KR100339642B1

KR100339642B1 - 스웹트 헤테로다인 분석을 이용한 고주파 감시 시스템

Info

Publication number: KR100339642B1
Application number: KR1020000033846A
Authority: KR
Inventors: 김선구; 류수하; 노광현
Original assignee: 김선구; 주식회사 썬웨이브텍
Priority date: 2000-06-20
Filing date: 2000-06-20
Publication date: 2002-06-15
Also published as: KR20010114006A; KR200204476Y1

Abstract

본 발명은 스웹트 헤테로다인(Swept heterodyne) 분석을 이용하여 셀룰라, PCS, WLL 등의 기지국과 IMT-2000 기지국 등의 정상적인 운용을 위하여 기지국의 모든 Tx, Rx 섹터, 고주파 유닛 스펙트럼 성능 및 채널 파워 등을 원격으로 분석하여 점검하고, 중앙 통제 센터로 데이터를 전송하여 이를 데이터베이스화 시켜 효율적인 기지국 테스트 및 관리를 수행하는 고주파 감시 시스템에 관한 것으로,

본 발명의 특징은, 기지국의 Tx, Rx 각각의 섹터에서 전달되는 고주파 신호를 송수신 샘플 포트로부터 전달받아 스위칭하는 고주파스위치모듈; 상기 고주파스위치모듈에서 스위칭된 고주파 신호를 다운 컨버젼 및 IF 프로세싱 하고 스펙트럼 분석 및 채널 전력 레벨 측정을 수행하는 고주파측정모듈; 및 상기 고주파스위치모듈과 상기 고주파측정모듈을 제어하거나 중앙 통제센터의 명령을 전달하여 수집된 정보를 상기 중앙 통제센터로 전송하고 데이터 통신을 수행하는 메인프로세싱/통신모듈을 포함하는데 있다.

이와 같이 본 발명은 기지국 각각의 안테나로부터 송,수신되는 고주파신호의 동작 특성을 원격 및 현장에서 측정, 감시하기 위한 정보를 데이터베이스화 시켜 보다 정확하고 효율적인 기지국 운용을 위한 종합 솔루션(Solution)을 제공하는 이점이 있다..

Description

스웹트 헤테로다인 분석을 이용한 고주파 감시 시스템{System for RF observation using swept heterodyne analysis}

본 발명은 스웹트 헤테로다인(Swept heterodyne) 분석을 이용한 고주파 감시시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스웹트 헤테로다인 분석을 이용하여 셀룰라, PCS, WLL 등의 기지국과 IMT-2000 기지국 등의 정상적인 운용을 위하여 기지국의 모든 Tx, Rx 섹터, 고주파 유닛 스펙트럼 성능 및 채널 파워 등을 원격으로 분석하여 점검하고, 중앙 통제 센터로 데이터를 전송하여 이를 데이터베이스화 시켜 효율적인 기지국 테스트 및 관리를 수행하는 고주파 감시 시스템에 관한 것이다.

IS-95C 서비스는 IS-95A/B의 음성 통화 위주에서 데이터 및 영상 통신 등 고속의 데이터 전송에 QOS(Quality Of Service)가 맞추어져 있다. 때문에 초고속 데이터 전송을 이룰 수 있도록 권고하고 있으며 정확한 송신 및 수신 규격을 유지하여야만 안전성을 갖는 고속의 데이터 전송이 원활하게 수행되고, 기지국의 정상적인 운용을 위하여 모듈 및 송,수신 단의 정확한 유지 보수 관리가 필수적이라 할 수 있다. 스펙트럼만 분석하는 일반적인 고주파 감시 장치는 FFT(Fast Fourier Transform) 방법을 사용하는데, 이는 푸리에 변환 이론에 근거한 이산 푸리에 변환의 고속 처리 알고리즘을 사용하여 시간 대역의 디지털 샘플링 신호를 고속 DSP(Digital Signal Processor)를 이용하여 주파수 도메인으로 전환, 신호를 해석한다.

그런데, 이와 같은 일반적인 고주파 감시 장치는 다음과 같은 문제점이 발생한다.

FFT 방법은 프로세싱 밴드 폭이 낮고, 고주파 신호를 처리하기 위해 10MHz 이내로 다운 컨버젼(Down Conversion)을 수행해야 하며, 분해능 대역폭(RBW :Resolution Bandwidth)을 줄이기 위해 대역폭의 2배에 달하는 샘플링 주파수를 사용함으로써 정확한 스펙트럼 처리가 미약하고 다이내믹 레인지(Dynamic Range)가 낮으며 정확한 전력 측정이 불가능하고, 잡음에 아주 민감한 편으로 수 MHz 대역 이하에서 사용하여야 한다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 스웹트 헤테로다인 분석을 이용하여 프로세싱 밴드 폭을 높이고, 고주파를 처리하기 위해 분해능 대역폭 필터 부근의 광범위한 IF 사용이 가능하도록 하는 스웹트 헤테로다인 분석을 이용한 고주파 감시 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 30KHz 이하의 정밀한 분해능 대역폭을 구현하여 정확한 스펙트럼 처리가 가능하게 하며, 다이내믹 레인지를 높여 정확한 전력 측정이 이루어지도록 하는 스웹트 헤테로다인 분석을 이용한 고주파 감시 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 잡음에 강한 특성을 갖고, 수 GHz 대역까지 처리가 가능하여 넓은 범위의 주파수 영역을 확보할 수 있는 스웹트 헤테로다인 분석을 이용한 고주파 감시 시스템을 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 스웹트 헤테로다인 분석을 이용한 고주파 감시 시스템의 구성도,

도 2는 도 1에 도시된 고주파스위치모듈의 일실시예,

도 3은 도 1에 도시된 고주파측정모듈의 일실시예,

도 4는 도 3에 도시된 스펙트럼분석수단의 일실시예,

도 5는 도 3에 도시된 채널전력측정수단의 일실시예,

도 6은 도 1에 도시된 메인프로세싱/통신모듈의 일실시예.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 송신샘플포트 110 : 수신샘플포트

200 : 고주파스위치모듈 300 : 고주파측정모듈

400 : 메인프로세싱/통신모듈

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 기지국의 Tx, Rx 각각의 섹터에서 전달되는 고주파 신호를 송수신 샘플 포트로부터 전달받아 스위칭하는 고주파스위치모듈; 상기 고주파스위치모듈에서 스위칭된 고주파 신호를 다운 컨버젼 및 IF 프로세싱 하고 스펙트럼 분석 및 채널 전력 레벨 측정을 수행하는 고주파측정모듈; 및 상기 고주파스위치모듈과 상기 고주파측정모듈을 제어하거나 중앙 통제센터의 명령을 전달하여 수집된 정보를 상기 중앙 통제센터로 전송하고 데이터 통신을 수행하는 메인프로세싱/통신모듈을 포함한다.

한편, 상기 고주파스위치모듈은 상기 송수신 샘플 포트로부터 입력되는 고주파 신호의 패스 아이솔레이션(Path Isolation)을 최소화하기 위하여 캐스케이드(Cascade) 형태로 연결되는 SPDT(Single Pole Duble Transer); 메인 프로세싱의 제어 명령을 받아 상기 SPDT에서 패스 아이솔레이션이 최소화된 고주파 신호의 스위치 패스를 설정하고, 최종 고주파 출력을 상기 고주파 측정 모듈로 전송하는 고주파스위치제어블록(RSCB : RF Switch Control Block)을 포함한다.

한편, 상기 고주파측정모듈은 상기 고주파스위치모듈에서 스위칭된 고주파 신호를 디바이더를 통해 다운 컨버젼 및 IF 프로세싱 하고 스펙트럼 분석을 수행하는 스펙트럼분석수단; 및 채널 전력 레벨을 측정하는 채널전력측정수단을 포함한다.

한편, 상기 스펙트럼분석수단은 상기 고주파스위치모듈로부터 전송된 고주파신호의 레벨과 상호 간섭 개선을 위한 적정 감쇄치를 주는 감쇄기; 상기 감쇄기에서 감쇄된 고주파 신호와 제1국부발진기에서 생성된 주파수와 믹서하는 제1믹서; 상기 제1믹서의 아이솔레이션에 의해 발생되는 신호의 로컬 성분 및 잡음을 제거하고 측정하고자 하는 IF 스펙트럼만 통과시키는 IF필터; 상기 IF필터를 통과한 신호와 제2국부발진기에서 생성된 스웹트 주파수를 믹서하는 제2믹서; 상기 제1국부발진기와 상기 제2국부발진기에 레퍼런스 주파수를 전송하는 레퍼런스 주파수 발생기; 상기 제2믹서에서 전송되는 신호의 스펙트럼 성분을 소정의 주파수 간격으로 분해능하여 스펙트럼 분석 및 채널 전력 측정 아날로그 데이터를 얻는 분해능필터;상기 분해능필터에서 얻어진 데이터의 전력 레벨을 조정하는 증폭기; 상기 증폭기에서 전력 레벨이 조정된 데이터의 스펙트럼 분석 및 채널 전력 분석을 위한 소정의 직류 레벨을 발생시키는 RSSI디텍터; 상기 RSSI디텍터에서 발생된 신호를 평균화하여 디스플레이 상에서 스펙트럼의 측정 확인이 용이하도록 하는 비디오필터; 상기 비디오필터로부터 전송되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털변환기; 상기 아날로그/디지털변환기에서 전송되는 디지털 신호의 감소된 신호 레벨을 보정해주는 주파수보정기; 및 상기 주파수보정기에서 전송되는 신호를 받아 상기 중앙처리수단의 전송 신호에 따라 상기 제1국부발진기와 상기 제2국부발진기를 제어하는 마이크로프로세서를 포함한다.

한편, 상기 채널전력측정수단은 상기 고주파스위치모듈로부터 전송된 고주파신호의 레벨과 상호 간섭 개선을 위한 적정 감쇄치를 주는 감쇄기; 상기 감쇄기에서 감쇄된 고주파 신호와 제1국부발진기에서 생성된 주파수와 믹서하는 제1믹서; 상기 제1믹서의 아이솔레이션에 의해 발생되는 신호의 로컬 성분 및 잡음을 제거하고 측정하고자 하는 IF 스펙트럼만 통과시키는 IF필터; 상기 IF필터를 통과한 신호와 제2국부발진기에서 생성된 스웹트 주파수를 믹서하는 제2믹서; 상기 제1국부발진기와 상기 제2국부발진기에 레퍼런스 주파수를 전송하는 레퍼런스 주파수 발생기; 상기 제2믹서에서 전송되는 신호를 분해능 대역폭을 조절하기 위해 가변적으로 증폭하는 가변증폭기; 상기 가변증폭기로부터 전송되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털변환기; 상기 아날로그/디지털변환기에서 전송되는 디지털 신호를 정확하게 채널 대역폭만을 처리하기 위해 대역 제한하는 디지털필터; 상기 디지털필터로부터 전송되는 신호의 채널 전력을 계산하는 디지털신호프로세서; 상기 디지털신호프로세서에서 전송되는 신호의 감소된 신호 레벨을 보정해주는 주파수보정기; 및 상기 주파수보정기에서 전송되는 신호를 받아 상기 중앙처리수단의 전송 신호에 따라 상기 제1국부발진기와 상기 제2국부발진기를 제어하는 마이크로프로세서를 포함한다.

한편, 상기 고주파측정모듈에서 수행되는 스펙트럼 분석은 스웹트 헤테로다인 분석 방식임을 특징으로 한다.

한편, 상기 메인프로세싱/통신모듈은 상기 고주파스위치모듈과 상기 고주파측정모듈을 제어하거나 중앙통제센터의 명령을 전달하여 수집된 정보를 상기 중앙 통제센터로 전송하는 중앙처리수단; 및 데이터 전송을 위한 통신 인터페이스 수단을 포함한다.

한편, 상기 중앙처리수단에 연결된 포트를 통해 스펙트럼을 테스트하거나 LAN을 통해 스펙트럼 상황을 알 수 있는 컴퓨터를 더 포함한다.

한편, 상기 메인프로세싱/통신모듈의 통신 인터페이스를 통해 전송되는 데이터를 저장하는 통신 서버를 더 포함한다.

한편, 상기 메인프로세싱/통신모듈은 RS232C의 프로토콜을 지원하고 LAN을 통한 스펙트럼 상황 확인이 가능하며 HDLC 통신을 제어하는 메인프로세서; 상기 메인프로세서의 제어 명령에 따라 소프트웨어의 업그레이드가 가능하도록 하는 플래쉬메모리; 상기 기지국의 버스 환경과 연동이 가능하게 하는 버스제어기; 임시 데이터를 저장하는 SRAM; 및 주변 또는 상위 시스템과의 데이터 공유를 위한 DPRAM을 포함한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 스웹트 헤테로다인 분석을 이용한 고주파 감시 시스템의 구성도이다.

도 1에 있어서, 본 발명은 기지국(도시되지 않음)의 Tx, Rx 각각의 섹터(,,)로부터 전달되는 고주파 신호를 송수신 샘플 포트(100, 110)로부터 전달받아 스위칭하는 고주파스위치모듈(200), 고주파스위치모듈(200)에서 스위칭된 고주파 신호를 다운 컨버젼(Down Conversion) 및 IF(Intermediate Frequency) 프로세싱 하고 스펙트럼 분석 및 채널 전력 레벨 측정을 수행하는 고주파측정모듈(300), 고주파스위치모듈(200)과 고주파측정모듈(300)을 제어하거나 중앙 통제센터(도시되지 않음)의 명령을 전달하여 수집된 정보를 중앙 통제센터로 전송하고 데이터 통신을 수행하는 메인프로세싱/통신모듈(400)을 포함하여 구성한다.

보다 상세하게 설명하면, 고주파스위치모듈(200)은 기지국의 Tx 섹터(,,)와 Rx 섹터(,,)로부터 전달되는 신호들을 각각 송신샘플포트(100)와 수신샘플포트(110)로부터 전달받아 스위칭하여 고주파측정모듈(300)로 전송한다. 고주파측정모듈(300)은 다운 컨버젼 및 IF 프로세싱을 포함, 스웹트 헤테로다인 분석(Swept Heterodyne Analysis) 방식의 스펙트럼 아날라이저(Spectrum Analyzer) 기능을 수행하는 스펙트럼분석수단(SAM : Spectrum Analyzer Means)(340) 및 채널 전력 레벨의 측정을 수행하는 채널전력측정수단(CPMB : Channel Power Measurement Means)(360)을 포함한다.

한편, 메인프로세싱/통신모듈(400)은 전체 모듈의 제어를 종합 관장하고 각 모듈로 중앙통제센터의 명령을 전달하여 수집된 데이터를 중앙통제센터로 전송하는 중앙처리수단(410), 데이터 전송을 위한 통신인터페이스수단(420)으로 구성된다. 중앙처리수단(410)에 연결된 포트(도시되지 않음)를 통해 현장에서 노트PC(NP1)로 스펙트럼을 테스트 할 수 있고, 통신인터페이스수단(420)의 LAN(Local Area Loop)(422)을 통해 스펙트럼 상황을 노트PC(NP2)로 받아 볼 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 고주파스위치모듈의 일실시예이다.

도 2에 있어서, 고주파스위치모듈(200)은 SPDT(Single Pole Duble Transer)(210)와 고주파스위치제어수단(RSCM : RF Switch Control Means)(220)으로 구성된다.

상세히 설명하면, SPDT(210)는 송수신 샘플 포트(100, 110)로부터 입력되는 고주파 신호의 패스 아이솔레이션(Path Isolation)(60dB 이상)을 최소화하기 위하여 캐스케이드(Cascade) 형태로 연결되며, 고주파스위치제어수단(220)은 메인 프로세싱의 제어 명령을 받아 SPDT(200)에서 패스 아이솔레이션이 최소화된 고주파 신호의 스위치 패스를 설정하고, 최종 고주파 출력을 고주파 측정 모듈(300)로 전송한다.

도 3은 도 1에 도시된 고주파측정모듈의 일실시예이다.

도 3에 있어서, 고주파측정모듈(300)은 고주파스위치모듈(200)에서 스위칭된 고주파 신호를 스펙트럼 분석을 수행하는 스펙트럼분석수단(340) 및 채널 전력 레벨을 측정하는 채널전력측정수단(360)으로 구성된다.

상세히 설명하면, 고주파스위치모듈(200)로부터 선택된 고주파 신호는 디바이더(320)를 통해 스펙트럼분석수단(340)과 채널전력측정수단(360)으로 입력되어 처리된 후 중앙처리수단(410)으로 전송되는데, 스펙트럼 데이터의 평균과 분해능 비율로 채널 전력을 측정할 경우 채널전력측정수단(360)이 스펙트럼분석수단(340)으로 통합된다.

도 4는 도 3에 도시된 스펙트럼분석수단의 일실시예이다.

도 4에 있어서, 스펙트럼분석수단(340)은 고주파스위치모듈(200)로부터 전송된 고주파신호의 레벨과 상호 간섭 개선을 위한 적정 감쇄치를 주는 감쇄기(341),감쇄기(341)에서 감쇄된 고주파 신호와 제1국부발진기(347)에서 생성된 주파수와 믹서하는 제1믹서(342), 제1믹서(342)의 아이솔레이션에 의해 발생되는 신호의 로컬 성분 및 잡음을 제거하고 측정하고자 하는 IF 스펙트럼만 통과시키는 IF필터(343), IF필터(343)를 통과한 신호와 제2국부발진기(345)에서 생성된 스웹트 주파수를 믹서하는 제2믹서(344); 제1국부발진기(347)와 제2국부발진기(345)에 레퍼런스 주파수를 전송하는 레퍼런스 주파수 발생기(346), 제2믹서(344)에서 전송되는 신호의 스펙트럼 성분을 소정의 주파수 간격으로 분해능하여 스펙트럼 분석 및채널 전력 측정 아날로그 데이터를 얻는 분해능필터(348), 분해능필터(348)에서 얻어진 데이터의 전력 레벨을 조정하는 증폭기(349), 증폭기(349)에서 전력 레벨이 조정된 데이터의 스펙트럼 분석 및 채널 전력 분석을 위한 소정의 직류 레벨을 발생시키는 RSSI디텍터(350), RSSI디텍터(350)에서 발생된 신호를 평균화하여 디스플레이 상에서 스펙트럼의 측정 확인이 용이하도록 하는 비디오필터(351), 비디오필터(351)로부터 전송되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털변환기(352), 아날로그/디지털변환기(352)에서 전송되는 디지털 신호의 감소된 신호 레벨을 보정해주는 주파수보정기(353) 및 주파수보정기(353)에서 전송되는 신호를 받아 중앙처리수단(410)의 전송 신호에 따라 제1국부발진기(347)와 제2국부발진기(345)를 제어하는 마이크로프로세서(354)로 구성한다.

상세히 설명하면, 기지국의 송수신샘플포트(100, 110)로부터 전송된 고주파 신호는 고주파스위치모듈(200)을 경유하여 감쇄기(341)에 입력되는데, 감쇄기(341)는 입력 신호의 레벨과 상호 간섭 개선을 위한 적정 감쇄치를 갖는다. 이때, 제1믹서(342)에서는 1dB 억압점 및 아이솔레이션과 증폭을 위한 IP₃(제3차 고조파 교차점)을 고려한다. 감쇄기(341)에서 감쇄된 신호는 제1믹서(342)를 거치게 되는데, 분해능필터(348)의 중간주파수 및 제2국부발진기(345)가 고유 가변 범위를 가지기 때문에 송수신샘플포트(100, 110)의 고주파 신호를 IF₁의 가변 범위에 포함되도록 해줘야 한다.

제1국부발진기(347)는 제1차 IF₁을 위한 주파수를 생성하며, 제1믹서(342)를 통과하는 제1차 IF₁은 IF 밴드패스(BandPass) 필터인 IF필터(343)를 통과하게되는데, 이때 IF필터(343)는 제1믹서(342)의 아이솔레이션에 의해 발생되는 로컬 성분 및 잡음을 제거하고 측정하고자 하는 IF 스펙트럼만을 통과시킨다.

IF필터(343)를 통과한 신호는 제2믹서(344)를 거치게 되는데, 제2믹서(344)는 스펙트럼 디스플레이 상의 스팬 대역폭에 영향을 주며, 측정하고자 하는 스펙트럼 성분을 분해능필터(348)의 중간주파수를 기준으로 스펙트럼 분석 및 채널 전력 측정을 위한 스웹트(Swept)IF₂를 생성하게 된다.

한편, 제2국부발진기(345)는 디스플레이 상의 스타트(Start) 주파수부터 스톱(Stop)주파수에 해당하는 대역만큼 스윕(Sweep)이 이루어지며, 주파수 천이 간격이 분해능필터(348)의 대역폭과 일치한다. 제2믹서(344)를 거쳐 스웹트되는 IF₂신호는 분해능필터(348)를 통과하게 되는데, 분해능필터(348)는 측정하고자 하는 스펙트럼 성분을 30kHz 간격으로 분해능하여 스펙트럼 분석 및 채널 전력 측정 아날로그 데이터를 얻기 위하여 3dB 지점에서의 대역폭과 60dB 지점에서의 대역폭 비율이 15대1 이하가 되면 정확한 측정 데이터를 얻을 수 있다.

분해능필터(348)를 거친 아날로그 측정 데이터는 증폭기(AMP)(349)를 통과하게 되는데, 이때 로그(Log) 증폭기인 RSSI디텍터(350)에서 스펙트럼 분석 및 채널 전력 분석을 위한 적합한 직류 레벨을 발생시킬 수 있도록 아날로그 측정 데이터의 전력을 조정해주기 위해 증폭기(349)를 사용한다. 이와 같이 증폭기(349)를 사용하는 이유는 채널 전력 다이내믹 영역과 적정 직류 레벨 사이가 밀접한 관계가 있음을 말하는데, 즉 RSSI디텍터(350)에서 출력된 신호가 지수적으로 증가할 때 직류 레벨이 증가됨을 의미한다.

RSSI디텍터(350)에서 출력되는 신호는 비디오필터(351)를 통해 평균화 되어 디스플레이 상에서 스펙트럼의 측정 확인이 용이하도록 한다. 비디오필터(351)로부터 출력되는 신호는 아날로그/디지털변환기(352)를 통해 디지털 신호로 변환되어 주파수보정기(353)로 입력되어 고주파스위치모듈(200)로부터 전송된 신호가 감쇄기(341)를 거치면서 감소된 신호 레벨을 보정한다.

마이크로프로세서(354)는 주파수보정기(353)에서 출력되는 신호를 받아 제1국부발진기(347)와 제2국부발진기(345)를 제어한다.

도 5는 도 3에 도시된 채널전력측정수단의 일실시예이다.

도 5에 있어서, 채널전력측정수단(360)은 고주파스위치모듈(200)로부터 전송된 고주파신호의 레벨과 상호 간섭 개선을 위한 적정 감쇄치를 주는 감쇄기(361), 감쇄기(361)에서 감쇄된 고주파 신호와 제1국부발진기(367)에서 생성된 주파수와 믹서하는 제1믹서(362), 제1믹서(362)의 아이솔레이션에 의해 발생되는 신호의 로컬 성분 및 잡음을 제거하고 측정하고자 하는 IF 스펙트럼만 통과시키는 IF필터(363), IF필터(363)를 통과한 신호와 제2국부발진기(365)에서 생성된 스웹트 주파수를 믹서하는 제2믹서(364), 제1국부발진기(367)와 제2국부발진기(365)에 레퍼런스 주파수를 전송하는 레퍼런스 주파수 발생기(366), 제2믹서(364)에서 전송되는 신호의 분해능 대역폭을 조절하기 위해 가변적으로 증폭하는 가변증폭기(368), 가변증폭기(368)로부터 전송되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털변환기(369), 아날로그/디지털변환기(369)에서 전송되는 디지털 신호를 정확하게 채널 대역폭만을 처리하기 위해 대역 제한하는 디지털필터(370), 디지털필터(370)로부터 전송되는 신호의 채널 전력을 계산하는 디지털신호프로세서(371), 디지털신호프로세서(371)에서 전송되는 신호의 감소된 신호 레벨을 보정해주는 주파수보정기(372), 주파수보정기(372)에서 전송되는 신호를 받아 중앙처리수단(410)의 전송 신호에 따라 제1국부발진기(367)와 제2국부발진기(365)를 제어하는 마이크로프로세서(373)로 구성된다.

상세하게 설명하면, 채널전력측정수단(360)은 도 4의 스펙트럼분석수단(340)과 각 구성 수단이 흡사하나 제2믹서(364)로부터 출력되는 신호가 분해능 대역폭을 조절하기 위해 가변증폭기(368)를 거치면서 증폭 레벨이 조절되며, 아날로그/디지털변환기(369)에서 디지털 변환이 가능한 대역으로 다운 컨버젼을 수행한 후, 아날로그/디지털 변환된 디지털 데이터를 정확하게 채널 대역폭만을 처리하기 위해 대역 제한된 디지털필터(370)를 사용한다. 이와 같이 디지털필터(370)를 사용하면 수십 차수의 필터를 설계할 수 있기 때문에 확실한 채널 대역만의 데이터를 이용하여 평균 자승 오차를 취할 수 있다.

한편, 디지털신호프로세서(371)를 이용하여 정확한 채널 전력을 계산하고, 계산된 신호는 주파수보정기(372)를 통해서 초기 입력단에서의 감쇄를 만회하면서 주파수 레벨과 스펙트럼 상태를 보정하여 디스플레이 한다. 이러한 채널 전력 측정을 위한 일련의 과정은 마이크로프로세서(613)를 통해 제어되고 중앙처리수단(410)에서 통신 인터페이스와 LAN을 통해 중앙 통제 센터의 상황실로 보내지게 된다.

도 6은 도 1에 도시된 메인프로세싱/통신모듈의 일실시예이다.

도 6에 있어서, 메인프로세싱/통신모듈(400)은 클럭(CLK)(416)의 클럭신호에따라 RS232C(421)의 프로토콜을 지원하고 LAN(422)을 통한 스펙트럼 상황 확인이 가능하며 HDLC(High Level Data Link Control)(423) 통신을 제어하는 메인프로세서(411), 메인프로세서(411)의 제어 명령에 따라 소프트웨어의 업그레이드가 가능하도록 하는 플래쉬메모리(412), 기지국의 버스 환경과 연동이 가능하게 하는 버스제어기(413), 임시 데이터를 저장하는 SRAM(414), 주변 또는 상위 시스템과의 데이터 공유를 위한 DP(Dual Port)RAM(415)을 포함하는 중앙처리수단(410)과 RS232C(421), LAN(422), HDLC(423)를 포함하는 통신 인터페이스 수단(420)으로 이루어진다.

상세히 설명하면, 메인프로세서(411)는 RS232C(421), LAN(422), HDLC(423)을 제어하며, 소프트웨어의 원격 업그레이드가 가능하도록 플래쉬메모리(412)를 사용한다. 버스제어기(413)는 기지국의 버스 환경과 연동이 가능하게 하며, SRAM(414)은 임시 데이터를 저장하고, DPRAM(415)은 주변 또는 상위 시스템과의 데이터 공유를 한다.

메인프로세싱/통신모듈(400)은 실시간 동작으로 SCC(Serial Communication Controller)(도시되지 않음)를 통하여 중앙통제센터(510)와 HDLC 통신을 수행한다. 또한, 메인프로세서(411)는 현장에서 운영자가 노트PC(NP1, NP2)를 이용한 감시가 가능하도록 RS232C(421) 프로토콜을 지원하며, LAN(422)을 통한 스펙트럼 상황 확인이 가능하다. 도 1에 도시된 통신서버(500)와의 통신을 위해 물리계층 레이어(Layer)는 RS422(도시되지 않음)를 사용한다.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

결국, 본 발명에 의한 스웹트 헤테로다인 분석을 이용한 고주파 감시 시스템에 따르면 다음과 같은 이점이 발생한다.

즉, 기지국 각각의 안테나로부터 송,수신되는 고주파신호의 동작 특성을 원격 및 현장에서 측정, 감시하기 위한 정보를 데이터베이스화 시켜 보다 정확하고 효율적인 기지국 운용을 위한 종합 솔루션(Solution)을 제공한다.

Claims

기지국의 Tx, Rx 각각의 섹터에서 전달되는 고주파 신호를 송수신 샘플 포트로부터 전달받아 스위칭하는 고주파스위치모듈;

상기 고주파스위치모듈에서 스위칭된 고주파 신호를 다운 컨버젼 및 IF 프로세싱 하고 스펙트럼 분석 및 채널 전력 레벨 측정을 수행하는 고주파측정모듈; 및

상기 고주파스위치모듈과 상기 고주파측정모듈을 제어하거나 중앙 통제센터의 명령을 전달하여 수집된 정보를 상기 중앙 통제센터로 전송하고 데이터 통신을 수행하는 메인프로세싱/통신모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 스웹트 헤테로다인 분석을 이용한 고주파 감시 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 고주파스위치모듈은

상기 송수신 샘플 포트로부터 입력되는 고주파 신호의 패스 아이솔레이션을 최소화하기 위하여 캐스케이드 형태로 연결되는 SPDT; 및

메인 프로세싱의 제어 명령을 받아 상기 SPDT에서 패스 아이솔레이션이 최소화된 고주파 신호의 스위치 패스를 설정하고, 최종 고주파 출력을 상기 고주파 측정 모듈로 전송하는 고주파스위치제어블록(RSCB : RF Switch Control Block)을 포함하는 것을 특징으로 하는 스웹트 헤테로다인 분석을 이용한 고주파 감시 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 고주파측정모듈은

상기 고주파스위치모듈에서 스위칭된 고주파 신호를 디바이더를 통해 다운 컨버젼 및 IF 프로세싱 하고 스펙트럼 분석을 수행하는 스펙트럼분석수단; 및

채널 전력 레벨을 측정하는 채널전력측정수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 스웹트 헤테로다인 분석을 이용한 고주파 감시 시스템.
제 3 항에 있어서, 상기 스펙트럼분석수단은

상기 고주파스위치모듈로부터 전송된 고주파신호의 레벨과 상호 간섭 개선을 위한 적정 감쇄치를 주는 감쇄기;

상기 감쇄기에서 감쇄된 고주파 신호와 제1국부발진기에서 생성된 주파수와 믹서하는 제1믹서;

상기 제1믹서의 아이솔레이션에 의해 발생되는 신호의 로컬 성분 및 잡음을 제거하고 측정하고자 하는 IF 스펙트럼만 통과시키는 IF필터;

상기 IF필터를 통과한 신호와 제2국부발진기에서 생성된 스웹트 주파수를 믹서하는 제2믹서;

상기 제1국부발진기와 상기 제2국부발진기에 레퍼런스 주파수를 전송하는 레퍼런스 주파수 발생기;

상기 제2믹서에서 전송되는 신호의 스펙트럼 성분을 소정의 주파수 간격으로 분해능하여 스펙트럼 분석 및 채널 전력 측정 아날로그 데이터를 얻는 분해능필터;

상기 분해능필터에서 얻어진 데이터의 전력 레벨을 조정하는 증폭기;

상기 증폭기에서 전력 레벨이 조정된 데이터의 스펙트럼 분석 및 채널 전력 분석을 위한 소정의 직류 레벨을 발생시키는 RSSI디텍터;

상기 RSSI디텍터에서 발생된 신호를 평균화하여 디스플레이 상에서 스펙트럼의 측정 확인이 용이하도록 하는 비디오필터;

상기 비디오필터로부터 전송되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털변환기;

상기 아날로그/디지털변환기에서 전송되는 디지털 신호의 감소된 신호 레벨을 보정해주는 주파수보정기; 및

상기 주파수보정기에서 전송되는 신호를 받아 상기 중앙처리수단의 전송 신호에 따라 상기 제1국부발진기와 상기 제2국부발진기를 제어하는 마이크로프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 스웹트 헤테로다인 분석을 이용한 고주파 감시 시스템.
제 3 항에 있어서, 상기 채널전력측정수단은

상기 고주파스위치모듈로부터 전송된 고주파신호의 레벨과 상호 간섭 개선을 위한 적정 감쇄치를 주는 감쇄기;

상기 감쇄기에서 감쇄된 고주파 신호와 제1국부발진기에서 생성된 주파수와 믹서하는 제1믹서;

상기 제1믹서의 아이솔레이션에 의해 발생되는 신호의 로컬 성분 및 잡음을 제거하고 측정하고자 하는 IF 스펙트럼만 통과시키는 IF필터;

상기 IF필터를 통과한 신호와 제2국부발진기에서 생성된 스웹트 주파수를 믹서하는 제2믹서;

상기 제1국부발진기와 상기 제2국부발진기에 레퍼런스 주파수를 전송하는 레퍼런스 주파수 발생기;

상기 제2믹서에서 전송되는 신호를 분해능 대역폭을 조절하기 위해 가변적으로 증폭하는 가변증폭기;

상기 가변증폭기로부터 전송되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털변환기;

상기 아날로그/디지털변환기에서 전송되는 디지털 신호를 정확하게 채널 대역폭만을 처리하기 위해 대역 제한하는 디지털필터;

상기 디지털필터로부터 전송되는 신호의 채널 전력을 계산하는 디지털신호프로세서;

상기 디지털신호프로세서에서 전송되는 신호의 감소된 신호 레벨을 보정해주는 주파수보정기; 및

상기 주파수보정기에서 전송되는 신호를 받아 상기 중앙처리수단의 전송 신호에 따라 상기 제1국부발진기와 상기 제2국부발진기를 제어하는 마이크로프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 스웹트 헤테로다인 분석을 이용한 고주파 감시 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 고주파측정모듈에서 수행되는 스펙트럼 분석은 스웹트 헤테로다인 분석 방식임을 특징으로 하는 스웹트 헤테로다인 분석을 이용한 고주파 감시 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 메인프로세싱/통신모듈은

상기 고주파스위치모듈과 상기 고주파측정모듈을 제어하거나 중앙 통제센터의 명령을 전달하여 수집된 정보를 상기 중앙통제센터로 전송하는 중앙처리수단; 및

데이터 전송을 위한 통신 인터페이스 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 스웹트 헤테로다인 분석을 이용한 고주파 감시 시스템.
제 7 항에 있어서,

상기 중앙처리수단에 연결된 포트를 통해 스펙트럼을 테스트하거나 LAN을 통해 스펙트럼 상황을 알 수 있는 컴퓨터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스웹트 헤테로다인 분석을 이용한 고주파 감시 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 메인프로세싱/통신모듈의 통신 인터페이스를 통해 전송되는 데이터를 저장하는 통신 서버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스웹트 헤테로다인 분석을 이용한 고주파 감시 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 메인프로세싱/통신모듈은

RS232C의 프로토콜을 지원하고 LAN을 통한 스펙트럼 상황 확인이 가능하며 HDLC 통신을 제어하는 메인프로세서;

상기 메인프로세서의 제어 명령에 따라 소프트웨어의 업그레이드가 가능하도록 하는 플래쉬메모리;

상기 기지국의 버스 환경과 연동이 가능하게 하는 버스제어기;

임시 데이터를 저장하는 SRAM; 및

주변 또는 상위 시스템과의 데이터 공유를 위한 DPRAM을 포함하는 것을 특징으로 하는 스웹트 헤테로다인 분석을 이용한 고주파 감시 시스템.