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KR101866798B1 - 분산 안테나 시스템의 노드 유닛 및 신호 처리 방법 - Google Patents

분산 안테나 시스템의 노드 유닛 및 신호 처리 방법 Download PDF

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KR101866798B1
KR101866798B1 KR1020167010548A KR20167010548A KR101866798B1 KR 101866798 B1 KR101866798 B1 KR 101866798B1 KR 1020167010548 A KR1020167010548 A KR 1020167010548A KR 20167010548 A KR20167010548 A KR 20167010548A KR 101866798 B1 KR101866798 B1 KR 101866798B1
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signal processing
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서광남
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주식회사 쏠리드
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Abstract

본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 신호 처리 방법은, 분산 안테나 시스템에서 수행되는 신호 처리 방법으로, 디지털화된 아날로그 RF 신호에서 점유 주파수 대역에 대응하는 샘플 데이터 중 적어도 일부를 추출하는 단계 및 추출된 샘플 데이터를 결합하는 단계를 포함한다.

Description

분산 안테나 시스템의 노드 유닛 및 신호 처리 방법{NODE UNIT OF DISTRIBUTED ANTENNA SYSTEM AND SIGNAL PROCESSING METHOD THEREOF}
본 발명의 기술적 사상은 분산 안테나 시스템의 노드 유닛 및 신호 처리 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명의 기술적 사상은 신호의 전송 용량을 감소시키기 위한 분산 안테나 시스템의 노드 유닛 및 신호 처리 방법에 관한 것이다.
일반적으로 중계기는 이동통신 시스템에서 기지국의 서비스 영역을 확장하거나 음영 지역을 해소하기 위해 설치된다. 이때, 설치 지역 및 설치 지역의 특성에 따라 중계기 설치의 다양한 요구를 적절히 수용할 수 있는 방식으로서 분산 안테나 시스템(Distributed Antenna System)이 상용화되어 있다. 최근에는 디지털 분산 안테나 시스템 등 신호에 관한 디지털 처리를 수행하는 디지털 시스템에 관한 요구가 늘어나고 있다.
디지털 분산 안테나 시스템이 특정 사업자가 아닌 복수의 사업자들의 다양한 서비스를 지원하기 위해 뉴트럴 호스트 시스템(neutral host system)으로 구현되는 경우, 각 사업자들의 서비스 품질을 보장하기 위해서는 디지털 분산 안테나 시스템의 노드 유닛들 사이에서 신호 전송 시 사업자들의 주파수 대역 별로 적절한 전송 용량이 확보되어야 한다. 그러나, 노드 유닛들 사이의 전송 리소스가 제한됨에 따라, 사업자들 각각에 대응하는 주파수 대역 별로 적절한 전송 용량을 분배하여 디지털 분산 안테나 시스템을 운영하기가 어려운 문제가 있었다. 또한, 전송 리소스 자체를 증가시키기 위해서는 많은 비용이 소요됨에 따라, 디지털 분산 안테나 시스템의 가격 경쟁력이 저하되는 문제가 있었다.
따라서, 뉴트럴 호스트 시스템으로 구현되는 디지털 분산 안테나 시스템에서는 전송 리소스가 제한적인 상황에서도 효율적으로 디지털 분산 안테나 시스템을 운영하고 가격 경쟁력을 확보하기 위해 신호의 전송 용량 감소가 요구된다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 노드 유닛 및 신호 처리 방법은 신호의 전송 용량을 감소시키는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 노드 유닛 및 신호 처리 방법은 디지털 분산 안테나 시스템을 구현하는데 있어 소요되는 비용을 감소시키는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 노드 유닛 및 신호 처리 방법은 디지털 분산 안테나 시스템의 자원 낭비를 감소시키는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 신호 처리 방법은, 분산 안테나 시스템의 노드 유닛에서 수행되는 신호 처리 방법으로, 디지털화된 아날로그 RF(Radio Frequency) 신호에서 점유 주파수 대역에 대응하는 샘플 데이터 중 적어도 일부를 추출하는 단계; 및 상기 추출된 샘플 데이터를 결합(combine)하는 단계;를 포함한다.
예시적인 실시예에서, 상기 신호 처리 방법은, 상기 추출하는 단계 전에, 상기 디지털화된 아날로그 RF 신호의 상기 점유 주파수 대역을 감지하는 단계;를 더 포함할 수 있고, 상기 추출하는 단계는, 상기 감지된 점유 주파수 대역에 대응하는 샘플 데이터 중 적어도 일부를 추출할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 상기 추출하는 단계는, 상기 노드 유닛과 통신적으로 연결되는 외부의 관리 장치로부터 수신된 점유 주파수 대역 정보에 기초하여, 상기 디지털화된 아날로그 RF 신호에서 상기 점유 주파수 대역에 대응하는 샘플 데이터 중 적어도 일부를 추출할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 상기 추출하는 단계는, 상기 디지털화된 아날로그 RF 신호를 필터링하여 상기 점유 주파수 대역에 대응하는 샘플 데이터 중 적어도 일부를 추출할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 상기 결합하는 단계는, 상기 추출된 샘플 데이터를 그대로(intactly) 결합할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 상기 결합하는 단계는, 상기 추출된 샘플 데이터 중 적어도 일부의 주파수를 변환하는 단계; 및 상기 주파수 변환된 샘플 데이터를 결합할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 상기 신호 처리 방법은, 상기 결합하는 단계 후에, 상기 결합된 샘플 데이터를 리샘플링하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 상기 신호 처리 방법은, 상기 결합하는 단계 후에, 상기 결합된 샘플 데이터를 비트 압축하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 상기 신호 처리 방법은, 상기 결합하는 단계 후에, 상기 결합된 샘플 데이터를 전송 프레임에 동적으로 할당하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 상기 신호 처리 방법은, 상기 할당하는 단계 후에, 상기 전송 프레임에 할당된 샘플 데이터를 전송 매체에 대응하는 신호로 변환하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 양태에 따른 노드 유닛은, 분산 안테나 시스템의 노드 유닛으로, 디지털화된 아날로그 RF 신호에서 점유 주파수 대역에 대응하는 샘플 데이터 중 적어도 일부를 추출하고, 상기 추출된 샘플 데이터를 결합하는 신호 처리부; 및 상기 결합된 샘플 데이터를 상기 노드 유닛과 다른 노드 유닛을 연결하는 전송 매체에 대응하는 신호로 변환하는 신호 변환부;를 포함한다.
예시적인 실시예에서, 상기 신호 처리부는, 상기 디지털화된 아날로그 RF 신호에서 상기 점유 주파수 대역에 대응하는 샘플 데이터 중 적어도 일부를 추출하는 추출부; 및 상기 추출된 샘플 데이터를 결합하는 결합부;를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 상기 신호 처리부는, 상기 디지털화된 아날로그 RF 신호에서 상기 점유 주파수 대역을 감지하는 감지부;를 더 포함할 수 있고, 상기 추출부는, 상기 감지된 점유 주파수 대역에 대응하는 샘플 데이터 중 적어도 일부를 추출할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 상기 추출부는, 상기 노드 유닛과 통신적으로 연결되는 외부의 관리 장치로부터 수신된 점유 주파수 대역 정보에 기초하여, 상기 디지털화된 아날로그 RF 신호에서 상기 점유 주파수 대역에 대응하는 샘플 데이터 중 적어도 일부를 추출할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 상기 신호 처리부는, 상기 결합된 샘플 데이터를 리샘플링하는 리샘플링부;를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 상기 신호 처리부는, 상기 결합된 샘플 데이터를 비트 압축하는 압축부;를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 상기 신호 처리부는, 상기 결합된 샘플 데이터를 전송 프레임에 동적으로 할당하는 프레이머;를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 상기 전송 매체는, 광 전송 매체일 수 있고, 상기 신호 변환부는, 상기 결합된 샘플 데이터를 광 신호로 변환할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 상기 노드 유닛은, 상기 분산 안테나 시스템을 구성하는 메인 유닛 또는 리모트 유닛일 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 노드 유닛 및 신호 처리 방법은 신호의 전송 용량을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 노드 유닛 및 신호 처리 방법은 디지털 분산 안테나 시스템을 구현하는데 있어 소요되는 비용을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 노드 유닛 및 신호 처리 방법은 디지털 분산 안테나 시스템의 자원 낭비를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있는 분산 안테나 시스템의 토폴로지(topology)를 예시적으로 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 노드 유닛의 일부 구성을 도시하는 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시된 신호 처리부의 일부 구성을 도시하는 블록도이다.
도 4 내지 도 7은 도 2에 도시된 신호 처리부에서 수행되는 신호 처리 단계들을 설명하기 위한 예시적인 도면들이다.
도 8은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 신호 처리 방법의 순서를 도시하는 도면이다.
본 발명의 기술적 사상은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 기술적 사상을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 기술적 사상을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 기술적 사상의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에 기재된 "~부(유닛)", "~기", "~자", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
그리고 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있는 분산 안테나 시스템의 토폴로지를 예시적으로 도시하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 분산 안테나 시스템(DAS)은, 분산 안테나 시스템의 헤드엔드 노드(Headend Node)를 구성하는 BIU(Base station Interface Unit)(10)와 메인 유닛(MU: Main Unit)(20), 확장 노드(Extension Node)인 허브 유닛(HUB Unit)(30), 원격의 각 서비스 위치에 배치되는 복수의 리모트 유닛(RU: Remote Unit)(40)을 포함할 수 있다. 이러한 분산 안테나 시스템(DAS)은 아날로그 분산 안테나 시스템 또는 디지털 분산 안테나 시스템으로 구현될 수 있으며, 경우에 따라서는 이의 혼합형(즉, 일부 노드는 아날로그 처리, 나머지 노드는 디지털 처리를 수행함)으로 구현될 수도 있다.
다만, 도 1은 분산 안테나 시스템(DAS)의 토폴로지의 일 예를 도시한 것이며, 분산 안테나 시스템(DAS)은 설치 영역 및 적용 분야(예를 들어, 인빌딩(In-Building), 지하철(Subway), 병원(Hospital), 경기장(Stadium) 등)의 특수성을 고려하여 다양한 토폴로지 변형이 가능하다. 이와 같은 취지에서, BIU(10), 메인 유닛(20), 허브 유닛(30), 리모트 유닛(40)의 개수 및 상호 간의 상/하위 단의 연결 관계도 도 1과 상이해질 수 있다. 또한, 분산 안테나 시스템(DAS)에서 허브 유닛(30)은 설치 필요한 리모트 유닛(40)의 개수에 비해 메인 유닛(20)로부터 스타(STAR) 구조로 브랜치(Brach)될 브랜치 수가 제한적인 경우 활용된다. 따라서, 단일의 메인 유닛(20)만으로도 설치 필요한 리모트 유닛(40)의 개수를 충분히 감당할 수 있는 경우 또는 복수의 메인 유닛(20)이 설치되는 경우 등에는 허브 유닛(30)은 생략될 수도 있다.
분산 안테나 시스템(DAS) 내의 각 노드 및 그 기능에 대하여 더 상세히 설명하면, 우선 BIU(10)는 기지국과 분산 안테나 시스템(DAS) 내의 메인 유닛(20) 간의 인터페이스 역할을 수행할 수 있다. 도 1에서는 복수의 기지국(제1 내지 제n 기지국, 여기서 n은 2 이상의 자연수)과 단일의 BIU(10)가 연결되는 케이스를 도시하였지만, BIU(10)는 각 사업자 별, 각 주파수 대역 별, 각 섹터 별로 별도로 구비될 수도 있다.
일반적으로 기지국으로부터 전송되는 RF(Radio Frequency) 신호는 고전력(high power)의 신호이므로, BIU(10)는 이와 같은 고전력의 RF 신호를 메인 유닛(20)에서 처리하기에 적합한 전력의 신호로 변환시킬 수 있고, 파워 조절된 RF 신호를 메인 유닛(20)으로 전달하는 기능을 수행할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이 BIU(10)가 각 주파수 대역 별(또는 각 사업자 별, 섹터 별) 고전력의 RF 신호를 저전력으로 낮춘 후 이들을 병렬적으로 메인 유닛(20)으로 전달하는 경우, 메인 유닛(20)은 저전력 RF 신호들을 결합하고 결합된 신호를 리모트 유닛(40)으로 분배하는 역할을 수행할 수 있다. 이 때, 분산 안테나 시스템(DAS)이 디지털 분산 안테나 시스템으로 구현되는 경우, BIU(10)가 저전력 RF 신호들을 디지털화하여 병렬적으로 메인 유닛(20)으로 전달할 수 있고, 메인 유닛(20)이 디지털화된 저전력 RF 신호들을 결합하여 소정의 신호 처리 후 리모트 유닛(40)으로 분배할 수 있다. 또는, 메인 유닛(20)이 기지국 인터페이스 유닛(10)으로부터 전달되는 저전력 RF 신호들을 디지털화한 후 결합할 수 있고, 결합된 신호에 대해 소정의 신호 처리를 수행한 후 리모트 유닛(40)으로 분배할 수 있다.
구현 방식에 따라서, BIU(10)는, 도 1에 도시된 바와 달리 각 주파수 대역 별(또는 각 사업자 별, 섹터 별) RF 신호를 결합(combine)한 후 메인 유닛(20)으로 전달할 수도 있고, 메인 유닛(20)은 결합된 신호를 리모트 유닛(40)으로 분배하는 역할을 수행할 수 있다. 이때, 분산 안테나 시스템(DAS)이 디지털 분산 안테나 시스템으로 구현되는 경우, BIU(10)는 고전력 RF 신호를 저전력 RF 신호로 변환하는 기능을 수행하는 유닛과, 저전력 RF 신호에 대해 IF 신호(Intermediate Frequency signal)로 변환한 후 디지털 신호 처리를 하여 이를 결합하는 유닛 등으로 분리 구성될 수 있다. 이와 달리, 분산 안테나 시스템(DAS)이 아날로그 분산 안테나 시스템으로 구현되는 경우, BIU(10)는 고전력의 RF 신호를 저전력으로 낮추는 기능을 수행하는 유닛과, 저전력 RF 신호를 결합하는 유닛으로 분리 구성될 수 있다.
리모트 유닛(40) 각각은 전달받은 결합된 신호를 주파수 대역 별로 분리하고 증폭 등의 신호 처리(아날로그 분산 안테나 시스템의 경우에는 아날로그 신호 처리, 디지털 분산 안테나 시스템의 경우에는 디지털 신호 처리)를 수행할 수 있다. 이에 따라 각 리모트 유닛(40)은 서비스 안테나(도시 생략)를 통해서 자신의 서비스 커버리지 내의 사용자 단말로 기지국 신호를 전송할 수 있다.
한편, 도 1에서는, 기지국(BTS)과 BIU(10) 그리고 BIU(10)와 메인 유닛(20)은 각각 서로 RF 케이블을 통해 연결되고, 메인 유닛(20)으로부터 그 하위단까지는 모두 광 케이블을 통해 연결되는 것으로 도시하고 있으나, 각 노드 간의 신호 전송 매체(signal transport medium)도 이와 다른 다양한 변형이 가능할 수 있다.
일 예로, BIU(10)와 메인 유닛(20)은 RF 케이블을 통해서 연결될 수 있지만, 광 케이블 또는 디지털 인터페이스를 통해서 연결될 수도 있다. 다른 예로, 메인 유닛(20)과 허브 유닛(30) 사이, 메인 유닛(20)과 일부 리모트 유닛(40) 사이, 허브 유닛(30)과 다른 일부 리모트 유닛(40) 사이 중 적어도 하나는 광 케이블 외에 RF 케이블, 트위스트 케이블, UTP 케이블 등을 통해서 연결되는 방식으로도 구현될 수 있다.
다만, 이하에서는 도 1을 기준으로 설명하기로 한다. 따라서, 본 실시예에서 메인 유닛(20), 허브 유닛(30) 및 리모트 유닛(40)은 전광변환/광전변환을 통해 광 신호를 송수신하기 위한 광 트랜스시버 모듈을 포함할 수 있고, 단일의 광 케이블로 노드 간 연결되는 경우에는 WDM(Wavelength Division Multiplexing) 소자를 포함할 수 있다.
이러한 분산 안테나 시스템(DAS)은 네트워크를 통해 외부의 관리 장치(도시 생략), 예를 들어 NMS(Network Management Server 또는 System)와 연결될 수 있다. 이에 따라 관리자는 NMS를 통해서 원격에서 분산 안테나 시스템의 각 노드의 상태 및 문제를 모니터링하고, 원격에서 각 노드의 동작을 제어할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 노드 유닛은, 디지털적으로 신호 처리를 수행하는 메인 유닛(20), 허브 유닛(30), 리모트 유닛(40) 등에 해당할 수 있다.
도 2는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 노드 유닛(200)의 일부 구성을 도시하는 블록도이고, 도 3은 도 2의 신호 처리부의 일부 구성을 도시하는 블록도이며, 도 4 내지 도 7은 도 2에 도시된 신호 처리부에서 수행되는 신호 처리 단계들을 설명하기 위한 예시적인 도면들이다.
도 2를 참조하면, 노드 유닛(200)은 신호 처리부(210) 및 신호 변환부(220)를 포함할 수 있다.
신호 처리부(210)는 디지털화된 아날로그 RF 신호를 이용하여 출력 신호를 생성할 수 있다. 도 2에 도시되어 있지 않지만, 노드 유닛(200)은 기지국 또는 단말기 등으로부터 전송되며 적어도 하나 이상의 주파수 대역 신호를 갖는 아날로그 RF 신호를 샘플링하여 상기 디지털화된 아날로그 RF 신호를 생성하는 A/D 컨버터를 포함할 수 있으며, 신호 처리부(210)는 상기 A/D 컨버터로부터 상기 디지털화된 아날로그 RF 신호를 입력받을 수 있다. 구현예에 따라서는, 신호 처리부(210)는 직접 A/D 컨버터를 포함할 수 있고, 상기 A/D 컨버터를 통해 상기 아날로그 RF 신호를 샘플링하여 상기 디지털화된 아날로그 RF 신호를 생성할 수도 있다.
신호 처리부(210)는 상기 디지털화된 아날로그 RF 신호에 대해 소정의 신호 처리를 수행하여 상기 출력 신호를 생성할 수 있다.
신호 처리부(210)는 예를 들어, FPGA, ASIC, DSP(digital signal processing) 보드 등으로 구현될 수 있다.
도 3을 더 참조하면, 신호 처리부(210)는 감지부(211), 추출부(212), 결합부(213) 및 프레이머(216)를 포함할 수 있다. 구현예에 따라서는, 신호 처리부(210)는, 리샘플링부(214) 및/또는 압축부(215)를 더 포함할 수도 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해 신호 처리부(210)가 리샘플링부(214) 및 압축부(215)를 포함하는 경우로서, 리샘플링부(214) 및 압축부(215)가 신호 전송 경로를 기준으로 결합부(213)의 후단에 배치되는 경우를 예로 들어 설명한다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니다. 리샘플링부(214)는 신호 전송 경로를 기준으로 감지부(211)의 전단, 감지부(211)와 추출부(212) 사이, 및 추출부(212)와 결합부(213) 사이 중 어느 하나에 배치될 수 있음은 물론이다.
감지부(211)는 상기 디지털화된 아날로그 RF 신호의 전체 주파수 대역 중 점유 중인 주파수 대역(점유 주파수 대역)을 감지할 수 있다. 여기서, 상기 디지털화된 아날로그 RF 신호는 상기 아날로그 RF 신호에 포함되는 특정 주파수 대역 신호에 대응하는 샘플 데이터를 포함할 수 있는데, 감지부(211)는 상기 샘플 데이터를 통해 상기 디지털화된 아날로그 RF 신호의 전체 주파수 대역 중 어느 주파수 대역이 점유되고 있는지를 감지하는 것이다. 감지부(211)는, 예를 들어 주파수 스윕(sweep), FFT(Fast Fourier Transform)를 통한 빈 파워(bin power) 검출 및 다상 필터 등을 통해 점유 주파수 대역을 감지할 수 있다.
추출부(212)는 상기 디지털화된 아날로그 RF 신호에서 감지부(211)에 의해 감지된 점유 주파수 대역에 대응하는 샘플 데이터 중 적어도 일부를 추출할 수 있다. 그러나 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니며, 구현예에 따라서 추출부(212)는 외부 관리 장치 또는 다른 노드 유닛으로부터 전송되는 점유 중인 주파수 대역에 대한 정보(예를 들어, 점유 주파수 대역 정보)를 기초로 상기 디지털화된 아날로그 RF 신호의 점유 주파수 대역에 대응하는 샘플 데이터 중 적어도 일부를 추출할 수 있다. 상기 외부 장치는, 도 1에 도시된 NMS와 같이 노드 유닛(200)과 유선 또는 무선 네트워크를 통해 통신적으로 연결되는 관리 장치일 수 있다. 또는, 상기 외부 장치는, 노드 유닛(200)과 근거리 무선 통신 등을 통해 통신적으로 연결되는 로컬 단말일 수 있다. 이 경우, 상술한 감지부(211)는 신호 처리부(210)에서 생략될 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해 신호 처리부(210)에 감지부(211)가 구비되는 실시예를 중심으로 설명함을 알려둔다.
예를 들어, 추출부(212)는, 감지부(211)에 의해 상기 디지털화된 아날로그 RF 신호의 전체 주파수 대역 중 제1 주파수 대역과 제2 주파수 대역이 점유 중인 것으로 감지된 경우, 상기 제1 및 제2 주파수 대역에 대응하는 샘플 데이터를 추출할 수 있다.
다른 예를 들어, 추출부(212)는, 감지부(211)에 의해 상기 디지털화된 아날로그 RF 신호의 전체 주파수 대역 중 제1 내지 제3 주파수 대역이 점유 중인 것으로 감지된 경우, 상기 제1 내지 제3 주파수 대역 중 두 개의 주파수 대역에 대응하는 샘플 데이터만을 추출할 수도 있다.
추출부(212)는 특정 주파수 대역의 샘플 데이터를 추출하는 로우패스 필터, 하이패스 필터 및 밴드패스 필터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
결합부(213)는 추출부(212)에 의해 추출된 샘플 데이터를 결합할 수 있다.
일부 실시예에서, 결합부(213)는, 추출부(212)에 의해 추출된 샘플 데이터를 그대로(intactly) 결합할 수 있다. 다른 실시예에서, 결합부(213)는, 추출부(212)에 의해 추출된 샘플 데이터에 대응하는 점유 주파수 대역이 감소되도록 추출된 샘플 데이터 중 적어도 일부의 주파수를 변환하고, 적어도 일부의 주파수가 변환된 샘플 데이터들을 결합할 수도 있다.
도 4를 더 참조하여 추출부(212) 및 결합부(213)에서 수행되는 신호 처리를 더 상세히 설명한다. 여기서, 도 4의 (a)는 디지털화된 아날로그 RF 신호의 전체 주파수 대역을 예시적으로 나타내는 도면이고, 도 4의 (b)는 점유 주파수 대역을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 디지털화된 아날로그 RF 신호는 1930MHz 내지 1995MHz의 전체 주파수 대역을 가질 수 있으며, 상기 디지털화된 아날로그 RF 신호는 1930MHz 내지 1995MHz의 전체 대역의 일부 주파수 대역만을 점유하고 있을 수 있다. 예를 들어, 상기 디지털화된 아날로그 RF 신호는 A 및 D 주파수 대역만을 점유하고 있을 수 있다.
상기 디지털화된 아날로그 RF 신호가 A 및 D 주파수 대역만을 점유하고 있음에도 불구하고, 노드 유닛(200)이 점유되고 있지 않은 B, C, E 및 F 주파수 대역을 포함하여 소정의 전송 매체, 예를 들어 광 케이블에 대응하도록 상기 디지털화된 아날로그 RF 신호를 변환한 후 다른 노드 유닛으로 전송하는 경우, 전송 용량이 매우 커지고 전송 리소스가 낭비될 수 있다.
이를 방지하기 위해, 노드 유닛(200)의 추출부(212)는 상기 디지털화된 아날로그 RF 신호의 주파수 대역에서 실제 점유 중인 A 주파수 대역과 D 주파수 대역에 대응하는 샘플 데이터를 추출할 수 있다.
구현예에 따라서는, 추출부(212)는, 상기 디지털화된 아날로그 RF 신호에 A, D 및 E 주파수 대역이 점유되고 있더라도, 사용자가 A와 D 주파수 대역의 신호에만 관심이 있는 경우, E 주파수 대역을 제외한 A 및 D 주파수 대역에 대응하는 샘플 데이터만을 추출할 수도 있다.
이어서, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 노드 유닛(200)의 결합부(213)는 추출부(212)에 의해 추출된 샘플 데이터, 즉, A 및 D 주파수 대역에 대응하는 샘플 데이터를 그대로 결합할 수 있다.
구현예에 따라서는, 결합부(213)는, 추출된 샘플 데이터들 중 적어도 일부의 주파수를 변환하고, 적어도 일부가 주파수 변환된 샘플 데이터들 결합하여 출력할 수도 있다. 예를 들면, 결합부(213)는 D 주파수 대역을 점유하고 있는 신호에 대응하는 샘플 데이터의 주파수를 1965 MHz 내지 1970 MHz로 변환하여 A 주파수 대역을 점유하고 있는 신호에 대응하는 샘플 데이터와 연속적으로 결합할 수 있다. 또 다른 예를 들면, 결합부(213)는 A 주파수 대역을 점유하고 있는 신호에 대응하는 샘플 데이터의 주파수를 1930MHz 내지 1945 MHz로 변환하고 D 주파수 대역을 점유하고 있는 샘플 데이터의 주파수를 1965MHz 내지 1970 MHz로 변환한 후 이들을 연속적으로 결합할 수도 있다. 다만, 이 경우, 특정 주파수 대역을 점유하고 있는 신호의 주파수가 어떻게 변경되었는지에 대한 정보가 다른 노드 유닛으로 전송될 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 리샘플링부(214)는 상기 결합된 샘플 데이터를 리샘플링(re-sampling)할 수 있다. 상기 결합된 샘플 데이터는, 추출부(212) 및 결합부(213)에 의해 상기 디지털화된 아날로그 RF 신호가 적어도 일부의 점유 주파수 대역에 대응하는 데이터만으로 재구성됨에 따라 A/D 컨버터에서의 제1 샘플링 레이트보다 작은 제2 샘플링 레이트로 상기 디지털화된 아날로그 RF 신호가 리샘플링된 것으로 볼 수 있으며, 리샘플링부(214)는 상기 제2 샘플링 레이트보다 작은 제3 샘플링 레이트로 상기 합산된 샘플 데이터를 다운 샘플링할 수 있다.
도 5를 더 참조하면, 상기 결합된 샘플 데이터 y[n]의 상기 제2 샘플링 레이트 fs가 L Mhz이면, 리샘플링부(214)는 상기 제2 샘플링 레이트에 비해 K배 감소된 제3 샘플링 레이트 f's L/K Mhz로 상기 합산된 샘플 데이터를 다운 샘플링하여 다운 샘플링된 샘플 데이터 y[Kn]을 출력할 수 있다. 리샘플링부(214)가 상기 결합된 샘플 데이터를 다운 샘플링하여 출력함에 따라, 상기 합산된 샘플 데이터에서 점유 중인 주파수 대역들 사이의 갭이 감소될 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 압축부(215)는 리샘플링부(214)의 출력, 즉 다운 샘플링된 샘플 데이터를 비트 압축할 수 있다. 도 6을 더 참조하면, 다운 샘플링된 샘플 데이터 yd[Kn]가 d-bits를 가지면, 압축부(215)는 상기 다운 샘플링된 샘플 데이터를 c-bits(여기서 c는 d보다 작은 자연수)로 비트 압축하여 비트 압축된 샘플 데이터 yc[Kn]을 출력할 수 있다. 여기서, 압축부(215)는 다양한 종류의 비트 압축 방법을 통해 합산된 샘플 데이터를 비트 압축할 수 있으며, 이를 통해 다운 샘플링된 샘플 데이터의 손실 없이 전송 용량을 감소시킬 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 프레이머(216)는 압축부(215)의 출력, 즉 비트 압축된 샘플 데이터를 전송 프레임에 동적으로 할당하여 상기 출력 신호를 출력할 수 있다. 도 7을 더 참조하면, 프레이머(216)는 비트 압축된 샘플 데이터의 비트열을 고정된 구조의 프레임이 아닌 스태커블(stackable)한 구조를 갖는 전송 프레임에 동적으로 할당하여 전송 용량이 감소된 상기 출력 신호를 출력할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 신호 변환부(220)는 신호 처리부(210)로부터 출력되는 상기 출력 신호를 노드 유닛(200)과 다른 노드 유닛 사이를 연결하는 전송 매체에 대응하는 타입의 신호로 변환할 수 있다. 예를 들어, 상기 전송 매체가 광 케이블인 경우, 신호 변환부(220)는 상기 출력 신호를 광 신호로 변환할 수 있다. 다른 예를 들어, 상기 전송 매체가 UTP 케이블인 경우, 신호 변환부(220)는 상기 출력 신호를 UTP 신호로 변환할 수 있다.
신호 변환부(220)는 변환된 출력 신호를 다른 노드 유닛으로 전송할 수 있다.
도 8은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 신호 처리 방법의 순서를 도시하는 도면이다. 도 8을 참조하면, 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 신호 처리 방법은 도 2에 도시된 노드 유닛(200)에서 다른 노드 유닛으로 신호를 전송하기 위해 시계열적으로 처리되는 단계들로 구성된다. 따라서, 이하에서 생략된 내용이라 하더라도 도 2에 도시된 노드 유닛(200)에 관하여 이상에서 기술된 내용은 도 8의 신호 처리 방법에도 적용됨을 알 수 있다.
S810 단계에서, 노드 유닛(200)은 디지털화된 아날로그 RF 신호의 점유 주파수 대역을 감지할 수 있다. 상기 디지털화된 아날로그 RF 신호는 적어도 하나의 주파수 대역 신호를 포함하는 아날로그 RF 신호가 소정의 샘플링 레이트로 샘플링되어 생성된 신호일 수 있으며, 노드 유닛(200)은 상기 아날로그 RF 신호에 포함된 주파수 대역 신호에 대응하는 샘플 데이터를 기초로 상기 점유 주파수 대역을 감지할 수 있다. 구현예에 따라서는, 노드 유닛(200)이 외부 관리 장치 또는 다른 노드 유닛으로부터 전송되는 점유 주파수 대역 정보를 수신하고 상기 점유 주파수 대역 정보에 기초하여 후속 단계들을 수행하는 경우, 단계 S810은 생략될 수도 있다.
S820 단계에서, 노드 유닛(200)은 감지된 점유 주파수 대역에 대응하는 샘플 데이터 중 적어도 일부를 추출할 수 있다. 구현예에 따라서, 노드 유닛(200)은 감지된 점유 주파수 대역에 대응하는 샘플 데이터 전부를 추출할 수 있고, 또는 감지된 점유 주파수 대역에 대응하는 샘플 데이터 중 일부만을 추출할 수도 있다.
S830 단계에서, 노드 유닛(200)은 추출된 샘플 데이터를 결합할 수 있다. 구현예에 따라서, 노드 유닛(200)은 추출된 샘플 데이터를 그대로 결합할 수 있고, 또는 추출된 샘플 데이터 중 적어도 일부의 주파수를 변환한 후 적어도 일부의 주파수가 변환된 샘플 데이터를 결합할 수도 있다.
S840 단계에서, 노드 유닛(200)은 결합된 샘플 데이터를 다운 샘플링할 수 있다.
S850 단계에서, 노드 유닛(200)은 다운 샘플링된 샘플 데이터를 비트 압축할 수 있다
한편, 단계 S840 및/또는 단계 S850은 생략될 수도 있다.
S860 단계에서, 노드 유닛(200)은 비트 압축된 샘플 데이터를 전송 프레임에 동적으로 할당할 수 있다.
도 8에 도시되지는 않았으나, 노드 유닛(200)은 비트 압축된 샘플 데이터를 전송 프레임에 동적으로 할당 한 후 전송 매체에 대응하는 종류의 신호로 변환하여 상기 전송 매체를 통해 다른 노드 유닛으로 전송할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 노드 유닛(200) 및 신호 처리 방법은 신호의 전송 용량을 감소시킬 수 있으며, 디지털 분산 안테나 시스템을 구현하는데 있어 소요되는 비용을 감소시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 노드 유닛(200) 및 신호 처리 방법은 디지털 분산 안테나 시스템의 자원 낭비를 감소시킬 수 있다.
이상, 본 발명의 기술적 사상을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형 및 변경이 가능하다.

Claims (19)

  1. 분산 안테나 시스템의 노드 유닛에서 수행되는 신호 처리 방법으로,
    디지털화된 아날로그 RF(Radio Frequency) 신호의 점유 주파수 대역을 감지하는 단계;
    상기 디지털화된 아날로그 RF 신호에서 상기 점유 주파수 대역에 대응하는 샘플 데이터 중 적어도 일부를 추출하는 단계;
    상기 추출된 샘플 데이터 중 적어도 일부의 주파수를 변환하는 단계;
    상기 주파수 변환된 샘플 데이터를 결합하는 단계; 및
    상기 결합된 샘플 데이터를 리샘플링하는 단계;
    를 포함하되,
    상기 추출하는 단계는,
    상기 감지된 점유 주파수 대역에 대응하는 샘플 데이터 중 적어도 일부를 추출하는, 신호 처리 방법.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 추출하는 단계는,
    상기 노드 유닛과 통신적으로 연결되는 외부의 관리 장치로부터 수신된 점유 주파수 대역 정보에 기초하여, 상기 디지털화된 아날로그 RF 신호에서 상기 점유 주파수 대역에 대응하는 샘플 데이터 중 적어도 일부를 추출하는, 신호 처리 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 추출하는 단계는,
    상기 디지털화된 아날로그 RF 신호를 필터링하여 상기 점유 주파수 대역에 대응하는 샘플 데이터 중 적어도 일부를 추출하는, 신호 처리 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 결합하는 단계는,
    상기 추출된 샘플 데이터를 그대로(intactly) 결합하는, 신호 처리 방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 결합하는 단계 후에,
    상기 결합된 샘플 데이터를 비트 압축하는 단계;를 더 포함하는, 신호 처리 방법.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 결합하는 단계 후에,
    상기 결합된 샘플 데이터를 전송 프레임에 동적으로 할당하는 단계;를 더 포함하는, 신호 처리 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 할당하는 단계 후에,
    상기 전송 프레임에 할당된 샘플 데이터를 전송 매체에 대응하는 신호로 변환하는 단계;
    를 더 포함하는, 신호 처리 방법.
  11. 삭제
  12. 분산 안테나 시스템의 노드 유닛으로,
    디지털화된 아날로그 RF 신호에서 점유 주파수 대역에 대응하는 샘플 데이터 중 적어도 일부를 추출하고, 상기 추출된 샘플 데이터 중 적어도 일부의 주파수를 변환하고, 상기 주파수 변환된 샘플 데이터를 결합하는 신호 처리부; 및
    상기 결합된 샘플 데이터를 상기 노드 유닛과 다른 노드 유닛을 연결하는 전송 매체에 대응하는 신호로 변환하는 신호 변환부;
    를 포함하되,
    상기 신호 처리부는,
    상기 디지털화된 아날로그 RF 신호에서 상기 점유 주파수 대역에 대응하는 샘플 데이터 중 적어도 일부를 추출하는 추출부;
    상기 추출된 샘플 데이터를 결합하는 결합부; 및
    상기 결합된 샘플 데이터를 리샘플링하는 리샘플링부;
    를 포함하는, 노드 유닛.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 신호 처리부는,
    상기 디지털화된 아날로그 RF 신호에서 상기 점유 주파수 대역을 감지하는 감지부;를 더 포함하고,
    상기 추출부는,
    상기 감지된 점유 주파수 대역에 대응하는 샘플 데이터 중 적어도 일부를 추출하는, 노드 유닛.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 추출부는,
    상기 노드 유닛과 통신적으로 연결되는 외부의 관리 장치로부터 수신된 점유 주파수 대역 정보에 기초하여, 상기 디지털화된 아날로그 RF 신호에서 상기 점유 주파수 대역에 대응하는 샘플 데이터 중 적어도 일부를 추출하는, 노드 유닛.
  15. 삭제
  16. 제12 항에 있어서,
    상기 신호 처리부는,
    상기 결합된 샘플 데이터를 비트 압축하는 압축부;를 더 포함하는, 노드 유닛.
  17. 제12 항에 있어서,
    상기 신호 처리부는,
    상기 결합된 샘플 데이터를 전송 프레임에 동적으로 할당하는 프레이머;를 더 포함하는, 노드 유닛.
  18. 제12 항에 있어서,
    상기 전송 매체는, 광 전송 매체이고,
    상기 신호 변환부는, 상기 결합된 샘플 데이터를 광 신호로 변환하는, 노드 유닛.
  19. 제12 항에 있어서,
    상기 노드 유닛은,
    상기 분산 안테나 시스템을 구성하는 메인 유닛 또는 리모트 유닛인, 노드 유닛.
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