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KR20070069731A - 광대역 무선 통신 시스템의 기지국에서 디지털 장치와 원격알에프 장치간의 통신 장치 및 방법 - Google Patents

광대역 무선 통신 시스템의 기지국에서 디지털 장치와 원격알에프 장치간의 통신 장치 및 방법 Download PDF

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KR20070069731A
KR20070069731A KR1020050132168A KR20050132168A KR20070069731A KR 20070069731 A KR20070069731 A KR 20070069731A KR 1020050132168 A KR1020050132168 A KR 1020050132168A KR 20050132168 A KR20050132168 A KR 20050132168A KR 20070069731 A KR20070069731 A KR 20070069731A
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KR
South Korea
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sampling
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unit
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base station
Prior art date
Application number
KR1020050132168A
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한광희
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 광대역 무선 통신 시스템에서 다양한 채널 대역폭(Channel Bandwidth)과 표본화 주파수(Sampling Frequency)를 고려한 IQ 샘플 데이터의 프레임 구조를 정의하고, 상기 프레임 구조로 IQ 샘플 데이터를 생성하고 원격 알에프 장치로 송신하는 디지털 장치와 디지털 장치로부터 수신한 IQ 샘플 데이터를 상기 프레임 구조로 재구상하는 기지국에서 디지털 장치와 원격지 알에프 장치의 통신 장치 및 방법에 관한 것이다.
IQ 샘플 데이터(Sample Data), 프레임, 광대역 무선 통신 시스템

Description

광대역 무선 통신 시스템의 기지국에서 디지털 장치와 원격 알에프 장치간의 통신 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR COMMUNICATION BETWEEN DIGITAL UNIT AND REMOTE RF UNIT IN BROADBAND WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM BTS}
도 1(a)는 본 발명의 일 실시 예에 따라 구성한 10MHz의 채널 대역폭을 가지는 무선 통신 시스템의 IQ 샘플 데이터의 프레임 구조를 도시한 도면,
도 1(b)는 본 발명의 일 실시 예에 따라 구성한 8.75MHz의 채널 대역폭을 가지는 무선 통신 시스템의 IQ 샘플 데이터의 프레임 구조를 도시한 도면,
도 2(a)는 본 발명의 실시 예에 따라 10MHz의 채널 대역폭을 가지는 무선 통신 시스템의 IQ 샘플 데이터를 2 오버 샘플링한 프레임 구조를 도시한 도면,
도 2(b) 본 발명의 실시 예에 따라 10MHz의 채널 대역폭을 가지는 무선 통신 시스템의 IQ 샘플 데이터를 오버 샘플링하지 않은 프레임 구조를 도시한 도면,
도 3(a)는 본 발명의 일 실시 예에 따라 구성한 5MHz의 채널 대역폭을 가지는 무선 통신 시스템의 IQ 샘플 데이터의 프레임 구조를 도시한 도면,
도 3(b)는 본 발명의 일 실시 예에 따라 구성한 4.375MHz의 채널 대역폭을 가지는 무선 통신 시스템의 IQ 샘플 데이터의 프레임 구조를 도시한 도면,
도 4(a)는 본 발명의 일 실시 예에 따라 구성한 20MHz의 채널 대역폭을 가지 는 무선 통신 시스템의 IQ 샘플 데이터의 프레임 구조를 도시한 도면,
도 4(b)는 본 발명의 일 실시 예에 따라 구성한 17.5MHz의 채널 대역폭을 가지는 무선 통신 시스템의 IQ 샘플 데이터의 프레임 구조를 도시한 도면,
도 5 본 발명의 일 실시 예에 따라 구성한 5ms 라이오 프레임의 구성을 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 구성한 하이퍼 프레임의 서브채널의 구성을 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따라 구성한 프레임 구조로 기지국의 디지털 장치와 원격 알에프 장치 간에 통신을 하는 장치의 구성을 도시한 도면 및,
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따라 구성한 프레임 구조로 기지국의 디지털 장치와 원격 알에프 장치 간에 통신 흐름을 도시한 흐름도이다.
본 발명은 광대역 무선 통신 시스템에서 다양한 채널 대역폭(Channel Bandwidth)과 표본화 주파수(Sampling Frequency)를 고려한 IQ 샘플 데이터의 프레임 구조와 기지국의 디지털 장치와 원격지 알에프 장치간의 통신 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 기지국은 크게 기저대역(Baseband)을 처리하는 디지털 장치 (DU;Digital Unit)와 RF의 아날로그 무선 신호를 처리하는 알에프 장치(RU;RF Uinit)로 구성한다. 이렇게 기지국은 디지털 장치와 알에프 장치로 구성하며 디지털 장치와 알에프 장치는 하나의 장치로 구성할 수도 있고 디지털 장치와 알에프 장치를 일정거리 분리하여 구성할 수 있다. 디지털 장치와 분리하여 디지털 장치로부터 제어를 받는 알에프 장치를 원격 알에프 장치(RRU;Remote Radio Frequency Unit)하며 하나의 디지털 장치에 다수개의 원격 알에프 장치를 연결하여 구성할 수 있다.
3세대 무선 통신 시스템에서는 이렇게 하나의 디지털 장치에 하나 이상의 원격 알에프 장치를 연결하여 기지국을 구성할 때 일반적으로 디지털 장치와 원격 알에프 장치는 광케이블로 연결하며, 분리된 구조에서 디지털 장치와 원격 알에프 장치간, 또는 원격 알에프 장치와 다른 원격 알에프 장치간의 통신을 위해 IQ 샘플 데이터(IQ Sample Data), 동기(Synchronization) 정보 등의 CPRI(Common Public Radio Interface) 규격을 정의하고 이를 이용하여 통신하고 있다.
3세대 무선 통신 시스템은 일반적으로 3.84MHz의 칩 속도(Chip Rate)를 가지므로 디지털 장치와 원격 알에프 장치 간의 IQ 샘플 데이터를 송/수신을 위하여 CPRI 규격에서는 3.84MHz의 정수 배를 가지는 클록(Clock) 기반의 프레임 구조를 사용하였다. 그러나 광대역 무선 통신 시스템인 IEEE 802.16 시스템에서는 4.375MHz, 5MHz, 8.75MHz, 10MHz, 17.5MHz, 20MHz 등의 다양한 채널 대역폭(Channel Bandwidth)를 요구하고 있고 각각의 표본화 주파수(Sampling Frequency) 또한 다르며, 원격 알에프 장치에서는 IQ 샘플 데이터에서 디지털 장치에서 사용하 고 있는 표본화 주파수의 정수 배에 해당하는 시스템 클록(System Clock) 등을 추출해야 하기 때문에 기존의 CPRI 규격을 광대역 무선 통신 시스템에 그대로 적용하기 위해서는 디지털 장치와 원격 알에프 장치에 각각 클록을 변환하는 장치를 추가해야 한다. 하지만 클록을 변환하는 장치를 추가하면 시스템의 비용이 증가하고 시스템의 복잡도 또한 증가하는 문제를 가지고 있다.
따라서, 클록을 변환하는 장치의 추가 없이 광대역 무선 통신 시스템에서 통신 가능한 IQ 샘플 데이터의 프레임 구조로 통신하는 장치 및 방법이 요구된다.
본 발명의 목적은 광대역 무선 통신 시스템의 기지국에서 디지털 장치와 원격 알에프 장치간의 통신 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 시스템 클록을 고려한 프레임 구조로 기지국의 디지털 장치와 원격 알에프 장치간의 통신 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선 통신 시스템에서 다양한 채널 대역폭(Channel Bandwidth)과 표본화 주파수(Sampling Frequency)를 고려한 IQ 샘플 데이터의 프레임 구조를 제공하는데 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 기지국의 디지털 장치(Digital Unit)에 있어서, 시스템 클록(System Clock)을 생성하여 모뎀부와 IF(Intermediate Frequency)부로 제공하는 클럭 발생부, 수신한 상기 시스템 클록 에 동기화한 IQ 샘플 데이터를 생성하여 상기 IF부로 송신하는 상기 모뎀부 및, 상기 모뎀부로부터 수신한 상기 IQ 샘플 데이터를 상기 클록 발생부로부터 수신한 상기 시스템 클록에 따라 미리 정한 프레임으로 사상하고, 상기 프레임을 8비트에서 10 비트로 부호화하고, 직렬화 하여 원격 알에프 장치(Remote Radio Unit)로 송신하는 상기 IF부를 포함하는 장치를 제공한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 다른 장치는, 기지국의 원격 알에프 장치(Remote Radio Unit)에 있어서, 상기 기지국의 디지털 장치(Digital Unit)로부터 수신한 신호를 병렬화하고, 10 비트에서 8 비트로 복호화하고, 미리 정한 프레임 구조로 재구성하는 IF부를 포함하는 장치를 제공한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 기지국의 디지털 장치(Digital Unit)에서 원격 알에프 장치(Remote Radio Unit)로의 통신 방법에 있어서
시스템 클록(System Clock)을 생성하여는 과정, 상기 시스템 클록에 동기화한 IQ 샘플 데이터를 생성하는 과정, 상기 시스템 클록에 따라 미리 정한 프레임으로 사상하는 과정, 상기 프레임을 8비트에서 10 비트로 부호화하는 과정, 상기 부호화한 신호를 직렬화하는 과정 및, 상기 직렬화한 신호를 원격 알에프 장치로 송신하는 과정을 포함하는 방법을 제공한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 다른 방법은, 기지국의 원격 알에 프 장치(Remote Radio Unit)에서 디지털 장치(Digital Unit)와의 통신 방법 있어서, 상기 디지털 장치로부터 직렬화된 신호를 수신하는 과정, 상기 수신한 신호를 병렬화하는 과정, 상기 병렬화한 신호를 10 비트에서 8 비트로 복호화하는 과정 및, 상기 복호화한 신호를 미리 정한 프레임 구조로 재구성하는 과정을 포함하는 방법을 제공한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명은 광대역 무선 통신 시스템에서 다양한 채널 대역폭(Channel Bandwidth)과 표본화 주파수(Sampling Frequency)를 고려한 IQ 샘플 데이터의 프레임 구조를 정의하고, 상기 프레임 구조로 IQ 샘플 데이터를 생성하고 원격 알에프 장치로 송신하는 디지털 장치와 디지털 장치로부터 수신한 IQ 샘플 데이터를 상기 프레임 구조로 재구상하는 기지국에서 디지털 장치와 원격지 알에프 장치의 통신 장치 및 방법에 관한 것이다.
광대역 무선 통신 시스템인 IEEE802.16 시스템은 4.375MHz, 5MHz, 8.75MHz, 10MHz, 17.5MHz, 20MHz 등의 다양한 채널 대역폭을 가지며 각각의 채널 대역폭에 따른 표본화 주파수는 아래 <표 1>과 같다.
채널대역폭(Channel Bandwidth) 표본화 주파수(Sampling Frequency)
4.375MHz 5MHz
5MHz 5.6MHz
8.75MHz 10MHz
10MHz 11.2MHz
17.5MHz 15MHz
20MHz 22.4MHz
상기 <표 1>을 참조하면 표본화 주파수가 5MHz의 정수배인 4.375MHz, 8.75MHz, 17.5MHz의 채널대역폭을 가지는 5MHz 계열과 표본화 주파수가 5.6MHz의 정수배인 5MHz, 10MHz, 20MHz의 채널대역폭을 가지는 5.6MHz 계열로 채널대역폭을 크게 두 분류로 분류할 수 있다.
본 발명의 설명에 앞서 무선 통신 시스템에서는 IQ 샘플 데이터의 송/수신을 위하여 일반적으로 시스템 클록(System Clock)을 표본화 주파수의 4배 이상을 사용한다. 본 발명에서는 표본화 주파수가 5.6MHz계열의 시스템 클록을 10MHz 채널 대역폭의 표본화 주파수인 11.2MHz의 5배인 56MHz로 가정하여 설명하고, 표본화 주파수가 5MHz계열의 시스템 클록을 8.75MHz 채널 대역폭의 표본화 주파수인 10MHz의 5배인 50MHz로 가정하여 설명한다.
그러면, 상기 채널 대역폭에 따른 IQ 샘플 데이터 구조를 아래에서 도 1 내지 도 4 를 참조하여 설명한다.
그러면 먼저 10MHz와 8.75MHz의 채널 대역폭을 가지는 무선 통신 시스템의 IQ 샘플 데이터의 프레임 구조를 아래에서 도 1(a) 내지 도 1(b)를 참조하여 설명한다.
도 1(a)는 본 발명의 일 실시 예에 따라 구성한 10MHz의 채널 대역폭을 가지는 무선 통신 시스템의 IQ 샘플 데이터의 프레임 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 1(a)를 참조하면 10MHz의 채널 대역폭을 가지는 무선 통신 시스템의 IQ 샘플 데이터의 프레임 구조는 하나의 샘플링 기간(Sampling Period)이 1/11.2MHz이고, 하나의 샘플링 기간 동안 하나의 제어 워드(Control Word)와 16비트의 I 데이터와 16비트의 Q 데이터로 샘플링 데이터를 구성하며 4 오버 샘플링 비율(Oversampling Ration)이 가능하다.
제어 워드는 하나의 프레임이 가지는 모든 제어 바이트(Control Bate)로 상기 도 1(a)와 같이 4 오버 샘플링할 경우 4개의 제어 바이트를 포함한다.
도 1(b)는 본 발명의 일 실시 예에 따라 구성한 8.75MHz의 채널 대역폭을 가지는 무선 통신 시스템의 IQ 샘플 데이터의 프레임 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 1(b)를 참조하면 8.75MHz의 채널 대역폭을 가지는 무선 통신 시스템의 IQ 샘플 데이터의 프레임 구조는 하나의 샘플링 기간(Sampling Period)이 1/10MHz이고, 하나의 샘플링 기간 동안 하나의 제어 워드(Control Word)와 16비트의 I 데이터와 16비트의 Q 데이터로 샘플링 데이터를 구성하며 4 오버 샘플링 비율(Oversampling Ration)이 가능하다.
상기 도 1(a)와 도 1(b)는 샘플 데이터를 4 오버 샘플링한 프레임 구조로 오버 샘플링의 횟수를 조절하여 전송률(Link Rate)을 조절할 수 있으며, 아래에서 도 2(a) 내지 도 2(b)를 참조 하여 설명한다.
도 2(a)는 본 발명의 실시 예에 따라 10MHz의 채널 대역폭을 가지는 무선 통신 시스템의 IQ 샘플 데이터를 2 오버 샘플링한 프레임 구조를 도시한 도면이다.
도 2(b)는 본 발명의 실시 예에 따라 10MHz의 채널 대역폭을 가지는 무선 통신 시스템의 IQ 샘플 데이터를 오버 샘플링하지 않은 프레임 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 2(a)는 상기 도 1(a)의 IQ 샘플 데이터를 2 오버 샘플링한 프레임 구조로 1.12Gbps의 전송률을 가지며, 상기 도 2(b)는 상기 도 1(a)의 IQ 샘플 데이터를 오버 샘플링하지 않은 프레임 구조로 560Mbps의 전송율을 가진다.
상기 도 1(b)의 8.75MHz의 채널 대역폭을 가지는 무선 통신 시스템도 2(a)와 상기 도 2(b)와 같이 오버 샘플링을 조절하여 전송율의 조절이 가능하다.
다음으로 5MHz와 4.375MHz의 채널 대역폭을 가지는 무선 통신 시스템의 IQ 샘플 데이터의 프레임 구조를 아래에서 도 3(a) 내지 도 3(b)를 참조하여 설명한다.
도 3(a)는 본 발명의 일 실시 예에 따라 구성한 5MHz의 채널 대역폭을 가지는 무선 통신 시스템의 IQ 샘플 데이터의 프레임 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 3(a)를 참조하면 5MHz의 채널 대역폭을 가지는 무선 통신 시스템의 IQ 샘플 데이터의 프레임 구조는 하나의 샘플링 기간(Sampling Period)이 1/5.6MHz이고, 하나의 샘플링 기간 동안 하나의 제어 워드(Control Word)와 2개의 IQ 샘플 데이터를 포함하여 구성하며, 최대 4 오버 샘플링이 가능하다.
상기 도 3(a)는 4개의 IQ 샘플 데이터로 구성한 4 오버 샘플링한 프레임구조이다.
도 3(b)는 본 발명의 일 실시 예에 따라 구성한 4.375MHz의 채널 대역폭을 가지는 무선 통신 시스템의 IQ 샘플 데이터의 프레임 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 3(b)를 참조하면 4.375MHz의 채널 대역폭을 가지는 무선 통신 시스템의 IQ 샘플 데이터의 프레임 구조는 하나의 샘플링 기간(Sampling Period)이 1/5MHz이고, 하나의 샘플링 기간 동안 하나의 제어 워드(Control Word)와 2개의 IQ 샘플 데이터를 포함하여 구성하며, 최대 4 오버 샘플링이 가능하다.
상기 도 3(b)는 4개의 IQ 샘플 데이터로 구성한 4 오버 샘플링한 프레임구조이다.
마지막으로 20MHz와 17.5MHz의 채널 대역폭을 가지는 무선 통신 시스템의 IQ 샘플 데이터의 프레임 구조를 아래에서 도 4(a) 내지 도 4(b)를 참조하여 설명한다.
도 4(a)는 본 발명의 일 실시 예에 따라 구성한 20MHz의 채널 대역폭을 가지는 무선 통신 시스템의 IQ 샘플 데이터의 프레임 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 4(a)를 참조하면 20MHz의 채널 대역폭을 가지는 무선 통신 시스템의 IQ 샘플 데이터의 프레임 구조는 하나의 샘플링 기간(Sampling Period)이 1/22.4MHz이고, 두개의 샘플링 기간 동안 상기 도 1(a)의 10MHz의 IQ 샘플 데이터의 프레임을 2번 보내는 구조로 2개의 프레임을 짝수번째 프레임과 홀수번째 프레임으로 구분하고 2개의 프레임으로 구성하되 하나의 프레임별로 2개의 프레임의 IQ샘플 데이터를 반씩 포함하여 구성한다.
상기 도 4(a)는 2개의 프레임을 가지는 4 오버 샘플링한 프레임구조이다.
도 4(b)는 본 발명의 일 실시 예에 따라 구성한 17.5MHz의 채널 대역폭을 가지는 무선 통신 시스템의 IQ 샘플 데이터의 프레임 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 4(b)를 참조하면 17.5MHz의 채널 대역폭을 가지는 무선 통신 시스템의 IQ 샘플 데이터의 프레임 구조는 하나의 샘플링 기간(Sampling Period)이 1/20MHz이고, 두개의 샘플링 기간 동안 상기 도 1(b)의 8.75MHz의 IQ 샘플 데이터의 프레임을 2번 보내는 구조로 2개의 프레임을 짝수번째 프레임과 홀수번째 프레임으로 구분하고 2개의 프레임으로 구성하되 하나의 프레임별로 2개의 프레임의 IQ샘플 데이터를 반씩 포함하여 구성한다.
상기 도 4(b)는 2개의 프레임을 가지는 4 오버 샘플링한 프레임구조이다.
한편, 광대역 무선 통신 시스템인 IEEE802.16 시스템은 일반적으로 5ms의 라디오 프레임(Radio Frame)을 사용하며, 아래에서 도 5를 참조하여 설명힌다.
도 5 본 발명의 일 실시 예에 따라 구성한 5ms 라디오 프레임의 구성을 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 하나의 5ms의 라디오 프레임에는 본 발명에서 제안하는 5MHz 계열 표준화 주파수의 프레임의 경우 50,000개의 프레임을 포함하고, 5.6MHz 계열 표준화 주파수의 프레임의 경우 56,000개의 프레임을 포함한다.
500개의 프레임을 가지는 하이퍼 프레임(Hyperframe)을 구성하면 5ms 라이오 프레임 동안 하이퍼 프레임은 각각 5MHz 계열 표준화 주파수의 경우 100개를 포함하고, 5.6MHz 계열 표준화 주파수의 경우 112개를 포함한다.
그러면 하나의 하이퍼 프레임이 가지는 500개의 제어 워드를 4개씩 묶어 하나의 서브채널(SubChannel)로 구성하고 서브채널에 할당하는 통신규약(Protocol)을 아래에서 도 6을 참조하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 구성한 하이퍼 프레임의 서브채널의 구성을 도시한 도면이다.
상기 도 6을 참조하면 하나의 하이퍼 프레임은 125개의 서브채널로 구성하며 각각의 서브채널은 4개의 제어 워드로 구성한다. 3세대 무선 통신 시스템의 통신 규약인 CPRI에서 정의하는 하이퍼 프레임의 서브 채널은 64개로 본 발명은 61개의 서브채널을 더 가진다.
그러면 기지국에서 디지털 장치와 원격 알에프 장치의 상기 프레임 구조로 IQ 샘플 데이터를 통신하는 장치 및 방법을 아래에서 도 7내지 도 8을 참조하여 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따라 구성한 프레임 구조로 기지국의 디지털 장치와 원격 알에프 장치 간에 통신을 하는 장치의 구성을 도시한 도면이다.
상기 도 7을 참조하면 본 발명의 기지국은 디지털 장치(700)와 원격 알에프 장치(750)를 포함하여 구성하고, 상기 디지털 장치(700)는 클록 발생부(702), 모뎀부(704) 및, IF(Intermediate Frequency)부를 포함하여 구성하고, 상기 원격 알에프 장치(750)는 IF(Intermediate Frequency)부(752)와 송/수신부(754)를 포함하여 구성한다.
상기 디지털 장치(700)의 클록 발생부(702)는 표본화 주파수의 정수배의 시스템 클록을 생성하여 모뎀부(704)와 IF부(706)로 제공한다.
상기 디지털 장치(700)의 상기 모뎀부(704)는 수신한 시스템 클록에 동기화한 IQ 샘플 데이터를 생성하여 상기 IF부(706)로 송신한다.
상기 디지털 장치(700)의 상기 IF부(706)는 상기 모뎀부(704)로부터 수신하는 IQ 샘플 데이터를 수신하는 시스템 클록에 따라 본 발명에서 정의한 프레임으로 사상하고, 상기 프레임을 8 to 10 비트로 부호화하고, 직렬화 하여 원격 알에프 장치로 송신한다.
상기 원격 알에프 장치(750)의 IF부(752)는 디지털 장치(700)로부터 수신한 신호를 병렬화하고, 10 to 8 비트 복호화하고 본 발명에서 정의한 프레임으로 재구성하여 송/수신부(754)로 제공한다.
상기 원격 알에프 장치(750)의 상기 송/수신부(754)는 상기 IF부(752)로부터 수신한 프레임 형태로 IQ 샘플 데이터 수신하여 통상적인 송/수신부의 기능을 수행하며 상기 송/수신부(754)의 통상적인 기능 설명은 생략한다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 기지국에서 디지털 장치와 원격 알에프 장치의 상기 프레임 구조로 IQ 샘플 데이터를 통신하는 방법을 아래에서 도 8을 참조하여 설명한다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따라 구성한 프레임 구조로 기지국의 디지털 장치와 원격 알에프 장치 간에 통신 흐름을 도시한 흐름도이다.
기지국의 디지털 장치는 800단계로 진행하여 시스템 클록을 생성하고, 802단계에서 상기 시스템 클록에 동기화한 IQ 샘플 데이터를 생성하고, 804단계로 진행하여 시스템 클럭에 따라 IQ 샘플 데이터를 본 발명에서 정의한 프레임으로 사상하고, 806단계로 진행하여 상기 프레임을 8 비트에서 10 비트로 부호화하고, 808단계로 진행하여 부호화한 상기 프레임을 직렬화하고, 810단계로 진행하여 직렬화한 신호를 원격 알에프 장치로 송신한다.
기지국의 원격 알에프 장치는 812단계로 진행하여 상기 디지털 장치로부터 직렬화된 신호를 수신하고, 814단계로 진행하여 상기 신호를 병렬화하고, 816단계로 진행하여 10비트를 8비트로 복호화하고, 818단계로 진행하여 복호화한 신호를 다시 프레임으로 재구성한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상기 서술한 바와 같이 본 발명은, 광대역 무선 통신 시스템에서 다양한 채널 대역폭(Channel Bandwidth)과 표본화 주파수(Sampling Frequency)를 고려한 IQ 샘플 데이터의 프레임 구조를 제안하고, 상기 프레임 구조로 이용하여 디지털 장치와 원격 알에프 장치간의 통신 장치 및 방법에 관한 것으로, 프레임 구조를 위한 클록 변환하는 장치의 추가 없이 통신 가능한 장치 및 방법을 제공하여 시스템의 비용 및 복잡도를 줄인다.

Claims (22)

  1. 기지국의 디지털 장치(Digital Unit)에 있어서,
    시스템 클록(System Clock)을 생성하여 모뎀부와 IF(Intermediate Frequency)부로 제공하는 클럭 발생부;
    수신한 상기 시스템 클록에 동기화한 IQ 샘플 데이터를 생성하여 상기 IF부로 송신하는 상기 모뎀부; 및
    상기 모뎀부로부터 수신한 상기 IQ 샘플 데이터를 상기 클록 발생부로부터 수신한 상기 시스템 클록에 따라 미리 정한 프레임으로 사상하고, 상기 프레임을 8비트에서 10 비트로 부호화하고, 직렬화 하여 원격 알에프 장치(Remote Radio Unit)로 송신하는 상기 IF부를 포함하는 장치.
  2. 기지국의 원격 알에프 장치(Remote Radio Unit)에 있어서,
    상기 기지국의 디지털 장치(Digital Unit)로부터 수신한 신호를 병렬화하고, 10 비트에서 8 비트로 복호화하고, 미리 정한 프레임 구조로 재구성하는 IF부를 포함하는 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 시스템 클록은 표본화 주파수(Sampling Frequency)의 정수배임을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1항 내지 2항에 있어서,
    상기 기지국이 10MHz의 채널 대역폭을 가질 경우 상기 미리 정한 프레임구조는,
    샘플링 기간(Sampling Period)이 1/11.2MHz이고, 상기 샘플링 기간 동안 최소 하나의 제어 바이트(Control Bate)와 각각이 8비트로 표현하는 4개의 IQ 데이터를 가지는 샘플 데이터로 구성하며, 최대 4 오버 샘플링(Over Sampling)이 가능함을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1항 내지 2항에 있어서,
    상기 기지국이 8.75MHz의 채널 대역폭을 가질 경우 상기 미리 정한 프레임구조는,
    샘플링 기간(Sampling Period)이 1/10MHz이고, 상기 샘플링 기간 동안 최소 하나의 제어 바이트(Control Bate)와 각각이 8비트로 표현하는 4개의 IQ 데이터를 가지는 샘플 데이터로 구성하며, 최대 4 오버 샘플링(Over Sampling)이 가능함을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1항 내지 2항에 있어서,
    상기 기지국이 5MHz의 채널 대역폭을 가질 경우 상기 미리 정한 프레임구조는,
    샘플링 기간(Sampling Period)이 1/5.6MHz이고, 상기 샘플링 기간 동안 하나의 제어 바이트(Control Bate)와 각각이 8비트로 표현하는 4개의 IQ 데이터를 가지는 샘플 데이터를 2개 연달아 연결하여 구성하며, 최대 4 오버 샘플링(Over Sampling)이 가능함을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1항 내지 2항에 있어서,
    상기 기지국이 4.375MHz의 채널 대역폭을 가질 경우 상기 미리 정한 프레임구조는,
    샘플링 기간(Sampling Period)이 1/5MHz이고, 상기 샘플링 기간 동안 하나의 제어 바이트(Control Bate)와 각각이 8비트로 표현하는 4개의 IQ 데이터를 가지는 샘플 데이터를 2개 연달아 연결하여 구성하며, 최대 4 오버 샘플링(Over Sampling)이 가능함을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1항 내지 2항에 있어서,
    상기 기지국이 20MHz의 채널 대역폭을 가질 경우 상기 미리 정한 프레임구조는,
    샘플링 기간(Sampling Period)이 1/22.4MHz이고, 두번의 상기 샘플링 기간 동안 하나의 제어 바이트(Control Bate)와 각각이 8비트로 표현하는 4개의 IQ 데이터를 가지는 샘플 데이터로 구성하는 프레임을 2개 포함하여 구성하고, 각각의 상기 프레임이 포함하는 IQ 데이터는 짝수 번째 프레임의 절반에 해당하는 IQ 데이터와 홀수 번째 프레임의 절반에 해당하는 IQ 데이터로 구성하고, 최대 4 오버 샘플링(Over Sampling)이 가능함을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1항 내지 2항에 있어서,
    상기 기지국이 17.5MHz의 채널 대역폭을 가질 경우 상기 미리 정한 프레임구조는,
    샘플링 기간(Sampling Period)이 1/20MHz이고, 두번의 상기 샘플링 기간 동안 하나의 제어 바이트(Control Bate)와 각각이 8비트로 표현하는 4개의 IQ 데이터를 가지는 샘플 데이터로 구성하는 프레임을 2개 포함하여 구성하고, 각각의 상기 프레임이 포함하는 IQ 데이터는 짝수 번째 프레임의 절반에 해당하는 IQ 데이터와 홀수 번째 프레임의 절반에 해당하는 IQ 데이터로 구성하고, 최대 4 오버 샘플링(Over Sampling)이 가능함을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 1항 내지 9항에 있어서,
    상기 미리 정한 프레임 구조에서 포함하는 상기 제어 바이트를 모두 합하여 제어 워드(Control Word)라 함을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 1항 내지 10항에 있어서,
    상기 프레임을 500개 단위로 묶어 하이퍼 프레임(Hyperframe)으로 구성하고, 상기 하이퍼 프레임이 포함하는 500개의 상기 제어 워드를 4개씩 묶어 125개의 서브 채널(SubChannel)로 구성함을 특징으로 하는 방법.
  12. 기지국의 디지털 장치(Digital Unit)에서 원격 알에프 장치(Remote Radio Unit)로의 통신 방법에 있어서
    시스템 클록(System Clock)을 생성하여는 과정;
    상기 시스템 클록에 동기화한 IQ 샘플 데이터를 생성하는 과정;
    상기 시스템 클록에 따라 미리 정한 프레임으로 사상하는 과정;
    상기 프레임을 8비트에서 10 비트로 부호화하는 과정;
    상기 부호화한 신호를 직렬화하는 과정; 및
    상기 직렬화한 신호를 원격 알에프 장치로 송신하는 과정을 포함하는 방법.
  13. 기지국의 원격 알에프 장치(Remote Radio Unit)에서 디지털 장치(Digital Unit)와의 통신 방법 있어서,
    상기 디지털 장치로부터 직렬화된 신호를 수신하는 과정;
    상기 수신한 신호를 병렬화하는 과정;
    상기 병렬화한 신호를 10 비트에서 8 비트로 복호화하는 과정; 및
    상기 복호화한 신호를 미리 정한 프레임 구조로 재구성하는 과정을 포함하는 방법.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 시스템 클록은 표본화 주파수(Sampling Frequency)의 정수배임을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 12항 내지 13항에 있어서,
    상기 기지국이 10MHz의 채널 대역폭을 가질 경우 상기 미리 정한 프레임구조는,
    샘플링 기간(Sampling Period)이 1/11.2MHz이고, 상기 샘플링 기간 동안 최소 하나의 제어 바이트(Control Bate)와 각각이 8비트로 표현하는 4개의 IQ 데이터를 가지는 샘플 데이터로 구성하며, 최대 4 오버 샘플링(Over Sampling)이 가능함을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 12항 내지 13항에 있어서,
    상기 기지국이 8.75MHz의 채널 대역폭을 가질 경우 상기 미리 정한 프레임구조는,
    샘플링 기간(Sampling Period)이 1/10MHz이고, 상기 샘플링 기간 동안 최소 하나의 제어 바이트(Control Bate)와 각각이 8비트로 표현하는 4개의 IQ 데이터를 가지는 샘플 데이터로 구성하며, 최대 4 오버 샘플링(Over Sampling)이 가능함을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 12항 내지 13항에 있어서,
    상기 기지국이 5MHz의 채널 대역폭을 가질 경우 상기 미리 정한 프레임구조는,
    샘플링 기간(Sampling Period)이 1/5.6MHz이고, 상기 샘플링 기간 동안 하나의 제어 바이트(Control Bate)와 각각이 8비트로 표현하는 4개의 IQ 데이터를 가지 는 샘플 데이터를 2개 연달아 연결하여 구성하며, 최대 4 오버 샘플링(Over Sampling)이 가능함을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 12항 내지 13항에 있어서,
    상기 기지국이 4.375MHz의 채널 대역폭을 가질 경우 상기 미리 정한 프레임구조는,
    샘플링 기간(Sampling Period)이 1/5MHz이고, 상기 샘플링 기간 동안 하나의 제어 바이트(Control Bate)와 각각이 8비트로 표현하는 4개의 IQ 데이터를 가지는 샘플 데이터를 2개 연달아 연결하여 구성하며, 최대 4 오버 샘플링(Over Sampling)이 가능함을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 12항 내지 13항에 있어서,
    상기 기지국이 20MHz의 채널 대역폭을 가질 경우 상기 미리 정한 프레임구조는,
    샘플링 기간(Sampling Period)이 1/22.4MHz이고, 두번의 상기 샘플링 기간 동안 하나의 제어 바이트(Control Bate)와 각각이 8비트로 표현하는 4개의 IQ 데이터를 가지는 샘플 데이터로 구성하는 프레임을 2개 포함하여 구성하고, 각각의 상기 프레임이 포함하는 IQ 데이터는 짝수 번째 프레임의 절반에 해당하는 IQ 데이터 와 홀수 번째 프레임의 절반에 해당하는 IQ 데이터로 구성하고, 최대 4 오버 샘플링(Over Sampling)이 가능함을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 12항 내지 13항에 있어서,
    상기 기지국이 17.5MHz의 채널 대역폭을 가질 경우 상기 미리 정한 프레임구조는,
    샘플링 기간(Sampling Period)이 1/20MHz이고, 두번의 상기 샘플링 기간 동안 하나의 제어 바이트(Control Bate)와 각각이 8비트로 표현하는 4개의 IQ 데이터를 가지는 샘플 데이터로 구성하는 프레임을 2개 포함하여 구성하고, 각각의 상기 프레임이 포함하는 IQ 데이터는 짝수 번째 프레임의 절반에 해당하는 IQ 데이터와 홀수 번째 프레임의 절반에 해당하는 IQ 데이터로 구성하고, 최대 4 오버 샘플링(Over Sampling)이 가능함을 특징으로 하는 방법.
  21. 제 12항 내지 20항에 있어서,
    상기 미리 정한 프레임 구조에서 포함하는 상기 제어 바이트를 모두 합하여 제어 워드(Control Word)라 함을 특징으로 하는 방법.
  22. 제 12항 내지 21항에 있어서,
    상기 프레임을 500개 단위로 묶어 하이퍼 프레임(Hyperframe)으로 구성하고, 상기 하이퍼 프레임이 포함하는 500개의 상기 제어 워드를 4개씩 묶어 125개의 서브 채널(SubChannel)로 구성함을 특징으로 하는 방법.
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