KR20230128701A - 분산종단유닛에 대하여 주파수자원 분배 경로를 가진 오픈랜에 적용되는 인빌딩 라디오유닛, 이를 포함한 시스템 및 이의 제어방법 - Google Patents

분산종단유닛에 대하여 주파수자원 분배 경로를 가진 오픈랜에 적용되는 인빌딩 라디오유닛, 이를 포함한 시스템 및 이의 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 개방형 기지국 구조를 갖는 오픈랜에 적용되는 인빌딩 라디오유닛에 있어서, 상기 인빌딩 라디오유닛은, 기지국으로부터 수신한 빔포밍정보를 근거로 빔 ID와 분산종단유닛을 매칭하고, 상기 매칭된 분산종단유닛을 매개로 이에 연결된 단말기와 상기 기지국 간에 통신 가능하도록 연결하는 것을 특징으로 하는 오픈랜에 적용되는 인빌딩 라디오유닛을 제공한다.

Description

분산종단유닛에 대하여 주파수자원 분배 경로를 가진 오픈랜에 적용되는 인빌딩 라디오유닛, 이를 포함한 시스템 및 이의 제어방법 {IN-BUILDING RADIO UNIT APPLIED TO O-RAN WITH A PATH WHICH FREQUENCY RESOURCES ARE DISTRIBUTED TO FRONT-END UNIT, SYSTEM COMPRISING THE SAME, AND METHOD OF CONTORLLING THE SAME}
본 발명은, 오픈무선망접속프로토콜 표준을 만족하는 라디오유닛(O-RU)을 이용해 인빌딩 서비스를 제공하는데 있어, 옥외에서 빔포밍 동작시 안테나 지향 방향을 인빌딩 라디오유닛과 이의 분산종단유닛(Front-End Unit) 사이의 신호 경로 스위칭에 치환함으로써 무선자원의 효율적 분배 및 상향링크 커버리지 개선 등 인빌딩 내에서 빔포밍 효과를 얻기 위한 것이다.
최근, 높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역, 일 예로, 60GHz 대역 등에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대배열 다중입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO, FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나(large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다.
그 중 빔포밍은 사용자 단말기와 기지국 양쪽에서 안테나 여러 개로 공급되는 신호의 진폭과 위상을 변화시켜 특정 방향으로 무선 신호를 집중시키는 기술로서, 고주파대의 무선통신에서 효율적이고 원활한 데이터 송수신을 가능케 하혐, 기지국의 개수를 늘리지 않아도 커버리지(coverage)를 높여줄 수 있다.
한편, 4G 통신 시스템과 5G 통신 시스템 등이 혼용된 시스템에서 사업자들과 장비제공 업체가 모여서 설립한 O-RAN(Open Radio Access Network)은, 기존 3GPP 규격 기반으로 신규 NE(network element)와 인터페이스(interface) 규격을 정의하고, O-RAN 구조를 제시하고 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템의 구성도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템(1)은, 기지국(10)과, 인빌딩 라디오유닛(20a~20c)을 매개로 기지국(12)과 통신 가능하도록 연결되는 단말기(30)와, 기지국(12)에 상향링크 신호를 전송하거나 기지국(12)으로부터 하향링크 신호를 전송하는 인빌딩 라디오유닛(20a~20c)를 포함할 수 있다.
인빌딩(in-building)에서 인빌딩 라디오유닛(20a~20c)는 통상 처리량(capacity)이 충분하지만, 커버리지(coverage)가 작다. 왜냐하면 건물 안에는 벽, 유리, 층간 격리 등과 같은 방해물로 인하여 전파가 효율적으로 전달되지 못하기 때문이다.
주파수가 높을수록 전파도달거리가 짧아져 커버리지(coverage)를 확대하기 위해 인빌딩 라디오유닛(20a~20c)을 증설하는 것보다 안테나를 분산하는 것이 경제적이나, 상향링크, 즉 역방향에서 안테나의 개수가 증가할수록 그 개수에 비례하여 역방향 노이즈가 상승하는 문제가 있다.
또한, 상향링크는 단말기(30)의 제한적인 파워로 신호의 세기가 약하기 때문에, 약한 신호의 역방향 신호는 노이즈로 인하여 간섭을 받게되어 더 역방향 커버리지(coverage)가 줄어들고, 역방향 노이즈로 인하여 역방향 신호대간섭잡음비(SINR)가 열화되어 처리량(throughtput)이 줄어드는 문제가 있다.
일 예로, 인빌딩 라디오유닛(20a~20c)의 분산종단유닛(FEU; Front-End Unit)이 한 개인 경우, 잡음을 포함하는 통신신호는 도 2(a)에 도시한 바와 같고, 분산종단유닛이 둘인 경우의 잡음을 포함하는 통신신호는 도 2(b)에 도시한 바와 같으며, 분산종단유닛이 그 이상인 n인 경우의 잡음을 포함하는 통신신호는 도 2(c)에 도시한 바와 같다.
즉, 분산종단유닛의 개수가 증가함에 따라 잡음지수(NF)가 증가하는 문제가 있다. 왜냐하면 인빌딩 라디오유닛(20a~20c)는 비잡음 장치가 아니기 때문에, 그 개수가 증가함에 따라 잡음지수(NF)가 증가할 수 있다.
따라서, 하나의 기지국(10)에 복수 개의 분산종단유닛의 연결이 요구되는 경우, 발생할 수 있는 상향링크노이즈에 대한 문제를 해소하기 위한 기술 개발이 요구되고 있는 실정이며, 인빌딩 라디오유닛(20a~20c)에서 빔포밍기술을 적용할 수 있다면 위와 같은 문제를 해소할 수 있다.
KR 10-2021-0056455 A1 KR 10-1604702 B1 KR 10-1745669 B1
본 발명은, 개방형 기지국 구조를 갖는 오픈랜에 적용되는 인빌딩 라디오유닛(또는 인빌딩 O-RU)에서, 분산종단유닛의 개수가 증가함에 따라 누적적으로 발생하는 상향링크노이즈를 제거할 수 있는 인빌딩 라디오 유닛, 이를 포함한 시스템 및 이의 제어방법을 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 개방형 기지국 구조를 갖는 오픈랜에 적용되는 인빌딩 라디오유닛에 있어서, 상기 인빌딩 라디오유닛은, 기지국으로부터 수신한 빔포밍정보를 근거로 빔 ID와 분산종단유닛을 매칭하고, 상기 매칭된 분산종단유닛을 매개로 이에 연결된 단말기와 상기 기지국 간에 통신 가능하도록 연결하는 것을 특징으로 하는 오픈랜에 적용되는 인빌딩 라디오유닛을 제공한다.
일 실시예에 따라, 상기 인빌딩 라디오유닛은, 상기 기지국과 프론트홀(fronthaul) 인터페이스를 지원하고, 상기 분산종단유닛은, 상기 인빌딩 라디오유닛과 상기 단말기 사이에 위치하여 통신 신호를 중계하되, 상기 단말기는, 상기 라디오유닛이 아닌 상기 분산종단유닛과 무선 통신 가능하도록 연결될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 인빌딩 라디오유닛은, 인빌딩용으로 상기 기지국과 유선으로 통신 가능하게 연결되되, 상기 빔포빙정보를 이용하여 상기 기지국과 상기 분산종단유닛 간의 통신 경로를 분산할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 라디오유닛과 상기 분산종단유닛 사이에는, 신호를 전달하는 익스텐션유닛이 더 마련될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 인빌딩 라디오유닛은, 상기 빔포밍정보를 프리코딩(pre-coding)하여 추출된 SSB 정보로부터 획득한 SSB 인덱스와 CSI-RS 인덱스를 근거로, 각각 상기 익스텐션유닛 및 상기 분산종단유닛을 매칭할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 인빌딩 라디오유닛은, 상기 빔포밍정보에 따라 매칭된 상기 분산종단유닛의 신호 이외에, 비매칭된 상기 분산종단유닛의 신호를 상기 기지국에 전송하지 않을 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 빔포밍정보는 상기 프론트홀 인터페이스의 C-Plane 데이터의 발생 주기로 이루어질 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 인빌딩 라디오유닛은, 상기 프론트홀 인터페이스의 C-Plane 데이터만 프리코딩할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 인빌딩 라디오유닛과, 상기 인빌딩 라디오유닛을 매개로 통신 연결되는 기지국과 단말기를 포함하는 분산안테나시스템을 제공한다.
또한, 본 발명은, 개방형 기지국 구조를 갖는 오픈랜에 적용되는 인빌딩 라디오유닛은, 기지국으로부터 수신한 빔포밍정보를 근거로 빔 ID와 분산종단유닛을 매칭하는 단계, 및 상기 매칭된 분산종단유닛을 매개로 이에 연결된 단말기와 상기 기지국 간에 통신 가능하도록 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 오픈랜에 적용되는 인빌딩 라디오유닛의 제어방법을 제공한다.
일 실시예에 따라, 상기 인빌딩 라디오유닛은, 상기 기지국과 프론트홀(fronthaul) 인터페이스를 지원하고, 상기 분산종단유닛은, 상기 인빌딩 라디오유닛과 상기 단말기 사이에 위치하여 통신 신호를 중계하며, 익스텐션유닛은 상기 인빌딩 라디오유닛과 상기 분산종단유닛 사이에 신호를 전달하되, 상기 매칭하는 단계는, 상기 인빌딩 라디오유닛이 상기 빔포밍정보를 프리코딩(pre-coding)하여, 추출된 SSB 정보로부터 SSB 인덱스와 CSI-RS 인덱스를 획득하는 단계, 상기 인빌딩 라디오유닛은, 상기 SSB 인덱스를 근거로, 상기 익스텐션유닛을 매칭하는 단계, 및 상기 인빌딩 라디오유닛은, 상기 CSI-RS 인덱스를 근거로, 상기 익스텐션유닛에 연결된 상기 분산종단유닛을 매칭하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 오픈랜에 적용되는 인빌딩 라디오유닛의 제어방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 개방형 기지국 구조를 갖는 오픈랜에 적용되는 인빌딩 라디오유닛(또는 인빌딩 O-RU)에서 분산종단유닛의 개수가 증가함에 따라 누적적으로 발생하는 상향링크노이즈를 제거할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템의 구성도이다.
도 2는 기지국에 대한 상향링크신호의 잡음을 도식화한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템의 구성도이다.
도 4A는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔포밍 기술을 설명하기 위한 도면이다.
도 4B는 본 발명의 일 실시예에 따라 서로 매칭되는 빔포밍정보와 분산종단유닛을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인빌딩 라디오유닛과 분산종단유닛의 연결관계를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 빔ID와 분산종단유닛이 매칭되는 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 인빌딩 라디오유닛의 제어방법의 단계별 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성 요소에 대한 접미사 "유닛" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
시스템
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템의 구성도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 인빌딩 라디오유닛(21)은 기지국(10)과 단말기(30) 사이에 위치하여, 신호를 전달하거나 중계할 수 있다.
여기서, 통상 기지국(10)은, 도 4A에 도시한 바와 같이, 단말기(30)와 무선으로 전파를 송수신하며, 기지국(10)과 단말기(30) 사이에 독립적인 경로를 설정하기 위해 빔포밍(beamforming) 기술을 사용할 수 있다.
밀리미터파 대역의 고주파수를 사용하는 5G 네트워크에서는, 고주파 신호의 높은 경로손실을 극복하기 위하여 빔포밍 기술을 사용하고 있으며, 빔의 좁은 커버리지 특성을 고려했을 때, 기지국(10)과 단말기(30)는 서로 데이터를 교환하기 위해서는 서로에게 맞는 빔 각도를 찾는 빔-정렬(beam-alignment) 과정이 필요하다. 구체적으로 기지국(10)과 단말기(30) 사이에 빔을 정렬하기 위해, 기지국(10)은 빔의 방향을 어느 한 방향으로 소정 각도씩 순차적으로 SSB(Synchronization Signal Block)의 신호를 빔포밍하여 전송할 수 있다. 이렇게 빔의 방향을 소정 각도씩 돌려가면서 신호를 전송하거나 수신하는 것을 빔-스위핑(beam-sweeping) 또는 빔-스캐닝(beam-scanning)이라 하며, 여기서 빔-스위핑은 기지국(10) 측에서 바라본 행동이고, 빔-스캐닝은 수신기 측에서 바라본 행동을 가리킬 수 있다.
일 예로, 기지국(10)이 n개의 빔 방향을 가질 수 있다고 한다면, 기지국(10)은 n개의 빔 방향 각각에 대하여 지원하고자 하는 방향들을 스위핑하면서 SSB 등의 신호를 전송할 수 있다. 이때, 적어도 하나의 빔들이 그룹화될 수 있으며, 이 경우에는 빔 그룹별로 SSB 등의 신호를 전송할 수 있다.
동일 방향으로 전송되는 SSB(Synchronization Signal Block)는, 한 셀 내에 복수의 SSB들이 존재할 수 있다. 복수의 SSB들이 존재하는 경우, 각 SSB의 구분을 위해서 SSB 인덱스(index)가 사용될 수 있다. 일 예로, 하나의 기지국(10)에서 8개의 빔 방향으로 SSB가 전송되는 경우, 서로 다른 빔 방향을 가진 8개의 SSB 인덱스, 일 예로 SSB0 ~ SSB7가 전송될 수 있다.
이때, 단말기(30)는 전원이 켜지거나 새로이 셀(cell)에 접속하고자 하는 경우 상기 SSB 정보를 이용하여 기지국(10)과 하향링크신호 및 상향링크신호의 전송을 정확한 시점에 수행하는 데 필요한 시간 및 주파수 파라미터 등을 결정하여 동기화할 수 있으며, 이때, 단말기(30)는 상기 SSB 정보로부터 빔 ID(identity) 등의 정보를 획득할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 인빌딩 라디오유닛(21)은, 기지국(10)으로부터 빔포밍정보를 수신할 수 있으며, 수신된 빔포밍정보를 근거로 빔 ID와 분산종단유닛(231~236)을 매칭할 수 있다.
구체적으로, 인빌딩 라디오유닛(21)은 기지국(10)으로부터 전송된 빔포밍정보를 이용하여 이로부터 추출된 빔 ID와 복수의 분산종단유닛(231~236) 중 적어도 하나를 매칭하고, 매칭된 분산종단유닛(231~236)에 연결된 단말기(30)와 기지국(10) 간에 신호를 중계하여, 통신 가능하도록 연결할 수 있다.
이때, 인빌딩 라디오유닛(21)은, 인빌딩 라디오유닛(21)에 의해 매칭된 분산종단유닛(231~236)만 기지국(10)과 통신 가능하도록 활성화함으로써, 여러 개의 분산종단유닛(231~236)이 동시에 통신함으로써 발생할 수 있는 기지국(10)에 대한 상향링크노이즈 문제(도 2 참조)를 해소토록 하는 것이 바람직하다.
구체적으로, 인빌딩 라디오유닛(21)은 기지국(10)으로부터 전송된 상기 빔포밍정보를 이용하여 추출된 빔 ID와 분산종단유닛(231~236)을 매칭하여 기지국(10)과의 통신 경로를 분산할 수 있고, 바람직하게는 인빌딩 라디오유닛(21)이 빔 ID와 분산종단유닛(231~236)을 매칭할 때 동시에 복수의 분산종단유닛(231~236)이 매칭되지 않도록 시간적으로 분할하여, 소정 주기에 따라 상기 빔 ID와 상기 분산종단유닛(231~236)을 일대일로 매칭하는 것이 좋다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 빔ID와 분산종단유닛이 매칭되는 예를 나타낸 도면이다.
일 예로, 도 6에 도시한 바와 같이, 인빌딩 라디오유닛(21)은 소정 주기 T에 따라, T1에서 빔 ID #1은 분산종단유닛 #1과 매칭하고, T2에서 빔 ID #2는 분산종단유닛 #2와 매칭하며, Tn에서 빔 ID #n은 분산종단유닛 #n과 매칭을 할 수 있다.
인빌딩 라디오유닛(21)은 상향링크 구간 또는 하향링크 구간을 각각 소정 주기로 시분할할 수 있고, 인빌딩 라디오유닛(21)는 시분할된 각 구간에서 둘 이상의 분산종단유닛(231~236)이 동시에 매칭되지 않도록 하되, 이때 각 분산종단유닛(231~236)은 자기가 매칭되었을 때에만 라디오유닛(21)을 경유한 기지국(10)과의 통신 경로가 개방될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 인빌딩 라디오유닛(21)은, 도 3에 도시한 바와 같이, 기지국(10)과 통신 가능하도록 연결된 라디오유닛(O-RU; O-RAN Raido Unit)(21)과, 단말기(30)와 통신 가능하도록 연결된 분산종단유닛(FEU; Front-End Unit)(231~236)을 포함할 수 있다.
라디오유닛(21)은 기지국(10)과 통신 가능하도록 연결되어, 라디오유닛(21)에 연결된 단말기(30)와 기지국(10) 간 통신시 그 신호를 중계할 수 있다.
이때 라디오유닛(21)은, 기지국(10), 구체적으로 분산기지국유닛(DU; Distributed Unit)(12)과 무선이 아닌 유선(일 예로 광케이블)로 연결될 수 있다.
5G 무선접속망에서는 무선 속도 증가 및 MIMO 시스템에 따른 프론트홀(fronthaul) 용량의 증대 등으로 인하여, 기지국(10)은 집중기지국유닛(CU; Central Unit)(11)과 분산기지국유닛(DU; Distributed Unit)(12)으로 분리 구현되고, 집중기지국유닛(CU)(11)과 분산기지국유닛(DU)(12)에 8가지 기능분리 옵션들을 선택적으로 적용할 수 있도록 다양한 구조를 갖는 개방형 기지국 구조를 갖도록 하고 있다(도 5 참조).
O-RAN(Open-Radio Access Network)에서 물리계층은 기능 분리되어, 분산기지국유닛(DU)(12)은 option7인 High PHY를, 그리고 라디오유닛(21)은 option8인 Low PHY를 담당하였고, 라디오유닛(21)과 분산기지국유닛(DU)(12)은 서로 프론트홀(fronthaul) 인터페이스로 연결될 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 라디오유닛(21)은 기지국(10), 그 중 분산기지국유닛(DU)(12)과 프론트홀 인터페이스를 지원할 수 있다.
통상, 라디오유닛(21)은 무선 통신(RF) 기능을 가져, 무선으로 연결된 단말기(30)와 기지국(10) 간에 통신 연결을 중계할 수 있으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 라디오유닛(21)이 인빌딩(in-building)용으로 구현되는 경우, 상기 라디오유닛(21)은 무선 통신(RF) 기능을 갖지 않지 않고, 분산종단유닛(231~236)이 무선 통신(RF)을 기능을 가져 단말기(30)와 무선으로 통신 연결될 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 라디오유닛(21)은 무선 통신 기능을 가진 분산종단유닛(231~236)을 이용하여, 간접적으로 기지국(10)과 단말기(30) 간의 통신 신호를 중계할 수 있다.
또한, 인빌딩 라디오유닛(21)은 필요에 따라 집선 장치, 즉 허브(hub)로서, 하나의 라디오유닛(21)과 복수의 분산종단유닛(231~236) 간에 신호를 양방향으로 전달하기 위한 익스텐션유닛(EU; Extension Unit)(221~223)을 더 포함할 수 있다.
일 예로, 도 5에 도시한 바와 같이, 건물에는 기지국(10)과 유선으로 연결된 라디오유닛(21)이 설치될 수 있고, 이 이외에 단말기(30)와 연결되는 복수의 분산종단유닛(231~236)과, 라디오유닛(21)과 복수의 분산종단유닛(231~236) 사이에 통신 신호를 분배하기 위한 익스텐션유닛(221)이 마련될 수 있다. 이때 통상 분산종단유닛(231~236)은 건물에 설치될 때 층별로 설치될 수 있으나, 본 발명은 이를 한정하지 않는다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 분산종단유닛(231~236)은, 단말기(30)와 무선신호를 송수신하기 위한 안테나를 가질 수 있고, 전술한 바와 같이, 분산종단유닛(231~236)은 안테나를 이용하여 단말기(30)와 무선 통신(RF)할 수 있다. 즉, 단말기(30)는 무선 통신(RF) 기능을 가진 분산종단유닛(231~236)을 포함한 인빌딩 라디오유닛(21)에 의해 중계되어, 기지국(10)과 통신 연결될 수 있다.
다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 라디오유닛(21)은, 전술한 바와 같이, 빔포밍정보를 이용하여, 기지국(10)과 복수의 분산종단유닛(231~236) 간의 통신 경로를 분산할 수 있다(도 4B 참조).
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 라디오유닛(21)은, 기지국(10)으로부터 수신한 빔포밍정보를 이용하여 빔 ID와 분산종단유닛(231~236)을 매칭할 수 있다.
라디오유닛(21)이 인빌딩용인 경우, 라디오유닛(21)은 빔포밍을 할 필요가 없지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 라디오유닛(21)은 기지국, 구체적으로 분산기지국유닛(DU)(12)에서 전송되는 빔포밍정보를 프리코딩(pre-coding)하여 추출된 SSB 정보를 이용하여 빔 ID와 분산종단유닛(231~236)을 매칭할 수 있다.
구체적으로, 라디오유닛(21)은 상기 SSB 정보로부터 획득한 SSB 인덱스를 근거로 익스텐션유닛(221~223)을 매칭할 수 있고, 더 정밀(refeinment)한 빔포밍을 위한 CSI-RS 인덱스를 근거로 분산종단유닛(231~236)을 매칭할 수 있다.
여기서 CSI-RS 인덱스는 상기 추출된 SSB 정보로부터 획득한 SSB 인덱스에 속한 것으로, 본 명세서에서 사용하는 용어 중 빔 ID는 SSB 인덱스와 이에 속하는 CSI-RS 인덱스의 조합일 수 있다.
종래 무선 통신(RF) 기능을 가진 라디오유닛(RU)은, 일 예로 도 4B에 도시한 바와 같이, 총 8개(SSB0~SSB7)의 SSB 인덱스, 그리고 각 빔에서 총 16개(CSI-RS0 ~ CSI-RS15)의 CSI-RS 인덱스를 이용하여 빔포밍을 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 라디오유닛(21)은 무선 통신(RF) 기능을 갖지 않지만, 기지국(10)으로부터 전송된 빔포밍정보를 프리코딩(pre-coding)하여, 추출된 SSB 인덱스가 SSB3이고, 이의 CSI-RS 인덱스가 CSI-RS0인 경우, 도면부호 233의 분산종단유닛을 매칭할 수 있다. 동일하게, 라디오유닛(21)이 기지국(10)으로부터 전송된 빔포밍정보로부터 추출된 SSB 인덱스가 SSB3이고, CSI-RS 인덱스가 CSI-RS1인 경우, 도면부호 234의 분산종단유닛을 매칭할 수 있다.
여기서, 라디오유닛(21)이 빔포밍정보로부터 획득한 SSB 인덱스가 SSB3이기 때문에, 여러 익스텐션유닛(221~222) 중 SSB3에 해당하는 도면부호 223의 익스텐션유닛을 매칭할 수 있으며, 도면부호 233의 분산종단유닛과 도면부호 234의 분산종단유닛은 동일한 SBS 인덱스에 따른 도면부호 223의 익스텐션유닛과 통신 가능하도록 연결될 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 라디오유닛(21)은, 하나의 CSI-RS 인덱스에 하나의 분산종단유닛(231~236)을 일대일로 매칭할 수 있고, 하나의 SSB 인덱스에 하나의 익스텐션유닛(221~223)을 일대일로 매칭할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 라디오유닛(21)이 빔 ID와 분산종단유닛(231~236)을 매칭한 경우, 매칭된 분산종단유닛(231~236)을 매개로 한 통신 신호만 기지국(10)과 송수신이 이루어지도록 할 수 있다.
따라서, 라디오유닛(21)에 의해 매칭되지 않은, 비매칭된 분산종단유닛(231~236)으로부터의 통신 신호는 라디오유닛(21)이 중계하지 않을 수 있고, 이에 따라, 비매칭된 분산종단유닛(231~236)으로부터 전송된 상향링크노이즈는 기지국(10)으로 전송이 차단될 수 있다.
자기의 시분할된 구간이 아닌 분산종단유닛(231~236)이나 또는 연결된 단말기(30)의 미존재 등으로 매칭되지 않은 분산종단유닛(231~236) 등은 비활성화될 수 있고, 이때 비매칭된 분산종단유닛(231~236)과 라디오유닛(21) 간의 통신 경로는 스위치 오프(off)될 수 있기 때문에, 복수의 분산종단유닛(231~236)으로부터 전송되어 온 신호를 집선하여 기지국(10)으로 전송하더라도, 비매칭된 분산종단유닛(231~236)으로부터의 노이즈는, 매칭된 분산종단유닛(231~236)으로부터 전송된 상향링크신호에 중첩되지 않고, 따라서 라디오유닛(21)에 연결된 분산종단유닛(231~236)의 개수가 증가하더라도 그에 따라 라디오유닛(21)을 통해 기지국(10)로 전송되는 신호의 잡음지수(NF)가 증가하는 문제는 발생하지 않는다.
한편, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 라디오유닛(21)은 기지국(10)으로부터 전송된 빔포밍정보에 대한 프리코딩을 소정 주기에 따라 수행할 수 있다.
통상 복수의 빔 방향으로 빔-스위핑 또는 빔스캐닝이 이루어지는 경우, 소정 주기에 따라 시간적으로 분할되어 SSB 정보가 전송되기 때문에, 본 발명의 일 실시예에 따른 라디오유닛(21) 역시 이에 상응하여, 소정 주기에 따라 프리코딩을 하는 것이 바람직하며, 이때 상기 주기는 C-plane 데이터의 발생 주기, OFDM 심볼 단위 등일 수 있으며, 일 예로 약 1ms일 수 있다.
또한, 여기서, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 라디오유닛(21)은 프론트홀 인터페이스의 C-plane 데이터만 프리코딩할 수 있다.
전술한 바와 같이, 기지국(10)의 분산기지국유닛(DU)(12)과 라디오유닛(21)은 프론트홀 인터페이스로 연결될 수 있으며, 이때, 라디오유닛(21)은 제어 신호 전송을 위한 프로토콜로서 C-plane 데이터와, 사용자 데이터 전송을 위한 프로토콜로서 U-plane 데이터와, 동기화를 위한 프로토콜로서 S-plane 데이터 중 상기 U-plane 등은 제외하고 C-plane 데이터만 프리코딩하여, 처리 속도 및 처리 효율을 향상하는 것이 바람직하다.
즉, 라디오유닛(21)은 상기 C-plane 데이터만 프리코딩하여 빔 ID 정보 등을 추출하는 것이 바람직하다.
인빌딩 라디오유닛의 제어방법
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 중계기의 제어방법의 단계별 흐름도이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 인빌딩 라디오유닛의 제어방법은, 시스템의 인빌딩 라디오유닛(21)이, 기지국(10)으로부터 수신한 빔포밍정보를 근거로 빔 ID와 분산종단유닛(231~236)을 매칭하는 단계(S10)와, 상기 매칭된 분산종단유닛(231~236)을 매개로 하여 이에 연결된 단말기(30)와 기지국(10) 간에 통신 가능하도록 연결하는 단계(S20)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 매칭하는 단계(S10)는, 구체적으로, 라디오유닛(21)이 빔포밍정보를 프리코딩(pre-coding)하여, 추출된 SSB 정보로부터 SSB 인덱스와 CSI-RS 인덱스를 획득하는 단계와, 이후 순차적으로, 라디오유닛(21)이 상기 SSB 인덱스를 근거로 익스텐션유닛(221~222)을 매칭하는 단계와, 상기 CSI-RS 인덱스를 근거로, 익스텐션유닛(221~222)에 연결된 분산종단유닛(231~236)을 매칭하는 단계를 포함할 수 있다.
각 단계에 대한 설명은 전술한 것과 중복되므로, 이에 대한 설명은 생략하고 그에 갈음하기로 한다.
다만, 도 7에 도시된 단계 또는 위에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 단계들은 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 단계들을 갖거나 그보다 적은 단계들을 갖는 인빌딩 라디오유닛의 제어방법이 구현될 수도 있다.
이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 상세하게 설명하였다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미, 범위 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 시스템
10: 기지국
11: 집중기지국유닛
12: 분산기지국유닛
20a~20c, 21: 인빌딩 라디오유닛
221~223: 익스텐션유닛
231~236: 분산종단유닛
30, 31~32: 단말기

Claims (11)

  1. 개방형 기지국 구조를 갖는 오픈랜에 적용되는 인빌딩 라디오유닛에 있어서,
    상기 인빌딩 라디오유닛은, 기지국으로부터 수신한 빔포밍정보를 근거로 빔 ID와 분산종단유닛을 매칭하고, 상기 매칭된 분산종단유닛을 매개로 이에 연결된 단말기와 상기 기지국 간에 통신 가능하도록 연결하는 것을 특징으로 하는 오픈랜에 적용되는 인빌딩 라디오유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 인빌딩 라디오유닛은, 상기 기지국과 프론트홀(fronthaul) 인터페이스를 지원하고, 상기 분산종단유닛은, 상기 인빌딩 라디오유닛과 상기 단말기 사이에 위치하여 통신 신호를 중계하되,
    상기 단말기는, 상기 라디오유닛이 아닌 상기 분산종단유닛과 무선 통신 가능하도록 연결되는 것을 특징으로 하는 오픈랜에 적용되는 인빌딩 라디오유닛.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 인빌딩 라디오유닛은, 인빌딩용으로 상기 기지국과 유선으로 통신 가능하게 연결되되, 상기 빔포빙정보를 이용하여 상기 기지국과 상기 분산종단유닛 간의 통신 경로를 분산하는 것을 특징으로 하는 오픈랜에 적용되는 인빌딩 라디오유닛.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 라디오유닛과 상기 분산종단유닛 사이에는, 신호를 전달하는 익스텐션유닛이 더 마련되는 것을 특징으로 하는 오픈랜에 적용되는 인빌딩 라디오유닛.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 인빌딩 라디오유닛은,
    상기 빔포밍정보를 프리코딩(pre-coding)하여 추출된 SSB 정보로부터 획득한 SSB 인덱스와 CSI-RS 인덱스를 근거로, 각각 상기 익스텐션유닛 및 상기 분산종단유닛을 매칭하는 것을 특징으로 하는 오픈랜에 적용되는 인빌딩 라디오유닛.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 인빌딩 라디오유닛은,
    상기 빔포밍정보에 따라 매칭된 상기 분산종단유닛의 신호 이외에, 비매칭된 상기 분산종단유닛의 신호를 상기 기지국에 전송하지 않는 것을 특징으로 하는 오픈랜에 적용되는 인빌딩 라디오유닛.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 빔포밍정보는 상기 프론트홀 인터페이스의 C-Plane 데이터의 발생 주기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 오픈랜에 적용되는 인빌딩 라디오유닛.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 인빌딩 라디오유닛은, 상기 프론트홀 인터페이스의 C-Plane 데이터만 프리코딩하는 것을 특징으로 하는 오픈랜에 적용되는 인빌딩 라디오유닛.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 인빌딩 라디오유닛과, 상기 인빌딩 라디오유닛을 매개로 통신 연결되는 기지국과 단말기를 포함하는 시스템.
  10. 개방형 기지국 구조를 갖는 오픈랜에 적용되는 인빌딩 라디오유닛은, 기지국으로부터 수신한 빔포밍정보를 근거로 빔 ID와 분산종단유닛을 매칭하는 단계; 및
    상기 매칭된 분산종단유닛을 매개로 이에 연결된 단말기와 상기 기지국 간에 통신 가능하도록 연결하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 오픈랜에 적용되는 인빌딩 라디오유닛의 제어방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 인빌딩 라디오유닛은, 상기 기지국과 프론트홀(fronthaul) 인터페이스를 지원하고, 상기 분산종단유닛은, 상기 인빌딩 라디오유닛과 상기 단말기 사이에 위치하여 통신 신호를 중계하며, 익스텐션유닛은 상기 인빌딩 라디오유닛과 상기 분산종단유닛 사이에 신호를 전달하되,
    상기 매칭하는 단계는,
    상기 인빌딩 라디오유닛이 상기 빔포밍정보를 프리코딩(pre-coding)하여, 추출된 SSB 정보로부터 SSB 인덱스와 CSI-RS 인덱스를 획득하는 단계;
    상기 인빌딩 라디오유닛은, 상기 SSB 인덱스를 근거로, 상기 익스텐션유닛을 매칭하는 단계; 및
    상기 인빌딩 라디오유닛은, 상기 CSI-RS 인덱스를 근거로, 상기 익스텐션유닛에 연결된 상기 분산종단유닛을 매칭하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 오픈랜에 적용되는 인빌딩 라디오유닛의 제어방법.
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