KR0159206B1 - 신호 대 잡음비를 이용한 이동통신용 다이버시티 수신기의 바란싱 자동측정 장치 및 그 측정방법 - Google Patents

신호 대 잡음비를 이용한 이동통신용 다이버시티 수신기의 바란싱 자동측정 장치 및 그 측정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 신호대잡음비(Eb/No)를 이용한 이동통신용 다이버시티 수신기의 바란싱(Balancing) 자동측정장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 기지국으로부터 수신된 데이타를 분석하여 신호대잡음비를 계산하여 두 경로 사이에 차이가 발생할 때 기지국내의 수신측 가변감쇠기를 조절하여 두 경로사이의 신호대잡음비가 동일하게 될 때까지 제어하여 바란싱을 맞추는 제어수단과, 기지국에서 발생된 데이타를 주파수 변환하여 인터페이싱 수단을 거쳐 이동국에서 루프백된 신호를 다시 주파수 변환하여 복조하여 처음에 이동국으로 보낸 데이타와 비교된 데이타를 패킷화하여 제어수단으로 보내는 기지국과, 기지국으로부터 인터페이싱 수단을 거쳐 전송된 신호를 루프백하기 위한 이동국과, 기지국과 이동국간의 호를 루프백모드로 걸기 위한 인터페이싱 수단으로 구비되어, 다이버시티 수신기의 정확한 바란싱을 할 수 있을 뿐만 아니라 이러한 측정을 자동으로 측정할 수 있는 장점이 있다.

Description

신호대잡음비(Eb/No)를 이용한 이동통신용 다이버시티 수신기의 바란싱(Balancing) 자동측정 장치 및 그 측정방법
제1도는 종래의 NF(잡음지수) Balancing을 위한 상세 블락도.
제2도는 종래의 잡음지수 Balancing 시험구성도.
제3도는 본 발명의 실시예에 따른 이동통신용 다이버시티 수신기에서 신호대잡음비(Eb/No)를 이용한 바란싱(Balancing) 자동측정장치의 구성도.
제4도는 본 발명의 실시예에 따른 이동통신용 다이버시티 수신기에서 신호대잡음비를 이용한 자동측정방법을 나타낸 흐름도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
300 : 기지국 301 : 라디오 주파수장치(RFU)
302 : 라디오 주파수 콘트롤러(RFC) 303 : 라우터
304 : 트래픽 채널소자(TCE) 305 : 트랜스코딩 및 셀렉터 뱅크(TSB)
310 : 이동국 320 : 콘트롤러
340 : 인터페이스부 341 : 제1감쇠기
342 : 듀플렉서 343 : 제2감쇠기
344 : 분배기
본 발명은 신호대잡음비(Eb/No)를 이용한 이동통신용 다이버시티 수신기의 바란싱(Balancing) 자동측정 장치 및 그 측정방법에 관한 것으로, 특히 다이버시티(Diversity) 기능이 있는 이동통신 수신기의 경우 두 경로(path) 사이의 신호대잡음비(Eb/No) 측정을 이용하여 수신기의 바란싱(Balancing)을 정확하면서도 자동으로 측정할 수 있는 신호대잡음비(Eb/No)를 이용한 이동통신용 다이버시티 수신기의 바란싱(Balancing) 자동측정 장치 및 그 측정방법에 관한 것이다.
이동통신 시스템에서의 통화 품질은 이동 전파 환경에 의한 요인도 포함된다.
이에 따라 역방향 링크(이동국에서 송신하여 기지국에서 수신하는 경로)의 경우 수신 안테나에 도달하는 전파는 거리에 따른 기본적인 감쇠뿐만 아니라 건물이나 그 외의 반사체에 의한 다경로 페이딩(Multi-path fading) 등에 의하여 변화된다.
따라서 이러한 다경로 페이딩에 의한 영향을 줄이기 위하여 다이버시티 리시버(Diversity Receiver)를 사용하게 되는데, 이 경우 수신기 두 경로(path)는 서로 NF(잡음 지수)가 동일하게 맞추어져야 할 필요가 있고 이를 구현하기 위한 회로가 필요하다.
상기에서 설명한 회로를 추가하는데 있어 종래기술에서는 아래와 같은 방법을 사용하였다.
제1도는 종래의 잡음지수 바란싱을 위한 상세 블럭 구성도이다.
즉, 제1도에서 보는 것처럼 수신기는 다이버시티를 위하여 두개의 경로 A와 B로 구성되어 있고, 두 경로의 기능 및 블락은 동일하다.
신호 발생기(100)로부터 수신기 주파수 대역 내의 한 주파수 성분을 가지는 RF신호가 신호발생기(100)에서 신호선(150)을 통하여 대역통과 여파기(101), 저잡음증폭기(102), 다운 컨버터(Downconverter; 103)의 수동 감쇠기(105)로 입력되어 신호선(153)을 통하여 믹서1(106)과 믹서2(107)가 국부 발진기 1(108), 2(109)와 각각 주파수 혼합되어 발생되어지는 중간 주파수(IF)가 신호선(157)을 통하여 스펙트럼 아날라이저(104)로 출력된다.
여기서 제1도의 150, 151, 152, 153, 154, 155, 156, 157은 입출력 및 각 블럭을 연결시켜주는 신호선이다.
이는 경로 A 및 경로 B의 NF(잡음지수) 발란스를 맞추기 위하여 다운컨버터내의 수동 감쇠기를 수동으로 조정하는 경우이다.
또한, 제2도는 종래기술의 다른 예로서 콘트롤러를 이용한 잡음지수 바란싱 시험 구성을 나타낸 것이다.
즉, 제2도에서 보는 것처럼 콘트롤러(200), RF(202), 다운컨버터(203) 및 각종 계측장비인 스펙트럼 아날라이저(206)와 신호발생기(204) 그리고 이런 계측장비를 콘트롤러(200)와 인터페이스 해주는 GPIB(201)로 구성되고, 콘트롤러(200)와 RFC(202)가 가변감쇠기(207)를 제어하는 방식으로 구성된 경우가 있었다.
수신 전치단(205)은 대역통과 여파기와 저잡음 증폭기(미도시됨)로 구성되어 있다.
그리고 다운컨버터(203)는 일반적인 블럭도로서, RF 신호가 초단의 가변감쇠기(207)를 거쳐 믹서#1(208), 믹서#2(209)와 국부 발진기#1(210), 국부발진기#2(211)에서 주파수 변환하여 중간 주파수를 만들어 내고, 이 신호가 계측장비인 스펙트럼 아날라이저(206)으로 입력된다.
여기서 도면부호 220, 221, 222, 223, 224, 225, 226, 227은 각 블락을 연결시켜주는 신호선이며 이 중 220은 GPIB 케이블이다.
이 방법은 다음과 같은 방법을 사용하였다.
우선 경로 A에 대하여 수신 전치단에 신호 발생기(204)로부터 기준 신호를 발생하여 수신 전치단(205)과 다운컨버터(203)를 지난 출력단에서의 신호를 스펙트럼 아날라이저(206)를 이용하여 잡음지수(NF)를 측정하고 이를 기록한다.
이는 GPIB(201)을 이용하여 자동으로 측정할 수 있다.
마찬가지 방법으로 경로 B에 대해서도 잡음지수를 측정한다.
여기서 경로 A와 경로 B 사이에 잡음 지수가 차이가 난다면 두 경로 사이를 일정하게 해 주기 위하여 두 경로 중에서 잡음 지수가 낮은 쪽의 경로에 다운컨버터 초단에 있는 가변 감쇠기(207)의 감쇠량을 더 증가시킴으로 인해서 잡음 지수를 높일 수가 있다. 이는 콘트롤러(200)가 RFC(202)를 통하여 가변 감쇠기(207)를 제어하게 된다.
즉, 두 경로의 잡음 지수가 동일하게 될 때의 가변 감쇠기(207)로 제어되는 직류 전압을 측정한다.
이와같이 하면 초기에 최소 감쇠량을 제어하는 전압 값을 이 측정된 값으로 제어하면 가능하게 된다.
상기 제1도 및 제2도에서 보는 것처럼 두 경로의 발란스를 맞추기 위해서는 두가지 모두 측정하는 지점이 주파수 하향된 중간 주파수인 믹서#2의 출력단에서 스펙트럼 아날라이저를 이용하여 잡음지수(NF)를 측정함으로서 이 결과치를 이용하여 제어하게 되므로 중간 주파수단에서 복조단까지의 경로에서 발생하는 열화는 고려되지가 않는 문제점이 있었다.
실제로 수신기에 있어서 신호대잡음비는 RF단에서의 잡음지수, 이퀄라이저(Equalizer), 복조기(Demodulator), 채널 디코더(Channel Decoder)등의 제반 특성이 제외된 경우이므로 종래의 방법은 정확한 측정 방법이라고는 볼 수 없는 간이적인 방법에 불과한 것이었다.
따라서, 본 발명은 복조단에서 두 경로의 신호대잡음비를 측정하여 이를 이용 정확한 바란싱을 맞추기 위한 신호대잡음비(Eb/No)를 이용한 이동통신용 다이버시티 수신기의 바란싱(Balancing) 자동측정 장치 및 그 측정방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적인 특징은, 기지국으로부터 수신된 데이터를 분석하여 신호대잡음비를 계산하여 두 경로 사이에 차이가 발생할 때 기지국내의 수신측 가변감쇠기를 조절하여 두 경로사이의 신호대잡음비가 동일하게 될 때까지 제어하여 바란싱을 맞추는 제어수단과, 기지국에서 발생된 데이타를 주파수 변환하여 인터페이싱 수단을 거쳐 이동국에서 루프백된 신호를 다시 주파수 변환하여 복조하여 처음에 이동국으로 보낸 데이타와 비교된 데이타를 패킷화하여 상기 제어수단으로 보내는 기지국과, 상기 기지국으로부터 인터페이싱 수단을 거쳐 전송된 신호를 루프백하기 위한 이동국과, 상기 기지국과 이동국간의 호를 루프백모드로 걸기 위한 인터페이싱 수단으로 구비된 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명한다.
제3도처럼 기지국(300), 이동국(310), 콘트롤러(320) 및 루프백모드(Loop back mode)로 호를 걸기 위하여 필요한 인터페이스(340)부로 구성되며, 인터페이스부(340)는 감쇠기(341, 343), 듀플렉서(342), 분배기(344)로 구성되며, 기지국(300)은 라디오 주파수 장치(Radio Frequency Unit, 이하, 'RFU'라 칭함)(301), 라디오 주파수 콘트롤러(이하, 'RFC'라 침함)(302), 트래픽 채널 소자(Traffic Channel Element; 이하, 'TCE'라 칭함)(304), 트랜스코딩 및 셀렉터 뱅크(Transcoding Selector Bank; 이하, 'TSB'라 칭함)(305), 라우터(303)로 구성된다.
제3도에서 도면부호 311, 312, 313, 314, 315, 316, 317, 321, 322, 323, 324, 332, 333는 입, 출력 및 각 블락을 연결시켜주는 신호선을 나타낸다.
이와같은 구성에 의한 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 호를 성립시키면 이동국 호와 관련된 데이타를 콘트롤러로 보내는데, 이 과정은 다음과 같다.
우선 TCE(304)에서 발생한 데이타를 RFU(301)를 통하여 주파수 변환한 다음 인터페이스(304)부를 거치게 되는데 우선 시험 가능한 이동국(310)과의 적절한 레벨을 맞추어 주기 위하여 제1감쇠기(341)를 거친 후 기지국으로부터 오는 송신 및 수신 신호를 이동국의 안테나 단자로 보내주기 위하여 듀플렉서(342)를 거치게 된다.
이와같이 기지국(300)에서 이동국(310)으로 송신하면, 이동국에서는 이 신호를 루프백(loop back)하여 다시 인터페이스 부(340)의 듀플렉서(342), 제2감쇠기(343)를 거친 후 기지국(300)의 수신 다이버시티를 위한 RX0 및 RX1의 두 경로로 나누어 주기 위하여 분배기(344)를 거쳐 기지국의 수신 경로인 RX0와 RX1으로 다시 들어오게 된다.
이 신호는 RFU(301)에서 주파수 변환된 후 TCE(304)에서 복조한다.
이 복조된 데이타는 처음에 이동국(310)으로 보낸 데이타와 비교하여 비트오율(BER)을 판정하고 이 데이타가 TSB(Transcoding Selector Bank)(305)로 보내져서 패킷화되어 라우터(303)를 통하여 콘트롤러(320)로 보내진다.
이 콘트롤러(320)에서는 TSB(305)로부터 온 데이타를 분석하여 수신 경로 RX0와 RX1에 대한 신호 대 잡음비를 계산하게 된다. 따라서 이 두 경로 사이의 신호대잡음비가 다를 경우 신호대잡음비(Eb/No)가 동일하게 될 때까지 신호대잡음비가 작은 쪽의 경로에 대하여 콘트롤러(320)는 기지국 내의 RFC(302)로 명령을 내려 RFU(301)내의 수신측 가변 감쇠기를 조절하여 바란싱을 맞추게 된다.
여기서 이러한 제어는 콘트롤러(320)가 RFC(302)를 통하여 나오는 직류 전압으로 가변 감쇠기의 감쇠량을 제어함으로써 자동적으로 이루어지게 된다.
제4도는 본 발명의 실시예에 따른 신호대잡음비(Eb/No)를 이용한 이동통신용 다이버시티 수신기의 바란싱(Balancing) 자동측정방법을 나타낸 흐름도이다.
제4도를 참조하여 다이버시티 수신기의 바란싱 자동측정 방법을 설명하면, 기지국 수신기의 신호대잡음비를 측정하기 위하여 TCE(304)에서 발생한 데이타를 RFU(301)의 서로 다른 경로 A, B에 입력하는 제1단계(S1)와 이동국으로부터 루프백되는 상기 서로 다른 경로 A, B의 비트오율(BER)을 TCE(304)에서 읽어들이는 제2단계(S2)와, 상기 각 경로에 대한 신호대잡음비를 계산하는 제3단계(S3)와, 상기 계산에 의해 경로 A의 신호대잡음비가 경로 B보다 상대적으로 큰가를 비교하는 제4단계(S4)와, 상기 비교 결과에 의해 경로 A의 신호대잡음비가 클 경우 경로 B의 RFU(301)내의 가변감쇠기를 두 경로 A, B의 신호대잡음비가 같도록 조절하는 제5단계(S5)와, 상기 비교결과에 의해 경로 A의 신호대잡음비가 다른 경로 B보다 크지 않을 경우 경로 B의 신호대잡음비가 경로 A보다 큰가를 비교하는 제6단계(S6)와, 상기 비교결과(S6)에 의해 경로 B의 신호대잡음비가 경로 A보다 클 경우 경로 AD의 RFU(301)내의 가변감쇠기를 두 경로 A, B의 신호대잡음비가 같도록 조절하는 제7단계(S7)로 이루어져 이동통신용 다이버시티 수신기의 바란싱을 자동으로 측정한다.
즉, 우선 기지국 수신기의 신호대잡음비를 측정하기 위하여 우선 TCE(304)에서 발생한 데이타를 RFU(301)를 통하여 주파수 변환한 다음, 인터페이스부(340)를 거쳐 이동국(310)에서 루프백된 신호가 다시 인터페이스부(340)를 거쳐 기지국의 수신경로로 들어와 RFU(301)에서 주파수 변환된다.
그 후, TCE(304)에서 복조하면 처음에 이동국(310)으로 보낸 데이타와 비교하여 비트오율(BER)을 측정하고, 이 데이타를 TSB(305)에서 패킷화하여 라우터(303)를 통하여 콘트롤러(320)로 보내진다.
그러면 콘트롤러(320)에서 상기 데이타를 분석하여 신호대잡음비를 계산하고, 두 경로 사이에 차이가 발생하면 콘트롤러(320)가 RFC(302)를 통하여 RFU(301)내의 수신측 가변 감쇠기를 조절하여 두 경로 사이의 신호대잡음비가 동일하게 될 때까지 제어하여 바란싱을 맞춘다.
이상과 같은 본 발명은 RF수신단에서부터 복조단까지의 경로상의 열화가 모두 고려된 신호대잡음비를 측정 및 이용함으로써 다이버시티 수신기의 정확한 바란싱을 할 수 있을 뿐만 아니라 이러한 측정을 자동으로 측정할 수 있는 장점이 있다.

Claims (4)

  1. 기지국으로부터 수신된 데이타를 분석하여 신호대잡음비를 계산하여 두 경로 사이에 차이가 발생할 때 기지국내의 수신측 가변감쇠기를 조절하여 두 경로사이의 신호대잡음비가 동일하게 될 때까지 제어하여 바란싱을 맞추는 제어수단과, 기지국에서 발생된 데이타를 주파수 변환하여 인터페이싱 수단을 거쳐 이동국에서 루프백된 신호를 다시 주파수 변환하여 복조하여 처음에 이동국으로 보낸 데이타와 비교된 데이타를 패킷화하여 제어수단으로 보내는 기지국과, 상기 기지국으로부터 인터페이싱 수단을 거쳐 전송된 신호를 루프백하기 위한 이동국과, 상기 기지국과 이동국간의 호를 루프백모드로 걸기 위한 인터페이싱 수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 신호대잡음비(Eb/No)를 이용한 이동통신용 다이버시티 수신기의 바란싱(Balancing) 자동측정장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기지국은 호에 관련된 데이타를 발생 및 복조하는 트래픽 채널 소자(TCE)와, 상기 트래픽 채널소자(TCE)에서 발생한 데이타 및 상기 인터페이싱수단을 통해 수신된 데이타를 주파수 변환하여 송신 및 수신하는 라디오 주파수장치(RFU)와, 상기 트래픽 채널 소자(TCE)에서 복조된 데이타를 패킷화하는 트랜스코딩 및 셀렉터 뱅크(TSB)와, 상기 트랜스코딩 및 셀렉터 뱅크(TSB)에서 패킷화된 데이타의 경로를 설정하여 출력하는 라우터와, 상기 제어수단의 제어에 따라 신호대잡음비가 작은 경로에 대해 상기 라디오 주파수장치(RFU)내의 가변 감쇠기의 감쇠량을 조절하는 라디오 주파수 콘트롤러(RFC)로 구성된 것을 특징으로 하는 신호대잡음비(Eb/No)를 이용한 이동통신용 다이버시티 수신기의 바란싱(Balancing) 자동측정장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 인터페이싱수단은 상기 기지국으로부터 송신된 신호의 레벨을 시험 가능한 이동국의 레벨과 맞추어 주는 제1감쇠기와, 상기 기지국으로부터 출력된 송신 및 수신신호를 이동국의 안테나로 보내주는 듀플렉서와, 상기 이동국에서 듀플렉서를 통해 루프백된 신호의 레벨을 기지국의 레벨과 맞추어 주는 제2감쇠기와, 상기 제2감쇠기에서 출력된 신호를 기지국의 수신 다이어버시티를 위한 서로 다른 두 경로로 분배하는 분배기로 구성된 것을 특징으로 하는 신호대잡음비(Eb/No)를 이용한 이동통신용 다이버시티 수신기의 바란싱(Balancing) 자동측정장치.
  4. 기지국 수신기의 신호대잡음비를 측정하기 위하여 트래픽 채널 소자에서 발생한 데이타를 라디오 주파수 장치의 서로 다른 경로 A, B에 입력하는 제1단계와, 이동국으로부터 루프백되는 상기 서로 다른 경로 A, B의 비트오율을 트래픽 채널 소자에서 읽어들이는 제2단계와, 상기 각 경로에 대한 신호대잡음비를 계산하는 제3단계와, 상기 계산에 의해 경로 A의 신호대잡음비가 경로 B보다 상대적으로 큰가를 비교하는 제4단계와, 상기 비교 결과에 의해 경로 A의 신호대잡음비가 클 경우 경로 B의 주파수장치내의 가변감쇠기를 두 경로 A, B의 신호대잡음비가 같도록 조절하는 제5단계와, 상기 비교결과에 의해 경로 A의 신호대잡음비가 다른 경로 B보다 크지 않을 경우 경로 B의 신호대잡음비가 경로 A보다 큰가를 비교하는 제6단계와, 상기 비교결과에 의해 경로 B의 신호대잡음비가 경로 A보다 클 경우 경로 A의 라디오 주파수장치내의 가변감쇠기를 두 경로 A, B의 신호대잡음비가 같도록 조절하는 제7단계로 이루어져 이동통신용 다이버시티 수신기의 바란싱을 자동으로 측정하는 것을 특징으로 하는 신호대잡음비(Eb/No)를 이용한 이동통신용 다이버시티 수신기의 바란싱(Balancing) 자동측정방법.
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