KR20200123531A - 통신 신호를 처리하는 방법 및 이를 이용하는 통신 노드 - Google Patents

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KR20200123531A
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Abstract

본 발명의 실시 예에 분산 안테나 시스템 내에서 통신 신호를 처리하는 통신 노드는 부호비트열, 카운트 리딩 제로(count leading zero) 비트열, 및 추가 데이터 비트열로 구성된 통신 신호를 수신하여, 수신된 상기 통신 신호에 포함된 상기 카운트 리딩 제로 비트열 내의 데이터 출현 빈도를 모니터링하는 데이터 출현 빈도 모니터, 상기 카운트 리딩 제로 비트열 내의 데이터 출현 빈도에 기초하여, 상기 카운트 리딩 제로 비트열을 허프만 인코딩 알고리즘(Huffman encoding algorithm)에 따라 상응하는 암호어(codeword)로 인코딩하는 허프만 인코더 및 상기 인코딩 과정에서 상기 카운트 리딩 제로 비트열의 비트수가 감소한 경우, 상기 추가 데이터 비트열에 추가 비트를 할당하는 추가 비트 할당기를 포함한다.

Description

통신 신호를 처리하는 방법 및 이를 이용하는 통신 노드{METHOD FOR PROCESSING COMMUNICATION SIGNAL, AND COMMUNICATION NODE USING THE SAME}
본 발명은 통신 신호를 처리하는 방법 및 이를 이용하는 통신 노드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 카운트 리딩 제로 비트열을 허프만 인코딩 알고리즘(Huffman encoding algorithm)에 따라 상응하는 암호어(codeword)로 인코딩하고, 인코딩 과정에서 상기 카운트 리딩 제로 비트열의 비트수가 감소한 경우 상기 추가 데이터 비트열에 추가 비트를 할당할 수 있는 통신 신호를 처리하는 방법 및 이를 이용하는 통신 노드에 관한 것이다.
분산 안테나 시스템(Distributed Antenna System(DAS))은 복수의 안테나를 공간적으로 분산시켜 통신 음영지역이 발생하는 문제나 특정 지역에 높은 트래픽이 집중되는 문제 등을 해결할 수 있는 시스템이다.
분산 안테나 시스템은 기지국 신호가 도달되기 어려운 음역 지역에서도 통신 서비스를 제공할 수 있도록, 빌딩 내부, 터널, 지하철 등에 설치되고 있으며, 경기장, 대형 시설물 및 서비스 수요가 많은 장소 등에서도 원활한 통신 서비스 제공을 위해 이용된다.
분산 안테나 시스템을 통해서도 많은 데이터의 전송이 요구되고 있기 때문에, 데이터의 손실 압축이 불가피한 상황에서의 신호 품질 개선이 요구되고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 카운트 리딩 제로 비트열을 허프만 인코딩 알고리즘에 따라 상응하는 암호어로 인코딩하고, 인코딩 과정에서 상기 카운트 리딩 제로 비트열의 비트수가 감소한 경우 상기 추가 데이터 비트열에 추가 비트를 할당할 수 있는 통신 신호를 처리하는 방법 및 이를 이용하는 통신 노드를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 분산 안테나 시스템 내에서 통신 신호를 처리하는 통신 노드는 부호비트열, 카운트 리딩 제로(count leading zero) 비트열, 및 추가 데이터 비트열로 구성된 통신 신호를 수신하여, 수신된 상기 통신 신호에 포함된 상기 카운트 리딩 제로 비트열 내의 데이터 출현 빈도를 모니터링하는 데이터 출현 빈도 모니터, 상기 카운트 리딩 제로 비트열 내의 데이터 출현 빈도에 기초하여, 상기 카운트 리딩 제로 비트열을 허프만 인코딩 알고리즘(Huffman encoding algorithm)에 따라 상응하는 암호어(codeword)로 인코딩하는 허프만 인코더 및 상기 인코딩 과정에서 상기 카운트 리딩 제로 비트열의 비트수가 감소한 경우, 상기 추가 데이터 비트열에 추가 비트를 할당하는 추가 비트 할당기를 포함할 수 있다.
일부 실시 예에서, 상기 암호어로 인코딩 된 상기 카운트 리딩 제로 비트열은, 최초에 상기 통신 신호에 포함되어 있던 데이터에서 지수에 상응하는 정보를 포함할 수 있다.
일부 실시 예에서, 상기 추가 데이터 비트열은, 최초에 상기 통신 신호에 포함되어 있던 데이터에서 가수에 상응하는 정보를 포함할 수 있다.
일부 실시 예에서, 최초에 상기 통신 신호에 포함되어 있던 데이터에서 리딩 제로를 검출하여, 상기 카운트 리딩 제로 비트열을 생성하는 리딩 제로 디텍터를 더 포함할 수 있다.
일부 실시 예에서, 상기 허프만 인코더는, 상기 카운트 리딩 제로 비트열 내의 데이터 출현 빈도를 모니터링한 결과에 따라 허프만 인코딩 수행 조건을 충족시키는지 여부를 판단하여, 상기 허프만 인코딩 수행 조건을 충족시키는 경우에 한하여 상기 카운트 리딩 제로 비트열을 인코딩할 수 있다.
일부 실시 예에서, 상기 허프만 인코딩 수행 조건은, 상기 카운트 리딩 제로 비트열 내의 데이터 종류별 출현 빈도의 차이가 기준값을 벗어나는 조건과 상기 카운트 리딩 제로 비트열 내의 서로 다른 데이터 종류의 출현 빈도가 2의 n제곱(상기 n은 자연수)배의 관계를 가지지 않는 조건 중 적어도 어느 하나의 조건을 충족시키는 조건일 수 있다.
일부 실시 예에서, 상기 허프만 인코더는, 상기 허프만 인코딩 수행 조건을 충족시키지 않는 경우, 상기 카운트 리딩 제로 비트열과 추가 데이터 비트열을 통합하여 상기 허프만 인코딩 수행 조건을 충족시키는지 여부를 판단할 수 있다.
일부 실시 예에서, 상기 추가 비트 할당기는, 최초에 상기 통신 신호에 포함되어 있던 데이터에서 가수에 상응하는 정보에 상기 추가 비트를 할당할 수 있다.
일부 실시 예에서, 상기 통신 노드는, 상기 분산 안테나 시스템 내의 헤드엔드 장치일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 신호를 처리하는 방법은 부호비트열, 카운트 리딩 제로(count leading zero) 비트열, 및 추가 데이터 비트열로 구성된 통신 신호를 수신하여, 수신된 상기 통신 신호에 포함된 상기 카운트 리딩 제로 비트열 내의 데이터 출현 빈도를 모니터링하는 단계, 상기 카운트 리딩 제로 비트열의 내의 데이터 출현 빈도에 기초하여, 상기 카운트 리딩 제로 비트열을 허프만 인코딩 알고리즘(Huffman encoding algorithm)에 따라 상응하는 암호어(codeword)로 인코딩하는 단계 및 상기 인코딩 과정에서 상기 카운트 리딩 제로 비트열의 비트수가 감소한 경우, 상기 추가 데이터 비트열에 추가 비트를 할당하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 방법과 장치는 카운트 리딩 제로 비트열을 허프만 인코딩 알고리즘에 따라 상응하는 암호어로 인코딩하고, 인코딩 과정에서 상기 카운트 리딩 제로 비트열의 비트수가 감소한 경우 상기 추가 데이터 비트열에 추가 비트를 할당함으로써, 데이터의 손실 압축이 불가피한 상황에서도 신호 품질을 개선할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 노드를 포함하는 분산 안테나 시스템의 블록도이다.
도 2는 도 1의 분산 안테나 시스템에서 통신 신호의 처리 방법을 수행하는 통신 노드들의 예시적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 통신 노드에서 허프만 인코딩을 수행하기 위한 인코딩 장치의 예시적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 인코딩 장치에서 처리되는 통신 신호에 포함된 데이터 구조를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 3에 도시된 인코딩 장치에서 허프만 인코딩 과정에서 사용하는 매핑 테이블의 일 예시이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 신호를 처리하는 방법의 플로우차트이다.
본 발명의 기술적 사상은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 이를 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 기술적 사상을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 기술적 사상을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에 기재된 "~부", "~기", "~자", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 프로세서(Processor), 마이크로 프로세서(Micro Processer), 마이크로 컨트롤러(Micro Controller), CPU(Central Processing Unit), GPU(Graphics Processing Unit), APU(Accelerate Processor Unit), DSP(Drive Signal Processor), ASIC(Application Specific Integrated Circuit), FPGA(Field Programmable Gate Array) 등과 같은 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있으며, 적어도 하나의 기능이나 동작의 처리에 필요한 데이터를 저장하는 메모리(memory)와 결합되는 형태로 구현될 수도 있다.
그리고 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 분산 안테나 시스템은 음성 통신과 데이터 통신을 높은 품질과 무결절(seamless access)하게 전달하는 인 빌딩 서비스를 위한 커버리지 시스템이다. 또한, 다수의 대역 내에서 서비스하고 있는 아날로그 및 디지털 전화 시스템을 적어도 하나의 안테나로 서비스하기 위한 시스템이다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 분산 안테나 시스템은 건물 내의 열악한 전파환경을 개선하고, 약한(poor) 수신 신호강도(Received Signal Strength Indication, RSSI) 및 이동 단말기의 총체적 수신감도인 Ec/Io(chip energy/others interference)를 개선하며, 건물의 구석까지 이동통신을 서비스하여, 통신 서비스 사용자가 건물 내의 어느 곳에서도 자유롭게 통화할 수 있게 한다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 분산 안테나 시스템은, 전 세계적으로 사용하는 이동통신 규격을 지원할 수 있다. 예를 들면, 상기 분산 안테나 시스템은 초단파(Very High Frequency, VHF), 극초단파(Ultra High Frequency, UHF), 700MHz, 800MHz, 850MHz, 900MHz, 1900MHz, 2100MHz 대역, 2600MHz 대역 등의 주파수와 FDD 방식의 서비스뿐만 아니라 TDD 방식의 서비스를 지원할 수 있다. 그리고, 상기 분산 안테나 시스템은 아날로그의 대표적인 이동통신서비스(Advanced Mobile Phone Service, AMPS)와 디지털의 시분할다중접속(Time-Division Multiplexing Access, TDMA), 코드분할다중접속(Code Division Multiple Access, CDMA), 비동기식 CDMA(Wideband Code Division Multiple Access, WCDMA), 고속하향패킷접속(High Speed Downlink Packet Access, HSDPA), 롱텀에볼루션(Long Term Evolution, LTE), 롱텀에볼루션 어드밴스드(Long Term Evolution Advanced, LTE-A), 5G 등 다수의 이동통신 규격을 지원할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 노드를 포함하는 분산 안테나 시스템의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 분산 안테나 시스템(Distributed Antenna System(DAS); 200)은, 복수의 기지국들(Base Transceiver Station(BTS), 100-1~100-n)과 통신적으로 연결되며 헤드엔드 노드(headend node)를 구성하는 헤드엔드 장치(210), 리모트 노드(remote node)를 구성하며 타 리모트 노드와 연결되거나 원격의 각 서비스 위치에 배치되어 사용자 단말과 통신적으로 연결되는 복수의 리모트 장치들(220a, 220b, 220c, 220d), 확장 노드(extension node)를 구성하는 확장 장치들(230a, 230b)을 포함할 수 있다.
헤드엔드 장치(210), 복수의 리모트 장치들(220a, 220b, 220c, 220d), 및 확장 장치들(230a, 230b) 각각은 분산 안테나 시스템 내에서 통신 신호들을 전달하기 위한 통신 노드를 구성할 수 있다.
실시 예에 따라, 분산 안테나 시스템(200)은 아날로그 분산 안테나 시스템으로 구현될 수 있다.
다른 실시 예에 따라, 분산 안테나 시스템(200)은 디지털 분산 안테나 시스템으로 구현될 수 있으며, 경우에 따라서는 혼합형(예를 들어, 일부 노드는 아날로그 처리, 나머지 노드는 디지털 처리를 수행하는 형태)으로 구현될 수도 있다.
또 다른 실시 예에 따라, 분산 안테나 시스템(200)은 복수의 기지국들(100-1~100-n)의 일부 구성을 포함하거나 복수의 기지국들(100-1~100-n)의 일부 기능을 수행할 수도 있다.
한편, 도 1은 분산 안테나 시스템(200)의 토폴로지의 일 예를 도시한 것이며, 분산 안테나 시스템(200)은 설치 영역 및 적용 분야(예를 들어, 인빌딩(In-Building), 지하철(Subway), 병원(Hospital), 경기장(Stadium) 등)의 특수성을 고려하여 다양한 변형이 가능하다. 예컨대, 헤드엔드 장치(210), 리모트 장치(220a, 220b, 220c, 220d) 및 확장 장치(230a, 230b)의 개수와 이들 상호 간의 상/하위 단의 연결 관계가 도 1과 상이해질 수 있다.
분산 안테나 시스템(200)에서 확장 장치(230a, 230b)는 설치 필요한 리모트 장치의 개수에 비해 헤드엔드 장치(210)의 브랜치 수가 제한적인 경우 활용될 수 있다.
분산 안테나 시스템(200) 내의 각 노드 및 그 기능에 대하여 더 상세히 설명하면, 우선 헤드엔드 장치(210)는 기지국과의 인터페이스 역할을 수행할 수 있다. 도 1에서는 헤드엔드 장치(210)가 복수의 기지국들(100-1~100-n, 여기서 n은 2 이상의 자연수)과 연결되도록 도시되고 있다.
실시 예에 따라, 헤드엔드 장치(210)는 메인 헤드엔드 장치와 서브 헤드엔드 장치로 구현되어 특정 사업자의 서비스 주파수 대역 별 또는 각 섹터 별 기지국과 연결될 수 있으며, 경우에 따라 메인 헤드엔드 장치는 서브 헤드엔드 장치에 의해 커버리지(coverage)를 보완할 수도 있다.
일반적으로 기지국으로부터 전송되는 RF(Radio Frequency) 신호는 고전력(high power)의 신호이므로, 헤드엔드 장치(210)는 이와 같은 고전력의 RF 신호를 각 노드에서 처리하기에 적합한 전력의 신호로 감쇠시킬 수 있다. 헤드엔드 장치(210)는 각 주파수 대역 별 또는 각 섹터 별 고전력의 RF 신호를 저전력으로 낮출 수 있다. 헤드엔드 장치(210)는 저전력의 RF 신호를 결합할 수 있고, 결합된 신호를 확장 장치(230a) 또는 리모트 장치(220a)로 분배하는 역할을 수행할 수 있다.
실시 예에 따라, 헤드엔드 장치(210)는 복수의 기지국들(100-1~100-n) 각각으로부터 디지털 포맷의 신호(에컨대, CPRI, OBSAI, ORI, eCPRI 등)를 수신하여 처리할 수 있다.
다른 실시 예에 따라, 헤드엔드 장치(210)는 복수의 기지국들(100-1~100-n) 각각으로부터 기저대역 신호를 직접 수신하여 처리할 수도 있다. 이 경우, 분산 안테나 시스템(200)의 헤드엔드 장치(210)는 기지국의 적어도 일부의 기능을 수행할 수 있다.
리모트 장치(220a, 220b, 220c, 220d) 각각은 전달받은 결합된 신호를 주파수 대역 별로 분리하고 증폭 등의 신호 처리를 수행할 수 있다. 이에 따라 각 리모트 장치(220a, 220b, 220c, 220d)는 서비스 안테나(도시 생략)를 통해서 자신의 서비스 커버리지 내의 사용자 단말로 기지국 신호를 전송할 수 있다.
리모트 장치(220a)와 리모트 장치(220b) 간은 RF 케이블 또는 무선 통신을 통하여 연결될 수 있으며, 필요에 따라 다수의 리모트 장치들이 캐스케이드(casecade) 구조로 연결될 수 있다.
확장 장치(230a)는 전달받은 결합된 신호를 확장 장치(230a)와 연결된 리모트 장치(220c)로 전달할 수 있다.
확장 장치(230b)는 리모트 장치(220a)의 일단에 연결되며, 다운링크(downlink) 통신에서 헤드엔드 장치(210)로부터 전달된 신호를 리모트 장치(220a)를 통하여 수신할 수 있다. 이 때, 확장 장치(230b)는 수신된 신호를 확장 장치(230b)의 후단에 연결된 리모트 장치(220d)로 다시 전달할 수 있다.
한편, 도 1에서는, 복수의 기지국들(100-1~100-n)과 헤드엔드 장치(210)는 유선으로 상호 연결되고, 헤드엔드 장치(210)의 하위단에서는 리모트 장치(220a)와 리모트 장치(220b) 간을 제외하고는 광케이블을 통해 상호 연결되는 것으로 도시하고 있으나, 각 노드 간의 신호 전송 매체(signal transport medium)나 통신 방식은 이와 다른 다양한 변형이 가능할 수 있다.
예를 들어, 헤드엔드 장치(210)와 확장 장치(230a) 사이, 헤드엔드 장치(210)와 일부 리모트 장치(220a) 사이, 확장 장치(230a, 230b)와 다른 일부 리모트 장치(220c, 220d) 사이 중 적어도 하나는 광 케이블 외에 RF 케이블, 트위스트 케이블, UTP 케이블 등을 통해서 연결되는 방식으로도 구현될 수 있다.
다만, 이하에서는 도 1을 기준으로 설명하기로 한다. 따라서, 분산 안테나 시스템(200)에서 헤드엔드 장치(210), 리모트 장치(220a, 220b, 220c, 220d) 및 확장 장치(230a, 230b)는 전광 변환/광전 변환을 통해 광 타입의 신호를 송수신하기 위한 광 트랜스시버 모듈을 포함할 수 있고, 단일의 광 케이블로 노드 간 연결되는 경우에는 WDM(Wavelength Division Multiplexing) 소자를 포함할 수 있다.
이러한 분산 안테나 시스템(200)은 네트워크를 통해 외부의 관리 장치(도시 생략), 예를 들어 NMS(Network Management Server 또는 Network Management System; 300), NOC(Network Operation Center; 미도시) 등과 연결될 수 있다. 이에 따라 관리자는 원격에서 분산 안테나 시스템의 각 노드의 상태 및 문제를 모니터링하고, 원격에서 각 노드의 동작을 제어할 수 있다.
도 2는 도 1의 분산 안테나 시스템에서 통신 신호의 처리 방법을 수행하는 통신 노드들의 예시적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 도 2에서는 도 1의 통신 노드들(예컨대, 100-1~100-n, 210, 220a~220d) 중의 적어도 두 개의 통신 노드에서 통신 신호가 처리되는 과정을 예시적으로 도시한다.
도 2의 제1통신 노드(405)와 제2통신 노드(435) 각각은 통신 노드들(예컨대, 100-1~100-n, 210, 220a~220d) 중의 어느 하나의 통신 노드에 해당할 수 있다.
도 2에서는 설명의 편의를 위하여 제1통신 노드(405)에 소스 인코더(source encoder, 410), 디지털 모듈레이터(digital modulator, 420), 및 채널 인코더(channel encoder, 430)가 포함되고, 제2통신 노드(435)에 채널 디코더(channel decoder, 440), 디지털 디모듈레이터(digital demodulator, 450), 및 소스 디코더(source decoder, 460)가 포함되는 것으로 도시하고 있으나, 실시 예에 따라, 제1통신 노드(405)의 구성들(410~430)은 복수의 통신 노드들(예컨대, 100-1~100-n, 210, 220a~220d)에 나뉘어 포함될 수 있으며, 제2통신 노드(434)의 구성들(440~460)도 복수의 통신 노드들(예컨대, 100-1~100-n, 210, 220a~220d)에 나뉘어 포함될 수 있다.
실시 예에 따라, 제1통신 노드(405)는 헤드엔드 장치(210)이고, 제2통신 노드(435)는 분산 안테나 시스템(200)의 최말단 통신 노드(예컨대, 리모트 장치(220b, 220c, 또는 220d)일 수 있다.
소스 인코더(410)는 통신 신호를 수신하여, 수신된 통신 신호의 포맷팅(formatting)과 압축(compression, 예컨대 무손실(lossless) 압축 또는 손실(lossy) 압축)을 수행할 수 있다.
실시 예에 따라, 소스 인코더(410)는 통신 신호의 인코딩, 예컨대 허프만 인코딩을 수행할 수 있다.
디지털 모듈레이터(420)는 통신 신호의 디지털 변조를 수행할 수 있다. 실시 예에 따라, 디지털 모듈레이터(420)는 통신 신호를 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변조, 4-QAM(Quadrature Amplitude Modulation), 16-QAM, 64-QAM, 256-QAM, 및 1024-QAM 중 어느 하나의 변조 모드로 변조할 수 있다.
채널 인코더(430)는 통신 신호에 패리티 비트(parity bit)를 부가할 수 있다.
채널 디코더(440)는 채널 인코더(430)에 의해 통신 신호에 부가된 패리티 비트를 이용하여 통신 채널의 오류를 검출하고 검출된 오류를 정정할 수 있다.
디지털 디모듈레이터(450)는 디지털 모듈레이터(420)에 의해서 변조된 변조 모드(예컨대, QPSK 변조, 4-QAM, 16-QAM, 64-QAM, 256-QAM, 또는 1024-QAM 중 어느 하나의 변조 모드)로 통신 신호를 복조할 수 있다.
소스 디코더(460)는 디지털 디모듈레이터(450)에 의해 복조되어 전달된 통신 신호를 원래의 데이터로 복원하여 출력할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 통신 신호의 처리 방법은 소스 인코더(410)의 인코딩 과정 또는 디지털 모듈레이터(420)의 복조 과정에 포함되어 수행될 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 통신 노드에서 허프만 인코딩을 수행하기 위한 인코딩 장치의 예시적인 구성을 나타낸 도면이다. 도 4는 도 3에 도시된 인코딩 장치에서 처리되는 통신 신호에 포함된 데이터 구조를 나타낸 도면이다. 도 5는 도 3에 도시된 인코딩 장치에서 허프만 인코딩 과정에서 사용하는 매핑 테이블의 일 예시이다.
도 2와 도 3을 참조하면, 도 3의 인코딩 장치(500)는 리딩 제로 디텍터(leading zero detector, 510), 데이터 출현 빈도 모니터(data appearance frequency monitor, 520), 허프만 인코더(Huffman encoder, 530), 및 추가 비트 할당기(additional bit allocator, 540)를 포함할 수 있다.
실시 예에 따라, 인코딩 장치(500)는 부동소수점 방식의 데이터를 수신할 수 있으며, 수신된 데이터는 부호 비트열, 지수 비트열, 가수 비트열로 구성될 수 있다.
리딩 제로 디텍터(510)는 최초에 인코딩 장치(500)에서 수신한 통신 신호에 포함되어 있던 데이터에서 리딩 제로를 검출하여, 카운트 리딩 제로 비트열이 포함된 데이터를 출력할 수 있다. 카운트 리딩 제로 비트열은 부동소수점 방식의 데이터에서 소수점 이후 최초로 1이 나오기까지의 0의 개수에 관한 정보, 즉 부동소수점 방식의 데이터에서 지수에 상응하는 정보를 포함할 수 있다.
리딩 제로 디텍터(510)에 의해서 카운트 리딩 제로 비트열이 생성되면, 통신 신호에 포함된 데이터는 도 4에 도시된 형태의 데이터 구조를 가질 수 있다.
부호 비트열은 데이터의 부호에 관한 정보를 포함하고, 카운트 리딩 제로 비트열은 데이터의 가수에 관한 정보를 포함하고, 추가 데이터 비트열은 데이터의 가수에 관한 정보 및 통신 신호의 오류 정정을 위한 비트를 포함할 수 있다.
도 3으로 돌아와서, 데이터 출현 빈도 모니터(520)는 리딩 제로 디텍터(510)에 의해 생성된 카운트 리딩 제로 비트열 내의 데이터 종류별 데이터 출현 빈도를 모니터링할 수 있다.
도 5를 함께 참조하면, 카운트 리딩 제로 비트열 내의 데이터 '4' 내지 '12' 각각에 대하여 데이터 출현 빈도를 모니터링하고, 데이터 출현 빈도의 비율을 확인할 수 있다. 도 5에서는 데이터 출현 빈도 모니터(520)가 데이터 출현 빈도의 비율을 모니터링하는 경우를 예시로 들고 있으나, 데이터 출현 빈도 모니터(520) 데이터 출현 빈도를 횟수로 모니터링할 수 있다.
예컨대, 데이터 '4'의 출현 빈도(비율)는 0.09, 데이터 '5'의 출현 빈도(비율)는 0.08, 데이터 '6'의 출현 빈도(비율)는 0.28으로 나타날 수 있다.
도 3으로 돌아와서, 허프만 인코더(530)는 데이터 출현 빈도 모니터(520)에 의해 모니터링된, 카운트 리딩 제로 비트열 내의 데이터 출현 빈도에 기초하여, 카운트 리딩 제로 비트열을 허프만 인코딩 알고리즘에 따라 상응하는 암호어(codeword)로 인코딩할 수 있다.
도 5를 함께 참조하면, 허프만 인코더(530)는 데이터 출현 빈도가 높은 데이터일수록 적은 비트수의 암호어를 매핑한 매핑 테이블을 이용하여, 카운트 리딩 제로 비트열을 상응하는 암호어로 인코딩할 수 있다.
예컨대, 데이터 출현 빈도가 높은 데이터 '6'의 경우 비트수가 상대적으로 적은 암호어 '100'으로 인코딩하고, 데이터 출현 빈도가 낮은 데이터 '12'의 경우 비트수가 상대적으로 많은 암호어 '1100'으로 인코딩할 수 있다.
실시 예에 따라, 허프만 인코더(530)는 데이터 출현 빈도 모니터(520)가 카운트 리딩 제로 비트열 내의 데이터 출현 빈도를 모니터링한 결과에 따라 허프만 인코딩 수행 조건을 충족시키는지 여부를 판단하여, 상기 허프만 인코딩 수행 조건을 충족시키는 경우에 한하여 카운트 리딩 제로 비트열을 인코딩할 수 있다.
실시 예에 따라, 허프만 인코딩 수행 조건은 카운트 리딩 제로 비트열 내의 데이터 종류별 출현 빈도의 차이가 기준값을 벗어나는 제1조건과 카운트 리딩 제로 비트열 내의 서로 다른 데이터 종류의 출현 빈도가 2의 n제곱(상기 n은 자연수) 배의 관계를 가지지 않는 제2조건 중 적어도 어느 하나의 조건을 충족시키는 조건일 수 있다.
상기 제1조건 또는 상기 제2조건을 충족시키지 못하는 경우에는 허프만 인코딩에 따른 효율이 떨어지므로, 허프만 인코더(530)는 허프만 인코딩을 수행하지 않을 수 있다.
예컨대, 상기 제1조건을 데이터 종류별 출현 빈도(비율)의 차이의 최대값이 기준값 0.03을 벗어나는 조건이라고 했을 때, 도 5의 경우에는 데이터 종류별 출현 빈도(비율)의 차이의 최대값은 0.26(0.28-0.02)이므로 기준값 0.03을 벗어나는 제1조건을 충족하는 경우일 수 있다.
예컨대, 상기 제2조건에 해당하는지 여부는 데이터 종류별 출현 빈도값 자체로 분석할 수 있다. 카운트 리딩 제로 비트열의 데이터 값이 '4'인 경우의 빈도가 2이고, '5'인 경우의 빈도가 4이고, '6'인 경우의 빈도가 8인 경우라면, 서로 다른 데이터 종류의 출현 빈도가 2의 n제곱(상기 n은 자연수) 배의 관계를 가지므로 제2조건을 충족시키지 못한 경우일 수 있다.
실시 예에 따라, 허프만 인코더(530)의 판단 결과, 허프만 인코딩 수행 조건을 충족시키지 못하는 경우, 카운트 리딩 제로 비트열과 추가 데이터 비트열을 통합하여 허프만 인코딩 수행 조건을 충족시키는지 여부를 다시 판단할 수 있다.
다른 실시 예에 따라, 허프만 인코더(520)는 추가 데이터가 허프만 인코딩 수행 조건을 충족시키는지 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 추가 데이터에 대하여 허프만 인코딩을 수행할 수도 있다.
추가 비트 할당기(540)는 허프만 인코더(530)의 인코딩 과정에서 카운트 리딩 제로 비트열의 비트수가 감소한 경우, 추가 데이터 비트열에 추가 비트를 할당할 수 있다.
실시 예에 따라, 추가 비트 할당기(540)는 추가 데이터 비트열에서 가수에 상응하는 정보에 추가 비트를 할당할 수 있다.
다른 실시 예에 따라, 추가 비트 할당기(540)는 추가 데이터 비트열에 포함되는 패리티 비트에 추가 비트를 할당할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 신호를 처리하는 방법의 플로우차트이다.
도 1 내지 도 6를 참조하면, 통신 노드는 부호비트열, 카운트 리딩 제로 비트열, 및 추가 데이터 비트열로 구성된 통신 신호를 수신할 수 있다(S601).
상기 통신 노드는 수신된 통신 신호에 포함된 카운트 리딩 제로 비트열 내의 데이터 종류별로 데이터 출현 빈도를 모니터링할 수 있다(S602).
S602 단계에서의 데이터 출현 빈도는 데이터 출현 횟수 또는 데이터 출현 비율의 형태로 모니터링될 수 있다.
통신 노드는, 모니터링 된 데이터 출현 빈도에 기초하여, 카운트 리딩 제로 비트열을 허프만 인코딩 알고리즘에 따라 상응하는 암호어로 인코딩할 수 있다(S603).
실시 예에 따라, 모니터링 된 데이터 출현 빈도가 상대적으로 높을수록 해당 데이터를 상대적으로 비트수가 낮은 암호어로 인코딩하고, 모니터링 된 데이터 출현 빈도가 상대적으로 낮을수록 해당 데이터를 상대적으로 비트수가 높은 암호어로 인코딩할 수 있다.
통신 노드는 인코딩 과정에서 카운트 리딩 제로 비트열의 비트수가 감소한 경우, 추가 데이터 비트열에 추가 비트를 할당할 수 있다(S604).
실시 예에 따라, 상기 추가 비트는, 가수에 상응하는 정보 또는 패리티 비트에 할당될 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형 및 변경이 가능하다.
100-1~100-n : 기지국
200 : 분산 안테나 시스템
210 : 헤드엔드 장치
220a~220d : 리모트 장치
230a, 230b : 확장 장치
300 : NMS(Network Management Server)

Claims (10)

  1. 분산 안테나 시스템 내에서 통신 신호를 처리하는 통신 노드에 있어서,
    부호비트열, 카운트 리딩 제로(count leading zero) 비트열, 및 추가 데이터 비트열로 구성된 통신 신호를 수신하여, 수신된 상기 통신 신호에 포함된 상기 카운트 리딩 제로 비트열 내의 데이터 출현 빈도를 모니터링하는 데이터 출현 빈도 모니터;
    상기 카운트 리딩 제로 비트열 내의 데이터 출현 빈도에 기초하여, 상기 카운트 리딩 제로 비트열을 허프만 인코딩 알고리즘(Huffman encoding algorithm)에 따라 상응하는 암호어(codeword)로 인코딩하는 허프만 인코더; 및
    상기 인코딩 과정에서 상기 카운트 리딩 제로 비트열의 비트수가 감소한 경우, 상기 추가 데이터 비트열에 추가 비트를 할당하는 추가 비트 할당기를 포함하는, 통신 노드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 암호어로 인코딩 된 상기 카운트 리딩 제로 비트열은,
    최초에 상기 통신 신호에 포함되어 있던 데이터에서 지수에 상응하는 정보를 포함하는, 통신 노드.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 추가 데이터 비트열은,
    최초에 상기 통신 신호에 포함되어 있던 데이터에서 가수에 상응하는 정보를 포함하는, 통신 노드.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 통신 노드는,
    최초에 상기 통신 신호에 포함되어 있던 데이터에서 리딩 제로를 검출하여, 상기 카운트 리딩 제로 비트열을 생성하는 리딩 제로 디텍터를 더 포함하는, 통신 노드.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 허프만 인코더는,
    상기 카운트 리딩 제로 비트열 내의 데이터 출현 빈도를 모니터링한 결과에 따라 허프만 인코딩 수행 조건을 충족시키는지 여부를 판단하여, 상기 허프만 인코딩 수행 조건을 충족시키는 경우에 한하여 상기 카운트 리딩 제로 비트열을 인코딩하는, 통신 노드.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 허프만 인코딩 수행 조건은,
    상기 카운트 리딩 제로 비트열 내의 데이터 종류별 출현 빈도의 차이가 기준값을 벗어나는 조건과 상기 카운트 리딩 제로 비트열 내의 서로 다른 데이터 종류의 출현 빈도가 2의 n제곱(상기 n은 자연수)배의 관계를 가지지 않는 조건 중 적어도 어느 하나의 조건을 충족시키는 조건인, 통신 노드.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 허프만 인코더는,
    상기 허프만 인코딩 수행 조건을 충족시키지 않는 경우, 상기 카운트 리딩 제로 비트열과 추가 데이터 비트열을 통합하여 상기 허프만 인코딩 수행 조건을 충족시키는지 여부를 판단하는, 통신 노드.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 추가 비트 할당기는,
    최초에 상기 통신 신호에 포함되어 있던 데이터에서 가수에 상응하는 정보에 상기 추가 비트를 할당하는, 통신 노드.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 통신 노드는,
    상기 분산 안테나 시스템 내의 헤드엔드 장치인, 통신 노드.
  10. 부호비트열, 카운트 리딩 제로(count leading zero) 비트열, 및 추가 데이터 비트열로 구성된 통신 신호를 수신하여, 수신된 상기 통신 신호에 포함된 상기 카운트 리딩 제로 비트열 내의 데이터 출현 빈도를 모니터링하는 단계;
    상기 카운트 리딩 제로 비트열의 내의 데이터 출현 빈도에 기초하여, 상기 카운트 리딩 제로 비트열을 허프만 인코딩 알고리즘(Huffman encoding algorithm)에 따라 상응하는 암호어(codeword)로 인코딩하는 단계; 및
    상기 인코딩 과정에서 상기 카운트 리딩 제로 비트열의 비트수가 감소한 경우, 상기 추가 데이터 비트열에 추가 비트를 할당하는 단계를 포함하는, 통신 신호를 처리하는 방법.
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