KR100268678B1 - A apparatus and method for measuring interference source - Google Patents
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Abstract
간섭 신호원 측정 장치 및 방법에 대하여 개시한다. 본 장치는, 셀룰러 시스템의 기지국에 있어서, 외부 신호를 감지하는 방향성 안테나와, 안테나의 방향을 일정 시간 간격을 두고 일정 각도 간격 만큼씩 회전시키는 스테핑 모터, 안테나에서 감지된 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기, 상기 저잡음 증폭기에 의해 증폭된 신호의 레벨을 측정하는 스펙트럼 분석기 및 모터와 스펙트럼 분석기를 제어하며, 측정된 신호의 레벨을 방위각 별로 디스플레이하는 제어 프로세서를 포함한다.An interference signal source measuring apparatus and method are disclosed. The present invention relates to a base station of a cellular system, comprising: a directional antenna for sensing an external signal, a stepping motor for rotating the direction of the antenna by a predetermined angular interval at a predetermined time interval, a low noise amplifier for amplifying a signal detected at the antenna, A spectrum analyzer for measuring the level of the signal amplified by the low noise amplifier, and a control processor for controlling the motor and spectrum analyzer, and displays the level of the measured signal for each azimuth.
Description
본 발명은 간섭 신호원 측정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 무선 통신 시스템의 서비스 대역으로 유입되는 간섭 신호(Interference)의 신호원(Source)을 측정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for measuring interference signal sources, and more particularly, to an apparatus and method for measuring a signal source of an interference signal introduced into a service band of a wireless communication system.
셀룰러 이동 통신 시스템은 전체 서비스지역을 다수의 무선 기지국 영역으로 분할하여 소규모의 서비스영역인 셀(cell)들로 구성하고, 이러한 무선 기지국들을 교환 시스템으로 집중 제어하여 가입자가 셀 간을 이동하면서도 통화를 계속할 수 있도록 한다. 상기와 같이 구성된 셀룰러 이동 통신 시스템은, 서비스 영역을 셀로 분할하여 주파수를 공간적으로 재사용할 수 있도록 하기 때문에, 주파수 이용 효율이 증가되어 많은 가입자를 수용할 수 있다.The cellular mobile communication system divides the entire service area into a plurality of wireless base station areas, constitutes cells, which are small service areas, and centrally controls these wireless base stations with a switching system to allow subscribers to move calls between cells. Allow you to continue. The cellular mobile communication system configured as described above can divide the service area into cells so that the frequency can be reused spatially, and thus the frequency utilization efficiency can be increased to accommodate a large number of subscribers.
코드분할 다중접속(Code Division Multiple Access: CDMA) 기술을 사용하는 이동 통신 시스템에서는, 공통된 주파수를 사용하는 각 사용자의 신호를 송신하기 전에 각자의 고유한 코드를 곱하고 대역을 확산시켜 하나의 주파수에 실어보낸다. 코드분할 다중접속 시스템의 성능은 간섭(Interference)에 의해 좌우된다. 인접한 기지국들 간의 신호는 서로 상호 간섭을 일으킨다. 따라서 기지국을 설치할 때 그 위치를 적절하게 선택하여, 서로간의 간섭을 최소화한다. 이러한 과정은 코드분할 다중접속 네트워크를 최적화하는데 매우 중요하다.In a mobile communication system using Code Division Multiple Access (CDMA) technology, each unique code is multiplied, spread, and spread over a single frequency before transmitting a signal of each user using a common frequency. send. The performance of code division multiple access systems depends on the interference. Signals between adjacent base stations cause mutual interference. Therefore, when the base station is installed, the location is appropriately selected to minimize interference with each other. This process is very important for optimizing code division multiple access networks.
그러므로 기지국의 위치를 선정할 때, 특정 주파수 대역으로 유입되는 외부 간섭 신호를 측정한다. 미국특허 제 3,783,448 호, "APPARATUS FOR MEASURING ELECTROMAGNETIC RADIATION"에는, 전자파를 수신하는 안테나와 검출기(detector) 등을 사용하여 전자파의 방사(Radiation)를 측정하는 장치가 개시되어 있다. 그러나 상기와 같이 구성된 종래 기술에 의한 측정 장치는, 이동 통신 시스템의 기지국에서 간섭 신호를 측정하기에는 적합하지 않다는 문제점이 있었다. 즉, 간섭으로 작용하는 신호의 정확한 위치와 세기를 측정할 수 없었다.Therefore, when selecting the location of the base station, it measures the external interference signal flowing into a specific frequency band. U.S. Patent No. 3,783,448, "APPARATUS FOR MEASURING ELECTROMAGNETIC RADIATION," discloses an apparatus for measuring radiation of electromagnetic waves by using an antenna, a detector, or the like for receiving electromagnetic waves. However, the conventional measurement apparatus configured as described above has a problem that it is not suitable for measuring an interference signal at a base station of a mobile communication system. That is, the exact position and strength of the signal acting as interference could not be measured.
본 발명은 상기한 바와 같이 동작되는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 모터에 의해 회전하는 방향성 안테나를 사용하여 간섭 신호를 측정하고 그 방향과 세기를 디스플레이(display)할 수 있는 간섭 신호원 측정 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art operating as described above, the interference signal which can measure the interference signal using the directional antenna rotated by the motor and display the direction and intensity It is an object to provide an original measuring device and method.
본 발명의 다른 목적과 장점은 하기된 발명의 상세한 설명을 읽고 첨부된 도면을 참조하면 보다 명백해질 것이다.Other objects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the invention and the accompanying drawings.
도 1 은 본 발명에 의한 간섭 신호원 측정 장치의 구조를 나타낸 도면이다.1 is a view showing the structure of an interference signal source measuring apparatus according to the present invention.
도 2 는 본 발명에 의해 측정된 간섭 신호원의 위치와 크기를 나타낸 것이다.Figure 2 shows the position and size of the interfering signal source measured by the present invention.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
100 : 방향성 안테나100: directional antenna
200 : 스테핑 모터200: stepping motor
300 : 저잡음 증폭기300: low noise amplifier
400 : 스펙트럼 분석기400: spectrum analyzer
500 : 제어 프로세서500: control processor
600 : 교류/직류 변환기600: AC / DC converter
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명에 따른 간섭 신호원 측정 장치의 바람직한 실시예는, 셀룰러 시스템의 기지국에 있어서,A preferred embodiment of the interference signal source measuring apparatus according to the present invention, which is designed to achieve the above object, in a base station of a cellular system,
외부 신호를 감지하는 안테나와;An antenna for sensing an external signal;
상기 안테나의 방향을 회전시키는 모터;A motor for rotating the direction of the antenna;
상기 안테나에서 감지된 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기;A low noise amplifier for amplifying the signal sensed by the antenna;
상기 저잡음 증폭기에 의해 증폭된 신호의 레벨을 측정하는 스펙트럼 분석기; 및A spectrum analyzer for measuring the level of the signal amplified by the low noise amplifier; And
상기 모터와 상기 스펙트럼 분석기를 제어하는 제어 프로세서를 포함한다.And a control processor controlling the motor and the spectrum analyzer.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 안테나는, 방향성 안테나인 것이 바람직하며,In an embodiment of the present invention, the antenna is preferably a directional antenna,
상기 안테나는, 야기(YAGI) 안테나인 것이 바람직하며,Preferably, the antenna is a yagi antenna,
상기 안테나는, 협 빔 폭(Narrow Beam Width)을 가지는 것이 바람직하며,The antenna preferably has a narrow beam width,
상기 모터는, 안테나의 빔 폭을 고려하여 일정 각도 단위로 안테나를 회전시키며, 회전 각도에 대한 정보를 제어 프로세서에게 전달하는 것이 바람직하며,The motor rotates the antenna by a predetermined angle in consideration of the beam width of the antenna, and preferably transmits information about the rotation angle to the control processor.
상기 제어 프로세서는, 상기 모터로부터 시간에 대한 방위각을 파악하며, 상기 스펙트럼 분석기로부터 해당 시간에 측정된 신호의 세기를 파악하여, 측정된 신호의 세기를 방위각 별로 화면에 디스플레이하는 것이 바람직하며,The control processor may determine an azimuth angle with respect to time from the motor, grasp the intensity of the signal measured at the corresponding time from the spectrum analyzer, and display the intensity of the measured signal on the screen for each azimuth angle.
상기 저잡음 증폭기는, 이득(Gain)이 35dB 이상인 것이 바람직하다.The low noise amplifier preferably has a gain of 35 dB or more.
본 발명에 따른 간섭 신호원 측정 방법은,Interference signal source measuring method according to the present invention,
방향성 안테나를 통해 외부 신호를 수신하는 과정;Receiving an external signal through a directional antenna;
상기 수신된 신호를 특정 이득을 가지는 저잡음 증폭기에 의해 증폭시키는 과정;Amplifying the received signal by a low noise amplifier having a specific gain;
상기 증폭된 신호를 스펙트럼 분석기를 통해 분석하는 과정;Analyzing the amplified signal through a spectrum analyzer;
상기 분석된 신호를 신호원의 방향대비 전력세기로 나타내는 과정을 포함한다.And displaying the analyzed signal in terms of power strength relative to a direction of a signal source.
본 발명의 실시예에 있어서, 별도의 회전수단 및 제어수단에 의해 상기 방향성 안테나를 회전시키는 과정;In an embodiment of the present invention, the process of rotating the directional antenna by a separate rotation means and control means;
상기 방향성 안테나의 회전속도를 방위각으로 환산한 후 각각의 방위각에 따라 전력세기를 측정하는 과정을 추가로 포함하는 것이 바람직하며,It is preferable to further include the step of converting the rotational speed of the directional antenna into an azimuth and then measuring the power intensity according to each azimuth.
상기 저잡음 증폭기의 이득은 35dB 이상인 것이 바람직하고,The gain of the low noise amplifier is preferably 35dB or more,
상기 스펙트럼 분석기에 의해 분석된 신호를 신호원의 방향대비 전력세기로 나타내는 과정은 측정주기에 무관하게 결과를 중첩하여 나타내는 것이 바람직하다.The process of representing the signal analyzed by the spectrum analyzer as the power strength relative to the direction of the signal source is preferably represented by superimposing the results irrespective of the measurement period.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, and may be changed according to intentions or customs of users or operators. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout the specification.
본 발명은 설치될 시스템(기지국)에 간섭으로 작용하는 신호의 정확한 위치를 파악하기 위하여, 방향성 안테나를 사용한다. 방향성 안테나로 유입되는 신호를 측정하고, 결과치를 계속적으로 디스플레이한다. 이 결과치에 대한 방향과 전력 세기의 그래프를 작성하여, 이동 통신 네트워크의 셀 계획(Cell Plan) 및 기지국 위치 선정에 적용한다.The present invention uses a directional antenna to determine the exact location of the signal acting as an interference to the system (base station) to be installed. The signal entering the directional antenna is measured and the results are continuously displayed. A graph of the direction and power intensity is generated for this result and applied to cell plan and base station location of the mobile communication network.
본 발명은 방향성 안테나와, 안테나의 방향 및 기울기를 조정하는 스테핑 모터(Stepping Motor)와, 안테나에서 수신된 신호를 분석하여 나타내는 스펙트럼 분석기(Spectrum Analyzer)로 구성된다.The present invention comprises a directional antenna, a stepping motor for adjusting the direction and inclination of the antenna, and a spectrum analyzer for analyzing and displaying a signal received from the antenna.
도 1 은 본 발명에 의한 간섭 신호원 측정 장치의 구조를 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이, 외부 신호를 감지하는 안테나(100)와, 상기 안테나의 방향을 조정하는 모터(200), 상기 안테나에서 감지된 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier: LNA)(300), 상기 저잡음 증폭기에 의해 증폭된 신호를 측정하는 스펙트럼 분석기(400), 상기 모터와 스펙트럼 분석기를 제어하는 제어 프로세서(500) 및 상기 모터와 저잡음 증폭기에게 직류 전원을 공급하는 교류/직류 변환기(Altenative Current/Direct Current Converter)(600)를 포함한다.1 is a view showing the structure of an interference signal source measuring apparatus according to the present invention. As shown, the antenna 100 for sensing an external signal, the motor 200 for adjusting the direction of the antenna, a low noise amplifier (LNA) 300 for amplifying the signal detected by the antenna, A spectrum analyzer 400 measuring the signal amplified by the low noise amplifier, a control processor 500 controlling the motor and the spectrum analyzer, and an AC / DC converter supplying DC power to the motor and the low noise amplifier. Direct Current Converter) 600.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the operating principle of the preferred embodiment of the present invention.
간섭 신호 감지를 위한 안테나(100)는 방향성 안테나(Direction Antenna)여야 한다. 바람직하게는 야기 안테나(Yagi Antenna)로서, 특히 빔 폭(Beam Width)이 좁은 것이 더욱 바람직하다.The antenna 100 for detecting the interference signal should be a directional antenna. Preferably, the yagi antenna is particularly preferably a narrow beam width.
모터(200)는 야기 안테나(100)의 빔 폭을 고려하여 일정한 각도 단위로 야기 안테나를 회전(rotating)시키는 스테핑 모터(Stepping Motor)이다. 안테나의 회전 주기를 안다면, 처음 회전을 시작한 이후, 측정된 신호의 레벨이 어느 각도에서 측정된 것인지를 알 수 있다. 예를 들어 안테나의 회전 주기가 4초라면, 1초에서는 90도 방향의 신호가 측정된다.The motor 200 is a stepping motor for rotating the yagi antenna by a predetermined angle in consideration of the beam width of the yagi antenna 100. If the rotation period of the antenna is known, it can be seen at which angle the level of the measured signal is measured after the first rotation is started. For example, if the rotation period of the antenna is 4 seconds, a signal in the direction of 90 degrees is measured in 1 second.
저잡음 증폭기(300)는 스펙트럼 분석기(400)의 자체 잡음 전력 레벨을 고려하여 신호를 증폭한다. 즉, 입력된 신호의 레벨을 스펙트럼 분석기에서 측정할 수 있을 정도로 증폭한다. 대역폭은 사용하고자 하는 주파수 대역을 증폭시킬 수 있는 것으로 선택한다.The low noise amplifier 300 amplifies the signal in consideration of its own noise power level of the spectrum analyzer 400. That is, the level of the input signal is amplified to the extent that the spectrum analyzer can measure. The bandwidth is selected to amplify the frequency band to be used.
제어 프로세서(500)는, PCMCIA(Personal Computer Memory Card International Association)-GPIB(General Purpose Interface Bus) 카드를 내장하고 있으며, 병렬 케이블(2)을 통해 모터(200)를 제어하고, GPIB(1)를 통해 스펙트럼 분석기를 제어한다. 제어 프로세서는 모터의 회전 속도를 방위각으로 환산하여, 스펙트럼 분석기에서 측정된 전력 레벨과 그에 해당하는 방위각을 동시에 알 수 있다. 그러므로 측정된 전력 레벨을 방위각 별로 화면에 디스플레이하여, 어느 방향에 간섭 신호가 존재하는지 판단할 수 있도록 한다.The control processor 500 includes a Personal Computer Memory Card International Association (PCMCIA) -General Purpose Interface Bus (GPIB) card. The control processor 500 controls the motor 200 through the parallel cable 2 to control the GPIB 1. To control the spectrum analyzer. The control processor converts the rotational speed of the motor into an azimuth, so that the power level measured by the spectrum analyzer and the corresponding azimuth can be simultaneously known. Therefore, the measured power level is displayed on the screen for each azimuth angle to determine in which direction the interference signal exists.
교류/직류 변환기(600)는 교류 입력을 직류로 변환 및 전압 강하하고, 모터(200)와 저잡음 증폭기(300)에게 공급한다.The AC / DC converter 600 converts an AC input into DC and drops the voltage, and supplies the motor 200 and the low noise amplifier 300.
상기와 같은 구조를 통해 측정된 간섭 신호의 세기는 제어 프로세서(500)의 화면에 디스플레이된다. 도 2 는 본 발명에 의해 측정된 간섭 신호원의 위치와 크기를 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 360도 전방향의 간섭 신호를 측정하고 그 크기를 나타내었다. 특정 방향에 대하여 특별히 강한 신호(10)(20)를 간섭 신호라고 판단하며, 그 방향과 크기를 알 수 있다.The intensity of the interference signal measured through the above structure is displayed on the screen of the control processor 500. Figure 2 shows the position and size of the interfering signal source measured by the present invention. As shown, the interference signal at 360 degrees omnidirectional was measured and shown in magnitude. The signals 10 and 20 that are particularly strong with respect to a particular direction are determined to be interference signals, and the direction and magnitude thereof can be known.
본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상기 발명의 상세한 설명에서 언급된 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention can be variously modified and can take various forms and only the specific embodiments thereof are described in the detailed description of the invention. It is to be understood, however, that the present invention is not limited to the specific forms mentioned in the detailed description of the invention, but rather includes all modifications, equivalents, and substitutions within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It should be understood to do.
상기한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.In the present invention operating as described above, the effects obtained by the representative ones of the disclosed inventions will be briefly described as follows.
방향성이 우수한 안테나를 일정 각도 단위로 360도 회전시키는 모터와, 상기 모터를 제어하는 제어 프로세서를 사용하여, 주위에서 감지되는 간섭 신호를 측정하고, 그 세기와 방향을 알 수 있다.Using a motor that rotates the antenna having excellent directionality by 360 degrees in a predetermined angle unit and a control processor for controlling the motor, the interference signal sensed from the surroundings can be measured and its intensity and direction can be known.
그러므로 이동 통신 시스템의 기지국에서 어느 방향에서 어느 정도의 세기를 가지는 간섭 신호가 작용하고 있는지를 확실하게 파악하여, 무선 네트워크를 설계하는데 이용할 수 있다.Therefore, the base station of the mobile communication system can be surely used in designing a wireless network by grasping in which direction an interference signal having a certain intensity is operating.
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