KR20130087805A - 다단 기지국 장치 및 그 동작 방법 - Google Patents

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KR20130087805A
KR20130087805A KR1020120008972A KR20120008972A KR20130087805A KR 20130087805 A KR20130087805 A KR 20130087805A KR 1020120008972 A KR1020120008972 A KR 1020120008972A KR 20120008972 A KR20120008972 A KR 20120008972A KR 20130087805 A KR20130087805 A KR 20130087805A
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강동석
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Abstract

본 발명은 다단 기지국 및 그 동작 방법에 관한 것으로, 단으로 구성되는 기지국 장치는, 하나 이상의 FA를 담당하는 복수 개의 서브 기지국; 각각 임의의 섹터를 담당하는 복수 개의 무선 원격 장치(Remote RF Unit); 및 상기 복수 개의 서브 기지국으로부터 각각 하향링크 데이터를 수신하고, 상기 수신한 하향 링크 데이터로부터 동일한 섹터의 FA를 추출하며, 상기 추출한 FA를 상기 동일한 섹터 별로 재조합하여 리매핑(re-mapping) 후, 상기 섹터를 담당하는 각 무선 원격 장치로 전송하는 무선 자원 확장 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 복수 개의 서브 기지국을 다단 연결하여 하나의 기지국처럼 동작할 수 있어 기지국의 무선 자원 할당 범위를 증가시키고 이를 통해 셀 커버리지를 넓힐 수 있다. 셀의 커버리지가 넓어지면, 기지국 간 경계가 멀어져 소프트 핸드오버가 일어나는 횟수가 줄어들며, 따라서 이를 위해 대기하는 무선 자원으로 인해 기지국에서 무선 자원 낭비가 줄어들어 네트워크의 품질이 향상되고 무선 이동 통신 운용 및 구축비용을 절감할 수 있다.

Description

다단 기지국 장치 및 그 동작 방법{CASCADED BASE STATION APPARATUS AND OPERATION METHOD THEREOF}
본 발명은 다단 기지국 및 그 동작 방법에 관한 것으로, 복수 개의 서브 기지국과 복수 개의 무선 원격 장치(Remote Radio Unit, RRU)를 무선 자원 확장 장치(Wireless Resource Expansion Device)를 이용하여 다단으로 연결하여 클럭 도메인 상 하나의 기지국처럼 연동하고, 각각 셀에 할당된 복수 개의 무선 원격 장치를 공유하는 다단 기지국 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
기존의 기지국은 다른 기지국으로부터 각각 독립되어 있는 구조로 이루어져 있다. 따라서 무선 원격 장치의 연동 개수가 제한적이므로 셀 확장성이 떨어진다. 도 1은 종래 기술에 따른 기지국의 구성을 나타내는 도면이다. 도 1에는 섹터별로 6개의 FA가 할당된 일반적인 3-섹터 구조의 기지국이 도시되어 있다. 일반적으로 n-섹터 구조의 기지국은 n 개의 무선 원격 장치를 갖게 된다.
도 2A는 종래 기술에 따른 기지국이 담당하는 셀의 커버리지를 나타내는 도면이고, 도 2B는 그에 따른 하나의 기지국이 담당하는 하나의 셀의 섹터 및 FA 할당 구조를 나타내는 도면이다. 도 2A를 참조하면, 각각의 기지국은 별개의 셀을 이루고 있고 전체 이동통신 망은 그러한 별개의 셀들의 집합으로 이루어진다. 도 2B에는 하나의 셀이 담당하는 3개의 섹터와 각 섹터 별로 할당된 FA가 도시되어 있다.
도 1, 도 2A 및 도 2B와 같이 기존 기지국은 다른 기지국과 별개로 독립된 구조로 이루어져 있다. 이렇게 다수의 작은 기지국들이 모여 전체 이동통신 망을 이루는 경우, 각 기지국이 담당하는 셀 커버리지가 좁아 사용자가 이동 시, 다수의 기지국 간 경계 지역을 지나쳐야한다. 기지국 간 경계 지역에서는 소프트 핸드오버가 일어나는데, 소프트 핸드오버가 자주 일어나는 경우, 이를 위해 대기하는 무선 자원으로 인해 기지국에서 무선 자원 낭비가 발생하며 무선 자원 손실 및 데이터 서비스의 제한이 발생할 수 있다는 문제점이 있다. 또한, 하나의 셀 커버리지가 수용하는 가입자의 증가로 데이터 서비스(PS)호 당 스루풋이 제한적이라는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 복수 개의 서브 기지국과 복수 개의 무선 원격 장치(Remote Radio Unit, RRU)를 무선 자원 확장 장치(Wireless Resource Expansion Device)를 이용하여 다단으로 연결하여 클럭 도메인 상 하나의 기지국처럼 연동하고, 각각 셀에 할당된 복수 개의 무선 원격 장치를 공유하는 다단 기지국 장치 및 그 동작 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 다단으로 구성되는 기지국 장치는, 하나 이상의 FA를 담당하는 복수 개의 서브 기지국; 각각 임의의 섹터를 담당하는 복수 개의 무선 원격 장치(Remote RF Unit); 및 상기 복수 개의 서브 기지국으로부터 각각 하향링크 데이터를 수신하고, 상기 수신한 하향 링크 데이터로부터 동일한 섹터의 FA를 추출하며, 상기 추출한 FA를 상기 동일한 섹터 별로 재조합하여 리매핑(re-mapping) 후, 상기 섹터를 담당하는 각 무선 원격 장치로 전송하는 무선 자원 확장 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 다단 기지국 동작 방법은, 하나 이상의 FA를 담당하는 복수 개의 서브 기지국으로부터 각각 하향 링크 데이터를 수신하는 단계; 상기 수신한 하향 링크 데이터로부터 동일한 섹터의 FA를 추출하는 단계; 상기 추출한 FA를 상기 동일한 섹터 별로 재조합하여 리매핑(re-mapping)하는 단계; 상기 리매핑한 하향 링크 데이터를 상기 섹터를 담당하는 각 무선 원격 장치로 전송하는 단계를 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 복수 개의 서브 기지국을 다단 연결하여 하나의 기지국처럼 동작할 수 있어 기지국의 무선 자원 할당 범위를 증가시키고 이를 통해 셀 커버리지를 넓힐 수 있다. 셀의 커버리지가 넓어지면, 기지국 간 경계가 멀어져 소프트 핸드오버가 일어나는 횟수가 줄어들며, 이를 위해 대기하는 무선 자원이 감소하여 기지국에서 무선 자원 낭비가 줄어들어 네트워크의 품질이 향상되고 무선 이동 통신 운용 및 구축비용을 절감할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 기지국의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2A는 종래 기술에 따른 기지국이 담당하는 셀의 커버리지를 나타내는 도면이다.
도 2B는 종래 기술에 따른 하나의 기지국이 담당하는 하나의 셀의 섹터 및 FA 할당 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다단 기지국의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4A는 본 발명의 실시예에 따른 다단 기지국이 담당하는 셀 커버리지를 나타내는 도면이다.
도 4B는 본 발명의 실시예에 따른 하나의 다단 기지국이 담당하는 하나의 셀의 섹터 및 FA 할당 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다단 기지국의 동작 방법의 순서도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다단 기지국의 동작 방법의 순서도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 서브 기지국, 무선 확장 장치 및 무선 원격 장치간의 동작 흐름을 나타내는 순서도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 서브 기지국의 상호 연결 방법을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 서브 기지국 동기화 방법의 상세한 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다단 기지국의 구성을 나타내는 도면이다. 도 3에 도시되는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 다단 기지국은 3개의 서브 기지국(311, 312, 313), 무선 자원 확장 장치(320) 및 9개의 무선 원격 장치(331~339)로 구성된다.
본 명세서의 상세한 설명 및 도면에서 다단 기지국은 3개의 서브 기지국(311, 312, 313)으로 구성되며, 각 서브 기지국은 총 18개의 FA를 담당할 수 있고, 9개의 무선 원격 장치(331~339)는 9개의 섹터에 각각 대응하는 것으로 설명한다. 하지만, 이는 본 발명을 설명하기 위하여 임의로 설정한 것으로 본 발명은 그에 한정되지 않고 다양한 변형 예들이 가능하다.
각 서브 기지국(311, 312, 313)은 각 무선 원격 장치(331~339)를 통해 단말에 하향링크 데이터를 전송한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 각각의 서브 기지국(311, 312, 313)들은 하나 이상의 섹터에 대하여 하나 이상의 FA를 담당하고, 무선 자원 확장 장치(320)로 하향링크 데이터를 전송할 수 있다.
즉, 도 3을 참조하면, 서브 기지국 A(311)는 전체 섹터인 0 섹터, 1 섹터, 2 섹터, 3 섹터, 4 섹터, 5 섹터, 6 섹터, 7 섹터 및 8 섹터 각각에 대하여 1FA 및 2FA를 담당하고, 서브 기지국 B(311)는 전체 섹터인 0 섹터, 1 섹터, 2 섹터, 3 섹터, 4 섹터, 5 섹터, 6 섹터, 7 섹터 및 8 섹터 각각에 대하여 3FA 및 4FA를 담당하며, 서브 기지국 A(311)는 전체 섹터인 0 섹터, 1 섹터, 2 섹터, 3 섹터, 4 섹터, 5 섹터, 6 섹터, 7 섹터 및 8 섹터 각각에 대하여 5FA 및 6FA를 담당하게 된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 각 서브 기지국(311, 312, 313)은 기준 클럭을 동기화하기 위하여 인접한 서브 기지국과 상호 연결될 수 있다. 각 서브 기지국(311, 312, 313)들이 인접한 서브 기지국과 상호 연결되는 경우, 인접한 임의의 서브 기지국에서 수신한 클럭 출력 신호를 클럭 입력 신호로 입력하고, 상기 서브 기지국의 클럭 출력 신호를 인접한 또 다른 서브 기지국의 클럭 입력 신호로 출력하여 연결될 수 있다. 각 서브 기지국(311, 312, 313) 간 동기화를 위한 상호 연결에 대해서는 아래에서 도 8 및 도 9를 참조하여 다시 설명하도록 한다.
각 무선 원격 장치(331~339)는 담당하는 섹터 내의 휴대 단말과 무선 통신을 수행한다. 본 발명의 실시예에 따른 무선 원격 장치(331~339)는 각각 임의의 섹터를 담당한다. 본 발명에서 무선 원격 장치(331~339)가 섹터를 담당한다는 것은 담당하는 섹터 내의 휴대 단말과 무선 통신을 수행한다는 의미이다.
즉, 도 3을 참조하면, 0 섹터 내의 휴대 단말에 대해서는 무선 원격 장치 1(331)이 무선 통신을 수행하고, 1 섹터 내의 휴대 단말에 대해서는 무선 원격 장치 2(332)가 무선 통신을 수행하며, 2 섹터 내의 휴대 단말에 대해서는 무선 원격 장치 3(333)이 무선 통신을 수행하고, 3 섹터 내의 휴대 단말에 대해서는 무선 원격 장치 4(334)가 무선 통신을 수행하며, 4 섹터 내의 휴대 단말에 대해서는 무선 원격 장치 5(335)가 무선 통신을 수행하고, 5 섹터 내의 휴대 단말에 대해서는 무선 원격 장치 6(336)이 무선 통신을 수행하며, 6 섹터 내의 휴대 단말에 대해서는 무선 원격 장치 7(337)이 무선 통신을 수행하고, 7 섹터 내의 휴대 단말에 대해서는 무선 원격 장치 8(338)이 무선 통신을 수행하고, 8 섹터 내의 휴대 단말에 대해서는 무선 원격 장치 9(331)가 무선 통신을 수행한다.
각 무선 원격 장치(331~339)는 무선 자원 확장 장치(320)로부터 하향링크 데이터를 수신하여 각각 담당하는 섹터에 대하여 섹터 내에 위치한 휴대 단말로 전송한다. 또한, 각각 담당하는 섹터 내에 위치한 휴대 단말로부터 상향링크 데이터를 수신하여 무선 자원 확장 장치(320)로 전송한다.
무선 자원 확장 장치(320)는 각 서브 기지국(311, 312, 313)과 각 무선 원격 장치(331~339)를 연결한다. 본 발명의 실시예에 따른 무선 자원 확장 장치(320)는 각 서브 기지국(311, 312, 313)으로부터 각각 하향링크 데이터를 수신하고, 상기 수신한 하향 링크 데이터로부터 동일한 섹터의 FA를 추출하며, 상기 추출한 FA를 상기 동일한 섹터 별로 재조합하여 리매핑(re-mapping) 후, 상기 섹터를 담당하는 각 무선 원격 장치로 전송한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 무선 원격 장치(331~339)의 제어를 위한 VSS 채널 제어는 기지국에서 프로세스 데이터로 전송되고, 이 데이터는 무선 확장 장치(320)에서 종단되어 무선 원격 장치(331~339) 방향으로 향하는 VSS 채널에 입력되어야하므로 해당 데이터는 무선 자원 확장 장치(320)의 프로세서에 의해 약속된 FPGA Register에 쓰기를 하고 무선 원격 장치(331~339)의 VSS 채널에 맵핑되어 전송되는 구조를 가진다.
무선 원격 장치(331~339)의 I/Q 데이터 전송 구조는, 각 무선 원격 장치(331~339)가 6Carrier를 전송할 수 있고, 각 서브 기지국(311, 312, 313)이 무선 원격 장치와 3식으로 연결되는 구조이므로, 무선 자원 확장 장치(320)에서는 각 기지국에서 전송되는 모든 데이터를 종단하여 무선 원격 장치(331~339)로 향하는 I/Q 데이터를 리맵핑하며, 그 구조는 각 기지국에서 전송된 6셀 데이터 (CPRI 2.5G WCDMA I/Q 데이터 기준) 중 각 기지국의 2셀 데이터를 추출하여 하나의 RRU에 6셀로 다중화하여 전송하는 구조를 가진다.
도 3을 참조하여 보다 상세히 설명하면, 무선 자원 확장 장치(320)는 서브 기지국 A(311), 서브 기지국 B(312) 및 서브 기지국 C(313)로부터 각각 하향링크 데이터를 수신한다. 무선 자원 확장 장치(320)가 각 서브 기지국(311, 312, 313)으로부터 수신하는 하향링크 데이터를 살펴보면, 각 서브 기지국(311, 312, 313)은 전체 섹터에 대하여 자신이 담당하는 동일한 2개의 FA를 무선 자원 확장 장치(320)로 전송한다.
즉, 무선 자원 확장 장치(320)는 서브 기지국 A(311)로부터 전체 섹터인 0 섹터, 1 섹터, 2 섹터, 3 섹터, 4 섹터, 5 섹터, 6 섹터, 7 섹터 및 8 섹터 각각에 대하여 1FA 및 2FA를 수신한다. 무선 자원 확장 장치(320)는 서브 기지국 B(311)로부터 전체 섹터인 0 섹터, 1 섹터, 2 섹터, 3 섹터, 4 섹터, 5 섹터, 6 섹터, 7 섹터 및 8 섹터 각각에 대하여 3FA 및 4FA를 수신한다. 또한, 무선 자원 확장 장치(320)는 서브 기지국 C(311)로부터 전체 섹터인 0 섹터, 1 섹터, 2 섹터, 3 섹터, 4 섹터, 5 섹터, 6 섹터, 7 섹터 및 8 섹터 각각에 대하여 5FA 및 6FA를 수신한다.
그 후, 무선 자원 확장 장치(320)는 수신한 하향링크 데이터를 재조합하여 리매핑(re-mapping)한다. 즉, 무선 자원 확장 장치(320)는 서브 기지국 A(311)로부터 수신한 하향링크 데이터에서 0섹터에 대한 1FA 와 2FA를 추출하고, 서브 기지국 B(312)로부터 수신한 하향링크 데이터에서 0섹터에 대한 3FA 와 4FA를 추출하며, 서브 기지국 C(313)로부터 수신한 하향링크 데이터에서 0섹터에 대한 5FA 와 6FA를 추출한다. 그 후, 0섹터에 대한 FA를 재조합하여 동일한 0 섹터에 대하여 1FA, 2FA, 3FA, 4FA, 5FA, 6FA를 재조합한다.
또한, 무선 자원 확장 장치(320)는 서브 기지국 A(311)로부터 수신한 하향링크 데이터에서 1섹터에 대한 1FA 와 2FA를 추출하고, 서브 기지국 B(312)로부터 수신한 하향링크 데이터에서 1섹터에 대한 3FA 와 4FA를 추출하며, 서브 기지국 C(313)로부터 수신한 하향링크 데이터에서 1섹터에 대한 5FA 와 6FA를 추출한다. 그 후, 1섹터에 대한 FA를 재조합하여 동일한 1 섹터에 대하여 1FA, 2FA, 3FA, 4FA, 5FA, 6FA를 재조합한다.
무선 자원 확장 장치(320)는 모든 섹터에 대하여 상기와 동일하게 리매핑을 수행한다. 그 후, 무선 자원 확장 장치(320)는 리매핑 된 하향 링크 데이터를 상기 각 섹터를 담당하는 각 무선 원격 장치(331~339)로 하향링크 데이터를 전송한다. 각 서브 기지국(311, 312, 313)에서 무선 자원 확장 장치(320)를 거쳐 각 무선 원격 장치(331~339)로 전달되는 하향링크 데이터는 IP 데이터 형태로 각 무선 원격 장치(331~339)의 내부 프로세서로 바로 전송된다.
도 3을 참조하면, 무선 자원 확장 장치(320)는 재조합된 0 섹터에 대한 1FA, 2FA, 3FA, 4FA, 5FA, 6FA를 무선 원격 장치1(331)로 전송한다. 무선 자원 확장 장치(320)는 나머지 무선 원격 장치(332~339)에 대해서도 담당하는 섹터에 대하여 동일하게 리매핑 된 하향링크 데이터를 전송한다.
본 발명의 다른 실시예에 따라 상향링크 데이터의 전송 흐름을 살펴보면, 무선 자원 확장 장치(320)는 무선 원격 장치(331~339)로부터 상향링크 데이터를 수신한다. 그 후, 무선 자원 확장 장치(320)는 수신한 상향 링크 데이터로부터 서로 다른 섹터의 동일한 FA를 추출하며, 상기 추출한 FA를 하나 이상의 상기 동일한 FA 별로 재조합하여 디매핑(de-mapping) 후, 상기 FA를 담당하는 각 서브 기지국(311, 312, 313)으로 전송한다. 디매핑 과정은 리매핑의 역과정이다. 즉, 무선 원격 장치(331~339)에서 기지국으로 향하는 상향링크 데이터는 무선 확장 장치(320)의 프로세서로 전달되며, 디매핑 되어 각 서브 기지국(311, 312, 313)으로 전송된다.
도 3을 참조하여 보다 상세히 설명하면, 무선 자원 확장 장치(320)는 각 무선 원격 장치(331~339)로부터 각 무선 원격 장치(331~339)가 담당하는 섹터의 상향링크 데이터를 수신한다. 즉, 무선 원격 장치1(331)은 0 섹터를 담당하므로, 무선 원격 장치1(331)로부터는 0 섹터에 대한 1FA, 2FA, 3FA, 4FA, 5FA, 6FA를 수신한다. 무선 자원 확장 장치(320)는 나머지 무선 원격 장치(332~339)에 대해서도 담당하는 섹터에 대하여 동일하게 상향링크 데이터를 수신한다.
그 후, 무선 자원 확장 장치(320)는 수신한 상향링크 데이터로부터 동일한 FA를 추출하고 재조합하여 디매핑(de-mapping)한다. 즉, 각 0~8까지의 섹터의 1FA, 2FA, 3FA, 4FA, 5FA, 6FA를 각각 추출하여, 각 서브 기지국이 담당하는 두 개의 FA 끼리 재조합한다. 즉, 서브 기지국 A(311)는 각 섹터에 대하여 1FA와 2FA를 담당하므로, 0섹터 1FA, 2FA, 1섹터 1FA, 2FA, 2섹터 1FA, 2FA, 3섹터 1FA, 2FA, 4섹터 1FA, 2FA, 5섹터 1FA, 2FA, 6섹터 1FA, 2FA, 7섹터 1FA, 2FA, 8섹터 1FA, 2FA를 추출하여 재조합하고, 서브 기지국 B(312)는 각 섹터에 대하여 3FA와 4FA를 담당하므로, 0섹터 3FA, 4FA, 1섹터 3FA, 4FA, 2섹터 3FA, 4FA, 3섹터 3FA, 4FA, 4섹터 3FA, 4FA, 5섹터 3FA, 4FA, 6섹터 3FA, 4FA, 7섹터 3FA, 4FA, 8섹터 3FA, 4FA를 추출하여 재조합한다. 서브 기지국 C(313)가 담당하는 5FA와 6FA 역시 각 섹터별로 추출하여 재조합한다.
무선 자원 확장 장치(320)는 디매핑 된 상향링크 데이터를 각 FA를 담당하는 각 서브 기지국(311, 312, 313)으로 전송한다.
상기와 같은 다단 기지국에서는 각 서브 기지국(311, 312, 313)과 각 무선 원격 장치(331~339)가 동일 형태의 통신 프로토콜로 연결되어 있어 무선 자원 확장 장치(320)가 단독 기지국 역할을 수행하며 데이터 종단을 통해 다단 기지국을 지원할 수 있도록 에뮬레이팅하는 통신 구조를 가진다.
도 3의 다단 기지국이 담당하는 셀 커버리지가 도 4A에 도시된다. 도 4A는 본 발명의 실시예에 따른 다단 기지국이 담당하는 셀 커버리지를 나타내는 도면이다.
도 4A를 도 2와 비교하면, 도 2에 도시된 하나의 기지국이 담당하는 셀 커버리지에 비해 본 발명의 실시예에 따른 다단 기지국이 담당하는 셀 커버리지가 3배 정도 넓은 것을 알 수 있다. 따라서 복수 개의 서브 기지국을 다단으로 연결하여 하나의 기지국처럼 동작할 수 있도록 함으로써, 기지국의 무선 자원 할당 범위를 증가시키고 이를 통해 셀 커버리지를 넓힐 수 있다. 기지국의 셀 커버리지가 넓어지면, 기지국 간 경계가 멀어져 소프트 핸드오버가 일어나는 횟수가 줄어들며, 이를 위해 대기하는 무선 자원이 감소하여 무선 자원 낭비가 줄어들어 네트워크의 품질이 향상되고 무선 이동 통신 운용 및 구축비용을 절감할 수 있다.
하나의 다단 기지국에 대한 섹터 및 FA 할당 구조가 도 4B에 보다 구체적으로 도시된다. 도 4B는 본 발명의 실시예에 따른 하나의 다단 기지국이 담당하는 하나의 셀의 섹터 및 FA 할당 구조를 나타내는 도면이다.
도 4B를 참조하면 각각의 섹터에는 각각의 서브 기지국 A(311)의 1FA 및 2FA, 서브 기지국 B(312)의 3FA 및 4FA, 서브 기지국 C(313)의 5FA 및 6FA가 리매핑되어 할당된 것임을 알 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다단 기지국의 동작 방법의 순서도이다.
무선 자원 확장 장치(320)는 510 단계에서 먼저 각 서브 기지국(311, 312, 313)을 동기화한다. 상세한 동기화 방법은 도 8 및 도 9와 함께 다시 설명하도록 한다. 무선 자원 확장 장치(320)는 서브 기지국 동기화 후 520 단계로 진행하여 각 서브 기지국(311, 312, 313)으로부터 하향링크 데이터를 수신한다.
그 후, 무선 자원 확장 장치(320)는 530단계로 진행하여 수신한 하향링크 데이터로부터 동일한 섹터의 FA를 추출한다. 동일한 섹터의 FA를 추출 후, 무선 자원 확장 장치(320)는 540단계로 진행하여 추출한 FA를 동일한 섹터 별로 재조합하여 리매핑 후 550단계로 진행하여 리매핑한 하향링크 데이터를 각 무선 원격 장치(331~339)로 전송한다.
상세한 리매핑 과정은 도 3에서의 설명을 참조하도록 한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다단 기지국의 동작 방법의 순서도이다.
무선 자원 확장 장치(320)는 610단계에서 먼저 각 서브 기지국(311, 312, 313)을 동기화한다. 상세한 동기화 방법은 도 8 및 도 9와 함께 다시 설명하도록 한다. 무선 자원 확장 장치(320)는 서브 기지국 동기화 후 620단계로 진행하여 각 무선 원격 장치(331~339)로부터 상향링크 데이터를 수신한다.
그 후, 무선 자원 확장 장치(320)는 630단계로 진행하여 수신한 상향링크 데이터로부터 서로 다른 섹터의 동일한 FA를 추출한다. 동일한 FA를 추출 후, 무선 자원 확장 장치(320)는 640단계로 진행하여 추출한 FA를 동일한 FA 별로 재조합하여 디매핑 후, 650단계로 진행하여 디매핑한 상향링크 데이터를 각 서브 기지국(311, 312, 313)으로 전송한다.
상세한 디매핑 과정은 도 3에서의 설명을 참조하도록 한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 서브 기지국, 무선 확장 장치 및 무선 원격 장치간의 동작 흐름을 나타내는 순서도이다.
무선 자원 확장 장치(320)는 705단계에서 먼저 각 서브 기지국(311, 312, 313)을 동기화한다. 그 후, 무선 자원 확장 장치(320)는 710단계로 진행하여 각 서브 기지국(311, 312, 313)으로부터 하향링크 데이터를 수신한다.
하향링크 데이터 수신 후, 무선 자원 확장 장치(320)는 715단계로 진행하여 수신한 하향링크 데이터로부터 동일한 섹터의 FA를 추출한다. 동일한 섹터의 FA를 추출 후, 무선 자원 확장 장치(320)는 720단계로 진행하여 추출한 FA를 동일한 섹터 별로 재조합하여 리매핑 후, 725단계로 진행하여 리매핑한 하향링크 데이터를 각 무선 원격 장치(331~339)로 전송한다.
무선 자원 확장 장치(320)는 730단계에서 각 무선 원격 장치(331~339)로부터 상향링크 데이터를 수신한다. 그 후, 무선 자원 확장 장치(320)는 735단계로 진행하여 수신한 상향링크 데이터로부터 서로 다른 섹터의 동일한 FA를 추출한다. 동일한 FA를 추출 후, 무선 자원 확장 장치(320)는 740단계로 진행하여 추출한 FA를 동일한 FA 별로 재조합하여 디매핑 후, 745단계로 진행하여 디매핑한 상향링크 데이터를 각 서브 기지국(311, 312, 313)으로 전송한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 서브 기지국의 상호 연결 방법을 나타내는 도면이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 복수 개의 각 서브 기지국(311, 312, 313)이 다단으로 연결되므로, 기지국간 기준 클럭을 공유하여 타임 도메인을 일치시킴으로서 기지국간의 비동기로 인한 무선 원격 장치의 공유 문제가 발생하지 않도록 동기화하는 과정이 필요하다.
각 서브 기지국(311, 312, 313)은 기준 클럭을 동기화하기 위하여 인접한 서브 기지국과 상호 연결될 수 있다. 각 서브 기지국(311, 312, 313)들이 인접한 서브 기지국과 상호 연결되는 경우, 인접한 임의의 서브 기지국에서 수신한 클럭 출력 신호를 클럭 입력 신호로 입력하고, 상기 서브 기지국의 클럭 출력 신호를 인접한 또 다른 서브 기지국의 클럭 입력 신호로 출력하여 연결될 수 있다.
즉, 도 8에 도시된 바와 같이 서브 기지국 A(311)의 클럭 입력 신호는 서브 기지국 C(313)의 클럭 출력 신호에 해당한다. 서브 기지국 A(311)는 입력된 클럭 신호와 GPS 또는 8KHz 신호를 참조하여 클럭 신호를 선택하고, 선택된 클럭 신호를 클럭 모듈로 전송한다. 클럭 모듈은 이를 서브 기지국 A(311)의 기준 클럭으로 결정하고 출력한다.
서브 기지국 A(311)의 클럭 출력 신호는 서브 기지국 B(312)의 클럭 입력 신호가 되고 서브 기지국 B(312)는 서브 기지국 A(311)와 동일한 과정을 거쳐 서브 기지국 C(313)로 클럭 출력 신호를 전송한다. 서브 기지국 C(313)는 이를 수신하여 클럭 입력 신호로 사용하고 기준 클럭 결정 후 다시 서브 기지국 A(311)로 클럭 출력 신호를 전송하고 서브 기지국 A(311)는 이를 수신하여 클럭 입력 신호로 이용한다.
상기와 같이 각 서브 기지국(311, 312, 313) 간 클럭 출력 신호를 클럭 입력 신호로 이용함으로써 기준 클럭을 동기화할 수 있다.
각 서브 기지국(311, 312, 313)은 독립 기지국이므로 각 서브 기지국(311, 312, 313) 간의 통신 패스는 필요하지 않다. 무선 자원 확장 장치(320)는 각 서브 기지국(311, 312, 313) 중 임의의 기지국을 마스터 기지국으로 설정하고, 나머지 서브 기지국을 슬레이브 기지국으로 설정하여 상기 마스터 기지국의 클럭 신호에 상기 슬레이브의 클럭 신호를 동기화하도록 제어할 수 있다.
각 서브 기지국(311, 312, 313)과 무선 자원 확장 장치(320)들은 주기적인 메시지 교환을 통한 클럭 상태를 관리한다. 무선 자원 확장 장치(320)는 마스터 기지국에 통신 불능 상태, 자체 클럭 보드에 문제 발생 등의 클럭 신호 동기화를 방해하는 동작 오류가 발생하는 경우, 상기 마스터 기지국에 해당하는 서브 기지국의 마스터 기지국 설정을 해제하고 슬레이브 기지국으로 설정하며, 다른 서브 기지국을 마스터 기지국으로 설정한다.
각 기지국이 동시에 마스터 권한을 가지게 되면 다단 기지국의 전체 노드간 연동에 문제가 발생하므로 마스터 기지국에 동작 오류 발생 시, 자체적으로 마스터 기지국에서 슬레이브로 천이할 수도 있다.
무선 자원 확장 장치(320)가 각 서브 기지국(311, 312, 313)으로부터 수신하는 모든 데이터는 동기화된 상태이나 클럭 케이블 노드간 지연 또는 보드 내 지연으로 인하여 페이즈 차이가 발생할 수 있다. 상기와 같은 클럭 신호의 지연을 보상하기 위하여 무선 자원 확장 장치(320)는 지연 버퍼를 포함할 수 있다.
또한 지연 버퍼 양단에서는 지터(jitter)가 발생할 수 있는데 무선 자원 확장 장치(320)는 이러한 지터를 흡수하기 위하여 지터 버퍼를 포함할 수도 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 서브 기지국 동기화 방법의 상세한 순서도이다. 도 9는 도 5의 510단계 및 도 6의 610단계를 보다 상세히 나타낸 도면이다.
무선 자원 확장 장치(320)는 먼저 905단계에서 임의의 서브 기지국을 마스터 기지국으로 설정하고 910단계에서 나머지 서브 기지국을 슬레이브 기지국으로 설정한다. 그 후, 915단계에서 마스터 기지국의 클럭 신호에 슬레이브 기지국의 클럭 신호가 동기화 되도록 제어한다.
클럭 신호 동기화 후, 무선 자원 확장 장치(320)는 920단계에서, 마스터 기지국에 동작 오류 발생 여부를 판단한다. 동작 오류가 발생하지 않는 경우, 바로 종료하고, 동작 오류가 발생하는 경우, 925단계로 진행하여 상기 마스터 기지국에 해당하는 서브 기지국의 마스터 기지국 설정을 해제하고 슬레이브 기지국으로 설정한다.
그 후, 무선 자원 확장 장치(320)는 925단계로 진행하여, 다른 서브 기지국을 마스터 기지국으로 설정하고 930단계에서 다시 설정된 마스터 기지국의 클럭 신호에 슬레이브 기지국의 클럭 신호가 동기화 되도록 제어한다.
상기와 같은 클럭 신호 동기화 과정을 통해, 무선 자원 확장 장치(320)가 각 서브 기지국(311, 312, 313)으로부터 수신한 데이터를 각 무선 원격 장치(331~339)로 전송하는 과정에서 동일한 타임 도메인으로 처리가 가능하다, 또한, 무선 자원 확장 장치(320)가 각 무선 원격 장치(331~339)로부터 수신한 데이터를 각 서브 기지국(311, 312, 313)으로 전송하는 과정 역시 동일한 타임 도메인으로 처리 가능하다.
본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
311: 서브 기지국 A
312: 서브 기지국 B
313: 서브 기지국 C
320: 무선 자원 확장 장치
331~339: 무선 원격 장치 1~9

Claims (16)

  1. 다단으로 구성되는 기지국 장치에 있어서,
    하나 이상의 섹터에 대하여 하나 이상의 FA(Frequency Assignment)를 담당하는 복수 개의 서브 기지국;
    각각 임의의 섹터의 무선 통신을 담당하는 복수 개의 무선 원격 장치(Remote RF Unit); 및
    상기 복수 개의 서브 기지국으로부터 각각 하향링크 데이터를 수신하고, 상기 수신한 각각의 하향 링크 데이터로부터 동일한 섹터의 FA를 추출하며, 상기 추출한 FA를 상기 동일한 섹터 별로 재조합하여 리매핑(re-mapping) 후, 상기 섹터를 담당하는 각 무선 원격 장치로 전송하는 무선 자원 확장 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 다단 기지국 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 무선 자원 확장 장치는,
    상기 복수 개의 무선 원격 장치로부터 각각 상향링크 데이터를 수신하고, 상기 수신한 각각의 상향 링크 데이터로부터 동일한 FA를 추출하며, 상기 추출한 FA를 적어도 하나 이상의 동일한 FA 별로 재조합하여 디매핑(de-mapping) 후, 상기 디매핑된 FA를 담당하는 각 서브 기지국으로 전송하는 것을 특징으로 하는 다단 기지국 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 각 서브 기지국은,
    인접한 서브 기지국과 상호 연결되어 기준 클럭을 동기화하는 것을 특징으로 하는 다단 기지국 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 각 서브 기지국은,
    인접한 임의의 서브 기지국에서 수신한 클럭 출력 신호를 클럭 입력 신호로 입력하고,
    상기 서브 기지국의 클럭 출력 신호를 인접한 또 다른 서브 기지국의 클럭 입력 신호로 출력하여 연결하는 것을 특징으로 하는 다단 기지국 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 무선 자원 확장 장치는 ,
    상기 복수 개의 서브 기지국 중 임의의 기지국을 마스터 기지국으로 설정하고, 나머지 서브 기지국을 슬레이브 기지국으로 설정하여 상기 마스터 기지국의 클럭 신호에 상기 슬레이브 기지국의 클럭 신호를 동기화하는 것을 특징으로 하는 다단 기지국 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 무선 자원 확장 장치는,
    상기 마스터 기지국에 동작 오류가 발생하는 경우,
    상기 마스터 기지국에 해당하는 서브 기지국의 마스터 기지국 설정을 해제하고 슬레이브 기지국으로 설정하며, 다른 서브 기지국을 마스터 기지국으로 설정하는 것을 특징으로 하는 다단 기지국 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 서브 기지국은,
    상기 클럭 신호의 지연을 보상하기 위한 지연 버퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 다단 기지국 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 서브 기지국은,
    상기 지연 버퍼 양단에서 발생하는 지터를 흡수하기 위한 지터 버퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 다단 기지국 장치.
  9. 다단 기지국 동작 방법에 있어서,
    하나 이상의 섹터에 대하여 하나 이상의 FA를 담당하는 복수 개의 서브 기지국으로부터 각각 하향 링크 데이터를 수신하는 단계;
    상기 수신한 각각의 하향 링크 데이터로부터 동일한 섹터의 FA를 추출하는 단계;
    상기 추출한 FA를 상기 동일한 섹터 별로 재조합하여 리매핑(re-mapping)하는 단계;
    상기 리매핑한 하향 링크 데이터를 상기 섹터의 무선 통신을 담당하는 각 무선 원격 장치로 전송하는 단계를 특징으로 하는 다단 기지국 동작 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    각각 임의의 섹터를 담당하는 복수 개의 무선 원격 장치로부터 각각 상향링크 데이터를 수신하는 단계;
    상기 수신한 각각의 상향 링크 데이터로부터 동일한 FA를 추출하는 단계;
    상기 추출한 FA를 적어도 하나 이상의 동일한 FA 별로 재조합하여 디매핑(de-mapping)하는 단계 및
    상기 디매핑한 상향 링크 데이터를 각 상기 디매핑된 FA를 담당하는 각 서브 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다단 기지국 동작 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 각 서브 기지국은,
    인접한 서브 기지국과 상호 연결되어 기준 클럭을 동기화하는 것을 특징으로 하는 다단 기지국 동작 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 각 서브 기지국은,
    인접한 임의의 서브 기지국에서 수신한 클럭 출력 신호를 클럭 입력 신호로 입력하고,
    상기 서브 기지국의 클럭 출력 신호를 인접한 또 다른 서브 기지국의 클럭 입력 신호로 출력하여 연결하는 것을 특징으로 하는 다단 기지국 동작 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 하향 링크 데이터 수신 전,
    상기 복수 개의 서브 기지국 중 임의의 기지국을 마스터 기지국으로 설정하는 단계;
    나머지 서브 기지국을 슬레이브 기지국으로 설정하는 단계 및
    상기 마스터 기지국의 클럭 신호에 상기 슬레이브 기지국의 클럭 신호를 동기화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다단 기지국 동작 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 클럭 신호 동기화 후,
    상기 마스터 기지국에 동작 오류가 발생하는 경우,
    상기 마스터 기지국에 해당하는 서브 기지국의 마스터 기지국 설정을 해제하고 슬레이브 기지국으로 설정하는 단계; 및
    다른 서브 기지국을 마스터 기지국으로 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다단 기지국 동작 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 서브 기지국은,
    상기 클럭 신호의 지연을 보상하기 위한 지연 버퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 다단 기지국 동작 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 서브 기지국은,
    상기 지연 버퍼 양단에서 발생하는 지터를 흡수하기 위한 지터 버퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 다단 기지국 동작 방법.





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