KR20210061107A - 라디오 유닛, 이를 이용한 디지털 유닛 연동 방법 및 슬레이브 장비의 프레임 구조 결정 방법 - Google Patents

라디오 유닛, 이를 이용한 디지털 유닛 연동 방법 및 슬레이브 장비의 프레임 구조 결정 방법 Download PDF

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Abstract

복수의 디지털 장비들 및 복수의 슬레이브 장비들과 연동하는 라디오 유닛으로서, 복수의 디지털 장비들과 제1 광 모듈로 연동하고, 복수의 슬레이브 장비들과 제2 광 모듈로 연동하며, 제1 광 모듈 및 제2 광 모듈의 최대 지원 대역폭, 그리고 슬레이브 장비들에 탑재되어 있는 모듈 정보를 토대로 압축 비트 결정 모듈은 디지털 장비들 및 슬레이브 장비들과 송수신할 신호를 압축할 압축 알고리즘 및 압축 비트를 결정한다.

Description

라디오 유닛, 이를 이용한 디지털 유닛 연동 방법 및 슬레이브 장비의 프레임 구조 결정 방법{Radio Unit, method for digital unit interworking and method for frame structure determination of slave equipment using the same}
본 발명은 라디오 유닛, 이를 이용한 디지털 유닛 연동 방법 및 슬레이브 장비의 프레임 구조 결정 방법에 관한 것이다.
최근 이동통신 시스템에서 기지국은 집중국사에 위치한 디지털 장비인 DU(Digital Unit)과, 서비스 대상 장소인 셀 사이트에 위치한 무선 장비인 RU(Radio Unit)으로 분산되어 구성된다. DU와 RU는 프론트홀 인터페이스를 통해 연동한다.
이와 같이 분산된 기지국의 장비를 제조하는 제조사들은, 기지국의 DU와 RU 사이의 인터페이스를 개방하지 않고 제조사 고유의 규격을 기반으로 개발하고 있다. 따라서, DU와 RU간에 다양한 장비 조합에 제약이 있으며, 기지국 구축 과정에서 기지국 장비를 공용화하여 이용할 수 없다는 단점이 있다.
즉, 기존의 기지국 장비를 연동하는 프론트홀 인터페이스는, 기지국 장비의 제조사 별로 독자 인터페이스 규격을 사용하여 개발하고 있다. 또한, 인빌딩에 활용하는 광중계기 구간의 디지털 인터페이스의 경우, 사업자별 독자 인터페이스 규격으로 인해 타사업자가 개발한 장비와의 호환이 어렵다.
그리고, 인빌딩용 RU와 연동하여 각 서비스 사이트에 위치하는 슬레이브 장비는 서비스 장소와 목적에 따라 다양한 형태와 스펙(예를 들어, 출력, 주파수 등)으로 구성된다. 그러나, 슬레이브 장비별로 디지털 전송 프레임을 고정적으로 사용하기 때문에, 인빌딩용 RU는 다양한 슬레이브 장비를 수용할 수 없다.
따라서, 본 발명은 개방형 프론트홀 기지국 구조에서, 복수 사업자들의 기지국 장비들을 동시 수용할 수 있는 라디오 유닛, 이를 이용한 디지털 유닛 연동 방법 및 슬레이브 장비의 프레임 구조 결정 방법을 제공한다.
상기 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 하나의 특징인 복수의 디지털 장비들 및 복수의 슬레이브 장비들과 연동하는 라디오 유닛으로서,
상기 복수의 디지털 장비들과 연동하는 제1 광 모듈, 상기 복수의 슬레이브 장비들과 연동하는 제2 광 모듈, 상기 제2 광 모듈이 지원하는 전송 속도와 광 파장 정보를 포함하는 광 모듈 타입 정보를 저장하는 광 모듈 타입 저장부, 그리고 상기 제1 광 모듈 및 제2 광 모듈의 최대 지원 대역폭, 그리고 상기 슬레이브 장비들에 탑재되어 있는 모듈 정보를 토대로 상기 디지털 장비들 및 슬레이브 장비들과 송수신할 신호를 압축할 압축 알고리즘 및 압축 비트를 결정하는 압축 비트 결정 모듈을 포함한다.
상기 라디오 유닛은, 상기 복수의 슬레이브 장비들 각각에 구비되어 있는 적어도 하나의 광 모듈의 정보를 저장하는 슬레이브 탑재 모듈 저장부를 포함할 수 있다.
상기 라디오 유닛은, 상기 디지털 장비들과 슬레이브 장비들이 각각 지원하는 압축 알고리즘들을 저장하는 압축 알고리즘 라이브러리를 포함할 수 있다.
상기 라디오 유닛은, 상기 압축 비트 결정 모듈이 결정한 압축 알고리즘을 상기 압축 알고리즘 라이브러리로부터 제공받아 상기 슬레이브 장비들로 전송할 데이터를 압축하는 데이터 압축/해제부, 그리고 상기 데이터 압축/해제부가 압축한 데이터를 포함하는 디지털 전송 프레임을 생성하는 프레임 생성/해제부를 포함할 수 있다.
상기 데이터 압축/해제부는, 상기 복수의 슬레이브 장비들로부터 전송된 프레임을 주파수 밴드별로 구분하고, 구분된 프레임 내 압축된 데이터의 압축을 해제할 수 있다.
상기 라디오 유닛은, 상기 제1 광 모듈과 연결되어 있으며, 상기 복수의 디지털 장비들과 개방형 프론트홀 인터페이스를 통해 이더넷 프레임을 송수신하는 하위 PHY 모뎀부를 포함할 수 있다.
상기 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 특징인 라디오 유닛이 연동한 슬레이브 장비와 송수신할 프레임 구조를 결정하는 방법으로서,
상기 슬레이브 장비로부터 상기 슬레이브 장비에 장착된 적어도 하나 이상의 RF 모듈들 각각의 정보를 포함하는 슬레이브 장비 정보를 수신하는 단계, 상기 슬레이브 장비와 연동하는 광 모듈의 대역폭을 확인하는 단계, 상기 광 모듈의 대역폭이 상기 적어도 하나 이상의 RF 모듈들 각각에 대한 전송 대역폭의 합보다 넓도록 압축 전송 비트를 결정하는 단계, 그리고 상기 슬레이브 장비로 전송할 디지털 프레임을 상기 결정한 압축 전송 비트에 따라 압축하여 생성하는 단계를 포함한다.
상기 압축 전송 비트를 결정하는 단계는, 상기 결정된 압축 전송 비트가 미리 설정한 최소 압축 비트 이하이면, 상기 슬레이브 장비와 연결된 광 모듈의 변경 통지를 알리는 알람을 발생하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 알람을 발생하는 단계 이후에, 상기 광 모듈의 변경을 감지하는 단계, 그리고 감지된 광 모듈의 대역폭을 토대로 상기 압축 전송 비트를 재결정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 개방형 프론트홀 기반의 O-RAN(Open RAN) 규격을 적용한 디지털 장비와 라디오 장비 간의 연동 구조 기반에서, 개방형의 특성을 활용하여 라디오 장비가 복수 사업자와의 연동을 가능하게 하는 허브 역할을 한다. 이를 통해 액세스 장비의 공용화를 효과적으로 제공할 수 있어, 장비 구축 비용을 절감할 수 있다.
또한, 장비별 디지털 전송 프레임을 능동적으로 지원할 수 있도록 프레임을 구성하는 압축 방식 및 압축 전송 비트를 조절하기 때문에, 대역폭을 최적화할 수 있어 다양한 슬레이브 장비를 수용할 수 있다.
또한, 사업자 입장에서의 구축 및 운용의 편의성이 증대될 수 있다.
도 1은 일반적인 기지국에 대한 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 개방형 프론트홀 인터페이스 기반의 공용화 기지국의 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공용화 기지국인 오픈 라디오 유닛 장비의 구조도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 슬레이브 장비의 구조도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 라디오 장비와 슬레이브 장비가 연동한 예시도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 라디오 장비와 슬레이브 장비가 연동한 예시도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 슬레이브 장비 추가에 대한 예시도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 슬레이브 장비 추가에 대한 예시도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 슬레이브 장비의 프레임 구조 결정 방법에 대한 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 압축 전송 비트 결정에 대한 예시도이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 압축 전송 비트 결정에 대한 예시도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 단말(terminal)은, 이동국(Mobile Station, MS), 이동 단말(Mobile Terminal, MT), 가입자국(Subscriber Station, SS), 휴대 가입자국(Portable Subscriber Station, PSS), 사용자 장치(User Equipment, UE), 접근 단말(Access Terminal, AT) 등을 지칭할 수도 있고, 이동 단말, 가입자국, 휴대 가입자 국, 사용자 장치 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
본 명세서에서 기지국(Base Station, BS)은 접근점(Access Point, AP), 무선 접근국(Radio Access Station, RAS), 노드B(Node B), 송수신 기지국(Base Transceiver Station, BTS), MMR(Mobile Multihop Relay)-BS 등을 지칭할 수도 있고, 접근점, 무선 접근국, 노드B, 송수신 기지국, MMR-BS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
이하, 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예에 따른 라디오 유닛, 이를 이용한 디지털 유닛 연동 방법 및 슬레이브 장비의 프레임 구조 결정 방법에 대해 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예에 대해 설명하기 앞서, 일반적인 Function Split option 7-2x 기반의 RU(Radio Unit)/DU(Digital Unit) 분리형 기지국의 예에 대해 도 1을 참조로 설명한다.
도 1은 일반적인 기지국에 대한 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 기지국(10)은 집중국사에 위치한 디지털 장비인 DU(11)와 서비스 대상 장소인 셀 사이트에 위치한 무선 장비인 RU(12)가 분리되어 구성된다. DU(11)와 RU(12)는 프론트홀 인터페이스를 통해 연동한다.
DU(11)는 RRC(Radio Resource Control), PDCP(Packet Data Convergence Protocol), RLC(Radio Link Control), MAC(Medium Access Control), 그리고 PHY(Physical)의 상위 일부 기능(High-PHY)이 포함되어 있어 디지털 신호를 처리한다. RU(12)는 PHY의 하위 일부 기능(Low-PHY)과 RF, 그리고 안테나 기능이 포함되어 있다. 각각의 구성요소들의 기능은 이미 알려진 것으로, 본 발명의 실시예에서는 상세한 설명을 생략한다.
이때, 기지국 장비를 제조하는 제조사들은 기지국(10)의 DU(11)와 RU(12) 사이의 인터페이스를 개방하지 않고, 제조사 고유 규격을 기반으로 개발하고 있다. 따라서, 다양한 장비 제조사들이 개발한 DU(11)와 RU(12) 사이의 장비 조합에 제약이 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에서는 복수 사업자의 DU 장비들을 수용할 수 있을 뿐만 아니라, 종단의 셀 사이트에 위치한 다양한 슬레이브 장비들도 연동할 수 있는 개방형 프론트홀 인터페이스 기반의 기지국 장비를 제안한다. 본 발명의 실시예에서는 O-RU(O-RAN Radio Unit) 기반의 기지국 장비를 제안하며, 이후 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 개방형 프론트홀 인터페이스 기반의 기지국의 예시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따라 개방형 프론트홀 인터페이스를 지원하는 O-RAN(Open-Radio Access Network, 이하 설명의 편의를 위하여 ‘개방형 기지국’이라 지칭함)(100)은, 하나의 O-RU(O-RAN Radio Unit, 이하 설명의 편의를 위하여 ‘라디오 장비’라 지칭함) 장비(110)가 복수의 O-DU(O-RAN Digital Unit, 이하 설명의 편의를 위하여 ‘디지털 장비’라 지칭함)(120)과 연동한다.
여기서, 개방형 기지국(100)은 O-RAN 얼라이언스에서 배포하는 워킹그룹 4의 프론트홀 규격을 기반으로 한 개방형 프론트홀 기지국으로, 본 발명의 실시예에서는 복수의 사업자들이 각각 개발한 복수의 디지털 장비(120)들을 동시에 수용 가능할 수 있는 공용화 구조의 기지국을 의미한다. 라디오 장비(110)는 허브 역할을 수행한다. 종단의 셀 사이트에는 다양한 슬레이브 장비(200)들이 라디오 장비에 연동한다.
디지털 장비(120)들과 라디오 장비(110)는 O-RAN 기반의 개방형 프론트홀 인터페이스로 연동한다. 그리고 라디오 장비(110)와 슬레이브 장비(200)들은 사업자 규격 기반의 CPRI(Common Public Radio Interface)로 연동한다.
이 때, 각 사업자별 디지털 장비(120)의 운용 파라미터를 비롯하여, 프레임 구조와 압축 알고리즘이 서로 상이할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 라디오 장비(110)는 상이한 디지털 장비(120)들의 파라미터, 프레임 구조, 압축 알고리즘들을 모두 수용할 수 있어야 한다.
그리고 종래에는, 라디오 장비(110)와 복수의 슬레이브 장비(200)들은 중계기 MHU(Master Hub Unit)를 통해 사업자 별 서로 상이한 인터페이스를 사용하여 연동하였다. 라디오 장비(110)에 연동하는 슬레이브 장비(200)들은 그 종류나 형상별로, 다양한 프레임 구조와 압축 알고리즘들을 사용한다.
그러나, 본 발명의 실시예에서는 라디오 장비(110)가 허브 역할을 수행하기 때문에, 복수의 슬레이브 장비(200)들이 통일된 규격의 인터페이스를 사용하여 라디오 장비(110)에 연동하는 것을 예로 하여 설명한다. 이때, 본 발명의 실시예에서는 인터페이스를 어느 하나의 형태로 한정하지는 않는다.
이상에서 설명한 개방형 기지국(100)에서 허브 역할을 하는 라디오 장비(110)는 복수의 서로 다른 사업자들의 디지털 장비(120)들을 수용할 수 있어야 한다. 그리고 라디오 장비(110)와 복수의 디지털 장비(120)들 각각은 광케이블을 통해 연동하기 때문에, 라디오 장비(110)는 복수 개의 프론트홀 입력 포트가 구비되어 있다.
라디오 장비(110)는 복수개의 디지털 장비(120)들과의 연동을 위하여, 복수개의 독립된 Low-PHY 레이어를 포함한다. 그리고 디지털 장비(120)들 각각에서 지원하는 주파수 대역폭(MHz)과 레이어 수가 서로 상이할 수 있기 때문에, 라디오 장비(110)에서 이를 수용할 수 있어야 한다.
디지털 장비(120)와 라디오 장비(110)간 프론트홀 인터페이스는 O-RAN 규격에서 지원하는 압축 알고리즘과 압축 전송 비트로 압축된 신호를 전송한다. 라디오 장비(110)는 프론트홀 입력 포트별로 독립적인 압축 알고리즘을 지원할 수 있는 구조를 가진다.
예를 들어, 다양한 디지털 장비(120)들이 사용하는 압축 알고리즘과 압축 전송 비트가 다음과 같다고 가정한다.
- A사 디지털 장비: 블록 플로팅 포인트(Block Floating Point), 12bit 압축 알고리즘 사용
- B사 디지털 장비: 블록 스케일링(Block Scaling), 14bit 압축 알고리즘 사용
- C사 디지털 장비: 변조 압축(Modulation Compression), 12bit 압축 알고리즘 사용
라디오 장비(110)는 위와 같이 서로 상이한 압축 알고리즘과 압축 전송 비트를 지원하여, 신호의 압축과 해제(De-compression) 과정을 수행할 수 있어야 한다. 또한, 라디오 장비(110)는 다운링크 신호 처리와 상향링크 신호 처리 과정에서, 각각의 디지털 장비(120)들과 슬레이브 장비(200)들이 사용하는 압축 알고리즘과 압축 전송 비트, 대역폭, RF 모듈 등을 지원할 수 있어야 한다.
예를 들어, 다운링크 신호를 처리하는 과정에서, 라디오 장비(110)는 임의의 디지털 장비(120)로부터 프론트홀 포트 별로 독립적인 개방형 기지국 기반의 프론트홀 eCPRI(evolved Common Public Radio Interface) 신호를 수신할 수 있다. eCPRI 신호는 디지털 장비(120)에서 지원하는 압축 알고리즘과 압축 전송 비트로 압축되어 전송된 신호이다.
라디오 장비(110)는 eCPRI 신호의 압축 해제 과정을 수행한 후, Low-PHY 레이어에서 역 고속 푸리에 변환(iFFT)된 디지털 신호를 슬레이브 장비(200)에 전달한다. 이때, 디지털 장비(120)가 사용한 압축 알고리즘과 압축 전송비트에 따라 압축된 eCPRI 신호의 압축을 해제하기 위해서, 라디오 장비(110)는 디지털 장비(120)에서 사용하는 압축 알고리즘과 압축 전송 비트를 지원해야 한다.
반대로, 상향링크 신호를 처리하는 과정에서, 라디오 장비(110)는 각각의 슬레이브 장비(200)들로부터 프레임을 주파수 밴드별로 구분하여 수신한다. 이때, 프레임은 각 슬레이브 장비(200)들이 지원하는 장비별 형상에 따라 압축 알고리즘과 압축 전송 비트가 각각 다르게 결정될 수 있다.
따라서 라디오 장비(110)는 주파수 밴드 별로 프레임을 구분한 후, 고속 푸리에 변환(FFT) 및 압축 과정을 수행한 디지털 신호를 광 신호로 변환하여, 프론트홀을 통해 디지털 장비(120)로 전송한다. 따라서, 라디오 장비(110)는 각 슬레이브 장비(200)의 압축 알고리즘과, 결정된 압축 전송 비트, 그리고 슬레이브 장비 형상에 따른 지원 대역폭을 고려하여, 라디오 장비(110)와 슬레이브 장비(200)간 전송 프레임 구조를 결정한다.
라디오 장비(110)는 최대 N개의 슬레이브 장비(200)들과 광케이블 혹은 UTP(Unshielded Twisted Pair) 케이블을 통해 연동한다. 그리고 각각의 슬레이브 장비(200)들을 통해 출력되는 총 M개의 서로 다른 주파수 대역의 디지털 신호를 처리하기 위하여, 라디오 장비(110)는 서로 다른 주파수 대역을 지원할 수 있다.
라디오 장비(110)가 N개의 슬레이브 장비(200)들이 연동할 때, 슬레이브 장비(200)의 종류와 형상에 따라, 신호 처리를 위하여 서로 다른 압축 알고리즘과 압축 전송 비트, 그리고 프레임 구조를 적용할 수 있다.
이러한 라디오 장비(110)의 구조에 대해 도 3을 참조로 설명한다. 그리고, 슬레이브 장비(200)의 구조에 대해서는 도 4를 참조로 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 오픈 라디오 유닛의 구조도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 슬레이브 장비의 구조도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 라디오 장비(110)는 제1 광 모듈(111), 제2 광 모듈(112), 광 모듈 타입 저장부(113), 슬레이브 탑재 모듈 저장부(114), 압축 비트 결정부(115), 압축 알고리즘 라이브러리(116), 프레임 생성/해제부(117), 데이터 압축/해제부(118) 및 하위 PHY 모뎀부(119)를 포함한다.
제1 광 모듈(111)은 O-RAN 기반 개방형 프론트홀 인터페이스로 디지털 장비(120)와 연동하여 신호를 송수신한다. 그리고, 제2 광 모듈(112)은 사업자 규격 기반 CPRI 인터페이스로, 슬레이브 장비(200)와 연동하여 신호를 송수신한다.
제1 광 모듈(111)과 제2 광 모듈(112)은 각각 SFP(Small Form-factor Pluggable) 모듈 즉, 패키지화된 소형 광 트랜시버(Transceiver)로서, 광 모듈(111, 112)과 연결된 광섬유 커넥터를 통해 전송된 광 신호를 전기 신호로 변환할 수 있다.
일반적으로 광 모듈(111, 112)의 한 쪽에는 광섬유 커넥터가 삽입되어 연결되고, 다른 한 쪽에는 다른 기기와 연결 가능한 연결 단자를 갖는다. 이러한 광 모듈(111, 112)은 종류에 따라 10Gbps 내지 25Gbps의 전송속도를 지원하며, 지원하는 거리는 일반적으로 20km 내외의 거리를 지원한다.
다만, 광 모듈(111, 112)은 앞서 예시된 것들로 한정되는 것은 아니며, 이 밖에 다양한 광 모듈(111, 112)이 더 존재할 수 있다. 그리고 광 모듈(111, 112)에 삽입되어 있는 광 섬유 커넥터와 연결 단자의 형태를 어느 하나로 한정하지 않는다.
광 모듈 타입 저장부(113)는 제2 광 모듈(112)과 연동하며, 제2 광 모듈(112)에 대한 모듈 타입 정보를 저장한다. 즉, 광 모듈 타입 저장부(113)는 제2 광 모듈(112)이 지원하는 전송 속도, 지원하는 광 파장, 지원하는 거리 정보를 광 모듈 타입 정보로서 저장한다.
그리고 슬레이브 탑재 모듈 저장부(114)는 라디오 장비(110)와 연동하고 있는 복수의 슬레이브 장비(200)들 각각에 대한 광 모듈 타입에 대한 정보를 저장한다. 즉, 슬레이브 장비(200)에 삽입되어 있는 광 모듈에서 지원하는 전송 속도, 지원하는 광 파장, 지원하는 거리 정보를, 모듈 타입 정보로서 슬레이브 탑재 모듈 저장부(114)에 저장한다.
이는, 슬레이브 장비(200)들의 RF 모듈에 따라 서로 다른 디지털 전송 프레임을 지원해야 하기 때문에, 광 모듈의 전송 속도가 서로 다를 수 있다. 따라서, 슬레이브 장비(200)들에 탑재되어 있는 광 모듈 정보를 라디오 장비(110)에 저장하는 것이다. 슬레이브 탑재 모듈 저장부(114)가 슬레이브 장비(200)들 각각의 광 모듈 타입 정보를 수집하는 방법은 다양하므로, 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 방법으로 한정하지 않는다.
압축 비트 결정부(115)는 디지털 장비(120)에서 지원하는 주파수 대역폭과 레이어 수, 또는 제2 광 모듈(112)의 광 모듈 타입과 슬레이브 장비(200)에 탑재되어 있는 광 모듈 타입을 기초로, 제1 광 모듈(111)과 제2 광 모듈(112)의 최대 지원 대역폭을 확인한다. 그리고 압축 비트 결정부(115)는 디지털 장비(120) 또는 슬레이브 장비(200)와 신호를 송수신하기 위한 대역폭을 결정하고, 해당 대역폭에 따른 압축 알고리즘과 압축 전송 비트를 결정한다.
압축 알고리즘 라이브러리(116)는 복수의 압축 알고리즘들을 저장, 관리한다. 그리고 압축 알고리즘 라이브러리(116)는 압축 비트 결정부(115)에서 결정된 압축 비트에 대응하는 압축 알고리즘을 선택하여, 데이터 압축/해제부(118)로 전달한다.
데이터 압축/해제부(118)는 압축 비트 결정부(115)가 결정한 압축 알고리즘을 압축 알고리즘 라이브러리(116)로부터 받는다. 그리고 데이터 압축/해제부(118)는 슬레이브 장비(200)로 전송할 정보를 압축 알고리즘을 이용하여 압축한 후 프레임 생성/해제부(117)로 전달한다. 프레임 생성/해제부(117)는 압축된 정보를 포함하는 디지털 전송 프레임을 생성하여, 제2 광 모듈(112)을 통해 슬레이브 장비(200)로 전송한다.
또한, 데이터 압축/해제부(118)는 프레임 생성/해제부(117)에서 디지털 전송 프레임을 해제한 후 추출한 압축된 정보를 해제한다. 이때, 데이터 압축/해제부(117)는 복수의 슬레이브 장비(200)들로부터 전송된 프레임을 주파수 밴드별로 구분하고, 구분된 프레임 내 압축된 데이터의 압축을 해제한다.
하위 PHY 모뎀부(119)는 제1 광 모듈(111)과 연결되어 있으며, PHY 계층에서의 일부 처리 기능(Low-PHY)을 수행한다. 즉, 라디오 장비(110)와 디지털 장비(120) 사이의 개방형 프론트홀 인터페이스를 통해 신호를 송수신하기 위하여, PHY 계층의 일반적인 기능 중 일부 기능만을 하위 PHY 모뎀부(119)에서 처리한다. 하위 PHY 모뎀부(119)에서 처리하는 일부 처리 기능은 이미 알려진 것으로, 본 발명의 실시예에서는 상세한 설명을 생략한다.
이때, 도 2에 도시된 점선은 제어 평면의 인터페이스를 나타낸 것이고, 실선은 데이터 평면의 인터페이스를 나타낸 것이다.
이와 같이 라디오 장비(110)는 다양하게 구성된 슬레이브 장비(200)들과의 연동을 위한 디지털 프레임이 결정되어 있는 상황에서, 복수의 사업자들이 개발한 슬레이브 장비(200)들과의 연동을 위하여 신호를 압축하고 프레임을 생성하는 기능을 수행한다. 즉, 라디오 장비(110)는 출력 포트 별 광 모듈 정보 및 지원 대역폭 정보를 읽어 기록할 수 있는 저장 장치와, 라디오 장비(110)와 슬레이브 장비(200)간 디지털 전송 프레임의 압축 전송 비트 결정을 위하여, 앞서 기술한 최적의 대역폭 계산 기능을 포함하여야 한다.
다음은, 도 4를 참조하여 슬레이브 장비(200)의 구조에 대해 설명하면, 도 4에 도시된 바와 같이 슬레이브 광 모듈(210), 프레임 생성/해제부(220), 슬레이브 탑재 모듈 저장부(230), 압축 알고리즘 저장부(240) 및 데이터 압축/해제부(250)를 포함한다.
슬레이브 광 모듈(210)은 슬레이브 장비(200) 내에 수용되어 라디오 장비(110)와 사업자 규격 기반 CPRI 인터페이스로 연동하여, 압축된 디지털 전송 프레임을 송수신한다.
프레임 생성/해제부(220)는 라디오 장비(110)로 전송할 데이터 프레임을 생성하거나, 라디오 장비(110)로부터 전송된 압축된 데이터 프레임을 해제한다. 프레임 생성/해제부(220)가 데이터 프레임을 생성하거나 해제하는 방법은 다양하므로, 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 방법으로 한정하지 않는다.
슬레이브 탑재 모듈 저장부(230)는 슬레이브 광 모듈(210)이 지원하는 전송 속도, 지원하는 광 파장, 지원하는 거리 정보를, 슬레이브 탑재 모듈 정보로서 저장한다.
압축 알고리즘 저장부(240)는 슬레이브 장비(200)에 탑재되어 있는 압축 알고리즘과 알고리즘 정보를 저장한다. 슬레이브 장비(200)에 수용되어 있는 슬레이브 탑재 모듈 정보와 압축 알고리즘 정보는 슬레이브 광 모듈(210)을 통해 라디오 장비(110)로 제공되어, 슬레이브 탑재 모듈 저장부(114)에 저장된다.
데이터 압축/해제부(250)는 라디오 장비(110)로 전송할 데이터를 압축하거나, 라디오 장비(110)로부터 전송된 압축된 데이터를 해제한다. 데이터 압축/해제부(250)가 데이터를 압축하거나 해제하는 방법은 다양하므로, 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 방법으로 한정하지 않는다.
다음은 동일한 형상의 슬레이브 장비(200)들 또는 상이한 형상의 슬레이브 장비(200)들이 개방형 기지국(100)과 연동하는 예에 대해 도 5 및 도 6을 참조로 설명한다. 본 발명의 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 3개의 디지털 장비(120)들과 두 개의 슬레이브 장비(200)들을 도시하였으나, 장비들의 수가 이와 같이 한정되는 것은 아니다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 라디오 장비와 슬레이브 장비가 연동한 예시도이고, 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 라디오 장비와 슬레이브 장비가 연동한 예시도이다.
먼저 도 5에 도시된 바와 같이, 라디오 장비(110)는 제1 슬레이브 장비(200-1)와 제2 슬레이브 장비(200-2)가 SFP 즉, 광 모듈로 연동한다. 각각의 슬레이브 장비(200-1, 200-2)에 실장되어 있는 RF 모듈(260-1, 260-2)에는 제1 RF 모듈, 제2 RF 모듈, 그리고 제3 RF 모듈이 포함되어 있다.
이때, 제1 슬레이브 장비(200-1)와 제2 슬레이브 장비(200-2)는 모두 동일한 RF 모듈들을 실장하고 있음을 확인할 수 있다. 따라서, 라디오 장비(110)는 슬레이브 장비들(200-1, 200-2) 각각과 송수신하는 데이터의 압축 전송 비트를 동일하게 결정하여 사용한다.
그러나 도 6에 도시된 바와 같이, 라디오 장비(110)에 연결되어 있는 제3 슬레이브 장비(200-3)와 제4 슬레이브 장비(200-4)가 각각 수용하고 있는 RF 모듈(280-1, 280-2)이 서로 상이하게 실장 되어 있다고 가정한다. 예를 들어 제3 슬레이브 장비(200-3)는 제1 RF 모듈과 제2 RF 모듈이 실장되어 있고, 제4 슬레이브 장비(200-4)는 제1 RF 모듈과 제3 RF 모듈이 실장되어 있다고 가정한다.
라디오 장비(110)와 제3 슬레이브 장비(200-3), 그리고 라디오 장비(110)와 제4 슬레이브 장비(200-4)는 서로 다른 구조의 디지털 전송 프레임을 가지게 된다. 따라서, 슬레이브 장비의 형상에 따라 라디오 장비(110)는 압축 알고리즘 및 압축 전송 비트를 다르게 결정한다.
다음은 운용중인 슬레이브 장비에 신규 사업자의 모듈이 추가되는 예에 대해 도 7 및 도 8을 참조로 설명한다.
도 7에서는 운용중인 슬레이브 장비에 신규 사업자 모듈이 추가되는 실시예를 나타내었다. 그리고 도 8은 슬레이브 장비 뒤에 다른 조합의 새로운 슬레이브 장비가 추가로 추가되는 경우를 나타내었다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 슬레이브 장비 추가에 대한 예시도이고, 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 슬레이브 장비 추가에 대한 예시도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 운용 중인 슬레이브 장비(200)에 추가 사업자를 위한 RF 모듈이 추가되었다고 가정한다. 이 때 라디오 장비(110)와 슬레이브 장비(200) 간에는, 새로 추가된 RF 모듈에 따른 사업자 주파수 밴드를 지원하기 위해 디지털 전송 프레임 구조를 변경하여야 한다.
이를 토대로, 라디오 장비(110)는 광 모듈의 교체 없이도 새로 추가된 RF 모듈에 대한 최적의 압축 알고리즘 및 압축 전송 비트를 결정할 수 있어야 한다.
한편, 도 8은 라디오 장비(110)와 연동하여 기 운용 중인 슬레이브 장비(200)에 기존에 없던 RF 모듈(제3 RF 모듈)이 포함된 신규 슬레이브 장비가 캐스케이드(Cascade)로 추가되는 실시예를 나타내었다. 이 경우에 새로운 RF 모듈인 제3 RF 모듈을 위한 디지털 스트림이 추가가 되어야 하므로, 라디오 장비(110)는 디지털 전송 프레임 구조를 변경한다. 이를 토대로 광 모듈의 교체 없이도 최적의 압축 알고리즘 및 압축 전송 비트를 결정할 수 있다.
이와 같이 다양한 경우에 따라 라디오 장비(110)와 슬레이브 장비(200)가 동작할 수 있도록, 라디오 장비(110)가 압축 알고리즘과 압축 전송 비트를 결정하는 방법에 대해 도 9를 참조로 설명한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 압축 알고리즘 및 압축 전송 비트의 결정에 대한 흐름도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 라디오 장비(110)는 자신과 연결되어 있는 슬레이브 장비(200)로부터 슬레이브 장비 정보를 수신한다(S100). 여기서 슬레이브 장비 정보는 슬레이브 장비(200)가 지원하는 압축 알고리즘, 레이어 수, 슬레이브 장비(200)에 장착된 RF 모듈의 종류 등을 포함한다.
라디오 장비(110)는 슬레이브 장비(200)와 연동한 광 모듈의 최대 지원 대역폭을 확인한다(S110). 그리고 라디오 장비(110)는 슬레이브 장비(200)에서 사용할 압축 알고리즘 및 압축 전송 비트를 결정하여 슬레이브 장비(200)에 전송한다(S120, S130).
여기서, 라디오 장비(110)는 광 모듈의 대역폭이 슬레이브 장비(200)에 실장된 RF 모듈 별 전송 대역폭의 합 보다 넓은 상태가 유지되도록(광 모듈 대역폭 ≥ RF 모듈 별 전송 대역폭의 합) 압축 전송 비트를 결정한다. 그리고 결정한 압축 전송 비트와 압축 알고리즘을 이용하여 디지털 프레임을 압축하여 슬레이브 장비(200)와 송수신한다(S150).
이때, 슬레이브 장비(200)에 대한 압축 전송 비트가 미리 설정한 최소 압축 전송 비트 이하로 결정될 경우, 라디오 장비(110)는 기지국을 운용하는 운용자의 단말로 라디오 장비(110)의 광 모듈을 변경을 요청하는 등, S120 단계에서 계산된 압축 알고리즘과 전송 비트를 수용할 수 없음을 알린다(S160).
S160 단계 이후 또는 슬레이브 장비(200)와 디지털 프레임을 송수신하면서 라디오 장비(110)는 미리 설정된 주기에 따라 광 모듈의 타입이 변경되었는지 확인한다(S170). 만약 광 모듈의 타입이 변경되었다면 S110 단계에서 S130 단계를 반복 수행한다. 그러나, 광 모듈의 타입이 변경되지 않은 것으로 확인하면, 라디오 장비(110)는 슬레이브 장비(200)와 S120 단계에서 결정된 압축 알고리즘 및 전송 비트로 디지털 프레임을 전송한다.
이와 함께, 슬레이브 장비(200)도 RF 모듈에 변경이 있는지 주기적으로 확인하고(S180), RF 모듈에 변경이 있을 경우, S100 단계 이후의 절차를 반복 수행한다. 그러나, RF 모듈에 변경이 없다면, S120 단계에서 결정된 압축 알고리즘과 전송 비트를 이용하여 라디오 장비(110)와 디지털 프레임을 전송한다.
다음은 압축 비트 결정부(115)가 압축 전송 비트를 결정하는 예에 대해 도 10 및 도 11을 참조로 설명한다.
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 압축 전송 비트 결정에 대한 예시도이고, 도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 압축 전송 비트 결정에 대한 예시도이다.
도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 압축 비트 결정부(115)가 대역폭을 계산하여 압축 알고리즘과 압축 전송 비트를 결정하는 예에 대해 설명하면 다음과 같다.
먼저 도 10에 도시된 바와 같이 압축 비트 결정부(115)는 시뮬레이션을 통해 EVM(Error Vector Magnitude) 등의 RF 성능과 FPGA(Field Programmable Gate Array) 보드의 지원 여부를 고려하여 적용 가능한 최대/최소 압축 비트를 결정하는 것을 예로 하여 설명한다. 그리고 다음 예시에서는 최대 압축 전송 비트를 10bit로 가정하여 설명한다.
제2 광 모듈(112)의 광 모듈 타입이 15Gbps의 전송 속도를 가진다고 가정한다. 그리고, 슬레이브 장비(200)에 서로 상이한 2개 사업자 RF 모듈들이 삽입되어 있고, 각각의 RF 모듈의 타입이 100MHz 대역에 2개의 레이어(2T2R)를 사용한다고 가정한다.
이 경우, 데이터 압축/해제부(118)가 14bit 압축율로 신호를 압축할 경우 대역폭은 약 14Gbps가 된다. 따라서, 15Gbps의 전송 속도를 가지는 제2 광 모듈(112) 이 수용 가능한 대역폭이므로, 압축 비트 결정부(115)는 14bit 압축 전송 비트를 사용하는 것으로 결정한다.
한편, 앞의 사례에서 슬레이브 장비(200)에 신규 사업자 80MHz 대역 2 레이어 RF 모듈이 추가된다고 가정하면, 대역폭은 위에 계산한 14Gbps에서 19Gbps로 증가된다. 따라서 기존 14bit로 압축된 신호는 15Gbps 사양의 제2 광 모듈(112)을 통해 전송할 수 없게 된다. 이러한 경우, 압축 전송 비트를 14bit에서 11bit로 변경한다면, 대역폭이 15Gbps를 만족할 수 있다. 따라서 압축 비트 결정부(115)는 기존 14bit의 압축 전송 비트를 11bit로 변경을 결정한다.
또 다른 예로서, 도 11에 도시된 바와 같이 제2 광 모듈(112)의 광 모듈 타입이 15Gbps의 전송 속도를 가지고, 슬레이브 장비(200)에 서로 상이한 2개 사업자의 RF 모듈들이 삽입되어 있고, 각각의 RF 모듈의 타입이 100MHz 대역에 2개 레이어(2T2R)를 사용한다고 가정한다.
이때, 14bit 압축 사용 시 대역폭은 앞의 예시와 동일하게 15Gbps이므로, 14bit 압축 전송 비트의 사용이 가능하다. 그러나, 100MHz BW, 4T4R(=4 Layer) RF 모듈 추가될 경우, 압축 전송 비트를 10bit로 결정하여도 대역폭이 22Gbps 이므로 기존 제2 광 모듈(112)에서 수용이 불가하다.
따라서, 압축 비트 결정부(115)는 제2 광 모듈(112)과 슬레이브 광 모듈(210)의 변경을 운용자에게 알리고, 25Gbps의 전송 속도를 가지는 광 모듈로 변경할 것을 안내한다. 이 경우, 25Gbps 전송 속도의 광 모듈로 변경한 후에 13bit 압축 전송 비트 적용 시, 대역폭이 24Gbps로 수용이 가능함을 알 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (11)

  1. 복수의 디지털 장비들 및 복수의 슬레이브 장비들과 연동하는 라디오 유닛으로서,
    상기 복수의 디지털 장비들과 연동하는 제1 광 모듈,
    상기 복수의 슬레이브 장비들과 연동하는 제2 광 모듈,
    상기 제2 광 모듈이 지원하는 전송 속도와 광 파장 정보를 포함하는 광 모듈 타입 정보를 저장하는 광 모듈 타입 저장부, 그리고
    상기 제1 광 모듈 및 제2 광 모듈의 최대 지원 대역폭, 그리고 상기 슬레이브 장비들에 탑재되어 있는 모듈 정보를 토대로 상기 디지털 장비들 및 슬레이브 장비들과 송수신할 신호를 압축할 압축 알고리즘 및 압축 비트를 결정하는 압축 비트 결정 모듈
    을 포함하는 라디오 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 라디오 유닛은,
    상기 복수의 슬레이브 장비들 각각에 구비되어 있는 적어도 하나의 광 모듈의 정보를 저장하는 슬레이브 탑재 모듈 저장부
    를 더 포함하는 라디오 유닛.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 라디오 유닛은,
    상기 디지털 장비들과 슬레이브 장비들이 각각 지원하는 압축 알고리즘들을 저장하는 압축 알고리즘 라이브러리
    를 더 포함하는 라디오 유닛.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 라디오 유닛은,
    상기 압축 비트 결정 모듈이 결정한 압축 알고리즘을 상기 압축 알고리즘 라이브러리로부터 제공받아 상기 슬레이브 장비들로 전송할 데이터를 압축하는 데이터 압축/해제부, 그리고
    상기 데이터 압축/해제부가 압축한 데이터를 포함하는 디지털 전송 프레임을 생성하는 프레임 생성/해제부
    를 더 포함하는 라디오 유닛.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 데이터 압축/해제부는,
    상기 복수의 슬레이브 장비들로부터 전송된 프레임을 주파수 밴드별로 구분하고, 구분된 프레임 내 압축된 데이터의 압축을 해제하는 라디오 유닛.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 라디오 유닛은,
    상기 제1 광 모듈과 연결되어 있으며, 상기 복수의 디지털 장비들과 개방형 프론트홀 인터페이스를 통해 이더넷 프레임을 송수신하는 하위 PHY 모뎀부
    를 추가로 포함하는 라디오 유닛.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 디지털 장비들과 O-RAN(Open Radio Access Network) 기반 개방형 프론트홀 인터페이스로 연동하는 라디오 유닛.
  8. 라디오 유닛이 연동한 슬레이브 장비와 송수신할 프레임 구조를 결정하는 방법으로서,
    상기 슬레이브 장비로부터 상기 슬레이브 장비에 장착된 적어도 하나 이상의 RF 모듈들 각각의 정보를 포함하는 슬레이브 장비 정보를 수신하는 단계,
    상기 슬레이브 장비와 연동하는 광 모듈의 대역폭을 확인하는 단계,
    상기 광 모듈의 대역폭이 상기 적어도 하나 이상의 RF 모듈들 각각에 대한 전송 대역폭의 합보다 넓도록 압축 전송 비트를 결정하는 단계, 그리고
    상기 슬레이브 장비로 전송할 디지털 프레임을 상기 결정한 압축 전송 비트에 따라 압축하여 생성하는 단계
    를 포함하는 프레임 구조 결정 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 압축 전송 비트를 결정하는 단계는,
    상기 결정된 압축 전송 비트가 미리 설정한 최소 압축 비트 이하이면, 상기 슬레이브 장비와 연결된 광 모듈의 변경 통지를 알리는 알람을 발생하는 단계
    를 포함하는 프레임 구조 결정 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 알람을 발생하는 단계 이후에,
    상기 광 모듈의 변경을 감지하는 단계, 그리고
    감지된 광 모듈의 대역폭을 토대로 상기 압축 전송 비트를 재결정하는 단계
    를 더 포함하는 프레임 구조 결정 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 슬레이브 장비 정보는 상기 슬레이브 장비가 지원하는 압축 알고리즘 및 레이어 수 정보를 더 포함하는, 프레임 구조 결정 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2023119618A1 (ja) * 2021-12-24 2023-06-29 楽天モバイル株式会社 Ｏ－ｒｕ及び管理方法

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