 처리 모듈(320)은 신호에 대해, UBPHY 모듈(316)에 의해 아직 수행되지 않은 상위 계층 기저대역 처리 기능들, 예를 들어 채널 추정, 터보 코딩/디코딩, 및 다중 안테나 처리를 수행할 수 있다.

일례에서, 다운링크 신호는 코어 네트워크로부터 BBU 풀(302)의 계층 처리 모듈(320)에 의해 코어 네트워크로부터 수신될 수 있다. 계층 처리 모듈(320)은 BBU 풀(202)의 압축 및 프레이밍 모듈(324)에 신호를 송신할 수 있다. 압축 및 프레이밍 모듈(224)은 신호에 대해 압축 및 프레이밍 동작들을 수행하고, 프론트-홀 링크(306)를 통해 RRH(304)의 DBPHY 모듈(318)에 신호를 송신할 수 있다. DBPHY 모듈(318)은 다운링크 신호에 대해, 계층 처리 모듈(320)에 의해 이전에 수행되지 않은 일부 PHY 계층 처리 기능들, 예를 들어 순환 프리픽스(CP: cyclic-prefix) 추가 및 역 고속 푸리에 변환(IFFT: inverse fast Fourier transform)의 계산을 수행할 수 있다. DBPHY 모듈(318)은 또한 신호에 대해 압축해제 및 프레이밍 동작들을 수행하고, DAC(310)에 신호를 송신할 수 있다. DAC는 신호를 아날로그 신호로 변환하고, 아날로그 신호를 AFE(308)에 송신할 수 있다. AFE는 아날로그 신호를 복수의 안테나(328)에 통신할 수 있다. 복수의 안테나(328)는 목적지 디바이스(예를 들어, UE)에 아날로그 신호를 무선으로 송신할 수 있다.

본 개시내용와 일치하는 일부 예들(예를 들어, LTE를 사용하는 예)에서, 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 둘 다에 대한 복수의 사용자 간의 시간 주파수 자원 할당 및 사용자 스케줄링 부가 정보가 BBU 풀에서 이용 가능하다. 사용자 스케줄링 부가 정보의 일부 예들은 점유되는 부반송파들, 개별 부반송파들에 대한 컨스텔레이션(constellation) 또는 변조, 터보 코딩 레이트들, 다중 입력 다중 출력(MIMO: multiple-input multiple-output)에서 스케줄링되는 다수의 사용자, 하이브리드 자동 반복 요청(HARQ: hybrid-automatic-repeat-request) 상태들, 타겟 신호 대 간섭 잡음비(SINR: signal-to-interference-noise ratio), 및 평균 비트/블록 에러 성능들을 포함할 수 있다.

본 개시내용과 일치하는 예들에서, 사용자 스케줄링 부가 정보는 프론트-홀 링크를 통해 흐르는 I/Q 데이터 샘플들의 바람직한 압축을 달성하기 위해 사용될 수 있다. 기저대역 정보의 신뢰성있는 디코딩을 위해, 타겟 SQNR은 일반적으로 사용되는 변조 및 코딩 기법에 기초하여 변화한다. 결과적으로, 직교 위상 시프트 키잉(QPSK: quadrature-phase-shift-keying) 심볼들을 반송(carrying)하는 자원 블록들을 양자화하기 위해 할당되는 비트 수는 64 직교 진폭 변조(64-QAM: 64-quadrature-amplitude-modulation) 심볼들을 반송하는 자원 블록들을 양자화하기 위해 할당되는 비트 수보다 상당히 작을 수 있다.

도 4는 예에 따른 향상된 원격 무선 헤드(eRRH)(400)의 도면을 도시한다. eRRH(400)는 복수의 안테나(404)에 동작가능하게 접속되는 아날로그 프론트 엔드(AFE)(402)를 포함할 수 있다. AFE(402)는 복수의 안테나(404)를 통해 무선 신호를 수신할 수 있다. AFE(402)는 수신된 업링크 신호를 DAC/ADC 모듈(406)에 통신할 수 있다. DAC/ADC 모듈(406)은 아날로그-디지털 변환기(ADC) 및/또는 디지털 대 아날로그 변환기(DAC)를 포함할 수 있다. DAC/ADC 모듈(406)은 위상(I) 및 직교(Q) 샘플링을 사용하여 신호를 디지털화할 수 있고, 디지털화된 신호를 제어/데이터 스플리터 모듈(408)에 송신할 수 있다. 일부 실시예들에서, 디지털화된 신호는 시간 영역 I/Q 샘플들을 포함할 수 있다.

제어/데이터 스플리터 모듈(408)은 디지털화된 신호에 대해 순환 프리픽스(CP) 제거를 수행하고, 디지털화된 신호 내의 사용자 평면 데이터 심볼들[즉, 물리 업링크 공유 채널(PUSCH: physical-uplink-shared-channel) I/Q 심볼들]을 디지털화된 신호 내의 참조 신호들, 물리 업링크 제어 채널(PUCCH: Physical-Uplink-Control-Channel) 심볼 및 랜덤 액세스 채널(RACH: Random-Access-Channel) 신호와 같은 비-데이터 심볼들로부터 분리한다. 일부 실시예들에서, 사용자 평면 데이터 심볼들은 복수의 시간 영역 I/Q 샘플에 의해 표현될 수 있다. 다음으로, 제어/데이터 스플리터 모듈(408)은 사용자 평면 데이터 심볼들(즉, PUSCH I/Q 심볼들)을 고속 푸리에 변환(FFT) 모듈(410)에 송신하고, 참조 신호들, 물리 업링크 제어 채널(PUCCH) 심볼들, 및 랜덤 액세스 채널(RACH) 신호를 패킹 및 포매팅 모듈(packing-and-formatting module)(412)에 송신할 수 있다. FFT 모듈(410)은 FFT를 계산함으로써 사용자 평면 데이터 심볼들(즉, PUSCH I/Q 심볼들)에 FFT를 수행하고, 사용자 평면 데이터 심볼들(즉, PUSCH I/Q 심볼들)을 압축 모듈(414)에 송신할 수 있다. 일부 실시예들에서, FFT 모듈(410)은 더 구체적으로는 사용자 평면 데이터 심볼들을 표현하는 복수의 주파수 영역 I/Q 샘플을 생성하기 위해, 사용자 평면 데이터 심볼들을 표현하는 복수의 시간 영역 I/Q 샘플에 FFT를 수행할 수 있다.

비트 할당 모듈(416)은 프론트-홀 링크(418)를 통해 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA: orthogonal frequency division multiple access) 업링크 신호에 대한 BBU 풀로부터의 부가 정보(side information)를 수신할 수 있다. 부가 정보는 물리 자원 블록(PRB)마다 이용되는 변조 및 코딩 기법들, 다중 입력 다중 출력(MIMO) 접속들의 수, CoMP 기법, 특정 PRB 상에서 스케줄링된 사용자들의 수, 및/또는 HARQ 상태를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 비트 할당 모듈(416)은 주어진 PRB에 대응하는 부가 정보에 기초하여 주어진 PRB 내의 각각의 심볼을 양자화하기 위해 압축 모듈(414)에 의해 사용될 양자화 비트들의 수를 할당할 수 있다. 비트 할당 모듈(416)에 의해 적용되는 비트 예산(bit budget)은 부가 정보의 함수일 수 있고, 주어진 PRB 내의 모든 심볼들에 대해 일정할 수 있다. 다양한 비트 예산 기법이 사용될 수 있다. 일례에서, 비트 예산은 아래의 표에 보여진 바와 같이 변조 차수(modulation order)에 기초할 수 있다:

변조 차수	실제 심볼 당 할당되는 비트들
QPSK	4
16-QAM	5
64-QAM	6

비트 할당 모듈(416)은 주어진 PRB 내의 각각의 심볼을 양자화하기 위해 사용될 비트 수를 압축 모듈(414)에 통신할 수 있다. 압축 모듈(414)은 평균값을 감산하고, 정규화된 I/Q 샘플들이 -1 내지 1의 범위의 값을 갖도록 하는 스케일링 값을 사용함으로써, PRB 단위로 FFT 모듈로부터 수신된 PUSCH I/Q 심볼들에 대응하는 PUSCH I/Q 샘플들(예를 들어, 주파수 영역 PUSCH I/Q 샘플들)을 정규화할 수 있다. 압축 모듈(414)은 정규화된 I/Q 샘플들이 유한 비트들(finite bits)로 균일하게 양자화되는 손실 압축을 수행하기 위해 사용되는 균일 스칼라 양자화기(uniform scalar quantizer)를 포함할 수 있다. 각각의 정규화된 I/Q 샘플에 대해 사용되는 비트 수는 각자의 정규화된 I/Q 샘플들 각각이 속하는 PRB에 대해 비트 할당 모듈(416)에 의해 제공된 비트 예산을 따를 수 있다. 손실 압축은 PUSCH I/Q 심볼들에서 발견된 정보를 표현하는 균일하게 양자화된 정규화된 I/Q 샘플들을 생성할 수 있다.

PRB 당 비트 할당 레벨을 결정하기 위한 스케줄링 부가 정보의 사용은 데이터의 더 높은 압축 레이트를 가능하게 함으로써 프론트-홀 링크(418)를 통해 송신되는 데이터의 양을 상당히 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 일례에서, 테스트 및 시뮬레이션은 본 명세서에 설명된 다른 압축 기술들과 함께 스케줄링 부가 정보를 사용함으로써 10배(10x)의 압축 비율이 가능함을 보여주었다. 더 높은 수준의 압축은 프론트-홀 링크에서 발생하는 병목 현상을 감소시킴으로써, C-RAN 아키텍쳐가 보다 쉽게 구현될 수 있게 한다.

또한, 압축 모듈(414)은 각각의 균일하게 양자화된 정규화된 I/Q 샘플의 2개의 최상위 비트(MSB)를 압축하기 위해 무손실 프리픽스-프리 허프만 코드(lossless, prefix-free Huffman code)를 사용함으로써 무손실 압축을 수행할 수 있다. 일례에서, 허프만 코드는 다음 표에 의해 정의될 수 있다:

MSB들	코드 비트들
00	0
01	10
10	110
11	111

양자화된 정규화된 I/Q 샘플들(예를 들어, 보호 대역들을 사용하는 LTE 신호에서 가져온 샘플들)에서 발견되는 MSB들의 분포에서, 처음 2개의 MSB에서는 00의 값들이 01, 10 및 11의 값보다 더 흔할 수 있다. 그 결과, 압축 모듈(414)에 의해 수행 되는 무손실 압축은 균일하게 양자화된 정규화된 I/Q 샘플들을 표현하는 데에 필요한 비트 수를 감소시킬 수 있다. 무손실 압축은 균일하게 양자화된 정규화된 I/Q 샘플들에서 발견된 정보를 표현하는 양자화된 크기 비트들(quantized magnitude bits)을 생성할 수 있다. 다음으로, 압축 모듈(414)은 각각의 양자화된 정규화된 I/Q 샘플에 대응하는 양자화된 크기 비트들 및 부호 비트(sign bit)를 각각의 PRB에 대한 스케일링 값 및 평균 값과 함께 패킹 및 포맷팅 모듈(412)에 송신할 수 있다.

패킹 및 포맷팅 모듈(412)은 제어/데이터 스플리터 모듈(control/data-splitter module)(408)로부터 수신된 참조 신호들, 물리 업링크 제어 채널(PUCCH) 심볼들, 및 랜덤 액세스 채널(RACH) 신호를 패킹하고 포맷팅할 수 있다. 추가로, 패킹 및 포맷팅 모듈(412)은 압축 모듈(414)로부터 수신된 양자화된 크기 비트들, 부호 비트들, 스케일링 값들, 및 평균 값들을 패킹하고 포맷팅할 수 있다. 패킹 및 포맷팅 모듈(412)은 패킹 및 포맷팅된 양자화된 크기 비트들, 부호 비트들, 스케일링 값들 및 평균 값들을 포함하는 하나 이상의 통신을 프론트-홀 링크(418)를 통해 BBU 풀에 송신할 수 있다.

도 4는 eRRH의 하나의 예시적인 도면을 제공하지만, 다른 eRRH 모델들, 설계들, 및 구성들이 가능하다. 일부 실시예들에서, 예를 들어, 도 4에서는 별개인 것으로 보여진 수 개의 모듈은 또한 적용되는 추상화의 레벨에 따라 단일 모듈로서 표현될 수 있다. 예를 들어, 하나의 추상화 계층에서, DAC/ADC 모듈(406), 제어/ 데이터 스플리터 모듈(408), 및 FFT 모듈(410)은 3개의 개별 모듈에 대해 설명된 기능들을 수행하는 단일 모듈(예를 들어, 사전 처리 모듈)로서 표현될 수 있다.

추가로, 도 4에 도시된 개별 모듈들은 또한 적용되는 추상화 레벨에 따라 분리된 모듈들로서 표현될 수 있다. 예를 들어, 손실 압축 및 무손실 압축을 위해 별개의 하드웨어 및/또는 소프트웨어가 각각 사용될 수 있기 때문에, 압축 모듈(414)은 제1(손실) 압축 모듈 및 제2(무손실) 압축 모듈로도 표현될 수 있다.

도 4에 명시적으로 도시된 것 외의 추가의 모듈들은 일부 eRRH 모델들에 포함될 수 있다. 예를 들어, 제어/스플리터 모듈(408)로부터 송신된 참조 신호들, 물리 업링크 제어 채널(PUCCH) 심볼들, 및/또는 랜덤 액세스 채널(RACH) 신호를 압축 및/또는 디코딩할 수 있는 선택적인 중간 처리 모듈은 제어/데이터 스플리터 모듈(408)과 패킹 및 포매팅 모듈(412) 사이의 경로 상에 삽입될 수 있다.

본 개시내용과 일치하는 일부 eRRH 모델들에서, 몇몇 동작이 수행되는 순서는 변할 수 있다. 예를 들어, 일부 eRRH 모델들에서, 사용자 평면 데이터 심볼들 및 참조 신호들이 분할되기 전에, 수신된 신호의 FFT가 계산될 수 있다.

도 5는 PHY 스플릿 C-RAN에서 프론트-홀 데이터 레이트 요구조건을 낮출 수 있는 eRRH의 예시적인 기능(500)을 나타내는 흐름도이다. 기능은 방법으로서 구현 될 수 있고, 또는 명령어들이 적어도 하나의 컴퓨터 판독가능한 매체 또는 하나의 비-일시적(non-transitory) 머신 판독가능한 저장 매체 상에 포함되는 경우, 기능은 머신 상의 명령어들로서 실행될 수 있다. 블록(510)에서와 같이, 무선 신호는 eRRH에서 적어도 하나의 UE로부터 수신될 수 있다. 일부 예들에서, 무선 신호는 ADC에 의해 디지털화될 수 있다. 블록(520)에서와 같이, eRRH에서 순환 프리픽스 제거가 무선 신호에 대해 수행될 수 있고; 일부 예들에서, 순환 프리픽스 제거는 eRRH에서 제어/데이터 스플리터 모듈에 의해 수행될 수 있다. 블록(530)에서와 같이, 무선 신호 내의 PRB에 연관된 복수의 PUSCH I/Q 심볼이 eRRH에서 식별될 수 있다. 일부 예들에서, PUSCH I/Q 심볼들은(예를 들어, PUSCH I/Q 심볼들에 대응하는 복수의 시간 영역 I/Q 샘플을 식별함으로써) 제어/데이터 스플리터 모듈에 의해 식별될 수 있다. 블록(540)에서와 같이, FFT는 eRRH에서 복수의 PUSCH I/Q 심볼을 표현하는 복수의 시간 영역 I/Q 샘플에 대해 수행될 수 있다. 일부 예들에서, FFT는 eRRH에서 FFT 모듈에 의해 수행될 수 있다.

블록(550)에서와 같이, PRB에 연관된 사용자 스케줄링 부가 정보는 프론트-홀 링크를 통해 BBU 풀 또는 진화된 노드 B(eNB)로부터 eRRH에서 수신될 수 있다. 일부 예들에서, 사용자 스케줄링 부가 정보는 eRRH에서 비트 할당 모듈에 의해 수신될 수 있다. 사용자 스케줄링 부가 정보는 사용자 활동, 부반송파 점유율, 개별 부반송파들 상의 컨스텔레이션 또는 변조, 터보 코딩 레이트, 다중 입력 다중 출력(MIMO)에서 스케줄링된 사용자 수, 하이브리드 자동 반복 요청(HARQ) 상태, 타겟 신호 대 간섭 잡음비(SINR), 또는 평균 비트/블록 에러 성능 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

블록(560)에서와 같이, 복수의 PUSCH I/Q 심볼 내의 각각의 PUSCH I/Q 심볼에 할당될 비트 수는 사용자 스케줄링 부가 정보에 기초하여(예를 들어, 사용자 스케줄링 부가 정보가 포함하는 변조 차수에 기초하여) 식별될 수 있다. 일부 예들에서, 비트 수는 eRRH에서 비트 할당 모듈에 의해 결정 및/또는 식별될 수 있다. 비트 할당 모듈은, 변조 차수가 직각 위상 시프트 키잉(QPSK: Quadrature-Phase-Shift-Keying)일 때는 각각의 PUSCH I/Q 심볼에 대해 사용되는 비트 수를 심볼 당 4 비트로 결정하고, 변조 차수가 16-직교 진폭 변조(16-QAM)일 때는 심볼 당 5 비트로 결정하고, 변조 차수가 64-직교 진폭 변조(64-QAM)일 때는 심볼 당 6 비트로 결정한다.

블록(570)에서와 같이, UE에서 손실 압축이 수행될 수 있다. 일부 예들에서, eRRH에서 손실 압축은 압축 모듈에 의해 수행될 수 있다. 손실 압축(또는 예비 사전 처리 동작)의 일부로서, 복수의 PUSCH I/Q 심볼에 대응하는 복수의 PUSCH I/Q 샘플(예를 들어, PUSCH I/Q 심볼들에 대응하는 시간 영역 I/Q 샘플들에 대해 FFT를 수행함으로써 생성된 주파수 영역 I/Q 샘플들) 내의 각각의 PUSCH I/Q 샘플이 정규화될 수 있다. 일부 예들에서, 각각의 PUSCH I/Q는 평균 값을 감산하고 스케일링 값을 사용함으로써 -1 내지 1의 범위의 값으로 정규화될 수 있다. 다음으로, 정규화된 PUSCH I/Q 샘플들은 비트 수에 기초하여 양자화될 수 있다. 일부 예들에서, (예를 들어, 균일 스칼라 양자화기에 의해) 각각의 정규화된 PUSCH I/Q 샘플에 균일 스칼라 양자화가 적용될 수 있다 .

블록(580)에서와 같이, UE에서 무손실 압축이 수행될 수 있다. 일부 예들에서, 무손실 압축은 eRRH에서 압축 모듈에 의해 수행될 수 있다. 무손실 압축에서, 프리픽스-프리 코드가 복수의 비트 서브세트에 적용될 수 있고, 복수의 비트 서브세트 내의 각각의 비트 서브세트는 복수의 PUSCH I/Q 샘플 내의 각각의 PUSCH I/Q 샘플에 연관된다. 일부 예들에서, 복수의 비트 서브세트 내의 각 비트 서브세트는 그 비트 서브세트가 연관되는 PUSCH I/Q 샘플의 2개의 최상위 비트(MSB)를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 프리픽스-프리 코드는 MSB들에 대한 00의 값이 0의 값을 갖는 단일 코딩된 비트에 매핑되고; MSB들에 대한 01의 값은 10의 값을 갖는 2개의 코딩된 비트에 매핑되고; MSB들에 대한 10의 값은 110의 값을 갖는 3개의 코딩된 비트에 매핑되고; MSB들에 대한 11의 값은 111의 값을 갖는 4개의 코딩된 비트에 매핑되는 허프만 코드일 수 있다.

일부 예들에서, eRRH는 또한 추가적인 압축 기술(예를 들어, 비트 서브세트들, I/Q 샘플들, 및/또는 PUSCH 심볼들에 적용되는 압축 기술들과 다른 압축 기술)을 참조 신호들, 물리 업링크 제어 채널(PUCCH) 심볼들, 또는 랜덤 액세스 채널(RACH) 신호 중 적어도 하나에 적용하도록 구성된 참조 신호 압축 모듈을 포함할 수 있다.

도 6은 사용자 장비(UE), 모바일 스테이션(MS), 모바일 무선 디바이스, 모바일 통신 디바이스, 태블릿, 핸드셋, 또는 다른 유형의 무선 디바이스와 같은 무선 디바이스의 예시도를 제공한다. 무선 디바이스는 노드, 매크로 노드, 저전력 노드(LPN: low power node), 또는 기지국(BS), 진화된 노드 B(eNB), 기저대역 처리 유닛(BBU), 원격 무선 헤드(RRH), 원격 무선 장비(RRE: remote radio equipment), 중계국(RS: relay station), 무선 장비(RE: radio equipment) 또는 다른 유형의 무선 광역 네트워크(WWAN) 액세스 포인트와 같은 송신국과 통신하도록 구성된 하나 이상의 안테나를 포함할 수 있다. 무선 디바이스는 3GPP LTE, WiMAX, 고속 패킷 액세스(HSPA: High Speed Packet Access), 블루투스(Bluetooth), 및 WiFi를 포함하는 적어도 하나의 무선 통신 표준을 사용하여 통신하도록 구성될 수 있다. 무선 디바이스는 각각의 무선 통신 표준에 대해 개별 안테나들을 사용하거나 복수의 무선 통신 표준에 대해 공유 안테나를 사용하여 통신할 수 있다. 무선 디바이스는 무선 근거리 네트워크(WLAN), 무선 개인 영역 네트워크(WPAN), 및/또는 WWAN에서 통신할 수 있다.

도 6은 또한 무선 디바이스로부터의 오디오 입력 및 출력에 사용될 수 있는 하나 이상의 스피커 및 마이크로폰의 도시를 제공한다. 디스플레이 스크린은 액정 디스플레이(LCD) 스크린, 또는 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이와 같은 다른 유형의 디스플레이 스크린일 수 있다. 디스플레이 스크린은 터치 스크린으로서 구성될 수 있다. 터치 스크린은 용량성, 저항성, 또는 다른 유형의 터치 스크린 기술을 사용할 수 있다. 애플리케이션 프로세서 및 그래픽 프로세서는 처리 및 디스플레이 기능을 제공하기 위해 내부 메모리에 결합될 수 있다. 비휘발성 메모리 포트는 또한 사용자에게 데이터 입력/출력 옵션들을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 비휘발성 메모리 포트는 또한 무선 디바이스의 메모리 기능들을 확장시키기 위해 사용될 수 있다. 키보드는 추가 사용자 입력을 제공하기 위해 무선 디바이스와 통합되거나, 무선 디바이스에 무선으로 접속될 수 있다. 터치 스크린을 사용하여 가상 키보드가 제공될 수도 있다.

다양한 기술, 또는 그 특정 양태 또는 그 일부는 플로피 디스켓, CD-ROM, 하드 드라이브, 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 저장 매체, 또는 임의의 다른 머신 판독가능한 저장 매와 같은 실체있는(tangible) 매체에 구현된 프로그램 코드(즉, 명령어들)의 형태를 취할 수 있고, 여기서 프로그램 코드가 컴퓨터와 같은 머신에 로딩되어 머신에 의해 실행될 때, 머신은 다양한 기술들을 실행하기 위한 장치가 된다. 회로는 하드웨어, 펌웨어, 프로그램 코드, 실행가능 코드, 컴퓨터 명령어들 및/또는 소프트웨어를 포함할 수 있다. 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 저장 매체는 신호를 포함하지 않는 컴퓨터 판독가능한 저장 매체일 수 있다. 프로그래머블 컴퓨터에서의 프로그램 코드 실행의 경우에, 컴퓨팅 디바이스는 프로세서, 프로세서에 의해 판독가능한 저장 매체(휘발성 및 비휘발성 메모리, 및/또는 저장 요소를 포함함), 적어도 하나의 입력 디바이스, 및 적어도 하나의 출력 디바이스를 포함할 수 있다. 휘발성 및 비휘발성 메모리, 및/또는 저장 요소는 RAM, EPROM, 플래시 드라이브, 광학 드라이브, 자기 하드 드라이브, 고체 상태 드라이브, 또는 전자 데이터를 저장하기 위한 다른 매체일 수 있다. 노드 및 무선 디바이스는 또한 송수신기 모듈, 카운터 모듈, 처리 모듈, 및/또는 클럭 모듈 또는 타이머 모듈을 포함할 수 있다. 여기에 설명된 다양한 기술을 구현하거나 이용할 수 있는 하나 이상의 프로그램은 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API), 재사용가능한 컨트롤 등을 사용할 수 있다. 이러한 프로그램들은 컴퓨터 시스템과 통신하기 위해 하이 레벨의 절차적 또는 객체 지향 프로그래밍 언어로 구현될 수 있다. 그러나, 원하는 경우, 프로그램(들)은 어셈블리 언어 또는 머신 언어로 구현될 수 있다. 어느 경우에서든, 언어는 컴파일된 언어 또는 해석된 언어일 수 있으며, 하드웨어 구현들과 결합될 수 있다.

본 명세서에 사용될 때, 프로세서라는 용어는 범용 프로세서, VLSI, FPGA 및 다른 유형들의 특수 프로세서와 같은 특수 프로세서뿐만 아니라, 무선 통신을 송신, 수신 및 처리하기 위해 송수신기들에서 사용되는 기저대역 프로세서들을 포함할 수 있다.

본 명세서에서 설명된 기능 유닛들 중 다수는 그들의 구현 독립성을 더욱 구체적으로 강조하기 위해 모듈로서 라벨링되었음을 이해해야 한다. 예를 들어, 모듈은 주문형 VLSI 회로 또는 게이트 어레이, 로직 칩, 트랜지스터 또는 다른 개별 컴포넌트들과 같은 기성 반도체들(off-the-shelf semiconductors)을 포함하는 하드웨어 회로[예를 들어, ASIC(application-specific integrated circuit)]로 구현될 수 있다. 모듈은 또한 필드 프로그래머블 게이트 어레이(field programmable gate array), 프로그래머블 어레이 로직(programmable array logic), 프로그래머블 로직 디바이스(programmable logic device) 등과 같은 프로그래머블 하드웨어 디바이스들에서 구현될 수 있다.

모듈들은 또한 다양한 유형의 프로세서들에 의한 실행을 위해 소프트웨어로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실행가능 코드의 식별된 모듈은 예를 들어 객체, 절차 또는 기능으로 조직화될 수 있는 컴퓨터 명령어들의 하나 이상의 물리적 또는 논리적 블록을 포함할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 식별된 모듈의 실행가능 물들(executables)은 물리적으로 함께 위치될 필요는 없지만, 논리적으로 함께 결합될 때 모듈을 구성하고 모듈에 대한 명시된 목적을 달성하는 상이한 위치들에 저장된 이산 명령어들을 포함할 수 있다.

실제로, 실행가능 코드의 모듈은 단일 명령어 또는 다수의 명령어일 수 있고, 심지어 상이한 프로그램들 사이에서, 그리고 수 개의 메모리 디바이스에 걸쳐서, 수 개의 상이한 코드 세그먼트에 걸쳐 분포될 수 있다. 마찬가지로, 운영 데이터(operational data)는 본 명세서에서 모듈들 내에 식별 및 도시될 수 있으며, 임의의 적합한 형태로 구현될 수 있고 임의의 적합한 유형의 데이터 구조 내에 조직화될 수 있다. 운영 데이터는 단일 데이터 세트로 수집되거나 상이한 저장 디바이스들을 포함한 상이한 위치들에 걸쳐 분산될 수 있으며, 적어도 부분적으로는, 시스템 또는 네트워크 상의 전자 신호들로만 존재할 수 있다. 모듈들은 원하는 기능들을 수행하도록 동작할 수 있는 에이전트들을 포함하여 수동 또는 능동일 수 있다.

본 명세서에서 사용될 때, 용어 "프로세서"는 범용 프로세서, VLSI, FPGA 및 다른 유형들의 특수 프로세서와 같은 특수 프로세서뿐만 아니라, 무선 통신들을 송신, 수신 및 처리하기 위해 송수신기에서 사용되는 기저대역 프로세서들을 포함할 수 있다.

본 명세서에 전반에서의 "예"에 대한 언급은 그 예와 관련하여 설명된 특정한 특징, 구조 또는 특성이 적어도 하나의 실시예에 포함됨을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전반에 걸친 다양한 곳에서의 "예에서"라는 구문의 출현은 반드시 모두 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다.

본 명세서에서 사용될 때, 복수의 항목, 구조적 요소, 구성 요소 및/또는 재료가 편의상 공통의 목록으로 제공될 수 있다. 그러나, 이러한 목록들은 목록의 각 구성원이 별개의 고유한 구성원으로 개별적으로 식별되는 것처럼 해석되어야 한다. 따라서, 그러한 목록의 개별 구성원은 반대로 나타나 있지 않은 한, 오직 공통 그룹에서의 그들의 표시에 기초해서만 동일한 목록의 임의의 다른 구성원과 사실상 동등한 것으로 해석되어서는 안 된다. 추가로, 다양한 실시예들 및 예들은 다양한 컴포넌트들 대한 대안과 함께 본 명세서에서 언급될 수 있다. 그러한 실시예들, 예들 및 대안들은 서로 사실상 동등한 것으로 해석되어서는 안되며, 분리되고 자율적 인 실시예들, 예들 및 대안들로 간주되어야 한다.

또한, 설명된 특징들, 구조들 또는 특성들은 하나 이상의 실시예에서 임의의 적합한 방식으로 결합될 수 있다. 아래의 설명에서, 일부 실시예들의 완전한 이해를 제공하기 위해, 레이아웃, 거리, 네트워크 예 등의 다수의 특정 세부사항이 제공된다. 그러나, 관련 기술분야의 통상의 기술자는 일부 실시예들이 하나 이상의 특정 세부사항들, 또는 다른 방법들, 컴포넌트들, 레이아웃들 등과 관련하여 상이할 수 있음을 인식할 것이다. 다른 경우들에서, 공지된 구조들, 재료들 또는 동작들은 실시예들의 양태들을 모호하게 하는 것을 피하기 위해 상세히 도시되거나 설명되지 않는다.

위의 예들은 하나 이상의 특정한 응용에서 일부 실시예들의 원리를 설명하는 것이지만, 본 기술분야의 통상의 기술자들은 창의적 재능의 발휘 없이, 그리고 본 개시내용 및 청구항들에 제시된 원리들 및 개념들에서 벗어나지 않고서, 구현의 형태, 사용법 및 세부사항에 많은 수정이 이루어질 수 있음을 알 것이다. 따라서, 개시내용 또는 도면들은 제한적이도록 의도되지 않으며; 의도된 제한은 아래의 청구항들에 의해 제시된다.

Claims

클라우드 기반 무선 액세스 네트워크(C-RAN; Cloud-based Radio-access Network)에서 사용되도록 구성된 향상된 원격 무선 헤드(eRRH; enhanced Remote Radio Head)로서,
기저대역 물리 계층 처리는 기저대역 처리 유닛(BBU; Base-band Processing Unit) 풀과 상기 eRRH 사이에 분할되고, 상기 eRRH는,
하나 이상의 프로세서;
하나 이상의 안테나를 통해 적어도 하나의 사용자 장비(UE; user equipment)로부터 무선 신호를 수신하도록 구성된 아날로그 프론트 엔드(AFE; analog front end);
상기 AFE로부터 상기 무선 신호를 수신하고 상기 무선 신호를 디지털화하도록 구성된 아날로그-디지털 변환기(ADC; analog-to-digital converter); 및
제어/데이터 스플리터 모듈
을 포함하고, 상기 제어/데이터 스플리터 모듈은,
상기 ADC로부터 디지털화된 무선 신호를 수신하고,
상기 하나 이상의 프로세서를 사용하여 상기 디지털화된 무선 신호에 대하여 순환 프리픽스(cyclic prefix) 제거를 수행하고,
상기 디지털화된 무선 신호 내의 복수의 시간 영역 물리 업링크 공유 채널(PUSCH; physical-uplink-shared-channel) 위상/직교(I/Q; phase/Quadrature) 샘플 - 상기 복수의 시간 영역 PUSCH I/Q 샘플은 복수의 PUSCH I/Q 심볼에 대응하고, 상기 복수의 PUSCH I/Q 심볼은 물리 자원 블록(PRB; physical resource block)에 연관됨- 을 식별하도록 구성되는, eRRH.
제1항에 있어서,
상기 복수의 PUSCH I/Q 심볼에 대응하는 복수의 주파수 영역 PUSCH I/Q 샘플을 생성하기 위해, 상기 제어/데이터 스플리터 모듈로부터 상기 복수의 시간 영역 PUSCH I/Q 샘플을 수신하고, 상기 시간 영역 PUSCH I/Q 샘플들에 대해 고속 푸리에 변환을 수행하도록 구성된 고속 푸리에 변환(FFT; fast-Fourier-transform) 모듈을 더 포함하는 eRRH.
제2항에 있어서,
프론트-홀 링크를 통해, 상기 BBU 풀로부터 사용자 스케줄링 부가 정보(user-scheduling side information)를 수신하고 - 상기 사용자 스케줄링 부가 정보는 상기 PRB에 연관됨 - ,
상기 사용자 스케줄링 부가 정보에 기초하여 상기 복수의 PUSCH I/Q 심볼 내의 각각의 PUSCH I/Q 심볼에 대해 할당될 비트 수를 식별하도록
구성된 비트 할당 모듈을 더 포함하는 eRRH.
제3항에 있어서,
상기 FFT 모듈로부터 상기 복수의 주파수 영역 PUSCH I/Q 샘플을 수신하고,
상기 비트 할당 모듈로부터 상기 복수의 PUSCH I/Q 심볼 내의 각각의 PUSCH I/Q 심볼에 대해 사용될 비트 수를 수신하고,
상기 복수의 PUSCH I/Q 심볼에 대응하는 상기 복수의 주파수 영역 PUSCH I/Q 샘플 내의 각각의 주파수 영역 PUSCH I/Q 샘플이 정규화되고 상기 비트 할당 모듈로부터 수신되는 상기 비트 수에 기초하여 양자화되는 손실 압축을 수행하도록
구성된 압축 모듈을 더 포함하는 eRRH.
제3항에 있어서, 상기 사용자 스케줄링 부가 정보는 사용자 활동, 부반송파 점유율(sub-carrier occupancy), 개별 부반송파들 상의 컨스텔레이션(constellation) 또는 변조, 터보 코딩 레이트, 다중 입력 다중 출력(MIMO; multiple-input multiple-output)에서 스케줄링된 사용자들의 수, 하이브리드 자동 반복 요청(HARQ; hybrid-automatic-repeat-request) 상태, 타겟 신호 대 간섭 잡음비(SINR; signal-to-interference-noise ratios), 또는 평균 비트/블록 에러 성능 중 하나 이상을 포함하는, eRRH.
제4항에 있어서, 상기 압축 모듈은, 평균값을 감산하고 스케일링 값을 이용함으로써, 상기 복수의 주파수 영역 PUSCH I/Q 샘플 내의 각각의 주파수 영역 PUSCH I/Q 샘플을 -1 내지 1 범위의 값으로 정규화하도록 더 구성되는, eRRH.
제4항에 있어서, 상기 압축 모듈은 상기 복수의 주파수 영역 PUSCH I/Q 샘플 내의 각각의 주파수 영역 PUSCH I/Q 샘플을 양자화하기 위해 균일 양자화를 적용하도록 더 구성되는, eRRH.
제4항에 있어서, 상기 비트 할당 모듈은, 상기 사용자 스케줄링 부가 정보에 포함된 변조 차수(modulation order)에 기초하여, 상기 복수의 PUSCH I/Q 심볼 내의 각각의 PUSCH I/Q 심볼에 대해 사용될 비트 수를 식별하도록 더 구성되는, eRRH.
제8항에 있어서, 상기 비트 할당 모듈은, 상기 변조 차수가 직교 위상 시프트 키잉(QPSK; quadrature-phase-shift-keying)일 때는 각각의 PUSCH I/Q 심볼에 할당될 비트 수가 심볼 당 4 비트이고, 상기 변조 차수가 16-직교 진폭 변조(16-QAM; 16-quadrature-amplitude-modulation)일 때는 심볼 당 5 비트이고, 상기 변조 차수가 64-직교 진폭 변조(64-QAM; 64-quadrature-amplitude-modulation)일 때는 심볼 당 6 비트라고 결정하도록 더 구성되는, eRRH.
제4항에 있어서, 상기 압축 모듈은, 프리픽스-프리 코드(prefix-free code)가 복수의 비트 서브세트에 적용되는 무손실 압축을 수행하도록 더 구성되고, 상기 복수의 비트 서브세트 내의 각각의 비트 서브세트는 상기 복수의 PUSCH I/Q 샘플 내의 각각의 PUSCH I/Q 샘플에 연관되는, eRRH.
제10항에 있어서, 상기 복수의 비트 서브세트 내의 각각의 비트 서브세트는 상기 복수의 주파수 영역 PUSCH I/Q 내의 각각의 주파수 영역 PUSCH I/Q 샘플의 2개의 최상위 비트(MSB; most significant bit)를 포함하는, eRRH.
제11항에 있어서, 상기 프리픽스-프리 코드로서 허프만 코드를 사용하며,
MSB들에 대한 00의 값은 0의 값을 갖는 단일 코딩된 비트에 매핑되고;
MSB들에 대한 01의 값은 10의 값을 갖는 2개의 코딩된 비트에 매핑되고;
MSB들에 대한 10의 값은 110의 값을 갖는 3개의 코딩된 비트에 매핑되고;
MSB들에 대한 11의 값은 111의 값을 갖는 4개의 코딩된 비트에 매핑되는, eRRH.
제1항에 있어서, 상기 제어/데이터 스플리터 모듈은 상기 무선 신호 내의 참조 신호들, 물리 업링크 제어 채널(PUCCH; physical-uplink-control-channel) 심볼들, 및 랜덤 액세스 채널(RACH; random access channel) 신호를 식별하도록 더 구성되고, 상기 eRRH는 상기 참조 신호들, 상기 물리 업링크 제어 채널(PUCCH) 심볼들, 또는 상기 랜덤 액세스 채널(RACH) 신호 중 적어도 하나에, 상기 복수의 PUSCH 심볼에 적용된 압축 기술과는 다른 압축 기술을 적용하도록 구성된 참조 신호 압축 모듈을 더 포함하는, eRRH.
명령어들을 갖는 컴퓨터 판독가능한 매체로서, 상기 명령어들은 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때,
향상된 원격 무선 헤드(eRRH)에서 무선 신호를 수신하는 단계;
상기 eRRH에서 상기 무선 신호에 대한 순환 프리픽스 제거를 수행하는 단계;
상기 무선 신호 내의 복수의 시간 영역 물리 업링크 공유 채널(PUSCH; physical-uplink-shared-channel) 위상/직교(I/Q; phase/Quadrature) 샘플을 식별하는 단계 - 상기 복수의 시간 영역 PUSCH I/Q 샘플은 복수의 PUSCH I/Q 심볼에 대응하고, 상기 복수의 PUSCH I/Q 심볼은 상기 무선 신호 내의 물리 자원 블록(PRB; physical resource block)에 연관됨 -; 및
상기 복수의 PUSCH I/Q 심볼에 대응하는 복수의 주파수 영역 PUSCH I/Q 샘플을 생성하기 위해, 상기 eRRH에서 상기 복수의 시간 영역 PUSCH I/Q 샘플에 대해 고속 푸리에 변환을 수행하는 단계
를 수행하는 컴퓨터 판독가능한 매체.
제14항에 있어서, 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때,
상기 eRRH에서 프론트-홀 링크를 통해 BBU 풀 또는 eNB(evolved Node B)로부터 사용자 스케줄링 부가 정보를 수신하는 단계 - 상기 사용자 스케줄링 부가 정보는 상기 PRB에 연관됨 - ; 및
상기 eRRH에서의 상기 사용자 스케줄링 부가 정보에 기초하여 상기 복수의 PUSCH I/Q 심볼 내의 각각의 PUSCH I/Q 심볼에 대해 사용될 지정된 비트 수를 식별하는 단계
를 수행하는 명령어들을 더 갖는 컴퓨터 판독가능한 매체.
제15항에 있어서, 상기 사용자 스케줄링 부가 정보는 사용자 활동, 부반송파 점유율, 개별 부반송파들 상의 컨스텔레이션 또는 변조, 터보 코딩 레이트, 다중 입력 다중 출력(MIMO)에서 스케줄링된 사용자들의 수, 하이브리드 자동 반복 요청(HARQ) 상태, 타겟 신호 대 간섭 잡음비(SINR), 또는 평균 비트/블록 에러 성능 중 하나 이상을 포함하는, 컴퓨터 판독가능한 매체.
제15항에 있어서,
하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때,
상기 사용자 스케줄링 부가 정보에 포함된 변조 차수에 기초하여, 상기 복수의 PUSCH I/Q 심볼 내의 각각의 PUSCH I/Q 심볼에 대해 사용될 지정된 비트 수를 식별하는 단계를 수행하는 명령어들을 더 갖는 컴퓨터 판독가능한 매체.
제15항에 있어서,
하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때,
상기 eRRH에서, 상기 복수의 주파수 영역 PUSCH I/Q 샘플 내의 각각의 주파수 영역 PUSCH I/Q 샘플을 정규화하는 단계 - 상기 복수의 주파수 영역 PUSCH I/Q 샘플은 상기 복수의 PUSCH I/Q 심볼에 대응함 -; 및
상기 eRRH에서, 상기 복수의 주파수 영역 PUSCH I/Q 샘플 내의 각각의 주파수 영역 PUSCH I/Q 샘플이 상기 지정된 비트 수에 기초하여 이산화되는(discretized) 손실 주파수 영역 압축을 수행하는 단계
를 수행하는 명령어들을 더 갖는 컴퓨터 판독가능한 매체.
제18항에 있어서,
하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때,
프리픽스-프리 코드가 복수의 비트 서브세트에 적용되는 무손실 압축을 수행하는 단계 - 상기 복수의 비트 서브세트 내의 각각의 비트 서브세트는 상기 복수의 주파수 영역 PUSCH I/Q 샘플 내의 각각의 주파수 영역 PUSCH I/Q 샘플에 연관됨 -
를 수행하는 명령어들을 더 갖는 컴퓨터 판독가능한 매체.
제19항에 있어서,
상기 복수의 비트 서브세트 내의 각각의 비트 서브세트는 그 비트 서브세트가 연관되는 각각의 PUSCH I/Q 샘플의 2개의 최상위 비트(MSB)를 포함하는, 컴퓨터 판독가능한 매체.
제20항에 있어서,
상기 프리픽스-프리 코드는 허프만 코드이며,
MSB들에 대한 00의 값은 0의 값을 갖는 단일 코딩된 비트에 매핑되고;
MSB들에 대한 01의 값은 10의 값을 갖는 2개의 코딩된 비트에 매핑되고;
MSB들에 대한 10의 값은 110의 값을 갖는 3개의 코딩된 비트에 매핑되고;
MSB들에 대한 11의 값은 111의 값을 갖는 4개의 코딩된 비트에 매핑되는, 컴퓨터 판독가능한 매체.
클라우드 기반 무선 액세스 네트워크(C-RAN)에서 사용되도록 구성된 향상된 원격 무선 헤드(eRRH)로서,
하나 이상의 안테나를 통해 하나 이상의 사용자 장비(UE)로부터 하나 이상의 무선 신호를 수신하도록 구성된 아날로그 프론트 엔드(AFE);
상기 하나 이상의 무선 신호 내의 참조 심볼들 및 제어 정보로부터 사용자 평면 데이터 심볼들을 분리하도록 구성된 제어/데이터 스플리터;
상기 하나 이상의 UE에 대한 스케줄링 부가 정보를 수신하고, 상기 스케줄링 부가 정보에 기초하여 각각의 사용자 평면 데이터 심볼의 양자화 레벨을 결정하도록 구성된 비트 할당 유닛; 및
압축된 양자화 샘플들을 형성하여 상기 압축된 양자화 샘플들이 프론트-홀 링크를 통해 기저대역 유닛에 통신되게 할 수 있도록, 상기 양자화 레벨에 기초하여 상기 사용자 평면 데이터 심볼들을 압축하도록 구성된 압축 유닛
을 포함하는 eRRH.
제22항에 있어서, 상기 비트 할당 유닛은 사용자 활동, 부반송파 점유율, 개별 부반송파들 상의 컨스텔레이션 또는 변조, 터보 코딩 레이트, 다중 입력 다중 출력(MIMO)에서 스케줄링된 사용자들의 수, 하이브리드 자동 반복 요청(HARQ) 상태, 타겟 신호 대 간섭 잡음비(SINR), 또는 평균 비트/블록 에러 성능 중 하나 이상을 포함하는 스케줄링 부가 정보에 기초하여 상기 양자화 레벨을 결정하도록 더 구성되는, eRRH.
제22항에 있어서, 상기 비트 할당 유닛은 물리 자원 블록(PRB) 내의 각각의 데이터 심볼에 대해 상기 양자화 레벨을 결정하도록 더 구성되는, eRRH.
제22항에 있어서, 상기 압축 유닛은 프리픽스-프리 코드가 상기 압축된 양자화 샘플들에 적용되는 무손실 압축을 수행하도록 더 구성되는, eRRH.