KR20220067888A - O-RAN 프론트홀의 5G mmWave 광대역 빔포밍 MIMO 서비스 방법과 그 장치 - Google Patents

O-RAN 프론트홀의 5G mmWave 광대역 빔포밍 MIMO 서비스 방법과 그 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 O-RAN(Open-Radio Access Network) 프론트홀의 5G mmWave 광대역 빔포밍 MIMO 서비스 장치는 개방형 분산장치(O-RAN Distributed Unit: O-DU)와, 상기 개방형 분산장치와 개방형 프론트홀(O-RAN Frounthaul)을 통해 연결되는 개방형 무선장치(O-RAN Radio Unit: O-RU)를 포함한다.

Description

O-RAN 프론트홀의 5G mmWave 광대역 빔포밍 MIMO 서비스 방법과 그 장치{Method and apparatus for providing 5G mmWave broadband beamforming Multiple Input Multiple Output (MIMO) service of Open-Radio Access Network (O-RAN) fronthaul}
본 발명은 빔포밍 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 서비스 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는, O-RAN(Open-Radio Access Network) 프론트홀(Frounthaul)의 5G mmWave 광대역 빔포밍 MIMO 서비스 방법과 그 장치에 관한 것이다.
기존 5G RU는 100MMHz 대역폭을 이용하여 서비스하여 고용량의 data를 필요로 하는 5G에서는 속도가 제한적이며, 방사되는 전파는 5G RU 설치시 고려한 특정 방향 위주로 서비스되기에 전파의 낭비가 발생한다.
상황에 따라 5G RU에서는 4x4 MIMO(100MHz × 4) 신호를 전송하지만 100MHz 대역폭의 한계로 인한 처리량(Throughput)의 제한이 발생한다. 즉, 전파 집중이 필요한 위치에 처리량 감소가 발생할 수 있다.
한국공개특허 제2019-0047687호 2019년 05월 08일 공개 (명칭: 암호화된 사용자 데이터 송신 및 저장)
본 발명의 목적은 O-RAN(Open-Radio Access Network) 프론트홀(Frounthaul)의 5G mmWave 광대역 빔포밍 MIMO 서비스 방법과 그 장치를 제공함에 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 O-RAN(Open-Radio Access Network) 프론트홀의 5G mmWave 광대역 빔포밍 MIMO 서비스 장치는 개방형 분산장치(O-RAN Distributed Unit: O-DU)와, 상기 개방형 분산장치와 개방형 프론트홀(O-RAN Frounthaul)을 통해 연결되는 개방형 무선장치(O-RAN Radio Unit: O-RU)를 포함한다.
상기 개방형 무선장치는 mmWave 광대역 복편파 안테나를 통해 800MHz 대역 2×2 MIMO 서비스를 제공하는 것을 특징으로 한다.
상기 개방형 무선장치는 mmWave 광대역 복편파 안테나를 통해 구성된 MIMO 안테나를 통해 DL0 및 UL0 신호 및 DL1 및 UL1 신호를 각각 송수신하되, DL0 및 UL0 신호는 +45° 그리고 DL1 및 UL1 신호는 -45°의 신호 각도로 송수신하는 것을 특징으로 한다.
상기 개방형 무선장치는 커버리지를 복수의 집중 영역으로 구분하고, mmWave 광대역 복편파 안테나로 구성된 MIMO 안테나를 통해 선택된 어느 하나의 집중 영역에 전파를 집중하는 빔 포밍을 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 개방형 무선장치는 상기 MIMO 안테나의 고도는 ±60° 범위에서 조절하고, 상기 MIMO 안테나의 방위각은 ±60°의 범위에서 조절하여 상기 빔 포밍을 수행하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 O-RAN(Open-Radio Access Network) 프론트홀의 5G mmWave 광대역 빔포밍 MIMO 서비스 방법은 개방형 무선장치가 하향링크 데이터를 수신할 대상 사용자장치가 위치한 집중 영역을 선택하는 단계와, 상기 개방형 무선장치가 상기 선택된 집중 영역에 빔 포밍되도록 MIMO 안테나의 고도 및 방위각을 조절하는 단계와, 상기 개방형 무선장치가 개방형 프론트홀을 통해 개방형 분산장치로부터 하향링크 데이터를 수신하는 단계와, 상기 개방형 무선장치가 상기 수신된 하향링크 데이터를 +45°의 신호 각도를 가지는 DL0 신호 및 -45°의 신호각도를 가지는 DL1 신호로 사용자장치로 전송하는 단계를 포함한다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 O-RAN(Open-Radio Access Network) 프론트홀의 5G mmWave 광대역 빔포밍 MIMO 서비스 방법은 개방형 무선장치가 상향링크 데이터를 전송하는 대상 사용자장치가 위치한 집중 영역을 선택하는 단계와, 상기 개방형 무선장치가 상기 선택된 집중 영역에 빔 포밍되도록 MIMO 안테나의 고도 및 방위각을 조절하는 단계와, 상기 개방형 무선장치가 상기 사용자장치로부터 상향링크 데이터를 +45°의 신호 각도를 가지는 DL0 신호 및 -45°의 신호각도를 가지는 DL1 신호로 수신하는 단계와, 상기 개방형 무선장치가 개방형 프론트홀을 통해 개방형 분산장치로 상향링크 데이터를 전송하는 단계를 포함한다.
종래의 5G RU 는 100MHz BW 의 4×4 MIMO 서비스인데 반해, 본 발명의 개방형 무선장치(100, O-RU)는 광대역인 800MHz 대역폭(BW)의 2×2 MIMO 서비스를 제공함으로써 처리량이 향상될 수 있다. 특히, 본 발명의 개방형 무선장치는 기존의 특정 방향 위주의 서비스가 아닌 선택적으로 특정한 위치, 즉, 집중 영역에 대한 빔 포밍을 수행함으로써, 전파 집중을 통해 서비스 커버리지를 증가시키며, 처리량을 개선시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 개방형 무선 접속 네트워크(O-RAN)가 적용된 통신 시스템의 전체적인 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 개방형 무선 접속 네트워크(O-RAN)의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 종래의 기술에 따른 5G DU 및 RU의 MIMO 서비스 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 O-RAN(Open-Radio Access Network) 프론트홀의 5G mmWave 광대역 빔포밍 MIMO 서비스 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 개방형 무선장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 개방형 무선장치의 MIMO 서비스 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 O-RAN 프론트홀의 5G mmWave 광대역 빔포밍 MIMO 서비스를 통해 하향링크 데이터를 전송하는 방법에 대해서 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 O-RAN 프론트홀의 5G mmWave 광대역 빔포밍 MIMO 서비스를 통해 상향링크 데이터를 전송하는 방법에 대해서 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 개방형 무선 접속 네트워크(O-RAN: Open-Radio Access Network)가 적용된 통신 시스템의 전체적인 구성에 대해서 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 개방형 무선 접속 네트워크(O-RAN)가 적용된 통신 시스템의 전체적인 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 개방형 무선 접속 네트워크(O-RAN)의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 통신 시스템은 기본적으로, 개방형 무선 접속 네트워크(Open-Radio Access Network; ON), 백홀 네트워크(Backhaul Network: BN) 및 코어 네트워크(Core Network: CN)를 포함한다.
특히, 도 1 및 도 2를 참조하면, 개방형 무선 접속 네트워크(ON)는 복수의 개방형 무선장치(100, O-RAN Radio Unit: O-RU), 개방형 분산장치(200, O-RAN Distributed Unit: O-DU) 및 복수의 개방형 무선장치(100, O-RU) 각각과 개방형 분산장치(200, O-DU)를 연결하는 복수의 개방형 프론트홀(300, O-RAN Fronthaul)을 포함하는 프론트홀 네트워크(FN: Frounthaul Network)를 포함한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 개방형 무선장치(100) 및 개방형 분산장치(200)가 서로 분리되어 형성되며, 개방형 무선장치(100)와 개방형 분산장치(200)는 개방형 프론트홀(300)을 통해 연결된다.
개방형 무선장치(100)는 기본적으로, 하위 계층 기능을 기반으로 Low-PHY 계층 및 RF 처리를 호스팅하는 논리 노드이다. 또한, 개방형 분산장치(200)는 기본적으로, 하위 계층 기능을 기반으로 RLC / MAC / High-PHY 계층을 호스팅하는 논리 노드이다. 그리고 개방형 프론트홀(300)은 기본적으로, 개방형 무선장치(100)와 개방형 분산장치(200) 간의 데이터를 전달하기 위한 전송 경로이다.
개방형 무선장치(100)는 셀 사이트 내에 각각 설치되어 상기 셀 사이트 내에 위치한 사용자장치(20)와의 무선 통신을 수행하는 장치로서, 기본적으로 사용자장치(20)와 무선 신호 송수신 및 송수신되는 무선 신호의 필터링, 증폭, 아날로그/디지털 변환, 디지털/아날로그 변환 등의 RF 신호 처리 기능을 수행한다. 이렇게 셀 사이트 내에 설치된 복수의 개방형 무선장치(100) 각각은 프론트홀 네트워크(FN)를 구성하는 복수의 개방형 프론트홀(300) 중 대응하는 개방형 프론트홀(300)을 통해 개방형 분산장치(200)와 연결된다.
본 발명에 있어서, 개방형 무선장치(100)는, 상술한 RF 신호 처리 기능 이외에, 선택적으로, 물리계층에 대응하는 기능 중 적어도 일부를 더 구비할 수 있다. 이 경우, 개방형 무선장치(100)는 RF 신호 처리 후에, 물리계층에 대응하는 기능 중 일부 구비된 기능에 따른 처리를 수행한 후, 해당 데이터를 개방형 프론트홀(300)을 통해 개방형 분산장치(200)로 전달할 수 있다.
개방형 분산장치(200)는 복수의 개방형 프론트홀(300)을 포함하는 프론트홀 네트워크(FN)를 통해 복수의 개방형 무선장치(100)와 연결되고, 백홀 네트워크(BN)를 통해서 이동통신시스템의 코어 네트워크(CN)에 연결되어, 개방형 무선장치(100)에 접속된 사용자장치(20)와 코어 네트워크(CN) 간의 데이터 트래픽을 처리한다. 여기서, 코어 네트워크(CN)는 이동통신시스템에서의 시그널링 제어, 데이터 트래픽 라우팅을 수행하기 위한 구성으로서, 예컨대, EPC(Evolved Packet Core)를 예시할 수 있다.
복수의 개방형 프론트홀(300)을 포함하는 프론트홀 네트워크(FN)는 개방형 무선장치(100)에 의해 사용자장치(20) 간에 송수신 되어야 할 사용자 데이터뿐만 아니라, 전송 제어 및 관리를 위한 데이터, 동기정보 등을 전송할 수 있다. 특히, 개방형 무선장치(100)와 개방형 분산장치(200)의 연동을 통해서, 기존의 기지국 장치(예컨대, eNB)에서 수행되던 기지국 기능을 수행하게 된다.
복수의 개방형 프론트홀(300)을 포함하는 프론트홀 네트워크(FN)는 복수의 개방형 무선장치(100)와 개방형 분산장치(200) 간의 데이터를 전달하기 위한 전송 네트워크이다. 이러한 개방형 프론트홀(300)은 통신 인터페이스로서 eCPRI(enhanced Common Public Radio Interface) 또는 RoE(Radio over Ethernet) 등을 이용할 수 있다. 여기서, 개방형 분산장치(200)와 복수의 개방형 프론트홀(300)을 포함하는 프론트홀 네트워크(FN) 사이의 연결은 집중화 방식 혹은 분배 방식으로 이루어질 수 있다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 광대역 빔포밍 MIMO 서비스를 제공하는 방법에 대해서 설명하기로 한다. 도 3은 종래의 기술에 따른 5G DU 및 RU의 MIMO 서비스 방법을 설명하기 위한 도면이다. 그리고 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 O-RAN(Open-Radio Access Network) 프론트홀의 5G mmWave 광대역 빔포밍 MIMO 서비스 방법을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 3을 참조하면, 종래의 경우, 5G RU는 100MMHz 대역폭을 이용하여 서비스하여 고용량의 데이터를 필요로 하는 5G에서는 속도가 제한적이며, 방사되는 전파는 5G RU 설치 시 고려한 특정 방향 위주로 서비스되기 때문에 전파의 낭비가 발생한다. 다만, 5G RU는 상황에 따라 4×4 MIMO(100MHz×4) 신호를 전송하기도 하지만, 100MHz 대역폭의 한계로 인해 처리량이 제한적이다. 게다가, 전파 집중이 필요한 위치의 처리량은 상대적으로 더욱 감소된다.
반면, 도 4를 참조하면, 개방형 무선장치(100)는 개방형 분산장치(200)와 개방형 프론트홀(300)을 연결된다. 개방형 무선장치(100)는 mmWave 광대역 복편파 안테나를 통해 MIMO 서비스를 제공할 수 있다. 이때, 개방형 무선장치(100)는 개방형 분산장치(200)로부터 개방형 프론트홀(300)을 통해 빔 포밍 제어 명령을 수신하여 수신된 제어 명령에 따라 mmWave 광대역 복편파 안테나를 통해 빔 포밍을 수행할 수 있다.
특히, 본 발명의 실시예에 따르면, 기존 5G RU 형태가 아닌 5G mmWave 광대역 2×2 MIMO 서비스를 제공하는 개방형 무선장치(100)를 제공한다. 이에 따라, 처리량이 향상될 수 있다.
즉, 종래의 5G RU 는 100MHz BW 의 4×4 MIMO 서비스인데 반해, 본 발명의 개방형 무선장치(100, O-RU)는 800MHz 대역폭(BW)의 2×2 MIMO 서비스를 제공함으로써 처리량이 향상될 수 있다.
특히, 본 발명의 실시에에 따른 개방형 무선장치(100)는 기존의 특정 방향 위주의 서비스가 아닌 선택적으로 특정한 위치에 빔포밍 기능을 사용하여 전파 집중을 통해 서비스 커버리지를 증가시키며, 처리량을 개선시킬 수 있다.
그러면, 본 발명의 실시에에 따른 개방형 무선장치(100)에 대해서 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 개방형 무선장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 개방형 무선장치의 MIMO 서비스 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 개방형 무선장치(100)는 RF신호처리부(110), 물리신호처리부(120) 및 안테나부(130)를 포함한다.
기본적으로, 개방형 무선장치(100)는 개방형 분산장치(200)로부터 수신되는 하향링크(DL) 신호를 수신하여 사용자장치(20)로 전달한다. 또한, 개방형 무선장치(100)는 사용자장치(20로)부터 수신되는 상향링크(UL) 신호를 수신하여 개방형 분산장치(200)로 전달하는 역할을 수행한다.
물리신호처리부(110)는 물리계층의 기능 중 미리 설정된 일부 물리계층(PHY_low) 기능에 따른 처리를 수행한다. 물리신호처리부(110)는 개방형 프론트홀(300)을 통해 개방형 분산장치(200)로부터 하향링크 데이터를 수신한 후, 수신된 하향링크 데이터에 대해 미리 설정된 일부 물리계층(PHY_low) 기능에 따른 처리를 수행하여 RF신호처리부(120)로 전달할 수 있다. 또한, 물리신호처리부(110)는 RF신호처리부(120)로부터 상향링크 데이터를 전달받고, 전달받은 상향링크 데이터에 대해 미리 설정된 일부 물리계층(PHY_low) 기능에 따른 처리를 수행하여 개방형 프론트홀(300)을 통해 개방형 분산장치(200)로 전송할 수 있다.
RF신호처리부(120)는 무선 신호 송수신 및 송수신되는 무선 신호의 필터링, 증폭, 아날로그/디지털 변환, 디지털/아날로그 변환 등의 RF 신호 처리를 수행한다. RF신호처리부(120)는 물리신호처리부(110)로부터 하향링크 데이터를 전달받고, 전달받은 하향링크 데이터에 대해 RF 신호 처리를 수행한 후, 안테나부(130)를 통해 사용자장치(20)로 하향링크 데이터를 전송할 수 있다. 또한, RF신호처리부(120)는 안테나부(130)를 통해 사용자장치(20)로부터 상향링크 데이터를 수신하고, 수신된 상향링크 데이터에 대해 RF 신호 처리를 수행한 후, 상향링크 데이터를 물리신호처리부(110)로 전달할 수 있다.
안테나부(130)는 mmWave 광대역 복편파 안테나를 통해 MIMO 안테나를 구성한다. 기본적으로 안테나부(130)는 mmWave 광대역 복편파 안테나를 통해 2×2 MIMO 신호를 송수신할 수 있다. 추가적인 실시예에 따르면, 안테나부(130)는 mmWave 광대역 복편파 안테나를 통해 4×4 MIMO 신호를 송수신할 수도 있다.
이에 따라, RF신호처리부(120)는 개방형 분산장치(200)로부터 개방형 프론트홀(300)을 통해 하향링크(DL) 신호를 수신하고, 이득에 따라 증폭한 후, 안테나부(130)의 MIMO 안테나를 통해 사용자장치(20)로 전달한다. 또한, 개방형 무선장치(100)는 사용자장치(20)로부터 상향링크(UL) 신호를 안테나부(130)의 MIMO 안테나를 통해 수신하고, 이득에 따라 증폭한 후, 개방형 프론트홀(300)을 통해 개방형 분산장치(200)로 전달할 수 있다.
RF신호처리부(120)는 MIMO 안테나를 통해 편파방향이 서로 직교(orthogonal)하는 무선 신호를 수신할 수 있다. 또한, RF신호처리부(120)는 MIMO 안테나를 통해 편파방향이 서로 직교하도록 복수의 무선 신호를 형성하여 사용자장치(20)로 전송할 수 있다.
일 실시예에 따르면, MIMO 안테나가 2×2 MIMO 안테나인 경우, 개방형 무선장치(100)의 RF신호처리부(120)는 각각 +45도 및 -45도 편파된 2개의 무선 신호를 구분하여 수신하거나, 전송할 수 있다. 즉, RF신호처리부(120)는 mmWave 광대역 복편파 안테나를 통해 구성된 MIMO 안테나를 통해 DL0 및 UL0 신호 및 DL1 및 UL1 신호를 각각 송수신하되, DL0 및 UL0 신호는 +45° 그리고 DL1 및 UL1 신호는 -45°의 신호 각도로 송수신할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, MIMO 안테나가 4×4 MIMO 안테나인 경우, 개방형 무선장치(100)의 RF신호처리부(120)는 0도, +45도, +90도, -45도 편파된 4개의 무선 신호를 구분하여 수신하거나, 전송할 수 있다.
한편, 개방형 무선장치(100)는 도 6에 도시된 바와 같이, 커버리지를 복수의 집중 영역, 예컨대, 58개의 집중 영역(영역 0 내지 57)으로부터 구분하고, 선택적으로 복수의 집중 영역 중 어느 하나의 집중 영역에 전파를 집중하는 빔 포밍을 수행할 수 있다.
이때, 개방형 무선장치(100)의 RF신호처리부(120)는 고도(elevation)는 ±60° 범위 그리고 방위각(azimuth)은 ±60°의 범위에서 빔 포밍을 수행하여 복수의 집중 영역 중 어느 하나의 집중 영역에 빔이 집중되도록 할 수 있다. 이때, 개방형 무선장치(100)의 RF신호처리부(120)는 복수의 집중 영역 각각에 대응하는 복수의 인덱스(Index)를 구성한 후, 선택하고자 하는 집중 영역에 대응하는 인덱스를 선택하여 빔 포밍을 수행할 수 있다.
일례로, 도 6에 도시된 바와 같이, 커버리지가 58개의 집중 영역으로 구분되었다고 가정한다. 그러면, 58개의 집중 영역 각각에 대응하는 복수의 인덱스(Index) 0 내지 57이 구성될 수 있다. 예컨대, 인덱스 6이 선택되면, 개방형 무선장치(100)의 RF신호처리부(120)는 인덱스 6에 해당하는 집중 영역에 대해 집중하는 빔 포밍을 수행할 수 있다.
한편, 개방형 무선장치(100)는 전술한 바와 같은 인덱스를 개방형 분산장치(200)로부터 개방형 프론트홀(300)을 통해 수신할 수 있다. 그러면, 개방형 무선장치(100)의 물리신호처리부(110)는 인덱스를 RF신호처리부(120)로 전달하고, RF신호처리부(120)는 해당 인덱스에 해당하는 집중 영역에 빔 포밍되도록 안테나부(130)의 MIMO 안테나의 고도(elevation) 및 방위각(azimuth)의 범위를 조절하도록 제어한다. 이때, RF신호처리부(120)는 mmWave 광대역 복편파 안테나로 구성된 MIMO 안테나의 고도(elevation)는 ±60° 범위에서 조절하고, 그 MIMO 안테나의 방위각(azimuth)은 ±60°의 범위에서 조절하는 것이 바람직하다.
다음으로 본 발명의 실시예에 따른 O-RAN 프론트홀의 5G mmWave 광대역 빔포밍 MIMO 서비스 방법에 대해서 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 O-RAN 프론트홀의 5G mmWave 광대역 빔포밍 MIMO 서비스를 통해 하향링크 데이터를 전송하는 방법에 대해서 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 개방형 무선장치(100)는 S110 단계에서 하향링크 데이터를 수신할 대상 사용자장치(20)가 위치한 집중 영역을 선택한다. 집중 영역의 선택은 전술한 바와 같이, 커버리지를 복수의 집중 영역으로 구분하고, 구분된 복수의 집중 영역 중 사용자장치(20)가 위치한 집중 영역에 대응하는 인덱스의 선택을 통해 이루어질 수 있다.
집중 영역이 선택되면, 개방형 무선장치(100)는 S120 단계에서 앞서 선택된 집중 영역에 빔 포밍되도록 안테나부(130)의 mmWave 광대역 복편파 안테나로 구성된 MIMO 안테나의 고도 및 방위각을 조절한다.
그리고 개방형 무선장치(100)는 S130 단계에서 개방형 프론트홀을 통해 개방형 분산장치로부터 하향링크 데이터가 수신되면, S140 단계에서 수신된 하향링크 데이터를 +45°의 신호 각도를 가지는 DL0 신호 및 -45°의 신호각도를 가지는 DL1 신호로 사용자장치(20)에 전송한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 O-RAN 프론트홀의 5G mmWave 광대역 빔포밍 MIMO 서비스를 통해 상향링크 데이터를 전송하는 방법에 대해서 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 개방형 무선장치(100)는 S210 단계에서 상향링크 데이터를 전송하는 대상 사용자장치(20)가 위치한 집중 영역을 선택한다. 집중 영역의 선택은 전술한 바와 같이, 커버리지를 복수의 집중 영역으로 구분하고, 구분된 복수의 집중 영역 중 사용자장치(20)가 위치한 집중 영역에 대응하는 인덱스의 선택을 통해 이루어질 수 있다.
집중 영역이 선택되면, 개방형 무선장치(100)는 S220 단계에서 앞서 선택된 집중 영역에 빔 포밍되도록 안테나부(130)의 mmWave 광대역 복편파 안테나로 구성된 MIMO 안테나의 고도 및 방위각을 조절한다.
그리고 개방형 무선장치(100)는 S230 단계에서 사용자장치(20)로부터 상향링크 데이터를 +45°의 신호 각도를 가지는 DL0 신호 및 -45°의 신호각도를 가지는 DL1 신호로 수신한다. 그러면, 개방형 무선장치(100)는 필요한 처리(RF, PHY_low)를 수행한 후, S240 단계에서 개방형 프론트홀(300)을 통해 개방형 분산장치(200)로 상향링크 데이터를 전송한다.
본 발명에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 판독 가능한 소프트웨어 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 여기서, 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 예컨대 기록매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 및 롬(ROM), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함한다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 이러한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 균등론에 따라 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.
10: 커버리지
20: 사용자장치
100: 개방형 분산장치
110: 물리신호처리부
120: RF신호처리부
130: 안테나부
200: 개방형 무선장치
300: 개방형 프론트홀

Claims (7)

  1. O-RAN(Open-Radio Access Network) 프론트홀의 5G mmWave 광대역 빔포밍 MIMO 서비스 장치에 있어서,
    개방형 분산장치(O-RAN Distributed Unit: O-DU); 및
    상기 개방형 분산장치와 개방형 프론트홀(O-RAN Frounthaul)을 통해 연결되는 개방형 무선장치(O-RAN Radio Unit: O-RU);
    를 포함하는
    광대역 빔포밍 MIMO 서비스 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 개방형 무선장치는
    mmWave 광대역 복편파 안테나를 통해
    800MHz 대역 2×2 MIMO 서비스를 제공하는 것을 특징으로 하는
    광대역 빔포밍 MIMO 서비스 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 개방형 무선장치는
    mmWave 광대역 복편파 안테나를 통해 구성된 MIMO 안테나를 통해
    DL0 및 UL0 신호 및 DL1 및 UL1 신호를 각각 송수신하되,
    DL0 및 UL0 신호는 +45° 그리고 DL1 및 UL1 신호는 -45°의 신호 각도로 송수신하는 것을 특징으로 하는
    광대역 빔포밍 MIMO 서비스 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 개방형 무선장치는
    커버리지를 복수의 집중 영역으로 구분하고,
    mmWave 광대역 복편파 안테나로 구성된 MIMO 안테나를 통해 선택된 어느 하나의 집중 영역에 전파를 집중하는 빔 포밍을 수행하는 것을 특징으로 하는
    광대역 빔포밍 MIMO 서비스 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 개방형 무선장치는
    상기 MIMO 안테나의 고도는 ±60° 범위에서 조절하고,
    상기 MIMO 안테나의 방위각은 ±60°의 범위에서 조절하여
    상기 빔 포밍을 수행하는 것을 특징으로 하는
    광대역 빔포밍 MIMO 서비스 장치.
  6. O-RAN(Open-Radio Access Network) 프론트홀의 5G mmWave 광대역 빔포밍 MIMO 서비스 방법에 있어서,
    개방형 무선장치가 하향링크 데이터를 수신할 대상 사용자장치가 위치한 집중 영역을 선택하는 단계;
    상기 개방형 무선장치가 상기 선택된 집중 영역에 빔 포밍되도록 MIMO 안테나의 고도 및 방위각을 조절하는 단계;
    상기 개방형 무선장치가 개방형 프론트홀을 통해 개방형 분산장치로부터 하향링크 데이터를 수신하는 단계; 및
    상기 개방형 무선장치가 상기 수신된 하향링크 데이터를 +45°의 신호 각도를 가지는 DL0 신호 및 -45°의 신호각도를 가지는 DL1 신호로 사용자장치로 전송하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는
    광대역 빔포밍 MIMO 서비스 방법.
  7. O-RAN(Open-Radio Access Network) 프론트홀의 5G mmWave 광대역 빔포밍 MIMO 서비스 방법에 있어서,
    개방형 무선장치가 상향링크 데이터를 전송하는 대상 사용자장치가 위치한 집중 영역을 선택하는 단계;
    상기 개방형 무선장치가 상기 선택된 집중 영역에 빔 포밍되도록 MIMO 안테나의 고도 및 방위각을 조절하는 단계;
    상기 개방형 무선장치가 상기 사용자장치로부터 상향링크 데이터를 +45°의 신호 각도를 가지는 DL0 신호 및 -45°의 신호각도를 가지는 DL1 신호로 수신하는 단계;
    상기 개방형 무선장치가 개방형 프론트홀을 통해 개방형 분산장치로 상향링크 데이터를 전송하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는
    광대역 빔포밍 MIMO 서비스 방법.
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