KR20190007469A - 공공 안전 분산형 안테나 시스템에서의 리던던시 - Google Patents

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사샤 트라이코비치
앤드루 렁
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달리 시스템즈 씨오. 엘티디.
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Abstract

분산형 안테나 시스템(DAS)에서의 데이터 이송을 위한 리던던시 시스템은 복수의 디지털 액세스 유닛(DAU)을 포함한다. 복수의 DAU들의 각각은 복수의 데이터 스트림들을 공급받고 복수의 DAU들 중 다른 것들 사이에 디지털 신호들을 이송하도록 동작가능하다. 리던던시 시스템은 또한 복수의 디지털 분배 유닛(Digital Distribution Unit: DDU)을 포함한다. 복수의 DDU들의 각각은 교차 접속 통신 경로를 사용하여 복수의 DAU들의 각각과 통신한다. 리던던시 시스템은 복수의 디지털 리모트 유닛(Digital Remote Unit: DRU)을 더 포함한다. 복수의 DRU들의 각각은 교차 접속 통신 경로를 사용하여 복수의 DDU들의 각각과 통신한다.

Description

공공 안전 분산형 안테나 시스템에서의 리던던시
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2016년 5월 12일자로 출원된 "공공 안전 분산형 안테나 시스템에서의 리던던시"라는 명칭의 미국 임시특허출원 제62/335,383호를 우선권 주장의 기초로 하고, 상기 출원의 전체 내용은 모든 목적을 위해 참조에 의해 본 명세서에 편입된다.
본 발명은 일반적으로 분산형 무선 네트워크의 일부로서 분산형 안테나 시스템(DAS)을 사용하는 공공 안전 통신 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 소프트웨어 구성가능 네트워크(software configurable network)를 이용하는 DAS에 관한 것이다. 특정 실시예에서, 본 발명은 디지털 호스트 유닛들, 디지털 분산형 유닛들 및 디지털 리모트 무선 기기들 사이의 교차 연결된(cross-coupled) 접속의 사용에 적용되었다. 본 명세서에 설명된 방법 및 시스템은 다양한 통신 표준을 이용하는 시스템을 포함하는 다양한 통신 시스템에 적용가능하다. 본 발명의 실시예들을 이용하면, 완전 리던던트(fully redundant), 자체 모니터링(self-monitoring), 자가 치유(self-healing) 디지털 DAS가 제공된다.
분산형 안테나 시스템(Distributed Antenna System: DAS)를 채용하는 공공 안전 통신 시스템을 이용할 수 있다. 공공 안전은 시스템의 신뢰성과 리던던시에 대한 엄격한 요건을 갖는다. DAS는 일반적으로 하나 이상의 호스트 유닛, 광섬유 또는 다른 적합한 이송(transport) 인프라스트럭처, 및 다수의 리모트(remote) 안테나 유닛을 포함한다. 무선 기지국(radio base station)은 흔히 기지국 호텔로 알려진 호스트 유닛 위치에서 채용되고, DAS는 기지국의 다운링크 및 업링크 신호를 다수의 리모트 안테나 유닛들에 분배하는 수단을 제공한다. 리모트 안테나 유닛들로의/로부터의 신호의 라우팅을 포함하는 DAS 아키텍처는 고정되거나 또는 재구성가능할 수 있다.
DAS는, 리모트 안테나 유닛이 무선 가입자와 물리적으로 가깝기 때문에, 신호 강도 및 처리량(throughput)의 관점에서 유리하다. DAS의 이점은, 평균 다운링크 송신 전력을 감소시키고 평균 업링크 송신 전력을 감소시키는 것뿐만 아니라 서비스 품질 및 데이터 처리량을 향상시키는 것을 포함한다.
공공 안전 통신 시스템의 발전에도 불구하고, 공공 안전 통신과 관련된 개선된 방법 및 시스템에 대한 필요성이 존재한다.
본 발명은 일반적으로 분산형 무선 네트워크의 일부로서 분산형 안테나 시스템(DAS)을 사용하는 공공 안전 통신 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 소프트웨어 구성가능 네트워크(software configurable network)를 이용하는 DAS에 관한 것이다. 특정 실시예에서, 본 발명은 디지털 호스트 유닛들, 디지털 분산형 유닛들 및 디지털 리모트 무선 기기들 사이의 교차 연결된(cross-coupled) 접속의 사용에 적용되었다. 본 명세서에 설명된 방법 및 시스템은 다양한 통신 표준을 이용하는 시스템을 포함하는 다양한 통신 시스템에 적용가능하다. 본 발명의 실시예들을 이용하면, 완전 리던던트(fully redundant), 자체 모니터링(self-monitoring), 자가 치유(self-healing) 디지털 DAS가 제공된다.
공공 안전 네트워크 사업자는 신뢰할 수있는 네트워크를 구축해야 하는 과제에 직면해 있다. 최종 사용자의 이동성 및 멀티미디어 콘텐츠의 증가된 수준은 일반적으로 새로운 서비스와 광대역 인터넷 액세스에 대한 수요 증가를 지원하는 종단간(end to end) 네트워크 적응을 채용한다. 공공 안전 네트워크가 직면한 가장 어려운 과제 중 하나는 네트워크 전체에서 99.999%의 서비스 가용성을 갖는 능력이다. 소방관, 경찰, 국토 안보부 등은 모두 재난 발생시 보장된 통신을 필요로 한다. 서비스 가용성이 높은 시스템은 통신 경로 상의 모든 요소/컴포넌트의 완전한 리던던시를 요구한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 분산형 안테나 시스템에서의 데이터 이송을 위한 시스템이 제공된다. 이 시스템은 하나 이상의 기지국 송수신기(Base Transceiver Station: BTS)에 접속된 복수의 DAU(호스트라고도 불리는 디지털 액세스 유닛)를 포함한다. 다른 실시예에서, BTS는 오프-에어(off-air) 신호로 대체될 수 있다. 오프-에어 신호는 DAU와 무선으로 통신하는 BTS들로부터 또는 BTS로부터의 원격 신호를 포착하는 중계기(repeater)를 통하여 발생할 수 있다. 상기 복수의 DAU들은 서로 연결되고 복수의 DAU들 간에 신호를 이송하도록 동작가능하다. 상기 시스템은 또한 복수의 디지털 분배 유닛(Digital Distribution Unit: DDU)을 포함한다. 복수의 DDU의 각각은 광 통신 경로를 사용하여 하나 이상의 DAU와 통신한다. 상기 시스템은 복수의 송신/수신 셀들을 더 포함한다. 복수의 송신/수신 셀들의 각각은 복수의 DRU(리모트 유닛이라고도 불리는 디지털 리모트 유닛)를 포함한다. 복수의 송신/수신 셀들 중 하나에 있어서의 DRU들의 각각은 광 통신 경로(예를 들어, 광 케이블이라고도 불리고 디지털 및 아날로그 신호(즉, 섬유상 RF(RF over fiber))를 모두 지원할 수 있는 광섬유)를 사용하여 복수의 DDU 중 하나 또는 그 이상과 통신한다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 분산형 안테나 시스템(DAS)에서 신호를 라우팅하기 위한 시스템이 제공된다. 상기 시스템은 복수의 기지국 송수신기(BTS)를 포함하고, 각각의 BTS는 하나 이상의 섹터 및 복수의 BTS RF 접속부 또는 각각 상기 하나 이상의 섹터 중 하나에 연결되는 디지털 접속부를 갖는다. 상기 시스템은 또한 로컬(Local) 위치에 위치한 복수의 로컬 디지털 분배 유닛(DDU)을 포함한다. 복수의 로컬 DDU들의 각각은 복수의 로컬 DAU들 사이에서 신호들을 라우팅하도록 동작가능하고, 복수의 리모트 DRU들 중 적어도 하나에 연결된다. 상기 시스템은 리모트(Remote) 위치에 위치한 복수의 리모트 DDU들을 더 포함한다. 복수의 리모트 DDU들은 복수의 리모트 DRU들 사이에서 신호들을 이송하도록 동작가능하다. 복수의 로컬 DDU들은 이더넷 케이블, 광섬유, 마이크로파 가시 링크(Microwave Line of Sight Link), 무선 링크, 또는 위성 링크 중 적어도 하나를 통해 연결될 수 있다.
복수의 로컬 DAU들은 적어도 하나의 DWDM 또는 CWDM 신호 및 적어도 하나의 광섬유를 통해 복수의 리모트 DDU에 접속될 수 있다. 유사하게, 복수의 리모트 DDU는 적어도 하나의 DWDM 또는 CWDM 신호 및 적어도 하나의 광섬유를 통해 복수의 리모트 DRU에 접속될 수 있다. 복수의 리모트 DDU는 이더넷 케이블, 광섬유, 마이크로파 가시 링크, 무선 링크, 또는 위성 링크 중 적어도 하나를 통해 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 복수의 리모트 DDU는 하나 이상의 광 인터페이스를 포함한다. 일 예로서, 하나 이상의 광 인터페이스는 광 입력 및 광 출력을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 시스템은 또한 복수의 리모트 DDU들의 각각에 연결된 서버를 포함한다. 몇몇 구현예에서, 하나의 DAU 포트는 복수의 BTS에 접속된다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, DAS에서 신호를 라우팅하기 위한 시스템이 제공된다. 상기 시스템은 로컬 위치에 위치한 복수의 로컬 디지털 액세스 유닛(DAU)을 포함한다. 상기 복수의 로컬 DAU들은 서로 연결되고, 상기 복수의 로컬 DAU들 사이에서 신호들을 라우팅하도록 동작가능하다. 상기 시스템은 또한 서로 연결되고 원격 위치에 위치하며 상기 리모트 DAU들과 서로간에 신호를 이송하도록 동작가능한 복수의 리모트 디지털 액세스 유닛들(DAU) 및 복수의 기지국 송수신기(BTS)를 포함한다. 상기 시스템은, 복수의 기지국 송수신기 섹터 RF 접속들 및 이더넷 케이블, 광섬유, RF 케이블, 마이크로파 가시 링크, 무선 링크, 또는 위성 링크 중 적어도 하나를 통해 복수의 리모트 DAU들에 접속된 복수의 DRU들을 더 포함하고, 상기 복수의 기지국 송수신기 섹터 RF 접속들은 상기 복수의 로컬 DAU들에 연결되고 상기 복수의 로컬 DAU들과 상기 복수의 기지국 송수신기 섹터 RF 접속들 사이에서 신호들을 라우팅하도록 동작가능하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 분산형 안테나 시스템(DAS)에서의 데이터 이송을 위한 공공 안전 시스템은 복수의 디지털 액세스 유닛들(DAU), 디지털 분배 유닛들(DDU) 및 디지털 리모트 유닛들(DRU)을 포함한다. 복수의 DAU들은 서로 연결되고 복수의 원격 DAU들 간에 디지털 신호들을 이송하도록 동작가능하다. 상기 시스템은 또한 복수의 디지털 분배 유닛들을 포함한다. 복수의 DDU들의 각각은 전기 통신 경로를 사용하여 복수의 DAU들과 통신한다. 상기 시스템은 복수의 송신/수신 셀을 더 포함한다. 복수의 송신/수신 셀들의 각각은 복수의 DRU를 포함한다. 복수의 송신/수신 셀들 중 하나에 있어서의 DRU들의 각각은 광 통신 경로를 사용하여 상기 복수의 DDU들 중 하나와 통신한다. 공공 안전 시스템의 리던던시는 복수의 DAU, DDU 및 DRU 사이에서 광섬유를 교차 접속(cross connection)함으로써 달성된다.
본 발명에 의하면 종래 기술에 비해 많은 이익을 얻을 수 있다. 예를 들어, 실시예들은 원격 위치에서 라우팅 리던던시를 가능하게 한다. 또한, 실시예들은 공공 안전 통신 시스템을 위한 DAS 기반 아키텍처의 상황에서 리던던시를 제공한다. 본 발명의 이들 및 다른 실시예들은 다수의 이점 및 특징과 함께, 아래의 설명 및 첨부된 도면과 결합하여 보다 상세히 기술된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 디지털 액세스 유닛(DAU)의 기본 구조를 도시하는 블록도이다.
도 2는 1차(primary) 입력 및 2차(secondary) 입력에서 통합된 중계기(repeater) 기능을 갖는 DAU의 기본 구조를 도시하는 본 발명의 일 실시예에 의한 블록도이다.
도 3은 입력들 중 하나에서 중계기 기능을 갖는 통합된 DAU의 기본 구조를 도시하는 본 발명의 일 실시예에 의한 블록도이다.
도 4는 디지털 분배 유닛(DDU)의 기본 구조를 도시하는 본 발명의 일 실시예에 의한 블록도이다.
도 5는 디지털 리모트 유닛(DRU)을 나타내는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한, 네트워크에서 리던던시를 보장하는 공공 안전 시스템 아키텍처를 나타내는 블록도이다.
도 7은 완전 리던던시 공공 안전 디지털 DAS 구조의 기본 구조를 도시하는 본 발명의 일 실시예에 의한 블록도이다.
도 8은 완전 리던던시 공공 안전 아날로그(RF over Fiber) DAS 아키텍처의 기본 구조를 도시하는 본 발명의 일 실시예에 의한 블록도이다.
도 9는 1차(primary) 경로 상에서 기지국 송수신기(BTS)에 의해 그리고 2차(secondary) 경로의 오프-에어 BTS로부터 공급되는 교차 접속 아키텍처의 기본 구조를 도시하는 본 발명의 일 실시예에 의한 블록도이다.
도 10은 1차 BTS 및 2차 BTS에 의해 공급되는 교차 접속 아키텍처의 기본 구조를 도시하는 본 발명의 일 실시예에 의한 블록도이고, 이 실시예에서, 복수의 DRU는 DDU1 및 DDU2로부터 공급된다.
도 11은 1차 오프-에어 BTS 및 2차 오프-에어 BTS에 의해 공급되는 교차 접속 아키텍처의 기본 구조를 도시하는 본 발명의 일 실시예에 의한 블록도이고, 중계기 DAU는 내장된 중계기 기능을 갖는다.
도 12는 상시 대기(hot standby) 모드에서 광 바이패스 스위치 및 RF 바이패스 스위치를 통해 1차 DRU에 접속된 리던던트 DRU를 도시하는 본 발명의 일 실시예에 의한 블록도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 피드(feed) 및 호스트 리던던시를 나타내는 블록도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 의한 DDU 메인 피드 리던던시, 로컬 피드 리던던시, 및 메인 및 로컬 콘텐츠의 집합을 나타내는 블록도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 의한 DRU 리던던시로의 피드를 나타내는 블록도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 의한 DRU 메인 피드 리던던시, 로컬 피드 리던던시, 및 메인 및 로컬 콘텐츠의 집합을 나타내는 블록도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 의한 다수의 DRU를 이용하는 리던던시를 나타내는 블록도이다.
도 18은 완전 리던던시 디지털 공공 안전 디지털 DAS 아키텍처의 기본 구조를 나타내는 본 발명의 일 실시예에 의한 단순화된 블록도이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 의한 1차(primary) 또는 2차(secondary) 피드를 선택하는 방법을 나타내는 단순화된 흐름도이다.
도 20은 완전 리던던시 디지털 DAS 아키텍처의 기본 구조를 나타내는 본 발명의 일 실시예에 의한 업링크 리던던시를 나타내는 블록도이다.
도 21은 메인 헤드엔드(headend) 및 로컬 헤드엔드로의 DDU 업링크 신호 리던던시를 나타내는 블록도이다.
도 22는 단일 DRU로부터 1차 DDU, 2차 DDU 및 로컬 헤드엔드로의 업링크 신호 리던던시를 나타내는 블록도이다.
도 23은 이중(dual) 리던던시 DRU들로부터 1차 DDU 및 2차 DDU 로의 업링크 신호 리던던시를 나타내는 블록도이다.
도 24는 완전 리던던시 공공 안전 디지털 DAS 아키텍처의 기본 구조를 도시하는 본 발명의 일 실시예에 의한 블록도이다.
도 25는 완전 리던던시 디지털 DAS 아키텍처의 기본 구조를 도시하는 본 발명의 일 실시예에 의한 블록도이다.
분산형 안테나 시스템(DAS)은 기지국 자원(resource)을 이용하는 효율적인 수단을 제공한다. DAS와 연관된 기지국 또는 기지국들은 중앙 위치 및/또는 일반적으로 기지국 호텔로 알려진 시설에 위치할 수 있다. DAS 네트워크는 기지국, 디지털 분배 유닛(DDU) 및 디지털 리모트 유닛(DRU) 사이에 인터페이스로서 기능하는 하나 이상의 디지털 액세스 유닛(DAU)을 포함한다. DAU는 기지국과 함께 배치될 수 있다. DRU들은 함께 데이지 체인으로 연결되거나 별 모양으로 배치될 수 있으며 주어진 지리적 영역에 대한 커버리지(coverage)를 제공한다. DRU는 일반적으로 고속 광섬유 링크를 사용하여 DDU를 통해 DAU에 접속된다. 이러한 접근법은 기지국으로부터 원격 위치 또는 DRU에 의해 서비스되는 영역으로의 RF 신호들의 이송을 용이하게 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 로컬 디지털 액세스 유닛(DAU)(100)의 기본 구조를 나타내는 블록도이다. 이 실시예에서, 2개의 BTS가 각 대역을 위한 1차(primary) 포트(114) 및 2차(secondary) 포트(116)를 통해 로컬 DAU(100)에 접속된다. 몇몇 실시예에서, 1차 포트(114) 및 2차 포트(116)는 각각 제1 RF 입력 포트 및 제2 RF 입력 포트일 수 있다. 로컬 DAU(100)는 1차 인터페이스 및 2차 인터페이스를 제공하는 대역별 1차 RF 섹션 및 2차 RF 섹션을 포함한다. 광 출력은 복수의 DDU에 신호를 공급한다. 1차 피드(118) 또는 2차 피드(120)가 오프-에어이면, 도 3과 관련하여 추가로 설명되는 바와 같이, 원격 BTS로의 Rx 경로를 위한 전력 증폭기와 상기 원격 BTS로부터의 Tx 경로를 위한 저잡음 증폭기, 및 조정가능한 통과 대역폭을 갖는 멀티-채널, 디지털, 애자일(agile) 대역 통과 필터와 함께 듀플렉서(duplexer)를 갖는 RF 섹션이 그 피드에 적용된다.
도 1은 호스트 또는 호스트 유닛으로도 불리는 로컬 DAU(100)를 도시한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 각각의 DAU는, 도 2에 도시된 것처럼, 1차 BTS(102) 및 2차 BTS(104)로부터 오프-에어 신호를 받는다. 오프-에어 신호는 원격 BTS로부터의 무선 신호를 참조한다. 오프-에어 신호의 일 예로서, 1차 BTS(102)는 DAU와 동일한 빌딩 내에 위치할 수 있으며, 1차 피드(118)를 제공한다. 2차 BTS(104)는, 예를 들어, DAU로부터 수 마일 떨어진 곳에 위치되어 리던던시를 제공할 수 있다. 이 예에서, 2차 BTS(104)는 2차 피드를 제공할 것이다. 1차 피드를 제공하는 BTS가 실패하면, 로컬 DAU(100)는 이하에서 보다 상세히 설명하는 바와 같이 2차 피드(120)로 스위칭(switching)할 것이다. 또 다른 구현예에서, 2개의 BTS는 로컬 DAU(100)와 함께 배치 될 수 있고, 상기 2개의 BTS 중 하나는 상시 대기 모드로 동작한다. 아래에 논의되는 바와 같이 오프-에어 픽업(pickup)의 유사한 사용이 구현될 수 있다.
BTS 또는 오프-에어 신호는 RF 접속 또는 디지털 접속을 통해 로컬 DAU(100)에 연결된다. 로컬 DAU(100)는 광 피드(130)를 통해 복수의 디지털 분배 유닛(DDU)과 통신한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 로컬 DAU(100)는 다중 주파수 대역을 수용할 수 있다. 몇몇 실시예에서는, 각 주파수 대역에 대해 하나의 1차 RF 섹션이 사용될 수 있다.
도 1에 도시된 실시예에서, 로컬 DAU(100)는 700MHz 대역에서의 1차 RF 섹션(106) 및 700MHz 대역에서의 2차 RF 섹션(108)의 이중 RF 섹션을 포함한다. 이러한 이중 RF 섹션은 1차 피드(118) 및 2차 피드(120)로서 도시된 이중 입력을 수신하는데 이용된다. 따라서, 본 발명의 실시예들에 의해 제공되는 다중-레벨 시스템 리던던시는 DAU들의 각각에서 리던던트 RF 섹션들에 의해 제공되는 리던던시를 포함한다.
몇몇 셀룰러 시스템에서, 로컬 DAU(100)는 셀룰러 시스템에 적합하게 다수의 대역, 예를 들어, 150MHz, 450MHz, 700MHz, 800MHz, 900MHz 등의 하나 이상의 대역을 수신할 것이다. 일부 공공 안전(Public Safety: PS) 구현에서는, 하나의 대역이 사용되는 반면, 다른 PS 구현에서는 다수의 대역이 사용된다. 일 예로서, 도 1은 800MHz 대역에서의 선택적 1차 RF 섹션(110) 및 800MHz 대역에서의 선택적 2차 RF 섹션(112)을 도시한다. 따라서, 도시된 로컬 DAU(100)는 대역마다 이중 RF 섹션을 포함한다. 1차 및 2차 피드는 적절하게 선택적 대역(들)으로 제공된다.
도 1에 도시된 특정 대역은 본 발명을 제한하려는 것이 아니라 본 발명의 실시예에 따라 이용될 수 있는 예시적인 대역을 제공하고자 하는 것이다. 이 실시예에서, 1차 RF 섹션들 중 하나는 1차로 지정되고 다른 1차 RF 섹션은 2차로 지정된다. 1차 RF 섹션 및 2차 RF 섹션이 도 1에 도시되어 있지만, 본 발명은 이러한 구현예로 한정되지 않고, 3차 RF 섹션뿐만 아니라 리던던트 섹션의 수가 3보다 크다면 추가 RF 섹션이 이용될 수 있다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하, 당업자)는 많은 변형, 수정 및 대안을 인식할 것이다.
예를 들어 700MHz 및 800MHz 대역과 같이 다수의 대역이 이용되는 실시예에서, 이들 대역에서의 피드는 디지털 신호 처리(Digital Signal Processing: DSP) 유닛(122)에서 결합될 수 있다. 몇몇 실시예에서, DSP 유닛(122)은 디지털 신호 처리 로직으로 구성되는 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA)일 수 있다. DSP 유닛(122)은 로컬 DAU(100)에 의해 출력되고, 도 6에 도시된 것처럼, DDU(602)로 브로드캐스팅된 후, DRU(604)로 브로드캐스팅되는 결합된 디지털 데이터 스트림을 제공할 수 있다. 일 예로서, 800MHz에서의 1차 RF 섹션(110)이 고장나면, 700MHz에서의 1차 피드(118)가 800MHz에서의 2차 피드(126)와 결합될 수 있다.
본 발명의 실시예들의 하나의 특징은 DAU들 또는 DAU들의 그룹(들) 사이에서 기지국 무선 자원을 라우팅하는 능력이다. 하나 이상의 기지국으로부터 이용가능한 무선 자원을 라우팅하기 위해, DAS 네트워크 내에서 DAU들의 개별 라우터 테이블을 구성하는 것이 바람직하다. 이 기능은 본 발명의 실시예들에 의해 제공된다.
DAU들은 도 7에 도시된 바와 같이 함께 네트워킹되어 다수의 DAU들 간의 신호들의 라우팅을 용이하게 한다. DAU들은 기지국과 다양한 DAU 사이의 RF 다운링크 및 RF 업링크 신호의 이송을 지원한다. 이 아키텍처는 다양한 기지국 신호를 다수의 DAU들로/로부터 동시에 이송할 수 있게 한다. 몇몇 실시예에서 피어(PEER) 포트는 DAU들을 상호 접속하기 위해 사용된다.
DAU들은, DAU와 그 DAU에 접속된 기지국(또는 기지국들) 사이에서 이송되는 다운링크 및 업링크 신호의 이득을 (넓은 범위에 걸쳐 작은 증분으로) 제어하는 기능을 갖는다. 이 기능은 특정 원격 DAU(또는 DAU들의 그룹)와 특정 기지국 섹터 사이의 경로의 업링크 및 다운링크 접속을 동시에 제어할 수 있는 유연성을 제공한다.
일부 실시예에서는 로컬 DAU(100)에 의해 복수의 DDU들로 출력되는 디지털 데이터 스트림들(128)은 동일한 데이터 스트림이다. 이 디지털 데이터 스트림들(128)은 이후의 DRU들로의 분배를 위해 콘텐츠가 다수의 DDU들에 제공될 수 있게 한다. 로컬 DAU(100)에 의해 출력된 디지털 데이터 스트림들(128)은 1차 피드(118)에 기초한 디지털 데이터 스트림 또는 2차 피드(120)에 기초한 디지털 데이터 스트림일 수 있다. 디지털 데이터 스트림은 적어도 1차 DDU에 접속된 제1 디지털 광 출력 포트(130) 및 2차 DDU에 접속된 제2 디지털 광 출력 포트(132)를 사용하여 로컬 DAU로부터 출력될 수 있다.
동작시에는, 두 RF 섹션이 모두 동작한다. 1차 피드(118) 및 2차 피드(120) 모두는 DSP 로직(122) 내에서 처리되고 2 개의 디지털 데이터 스트림이 생성된다. DSP 유닛(122)은 어느 디지털 데이터 스트림이 송신에 이용될지를 결정한다. 디폴트 설정은 1차 디지털 데이터 스트림의 전송일 수 있다. 리던던트 동작과 관련된 추가 설명은 도 13 내지 도 17과 관련하여 제공된다.
도 2는 내장된 중계기 기능을 갖는 호스트 또는 호스트 유닛으로도 불리는 중계기 디지털 액세스 유닛(DAU)(200)을 나타낸다. 이 실시예에서, 2개의 오프-에어 피드는 각 대역에 대한 1차 포트(114) 및 2차 포트(116)를 통해 중계기 DAU(200)에 접속된다. 통합된 중계기 기능을 갖는 DAU는 1차 및 2차 인터페이스를 제공하는 대역당 1차 RF 섹션(206) 및 2차 RF 섹션(208)을 포함한다. 상기 중계기 기능은, 1차 원격 BTS(202)로의 Rx 경로를 위한 전력 증폭기(214)와 원격 BTS로부터의 Tx 경로를 위한 저잡음 증폭기(212), 및 조정가능한 통과 대역폭을 갖는 멀티-채널, 디지털, 애자일 대역 통과 필터와 함께 듀플렉서(210)에 의해 제공된다. 1차 또는 2차 피드가 함께 배치된 기지국으로부터 오는 경우에는, 도 3과 관련하여 추가로 설명되는 바와 같이, 듀플렉서, Rx 경로용 전력 증폭기, 및 Tx 경로용 저잡음 증폭기가 없는 RF 섹션이 그 피드에 적용된다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 각각의 중계기 DAU(200)는 1차 원격 BTS(202) 및 2차 원격 BTS(204)로부터 신호를 공급받는다. BTS 또는 오프-에어 신호는 RF 접속 또는 디지털 접속을 통해 DAU에 연결된다. 중계기 DAU(200)는 내장된 듀플렉서(210), 저잡음 증폭기(212) 및 전력 증폭기(214)를 갖는다. 이는 원격 BTS 또는 함께 배치된 BTS들로부터보다 신호가 약한 장거리에서의 오프-에어 신호 소스와의 통신을 용이하게 한다. 혼합된 신호 피드들이 DAU, 로컬 기지국 및 오프-에어(원격 기지국)에 전달되면, 두 가지 유형의 RF 섹션이 구현된다.
도 3은 혼합된 신호를 수신하도록 동작가능하고, 호스트 또는 호스트 유닛으로도 불리는 디지털 액세스 유닛(DAU)(300)을 나타낸다. 이 실시예에서, 혼합된 신호 피드는 DAU로 전달된다 - 1차 기지국(102) 및 오프 -에어(원격 기지국)(204) 피드들은 각 대역에 대한 1차 포트(114) 및 2차 포트(116)를 통해 통합된 DAU(300)에 접속된다. 통합된 DAU(300)는 1차 및 2차 인터페이스를 제공하는 대역당 1차 RF 섹션(106) 및 2차 RF 섹션(208)을 포함한다. 광 출력(130)은 복수의 DDU에 신호를 공급한다. 원격 BTS(204) 피드에 대해서, 원격 BTS(204)로의 Rx 경로를 위한 전력 증폭기(214)와 원격 BTS(204)로부터의 Tx 경로를 위한 저잡음 증폭기(212), 및 조정가능한 통과 대역폭을 갖는 다중-채널, 디지털, 애자일 대역 통과 필터와 함께 듀플렉서(210)을 갖는 RF 섹션(208)이 적용된다. 함께 배치된 기지국(102)로부터의 피드에 대해서는, 듀플렉서, Rx 경로용 전력 증폭기, 및 Tx 경로용 저잡음 증폭기가 없는 RF 섹션(106)이 적용된다.
이 실시예에서, 오프-에어 피드/2차 원격 BTS(204)에 대해서는 듀플렉서(210), 전력 증폭기(214) 및 저잡음 증폭기(212)를 갖는 RF 섹션(208)이 사용되는 한편, 함께 배치된 기지국으로부터의 피드에 대해서는 듀플렉서, 전력 증폭기 및 저잡음 증폭기가 없는 RF 섹션(106)이 사용된다. 통합된 DAU(300)는 광학 피드(130)를 통해 복수의 디지털 분배 유닛(DDU)과 통신한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 중계기 DAU(200)는 다중 주파수 대역을 수용할 수 있다. 도 2 및 도 3에서는 중계기 기능이 내장된 것으로 도시되어 있지만, 몇몇 구현예에서는 이 중계기 기능이 별도로 제공될 수 있다.
도 4는 디지털 분배 유닛(DDU)(400)을 나타낸다. DDU(400)은 복수의 DAU와 복수의 DRU 사이에서 광 신호를 라우팅한다. 본 발명에 따르면, 각각의 DDU(400)는 1차 DAU(402)와 2차 DAU(404)로부터 신호를 공급받는다. DDU(400)는 광 접속부(406)를 통해 복수의 DAU에 연결된다. DDU(400)는 광학 피드를 통해 복수의 디지털 리모트 유닛(Digital Remote Unit: DRU)과 통신한다. 도 4에 도시된 바와 같이, DDU(400)는 다수의 1차 및 2차 DAU에 대한 인터페이스를 수용할 수 있다. DDU(400)는 BTS 또는 오프-에어 신호를 복수의 DRU에 분배한다.
DDU(400)는 1차 DAU(402) 및 2차 DAU(404)의 리던던트 세트로부터 1차 데이터 스트림(418) 및 2차 데이터 스트림(420)을 수신하고 1차 데이터 스트림(418) 및 2차 데이터 스트림(420) 중 어느 하나 또는 모두에 기초하여 신호를 DRU들의 네트워크로 재분배한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 1차 데이터 스트림(418)은 메인 헤드엔드(410)의 1차 DAU(402)로부터 수신된다. 제1 입력 포트(430)는 1차 DAU(402)의 제1 디지털 광 출력 포트에 연결된다. 2차 데이터 스트림(420)은 메인 헤드엔드(410)의 2차 DAU(404)로부터 수신된다. 제2 입력 포트(432)는 2차 DAU(404)의 제1 디지털 광 출력 포트에 연결된다.
도 4에 도시된 바와 같이, DDU(400)는 DRU들에 데이터 스트림(428)을 전달하기 위해 DDU(400)에서 수신된 데이터 스트림의 수보다 더 많은 수의 광 출력(408)을 제공한다. 이는 적은 수의 DAU와 DDU가 많은 수의 DRU들과 상호 운용되는 시스템 아키텍처를 가능하게 한다. DDU(400)는 DAU로부터 데이터 스트림을 수신하고 데이터 스트림을 다수의 DRU에 재분배한다. 일부 실시예에서, DDU(400)는 16개의 광 포트(414)를 갖고, 이중 2개는 1차 데이터 스트림(418) 및 2차 데이터 스트림(420)을 수신하는데 이용되고 14개는 데이터 스트림을 DRU들에 제공하기 위한 출력 포트로서 이용된다. 광 포트들(414) 중 적어도 제1 출력 포트 및 제2 출력 포트는 DRU로의 데이터 스트림에 대한 리던던시를 제공하기 위해 이용된다. 도 4에 도시된 실시예를 포함하는 다른 실시예들에서, 메인 헤드엔드(410)로부터 1차 데이터 스트림(418) 및 2차 데이터 스트림(420)을 수신하기 위해 2개의 광 포트가 이용된다. 또한, 로컬 헤드엔드(Local Headend)로부터 로컬 헤드엔드 1차 로컬 데이터 스트림(422) 및 로컬 헤드엔드 2차 로컬 데이터 스트림(424)을 수신하기 위해 2개의 광 포트가 이용되고, 데이터 스트림(128)을 DRU들에 제공하기 위해 12개의 광 포트가 이용된다.
도시된 실시예에서, 로컬 헤드엔드(412)는 메인 헤드엔드(410)로 표현된 엔티티와 동일하거나 다른 대역에서 동작하는 로컬 자치체(municipality) 서비스를 나타낼 수 있다. 로컬 헤드엔드(412)의 DAU는 DDU(400)에 의해 수신되고, 메인 헤드엔드(410)로부터 수신된 데이터 스트림과 집합(aggregation)되어 DRU들로 전달될 수 있는 추가적인 데이터 스트림을 제공할 수 있다. 일 예로서, 메인 헤드엔드로부터의 1차 데이터 스트림(418) 및 로컬 헤드엔드로부터의 1차 데이터 스트림(422)은 DSP 유닛(430)에서 처리될 수 있다. 몇몇 실시예에서, DSP 유닛(430)은 디지털 신호 처리 로직으로 구성되는 FPGA일 수 있다. DSP 유닛(430)은 결합된 스트림을 생성할 수 있고 결합된 스트림은 DRU로 전송될 수 있다. 적은 수의 DAU 또는 호스트 유닛으로부터 많은 수의 DRU로 데이터 스트림을 분배하거나 또는 다시 브로드캐스팅(rebroadcasting)하는 것에 더하여, DDU(400)는 그것이 놓인 위치에서 국지적으로 추가적인 데이터 스트림을 집합할 수 있어서, 특정 지역을 위한 서비스의 증대를 제공할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한, BTS Tx 신호(506)를 안테나에 전달하고 안테나로부터 사용자 Rx 신호(508)를 수신하는 700MHz 대역 RF 섹션(502) 및 800MHz 대역 RF 섹션(504)을 포함하는 디지털 리모트 유닛(DRU)(500)을 도시한다. DRU(500)는 복수의 DDU들과 상호 접속된다. DRU(500)는 BTS로의 이송을 위해 RF Rx 신호를 디지털 신호로 변환하고, BTS로부터의 디지털 Tx 신호를 안테나를 통해 브로드캐스팅하기 위해 RF 신호로 변환한다. 본 발명에 따르면, 각 DRU(500)는 1차 DDU(510)와 2차 DDU(512)로부터 신호를 공급받는다. DRU(500)는 광 접속부(514)를 통해 복수의 DDU들에 연결된다. 도 5에 도시된 바와 같이, DRU(500)는 다중 주파수 대역 RF 송수신기에 대한 인터페이스를 수용할 수 있다. DRU(500)는 RF 안테나로의 상호 접속(518)을 용이하게 하기 위해 복수의 RF 섹션 및 멀티플렉서(516)를 포함한다.
DRU(500)는 1차 데이터 스트림(520) 및 2차 데이터 스트림(522)을 1차 DDU(510) 및 2차 DDU(512)로부터 수신한다. 도 6에서는, 예를 들어, TD 1(612) 내의 DDU-1과 DDU-3이 1차 데이터 스트림(520)과 2차 데이터 스트림(522)을 DRU-T1에 제공한다. DSP 유닛(524)은 RF 섹션(들)에 출력을 제공하기 위해 수신된 데이터 스트림을 처리하며, 예를 들어 터널에 있어서의 누설 동축 케이블(leaky coaxial cable) 또는 지향성(directional) 또는 무지향성(omnidirectional)의 스테이션 안테나를 위한 RF 출력을 제공하기 위해 필요에 따라 다른 대역에서 구현될 수 있다. 몇몇 실시예에서, DSP 유닛(524)은 디지털 신호 처리 로직으로 구성되는 FPGA일 수 있다.
도 6은 공공 안전 시스템 아키텍처(600)의 일 실시예를 도시한다. 복수의 DAU(602)는 복수의 DDU(604)에 신호를 공급하고, 상기 복수의 DDU(604)는 복수의 DRU(606)(리모트 유닛이라고 칭할 수도 있음)에 신호를 공급한다. 본 발명에 따르면, 복수의 DAU(602)는 복수의 DRU(606)에 신호를 공급하는 복수의 DDU(604)와 상호 접속된다. 도 6에 도시된 바와 같이, RF 헤드엔드 1(608)에는 1차 및 2차 DAU(610)가 함께 배치되어 있다. 마찬가지로, TD 1(612)에는 1차 및 2차 DDU(614)가 함께 배치되어 있다. 상기 1차 및 2차 DDU는 복수의 DRU(606)에 신호를 공급한다. DRU(606)들은 고정된 원격 위치에서 커버리지를 제공하는 안테나들(616)에 접속된다.
도 6에 도시된 시스템은, 3개의 RF 헤드엔드 사이트, 6개의 터널 분배(Tunnel Distrubution: TD) 사이트, 및 스테이션 분배(Station Distrubution: SD) 장비를 포함한다. 이 구성에서는, 터널 커버리지를 위한 126개의 DRU와 스테이션 커버리지를 위한 56개의 DRU가 이용된다. TD 및 SD 장비는 헤드엔드 사이트와 통합될 수 있다. 도시된 바와 같이, 유닛 수는 리던던트 DAU: 8; 디지털 분배 유닛: 32; 및 DRU: 182이다.
3개의 RF 헤드엔드 사이트는 서로 다른 기지국 자원에 의해 제공받는다. RF 헤드엔드 1(608)을 참조하면, 한 쌍의 리던던트 DAU(610)는 호스트-1 및 호스트-2로 표시된다. 한 쌍의 리던던트 DAU(610)는 데이터 스트림(618)을 다수의, 리던던트 DDU(614)에 제공하며, 이들 또한 쌍으로 배열된다. 리던던트 DDU(614)의 각 쌍은 데이터 스트림(618)을 다수의 DRU에 제공한다. 따라서, 호스트-1과 DDU-1 사이의 단일 라인(620)은 DAU-1과 DAU-2를 DDU-1과 DDU-2에 접속하는 4개의 리던던트 라인들의 세트를 나타낸다. DDU-1 및 DDU-2와 DRU-T1 사이의 단일 라인(622)은 DDU-1과 DDU-2를 DRU-T1에 접속하는 2개의 리던던트 라인들의 세트를 나타낸다. 그러므로, 도 6에 도시된 광섬유는 예시적이고 단순화된 것으로서, 요소들 사이에 제공된 접속의 수를 한정하고자 하는 것은 아니다. 이 구현예에서, 예를 들면, TD 1(612)은 DDU-1~DDU-4를 포함하고, TD 2는 DDU-5~DDU-8을 포함한다. 도 6에서, DDU들의 세트인 DDU-1과 DDU-2는 DRU-T1~DRU-T14에 신호를 공급한다. 다른 터널 분배 사이트 TD 2 내지 TD 24는 DRU-T15 내지 DRU-T126에 데이터 스트림을 제공한다.
도 7은 DAU, DDU 및 DRU 간의 다중 교차 접속을 포함하는 디지털 공공 안전 시스템(700)을 나타낸다. 1차 피드(118) 및 2차 피드(120)는 DAU들 간의 교차 접속(706), DDU들 간의 교차 접속(708)(DDU16) 및 DRU들 간의 교차 접속(710)(hd37s)을 통해 네트워킹된다. 커버리지에 있어서의 리던던시는 안테나 방사 패턴(712)을 중첩시킴으로써 달성된다. 2차 유닛/요소(716)는 병렬로 동작하기 때문에, 1차 유닛/요소(714)가 실패하면 2차 유닛/요소(716)가 최소 전환(switchover) 시간으로 태스크를 계속할 준비가 되어 있다. 1차 유닛/요소(714) 및 2차 유닛/요소(716)의 성능이 모니터링되고, 정보가 의사 결정 로직에 의해 사용되어 장애(예를 들어, 고장)가 검출되면 시스템 유닛/요소를 자동으로 재구성한다. 시스템 유닛/요소 간의 교차 접속은 동시 다중 포인트 장애에 대해 복원력있는 운영 시스템을 제공한다. 아래에서 보다 상세히 설명하는 바와 같이, 본 발명의 실시예들은 메인 헤드엔드(718)에서의 다수의 리던던트 DAU들, 각 DAU 내의 다수의 리던던트 RF 섹션들, 2차 헤드엔드(720)에서의 다수의 리던던트 DDU들 등을 포함하는 여러 레벨에서 리던던시를 제공한다.
도 7에 도시된 실시예에서, 1차 피드(118) 및 2차 피드(120)는 다수의 DAU들 사이에서 분할된다. 도 1과 관련하여 논의된 바와 같이, 1차 DAU(722) 및 2차 DAU(724)는 DAU들에 의한 1차 피드(118) 및 2차 피드(120)의 수신을 가능하게 하는 리던던트 RF 섹션을 갖는다(서비스되는 각 대역에 대해). 1차 DAU(722) 및 2차 DAU(724)는 디지털/기저 대역(baseband) 레벨에서 교차 접속(706)에 의해 교차 접속된다. 1차 DAU(722)는 2차 DAU(724)에 데이터 스트림의 형태로 콘텐츠를 제공하고, 2차 DAU(724)는 1차 DAU에 콘텐츠를 제공한다. 1차 DAU(722) 및 2차 DAU(724)는 도 7에 도시된 바와 같이 1차 DDU(726) 및 2차 DDU(728)에 교차 접속된다(708). 1차 DDU(726) 및 2차 DDU(728)는 또한 DRU들, 즉, DRU-1(730)과 제2 DRU-2(732) 사이의 교차 접속(710)을 사용한다. DRU들은 다른 DRU들과 중첩하는 안테나 방사 패턴(712)을 가짐으로써 리던던시를 달성한다.
높은 서비스 가용성은 1:1 리던던시에 의해 달성되며, 이는 또한 이중 모듈 리던던시로 간주될 수 있다. 네트워크의 각 요소(DRU는 제외)는 2차(보조) 유닛을 갖는다. 2차 유닛/요소(716)는 병렬로 동작하여, 1차 유닛/요소(714) 중 어느 하나에라도 장애가 발생하면 2차 유닛이 최소 또는 감소된 전환 시간으로 작업을 계속할 준비가 되어 있다. 1차 유닛/요소 (714) 및 2차 유닛/요소(716)의 성능이 모니터링되고, 의사 결정 로직에 의해 정보가 사용되어 장애가 검출되면 시스템 유닛/요소를 자동으로 재구성한다. 시스템 유닛/네트워크 요소 간의 교차 접속은 동시 다중 포인트 장애에 대해 복원력있는 운영 시스템을 제공한다. 본 발명의 몇몇 실시예들은, 예를 들어, 700MHz 무선 시스템을 위한 구현에서, 99.999%의 가용성을 초과하는 시스템 가용성을 제공한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 1차 DAU(722)는, 1차 RF 섹션(RF-P)에서, 스플리터(splitter)/결합기(combiner)(734)로부터 1차 피드(118)를 수신한다. 1차 DAU(722)는 또한, 2차 RF 섹션(RF-S)에서, 제2 스플리터/결합기(736)로부터 2차 피드(120)를 수신한다. 스플리터/결합기(734) 및 제2 스플리터/결합기(736)는 1차 피드(118) 및 2차 피드(120)가 1차 DAU(722) 및 2차 DAU(724) 모두에서 수신될 수 있게 한다. 1차 피드(118)와 2차 피드(120)는 모두 DAU들의 각각의 DSP 유닛에 의해 처리된다. 1차 DAU(722)의 제1 DSP 유닛(723)은 1차 데이터 스트림(738)을 생성하고, 2차 DAU(724)의 제2 DSP 유닛(725)은 2차 데이터 스트림(740)을 생성하고, 1차 데이터 스트림(738) 또는 2차 데이터 스트림(740)은 본 명세서에 논의되는 바와 같이 선택된다. 메인 헤드엔드(718)와 2차 헤드엔드(720) 사이에서 그리고 2차 헤드엔드(720)와 터널/스테이션 분배(742) 사이에서는, 1차DAU(722)의 제1 DSP 유닛(723)과 2차 DAU(724)의 제2 DSP 유닛(725)에 의해 1차 피드(118) 또는 2차 피드(120)가 선택되는지에 따라 다수의 광섬유가 1차 피드(118) 또는 2차 피드(120)를 운반할 수 있다.
디지털 레벨에서의 DAU들의 교차 접속(706)은 도 7에 도시된 것처럼 제공된다. 1차 DAU(722)의 제1 DSP 유닛(723)은 2차 DAU(724)의 DSP 유닛(725)에 접속되고, 그 반대도 마찬가지이다. 제1 DSP 유닛(723)과 제2 DSP 유닛(725)의 접속은 DAU들 중 하나에서의 모든 RF 섹션들에 장애가 있는 경우에 동작을 가능하게 한다. 도 13과 관련하여 더 상세히 논의되는 바와 같이, 1차 DAU(722)의 RF 섹션이 모두 장애를 일으키면, 2차 DAU(724)에서 수신된 1차 피드(118) 또는 2차 피드(120)가 제1 DSP 유닛(723)과 제2 DSP 유닛(725) 간의 교차 접속(706)을 통해 1차 DAU(722)의 제1 DSP 유닛(723)으로 전달된다. 결과적으로, DAU들 중 하나에 있어서의 모든 RF 섹션들의 장애가 DSP 유닛 레벨에서의 교차 접속(706)을 통해 보상될 수 있다.
도 7 및 도 13을 참조하면, 교차 접속(706)은, 일 실시예에서, 1차 DAU(722)로부터 2차 DAU(724)로의 접속 및 2차 DAU(724)로부터 1차 DAU(722)로의 접속에 의해서 구현된다. 본 명세서에 설명되는 것처럼, 이들은 DAU들의 FPGA/DSP 섹션들 간의 디지털 접속이다. 도 13을 참조하면, 제1 DAU와 제2 DAU 간의 접속은 제2 통합 DAU(1304) 내의 ASP2(1333)에 의해 수신되는 1차 통합 DAU(1302)로부터의 1차 데이터 스트림(1334)에 의해 제공된다. 제2 DAU와 제1 DAU 간의 접속은 제1 통합 DAU(1302) 내의 ASP2(1332)에 의해 수신되는 2차 통합 DAU(1304)로부터의 2차 데이터 스트림(1336)에 의해 제공된다.
도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예들에 의해 메인 헤드엔드(718)와 2차 헤드엔드(720) 사이의 파이버(fiber) 리던던시가 제공된다. 예를 들어, 1차 DAU(722)는 1차 데이터 스트림(738)을 출력한다. 1차 DAU(722)는 1차 DDU(726) 상의 제1 입력 포트에 접속된 제1 디지털 광 출력 포트 및 2차 DDU(728) 상의 제1 입력 포트에 접속된 제2 디지털 광 출력 포트를 포함할 수 있다. 2차 DAU(724)는 2차 데이터 스트림(740)을 출력한다. 2차 DAU는 1차 DDU(726) 상의 제2 입력 포트에 접속된 제1 디지털 광 출력 포트 및 2차 DDU(728) 상의 제2 입력 포트에 접속된 제2 디지털 광 출력 포트를 포함할 수 있다. 예시적인 구성에서, 각각의 DAU로부터의 출력은 2 개의 파이버로 전송되고, 하나의 파이버는 DAU를 1차 DDU(726)에 접속하고 제2 파이버는 상기 DAU를 2차 DDU(728)에 접속한다. 디폴트 모드에서, 예를 들어 장애가 없는 경우, 1차 피드(118)는 1차 DAU(722) 및 2차 DAU(724)에 의해 처리되고, 1차 데이터 스트림(738)과 2차 데이터 스트림(740)은 모두 1차 피드(118)와 연관된 데이터를 전송하여 1차 피드(118)를 위한 리던던시를 제공한다. 디폴트 모드에서, 두 DDU는 모두 1차 데이터 스트림(738)을 DRU들로 전송한다.
1차 RF 섹션들 중 하나가 DAU에서 장애를 일으키면, 장애를 일으킨 RF 섹션과 연관된 DSP 유닛은 2차 RF 섹션으로부터 생성된 2차 피드(120)를 데이터 스트림으로서 제공하도록 스위칭할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 1차 DDU(726)가 상이한 피드들을 갖는 1차 데이터 스트림(738)과 2차 데이터 스트림(740)을 수신하면, 하나 이상의 신호 특성에 기초하여DRU들로 전송할 데이터 스트림을 선택하도록 1차 DDU(726)의 DSP 유닛(727) 내의 로직이 구성될 수 있다.
도 7에서, 2차 헤드엔드 내의 DDU 아래의 점들(746) 및 DRU 아래의 점들(744)은 추가적인 DDU 및 추가적인 DRU가 이용되는 구현을 도시한다. 이러한 구현의 예들은 앞서 도 6과 관련하여 논의되었다. 예들은 터널에 추가적인 DRU가 제공되고, 추가적인 대역이 활용되는 등의 구현을 포함한다. 당업자는 많은 변형, 수정 및 대안을 인식할 것이다.
도 7에 도시된 시스템에서, DRU-1(730)과 DRU-2(732)를 포함하는 DRU들의 세트는 DRU들 간의 교차 접속(710)을 사용하여 1차 DDU(726) 및 2차 DDU(728)로부터 리던던트 디지털 데이터 스트림을 수신한다. DRU-1(730)은 1차 DDU(726)의 제1 출력 포트에 연결된 제1 입력 포트 및 2차 DDU(728)의 제1 출력 포트에 연결된 제2 입력 포트를 포함한다. DRU-2(732)는 1차 DDU(726)의 제2 출력 포트에 연결된 제1 입력 포트 및 2차 DDU(728)의 제2 출력 포트에 연결된 제2 입력 포트를 포함한다. DRU-1(730)과 DRU-2(732)는 디지털 데이터 스트림을 처리하고 각각 안테나 A1과 A2에 RF 출력 포트를 사용하여 RF 신호를 제공한다. A1 및 A2는 안테나 커버리지 영역이 중첩되는 안테나 방사 패턴(712)을 생성하도록 배열된다. 따라서, 중첩되는 커버리지를 통해 리던던시가 달성되고, 이는 리던던트 원격 장치를 이용하는 시스템에 비해 시스템 비용이 절감될 수 있게 한다(원격 유닛의 수가 호스트 및 분배 유닛의 수보다 훨씬 많은 시스템의 경우). DRU들 중 하나에서 장애가 발생하면, 장애가 발생한 DRU에 의해 커버되는 영역의 커버리지가 다른 DRU에 의해 제공된다.
도 24는 완전 리던던시 공공 안전 디지털 DAS 아키텍처의 기본 구조를 도시하는 본 발명의 일 실시예에 의한 블록도이다. 도 24는 1차 백홀(backhaul) 접속(2402) 및 2차 백홀 접속(2404)과 직접 인터페이스하도록 구성된 시스템(2400)을 도시한다. 시스템(2400)은 도 7과 관련하여 설명된 많은 특징들을 포함하고, 이러한 특징들은 DAU들, DDU들 및 DRU들 간의 교차 접속을 포함하는 디지털 공공 안전 시스템에서의 리던던시를 제공한다. 따라서, 도 7과 관련하여 제공된 논의는 적절한 경우 도 24에 도시된 시스템에 적용가능하다. 시스템(2400)은 1차 DAU 및 2차 DAU를 1차 베이스밴드 유닛(baseband unit: BBU)(2406) 및 2차 BBU(2408)로 대체한다. 각 BBU는 2차 헤드엔드(720)의 DDU 및 백홀 접속과 인터페이스하기 위해 요구되는 신호를 처리하기 위한 마이크로 프로세서 섹션(2410) 및 DSP 유닛(2412)을 포함한다. 메인 헤드엔드(2410)에 있어서의 BBU는 2차 헤드엔드(720)에 있어서의 DDU 상의 입력 포트에 접속하는 출력 포트를 포함한다. 몇몇 구현예에서, BBU/DDU 인터페이스는 OBSAI(개방 기지국 아키텍처 계획; Open Base Station Architecture Initiative), CPRI(공공 무선 인터페이스; Common Public Radio Interface) 및/또는 ORI(개방 무선 인터페이스; Open Radio Interface)와 같은 표준을 사용할 수 있다.
도 8은 메인 허브, 2차 허브 및 리모트 유닛(RU) 간의 다중 교차 접속을 포함하는 아날로그 공공 안전(Analog Public Safety) 시스템을 나타낸다. 1차 피드(118) 및 2차 피드(120)는 메인 허브들 간의 교차 접속(802), 확장(Expansion) 허브들 간의 제2 교차 접속(804) 및 RU들(리모트 유닛들) 간의 제 3 교차 접속(806)을 통해 네트워킹된다. 커버리지에 있어서의 리던던시는 안테나 방사 패턴(712)을 중첩시킴으로써 달성된다. 2차 유닛/요소(816)는 병렬로 동작하므로, 1차 유닛/요소(814) 중 어느 하나라도 장애를 일으키면, 제2 유닛은 최소 전환 시간으로 태스크를 계속할 준비가 되어 있다. 1차 및 2차 유닛/요소의 성능이 모니터링되고, 이 정보는 시스템 유닛/요소를 자동으로 재구성하기 위해 의사 결정 로직에 의해 사용된다. 시스템 유닛/요소 간의 교차 접속은 동시 다중 포인트 장애에 대해 복원력있는 운영 시스템을 제공한다. 이하에서 보다 상세히 설명하는 바와 같이, 본 발명의 실시예들은 메인 헤드엔드(718)에 있어서의 다수의 리던던트 메인 허브들, 각각의 메인 허브 내의 다수의 리던던트 RF 섹션들(848) 및 광 모듈들(850), 2차 헤드엔드(720)에 있어서의 다수의 리던던트 확장 허브들, 각각의 2차 허브 내의 다수의 리던던트 광 모듈들(850) 및 리모트 유닛 드라이브 모듈들(852) 등을 포함해서, 여러 레벨에서 리던던시를 제공한다.
도 8에 도시된 실시예에서, 1차 피드(118)와 2차 피드(120)는 다수의 메일 허브들 사이에서 분할된다. 1차 메인 허브(822)와 2차 메인 허브(824)는 메인 허브들에 의한 1차 피드(118) 및 2차 피드(120)의 수신을 가능하게 하는 리던던트 RF 섹션들(848)을 갖는다(서비스되는 각각의 대역에 대해서). 1차 메인 허브(822)와 2차 메인 허브(824)는, 도 8에 도시된 것처럼, 1차 및 2차 광 모듈(850)을 통해 1차 확장 허브(826)와 2차 확장 허브(828)에 교차 접속된다(804). 1차 확장 허브(826)와 2차 확장 허브(828) 또한, 확장 허브 내의 1차 및 2차 리모트 유닛 드라이브 모듈(852) 및 RU-A1(830) 내의 1차 및 2차 광학 섹션(854)을 통해 다수의 RU들, RU-A1(830) 및 RU-A2(832)에 교차 접속된다(806). 다른 실시예에서, RU-A2(832) 광학 프론트 엔드(optical front end)는 1차 및 2차 광 신호들 사이의 선택을 수행하는 광 스위치(856), 및 광 신호를 다시 RF로 변환하는 광학 섹션(854)을 포함한다. RU들은 다른 RU들과 중첩하는 안테나 방사 패턴(712)을 갖는 것으로 리던던시를 달성한다.
도 9는 로컬 BTS(902)와 원격 BTS(904)의 조합에 의해 신호를 공급받는 공공 안전 시스템(900)을 나타낸다. 원격 BTS(904)는 공공 안전 아키텍처를 위한 2차 피드(120)이다. DAU(924)와 DDU(924) 사이뿐만 아니라 DAU(924)와 DRU(926) 사이의 상호 접속은 시스템(900)의 1:1 리던던시를 나타낸다. 리던던시 기능을 보다 잘 설명하기 위해, BTS, RF 접속, 파이버, DAU, DDU 또는 DRU의 임의의 장애는 대체 경로를 통해 신호를 다시 라우팅함으로써 수용될 것이다.
도 9를 참조하면, 피드의 리던던시는 지상 기지국(902)으로부터의 1차 피드(118) 및 지상 타워(906)로부터의 오프-에어 2차 피드(120)에 의해 제공된다. 각각이 리던던트 RF 섹션과 디지털 레벨에서의 교차 접속(908)을 갖는, 예를 들면, DAU인 호스트 유닛의 리던던시가 RF 헤드엔드 I(910)에서 제공된다. TD-1(912)은 듀얼 파이버 링크로 신호를 공급받는 리던던트 분배 유닛들의 세트를 제공함으로써, 파이버 링크 리던던시를 제공한다. 이중 파이버 링크로 신호를 공급받는 DRU에 의해 원격 위치에서의 리던던시가 제공되어, 추가적인 파이버 링크 리던던시를 추가한다.
도 9를 참조하면, 1차 피드(118) 및 2차 피드(120)를 위해 두 개의 다른 피드가 이용된다: 기지국 (902) 피드 및 매크로 타워(906)로부터의 오프-에어 지향성 안테나(914) 픽업. 피드들의 상이한 속성 때문에, 도 3의 통합된 DAU(300)에 도시된 바와 같이 상이한 유형의 RF 섹션들이 이용된다. 1차 통합 DAU(916) 및 2차 통합 DAU(918)의 DSP들은 도 7과 관련하여 논의된 것처럼 상호 접속된다.
1차 및 2차 광섬유(920)는 RF 헤드엔드 1(910) 내의 1차 통합 DAU(916) 및 2차 통합 DAU(918)로부터의 데이터 스트림들을 2차 헤드엔드 TD-1(912) 내의 DDU들로 전달한다. 이 구현예에서, 1차 통합 DAU(916)로부터의 1차 광섬유(922)는 TD-1(912) 내의 4개의 DDU(924)에 접속된다. 그 다음, DDU(924)들은 데이터 스트림을 복제하고 이들을 28개의 DRU(926)들에 전달 또는 재 브로드캐스팅한다.
도 9에 도시된 실시예에서, 2차 피드(120)는 1차 통합 DAU(916) 및 2차 통합 DAU(918)에 제공된다. 이 실시예에서는 (예를 들어, 기지국으로부터 및/또는 오프-에어로부터의) 혼합 신호 유형 피드로 인해, 호스트 유닛은 2가지 유형의 RF 모듈을 가질 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 오프-에어 피드를 위해, 통합 DAU 유닛은 전력 증폭기 및 저잡음 증폭기를 구비한 RF 모듈을 가질 것이다. 베이스 스테이션 피드를 위해, 통합 DAU 유닛은 PA 및 LNA가 없는 RF 모듈을 가질 것이다.
도 10은 2개의 로컬 BTS의 조합에 의해 신호를 공급받는 공공 안전 시스템(1000)을 나타낸다. 2차 BTS(1002)는 핫 스왑가능(hot swappable) 대기 모드에 있다. 리던던시는 기지국 레벨(리던던트 BTS(1002, 1004)의 세트)에서, 헤드엔드(1010) 레벨(각각이 리던던트 RF 섹션과 디지털 레벨에서의 교차 접속을 갖는 리던던트 호스트 유닛, 1차 DAU(1006) 및 DAU(1008)의 세트)에서, 2차 헤드엔드(1012) 레벨(이중 파이버 링크에 의해 신호를 공급받는 리던던트 분배 유닛들 DDU(924) => 파이버 링크 리던던시)에서, 그리고 원격 레벨(이중 파이버 링크에 의해 신호를 공급받는 DRU(926) => 파이버 링크 리던던시)에서 제공된다. 피드들이 기지국들로부터 공급되기 때문에, 호스트 유닛들은 모두 도 1에 도시된 것과 같은 로컬 DAU(100)일 수 있다.
도 11은 2개의 원격 BTS들의 조합으로부터 오프-에어 신호들(1102)이 공급되는 공공 안전 시스템(1100)을 나타낸다. 도 10과 관련하여 논의된 것과 유사한 방식으로 리던던시가 제공된다. 상이한 도너(donor) 사이트들을 향하는 리던던트 도너 지향성 안테나(1104)들이 RF 신호를 수신한다. 도 2의 중계기 DAU(200)에 도시된 바와 같이, 각각이 리던던트 RF 섹션들 및 디지털 레벨에서의 교차 접속을 갖는 리던던트 호스트 유닛들(1106, 1108)은 RF 신호들을 수신하고 통합된 중계기 기능을 이용하여 수신된 RF 신호들을 증폭시킨다. 이중 파이버 링크로 신호를 공급받는 리던던트 분배 유닛들 DDU(924)는 파이버 링크 리던던시를 제공한다. 이중 파이버 링크로 리모트 유닛들에 신호를 공급하여 추가적인 파이버 링크 리던던시를 제공함으로써, 리모트 유닛들 DRU(926)에 있어서의 리던던시가 제공된다.
도 12는 1차 DRU(1202) 및 핫 스왑가능 2차 DRU(1204)를 이용하는 공공 안전 시스템(1200)을 나타낸다. 도 7에 도시된 리던던트 시스템에서, 각각의 시스템 요소는 리던던트 방식으로 구현된다: 리던던트 호스트를 포함하는 메인 헤드엔드; 리던던트 DDU들을 포함하는 2차 헤드엔드; 및 DRU들에서 리던던시를 제공하기 위해 중첩되는 커버리지 영역을 갖는 DRU들을 포함하는 터널/스테이션 분배. 도 12는, 중첩 커버리지 영역을 이용하지 않고, 리던던시를 제공하기 위해 원격 레벨에서 리던던트 2차 DRU(1204)가 이용되는 또 다른 가능한 구현예를 도시한다.
도 12에 도시된 실시예에서, 리던던트 DRU들에 의해 제공되는 이점이 상기 리던던트 DRU들과 연관된 추가적인 시스템 비용을 능가하는, 백업 보호를 강조하는 애플리케이션과 같은 상황에서 리던던시가 제공된다. 이 구현예에 있어서, 상시 대기 모드에서는 1:1 리던던시가 제공된다. 디폴트 동작에서, 2차 DRU(1204)는 활성이지만, 1차 DRU(1202)에 의해 수신된 신호를 처리하지 않는다. 이 동작에 관한 추가 설명은 도 17과 관련하여 제공된다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 중복된 엘리먼트들이 병렬로 동작하여 시스템 요소/컴포넌트 중 어떤 것이라도 장애를 일으키면 다른 요소/ 컴포넌트가 감소된 또는 최소의 전환 시간으로 시스템 작업을 계속 실행하도록 준비가 되어 있는 이중 모듈 리던던시(Dual Modular Redundancy: DMR)의 변형을 포함하는 아키텍처가 이용된다. 본 발명의 실시예들은 핵심 요소의 성능이 모니터링되고 장애가 검출되면 시스템 컴포넌트를 자동으로 재구성하기 위해 의사 결정 로직에 의해 정보가 사용되는 능동 리던던시(Active Redundancy) 시스템을 활용한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 피드 및 호스트 리던던시를 나타내는 공공 안전 시스템(1300)의 블록도이다. 1차 피드(118) 및 2차 피드(120)는 스플리터/결합기(1306)를 통해 1차 통합 DAU(1302) 및 2차 통합 DAU(1304)로 전달되어, 1차 통합 DAU(1302)의 리던던트 RF 섹션(1308) 및 2차 통합 DAU(1304)의 제2 리던던트 RF 섹션(1310)으로 공급된다. 도 13에 도시된 바와 같이, 1차 통합 DAU(1302) 와 2차 통합 DAU(1304) 모두는 하나 이상의 대역(예를 들어, 700 대역 및 800 대역)에서 1차 및 2차 RF 섹션을 모두 갖는다. 몇몇 실시예에서, 1차 통합 DAU(1302) 및/또는 2차 통합 DAU(1304)는 2개의 대역에서 1차 및 2차 RF 섹션을 제공하는 4대역(quad-band) 유닛이다. 따라서, 1차 피드(118)는 1차 RF 섹션(1320)과 2차 RF 섹션(1313)에 제공되고, 2차 피드(120)는 1차 RF 섹션(1311)과 2차 RF 섹션(1322)에 제공된다. 1차 피드(118)와 2차 피드(120)는 모두 디지털 도메인으로 변환되고 각각의 DAU 내의 DSP 유닛(1312) 내에서 처리된다. 1차 통합 DAU(1302)는 DSP 유닛(1312)에 의해 제공되는 디지털 신호 처리 기능을 이용하여, 1차 BTS(1314) 또는 2차 소스(1316)에 의해 제공되는 1차 피드(118) 또는 2차 피드(120)의 모니터링 및/또는 선택, 및 1차 호스트 장애로 인해 1차 피드(118) 또는 2차 피드(120)가 이용가능하지 않은 경우 DAU들(예를 들어, 2차 통합 DAU(1304))을 접속하는 파이버(1318)를 통해 수신되는 2차 통합 DAU(1304)로부터의 1차/2차 피드의 모니터링 및/또는 선택의 두 개의 결정 포인트를 구현한다. 당업자는 DAU들을 접속하는 파이버(1318)가 도 7의 교차 접속(706)에 대응한다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
디폴트 동작에서, 1차 호스트(1차 통합 DAU(1302))를 고려하면, 1차 RF 섹션(1320)에 의해 처리된 1차 피드(118)와 2차 RF 섹션(1322)에 의해 처리된 2차 피드(120) 모두는 ADC(1324)들을 사용하여 디지털 신호로 변환되고 자동화된 선택 포인트(Automated Selection Point) 1a(ASP1a)(1326)로 제공된다. ASP1a(1326)을 구현하는 로직에 의해 표현되는 스위치는 1차 피드(118)와 연관된 디지털 신호가 디폴트로 ASP1a(1326)를 통과하도록 설정된다. ASP1a(1326)에 의해 통과된 디지털 신호는 선택적인 800MHz 대역에서 디지털 신호를 수신하는 제2 ASP1b(1328)를 통과한 선택적인 디지털 신호와 결합된다. 이렇게 해서, 호스트에 구현된 각 대역에 대해서 ASP1 로직이 제공된다.
이 결합된 신호의 복사본인 로컬 데이터 스트림 1334를 2차 통합 DAU(1304)의 자동화된 선택 포인트 2(ASP2)(1333)로 제공하기 위해 스플리터(1330)가 사용된다. 1차 통합 DAU(1302)의 ASP2(1332)에 의해 제공된 상기 결합된 신호가 브로드캐스팅에 적합하면, ASP2(1332)를 구현하는 로직에 의해 표현되는 스위치는 DDU로의 전달을 위해 상기 결합된 신호를 통과시킨다. 유사한 동작이 1차 피드(118) 및 2차 피드(120)를 또한 수신하는 2차 통합 DAU(1304)에서 함께 또는 동시에 행해진다. 디폴트 동작으로부터의 변형도 본 발명의 실시예들에 의해 제공된다.
제1 결정 포인트에서, 자동화된 선택 포인트 1a(ASP1a)(1326)는 1차 피드(118)(신호)를 통과시키거나, 만약 1차 피드(118)의 손실이 검출되면(예를 들어, 1차 BTS(1314) 또는 1차 RF 섹션(1320) 장애로 인해 발생할 수 있음) 2차 RF 섹션(1322)에 의해 출력된 2차 피드(120)(신호)로 스위칭한다. 이렇게 해서, ASP1a(1326)에서 이루어지는 1차 RF 섹션(1320)과 2차 RF 섹션(1322) 각각에 연결된 ADC들(1324)에 의해 출력된 디지털 신호들의 측정은, ASP1a(1326)로 하여금 디폴트로서 1차 피드(118)를 통과시키거나 1차 피드(118)(신호)의 품질이 문턱값보다 낮으면 2차 피드(120)(신호)로 스위칭할 수 있게 한다. 이렇게 해서, 만약 1차 피드의 성능이 문턱값보다 낮으면, ASP1a는 2차 피드로 스위칭할 수 있고, 이2차 피드는 스플리터(1330)로 전달될 수 있다.
제2 결정 포인트에서, 로컬 데이터 스트림(1334)의 손실이 검출되면(예를 들어, 양 RF 섹션들 또는 ADC/DAC 회로 장애로부터 발생할 수 있음), 제2 자동화된 선택 포인트(ASP2)(1332)는 로컬 데이터 스트림(1334)을 통과시키거나 2차 호스트(2차 통합 DAU(1304))에 의해 제공되는 외부 데이터 스트림(1336)으로 스위칭한다. 일 실시예에서, ASP2(1332)는 디폴트로서 로컬 데이터 스트림(1334)을 통과시킬 것이다.
일 실시예에서, 1차 RF 섹션(1320)과 2차 RF 섹션(1322) 모두의 장애(예를 들어, 문턱값 이하의 성능)가 발생하여 ASP1a(1326)으로부터의 출력의 손실을 일으키면(제2 대역에서 신호가 없다고 가정할 때), 스플리터(1330)에서 어떠한 신호도 수신되지 않을 것이다. 이 실시예에서, ASP2(1332)는 따라서 로컬 데이터 스트림(1334)의 품질이 문턱값 아래이면 재 브로드캐스팅을 위한 외부 데이터 스트림(1336)을 선택할 것이다. 외부 데이터 스트림(1336)은 2차 통합 DAU(1304) 내의 ASP1a(1327)의 출력이다. 이렇게 해서, 2차 통합 DAU(1304)로부터의 디지털 콘텐츠는 1차 통합 DAU(1302) 내의 ASP2(1332)에 외부 데이터 스트림(1336)으로서 전달되고, 그리고나서 1차 파이버들(1338)로 전달된다. 1차 파이버들은 하나 이상의 디지털 광 출력 포트(1348)에 접속된다. 하나 이상의 디지털 광 출력 포트는 1차 DDU에 접속된 제1 디지털 광 출력 포트 및 2차 DDU에 접속된 제2 디지털 광 출력 포트를 포함한다.
따라서, DAU들의 RF 섹션들 간의 디지털 교차 접속은 도 7과 관련하여 앞서 논의된 것과 같은 실시예들에 의해 제공된다. 결과적으로, 시스템(1300)은 1차 및 2차 DDU로의 1차 파이버(1338) 및 2차 파이버(1340) 상의 신호를 각각 유지할 수 있다. 이렇게 해서, 본 발명의 실시예들은, 1차 통합 DAU(1302) 또는 2차 통합 DAU(1304)에서의 RF 섹션 및/또는 DSP 유닛에 장애가 있는 경우에도, 1차 파이버(1338) 및 2차 파이버(1340)의 어느 하나 또는 모두 상의 동작 신호들이 유지될 수 있게 한다. 몇몇 구현예에서, ASP1a(1326) 또는 ASP1b(1328) 또는 ASP2(1332) 스위칭 시간은 수초 미만이고, 예를 들어, 2초 미만이다.
도 13에서는, 800MHz 대역이 선택적인 것으로 도시된다. 800MHz 대역이 이용되면, DSP 유닛(1312)은 각 대역과 연관된 1차 및 2차 RF 섹션으로부터의 양 대역에 대한 1차 및 2차 데이터 스트림을 수신한다. 예시된 실시예에서, DSP 유닛(1312)은 1차 800MHz 데이터 스트림(1342)과 2차 800MHz 데이터 스트림(1344)을 수신한다. 800MHz 대역은 1차 800MHz 데이터 스트림(1342)을 통과시키거나 800MHz 대역에서 1차 데이터 스트림(1342)의 손실이 검출되면 2차 RF 섹션(1346)에 의해 출력되는 2차 800MHz 데이터 스트림(1344)으로 스위칭하는 제2 자동화된 선택 포인트 1(ASP1b)를 포함한다. 서로 다른 대역을 나타내는 데이터 스트림들은 집합된 다음 제2 자동화된 선택 포인트(ASP2)(1332)로 전달되고, ASP2(1332)는 로컬 데이터 스트림(1334)을 통과시키거나 상기 로컬 데이터 스트림(1334)의 손실이 검출되면 2차 호스트(2차 통합 DAU(1304))에 의해 제공되는 외부 데이터 스트림(1336)으로 스위칭한다.
1차 통합 DAU(1302) 및 2차 통합 DAU(1304) 모두에서, 1차 및 2차 스트림이 DSP 유닛(1312)으로 제공된다. 리던던트 RF 섹션(1308)에 장애가 발생하고 1차 통합 DAU(1302)가 두 데이터 스트림을 모두 잃도록 1차 통합 DAU(1302)에 장애가 발생하면, 시스템(1300)은 자가 치유를 제공할 수있다. 시스템(1300)은 2차 통합 DAU(1304) 내의 DSP 유닛(1312)에 의해 생성된 데이터 스트림(예를 들어, 1차 RF 섹션 데이터 스트림)을 사용할 수 있고 이 데이터 스트림을 1차 통합 DAU(1302) 내의 DSP 유닛(1312)으로 전달할 수 있다. 시스템은 1차 통합 DAU(1302) 내의 DSP 유닛(1312) 내의 ASP2(1332)를 통해 데이터 스트림을 통과시킨 후에 데이터 스트림을 1차 DDU들로 전송할 수 있다. 동일한 데이터 스트림이 2차 통합 DAU(1304)에 의해 2차 DDU들로 제공될 것이다. 따라서, 1차 및 2차 데이터 스트림은 모두 DAU들(메인 헤드엔드)을 접속하는 파이버(1318)와 DDU 유닛들(2차 헤드엔드) 상에서 유지될 수 있다. 1차 데이터 스트림이 2차 통합 DAU(1304) 내의 DSP 유닛(1312)에 의해 생성되면, 이 1차 데이터 스트림은 2차 헤드엔드로의 전송을 위해 1차 통합 DAU(1302) 내의 DSP 유닛(1312)에 제공된다. 2차 데이터 스트림이 2차 통합 DAU(1304) 내의 DSP 유닛(1312)에 의해 생성되면, 이 2차 데이터 스트림은 2차 헤드엔드로의 전송을 위해 1차 통합 DAU(1302) 내의 DSP 유닛(1312)에 제공된다. 1차 통합 DAU(1302)의 동작과 관련하여 제공되는 논의는 적절하게 2차 통합 DAU(1304)에 적용가능하다는 점에 유의한다. 당업자는 많은 변형, 수정 및 대안을 인식 할 것이다.
도 13의 모든 컴포넌트는 활성 상태일 수 있고 리던던시를 제공하기 위해 병렬로 동작할 수 있다. ASP 포인트는 시스템의 모니터링 상태에 기초하여 신호를 재 라우팅할 수 있다. ASP 포인트는 디지털 도메인과 연관된 임의의 데이터를 모니터링할 수 있다. 디지털 신호의 파워를 모니터링하는 것에 더하여, 1차 피드(118) 및/또는 2차 피드(120)의 품질을 결정하기 위해 신호의 I/Q 콘텐츠가 분석될 수 있다. 따라서, 피드의 모니터링 및 분석은 신호의 완전한 손실(예를 들어, 1차 피드(118)의 절단)에 한정되지 않고, 신호의 품질과 관련된 메트릭들을 포함할 수 있다.
도 20은 완전 리던던시 디지털 DAS 아키텍처의 기본 구조를 나타내는 본 발명의 일 실시예에 의한 업링크 리던던시를 나타내는 블록도이다. 다수의 업링크 1차 데이터 스트림들이 1차 및 2차 DDU로부터 각각 1차 파이버(1338) 및 2차 파이버(1340) 상에서 수신된다. 도시된 실시예에서, 다수의 DDU들로부터 1차 통합 DAU(1302)에서 수신된 업링크 데이터 스트림들은 700MHz 대역에 대해서 1차 업링크 피드를 운반하는 1차 데이터 스트림 P1P 2002; 700MHz 대역에 대해서 2차 업링크 피드를 운반하는 1차 데이터 스트림 P1S 2004; 800MHz 대역에 대해서 1차 업링크 피드를 운반하는 1차 데이터 스트림 P2P 2006; 및 800MHz 대역에 대해서 2차 업링크 피드를 운반하는 1차 데이터 스트림 P2S 2008을 포함한다. 또한, 다수의 DDU들로부터 2차 통합 DAU(1304)에서 수신된 업링크 데이터 스트림들은 700MHz 대역에 대해서 1차 업링크 피드를 운반하는 2차 데이터 스트림 S1P 2010; 700MHz 대역에 대해서 2차 업링크 피드를 운반하는 2차 데이터 스트림 S1S 2012; 800MHz 대역에 대해서 1차 업링크 피드를 운반하는 2차 데이터 스트림 S2P 2014; 및 800MHz 대역에 대해서 2차 업링크 피드를 운반하는 2차 데이터 스트림S2S 2016을 포함한다.
DSP 유닛(1312)은 ASP1c(2018)을 구현하도록 구성된다. ASP1c(2018)는 디폴트로 1차 업링크 피드를 운반하는 데이터 스트림을 통과시킨다(P1P 2002, P2P 2006, S1P 2010, S2P 2014). ASP1c(2018)는, 1차 업링크 피드의 손실이 검출되면(1차 광 경로 손실, 또는 1차 hdDDU 장애), 1차 업링크 피드를 운반하는 데이터 스트림을 모니터링하고 2차 업링크 피드를 운반하는 데이터 스트림(P1S 2004, P2S 2008, S1S 2012, S2S 2016)으로 스위칭하도록 구성될 수 있다. ASP1c의 출력은 합산되어 로컬 업링크 데이터 스트림(2020)을 생성하고 ASP2b(2022)로 전달될 수 있다.
로컬 업링크 데이터 스트림(2020)은 ASP2b(2022)에서 DSP 유닛(1312)에 의해 분할되고 로컬 업링크 데이터 스트림(2020)의 복사본은 제2 통합 DAU(1304)로 전송된다. ASP2b(2022)는 로컬 업링크 데이터 스트림(2020)을 모니터하고 스위치를 사용하여 출력을 제어하는 로직을 포함할 수 있다. 로컬 업링크 데이터 스트림(2020)의 특성이 신호 또는 데이터 스트림 문턱값을 충족시키지 않으면, ASP2b(2022)는 2차 통합 DAU(1304)로부터의 백업 업링크 데이터 스트림(2026)을 선택할 수 있다. 몇몇 실시예에서, ASP2b(2022)는 ASP1c(2018)로부터 로컬 업링크 데이터 스트림(2020)의 무결성(integrity)과 관련된 데이터를 수신할 수 있다. ASP2b(2022)로부터 출력된 업링크 데이터 스트림은 스플리터/결합기(2028)에 의해 적절한 RF 섹션으로 전달된다. 업링크 데이터 스트림은 ASP1a(1326) 및 ASP1b(1328)에서 추가로 분리되어 700MHz 1차 RF 섹션(1320)과 700MHz 2차 RF 섹션(1322)과 800MHz 1차 RF 섹션(1345)과 800MHz 2차 RF 섹션(1346)으로 각각 전송된다. 몇몇 구현예에서, ASP1(1326)은 리던던트 RF 섹션에 대한 상태를 수신하고 스위치를 사용하여 업스트림 신호를 수신할 RF 섹션을 선택할 수 있다. RF 스위치(RF SW-PP)(2030)는 1차 통합 DAU(1302)로부터의 1차 RF 신호를 통과시키거나, 1차 RF 신호가 손실되면 2차 통합 DAU(1304)로부터의 RF 신호로 스위칭한다. RF SW-SP(2032)는 2차 통합 DAU(1304)로부터의 1차 RF 신호를 통과시키거나, 1차 RF 신호가 손실되면 1차 통합 DAU(1302)로부터의 2차 RF 신호로 스위칭한다. 양 RF 스위치는 RF 신호를 연관된 기지국에 전달한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 의한 DDU(400) 파이버(피드) 리던던시 및 집합(aggregation) 기능을 나타내는 블록도이다. 디폴트 동작 모드에서, 디지털 분배 유닛(DDU)(400)은 메인 헤드엔드(410) 위치에 위치된 1차 호스트 유닛(1차 DAU(402)) 및 2차 호스트 유닛(2차 DAU(404))으로부터 1차 디지털 데이터 스트림(418)과 2차 디지털 데이터 스트림(420)을 수신하고, 이들은 1차 데이터 스트림(418)과 2차 데이터 스트림(420)으로 칭해질 수 있다. 메인 자동화된 선택 포인트 3a(ASP3a)(1402)는 디폴트로 1차 데이터 스트림(418)을 통과시키거나, 1차 데이터 스트림(418)의 손실이 검출되면(예를 들어, 1차 호스트(1차 DAU(402)) 장애 또는 호스트와 DDU를 접속하는 1차 파이버 광 케이블(1406)의 장애로부터 일어날 수 있음) 2차 데이터 스트림(420)으로 스위칭한다.
도 14는 로컬 헤드엔드(422)로부터의 1차 로컬 데이터 스트림(422)과 2차 로컬 데이터 스트림(424)에 의해 표현되는 로컬 콘텐츠를 도시한다. 이렇게 해서, DDU(1400)는 디지털 데이터 스트림으로 변환된 로컬 콘텐츠를 수신하고 집합하는 능력을 갖는다(예를 들어, 700MHz 또는 800MHz 대역에서). 예를 들어 로컬 헤드엔드로 표현되는 별도의 자치체(municipality)로부터의 로컬 콘텐츠가 존재하면, 로컬 ASP3b(1404)는 소형 폼팩터 포트(small form factor port: SFP) 3 및 SFP4에서 데이터 스트림을 수신하고, 디폴트로 1차 로컬 데이터 스트림(422)을 통과시키거나나 1차 로컬 데이터 스트림(422)의 손실(예를 들어, 문턱값 이하의 동작)이 검출되면 2차 로컬 데이터 스트림(424)으로 스위칭한다. 결합기(1408)는 집합된 데이터를 DRU들에 전달하기 위해 메인 ASP3a(1402) 및/또는 로컬 ASP3b(1404)에 의해 제공되는 데이터 스트림을 합산한다.
도 14에 도시된 구현에서, 1차 및 2차 DDU는 모두 유사한 기능을 갖는다는 점에 유의한다. DDU의 DSP 유닛(1412) 내부에서 행해지는 처리는 원격으로 갱신(update)/재구성될 수 있다. ASP 포인트는 시스템의 모니터링 상태에 기초하여 신호를 라우팅한다. ASP 포인트는 디지털 도메인과 연관된 임의의 데이터를 모니터링할 수 있다. 디지털 데이터 스트림의 품질을 모니터링하는 것에 더하여, 1차 피드(118) 및 2차 피드(120)의 품질을 결정하기 위해 신호와 연관된 I/Q 콘텐츠를 분석할 수 있다. ASP3을 구현하는 로직은 밀리초(millisecond) 단위의 스위칭 시간을 제공할 수 있다.
도 21은 메인 헤드엔드 및 로컬 헤드엔드 피드에 대한 DDU 업링크 신호 리던던시를 나타내는 블록도이다. DDU(1400)는 복수의 입력 포트(2104)에 접속된 복수의 파이버 광 접속(2102)을 통해 DRU들에 의해 생성된 업링크 디지털 데이터 스트림을 수신한다. 복수의 입력 포트(2104)는 DSP 유닛(1412)에 연결된다. 몇몇 실시예에서, DSP 유닛(1412)은 DRU들에 의해 생성된 업링크 디지털 데이터 스트림을 처리하는 로직을 포함할 수 있다. DSP 유닛(1412)은 다수의 DRU들로부터 오는 업링크 디지털 데이터 스트림들을 결합하는 합산기(2106)를 포함한다. 다음으로, DSP 유닛(1412)은 업링크 디지털 데이터 스트림을 2개의 신호, 즉, 메인 헤드엔드(410)를 위한 제1 업링크 디지털 데이터 스트림(2110)과 로컬 헤드엔드(412)를 위한 제2 업링크 디지털 데이터 스트림(2112)으로 분리하는 스플리터(2108)로 업링크 디지털 데이터 스트림을 전달한다. 메인 ASP3a(1402)는 1차 광 경로(2114) 및 2차 광 경로(2116)를 통한 메인 헤드엔드로의 동시 전송을 위해 제1 업링크 디지털 데이터 스트림(2110)을 분할한다. 로컬 ASP3b(1404)는 1차 광 경로(2118) 및 2차 광 경로(2120)를 통한 로컬 헤드엔드(412)로의 동시 전송을 위해 제2 업링크 디지털 데이터 스트림(2112)을 분할한다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 의한 파이버-원격 리던던시를 나타내는 블록도이다. 도 15는 디지털 리모트 유닛(DRU)(1500)의 요소들 및 DRU에서 제공되는 리던던시를 나타낸다. DRU(1500)는 디지털 분배 유닛인 1차 DDU(510)와 2차 DDU(512)로부터 1차 디지털 데이터 스트림(520)과 2차 디지털 데이터 스트림(522)을 수신한다. 1차 디지털 데이터 스트림(520)과 2차 디지털 데이터 스트림(522)은 각각 1차 광 포트(1512)와 2차 광 포트(1514)에서 수신된다. 자동화된 선택 포인트 4a(Automated Selection Point 4a: ASP4a)(1502)는 1차 디지털 데이터 스트림(520)을 통과시키거나 1차 디지털 데이터 신호의 손실이 검출되면(예를 들어, 1차 DDU(510)의 장애 또는 1차 파이버 광 케이블(1504)의 장애로 인해 발생할 수 있음) 2차 디지털 데이터 스트림(522)으로 전환한다. 합산(summing) 뿐만 아니라, 이용되는 선택적인 대역에 대해서 유사한 처리가 적절하게 수행될 수있다. 적절하게 다중화 한 후, RF 섹션(1530)은 누설 동축 케이블 또는 스테이션 안테나를 포함하는 브로드캐스팅 매체를 통한 후속 브로드캐스팅을 위해 디지털 신호를 아날로그 도메인으로 변환한다.
FPGA를 이용하여 DSP 유닛(1524)을 구현함으로써, DSP 유닛(1524)에 의해 실행되는 처리가 적절하게 원격으로 갱신/재구성될 수 있다. ASP 포인트는 시스템의 모니터링 상태에 기초하여 신호를 라우팅한다. ASP 포인트는 디지털 도메인과 연관된 임의의 데이터를 모니터링할 수 있습니다. 디지털 데이터 스트림의 품질을 모니터링하는 것에 더하여, 1차 피드(118) 및 2차 피드(120)의 품질을 결정하기 위해 신호와 연관된 I/Q 콘텐츠가 분석될 수 있다. 또한, DRU(1500) 내의 ASP4a(1502)에 있어서 스위칭 시간은 밀리초 범위이다.
도 15에서는, 2차(예컨대, 800MHz) 대역에서 선택적인 1차 및 2차 데이터 스트림(1506)이 도시된다. 이렇게 해서, DRU(1500)는 상이한 대역들(예를 들어, 700MHz 또는 800MHz 대역들)에서 콘텐츠를 수신하고 집합하는 능력을 갖는다. 예를 들어, 별도의 자치체로부터의 선택적인 대역이 존재하면, 제2 ASP4b(1510)는 SFP3 및 SFP4에서 데이터 스트림을 수신하고, 선택적 대역 내의 1차 데이터 스트림을 통과시키거나 선택적 대역 내의 1차 데이터 스트림의 손실이 검출되면 선택적 대역 내의 2차 데이터 스트림으로 스위칭한다. 결합기(1508)는 DRU에서의 집합 데이터의 생성을 위해 메인 ASP4a(1502) 및/또는 선택적 대역 제2 ASP4b(1510)에 의해 제공되는 데이터 스트림들을 합산한다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 의한 로컬 집합을 통한 리모트 유닛 DRU(1500)에 있어서의 리던던시를 나타내는 블록도이다. 도 16은 도 15와 유사점을 공유하고 도 15와 관련하여 제공된 설명은 적절히 도 16에도 적용가능하다. DRU(1500)는 (예를 들어, 700MHz 또는 800MHz 대역에서) 디지털 데이터 스트림(1602)으로 변환된 로컬 콘텐츠를 수신하고 집합하는 능력을 갖는다. 이렇게 해서, DRU(1500)는 DDU에서 수행되는 로컬 콘텐츠 집합을 보충하거나 그 대신에 활용될 수 있는 로컬 콘텐츠 집합에 대한 대안적인 접근법을 제공한다. FPGA를 사용하여 DSP 유닛(1524)을 구현함으로써, DSP 유닛(1524)에 의해 실행되는 처리가 적절하게 원격으로 갱신/재구성될 수 있다.
도 16은 로컬 헤드엔드(1608)로부터의 1차 로컬 데이터 스트림(1610)과 2차 로컬 데이터 스트림(1612)으로 표현되는 로컬 콘텐츠를 도시한다. 이렇게 해서, DRU(1500)는 (예를 들어, 700MHz 또는 800MHz 대역들에서) 디지털 데이터 스트림(1602)으로 변환된 로컬 콘텐츠를 수신하고 집합하는 능력을 갖는다. 예를 들어 별도의 자치체로부터의 로컬 콘텐츠가 존재하면, 제2 ASP4b(1510)는 SFP3과 SFP4에서 데이터 스트림을 수신하고, 1차 로컬 데이터 스트림(1610)을 통과시키거나 1차 로컬 데이터 스트림(1612)의 손실이 검출되면 2차 로컬 데이터 스트림(1612)로 스위칭한다. DRU에서의 집합 데이터의 생성을 위해 결합기(1508)는 메인 ASP4a(1502) 및/또는 로컬 제2 ASP4b(1510)에 의해 제공되는 데이터 스트림들을 합산한다.
도 22는 1차 DDU, 2차 DDU 및 로컬 헤드엔드에 대한 DRU 업링크 신호 리던던시를 나타내는 블록도이다. DRU(1500)는 안테나(2202)로부터 RF 신호를 수신한다. 신호는 대역/채널 전용 RF 섹션(1530) 내에서 처리되고, 기저 대역으로 변환되어 아날로그-디지털 변환기(ADC)(2204)들로 전송된다. ADC들(2204)은 기저 대역 신호를 업링크 디지털 데이터 스트림으로 변환하고 DSP 유닛(1524)에 연결합다. DSP 유닛(1524)은 DSP 유닛(1524)에 연결된 ADC들(2204)로부터 오는 업링크 디지털 데이터 스트림들을 합산한다(2206). 다음으로, DSP 유닛(1524)은 합산된 업링크 디지털 데이터 스트림(2214)을 스플리터(2208)로 전달하고, 스플리터(2208)는 합산된 업링크 디지털 데이터 스트림을 2개의 신호, 즉, DDU들에 대한 제1 업링크 디지털 데이터 스트림(2210)과 로컬 헤드엔드(1608)에 대한 제2 업링크 디지털 데이터 스트림(2212)으로 분리한다. 제1 ASP4a(1502)는, 1차 광 경로(2216)를 통해 1차 DDU(510)로 그리고 2차 광 경로(2218)를 통해 2차 DDU(512)로 동시에 전송하기 위해, 제1 업링크 디지털 데이터 스트림(2210)을 분할한다. 제2 ASP3b(1510)는 1차 광 경로(2220) 및 2차 광 경로(2222)를 통해 로컬 헤드엔드(1608)로 동시에 전송하기 위해 제2 업링크 디지털 데이터 스트림(2212)을 분할한다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 의한 다수의 DRU들을 이용하는 리던던시를 나타내는 블록도이다. 후술하는 바와 같이, 리던던트 DRU(1704)는 통합된 이중 광 바이패스 스위치(1706) 및 RF 바이패스 스위치(1708)로 구현된다. 몇몇 구현예에서, 광 바이패스 스위치는 광 스플리터/결합기로 대체될 수 있다. 도 7에 도시된 것과 같은 실질적으로 중첩되는 안테나 커버리지 영역에 대한 대안으로서, 도 17에 도시된 구현예는 리던던트 DRU(1704)의 추가 비용이 리던던트 DRU(1704)의 사용에 의해 제공되는 추가적인 백업 보호에 의해 정당화되는 애플리케이션에 대해서 리던던트 DRU를 제공한다. 중첩되는 안테나 커버리지 영역과 함께 리던던트 DRU가 이용되는 도 7 및 도 17의 아키텍처의 조합이 구현될 수 있음에 유의한다. 당업자는 많은 변형, 수정 및 대안을 인식할 것이다.
도 17에 도시된 바와 같이, 1차 DRU(1702)는 1차 데이터 스트림(520)과 2차 데이터 스트림(522)을 1차 DDU(510)와 제2 DDU(512)로부터 수신한다. 디폴트 모드에서, 1차 데이터 스트림(520)은 1차 DRU(1702)의 DSP 유닛(1524)을 통해 처리되고, 1차 DRU(1702)의 RF 섹션(1710)에서 RF 신호로 변환되어, 누설 동축 케이블 또는 스테이션 안테나(1712)를 통해 브로드캐스팅된다. 정상 동작 중에, 2차 DRU(1704)는 활성이지만, 광 바이패스 스위치(optical bypass switch: OBS)(1706)에 의해 1차 DRU(1702)로 전달되는 1차 데이터 스트림(520)과 2차 데이터 스트림(522)을 수신하지 않는다. 정상 동작 중에, 1차 DRU(1702)는 1차 데이터 스트림(520)과 2차 데이터 스트림(522)을 모니터링하고, 몇몇 구현예에서는 디폴트로서 1차 데이터 스트림(520)을 사용하여 동작한다. 1차 데이터 스트림(520)에 장애가 있으면, 1차 DRU(1702)는 도 15 및 도 16과 관련하여 논의된 것처럼 1차 DRU(1702)의 ASP4a(1502)와 관련하여 논의된 바와 같이 2차 데이터 스트림(522)을 사용하는 것으로 스위칭할 수 있다.
1차 DRU(1702)에 장애가 있는 경우, OBS들(1706) 및 RF 바이패스 스위치(RFBS)(1708)는 바이패스 위치로 이동한다. 이 바이패스 위치에 있는 OBS들(1706)은 1차 데이터 스트림(520) 및 2차 데이터 스트림(522)을 2차 DRU(1704)로 전달하고/하거나 2차 DRU(1704)를 향하도록1차 데이터 스트림(520) 및 2차 데이터 스트림(522)의 방향을 바꾸도록 스위칭하고, 2차 DRU(1704)는 자동 선택 포인트 4a(ASP4a)(1502)에 연결된 입력 포트들(1714)에서 이들을 수신한다. 도 17에 도시된 실시예에서, OBS들(1706)은 RFBS(1708)와 함께 1차 DRU(1702)로 통합된다. 2차 DRU RF 출력(1716)은 RFBS(1708)로 제공되고, RFBS(1708)는 바이패스 위치에서 1차 DRU(1702)의 멀티플렉서(1718)로부터의 1차 DRU RF 출력(1720)이 아닌 2차 DRU(1704)로부터 수신된 RF 신호를 출력한다. 그 결과, 2차 DRU RF 출력(1716)이 누설 동축 케이블 또는 스테이션 안테나(1712) 또는 다른 적합한 브로드캐스트 장비로 향한다. 이렇게 해서, 이 동작 모드에서는, 광 신호가 2차 DRU(1704)의 입력 포트(1714)로 전달되고, 2차 DRU(1704)로부터의 RF 신호가 누설 동축 케이블 또는 스테이션 안테나(1712)로 전달될 것이다.
도 23은 이중 리던던트 DRU들로부터 1차 DDU 및 2차 DDU 로의 업링크 신호 리던던시를 나타내는 블록도이다. 1차 DRU(1702)는 안테나(2302)로부터 RF 신호를 수신한다. 1차 DRU(1702)가 동작하는 경우에는, 도 22의 DRU(1500)와 관련하여 논의된 바와 같이 업링크 신호들이 처리된다. 1차 DRU(1702)에 장애가 있으면, RFBS(1708) 및 OBS(1706)는 바이패스 위치로 스위칭하고, 업링크 신호들은 2차 DRU(1704)로 이동할 것이다.
도 18은 완전 리던던시 디지털 공공 안전 디지털 DAS 아키텍처(1800)의 기본 구조를 나타내는 본 발명의 일 실시예에 의한 단순화된 블록도이다. 도 18에 도시된 바와 같이, 아키텍처(1800)는 도 7과 일부 유사점을 공유하고, 도 7에 관한 설명은 적절하게 도 18에 적용가능하다. 1차 피드(118) 및 2차 피드(120)는 다수의 호스트 사이에서 분할된다.
메인 헤드엔드(1802)와 2차 헤드엔드(1804) 사이의 파이버 리던던시는 1차 호스트(1812)와 1차 DDU(1814) 사이의 제1 파이버 접속(1806) 뿐만 아니라 2차 호스트(1816)와 2차 DDU(1818) 사이의 제2 파이버 접속(1808)에 의해 제공된다. 리던던시를 위해, 1차 DDU(1814)와 2차 DDU(1818) 사이에 제 3 파이버 접속(1810)이 제공된다. 1차 DDU(1814)의 장애의 경우에, 호스트 유닛에 의해 제공되는 1차/2차 스트림은 기능하는 DDU의 DSP 블록(1820)으로부터 장애가 있는 DDU의 DSP 블록(1820)으로 전송될 것이다.
유사한 방식으로, 터널/스테이션 분배(1822)에 있어서의 리던던시는 1차 DDU(1814)와 1차 DRU(1826) 사이의 제4 파이버 접속(1824), 2차 DDU(1818)와 2차 DRU (1830) 사이의 제5 파이버 접속(1828), 그리고 1차 및 2차 DRU의 DSP 블록(1820) 사이의 파이버 접속에 의해 제공된다. DRU들 중 하나에 장애가 있는 경우, 작동중인 DRU로부터의 신호는 장애가 발생한 DRU의 안테나를 통한 브로드캐스팅을 위해 장애가 발생한 DRU로 라우팅될 수 있다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 의한 1차 또는 2차 피드를 선택하는 방법을 나타내는 단순화된 흐름도이다. 일 예로서, 이 방법은 DAU에서 RF 신호를 처리하는 단계를 포함할 수 있다. 먼저, DAU는 1차 RF 신호 및 2차 RF 신호를 수신한다(1902). 1차 및 2차 RF 신호는 유선 또는 무선 접속을 통해 로컬 BTS 또는 원격 BTS로부터 수신될 수 있다. 몇몇 구현예에서, RF 신호는 원격 BTS로부터 무선 통신으로(over the air) 수신될 수도 있다. 다음으로, DAU는 1차 및 2차 RF 신호를 디지털 도메인으로 변환한다(1904). 몇몇 구현예에서, DAU는 FPGA를 이용하여 ADC를 구현할 수 있다. 다른 구현예에서, DAU는 별도의 ADC를 사용하여 1차 및 2차 RF 신호를 디지털 도메인으로 변환할 수 있다. DAU는 자동화된 선택 포인트 1a(ASP1a)에서 1차 RF 신호를 디지털 1차 피드로서 수신하고 2차 RF 신호를 2차 디지털 피드로서 수신한다(1906).
몇몇 구현예에서, ASP1a는 디폴트로 1차 피드를 출력할 것이다. ASP1a는 1차 피드가 문턱값 이상인지 여부를 판단한다(1908). ASP1a는 디지털 신호 특성을 모니터링하거나 디지털화된 RF 신호를 분석하여 문턱값을 결정할 수 있다. ASP1a는 1차 피드가 문턱값 이상이면 1차 피드를 출력한다(1912). 1차 피드가 문턱값보다 낮으면, ASP1a는 2차 피드를 출력할 것이다(1910). 다음으로, ASP1a로부터의 출력은 DAU에 존재하는 다른 주파수 대역과 결합된다(1914).
결합된 출력은 2차 DAU와 제2 ASP인 ASP2로 전송될 수 있다(1916). DAU는 ASP2에서 2차 DAU 피드를 수신하고(1918) ASP2는 1차 피드가 문턱값 이상인지 여부를 판단한다(1920). 1차 피드가 문턱값 이상이면, ASP2는 광 포트를 사용하여 전송하기 위해 1차 피드를 출력한다(1922). ASP2가 1차 값이 문턱값보다 낮다고 판단하면, ASP2는 광 포트를 사용하여 전송하기 위해 2차 DAU 피드를 출력한다(1924).
도 19에 도시된 특정 단계들은 본 발명의 일 실시예에 의한 1차 또는 2차 피드를 선택하는 특정 방법을 제공한다. 대체 실시예에 의하면 다른 시퀀스의 단계들이 수행될 수도 있다. 예를 들어, 본 발명의 대체 실시예들은 위에서 약술된 단계들을 다른 순서로 수행할 수 있다. 또한, 도 19에 도시된 개별 단계는 적절하게 다양한 시퀀스로 수행될 수 있는 다수의 하위 단계들을 포함할 수 있다. 또한 특정 애플리케이션에 따라 추가 단계가 부가되거나 제거될 수 있다. 당업자는 많은 변형, 수정 및 대안을 인식 할 것이다.
도 25는 완전 리던던시 디지털 DAS 구조(2500)의 기본 구조를 나타내는 본 발명의 일 실시예에 의한 블록도이다. 아키텍처(2500)는 700MHz 대역 BTS(2502)와 800MHz 대역 BTS(2504)의 조합에 의해 신호를 공급받는 RF 헤드엔드(2538)를 포함한다. 700 MHz 대역 BTS(2502)는 700MHz 피드(2516)를 스플리터/결합기(2506)에 출력한다. 800MHz 대역 BTS(2504)는 800MHz 피드(2518)를 제2 스플리터/결합기(2520)에 출력한다. 상기 스플리터/결합기 요소들은 각 주파수에 있어서 1차 피드 및 2차 피드를 생성하고 4 개의 DAU, 즉, 700MHz 1차 DAU(2508), 700MHz 2차 DAU(2510), 800MHz 1차 DAU(2512) 및 800MHz 2차 DAU(2514)에 연결된다.
700MHz 1차 피드(2522)는 700MHz 1차 DAU(2508) 상의 입력 포트에서 수신된다. 상술한 바와 같이, DAU는 700MHz 1차 피드(2522)를 포함하는 1차 디지털 데이터 스트림을 생성한다. 700MHz 1차 DAU(2508)는 또한 제1 광섬유 접속(2530)을 통해 800MHz 1차 DAU(2512)로부터 1차 디지털 데이터 스트림을 수신한다. 700MHz 1차 DAU(2508)는 도 13에서 논의된 바와 같이 디지털 데이터 스트림들을 결합하고 광섬유 접속(2534)을 통해 1차 디지털 데이터 스트림을 복수의 DRU(2536)에 전송한다. 700MHz 2차 피드(2524)는 700MHz 2차 DAU(2510) 상의 입력 포트에서 수신된다. 상술한 바와 같이, DAU는 700MHz 2차 피드(2524)를 포함하는 2차 디지털 데이터 스트림을 생성한다. 700MHz 2차 DAU(2510)는 또한 제2 광섬유 접속(2532)을 통해 800MHz 2차 DAU(2514)로부터 2차 디지털 데이터 스트림을 수신한다. 700MHz 2차 DAU(2510)는 도 13에서 논의된 바와 같이 디지털 데이터 스트림들을 결합하고 광섬유 접속(2534)를 통해 2차 디지털 데이터 스트림을 복수의 DRU(2536)에 전송한다.
또한, 본 명세서에 기술된 실시예 및 예시들은 단지 설명을 위한 것이며, 당업자는 이에 대한 다양한 수정 또는 변경을 제시할 수 있고 이들은 본 출원의 사상과 목적 및 첨부된 청구항들의 범위 내에 포함된다.
표 1은 두문자어를 포함하는, 본 명세서에서 사용된 용어집이다.
표 1
용어집
ADC 아날로그-디지털 컨버터
BTS 기지국 송수신기
CDMA 코드 분할 다중 접속
CWDM 거친 파장 분할 다중화
DAU 디지털 액세스 유닛
DDC 디지털 다운 컨버터
DDU 디지털 분배 유닛
DNC 다운 컨버터
DRU 디지털 리모트 유닛
DSP 디지털 신호 처리
DUC 디지털 업 컨버터
DWDM 고밀도 파장 분할 다중화
FPGA 필드 프로그래머블 게이트 어레이
PA 전력 증폭기
RF 무선 주파수
RRH 리모트 무선 헤드
RRU 리모트 무선 헤드 유닛
UMTS 범용 이동 통신 시스템
WCDMA 광대역 코드 분할 다중 접속
WLAN 무선 근거리 통신망

Claims (18)

  1. 분산형 안테나 시스템(Distributed Antenna System: DAS)에서의 데이터 이송을 위한 리던던시 시스템에 있어서,
    복수의 디지털 액세스 유닛(Digital Access Unit: DAU) - 상기 복수의 DAU의 각각은 복수의 데이터 스트림을 공급받고 상기 복수의 DAU 중 다른 DAU들 사이에 디지털 신호를 이송하도록 동작가능함 -;
    복수의 디지털 분배 유닛(Digital Distribution unit: DDU) - 상기 복수의 DDU의 각각은 교차 접속 통신 경로들을 사용하여 상기 복수의 DAU의 각각과 통신함 -; 및
    복수의 디지털 리모트 유닛(Digital Remote Unit: DRU) - 상기 복수의 DRU의 각각은 교차 접속 통신 경로를 사용하여 상기 복수의 DDU의 각각과 통신함 -
    을 포함하는 리던던시 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 데이터 스트림의 각각은 RF BTS 신호들을 포함하는 리던던시 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 DAU의 각각은 디지털 신호 처리(digital signal processing: DSP) 유닛을 포함하는 리던던시 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 DAU 중 제1 DAU의 DSP 유닛은 상기 복수의 DAU 중 제2 DAU의 DSP 유닛에 디지털 데이터 신호를 전달하도록 동작가능한, 리던던시 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    원격 위치에 배치된 복수의 디지털 액세스 유닛(DAU)을 더 포함하고,
    상기 복수의 원격 DAU의 각각은 복수의 기지국 송수신기(Base Transceiver Station: BTS) 중 적어도 하나로부터 RF 또는 디지털 입력을 수신하도록 동작가능한,
    리던던시 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    복수의 송신/수신 셀을 더 포함하고,
    상기 복수의 송신/수신 셀의 각각은 복수의 DRU를 포함하는,
    리던던시 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 DRU와 상기 복수의 DDU의 각각 사이의 상기 교차 접속 통신 경로들은 광 통신 경로를 사용하는, 리던던시 시스템.
  8. 분산형 안테나 시스템(DAS)에 있어서,
    제1 입력 포트, 제2 입력 포트, 제1 출력 포트, 및 제2 출력 포트를 포함하는 1차 통합 디지털 액세스 유닛(DAU);
    제1 입력 포트, 제2 입력 포트, 제1 출력 포트, 및 제2 출력 포트를 포함하는 2차 통합 DAU;
    상기 1차 통합 DAU와 상기 2차 통합 DAU 사이의 접속부;
    제1 디지털 분배 유닛(DDU) - 상기 제1 DDU는,
    상기 1차 통합 DAU의 상기 제1 출력 포트에 연결된 제1 입력 포트;
    상기 2차 통합 DAU의 상기 제1 출력 포트에 연결된 제2 입력 포트;
    제1 출력 포트; 및
    제2 출력 포트를 포함함 -;
    제2 DDU - 상기 제2 DDU는,
    상기 1차 통합 DAU의 상기 제2 출력 포트에 연결된 제1 입력 포트;
    상기 2차 통합 DAU의 상기 제2 출력 포트에 연결된 제2 입력 포트;
    제1 출력 포트; 및
    제2 출력 포트를 포함함 -;
    제1 디지털 리모트 유닛 - 상기 제1 디지털 리모트 유닛은,
    상기 제1 DDU의 상기 제1 출력 포트에 연결된 제1 입력 포트;
    상기 제2 DDU의 상기 제1 출력 포트에 연결된 제2 입력 포트; 및
    RF 출력 포트를 포함함 -; 및
    제2 디지털 리모트 유닛 - 상기 제2 디지털 리모트 유닛은,
    상기 제1 DDU의 상기 제2 출력 포트에 연결된 제1 입력 포트;
    상기 제2 DDU의 상기 제2 출력 포트에 연결된 제2 입력 포트; 및
    RF 출력 포트를 포함함 -
    을 포함하는 분산형 안테나 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 디지털 리모트 유닛의 상기 RF 출력 포트에 연결된 제1 안테나 및 상기 제2 디지털 리모트 유닛의 RF 출력 포트에 연결된 제2 안테나를 더 포함하고,
    상기 제1 안테나와 연관된 제1 커버리지 영역은 상기 제2 안테나와 연관된 제2 커버리지 영역과 실질적으로 중첩되는, 분산형 안테나 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 1차 통합 DAU의 상기 제1 입력 포트에서 수신된 1차 피드는 기지국 송수신기(BTS)와 연관되는, 분산형 안테나 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 1차 통합 DAU의 상기 제2 입력 포트에서 수신된 2차 피드는 제2 BTS와 연관되는, 분산형 안테나 시스템.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 1차 통합 DAU의 상기 제2 입력 포트에서 수신된 2차 피드는 오프-에어 신호 소스와 연관되는, 분산형 안테나 시스템.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 1차 통합 DAU는 제1 디지털 신호 처리(DSP) 유닛을 포함하고, 상기 2차 통합 DAU는 제2 디지털 신호 처리(DSP) 유닛을 포함하며, 상기 1차 통합 DAU와 상기 2차 통합 DAU 사이의 디지털 접속부는 상기 제1 DSP 유닛과 상기 제2 DSP 유닛을 접속하는, 분산형 안테나 시스템.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 1차 통합 DAU 및 상기 2차 통합 DAU는 하나의 메인 헤드엔드 위치에 위치된, 분산형 안테나 시스템.
  15. 제8항에 있어서,
    상기 1차 통합 DAU의 상기 제1 입력 포트 및 상기 2차 통합 DAU의 상기 제1 입력 포트는 1차 피드를 수신하도록 구성되고,
    상기 1차 통합 DAU의 상기 제2 입력 포트 및 상기 2차 통합 DAU의 상기 제2 입력 포트는 2차 피드를 수신하도록 구성되는, 분산형 안테나 시스템.
  16. 제8항에 있어서,
    상기 1차 통합 DAU의 상기 제1 입력 포트와 상기 제2 입력 포트, 및 상기 2차 통합 DAU의 상기 제1 입력 포트와 상기 제2 입력 포트는 RF 입력 포트인 분산형 안테나 시스템.
  17. 제8항에 있어서,
    상기 1차 통합 DAU의 상기 제1 출력 포트와 상기 제2 출력 포트, 및 상기 2차 통합 DAU의 상기 제1 출력 포트와 상기 제2 출력 포트는 디지털 광 출력 포트인 분산형 안테나 시스템.
  18. 제8항에 있어서,
    상기 1차 통합 DAU와 상기 2차 통합 DAU 사이의 접속부는 디지털 접속부인 분산형 안테나 시스템.
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