KR20230142433A - 통합 매크로 차세대 무선 유닛의 시스템 및 설계 방법 - Google Patents

Abstract

본 개시내용은 5G 차세대 통합 매크로 무선 유닛에 관한 것이다. 통합 무선 유닛은 IBTB(integrated baseband and transceiver board) 및 RFEB(radio frequency front end board)를 포함하며, 여기서 RFEB는 IBTB와 동작 가능하게 결합된다. IBTB는 적어도 기저대역 프로세서, 트랜시버 및 클록 동기화 모듈을 포함한다. RFEB는 IBTB로부터 RF 신호들을 수신하기 위한 하나 이상의 RF 체인들을 포함한다. 또한, RFEB는 하나 이상의 RF 커넥터들을 통해 IBTB와 블라인드 정합한다.

Description

통합 매크로 차세대 무선 유닛의 시스템 및 설계 방법

본 특허 문서의 개시내용의 일부는 (이하 본 명세서에서 소유자로 지칭되는) Jio Platforms Limited(JPL) 또는 그 계열사들에 속하는 저작권, 디자인(design), 상표, IC(integrated circuit) 레이아웃(layout) 설계 및/또는 트레이드 드레스 보호(trade dress protection)와 같은(그러나 이에 제한되지 않음) 지적 재산 권리들의 대상이 되는 자료를 포함한다. 소유자는 특허 및 상표청 특허 파일들 또는 기록들에 나타난 대로, 특허 문서 또는 특허 개시내용 중 누군가에 의한 복제 재생에 이의가 없지만, 그 외에는 어떤 경우에도 모든 권리를 보유한다. 이러한 지적 재산에 대한 모든 권리는 소유자에 의해 완전히 보유된다.

[0001] 본 개시내용은 일반적으로 네트워크 디바이스(network device)들에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 통합 차세대 무선 유닛(radio unit)의 설계 및 아키텍처(architecture)에 관한 것이다.

[0002] 관련 기술에 대한 다음의 설명은 본 개시내용의 분야에 관한 배경 정보를 제공하는 것으로 의도된다. 이 섹션(section)은 본 개시내용의 다양한 특징들에 관련될 수 있는 기술분야의 특정 양상들을 포함할 수 있다. 그러나 이 섹션은 종래 기술의 인정(admission)들로서가 아닌, 단지 본 개시내용에 대한 독자의 이해를 향상시키기 위해서만 사용된다고 인식되어야 한다.

[0003] 5G(Fifth Generation) 통신 시스템(system)은 보다 높은 데이터 레이트(data rate)들을 달성하기 위해 서브(sub) 6 기가헤르츠(gigahertz)(㎓) 및 더 높은 주파수(밀리미터(millimeter)(㎜)파) 대역들, 예를 들어 60 ㎓ 대역들에서 구현되는 것으로 간주된다. 무선파들의 전파 손실을 감소시키고 송신 거리를 증가시키기 위해, 빔 형성(beamforming), 전차원(full dimensional) MIMO(multiple-input multiple-output), FD-MIMO(full dimensional MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그(analog) 빔 형성, 대규모(large scale) 안테나 기법들이 5G 통신 시스템들에서의 사용을 위해 논의된다.

[0004] 일반적으로, 5G NR(new radio) 차세대 무선 유닛 또는 기지국(gNB)은 고전력 gNB이다. 그러나 5G NR gNB를 구현하는 기존 시스템들은 상이한 제조업체들에 의한 개별 컴포넌트(component)들의 설계 및 제조로 인해 최적 통합의 결여를 겪는다. 추가로, 기존 5G NR gNB는 전체 레이아웃 및 그 안에 있는 다양한 하위 컴포넌트(sub-component)들의 상호 연결 측면에서 추가 단점들을 갖는다.

[0005] 따라서 적어도 위에서 언급된 문제들 및 단점들을 해결하는 개선되고 효율적인 5G NR 통합 매크로(Macro) gNB에 대한 절실한 필요성이 있다.

[0006] 이 섹션은 아래 상세한 설명에서 추가로 설명되는 본 개시내용의 특정 목적들 및 양상들을 단순화된 형태로 소개하기 위해 제공된다. 이러한 요약은 청구 대상의 범위 또는 주요한 특징들을 식별하는 것으로 의도되지 않는다.

[0007] 한 양상에서, 본 개시내용은 통합 무선 유닛에 관한 것이다. 통합 무선 유닛은 IBTB(integrated baseband and transceiver board) 및 IBTB와 동작 가능하게 결합된 RFEB(radio frequency front end board)를 포함한다. IBTB는 적어도 기저대역 프로세서(processor), 트랜시버 및 클록 동기화 모듈(clock synchronization module)을 포함하고, RFEB는 IBTB로부터 RF 신호들을 수신하기 위한 하나 이상의 RF 체인(chain)들을 포함한다. RFEB는 하나 이상의 RF 커넥터(connector)들을 통해 IBTB와 블라인드 정합(blind mate)한다.

[0008] 실시예에서, 통합 무선 유닛은 하나 이상의 캐비티 필터(cavity filter)들, 및 하나 이상의 안테나들을 위한 인터페이스(interface)를 포함한다. 실시예에서, 하나 이상의 캐비티 필터들은 RFEB의 상기 하나 이상의 RF 체인들 각각과 하나 이상의 안테나들 사이에 구성된다.

[0009] 실시예에서, 하나 이상의 안테나들은 하나 이상의 점퍼(jumper) RF 케이블(cable)들로 RFEB에 연결된다.

[0010] 실시예에서, 하나 이상의 RF 체인들은 하나 이상의 송신 체인들 및 하나 이상의 수신 체인들을 포함한다. 실시예에서, 각각의 RF 체인은 매칭 발룬(matching Balun), 전치 드라이버(Pre-Driver) 증폭기, 및 최종 스테이지(stage) PA(Power Amplifier)로서 최종 RF 전력 증폭기를 캐리(carry)한다. 실시예에서, 각각의 수신 체인은 저잡음 증폭기 대역 통과 SAW 필터 및 매칭 네트워크를 캐리한다.

[0011] 실시예에서, IBTB는 외부 전압을 수신하고, 절연(isolated) 전력 공급부를 사용하여 외부 전압을 제1 전압으로 하향 변환하고, 그리고 비절연 전력 공급부를 사용하여 제1 전압을 제2 전압으로 하향 변환하도록 구성된다.

[0012] 실시예에서, IBTB는 전력 관리 집적 칩셋(chipset), 하나 이상의 DC-DC 변환기(converter)들, 및 제1 전압과 제2 전압을 생성하기 위한 하나 이상의 LDO(low dropout) 레귤러이터(regulator) 디바이스들을 포함한다.

[0013] 실시예에서, IBTB는 결함 생성으로부터 자가 치유(self-heal)하도록 구성된다.

[0014] 실시예에서, IBTB는 IBTB의 열 프로파일(thermal profile)을 제공하기 위한 하나 이상의 센서(sensor)들을 포함한다.

[0015] 실시예에서, 클록 동기화 모듈은 시스템 동기화기 및 클록 발생기 회로를 포함한다.

[0016] 다른 양상에서, 본 개시내용은 제안된 통합 무선 유닛을 포함하는 장치에 관한 것이다.

[0017] 다른 양상에서, 본 개시내용은 제안된 통합 무선 유닛과 통신 가능하게 결합된 UE(user equipment)에 관한 것이다. UE는 통합 무선 유닛으로부터 연결 요청을 수신하고, 통합 무선 유닛에 연결 요청의 확인 응답을 송신하고, 응답으로, 복수의 신호들을 송신하도록 구성된다.

[0018] 일 양상에서, 본 개시내용은 비-일시적 컴퓨터(computer) 판독 가능 매체에 관한 것으로, 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로세서로 하여금, 통합 무선 유닛으로부터 연결 요청을 수신하게 하고, 통합 무선 유닛에 연결 요청의 확인 응답을 송신하게 하고, 응답으로, 복수의 신호들을 송신하게 하는 프로세서 실행 가능 명령들을 포함하며, 통합 무선 유닛은 IBTB(integrated baseband and transceiver board) ― 상기 IBTB는 적어도 기저대역 프로세서, 트랜시버 및 클록 동기화 모듈을 포함함 ―, 및 IBTB와 동작 가능하게 결합된 RFEB(radio frequency front end board)를 포함하고, 상기 RFEB는 IBTB로부터 RF 신호들을 수신하기 위한 하나 이상의 RF 체인들을 포함하며, RFEB는 하나 이상의 RF 커넥터들을 통해 IBTB와 블라인드 정합한다.

[0019] 본 개시내용의 목적은 통합 기저대역 및 트랜시버 보드(integrated baseband and transceiver board)와 무선 주파수 전단 보드(radio frequency front end board)를 갖는 통합 시스템을 제공하는 것이다.

[0020] 본 개시내용의 목적은 지방 및 교외 지역들에 대한 매시브(Massive) MRU(MIMO Radio Unit)의 커버리지 및 ODSC(outdoor small cell)의 용량에 맞추기(cater) 위한 하이브리드(hybrid) 설계 접근법을 구현하는 것이다.

[0021] 본 개시내용의 목적은 단일 인클로저(enclosure)에 완전한 기계 하우징(housing)과 함께 물리 계층(Physical layer), 매체 액세스 제어(Medium Access Control) 계층 및 애플리케이션(Application) 계층을 갖는 올인원 클래스(all-in-one class) 설계를 구현하는 것이다.

[0022] 본 개시내용의 목적은 무선 주파수 전단 보드에 복잡한 무선 주파수 및 디지털 신호 라우팅(routing)을 수용하는 것이다.

[0023] 본 개시내용의 목적은 케이블리스(cable-less) 설계를 갖는 통합 시스템을 제공하는 것이다.

[0024] 본 개시내용의 목적은 지정된 온도 범위에 걸쳐 균일한 무선 주파수 출력을 유지하는 것이다.

[0025] 본 개시내용의 목적은 소프트웨어 손상(corruption), 및 소프트웨어 결함들로 인한 임의의 다른 원치 않는 장애로부터 시스템을 자가 치유하는 것이다.

[0026] 본 개시내용의 목적은 절연 전력 공급부 설계 및 비절연 전력 공급부 설계를 포함하는 고유한 전력 공급부 설계를 갖는 전력 효율 시스템을 제공하는 것이다.

[0027] 본 개시내용의 목적은 주변 온도에 기초하여 각각의 안테나 포트(port) 상의 출력 무선 주파수 전력의 폐쇄 루프 모니터링(closed loop monitoring) 및 제어를 가능하게 하는 것이다.

[0028] 본 개시내용의 목적은 독립 모드(mode)에 대한 4T4R 기반 5G 통합 매크로 gNB의 하드웨어(hardware) 아키텍처 및 설계를 제공하는 것이며, 제안된 5G 통합 매크로 gNB는 쉽고 효율적인 설치를 위해 단일 인클로저에 기저대역, RF(radio frequency) 및 안테나 유닛들을 포함하는 올인원 유닛이다.

[0029] 본 명세서에 통합되며 본 발명의 일부를 구성하는 첨부 도면들은 개시된 방법들 및 시스템들의 예시적인 실시예들을 예시하며, 여기서 유사한 참조 번호들은 상이한 도면들 전반에 걸쳐 동일한 부분들을 지칭한다. 도면들의 컴포넌트들은 반드시 실척대로인 것은 아니며, 대신에 본 발명의 원리들을 명확히 예시할 때 강조가 이루어진다. 일부 도면들은 블록도(block diagram)들을 사용하여 컴포넌트들을 나타낼 수 있으며 각각의 컴포넌트의 내부 회로부를 나타내지 않을 수 있다. 이러한 도면들의 발명은 이러한 컴포넌트들을 구현하기 위해 일반적으로 사용되는 전기 컴포넌트들, 전자 컴포넌트들 또는 회로부의 발명을 포함한다고 당업자들에 의해 인식될 것이다.
[0030] 도 1은 본 개시내용의 실시예들에 따른 통합 차세대 무선 유닛의 예시적인 설계 아키텍처를 예시한다.
[0031] 도 2는 본 개시내용의 실시예들에 따른 IBTB(integrated baseband and transceiver board)의 예시적인 설계 아키텍처를 예시한다.
[0032] 도 3은 본 개시내용의 실시예들에 따른 IBTB의 클록 섹션의 예시적인 블록도를 예시한다.
[0033] 도 4는 본 개시내용의 실시예들에 따른 RFEB(radio frequency front end board)의 예시적인 설계 아키텍처를 예시한다.
[0034] 도 5는 본 개시내용의 실시예들에 따른 제안된 통합 차세대 무선 유닛과 사용자 장비의 예시적인 결합 표현을 예시한다.
[0035] 도 6은 예시적인 컴퓨터 시스템을 예시하며, 이러한 컴퓨터 시스템에 또는 이러한 컴퓨터 시스템으로 본 개시내용의 실시예들이 구현될 수 있다.
[0036] 전술한 내용은 본 개시내용의 다음의 보다 상세한 설명으로부터 보다 명백해질 것이다.

[0037] 다음의 설명에서는, 설명의 목적으로, 본 개시내용의 실시예들의 철저한 이해를 제공하기 위해 다양한 특정 세부사항들이 제시된다. 그러나 본 개시내용의 실시예들은 이러한 특정 세부사항들 없이 실시될 수 있음이 명백할 것이다. 이하 설명되는 여러 특징들은 각각 서로 독립적으로 또는 다른 특징들의 임의의 조합으로 사용될 수 있다. 개개의 특징은 위에 논의된 문제들 모두를 해결하는 것은 아닐 수 있거나 또는 위에 논의된 문제들 중 일부만을 해결할 수도 있다. 위에 논의된 문제들 중 일부는 본 명세서에서 설명되는 특징들 중 임의의 것에 의해 완전히 해결되지 않을 수도 있다.

[0038] 이어지는 설명은 예시적인 실시예들만을 제공하며, 본 개시내용의 범위, 적용 가능성 또는 구성을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 오히려, 예시적인 실시예들의 이어지는 설명은 예시적인 실시예를 구현하기 위한 가능한 설명을 당업자들에게 제공할 것이다. 제시된 바와 같이 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 엘리먼트(element)들의 기능 및 어레인지먼트(arrangement)에 다양한 변경들이 이루어질 수 있다고 이해된다.

[0039] 실시예들의 철저한 이해를 제공하기 위해 다음의 설명에서 특정 세부사항들이 주어진다. 그러나 실시예들은 이러한 특정 세부사항들 없이 실시될 수 있다고 당업자에 의해 이해될 것이다. 예를 들어, 불필요한 세부사항으로 실시예들을 모호하게 하지 않도록 회로들, 시스템들, 네트워크들, 프로세스(process)들 및 다른 컴포넌트들은 블록도 형태로 컴포넌트들로서 도시될 수 있다. 다른 경우들에는, 실시예들을 모호하게 하는 것을 피하기 위해, 잘 알려진 회로들, 프로세스들, 알고리즘(algorithm)들, 구조들 및 기법들은 불필요한 세부사항 없이 도시될 수 있다.

[0040] 또한, 개별 실시예들은 흐름도, 순서도, 데이터 순서도, 구조도 또는 블록도로서 도시되는 프로세스로서 설명될 수 있다는 점이 주목된다. 흐름도는 순차적인 프로세스로서 동작들을 설명할 수 있지만, 동작들 중 다수는 병렬로 또는 동시에 수행될 수 있다. 또한, 동작들의 순서는 재배열될 수 있다. 프로세스는 프로세서의 동작들이 완료될 때 종료되지만 도면에 포함되지 않은 추가 단계들을 가질 수 있다. 프로세스는 방법, 함수, 프로시저(procedure), 서브루틴(subroutine), 서브프로그램(subprogram) 등에 대응할 수 있다. 프로세스가 함수에 대응할 때, 그 종료는 호출 함수 또는 메인 함수로의 함수의 복귀에 대응할 수 있다.

[0041] "예시적인" 및/또는 "예증적인"이라는 단어는 본 명세서에서 예, 경우 또는 예시로서의 역할을 의미하는 데 사용된다. 혼선을 피하기 위해, 본 명세서에서 개시되는 요지는 이러한 예들로 제한되지 않는다. 추가로, 본 명세서에서 "예시적인" 및/또는 "예증적인"으로 설명되는 어떠한 양상이나 설계도 반드시 다른 양상들 또는 설계들에 비해 선호되거나 유리한 것으로 해석되는 것도 아니고, 당업자들에게 공지된 대등한 예시적인 구조들 및 기법들을 배제하는 것으로 여겨지는 것도 아니다. 더욱이, "포함한다," "갖는다," "함유한다"라는 용어들 및 다른 비슷한 단어들이 상세한 설명 또는 청구항들에서 사용되는 한, 이러한 용어들은 어떠한 추가 또는 다른 엘리먼트들도 배제하지 않고 ― 개방 전환어로서 "포함하는"이라는 용어와 비슷한 식으로 ― 포괄적인 것으로 의도된다.

[0042] 본 명세서 전반에 걸쳐 "일 실시예" 또는 "실시예" 또는 "경우" 또는 "일 경우"에 대한 언급은 실시예와 관련하여 설명된 특정한 특징, 구조 또는 특성이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되는 것을 의미한다. 따라서 본 명세서 전반에 걸쳐 다양한 위치들에서 "일 실시예에서" 또는 "실시예에서"라는 문구들의 출현들이 모두 반드시 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다. 더욱이, 특정한 특징들, 구조들 또는 특성들은 하나 이상의 실시예들에서 임의의 적절한 방식으로 조합될 수 있다.

[0043] 본 명세서에서 사용되는 용어는 특정 실시예들만을 설명하는 목적을 위한 것이며, 본 발명의 제한으로 의도되는 것은 아니다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 단수 형태들은 맥락이 명확하게 달리 지시하지 않는 한, 복수 형태들도 또한 포함하는 것으로 의도된다. 본 명세서에서 사용될 때 "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어들은 언급된 특징들, 정수들, 단계들, 동작들, 엘리먼트들 및/또는 컴포넌트들의 존재를 특정하지만, 하나 이상의 다른 특징들, 정수들, 단계들, 동작들, 엘리먼트들, 컴포넌트들, 및/또는 이들의 그룹(group)들의 존재 또는 추가를 배제하는 것은 아니라고 추가로 이해될 것이다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "및/또는"이라는 용어는 연관된 열거된 항목들 중 하나 이상의 항목들의 임의의 그리고 모든 조합들을 포함한다.

[0044] 본 개시내용에서는, 일부 통신 표준들(예를 들어, 3GPP(3rd generation partnership project), xRAN(extensible radio access network) 및 O-RAN(open-radio access network))에서 사용되는 용어들을 사용하여 다양한 실시예들이 설명되지만, 이들은 단지 설명을 위한 예들일 뿐이다. 본 개시내용의 다양한 실시예들은 또한 쉽게 수정되어 다른 통신 시스템들에 적용될 수 있다.

[0045] 통상적으로, 기지국은 하나 이상의 단말들에 대한 무선 액세스를 제공하는 네트워크 인프라구조(infrastructure)이다. 기지국은 신호가 송신될 수 있는 거리에 기초하여 미리 결정된 지리적 영역으로 정의된 커버리지(coverage)를 갖는다. 기지국은 "기지국" 외에도 "AP(access point)", "eNB(eNodeB)(evolved NodeB)", "5G 노드(5th generation node)", "gNB(next generation NodeB)", "무선 포인트(wireless point)", "TRP(transmission/reception point)" 또는 동등한 기술적 의미들을 갖는 다른 용어들로 지칭될 수 있다.

[0046] 특정 용어들 및 문구들은 본 개시내용 전반에 걸쳐 사용되었으며 진행 중인 개시내용 내용과 관련하여 다음의 의미를 가질 것이다.

[0047] "MIMO(Multiple-Input/Multiple-Output)"라는 용어는 동시에 더 많은 데이터를 송신하기 위해 다수의 송신기들 및 수신기들을 사용하는 무선 기술을 지칭할 수 있다.

[0048] "매시브 MIMO"라는 용어는 스펙트럼(spectral) 및 에너지(energy) 효율을 개선하기 위해 기지국들에 매우 많은 수의 안테나 엘리먼트들이 장착되는 무선 통신 기술 타입(type)을 지칭할 수 있다.

[0049] "OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)"이라는 용어는 여러 개의 가깝게 이격된 협대역 서브채널(sub-channel) 주파수들 사이에 단일 정보 스트림(stream)이 분할되는 데이터 송신 방법을 지칭할 수 있다.

[0050] "블라인드 정합" 또는 "블라인드 정합형(blind mating)" 또는 "블라인드 정합 조건들" 또는 "블라인드 정합 커넥터들"이라는 용어는 슬라이딩(sliding) 또는 스냅핑(snapping) 동작을 통해 정합이 이루어지고 자체 정렬 피처(feature)로 구성되는 커넥터들을 지칭할 수 있다. 또한, 블라인드 정합 조건은 연결 영역이 시야에서 가려지거나(hidden) 정렬을 위해 도달하게 될 수 없는 경우에 사용된다. "블라인드 정합", "블라인드 정합형", "블라인드 정합 조건" 및 "블라인드 정합 커넥터"라는 용어들은 본 개시내용 전반에 걸쳐 상호 교환 가능하게 사용된다고 이해되어야 한다.

[0051] "4T4R"이라는 용어는 4개의 송신 및 4개의 수신 안테나들을 갖는 기지국들에 대한 송신 및 수신 모드를 지칭할 수 있다.

[0052] "DPD(digital pre-distortion)"라는 용어는 먼저 기저대역 샘플들로 비선형 PA(power amplifier)를 자극한 다음 그 출력에서 그 자극의 결과를 관찰하는 방법을 지칭할 수 있다.

[0053] "SFP(small form-factor pluggable)"라는 용어는 원격통신 및 데이터 통신 애플리케이션(application)들 모두에 사용되는 콤팩트(compact)한 핫-플러그형(hot-pluggable) 네트워크 인터페이스 모듈 포맷을 지칭할 수 있다.

[0054] "PLL(phase-locked loop)" 또는 "PLL(phase lock loop)"이라는 용어는 하나의 회로 보드가 외부 타이밍(timing) 신호와 보드 클록의 위상을 동기화할 수 있게 하도록 설계된 피드백(feedback) 회로를 지칭할 수 있다. PLL 회로들은 외부 신호의 위상을 VCXO(voltage controlled crystal oscillator)에 의해 생성된 클록 신호의 위상과 비교함으로써 동작한다.

[0055] 본 개시내용은 일반적으로 5G NR(new radio) 통합 매크로 차세대 NodeB(gNB)에 관한 것이다. 예시적이고 비제한적인 실시예에서, 본 개시내용은 독립 모드에 대한 4T4R 기반 5G 통합 매크로 gNB의 하드웨어 아키텍처 및 설계를 제공하며, 제안된 5G 통합 매크로 gNB는 쉽고 효율적인 설치를 위해 단일 인클로저에 기저대역, RF(radio frequency) 및 안테나 유닛들을 포함하는 올인원 유닛이다. 당업자는 4T4R이 4개의 송신 및 4개의 수신 안테나들을 갖는 기지국들에 대한 송신 및 수신 모드임을 이해할 것이다.

[0056] 실시예에서, 제안된 5G 통합 매크로 gNB는 지방 및 교외 지역들에 대한 매시브 MIMO(multiple-input/multiple-output) 무선 유닛(MRU)의 커버리지 및 ODSC(outdoor small cell)의 용량에 맞춘다. 실시예에서, 제안된 5G 통합 매크로 gNB는 쉽고 효율적인 설치를 위해 단일 인클로저/유닛의 일부로서 IBTB(integrated baseband and transceiver board), RFEB(radio frequency front end board), 캐비티 필터(들), 및 외부 안테나(들)에 대한 인터페이스(들)를 포함한다.

[0057] 실시예에서, IBTB는 기저대역 프로세서 및 트랜시버를 포함한다. 또한, IBTB는 시스템 동기화기 IC(integrated circuit) 및 클록 발생기들을 포함하는 클록 동기화 회로/모듈을 포함한다. 실시예에서, RFEB는 하나 이상의 RF 체인들을 포함하고, 각각의 RF 체인은 캐비티 필터(들)를 통해 하나 이상의 외부 안테나들에 연결된다. 또한, IBTB와 RFEB는 블라인드 정합된다. 당업자는 블라인드 정합형 또는 블라인드 정합 커넥터들이 슬라이딩 또는 스냅핑 동작을 통해 정합이 이루어지고 자체 정렬 피처로 구성되는 커넥터들로 지칭될 수 있다고 이해할 것이다. 또한, 블라인드 정합 조건은 연결 영역이 시야에서 가려지거나 정렬을 위해 도달하게 될 수 없는 경우에 사용된다. 따라서 제안된 5G 통합 매크로 gNB는 IBTB와 RFEB 등을 연결하기 위한 블라인드 정합 조건들을 이용하여, 케이블리스 설계 아키텍처로 만든다.

[0058] 그러나 제안된 노드의 컴포넌트들/유닛들 각각의 설계 및 아키텍처는 제안된 발명이 관심 있는 것과 관련하여 신규하고 독창적이며, 그러므로 각각 개개의 특허출원을 통해 보호될 것이라고 인식되어야 한다.

[0059] 본 개시내용 전반에 걸친 다양한 실시예들은 도 1 - 도 6을 참조하여 보다 상세하게 설명될 것이다.

[0060] 도 1은 본 개시내용의 실시예들에 따른 통합 차세대 무선 유닛, 즉 5G 통합 매크로 gNB(100)의 예시적인 설계 아키텍처를 예시한다. "5G 통합 매크로 gNB," "무선 유닛" 또는 "5G 통합 매크로 노드"라는 용어들은 본 개시내용 전반에 걸쳐 상호 교환 가능하게 사용될 수 있다고 이해되어야 한다.

[0061] 도 1을 참조하면, 제안된 5G 통합 매크로 gNB(100)는 하나 이상의 섹션들의 끊김 없는 통합으로서 구현될 수 있다. 하나 이상의 섹션들은 IBTB(integrated baseband and transceiver board)(102), RFEB(RF frond end board)(104), 그리고 캐비티 필터 및 외부 안테나(들)를 위한 인터페이스(106)를 포함할 수 있다(그러나 이에 제한되지 않음).

[0062] 실시예에서, IBTB(102)는 기저대역 프로세서(또는 네트워크 프로세서)(102-1) 및 트랜시버(102-2)를 포함한다. "기저대역 프로세서" 및 "네트워크 프로세서"라는 용어들은 본 개시내용 전반에 걸쳐 상호 교환 가능하게 사용될 수 있다고 이해되어야 한다.

[0063] 실시예에서, 기저대역 프로세서(102-1)에서 L2 및 L3 계층 개발 및 시스템 제어가 구현/착수될 수 있다. 실시예에서, 기저대역 프로세서(102-1)는 트랜시버(102-2)에 연결될 수 있고, 신호들을 송신 및 수신하게 트랜시버(102-2)를 제어하도록 구성될 수 있다. 실시예에서, 기저대역 프로세서(102-1)는 5G 서브-6 ㎓ 대역의 신호들을 송신 및 수신하게 트랜시버(102-2)를 제어하도록 구성될 수 있다. 추가로, 기저대역 프로세서(102-1)는 백홀(backhaul) 연결을 통해 MIMO 또는 다이버시티(diversity)를 수행할 수 있다.

[0064] 실시예에서, 기저대역 프로세서(102-1)는 디지털 기저대역 신호 프로세싱(processing)을 수행하는 모뎀(modem) 프로세서(예를 들어, DSP(digital signal processor)) 및 제어 평면 프로세싱을 수행하는 프로토콜 스택(protocol stack) 프로세서(예를 들어, CPU(central processing unit) 또는 MPU(memory protection unit))를 포함할 수 있다.

[0065] 도 1을 참조하면, 트랜시버(102-2)에서 L1 PHY(Physical) 계층 개발 및 비트 스트림(bit stream) 생성이 구현/착수될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 트랜시버(102-2)는 기저대역 프로세서(102-1) 및 RFEB(104)에 결합된다. 실시예에서, 트랜시버(102-2)는 상용 등급 FPGA(field programmable gate array)들을 포함할 수 있다(그러나 이에 제한되지 않음). 임의의 다른 동등한 트랜시버가 완전히 본 개시내용의 범위 내에 있으며, 따라서 FPGA의 범위는 임의의 트랜시버 또는 기술적으로 동등한 컴포넌트, 이를테면 ASIC(application-specific integrated circuit)의 범위로 취급되어야 한다고 이해되어야 한다. 실시예에서, 트랜시버(102-2)는 복수의 트랜시버들을 포함할 수 있다.

[0066] 실시예에서, 트랜시버(102-2)는 주파수 상향 변환을 위한 DUC(digital up-converter) 및 주파수 하향 변환을 위한 DDC(digital down-converter)를 포함할 수 있다. DUC 및 DDC 블록의 선택 및 설계가 비교되고, 3GPP 표준들에 언급된 스펙트럼 마스크(mask) 요건들과 매칭하도록 최적화될 수 있다. 또한, 실시예에서, 트랜시버(102-2)는 착신 신호의 PAPR(Peak to Average Power Ratio)을 감소시키기 위해 CFR(crest factor reduction) 방식들을 이용할 수 있다. 더욱이, 실시예에서, 트랜시버(102-2)는 DPD(digital pre-distortion)를 구현할 수 있다. DPD는 먼저 기저대역 샘플들로 비선형 PA(power amplifier)를 자극한 다음 그 출력에서 그 자극의 결과를 관찰하는 방법을 지칭할 수 있다고 이해되어야 한다. 추가로, 트랜시버(102-2)는 TDD(time division duplexing)를 위한 제어기를 포함할 수 있다.

[0067] 실시예에서, 트랜시버(102-2)는 기저대역 프로세서(102-1)로부터 변조된 심벌 데이터를 수신하고, 송신 RF 신호를 생성하고, 송신 RF 신호를 RFEB(104)에 공급할 수 있다. 또한, 트랜시버(102-2)는 RFEB(104)로부터 수신된 수신 RF 신호에 기초하여 기저대역 수신 신호를 생성하고 기저대역 수신 신호를 기저대역 프로세서(102-1)에 공급할 수 있다. 대안으로 또는 추가로, 트랜시버(102-2)는 빔 형성을 위한 (도시되지 않은) 아날로그 빔 형성기 회로를 포함할 수 있다. 아날로그 빔 형성기 회로는 예를 들어, 복수의 위상 변위기(shifter)들과 복수의 전력 증폭기들을 포함할 수 있다.

[0068] 도 1을 참조하면, RFEB(104)는 블라인드 정합 조건들을 통해 IBTB(102)에 결합될 수 있다. 실시예에서, RFEB(104)는 커넥터를 통해 전력 공급부와 함께 IBTB(102)(예를 들어, 트랜시버(102-2))로부터 제어 신호들(RF 신호들)을 수신할 수 있다. RFEB(104)는 신호 송신을 위한 4개의 송신 체인들, 신호 수신을 위한 4개의 수신 체인들, 및 선형화를 위해 PA(power amplifier)들에서 트랜시버(102-2)까지의 DPD 피드백 경로들의 역할을 할 수 있는 4개의 관찰 체인들을 포함하는 4개의 RF 체인들(108-1, 108-2, 108-3, 108-4)을 통합하도록 확장되는 신호의 역할을 하도록 구성될 수 있다.

[0069] 실시예에서, RFEB(104)는 드라이버 증폭기들, 디지털 스텝(step) 감쇠기, PA(power amplifier)들, 저잡음 증폭기들, 순환기들 등을 포함할 수 있다. 실시예에서, RFEB(104)는 각각의 송신-수신 쌍을 조합할 수 있는 RF TDD 스위치(switch)를 포함할 수 있다. 또한, 도 1을 참조하면, 안테나 포트(들)에 대한 RFEB(104)의 각각의 RF 스위치 사이에 캐비티 필터(들)(106)가 사용될 수 있다. 실시예에서, 캐비티 필터(들)(106)는 4T4R 구성을 위한 4-포트 캐비티 필터로 구성될 수 있으며, 이는 동작 대역 외부에서 더 가파른 롤오프(roll-off)를 제공한다.

[0070] 실시예에서, 캐비티 필터(들) 및 안테나(들)를 포함하는 유닛(106)은 RFEB(104)와 블라인드 정합한다. 추가로 또는 대안으로, 하나 이상의 안테나(들)는 점퍼 RF 케이블을 통해 RFEB(104)에 연결된다.

[0071] 실시예에서, RFEB(104)는 IBTB(102)와 블라인드 정합하도록 구성될 수 있으며, 따라서 RF 신호 진동들을 피하도록 케이블 라우팅의 복잡성을 제거할 수 있다. 정합하는 총알(bullet)들/커넥터들은 IBTB(102)와 RFEB(104) 사이에 견고한 연결을 제공하여 최적의 설계 고려사항들을 충족한다. 유사하게, RFEB(104)는 캐비티 필터(들)(106)와 블라인드 정합하도록 구성될 수 있다.

[0072] 본 개시내용의 예시적이고 비제한적인 양상에서, 제안된 5G 통합 매크로 gNB(100)는 매크로 클래스에서 동작하는 200 와트(W) 고전력 gNB(통상적으로 안테나 포트당 50W 또는 47 데시벨-밀리와트(㏈m))이고, 우수한 커버리지와 제한된 용량을 필요로 하는 거시적 수준의 광역 솔루션(solution)들을 제공하도록 구성되지만, 여전히 지방 및 교외 지역들에 유리한 낮은 레이턴시(latency)를 갖는다. 제안된 5G 통합 매크로 gNB(100)는 애플리케이션 계층, MAC(medium access control) 계층, 기저대역 프로세서 칩셋(예를 들어, 102-1)에 기반한 기저대역 계층, ASIC 트랜시버에 기반한 RF 트랜시버(예를 들어, 102-2), 및 RF 고전력 증폭기들, LNA(low noise amplifier)들, RF 스위치 및 캐비티 필터(들)를 포함하는 RFEB(예를 들어, 104)를 합친다― 이들 모두 대류 냉각 패시브(passive) 인클로저 내에 있으며 무게는 25 킬로그램(㎏) 미만임 ―. 실시예에서, 통합 매크로 gNB(100)는 다수의 UE(user equipment) 시나리오(scenario)들 하에서 다운링크(downlink)의 8개의 빔들과 업링크(uplink)의 4개의 빔들로 인해 고층 빌딩(building)들의 밀집된 도시의 어수선함에 대해 우수한 커버리지 및 용량을 제공할 수 있다. 제안된 5G 통합 매크로 gNB(100)는 커버리지 및 제한된 용량 요건들을 충족하도록 지방 및 교외 지역들에 대한 하이브리드 솔루션으로서 전개될 수 있다.

[0073] 다른 실시예에서, 제안된 5G 통합 무선 유닛(100)은 케이블의 사용을 요구하지 않고 통합 캐비티 필터 솔루션을 갖는 설계로서 구성될 수 있어, 케이블리스 설계를 만든다. 제안된 무선 유닛(100)은 타워 사이트(tower site)들, GBT(ground based tower)들 및 GBM(ground based mast)들에 전개될 수 있다(그러나 이에 제한되지 않음). 또한, 제안된 무선 유닛(100)은 낮은 전력 소비로 고성능을 전달하도록 신속하게 전개될 수 있어, 무선 유닛(100)을 전력 효율적인 솔루션으로 만든다. 실시예에서, 제안된 무선 유닛(100)은 동작 비용을 상당히 개선할 수 있는 665W의 전력 소비를 갖는다. 제안된 무선 유닛(100)은 도 1에 도시된 바와 같이, 2개의 10G 광섬유 SFP(small form-factor pluggable) 백홀 인터페이스를 통해 네트워크들에 연결될 수 있다.

[0074] 제안된 무선 유닛(100)은 TDD 기반 5G NR 통합 매크로 gNB를 디지털 전단 라인업(lineup)의 CFR 및 DPD 모듈들과 통합한 후 3GPP 표준(TS 38.141)에 언급된 모든 RF 성능 요건들을 충족한다고 인식되어야 한다. 또한, 제안된 무선 유닛(100)은 낮은 전력 소비를 가지며, 보드들을 통해 쉽게 열을 전도하도록 IP65 침투 보호 기계 하우징(ingress protected mechanical housing) 및 PCB(printed circuit board) 내장 구리 동전 기술에 의해 최적으로 열 처리(thermally handle)된다.

[0075] 도 1은 5G 통합 매크로 gNB(100)의 예시적인 컴포넌트들을 도시하지만, 다른 실시예들에서 무선 유닛(100)은 도 1에 묘사된 것보다 더 적은 컴포넌트들, 상이한 컴포넌트들, 상이하게 배열된 컴포넌트들 또는 추가 기능 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 무선 유닛(100)의 하나 이상의 컴포넌트들은 무선 유닛(100)의 하나 이상의 다른 컴포넌트들에 의해 수행되는 것으로 설명된 기능들을 수행할 수 있다.

[0076] 도 2는 본 개시내용의 실시예들에 따른 IBTB(integrated baseband and transceiver board)(200)의 예시적인 설계 아키텍처를 예시한다. 당업자는 IBTB(200)가 그 기능에 있어 도 1의 IBTB(102)와 유사할 수 있고, 그러므로 간결함을 위해 다시 상세하게 설명되지 않을 수 있다고 이해할 것이다.

[0077] 실시예에서, IBTB(200)는 18 이상 층 PCB 상에 설계된 디지털 고속 신호들, 스위칭(switching) 전력 공급부들, 클록 섹션 및 무선 주파수 신호와 같은 복잡한 서브 시스템(sub-system)들을 포함할 수 있다. PCB 설계는 인접한 계층들 상에서 고속 8GT/s로 실행되는 RF 신호들 및 PCIe Gen 3.0 신호들을 라우팅하고 설계 규격들을 충족하는 고유한 설계 기법들을 포함한다.

[0078] 실시예에서, IBTB(200)는 기저대역 프로세서(202), 트랜시버(204) 및 클록 섹션(206)을 포함할 수 있다. 당업자는 기저대역 프로세서(202) 및 트랜시버(204)가 이들의 기능에 있어 기저대역 프로세서(102-1) 및 트랜시버(102-2)와 각각 유사할 수 있으며, 그러므로 간결함을 위해 다시 상세하게 설명되지 않을 수 있다고 이해할 것이다.

[0079] 실시예에서, 위에서 설명된 바와 같이, 기저대역 프로세서(202)에서 L2 및 L3 계층 개발 및 시스템 제어가 구현/착수될 수 있다. 실시예에서, 기저대역 프로세서(202)는 트랜시버(204)에 연결될 수 있고, 신호들을 송신 및 수신하게 트랜시버(204)를 제어하도록 구성될 수 있다.

[0080] 예시적인 실시예에서, 기저대역 프로세서(202)는 무선 통신을 위한 디지털 기저대역 신호 프로세싱(즉, 데이터 평면 프로세싱) 및 제어 평면 프로세싱을 수행할 수 있다. 디지털 기저대역 신호 프로세싱은 (a) 데이터 압축/압축 해제, (b) 데이터 세그먼트화(segmentation)/연결, (c) 송신 포맷(즉, 송신 프레임(frame))의 합성/분해, (d) 채널 코딩/디코딩(channel coding/decoding), (e) 변조(즉, 심벌 매핑(mapping))/복조, 및 (f) IFFT(inverse fast fourier transform)에 의한 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌 데이터(즉, 기저대역 OFDM 신호)의 생성을 포함할 수 있다(그러나 이에 제한되지 않음). 한편, 제어 평면 프로세싱은 계층 1(L1)(예를 들어, 송신 전력 제어), 계층 2(L2)(예를 들어, 무선 자원 관리 및 HARQ(hybrid automatic repeat request) 프로세싱) 및 계층 3(L3)(예를 들어, 부착, 이동성 및 호 관리에 관한 시그널링(signaling))의 통신 관리를 포함할 수 있다(그러나 이에 제한되지 않음).

[0081] 기저대역 프로세서(202)에 의한 디지털 기저대역 신호 프로세싱은 예를 들어, PDCP(packet data convergence protocol) 계층, RLC(radio link control) 계층, MAC 계층 및 PHY 계층의 신호 프로세싱을 포함할 수 있다. 또한, 기저대역 프로세서(202)에 의해 수행되는 제어 평면 프로세싱은 NAS(non-access stratum) 프로토콜, RRC(radio resource control) 프로토콜 및 MAC CE(control element)들의 프로세싱을 포함할 수 있다. 실시예에서, 기저대역 프로세서(202)는 빔 형성을 위한 MIMO 인코딩(encoding) 및 프리코딩(pre-coding)을 수행할 수 있다.

[0082] 실시예에서, 기저대역 프로세서(202)는 디지털 기저대역 신호 프로세싱을 수행하는 모뎀 프로세서(예를 들어, DSP) 및 제어 평면 프로세싱을 수행하는 프로토콜 스택 프로세서(예를 들어, CPU 또는 MPU)를 포함할 수 있다.

[0083] 또한, 실시예에서, L1 PHY 계층 개발 및 비트 스트림 생성은 트랜시버(204)에서 구현/착수될 수 있다. 실시예에서, 트랜시버(204)는 상용 등급 FPGA들을 포함할 수 있다(그러나 이에 제한되지 않음). 임의의 다른 동등한 트랜시버가 완전히 본 개시내용의 범위 내에 있으며, 따라서 FPGA의 범위는 임의의 트랜시버 또는 기술적으로 동등한 컴포넌트, 이를테면 ASIC의 범위로 취급되어야 한다고 이해되어야 한다. 실시예에서, 트랜시버(204)는 복수의 트랜시버들을 포함할 수 있다.

[0084] 실시예에서, 트랜시버(204)는 아날로그 RF 신호 프로세싱을 수행할 수 있다. 실시예에서, 트랜시버(204)에 의해 수행되는 아날로그 RF 신호 프로세싱은 주파수 상향 변환, 주파수 하향 변환 및 증폭을 포함할 수 있다(그러나 이에 제한되지 않음). 실시예에서, 트랜시버(204)는 하나 이상의 집적 회로들 및 연관된 전기 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 트랜시버(204)는 송신 집적 회로, 수신 집적 회로, 스위칭 회로, 증폭기 등을 포함할 수 있다.

[0085] 실시예에서, IBTB(200)는 외부 -48 볼트(volt)(V) 입력 DC(direct current) 전압을 수신하고 이를 보드 상의 상이한 디바이스들로부터의 요건들을 기반으로 다양한 더 낮은 전압으로(이를테면, 원하는 대로 다른 조합들 중에서도 28V 및 그 다음 12V로) 하향 변환하도록 구성될 수 있다. 전력 공급 섹션(208), DC-DC 변환기들(210) 등의 임의의 것 또는 조합이 이러한 원하는 전압들을 발생시키는 데 사용될 수 있다. 실시예에서, IBTB(200)는 외부 -48V 입력 DC 전압을 수신하도록 구성될 수 있다. 그런 다음, IBTB(200)는 절연 전력 공급부를 사용하여 수신 전압을 28V로 하향 변환하고 다시 비절연 전력 공급부를 사용하여 12V로 하향 변환한다. 실시예에서, 전력 공급 섹션(208)은 스위칭 벅(switching buck)/부스트(boost) 레귤레이터들, LDO(low dropout) 레귤레이터들 등을 포함할 수 있다(그러나 이에 제한되지 않음).

[0086] 실시예에서, 완전한 시스템은 IBTB(200) 내에서 (예를 들어, 클록/동기화 섹션(206)을 사용하여) 동기화될 수 있다. 실시예에서, 클록 섹션(206)은 초저잡음 클록 발생 PLL(phase locked loop)들, 프로그래밍 가능(programmable) 발진기 및 시스템 동기화기 중 임의의 것 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.

[0087] 실시예에서, IBTB(200)는 온도 센서들과 같은(그러나 이에 제한되지 않음) 하나 이상의 센서들을 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, IBTB(200)의 고유한 설계는 하나 이상의 센서들이 IBTB(200)의 모든 섹션의 온도를 측정할 수 있게 하며, 이는 완전한 보드의 열 프로파일을 제공한다. IBTB(200)는 또한 열 장애의 경우 결정을 내릴 능력을 갖는다. 실시예에서, IBTB(200)의 고유한 설계 접근법은 임의의 소프트웨어 손상 또는 결함 생성으로부터 자가 치유하는 능력을 가지며, 이는 시스템이 소프트웨어 결함으로 인해 다운(down)되지 않음을 보장한다.

[0088] 도 2는 IBTB(200)의 예시적인 컴포넌트들을 도시하지만, 다른 실시예들에서 IBTB(200)는 도 2에 묘사된 것보다 더 적은 컴포넌트들, 상이한 컴포넌트들, 상이하게 배열된 컴포넌트들 또는 추가 기능 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 추가로 또는 대안으로, IBTB(200)의 하나 이상의 컴포넌트들은 IBTB(200)의 하나 이상의 다른 컴포넌트들에 의해 수행되는 것으로 설명된 기능들을 수행할 수 있다.

[0089] 도 3은 본 개시내용의 실시예들에 따른 IBTB의 클록 섹션(300)의 예시적인 블록도를 예시한다. 당업자는 클록 섹션(300)이 그 기능에 있어 도 2의 클록 섹션(206)과 유사할 수 있고, 그러므로 간결함을 위해 다시 상세히 설명되지 않을 수 있다고 이해할 것이다.

[0090] 실시예에서, 완전한 시스템, 즉 도 1의 IBTB(102) 또는 도 2의 IBTB(202)와 같은 IBTB는 IBTB 내에서 (예를 들어, 클록/동기화 섹션(300)을 사용하여) 동기화될 수 있다. 실시예에서, 클록 섹션(300)은 초저잡음 클록 생성 PLL들, 프로그래밍 가능 발진기 및 시스템 동기화기 중 임의의 것 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.

[0091] 실시예에서, 클록 섹션(300)은 시스템 동기화기 IC 및 클록 발생기들을 사용하는 IEEE 1588v2 PTP(precision time-based protocol) 기반 클록 동기화 아키텍처일 수 있다.

[0092] 도 3을 참조하면, GPS(global positioning system) 모듈(302)은 신호를 시스템 동기화기(304)로 송신할 수 있다. 시스템 동기화기(304)는 전체 시스템을 동기화하고, IBTB의 기저대역 프로세서(308) 및 트랜시버(310)에 통신 가능하게 결합된 클록 발생기들(PLL들)(306)에 추가로 신호를 송신한다. 당업자는 기저대역 프로세서(308) 및 트랜시버(310)가 기저대역 프로세서(도 1의 102-1 또는 도 2의 202) 및 트랜시버(도 1의 102-2 또는 도 2의 204)와 각각 유사할 수 있으며, 그러므로 간결함을 위해 다시 상세하게 설명되지 않을 수 있다고 이해할 것이다.

[0093] 도 4는 본 개시내용의 실시예들에 따른 RFEB(400)의 예시적인 설계 아키텍처를 예시한다. 당업자는 RFEB(400)가 그 기능에 있어 도 1의 RFEB(104)와 유사할 수 있고, 그러므로 간결함을 위해 다시 상세하게 설명되지 않을 수 있다고 이해할 것이다.

[0094] 실시예에서, RFEB(400)는 커넥터를 통해 전력 공급부와 함께 IBTB(예를 들어, 도 1의 IBTB(102) 또는 도 2의 IBTB(200))로부터 제어 신호들(RF 신호들)을 수신하도록 구성될 수 있다. 또한, 실시예에서, RFEB(400)는 신호 송신을 위한 4개의 송신 체인들, 신호 수신을 위한 4개의 수신 체인들, 및 선형화를 위해 PA들에서 트랜시버(예를 들어, 도 1의 트랜시버(102-2) 또는 도 2의 트랜시버(204))까지의 DPD 피드백 경로들의 역할을 할 수 있는 4개의 관찰 체인들을 통합하도록 확장된 신호의 역할을 하도록 구성될 수 있다.

[0095] 실시예에서, 각각의 송신 체인은 PA(power amplification)의 최종 스테이지의 일부로서 매칭 발룬, 전치 드라이버 증폭(402, 404), 드라이버 증폭(406) 및 최종 RF 전력 증폭부(412)를 캐리하도록 구성될 수 있다. 실시예에서, 각각의 송신 체인은 순환기들(408, 416) 및 결합기(coupler)들(410, 414)을 포함할 수 있다.

[0096] 실시예에서, 다른 한편으로, 각각의 수신 체인은 LNA(low noise amplifier) 대역 통과 SAW 필터 및 매칭 네트워크(420)를 캐리하도록 구성될 수 있다. 실시예에서, 각각의 수신 체인은 또한 필요한 이득 블록들(422)을 포함할 수 있다. 실시예에서, 각각의 관찰 체인은 방향성 결합기(410, 414), DSA(digital step attenuator)(424) 및 매칭 네트워크를 캐리하도록 구성될 수 있다.

[0097] 실시예에서, RFEB(400)는 각각의 송신-수신 쌍을 조합할 수 있는 RF TDD 스위치(418)를 포함할 수 있다. 실시예에서, 스위치(418)는 SPDT(single pole double throw) 스위치일 수 있다. 당업자는 SPDT 스위치가 양쪽 포지션(position)들 모두에서 온(on)일 수 있어, 각각의 경우 개별 디바이스를 온으로 스위칭하는 스위치를 지칭할 수 있다고 이해할 것이다. 실시예에서, 순환기(416) 및 캐비티 필터(들)는 안테나 포트에 대한 각각의 RF 스위치 사이에 사용될 수 있다.

[0098] 실시예에서, RFEB(400)는 고전력 GAN 증폭기가 200W 출력 전력을 열 효율적으로 전달하도록 내장 구리 동전 기술을 사용하는 다층 기판 상에 전개될 수 있다. 실시예에서, RFEB(400)는 IBTB(예를 들어, IBTB(도 1의 102 또는 도 2의 200)) 및 캐비티 필터(예를 들어, 도 1의 캐비티 필터(106))와 블라인드 정합하며, 따라서 RF 신호 진동들을 피하도록 케이블 라우팅의 복잡성을 제거한다.

[0099] 도 4는 RFEB(400)의 예시적인 컴포넌트들을 도시하지만, 다른 실시예들에서 RFEB(400)는 도 4에 묘사된 것보다 더 적은 컴포넌트들, 상이한 컴포넌트들, 상이하게 배열된 컴포넌트들 또는 추가 기능 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 추가로 또는 대안으로, RFEB(400)의 하나 이상의 컴포넌트들은 RFEB(400)의 하나 이상의 다른 컴포넌트들에 의해 수행되는 것으로 설명된 기능들을 수행할 수 있다.

[00100] 도 5는 UE(502)와 제안된 통합 무선 유닛(506)의 예시적인 결합 표현을 예시한다. 당업자는 제안된 통합 무선 유닛(506)이 도 1의 제안된 통합 무선 유닛(100)과 유사할 수 있으며, 그러므로 간결함을 위해 다시 상세히 설명되지 않을 수 있다고 이해할 것이다.

[00101] 도 5에 예시된 바와 같이, UE(502)는 통합 무선 유닛(506)에 통신 가능하게 결합될 수 있다. 결합은 무선 네트워크(504)를 통해 이루어질 수 있다. 예시적인 실시예에서, 통신 네트워크(504)는 하나 이상의 메시지들, 패킷들, 신호들, 파들, 전압 또는 전류 레벨(level)들, 이들의 어떤 조합 등을 송신, 수신, 전달, 생성, 버퍼링(buffer), 저장, 라우팅, 스위칭, 프로세싱 또는 이들의 조합 등을 수행하는 하나 이상의 노드들을 갖는 하나 이상의 네트워크들 중 적어도 일부를 예로서(그러나 이에 제한되지 않음) 포함할 수 있다. UE(502)는 임의의 핸드헬드(handheld) 디바이스, 모바일(mobile) 디바이스, 팜탑(palmtop), 랩탑(laptop), 스마트폰(smart phone) 등일 수 있다. 결합의 결과로서, UE(502)는 통합 무선 유닛(506)으로부터 연결 요청을 수신하고, 통합 무선 유닛(506)에 연결 요청의 확인 응답을 전송하고, 연결 요청에 대한 응답으로 복수의 신호들을 송신하도록 구성될 수 있다.

[00102] 도 6은 예시적인 컴퓨터 시스템(600)을 예시하며, 이러한 컴퓨터 시스템에 또는 이러한 컴퓨터 시스템으로 본 개시내용의 실시예들이 구현될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 컴퓨터 시스템(600)은 외부 저장 디바이스(610), 버스(bus)(620), 메인 메모리(main memory)(630), 판독 전용 메모리(640), 대용량 저장 디바이스(650), 통신 포트(들)(660) 및 프로세서(670)를 포함할 수 있다. 당업자는 컴퓨터 시스템(600)이 하나 초과의 프로세서 및 통신 포트(들)를 포함할 수 있다고 인식할 것이다. 프로세서(670)는 본 개시내용의 실시예들과 연관된 다양한 모듈들을 포함할 수 있다. 통신 포트(들)(660)는 모뎀 기반 다이얼업(dialup) 연결에 사용하기 위한 RS-232 포트, 구리 또는 섬유를 사용하는 기가비트(Gigabit) 또는 10 기가비트 포트, 직렬 포트, 병렬 포트, 또는 다른 기존의 또는 향후의 포트들 중 임의의 포트일 수 있다. 통신 포트(들)(660)는 LAN(Local Area Network), WAN(Wide Area Network), 또는 컴퓨터 시스템(600)이 연결되는 임의의 네트워크와 같은 네트워크에 따라 선택될 수 있다. 메인 메모리(630)는 RAM(random-access memory) 또는 당해 기술분야에 일반적으로 알려진 임의의 다른 동적 저장 디바이스일 수 있다. 판독 전용 메모리(640)는 임의의 정적 저장 디바이스(들)일 수 있다. 대용량 저장 디바이스(650)는 정보 및/또는 명령들을 저장하기 위해 사용될 수 있는 임의의 현재 또는 향후의 대용량 저장 솔루션일 수 있다.

[00103] 버스(620)는 프로세서(670)를 다른 메모리, 저장소 및 통신 블록들과 통신 가능하게 결합한다. 선택적으로, 운용자 및 관리 인터페이스들, 예를 들어 디스플레이(display), 키보드(keyboard) 및 커서(cursor) 제어 디바이스는 또한 버스(620)에 결합되어 컴퓨터 시스템(600)과의 직접적인 운용자 상호 작용을 지원할 수 있다. 다른 운용자 및 관리 인터페이스들은 통신 포트(들)(660)를 통해 연결된 네트워크 연결들을 통해 제공될 수 있다. 위에서 설명된 컴포넌트들은 단지 다양한 가능성들을 예시하는 것으로 여겨진다. 앞서 언급된 예시적인 컴퓨터 시스템(600)은 본 개시내용의 범위를 결코 제한하지 않아야 한다.

[00104] 본 명세서에서 바람직한 실시예들에 대해 상당한 강조가 이루어졌지만, 많은 실시예들이 이루어질 수 있고 본 발명의 원리들을 벗어나지 않으면서 바람직한 실시예들에서 많은 변경이 이루어질 수 있다고 인식될 것이다. 본 발명의 바람직한 실시예들에서 이들 및 다른 변경들은 본 명세서의 개시내용으로부터 당업자들에게 명백할 것이며, 이로써 앞서 말한 설명 사항은 제한으로서가 아닌 단지 본 발명의 예시로서 구현된다고 분명히 이해되어야 한다.

본 발명의 이점들

[00105] 본 개시내용은 우수한 커버리지뿐만 아니라 용량을 제공할 수 있는 비용 효율적인 솔루션을 제공한다.

[00106] 본 개시내용은 디지털 전단 라인업의 CFR(Crest Factor Reduction) 및 DPD(Digital Pre Distortion) 모듈들과 TDD 기반 5G NR 통합 매크로 gNB를 통합한 후 3GPP 표준(TS 38.141)에서 언급된 모든 무선 주파수 성능 요건들을 충족하는 통합 솔루션을 제공한다.

[00107] 본 개시내용은 저전력 소비를 가능하게 하며, 보드들을 통해 쉽게 열을 전도하도록 IP65 침투 보호 기계 하우징 및 PCB 내장 구리 동전 기술에 의해 최적으로 열 처리된다.

[00108] 본 개시내용은 OPEX 이점들로 이어지는 임의의 네트워크에 비용 및 에너지 효율적인 솔루션을 제공하는 디바이스/솔루션을 제공한다.

[00109] 본 개시내용은 독립 모드에 대한 매크로 gNB 설계의 전반적인 하드웨어 개요를 제공하며, 쉽고 효율적인 설치를 위해 단일 클로저(closure)에 기저대역, RF 및 안테나 유닛들을 포함하는 "올인원" 유닛으로서 구성되는 5G 통합 매크로 gNB를 제공한다.

[00110] 본 개시내용은 PHY, MAC 및 애플리케이션 계층을 갖는 올인원 클래스 설계를 하나의 박스에 완전한 기계 하우징과 함께 렌더링(render)하는 5G 통합 매크로 gNB를 제공한다.

[00111] 본 개시내용은 엔지니어의 현장(on-site) 방문을 최소화함으로써 OPEX(operating expenses)를 절약하는 데 도움이 되도록 소프트웨어 손상, 및 소프트웨어 결함들로 인한 임의의 다른 원치 않는 장애로부터 시스템을 자가 치유하기 위한 새로운 설계 접근법을 제공한다.

Claims (12)

1. 통합 무선 유닛(radio unit)으로서,
   IBTB(integrated baseband and transceiver board) ― 상기 IBTB는 적어도 기저대역 프로세서(processor), 트랜시버(transceiver) 및 클록 동기화 모듈(clock synchronization module)을 포함함 ―; 및
   상기 IBTB와 동작 가능하게 결합(operatively couple)된 RFEB(radio frequency front end board)를 포함하며,
   상기 RFEB는 상기 IBTB로부터 RF 신호들을 수신하기 위한 하나 이상의 RF 체인(chain)들을 포함하고,
   상기 RFEB는 하나 이상의 RF 커넥터(connector)들을 통해 상기 IBTB와 블라인드 정합(blind mate)하는,
   통합 무선 유닛.
2. 제1 항에 있어서,
   하나 이상의 캐비티 필터(cavity filter)들; 및
   하나 이상의 안테나(antenna)들을 위한 인터페이스(interface)를 포함하며,
   상기 하나 이상의 캐비티 필터들은 상기 RFEB의 상기 하나 이상의 RF 체인들 각각과 상기 하나 이상의 안테나들 사이에 구성되는,
   통합 무선 유닛.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 하나 이상의 안테나들은 하나 이상의 점퍼(jumper) RF 케이블(cable)들로 상기 RFEB에 연결되는,
   통합 무선 유닛.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 하나 이상의 RF 체인들은 하나 이상의 송신 체인들 및 하나 이상의 수신 체인들을 포함하며,
   각각의 RF 체인은 매칭 발룬(matching Balun), 전치 드라이버(Pre-Driver) 증폭기, 및 최종 스테이지(stage) PA(Power Amplifier)로서 최종 RF 전력 증폭기를 캐리(carry)하고,
   각각의 수신 체인은 저잡음 증폭기 대역 통과 SAW 필터 및 매칭 네트워크를 캐리하는,
   통합 무선 유닛.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 IBTB는:
   외부 전압을 수신하고;
   절연(isolated) 전력 공급부를 사용하여 상기 외부 전압을 제1 전압으로 하향 변환하고; 그리고
   비절연 전력 공급부를 사용하여 상기 제1 전압을 제2 전압으로 하향 변환하도록 구성되는,
   통합 무선 유닛.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 IBTB는 전력 관리 집적 칩셋(chipset), 하나 이상의 DC-DC 변환기(converter)들, 및 상기 제1 전압과 상기 제2 전압을 생성하기 위한 하나 이상의 LDO(low dropout) 레귤러이터 디바이스(regulator device)들을 포함하는,
   통합 무선 유닛.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 IBTB는 결함 생성으로부터 자가 치유(self-heal)하도록 구성되는,
   통합 무선 유닛.
8. 제1 항에 있어서,
   상기 IBTB는 상기 IBTB의 열 프로파일(thermal profile)을 제공하기 위한 하나 이상의 센서(sensor)들을 포함하는,
   통합 무선 유닛.
9. 제1 항에 있어서,
   상기 클록 동기화 모듈은 시스템(system) 동기화기 및 클록 발생기 회로를 포함하는,
   통합 무선 유닛.
10. 제1 항에 따른 통합 무선 유닛을 포함하는,
    장치.
11. 통합 무선 유닛과 통신 가능하게 결합된 UE(user equipment)로서,
    상기 UE는:
    상기 통합 무선 유닛으로부터 연결 요청을 수신하고;
    상기 통합 무선 유닛에 상기 연결 요청의 확인 응답을 전송하고; 그리고
    응답으로, 복수의 신호들을 송신하도록 구성되며,
    상기 통합 무선 유닛은:
    IBTB(integrated baseband and transceiver board) ― 상기 IBTB는 적어도 기저대역 프로세서, 트랜시버 및 클록 동기화 모듈을 포함함 ―; 및
    상기 IBTB와 동작 가능하게 결합된 RFEB(radio frequency front end board)를 포함하며,
    상기 RFEB는 상기 IBTB로부터 RF 신호들을 수신하기 위한 하나 이상의 RF 체인들을 포함하고,
    상기 RFEB는 하나 이상의 RF 커넥터들을 통해 상기 IBTB와 블라인드 정합하는,
    통합 무선 유닛과 통신 가능하게 결합된 UE(user equipment).
12. 프로세서 실행 가능 명령들을 포함하는 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 매체로서,
    상기 프로세서 실행 가능 명령들은 프로세서로 하여금:
    통합 무선 유닛으로부터 연결 요청을 수신하게 하고;
    상기 통합 무선 유닛에 상기 연결 요청의 확인 응답을 전송하게 하고; 그리고
    응답으로, 복수의 신호들을 송신하게 하며,
    상기 통합 무선 유닛은:
    IBTB(integrated baseband and transceiver board) ― 상기 IBTB는 적어도 기저대역 프로세서, 트랜시버 및 클록 동기화 모듈을 포함함 ―; 및
    상기 IBTB와 동작 가능하게 결합된 RFEB(radio frequency front end board)를 포함하고,
    상기 RFEB는 상기 IBTB로부터 RF 신호들을 수신하기 위한 하나 이상의 RF 체인들을 포함하며,
    상기 RFEB는 하나 이상의 RF 커넥터들을 통해 상기 IBTB와 블라인드 정합하는,
    비-일시적 컴퓨터 판독 가능 매체.