KR100314212B1 - 이동통신시스템의기지국송신전력측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각 FA(송신기)에 맞는 로컬(Local) 신호를 위상동기루프(PLL) 데이터로 공급하여 송신기의 수와 관계없이 송신전력을 용이하게 측정토록 한 이동통신 시스템의 기지국 송신전력 측정장치에 관한 것으로서, 이러한 본 발명은 송신종단부에서 얻어지는 송신 주파수를 일정 대역으로 감쇄 시키는 감쇄부와, 감쇄부에서 얻어지는 송신 주파수와 기준 주파수를 혼합하여 설정 주파수를 추출하는 주파수 추출부와; 주파수 추출부에서 추출된 주파수를 설정 대역으로 만든 후 수신 전계 강도 세기를 검출하여 송신 전력 측정값으로 기지국 전력측정 콘트롤부에 전달해주는 주파수 세기 검출부와, 기지국 전력측정 콘트롤부에서 출력되는 송신기 선택 신호에 따라 측정하고자 하는 송신기를 선택하는 프로세서와, 프로세서에서 출력되는 송신기 선택을 위한 클럭 데이터에 따라 위상동기루프에서 얻어지는 주파수를 소정 배로 분주하는 주파수 분주부와, 주파수 분주부에서 얻어지는 주파수와 발진기에서 얻어지는 발진 주파수의 위상을 비교하고 그 위상차에 의해 발진 주파수를 변환하여 기준 주파수로 주파수 추출부에 전달해주는 위상동기부를 구비하고, PLL 데이터에 의해 각 송신기에 대응하는 로컬 주파수를 생성함으로써 로컬 공급선이 필요 없으며, 기지국 송신기의 수와 관계없이 모든 기지국내 송신기의 송신전력 측정이 가능해지게 되는 것이다.

Description

이동통신 시스템의 기지국 송신전력 측정장치

본 발명은 코드분할 다원접속(CDMA) 이동통신 시스템의 기지국 송신전력 측정에 관한 것으로, 특히 각 FA(송신기)에 맞는 로컬(Local) 신호를 위상동기루프(PLL) 데이터로 공급하여 송신기의 수와 관계없이 송신전력을 용이하게 측정토록 한 이동통신 시스템의 기지국 송신전력 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로, CDMA 이동통신 시스템 또는 디지털 셀룰러 시스템 등의 이동통신 시스템에서는 순방향(기지국에서 이동국 방향) 전력 제어 및 역방향(이동국에서 기지국 방향) 전력 제어를 수행한다.

특히 CDMA 이동통신 시스템은, 큰 통화 용량, 양질의 통화 품질 및 기타 장점들을 얻기 위하여 순방향(기지국에서 이동국 방향) 전력 제어 및 역방향(이동국에서 기지국 방향) 전력 제어를 사용한다.

이동국 송신전력 제어의 목적은 권역내의 모든 이동국 전송신호가 기지국 수신기에서 규준(nominal) 강도로 수신되도록 이동국 송신 전력을 제어하는 데 있다. 이동국의 위치 및 전파 손실에 관계없이 각 이동국 전송신호는 같은 강도로 수신되게 한다. 권역내의 모든 이동국 송신전력이 이와 같이 제어된다면 기지국 수신기의 총 수신전력은 규준 수신전력을 이동국 수로 곱한 값이 된다.

한편, 상기와 같은 중요한 역할을 하는 송신전력 제어중 기지국 송신전력을 최적으로 제어하기 위해서는 기지국 송신전력을 측정하는 것이 매우 중요하다.

이는 기지국 송신전력을 알아야만 그에 맞게 송신전력을 제어할 수 있기 때문이다.

첨부한 도면 도 1은 상기와 같은 기지국 송신전력을 측정하는 장치의 블록 구성도이다.

여기서, 참조번호 1은 송신 데이터를 출력함과 아울러 송신 전력 측정을 위한 로컬 신호를 발생하는 다수개의 송신기를 구비한 송신부이며, 참조번호 2는 상기 송신부내의 다수개의 송신기에서 각각 얻어지는 송신 신호를 합성하는 주파수 합성부이고, 참조번호 3은 상기 주파수 합성부에서 얻어지는 합성 주파수를 선형적으로 증폭하는 선형 증폭부이다.

또한, 참조번호 4는 상기 선형 증폭부(3)에서 출력되는 주파수중 원하는 송신 주파수 대역만을 필터링 하여 안테나(5) 및 기지국 송신출력 측정부(6)에 전달해주는 송신 종단부이고, 참조번호 6은 상기 송신 종단부에서 얻어지는 일정 대역의 송신 주파수와 상기 송신부에서 얻어지는 로컬 신호에 의해 각 송신기의 송신전력을 측정하는 상기 기지국 송신출력 측정부이다.

상기에서, 기지국 송신출력 측정부(6)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 송신부(1)내의 다수개의 송신기에서 얻어지는 로컬 신호중 측정하고자 하는 송신기의 로컬 신호만을 스위칭 해주는 스위칭부(6a)와, 상기 스위칭부(6a)에서 출력되는 로컬 신호와 상기 송신 종단부(4)에서 출력되는 송신 주파수를 혼합하는 혼합기(6b)와, 상기 혼합기(6b)에서 출력되는 주파수를 일정 대역으로 필터링 하는 대역 필터부(6c)와, 상기 대역 필터부(6c)에서 출력되는 주파수로부터 해당 송신기의 송신전력을 검출하는 송신전력 검출부(6d)로 구성 되었다.

이와 같이 구성된 종래 기지국 송신전력 측정장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 송신부(1)내의 각각의 송신기(1FA - RFA)는 해당 송신할 주파수를 출력하여 주파수 합성부(2)에 입력함과 동시에 각각의 로컬 신호(754-779MHz)를 기지국 송신출력 측정부(6)에 전달해준다.

상기 주파수 합성부(2)는 상기 송신부(1)내의 각각의 송신기에서 출력되는 송신출력을 합성하여 출력시키게 되고, 선형 증폭부(3)는 그 합성 주파수를 선형적으로 증폭하여 출력시키게 된다.

송신 종단부(4)는 상기 선형 증폭부(3)에서 출력되는 증폭된 주파수중 송신대역 주파수(869 - 894MHz)만을 대역 필터링 하여 안테나(5) 및 기지국 송신출력 측정부(6)에 전달해 준다.

상기 기지국 송신출력 측정부(6)는 도 2에 도시된 바와 같이, 스위칭부(6a)에서 송신 출력을 측정하기 위한 송신기를 선택하고, 그 선택한 송신기의 로컬 신호만을 스위칭 하여 출력시키게 되며, 혼합기(6a)는 상기 스위칭부(6a)에서 스위칭 된 로컬 신호와 상기 송신 종단부(4)에서 얻어지는 송신 주파수(869 - 894MHz)를 혼합하여 중간주파수를 출력시키게 된다.

이렇게 출력되는 중간주파수는 대역 필터부(6c)에서 원하는 대역으로 필터링 되며, 송신전력 검출부(6d)는 상기 대역 필터부(6c)에서 얻어지는 중간주파수를 정류 다이오드를 이용 정류하여 교류성분은 제거하고 직류 성분만을 추출하여 DC전압으로 후단의 기지국 전력측정 콘트롤보드(도면에는 미도시)에 기지국 송신전력 측정값으로 전달해주게 된다.

그런데, 상기와 같은 종래의 기지국 송신전력 측정장치는, 기지국 송신기로 부터 운용중인 송신기의 로컬 신호를 공급받아 송신출력을 검출하기 때문에 로컬공급선이 필수적으로 구비되어야 하므로 시스템을 복잡하게 만드는 문제점이 있었다.

또한, 각 송신기에 대한 로컬 신호를 공급받아야 송신전력의 측정이 가능하므로 기지국 형상으로 볼 때 최대 4개의 송신기밖에 송신출력을 검출하지 못한다는 단점이 있었다.

또한, 송신기 절체시 로컬 신호가 바뀜에 따라 리던던시 로컬 신호선까지 부가적으로 필요하므로 송신전력 측정을 위한 유니트는 많은 로컬 신호 입력 포트가 필요하다는 단점도 있었다.

또한, 송신기 보드에서 로컬신호를 공급하므로 로컬 포트의 선이 비접촉된 경우 송신기 보드가 다운되지 않았어도 송신 출력은 감지되지 않으므로 운용자는 기지국 송신기에 이상이 있는 것으로 오판을 하는 문제점도 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 기지국 송신전력 측정장치의 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명은 각 FA(송신기)에 맞는 로컬(Local) 신호를 위상동기루프(PLL) 데이터로 공급하여 송신기의 수와 관계없이 모든 송신기의 송신전력을 용이하게 측정토록 한 이동통신 시스템의 기지국 송신전력 측정장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명(장치)은, 송신 주파수를 송신 대역으로 필터링 하는 송신 종단부에서 얻어지는 송신 주파수를 일정 대역으로 감쇄 시키는 감쇄수단과; 상기 감쇄수단에서 얻어지는 송신 주파수와 기준 주파수를 혼합하여 설정 주파수를 추출하는 주파수 추출수단과; 상기 주파수 추출수단에서 추출된 주파수를 설정 대역으로 만든 후 수신 전계 강도 세기를 검출하여 송신 전력 측정값으로 기지국 전력측정 콘트롤수단에 전달해주는 주파수 세기 검출수단과; 상기 기지국 전력측정 콘트롤수단에서 출력되는 송신기의 선택 신호에 따라 측정하고자 하는 송신기를 선택하는 프로세서와; 상기 프로세서에서 출력되는 송신기 선택을 위한 클럭 데이터에 따라 위상동기루프에서 얻어지는 주파수를 소정 배로 분주하는 주파수 분주수단과; 상기 주파수 분주수단에서 얻어지는 주파수와 발진기에서 얻어지는 발진 주파수의 위상을 비교하고 그 위상차에 의해 발진 주파수를 변환하여 기준 주파수로 상기 주파수 추출수단에 전달해주는 위상동기수단으로 이루어진다.

상기에서, 주파수 추출수단은, 상기 위상동기수단에서 얻어지는 기준 주파수를 일정 레벨로 감쇄 시키는 감쇄기와, 상기 감쇄기에서 얻어지는 주파수를 소정 레벨로 증폭하는 증폭기와; 상기 증폭기에서 얻어지는 주파수와 상기 감쇄수단에서 얻어지는 주파수를 혼합하여 원하는 주파수를 추출하는 혼합기로 구성된다.

또한, 상기 주파수 세기 검출수단은 상기 주파수 추출수단에서 출력되는 주파수를 설정 대역으로 필터링 하는 대역 필터부와; 상기 대역 필터부에서 필터링된 주파수를 일정 레벨로 감쇄 시키는 감쇄기와; 상기 감쇄기에서 출력되는 주파수로부터 수신 전계 세기를 검출하는 전계 강도 검출부로 구성된다.

또한, 상기 위상동기수단은 일정한 클럭 주파수를 발생하는 주파수 발생기와; 상기 주파수 발생기에서 발생된 기준 주파수와 상기 주파수 분주수단에서 얻어지는 분주 주파수의 위상을 비교하고 그 위상차를 출력하는 위상비교기와; 상기 위상비교기에서 출력되는 위상차를 저역 필터링 하는 저역 필터부와; 상기 저역 필터부에서 출력되는 전압을 제어전압으로 출력되는 발진주파수를 조절하여 출력하는 전압제어발진기로 구성된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 이동통신 시스템의 기지국 송신전력 측정장치 블록 구성도,

도 2는 도 1의 기지국 송신출력 측정부 상세 구성도,

도 3은 본 발명에 의한 이동통신 시스템의 기지국 송신전력 측정장치 블록 구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 감쇄부 20 : 주파수 추출부

30 : 주파수 세기 검출부 40 : 기지국 전력측정 콘트롤부

50 : 프로세서 60 : 주파수 분배부

70 : 위상동기부

도 3은 본 발명에 의한 이동통신 시스템의 기지국 송신전력 측정장치 블록 구성도이다.

여기서, 참조번호 10은 송신 주파수를 송신 대역으로 필터링 하는 송신 종단부에서 얻어지는 송신 주파수를 일정 대역으로 감쇄 시키는 감쇄부이고, 참조번호 20은 상기 감쇄부(10)에서 얻어지는 송신 주파수와 기준 주파수를 혼합하여 설정주파수를 추출하는 주파수 추출부이며, 참조번호 30은 상기 주파수 추출부(20)에서 추출된 주파수를 설정 대역으로 만든 후 수신 전계 강도 세기를 검출하여 송신 전력 측정값으로 기지국 전력측정 콘트롤부(40)에 전달해주는 주파수 세기 검출부이다.

또한, 참조번호 40은 상기 주파수 세기 검출부(30)에서 출력되는 전계 강도에 대응하는 DC값으로 해당 송신기의 송신 전력을 인지하며, 송신기의 검사를 위해 송신기를 선택하기 위한 로컬 신호를 생성토록 송신기 선택신호를 발생하는 상기 기지국 전력측정 콘트롤부이고, 참조번호 50은 상기 기지국 전력측정 콘트롤부(40)에서 출력되는 송신기 선택 신호에 따라 측정하고자 하는 송신기를 선택하는 프로세서이다.

또한, 참조번호 60은 상기 프로세서(50)에서 출력되는 송신기 선택을 위한 클럭 데이터에 따라 위상동기루프에서 얻어지는 주파수를 소정배로 분주하는 주파수 분주부이고, 참조번호 70은 상기 주파수 분주부(60)에서 얻어지는 주파수와 발진기에서 얻어지는 발진 주파수의 위상을 비교하고 그 위상차에 의해 발진 주파수를 변환하여 기준 주파수로 상기 주파수 추출부(20)에 전달해주는 위상동기부이다.

상기 주파수 추출부(20)는 상기 위상동기부(70)에서 얻어지는 기준 주파수를 일정 레벨로 감쇄 시키는 감쇄기(21)와, 상기 감쇄기(21)에서 얻어지는 주파수를 소정 레벨로 증폭하는 증폭기(22)와; 상기 증폭기(22)에서 얻어지는 주파수와 상기 감쇄부(10)에서 얻어지는 주파수를 혼합하여 원하는 주파수를 추출하는 혼합기(23)로 구성된다.

또한, 상기 주파수 세기 검출부(30)는, 상기 주파수 추출부(20)에서 출력되는 주파수를 설정 대역으로 필터링 하는 대역 필터부(31)와; 상기 대역 필터부(31)에서 필터링된 주파수를 일정 레벨로 감쇄 시키는 감쇄기(32)와; 상기 감쇄기(32)에서 출력되는 주파수로부터 수신 전계 세기를 검출하는 전계 강도 검출부(33)로 구성된다.

또한, 상기 위상동기부(70)는, 일정한 클럭 주파수를 발생하는 주파수 발생기(71)와; 상기 주파수 발생기(71)에서 발생된 기준 주파수와 상기 주파수 분주부(60)에서 얻어지는 분주 주파수의 위상을 비교하고 그 위상차를 출력하는 위상비교기(72)와; 상기 위상비교기(72)에서 출력되는 위상차를 저역 필터링 하는 저역 필터부(73)와; 상기 저역 필터부(73)에서 출력되는 전압을 제어전압으로 출력하는 발진주파수를 조절하여 출력하는 전압제어발진기(74)로 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 이동통신 시스템의 기지국 송신전력 측정장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 프로세서(50)는 PLL 데이터를 이용한 로컬 주파수 생성을 위하여 754- 779MHz의 PLL 분주표를 저장하고 있으며, 기지국 전력측정 콘트롤부(40)는 CDMA운용 송신기(FA)에 해당하는 채널 번호를 상기 프로세서(50)에 지정하면, 상기 프로세서(50)는 해당 채널에 해당하는 로컬 주파수를 생성하기 위해 측정 유니트(송신기)의 PLL 데이터와 클럭을 주파수 분주부(60)에 전달해줌과 동시에 인에이블 신호를 주어 주파수 분주부(60)를 활성화시킨다.

상기 주파수 분주부(60)는 인에이블 신호에 의해 활성화가 되면, PLL 데이터와 클럭을 이용하여 위상동기부(70)내의 전압제어발진기(74)에서 출력되는 발진주파수를 R, N, A 카운터를 이용하여 분주하여 해당 송신기의 로컬 주파수를 생성한다.

이렇게 생성되는 송신기의 로컬 주파수는 상기 위상동기부(70)에 전달되며, 위상동기부(70)는 위상비교기(72)에서 상기 주파수 분주부(60)에서 얻어지는 송신 전력을 측정하고자 하는 송신기의 로컬 주파수와 주파수 발생기(71)에서 얻어지는 기준 주파수의 위상을 비교하여 위상차를 생성하게 된다.

이렇게 생성되는 위상차를 저역 필터부(73)는 저역 필터링 하여 제어전압으로 상기 전압제어발진기(74)에 전달해주게 되고, 그 제어전압에 의해 전압제어발진기(74)는 출력하고 있는 발진 주파수를 조절하여 기준 주파수로 주파수 추출부(20)에 전달해준다.

상기 주파수 추출부(20)는 전달되는 기준 주파수를 감쇄기(21)로 감쇄 시켜 일정 레벨의 주파수(754 - 779MHz)를 만들게 되고, 증폭기(22)는 그 일정 레벨로 만들어진 주파수를 소정 레벨로 증폭하여 혼합기(23)에 인가한다.

그러면 혼합기(21)는 상기 증폭기(22)에서 얻어지는 기준 주파수와 감쇄부(10)에서 얻어지는 송신 주파수(869 - 894MHz)를 혼합하여 원하는 주파수를 추출하게 된다.

이렇게 추출되는 주파수는 주파수 세기 검출부(30)에 전달되며, 상기 주파수 세기 검출부(30)는 상기 혼합기(23)에서 출력되는 주파수를 대역 필터부(31)에서 설정 대역으로 필터링 하게 되고, 감쇄기(32)에서 일정 레벨로 감쇄 시키게 된다.

그러면 전계 강도 검출부(33)는 상기 감쇄기(32)에서 일정 레벨로 감쇄된 송신 주파수의 전계 강도를 검출하여 DC전압으로 상기 기지국 전력측정 콘트롤부(40)에 전달해준다.

이에 따라 기지국 전력측정 콘트롤부(40)는 상기 전달되는 DC 전압의 레벨로 측정하고자 하는 송신기의 송신 전력을 인지하며, 이를 운용자 모듈에 전달해준다.

이후, 다른 송신기의 송신 전력을 측정하고자 하면, 그 측정하고자 하는 송신기의 채널만을 기지국 전력측정 콘트롤부(40)에서 프로세서(50)로 지정하면, 전술한 동작을 반복 수행하여 해당 송신기의 로컬 주파수를 발생함으로써 용이하게 기지국내에 구비된 다수의 송신기의 전력 측정이 가능해지는 것이다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은 PLL 데이터를 통해 운용중인 FA(송신기)의 로컬 주파수를 발생함으로써 기지국 송신기의 수와 무관하게 모든 기지국 송신기의 송신전력 측정이 가능해지는 효과가 있다.

또한, PLL 데이터를 이용하여 각 송신기의 로컬 주파수를 발생하기 때문에 기존과 같이 시스템을 복잡하게 만드는 로컬 공급선이 필요 없는 이점이 있으며, 이에 따라 측정 유니트내의 포트수를 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, PLL 데이터를 이용하여 송신기의 모든 로컬 주파수의 생성이 가능하므로 FA수의 제약을 배제시킬 수 있어 CDMA 송신 대역 1 - 20FA의 출력을 모두 감지할 수 있는 효과도 있다.

Claims (4)

1. 이동통신 시스템의 기지국 송신전력 측정장치에 있어서, 송신 주파수를 송신 대역으로 필터링 하는 송신 종단부에서 얻어지는 송신 주파수를 일정 대역으로 감쇄 시키는 감쇄수단과; 상기 감쇄수단에서 얻어지는 송신 주파수와 기준 주파수를 혼합하여 설정 주파수를 추출하는 주파수 추출수단과; 상기 주파수 추출수단에서 추출된 주파수를 설정 대역으로 만든 후 수신 전계 강도 세기를 검출하여 송신 전력 측정값으로 기지국 전력측정 콘트롤수단에 전달해주는 주파수 세기 검출수단과; 상기 기지국 전력측정 콘트롤수단에서 출력되는 송신기의 선택 신호에 따라 측정하고자 하는 송신기를 선택하는 프로세서와; 상기 프로세서에서 출력되는 송신기 선택을 위한 클럭 데이터에 따라 위상동기루프에서 얻어지는 주파수를 소정배로 분주하는 주파수 분주수단과; 상기 주파수 분주수단에서 얻어지는 주파수와 발진기에서 얻어지는 발진 주파수의 위상을 비교하고 그 위상차에 의해 발진 주파수를 변환하여 로컬 주파수로 상기 주파수 추출수단에 전달해주는 위상동기수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 기지국 송신전력 측정장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 주파수 추출수단은, 상기 위상동기수단에서 얻어지는 기준 주파수를 일정 레벨로 감쇄 시키는 감쇄기와, 상기 감쇄기에서 얻어지는 주파수를 소정 레벨로 증폭하는 증폭기와; 상기 증폭기에서 얻어지는 로컬 주파수와 상기 감쇄수단에서 얻어지는 주파수를 혼합하여 원하는 주파수를 추출하는 혼합기로 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 기지국 송신전력 측정장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 주파수 세기 검출수단은, 상기 주파수 추출수단에서 출력되는 주파수를 설정 대역으로 필터링 하는 대역 필터부와; 상기 대역 필터부에서 필터링된 주파수를 일정 레벨로 감쇄 시키는 감쇄기와; 상기 감쇄기에서 출력되는 주파수로부터 수신 전계 세기를 검출하는 전계 강도 검출부로 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 기지국 송신전력 측정장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 위상동기수단은, 일정한 클럭 주파수를 발생하는 주파수 발생기와; 상기 주파수 발생기에서 발생된 기준 주파수와 상기 주파수 분주수단에서 얻어지는 분주 주파수의 위상을 비교하고 그 위상차를 출력하는 위상비교기와; 상기 위상비교기에서 출력되는 위상차를 저역 필터링 하는 저역 필터부와; 상기 저역 필터부에서 출력되는 전압을 제어전압으로 출력되는 발진주파수를 조절하여 로컬 주파수로 출력하는 전압제어발진기로 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 기지국 송신전력 측정장치.

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