KR20170089689A - 클라우드 라디오 액세스 네트워크에서의 파장 동적 할당 장치 및 방법 - Google Patents

클라우드 라디오 액세스 네트워크에서의 파장 동적 할당 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 클라우드 라디오 액세스 네트워크에서의 파장 동적 할당 장치로, 라디오 유닛들 또는 원격 단말들과 각각 광링크로 연결되는 광 모듈들과, 상기 라디오 유닛들 또는 원격 단말들 각각과 매핑되어 데이터 프로세싱을 수행하는 데이터 유닛들과, 상기 라디오 유닛들 또는 원격 단말들에서 발생하는 트래픽 변화에 따라, 데이터 유닛들과 라디오 유닛들 또는 원격 단말들 사이의 파장을 동적으로 할당하는 네트워크 자원 관리부와, 상기 네트워크 자원 관리부에 의해 결정된 파장 자원에 따라, 상기 광 모듈들을 제어하는 광모듈 제어부와, 상기 네트워크 자원 관리부에 의해 결정된 파장 자원에 따라, 상기 광 모듈들과 데이터 유닛들을 연결하는 광링크 매핑부를 포함한다.

Description

클라우드 라디오 액세스 네트워크에서의 파장 동적 할당 장치 및 방법{Apparatus and Method for Allocating Dynamically Wavelength in Cloud Radio Access Network}
본 발명은 클라우드 라디오 액세스 네트워크(C-RAN: Cloud Radio Access Network)에 관한 것으로, 특히 동적으로 파장을 할당하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
라디오 액세스 네트워크(RAN: Radio Access Network) 구조에서 각 무선 셀 기지국은 데이터 프로세싱을 담당하는 데이터 유닛(DU: Data Unit)과 무선 신호의 송수신을 담당하는 라디오 유닛(RU: Radio Unit)이 하나의 셀 지역에 함께 설치되는 일체형이었다. 그 일체형 기지국은 데이터 프로세싱을 위해 안정적인 전력 공급과 냉방을 위한 공간도 필요하였다.
그런데 LTE 및 WiFi와 같은 무선 인터넷 기술의 발달로 고속의 모바일 트래픽이 급격히 증가하게 됨에 따라, 통신 사업자들은 무선 셀 범위를 매크로(Macro)에서 펨토(Femto)로, 펨토에서 스몰(Small)로 줄여가며 서비스 범위 내의 무선 네트워크 용량을 증가시켜 왔다. 이처럼, 3G, 4G, 5G 무선 기술로 갈수록 셀 범위가 작아지는 만큼, 그 네트워크의 전개, 관리, 운용, 및 유지보수에 드는 CAPEX/OPEX 비용(시스템 설치비, 건물 임대료, 투자 대비 망 구축 시간, 전기료 등)이 증가하게 되는데, 이는 통신 사업자들에게 부담이었다.
이러한 문제를 해결하기 위해 제시된 RAN 구조가 클라우드 라디오 액세스 네트워크(C-RAN: Cloud Radio Access Network)이다. C-RAN은 기존의 각 셀 지역에 있던 기지국의 주요 기능을 데이터 유닛(DU: Data Unit)과 라디오 유닛(RU: Radio Unit)으로 분리하고, 이들 사이를 고용량 전송이 가능한 광케이블로 연결한다. 이러한 C-RAN 구조에서는 각 셀 지역에 무선 신호 송수신을 위한 RU만 남겨두고 다수 셀 지역의 DU들을 한 곳에 모아서(Centralized) DU pool 형태로 관리상의 편리와 운용상의 비용 절감(예: 냉방, 건물 임대 등) 효과를 얻을 수 있다. RU는 무선 송수신을 주요 기능으로 하는 옥외형 장비로 별도의 냉각 시설이 불필요하여 설치시 건물 공간 임차비 및 전기료를 절감할 수 있다. 국내의 경우 SKT와 KT의 LTE/LTE-A 네트워크는 C-RAN 구조로 구축되고 있다.
C-RAN 구조에서 DU pool과 각 RU 사이에는 데이터는 광 파장을 매체로 전송된다. 그러나 하나의 DU pool 시스템에서 CWDM(Coarse Wavelength-Division Multiplexing) 기술로 광링크를 구성할 경우, 현재 기술로 대략 16~18개의 파장을 사용 가능하기 때문에, 그 DU pool에 연결 가능한 RU의 수는 최대 16~18개로 제한된다. 즉, 다수의 DU들을 모아서 관리 및 운용비용 상의 이득을 취하려는 목적이 방해를 받게 된다. 이러한 문제 때문에, 링형 토폴로지로 C-RAN을 구성하고, 링에 RT(Remote Terminal)을 두어 DU pool과 RT 근처의 RU들 사이에 데이터 송수신이 가능하게 할 수 있다.
그러나 DU pool은 링 내의 다수의 RT들과 각 RT에 할당된 고정 파장으로 데이터를 송수신하게 된다. DU pool과 RT들 간, RT와 RU들 간에 각 16개의 파장을 사용하는 경우, 하나의 DU pool은 256개의 RU를 수용 가능하다(16 RTs x 16 RUs = 256 RUs). 일부 지역 및 시간대의 트래픽 폭증을 이유로 하나의 RU가 2개 이상의 고정 파장 할당이 필요한 경우, 수용 가능한 RU 수는 더 줄어들게 된다. 트리형 토폴로지에서 링형 토폴로지의 C-RAN을 구성하더라도, 광 파장 자원은 부족하다.
본 발명은 클라우드 라디오 액세스 네트워크에서 사용 가능한 파장 자원을 효율적으로 사용하여 수용 가능한 라디오 유닛을 늘릴 수 있는 파장 동적 할당 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명은 클라우드 라디오 액세스 네트워크에서의 파장 동적 할당 장치로, 라디오 유닛들 또는 원격 단말들과 각각 광링크로 연결되는 광 모듈들과, 상기 라디오 유닛들 또는 원격 단말들 각각과 매핑되어 데이터 프로세싱을 수행하는 데이터 유닛들과, 상기 라디오 유닛들 또는 원격 단말들에서 발생하는 트래픽 변화에 따라, 데이터 유닛들과 라디오 유닛들 또는 원격 단말들 사이의 파장을 동적으로 할당하는 네트워크 자원 관리부와, 상기 네트워크 자원 관리부에 의해 결정된 파장 자원에 따라, 상기 광 모듈들을 제어하는 광모듈 제어부와, 상기 네트워크 자원 관리부에 의해 결정된 파장 자원에 따라, 상기 광 모듈들과 데이터 유닛들을 연결하는 광링크 매핑부를 포함한다.
본 발명은 클라우드 라디오 액세스 네트워크에서의 파장 동적 할당 방법으로, 라디오 유닛들 또는 원격 단말들의 트래픽 요구량을 수집하는 단계와, 상기 수집된 트래픽 요구량에서 데이터 유닛 하나의 평균 전송 용량을 나누어 요구되는 데이터 유닛의 갯수를 추정하는 단계와, 상기 결정된 데이터 유닛의 갯수에 따라 상기 데이터 유닛들과 상기 라디오 유닛들 또는 원격 단말들 간을 매핑하는 단계와, 상기 매핑된 데이터 유닛과 라디오 유닛 또는 원격 단말의 링크에서 사용할 파장을 할당하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따라, 동적으로 파장을 할당할 수 있게 함으로써 파장 자원 이용률이 증대되게 된다. 다시 말해서, 동적인 광 파장 할당을 통해, C-RAN에서 하나의 DU pool은 더 많은 수의 RU들을 수용하게 되어 관리 및 운용비용 상의 이득을 높일 수 있다.
또한, DU-RT(또는 RU) 매핑에서 파장을 고려하여 적응형 임계치를 사용하여 할당함으로써, DU 이용률과 파장 이용률을 원하는 기준 이상으로 올릴 수 있는 장점이 있다.
또한, LTE-TDD와 같은 비대칭의 상하향 트래픽이 발생 가능한 분리형 기지국을 갖는, C-RAN에 비대칭의 상하향 트래픽에 대한 적응형 구조를 갖게 하여 네트워크 자원 이용를을 증대시킨다. 이는 향후, SDN 기반 하드웨어 장비 변화에 따라 필요한 기술일 것이라 본다.
도 1a 및 도 1b는 적응형 클라우드 라디오 액세스 네트워크(C-RAN: Cloud Radio Access Network)의 구조도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 클라우드 라디오 액세스 네트워크에서의 파장 동적 할당 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 네트워크 자원 관리부의 상세 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 상하향 유효 파장 갯수 변경의 예시도이다.
도 5a 및 도 5b는 데이터 유닛과 라디오 유닛 매핑에 따른 논리적인 관계도의 일 예이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 유닛과 라디오 유닛 간의 매핑 연결 정보 필드의 예를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 클라우드 라디오 액세스 네트워크에서의 파장 동적 할당 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 매핑 단계를 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시 예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다.
본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명 실시 예들의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
명세서 전반에 걸쳐 사용되는 용어들은 본 발명 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 사용자 또는 운용자의 의도, 관례 등에 따라 충분히 변형될 수 있는 사항이므로, 이 용어들의 정의는 본 발명의 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1a 및 도 1b는 적응형 클라우드 라디오 액세스 네트워크(C-RAN: Cloud Radio Access Network)의 구조도이다.
도 1a 및 도 1b을 참조하면, C-RAN에서는 기존의 각 셀 지역에 있던 기지국의 주요 기능을 데이터 유닛(DU: Data Unit)(100-1, 100-2)과 라디오 유닛(RU: Radio Unit)(10-1, 10-2,...,10-n)으로 분리하고, 이들 사이를 고용량 전송이 가능한 광케이블로 연결한다. 이후, BBU(BaseBand Unit)를 또한 DU로, RRH(Remote Radio Head)를 또한 RU로 통칭하기로 한다.
라디오 유닛(RU: Radio Unit)(10-1, 10-2,...,10-n)은 각 셀 지역에 무선 신호 송수신을 위해 위치하고, 셀 지역의 DU들을 한 곳에 모아서(Centralized) DU 풀(pool) 형태로 관리상의 편리와 운용상의 비용 절감(예: 냉방, 건물 임대 등) 효과를 얻을 수 있다.
도 1a는 트리형 토폴로지의 C-RAN 구조를 도시한 것으로, DU 풀(100-1)과 각 RU들(10-2,..., 10-n) 사이에는 광 링크가 구성되어, 광 링크에서 데이터는 광 파장을 매체로 전송된다. 즉, Wd,1, ..., Wd,n은 DU 풀(100-1)과 연결된 RU들(10-1, 10-2,...10-n) 사이에 할당된 파장 셋(Set)이다. 여기서, 하나의 파장 셋, Wd,i는 하나 이상의 파장을 포함할 수 있다. 즉, RU들(10-1, 10-2,..., 10-n) 각각은 하나 이상의 파장을 이용하여 데이터를 전송할 수 있다.
그러나 하나의 DU pool 시스템에서 CWDM(Coarse Wavelength-Division Multiplexing) 기술로 광링크를 구성할 경우, 현재 기술로 대략 16~18개의 파장을 사용 가능하기 때문에, 그 DU pool에 연결 가능한 RU의 수는 최대 16~18개로 제한된다. 따라서, 이러한 스펙트럼 상 광 파장 개수가 부족을 극복하여 파장을 동적으로 활용하기 위해 링형 토폴로지를 사용한다.
도 1b는 링형 토폴로지의 C-RAN 구조를 도시한 것으로, 링에 원격 단말(Remote Terminal : RT)(20-1, 20-2,..., 20-m)를 두어 DU 풀(100-2)과 RT(20-1, 20-2,..., 20-m) 근처의 RU들(10-1, 10-2,...,10-n) 사이에 데이터 송수신이 가능하게 할 수 있다.
여기서, RT(20-1, 20-2,..., 20-m)는 네트워크 시스템 구성에 따라 광 파장의 추가/제거 가능한 라우팅 기능을 가질 수도 있다. 그런데, RT(20-1, 20-2, ..., 20-m)가 파장 라우팅 대신 트래픽 집합/분배기(traffic aggregator/distributor) 역할을 하는 경우, CWDM 기술 이용시 16~18개의 파장을 이용하여 RU들(10-1, 10-2,...,10-n)과 연결되고, 근거리이기 때문에 DWDM 기술 이용시 더 많은 수의 파장으로 더 많은 수의 RU들(10-1, 10-2,...,10-n)과 연결될 수 있다.
그러나 DU 풀(100-2)은 링 내의 다수의 RT들(20-1, 20-2,..., 20-m)들과 할당된 고정 파장으로 데이터를 송수신하게 된다. 즉, Wd,1, ..., Wd,m은 DU 풀(100-1)과 연결된 RT들(20-1, 20-2,..., 20-m) 사이에 할당된 파장 셋(Set)이다. 그리고, RT들(20-1, 20-2,..., 20-m) 각각은 Vd,1, ..., Vd,n개의 파장 셋으로 RU들과 데이터 송수신한다. DU 풀(100-2)과 RT들(20-1, 20-2, ...20-m) 간, RT(20-1, 20-2, ...20-m)와 RU들 간에 각 16개의 파장을 사용하는 경우, 하나의 DU 풀(100-2)은 256개의 RU들을 수용 가능하다.
LTE-TDD와 같은 무선 인터넷 기술은 통신 환경 옵션 설정으로 무선 셀 기지국과 모바일 단말 간의 시간상 주고받는 상 하향 데이터 트래픽 비율을 바꾸는 것이 가능하다. 즉, LTE-TDD와 같이 시간을 분할하여 상 하향에 사용하는 경우, RU에 모이는 상하향 트래픽 용량이 달라지게 된다. RU와 RT 사이의 광링크는 데이터를 최대 속도로 보내지만, 트래픽 집합/분배기 역할을 수행하게 될 RT에서 비대칭의 상하향 트래픽은 DU pool에 특정 장소와 시간대에 트래픽이 집중될 상향(또는 하향) 링크가 트래픽이 적은 하향(또는 상향) 링크의 사용하지 않은 파장 자원을 필요로 할 수 있다.
본 발명에서는 비대칭의 상하향 데이터 트래픽 및 각 링크 상의 트래픽 변화에 따라 네트워크 파장 자원을 동적으로 사용하도록 함으로써, 네트워크상의 전체 파장 자원 효율을 극대화 시키기 위해, 상 하향 파장 개수를 동적으로 조절하여 사용할 수 있는 적응형 C-RAN 구조 및 동적 파장 할당을 갖는 DU-RU 매핑(또는, BBU-RRH 매핑)하는 클라우드 라디오 액세스 네트워크에서의 파장 동적 할당 장치 및 방법을 제안한다. 클라우드 라디오 액세스 네트워크에서의 파장 동적 할당 장치는 도 1a 및 도 1b에 도시된 DU 풀(100-1, 100-2)에 구현된다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 클라우드 라디오 액세스 네트워크에서의 파장 동적 할당 장치의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 클라우드 라디오 액세스 네트워크에서의 파장 동적 할당 장치(이하 '장치'로 기재함)(100)는 광모듈 어레이(110), 데이터 유닛들(120), 네트워크 자원 관리부(130), 광모듈 제어부(140) 및 광링크 매핑부(150)를 포함한다.
광모듈 어레이(110)를 구성하는 광 모듈들 각각은 라디오 유닛들 또는 원격 단말들과 각각 광링크로 연결된다. 여기서, 광 모듈들의 갯수는 h개로 하여 상하향 각각 최대로 h개의 파장을 사용할 수 있게 한다.
데이터 유닛들(120)은 라디오 유닛들 또는 원격 단말들 각각과 매핑되어 데이터 프로세싱을 수행한다.
네트워크 자원 관리부(130)는 라디오 유닛들 또는 원격 단말들에서 발생하는 트래픽 변화에 따라, 데이터 유닛들(120)과 라디오 유닛들 또는 원격 단말들 사이의 파장을 동적으로 할당한다. 이에 대한 상세한 설명은 도 3을 참조하여 후술하기로 한다.
광모듈 제어부(140)는 네트워크 자원 관리부(130)에 의해 결정된 파장 자원에 따라, 광 모듈들(110)을 제어한다. 광모듈 제어부(140)는 광 모듈들(110) 각각의 사용 유무, 파장 위치 및 송수신 전력을 결정하여 제어한다.
광링크 매핑부(150)는 네트워크 자원 관리부(130)에 의해 결정된 파장 자원에 따라, 광 모듈들(110)과 데이터 유닛들(120)을 연결한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 네트워크 자원 관리부의 상세 구성도이다.
도 3을 참조하면, 네트워크 자원 관리부(130)는 트래픽 요구량 수집부(131), 데이터 유닛 갯수 결정부(132), 매핑부(133) 및 파장 할당부(134)를 포함한다.
트래픽 요구량 수집부(131)는 라디오 유닛들 또는 원격 단말들의 트래픽 요구량을 수집한다.
데이터 유닛 갯수 결정부(132)는 수집된 트래픽 요구량에서 데이터 유닛 하나의 평균 전송 용량을 나누어 요구되는 데이터 유닛의 갯수를 추정한다.
매핑부(133)는 결정된 데이터 유닛의 갯수에 따라 데이터 유닛들과 라디오 유닛들 또는 원격 단말들 간을 매핑한다. 상세하게는, 매핑부(133)는 변하는 트래픽에서도 안정적으로 서비스해야 하기 때문에 우선 트래픽 추정치를 계산한다. 즉, 트래픽 추정치를 증감 예상치에 소정 가중치를 곱한 값을 현재 트래픽량에 합하여 산출한다. 여기서, 증감 예상치는 데이터 유닛의 최대 전송용량, 트래픽 증감 변화율, 지역적 트래픽 이동 변화, 라디오 유닛 또는 원격 단말 설치 지역 정보 및 핸드오버 반복주기 중 적어도 하나를 고려하여 계산될 수 있다.
다음으로, 매핑부(133)는 파장 할당용 동적 임계치를 사용하여 필요 파장 수를 계산하는데, 파장 하나의 전송용량과 파장 할당용 동적 임계치를 곱한 값으로 상기 트래픽 추정치를 나눈 값으로 계산한다.
다음으로, 매핑부(133)는 기존 매핑 정보를 참고하여 라디오 유닛 또는 원격 단말과 데이터 유닛 간의 매핑을 수행하고, 기존 파장 할당 정보를 참고하여 임시적으로 파장을 할당하고, 데이터 유닛 이용률 및 파장 이용률을 계산하여, 계산된 데이터 유닛 이용률과 파장 이용률이 데이터 유닛과 라디오 유닛 또는 원격 단말 간 매핑 진행 임계치 이상일 경우, 매핑을 수행한다.
파장 할당부(134)는 매핑된 데이터 유닛과 라디오 유닛 또는 원격 단말의 링크에서 사용할 파장을 할당한다.
도 4는 본 발명에 따른 상하향 유효 파장 갯수 변경의 예시도이다.
도 4를 참조하면, 상하향 k개의 파장을 대칭적으로 쓰고 있는 상황에서, 하나의 파장을 상향에 더 사용하고 싶을 경우, 광링크 매핑부(150)에서 유효한 하향 파장의 개수를 하나 줄여 상향에 추가되도록 연결시킨다. 즉, 광링크 매핑부(150)는 광 파장의 논리적인 구성을 가능하게 한다. 예를 들면, CWDM 기술에 의한 상하향 전체 유효 파장 개수가 16개라고 할 때, 상하향 대칭으로 구성시, 각각 8개 파장으로, k=8이다. 이때, h는 k보다 큰 수이지만, 일반적으로 기지국에서 상향 또는 하향 하나만 사용하는 링크는 드물기 때문에 이 예에서 h는 16일 필요는 없다. 비대칭의 상햐항 트래픽 및 각 링크 상의 시간대에 따른 트래픽 변화에 따라, 링크 이용률을 높이기 위해 적은 수의 광 파장을 동적으로 운용함을 통하여, 더 많은 수의 RU들을 수용하여 C-RAN의 운용 비용 절감이 가능하게 된다.
도 5a 및 도 5b는 데이터 유닛과 라디오 유닛 매핑에 따른 논리적인 관계도의 일 예이다.
도 5a를 참조하면, 트리형 토폴로지에서는 RU(10-1~10-n)가 DU(100-1)에 직접적으로 연결되어, 도 5b에 도시된 링형 토폴로지의 경우보다 단순하다. 도 5b를 참조하면, 링형 토폴로지에서는 DU(100-2)가 파장 자원을 이용해 동적으로 RT들(20-1~20-n)에 접근할 수 있으며, 각 RT(20-1~20-n)는 전체 CWDM 파장을 재사용 할 수 있어 전체적으로 더 많은 수의 RU들(10-1~10-n)의 수용이 가능하다. 도 5b에서는 RU들(10-1~10-n)의 물리적 그룹으로 RT(20-1~20-n)라고 표현하였지만, 항후 SDN 기술을 통하여 논리적 그룹으로 묶어 표현 가능하다. 링형 토폴로지에서 그 물리적 그룹의 RT(20-1~20-n)는 RU들(10-1~10-n)의 트래픽을 집합/분배하기 때문에, DU(100-2)에서 보다 정확한 트래픽 예측이 필요하다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 유닛과의 매핑 연결 정보 필드의 예를 도시한 도면이다.
데이터 유닛들 각각은 자신이 연결하고 있는 RT 또는 RU들이 무엇인지를 알고 있어야 하는데, 수백~수천의 RU들을 하나씩 나열하는 대신에 도 6a 내지 도 6c에 도시된 DU-RU(RT) 연결 정보 필드가 사용될 수 있다.
도 6a를 참조하면, 기본적으로 데이터 유닛과의 매핑 연결 정보 필드는 각 노드에 대한 정보 표현이 시작됨을 알리는 시작 구분자, 연결된 노드의 사용 목적을 명시한 플래그 및 연결된 노드의 식별자를 포함하는 하나 이상의 노드 연결 정보와, 종료 구분자를 포함하여 구성된다. 또한, 데이터 유닛에 직접 연결되는지 또는 RT를 통해서 간접 연결되는지의 여부를 표현하는 깊이 정보(Depth)를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 도 6a에 도시된 바와 같이, 깊이 정보(Depth)가 1일 경우 데이터 유닛과 라디오 유닛은 직접 연결되어 있음을 나타낸다.
도 6b에는 데이터 유닛과 라디오 유닛 간의 매핑 연결 정보 필드의 다양한 실시 예들이 도시되어 있다. 우선, (a)는 데이터 유닛에 다수의 라디오 유닛들이 직접 연결됨을 나타낸다. (b)는 데이터 유닛에 하나의 RT가 연결되고, 하나의 라디오 유닛이 RT를 거쳐 연결됨을 나타낸다. (c)는 데이터 유닛에 하나의 RT가 연결되고, 다른 다수의 라디오 유닛들이 RT를 거쳐 연결됨을 나타낸다. (d)는 데이터 유닛에 RT가 연결되고, 다른 노드가 RT를 거쳐 연결됨을 나타낸다. (e)는 데이터 유닛에 하나의 노드가 직접 연결되고, 다른 노드가 상기 하나의 노드를 거쳐 연결되고, 또 다른 노드가 라디오 유닛이 직접 연결된 노드를 거쳐 연결됨을 나타낸다.
도 6c에는 도 6b와 같이 구성된 데이터 유닛과 라디오 유닛간의 연결 정보 필드들이 다수개 연결된 구성을 도시하고 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 클라우드 라디오 액세스 네트워크에서의 파장 동적 할당 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7을 참조하면, 장치(100)는 라디오 유닛들 또는 원격 단말들의 트래픽 요구량을 수집한다(S710).
장치(100)는 수집된 트래픽 요구량에서 데이터 유닛 하나의 평균 전송 용량을 나누어 요구되는 데이터 유닛의 갯수를 추정하여, 데이터 유닛의 추가 또는 제거 수를 결정한다(S720).
장치(100)는 결정된 데이터 유닛의 갯수에 따라 데이터 유닛들과 상기 라디오 유닛들 또는 원격 단말들 간을 매핑한다(S730). 이에 대한 상세한 설명은 도 8을 참조하여 후술하기로 한다.
그런 후, 장치(100)는 매핑된 데이터 유닛과 라디오 유닛 또는 원격 단말의 링크에서 사용할 파장을 할당한다(S740).
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 매핑 단계를 설명하기 위한 순서도이다.
도 8을 참조하면, 장치(100)는 변하는 트래픽에서도 안정적으로 서비스를 해야 하기 때문에 우선 트래픽 추정치를 계산한다(S810). 즉, 트래픽 추정치를 증감 예상치에 소정 가중치를 곱한 값을 현재 트래픽 량에 합하여 산출한다. 여기서, 증감 예상치는 데이터 유닛의 최대 전송용량, 트래픽 증감 변화율, 지역적 트래픽 이동 변화, 라디오 유닛 또는 원격 단말 설치 지역 정보 및 핸드오버 반복주기 중 적어도 하나를 고려하여 계산될 수 있다.
다음으로, 장치(100)는 파장 할당용 동적 임계치를 사용하여 필요 파장 수를 계산하는데, 파장 하나의 전송용량과 파장 할당용 동적 임계치를 곱한 값으로 상기 트래픽 추정치를 나눈 값으로 계산한다(S820). 그런 후, 장치(100)는 데이터 유닛을 추가할 필요가 있는지를 판단한다(S830).
S830의 판단 결과 데이터 유닛을 추가할 필요가 있는 경우, 장치(100)는 추가 데이터 유닛을 활성화(S840)한 후, S850으로 진행한다. 반면, S830의 판단 결과 데이터 유닛을 추가할 필요가 없는 경우, 장치(100)는 S850으로 진행한다.
다음으로, 장치(100)는 기존 매핑 정보를 참고하여 라디오 유닛 또는 원격 단말과 데이터 유닛 간의 임시 매핑을 수행(S850)하고, 기존 파장 할당 정보를 참고하여 임시적으로 파장을 할당한다(S860).
그런 후, 장치(100)는 데이터 유닛 이용률 및 파장 이용률을 계산(S870)하여, 계산된 데이터 유닛 이용률과 파장 이용률이 데이터 유닛과 라디오 유닛 또는 원격 단말 간 매핑 진행 임계치 이상인지를 판단한다(S880).
S880의 판단 결과 임계치 이상일 경우, 장치(100)는 데이터 유닛과 라디오 유닛 또는 원격 단말 간 매핑을 수행한다(S890). 반면, S880의 판단 결과 임계치 이상이 아닐 경우, 장치(100)는 S820으로 진행한다.
부가적으로, 장치(100)는 데이터 유닛과 라디오 유닛 또는 원격 단말 간 매핑을 수행한 후, 불필요한 데이터 유닛이 존재하는지를 판단한다(S900). S900의 판단 결과 불필요한 데이터 유닛이 존재할 경우, 장치(100)는 부가적으로 해당 데이터 유닛을 비활성화한다(S910).

Claims (13)

  1. 라디오 유닛들 또는 원격 단말들과 각각 광링크로 연결되는 광 모듈들과,
    상기 라디오 유닛들 또는 원격 단말들 각각과 매핑되어 데이터 프로세싱을 수행하는 데이터 유닛들과,
    상기 라디오 유닛들 또는 원격 단말들에서 발생하는 트래픽 변화에 따라, 데이터 유닛들과 라디오 유닛들 또는 원격 단말들 사이의 파장을 동적으로 할당하는 네트워크 자원 관리부와,
    상기 네트워크 자원 관리부에 의해 결정된 파장 자원에 따라, 상기 광 모듈들을 제어하는 광모듈 제어부와,
    상기 네트워크 자원 관리부에 의해 결정된 파장 자원에 따라, 상기 광 모듈들과 데이터 유닛들을 연결하는 광링크 매핑부를 포함함을 특징으로 하는 클라우드 라디오 액세스 네트워크에서의 파장 동적 할당 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 광모듈 제어부는
    광 모듈들 각각의 사용 유무, 파장 위치 및 송수신 전력을 결정하여 제어함을 특징으로 하는 클라우드 라디오 액세스 네트워크에서의 파장 동적 할당 장치.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 네트워크 자원 관리부는
    상기 라디오 유닛들 또는 원격 단말들의 트래픽 요구량을 수집하는 트래픽 요구량 수집부와,
    상기 수집된 트래픽 요구량에서 데이터 유닛 하나의 평균 전송 용량을 나누어 요구되는 데이터 유닛의 갯수를 추정하는 데이터 유닛 갯수 결정부와,
    상기 결정된 데이터 유닛의 갯수에 따라 상기 데이터 유닛들과 상기 라디오 유닛들 또는 원격 단말들 간을 매핑하는 매핑부와,
    상기 매핑된 데이터 유닛과 라디오 유닛 또는 원격 단말의 링크에서 사용할 파장을 할당하는 파장 할당부를 포함함을 특징으로 하는 클라우드 라디오 액세스 네트워크에서의 파장 동적 할당 장치.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 매핑부는
    트래픽 추정치를 계산하고, 파장 할당용 동적 임계치를 사용하여 필요 파장 수를 계산하고, 기존 매핑 정보를 참고하여 라디오 유닛 또는 원격 단말과 데이터 유닛 간의 매핑을 수행하고, 기존 파장 할당 정보를 참고하여 임시적으로 파장을 할당하고, 데이터 유닛 이용률 및 파장 이용률을 계산하여, 계산된 데이터 유닛 이용률과 파장 이용률이 데이터 유닛과 라디오 유닛 또는 원격 단말 간 매핑 진행 임계치 이상일 경우, 매핑을 수행함을 특징으로 하는 클라우드 라디오 액세스 네트워크에서의 파장 동적 할당 장치.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 매핑부는
    트래픽 추정치를 증감 예상치에 소정 가중치를 곱한 값을 현재 트래픽 량에 합하여 산출함을 특징으로 하는 클라우드 라디오 액세스 네트워크에서의 파장 동적 할당 장치.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 증감 예상치는
    데이터 유닛의 최대 전송용량, 트래픽 증감 변화율, 지역적 트래픽 이동 변화, 라디오 유닛 또는 원격 단말 설치 지역 정보 및 핸드오버 반복주기 중 적어도 하나를 고려하여 계산됨을 특징으로 하는 클라우드 라디오 액세스 네트워크에서의 파장 동적 할당 장치.
  7. 제5 항에 있어서, 상기 필요 파장수는
    파장 하나의 전송용량과 파장 할당용 동적 임계치를 곱한 값으로 상기 트래픽 추정치를 나눈 값으로 계산함을 특징으로 하는 클라우드 라디오 액세스 네트워크에서의 파장 동적 할당 장치.
  8. 제1 항에 있어서, 상기 데이터 유닛과 라디오 유닛 간의 연결 정보는
    각 노드에 대한 정보 표현이 시작됨을 알리는 시작 구분자, 연결된 노드의 사용 목적을 명시한 플래그 및 연결된 노드의 식별자를 포함하는 하나 이상의 노드 연결 정보와, 종료 구분자를 포함하되, 데이터 유닛에 직접 연결되는지 또는 원격 단말을 통해서 간접 연결되는지의 여부를 표현하는 깊이 정보를 포함함을 특징으로 하는 클라우드 라디오 액세스 네트워크에서의 파장 동적 할당 장치.
  9. 라디오 유닛들 또는 원격 단말들의 트래픽 요구량을 수집하는 단계와,
    상기 수집된 트래픽 요구량에서 데이터 유닛 하나의 평균 전송 용량을 나누어 요구되는 데이터 유닛의 갯수를 추정하는 단계와,
    상기 결정된 데이터 유닛의 갯수에 따라 상기 데이터 유닛들과 상기 라디오 유닛들 또는 원격 단말들 간을 매핑하는 단계와,
    상기 매핑된 데이터 유닛과 라디오 유닛 또는 원격 단말의 링크에서 사용할 파장을 할당하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 클라우드 라디오 액세스 네트워크에서의 파장 동적 할당 방법.
  10. 제9 항에 있어서, 상기 매핑하는 단계는
    트래픽 추정치를 계산하는 단계와,
    파장 할당용 동적 임계치를 사용하여 필요 파장 수를 계산하는 단계와,
    기존 매핑 정보를 참고하여 라디오 유닛 또는 원격 단말과 데이터 유닛 간을 임시 매핑하는 단계와,
    기존 파장 할당 정보를 참고하여 파장을 임시 할당하는 단계와,
    데이터 유닛 이용률 및 파장 이용률을 계산하는 단계와,
    계산된 데이터 유닛 이용률과 파장 이용률이 데이터 유닛과 라디오 유닛 또는 원격 단말 간 매핑 진행 임계치 이상일 경우, 매핑을 수행하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 클라우드 라디오 액세스 네트워크에서의 파장 동적 할당 방법.
  11. 제10 항에 있어서, 상기 트래픽 추정치를 계산하는 단계는
    증감 예상치에 소정 가중치를 곱한 값을 현재 트래픽 량에 합하여 산출함을 특징으로 하는 클라우드 라디오 액세스 네트워크에서의 파장 동적 할당 방법.
  12. 제11 항에 있어서, 상기 증감 예상치는
    데이터 유닛의 최대 전송용량, 트래픽 증감 변화율, 지역적 트래픽 이동 변화, 라디오 유닛 또는 원격 단말 설치 지역 정보 및 핸드오버 반복주기 중 적어도 하나를 고려하여 계산됨을 특징으로 하는 클라우드 라디오 액세스 네트워크에서의 파장 동적 할당 방법.
  13. 제10 항에 있어서, 상기 필요 파장수를 계산하는 단계는
    파장 하나의 전송용량과 파장 할당용 동적 임계치를 곱한 값으로 상기 트래픽 추정치를 나눈 값으로 계산함을 특징으로 하는 클라우드 라디오 액세스 네트워크에서의 파장 동적 할당 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102034961B1 (ko) * 2018-06-21 2019-10-21 한국과학기술원 C-ran 통신 시스템의 에너지 효율 향상을 위한 동적 rrh 선택 알고리즘

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