KR100378613B1

KR100378613B1 - 안테나및피더케이블테스팅장치및방법

Info

Publication number: KR100378613B1
Application number: KR1019970700508A
Authority: KR
Inventors: 존 액셀 빅토린
Original assignee: 텔레폰아크티에볼라게트 엘엠 에릭슨
Priority date: 1994-07-26
Filing date: 1995-06-30
Publication date: 2003-06-19
Also published as: CN1100463C; US5548820A; AU3089195A; NZ290216A; JPH10503336A; CA2195521C; CN1159278A; WO1996003844A2; CA2195521A1; DE69529825T2; JP3841223B2; FI970322A; BR9508349A; FI115436B; FI970322A0; AU689933B2; WO1996003844A3; EP0772947B1; MX9700603A; DE69529825D1

Abstract

송신 피더 케이블에 의해 송신 안테나에 결합되고 수신 피더 케이블에 의해 수신 안테나에 결합된 기지국을 포함하는 통신 시스템에 있어서, 안테나 및 피더 케이블을 테스트하는 방법 및 시스템은 피더 케이블의 안테나단에 또는 그 근방에 위치한 테스팅 장치를 포함한다. 테스팅 장치에 제공된 프로세서는 디지탈화되어 있는 인터페이스에 의해 기지국으로부터 수신되는 코맨드에 응답하여 테스트를 개시하며, 이 디지탈 인터페이스는 바람직하게는 하나 또는 두개의 피더 케이블을 통신 매체로서 사용한다. 테스팅 장치는 피더 케이블 각각마다 방향성 결합기를 포함하며, 순방향(입사) 및 역방향(반사) 전력 모두를 측정하는 대응하는 전력 검출기를 포함한다. 모든 테스트 결과는 또 다른 분석 및 상태 보고를 행하기 위해 디지탈 인터페이스에 의해 기지국으로 다시 전송될 수 있다.

Description

안테나 및 피더 케이블 테스팅 장치 및 방법

발명의 배경

본 발명은 안테나 및 피더 케이블(feeder cable) 테스터에 관한 것으로, 특히 이동 전화 통신 시스템에서 기지국에 관련된 안테나 및 피더 케이블의 테스팅에 관한 것이다.

셀룰러 전화 시스템과 같은 이동 통신 시스템은 통상적으로 이동 가입자와 통신하기 위해 무선을 이용한다. 도 1에서 도시된 바와 같이, 이러한 시스템은 송신(TX) 피더 케이블(103)에 의해 송신 (TX) 안테나(105)에 결합된 셀룰러 전화 시스템 기지국(BS)(101) 등과 같은 고정 사이트(fixed site)를 갖고 있다. BS(101)는 또한 수신(RX) 피더 케이블(107)에 의해 수신(RX) 안테나(109)에 결합된다. 시스템이 동작하면, 무선 주파수 신호는 TX 안테나(105)로부터 이동 가입자(111)에게로 송신된다. 이동 가입자(111)로부터 전송된 신호는 RX 안테나(109)에 의해 수신되어 RX 피더 케이블(107)에 의해 BS(101)로 공급된다.

통신 시스템에 있어서는 TX 및 RX 피더 케이블(103, 107) 과 TX 및 RX 안테나(105, 109)의 적절한 기능이 중요하므로, 설치 시에 이들을 테스트하고, 동작 중에 계속하여 모니터링해야 한다. TX 및 RX 피더 케이블(103, 107) 및 TX 및 RX 안테나(105, 109)에 대한 동작을 모니터링하는 데에는 종래부터 두 가지 방법이 사용되어 왔는데, 즉 전압 정재파비(VSWR)를 직접 측정하는 방법과 통계학을 이용하는방법이 있다. 이들 테스트 중 어느 하나 또는 양자 모두를 실행하기 위해 BS(101)에 테스팅 장치(113)를 제공하고 있다.

전송로를 테스팅할 경우, BS(101)에 의해 이미 전송되어진 신호의 전력을 사용하여 TX 피더 케이블(103) 및/또는 TX 안테나(105)의 VSWR을 측정함으로써, 직접 VSWR을 측정할 수 있다. BS(101)에 위치된 테스팅 장치(113)를 사용하여, BS(101)에서 떠난 전력을 TX 피더 케이블(103)로부터 BS(101)로 반사된 전력과 비교한다. 이 때, 귀환 손실(return loss)이 낮으면 TX 피더/TX 안테나 결합(combination)이 양호한 것을 나타내며(모두 방사됨), 귀환 손실이 높으면 무엇인가가 불량하다(예를 들어, TX 피더 케이블(103)의 파손, TX 안테나(105)의 소실(missing) 등)는 것을 나타낸다. 이 측정 기능은 방향성 결합기(directional coupler) 및 전력 검출기로 실현되며, 이들은 본 기술 분야에서 잘 알려져 있다. 전력 검출기는 협 대역 또는 광 대역으로 다양하게 선택적으로 구성될 수 있다. 시분할 다중접속(TDMA) 시스템의 경우, 전력 검출기는 단위 시간 슬롯을 기반(각 시간 슬롯에서 순방향 및 역방향 전력을 비교)으로 동작할 수 있다. 비(non)-TDMA 시스템의 경우에는, 평균 전력이 검출될 수 있다. TX 안테나(105)에 대한 테스트에는 순방향 전력을 측정함으로씨 송신기(도시 안됨) 상태를 검사하는 것도 포함될 수 있다.

수신 경로를 테스팅하기 위해서는, TX 피더 케이블(103) 및/또는 TX 안테나(105)에 대한 VSWR 측정은 RX 피더 케이블(107)의 기지국 측으로 테스트 톤 신호를 입사시켜 반사된 신호를 측정함으로써 행해질 수 있다. 이와는 다르게는, 수신경로 테스팅은 단지 수신된 신호 강도를 BS(101)와 이동 가입자(111)간의 공지된 거리에 상관시키는 것과 같은, 통계학적인 방법을 포함할 수 있다. (BS(101)와 이동 가입자(111)간의 거리는 이동 가입자(111)로부터 응답을 수신할 때까지 BS(101)로부터 나온 버스트(burst) 전송으로부터의 시간 주기를 측정함으로써 BS(101)에서 측정될 수 있다. 시분할 다중 접속(TDMA) 시스템의 경우, 이동 가입자(111)의 "턴 어라운드(turnaround)"시간은 BS(101)로부터의 코맨드에 따라 조정가능하여, 서로 다른 이동 가입자들로부터 나온 슬롯들이 중첩됨이 없이 양호한 TDMA 순서로 한 기지국의 수신기에 도달하게 한다. 예기된 것보다 낮은 신호 강도는 RX 안테나(109) 및 RX 피더 케이블(107) 중 하나 또는 양자 모두에 문제가 있다는 것을 나타낼 수 있다.

통계학적인 방법은 또한, 가장 단순한 형태로, TX 및 RX 안테나(105, 109)와 TX 및 RX 피더 케이블(103, 107)을 포함하는 통신 시스템의 전체 상태를 검사하는 데에도 사용될 수 있다. 즉, 통신 트래픽이 교환되는 경우, 시스템은 적정하게 기능하는 것으로 간주한다. 트래픽이 일정 시간동안 교환되지 않는 경우에는, 문제가 검출된다.

앞에서 기술한 종래의 테스팅 방법에는 여러 가지의 문제점이 발생되는데, 이들 하나는 통상적인 피더 케이블이 약 3 dB의 손실을 갖는다는 사실로부터 기인된다. 따라서, 안테나가 완전하게 제거되더라도, 피더 케이블의 BS-측에서 행해진 VSWR 측정으로는 6 dB을 초과하는 귀환 손실을 검출할 수 없다. 그래서, 측정된 귀환 손실은 피더 케이블의 실제 손실의 함수만큼 즉, 말하자면 안테나 VSWR의 함수가 된다. 측정 정확도는 피더 케이블을 측정/평가하여 측정 시스템에서 이러한 손실을 보상함으로써 개선될 수 있다. 그러나, 피더 케이블의 손실을 안다고 하더라도, 측정 정확도는 여전히 매우 불량하다. 따라서, 피더 케이블의 BS-측에서 전송된 전력을 정확하게 측정할 수 있다라는 사실에도 불구하고, 안테나를 통해 실제로 전송되는 전력량은 극히 한정되어진 VSWR 측정 정확도로 인하여 불확실하다.

단순성에도 불구하고, 통계학적인 방법 또한 여러 문제점을 갖는다. 우선, 첫째로는 이들 방법의 정확도가 한정적이라는 것이다. 또한, 통계학적인 방법은 통신 트래픽이 교환될 때만 사용될 수 있다. 통신 트래픽이 부재인 경우에는, 단지 호출하는 사람이 없는 것인지, 또는 안테나의 오동작으로 인해 호출이 수신되지 않은 것인지를 식별할 수 없다. 이것은 원격 지역에 위치한 기지국에서는 심각한 문제가 될 수 있다. 예를 들어, 군도내 한 섬에 위치해 있으며 11월 내내 호출을 교환하지 않은 하나의 기지국을 고려해 보자. 먼 지역이므로, 이것은 단순하게 호출을 시도한 사람이 없는 자연적인 결과일 수 있다. 그러나, 10월중의 폭풍으로 인해 RX 안테나가 파손될 가능성도 있다. 이와 같은 상황에서는 오퍼레이터는 수리공이 그 섬으로 와야할 필요가 있는지의 여부를 결정한 방법을 가질 필요가 있다.

발명의 요약

따라서, 본 발명의 목적은 안테나 및 피더 케이블의 상태를 정확하게 검출하기 위한 방법 및 장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 목적은 기지국 등의 원격 지역으로부터 안테나 및 피더 케이블 측정을 제어하는 것에 관한 것이다.

본 발명의 한 양태에 따르면, 상기 및 기타 목적들은 송신 피더 케이블에 의해 송신 안테나에 결합되고, 수신 피더 케이블에 의해 수신안테나에 결합되어진 기지국을 포함하는 통신 시스템으로 달성된다. 테스팅 장치는 피더 케이블의 안테나단(antenna end)[즉, 상단(top end)] 근방에 놓여진다. 이 테스팅 장치는 테스팅 장치내의 나머지 소자들을 제어하는 프로세서를 포함한다. 테스팅 장치는 또한 프로세서와 기지국간의 양방향 통신을 제공하는 통신 수단을 포함한다. 바람직한 실시예의 경우, 통신 수단은 하나 이상의 피더 케이블에 결합되는 시리얼 입력/출력(I/O)인터페이스 등의 디지탈 통신 인터페이스이다. 물론, 기지국은 테스팅 장치에 제공되는 것과 호환가능한 통신 수단을 동일하게 구비하고 있다.

기지국으로부터 수신된 코맨드에 응답하여, 프로세서는 하나 이상의 테스트를 개시할 수 있다. 송신 피더 케이블을 테스팅하기 위해, 케이블의 안테나단 또는 그 근방에서 결합된 전력 검출기는 송신 안테나에 공급되는 신호의 강도를 측정한다. 결합은 바람직하게는 방향성 안테나에 의해 제공된다. 케이블에 의한 손실은 케이블의 상부에서 측정된 전력과 기지국에 의해 케이블의 다른 단에 공급된 신호의 공지된 전력을 비교하여 측정할 수 있다.

또한 전력 검출기/방향성 결합기의 결합을 제공하여 송신 안테나로부터 반사되어진 전력을 측정할 수도 있다. 다른 실시예의 경우, 두 방향성 결합기에 단일의 전력 검출기가 결합되는데, 이 단일의 전력 검출기는 프로세서의 제어하에 순방향과 역방향 사이를 전환가능하다. 순방향 및 역방향 전력을 측정을 이용하여 안테나의 VSWR을 측정할 수 있다. 이들 결과가 통신 수단에 의해 기지국으로 다시 제공되어 기지국은 측정된 VSWR을 기대값과 비교할 수 있다.

수신기 측을 테스팅하기 위해, 테스팅 장치는 또한 테스트 톤 생성기를 포함한다. 수신 전송 케이블의 상태를 기지국으로부터의 코맨드에 응답하여, 수신 피더 케이블의 안테나단에 공지된 또는 측정가능한 강도의 테스트 톤을 제공함으로써 송수신 케이블의 상태를 테스트할 수 있다. 수신 피더 케이블의 나머지 단에서의 신호 강도를 기지국에서 측정할 수 있다. 따라서, 기지국은 케이블에서 발생된 감쇠량을 측정하여, 이것을 기대감과 비교할 수 있다.

테스트 톤 생성기는 또한 수신 안테나를 테스트하는 데에도 유용하다. 이 경우, 수신 안테나에 공급되는 테스트 톤의 전력은 공지되어 있거나 또는 측정된다. 수신 피더 케이블의 안테나단에 결합된 전력 검출기는 반사된 테스트 톤 신호의 전력을 측정함으로써 VSWR을 결정할 수 있다. 이 정보는 통신 수단을 통해 기지국으로 전달될 수 있다. 기지국에서는, 측정된 VSWR을 기대값과 비교하여 수신 안테나의 상태를 판단할 수 있다.

상기 어느 실시예의 경우에서도, 또한 테스팅 장치내의 프로세서는 측정된 VSWR을 계산하고, 이것을 기대값과 비교하여, 테스트 결과("OK/Not OK")를 기지국으로 다시 전달할 수 있다.

본 발명의 목적 및 장점에 대해서 첨부한 도면을 참조하면서 이하의 상세한 설명에서 기술하고자 한다.

도 1은 종래 기술의 이동 통신 시스템의 블럭도.

도 2는 본 발명에 따른 캐스팅 장치를 포함하는 이동 통신 시스템의 블럭도.

도 3은 본 발명에 따른 테스팅 장치의 상세화된 블럭도.

도 4는 본 발명에 따라 TX 피더 케이블을 테스트하는 시퀀스에 대한 흐름도.

상세한 설명

상기 기술로부터, 안테나 VSWR를 정확하게 측정할 수 있는 피더 케이블의 안테나 측에서 측정을 하는데 유용하다는 것이 명백해졌다. 이는 피더 케이블의 안테나단에 전력 검출 장비를 설치하고, 검출된 입사 및 반사된 전력 측정 신호를 전용 회선을 따라 기지국으로 전달함으로써 이러한 것을 행하는 것으로 생각할 수 있다. 그러나, 이러한 방법은 결합된 무선 주파수(RF) 신호 또는 검출된 직류(DC) 신호를 한 쌍의 긴 케이블을 통해 VSWR 측정을 행하는 BS(101)로 까지 공급하는 복잡한 아날로그 인터페이스를 필요로 하므로 문제가 된다. 또한, 이러한 방법은 이들 두 추가 케이블의 손실을 매우 정확하게 알 필요가 있다. 본 발명은 방금 기술한 문제점을 회피하면서 피더 케이블의 안테나단에서 측정을 얻을 수 있다.

도 2를 참조해 보면, 본 발명에 따른 이동 통신 시스템의 블럭도가 도시되어 있다. 기지국(201)은 TX 피더 케이블(203) 및 RX 피더 케이블(205)에 결합된다. TX 피더 케이블(203) 및 RX 피더 케이블(205) 각각의 안테나단은 TX 및 RX 안테나(209,211) 각각에 결합되어 이동 통신 시스템의 정상 동작에 관련된 신호들을 송신 및 수신한다. 이하에 기술된 테스팅 동작을 행하는 테스팅 장치(207)는 사실상 TX 피더 케이블(203) 및 RX 피더 케이블(205)의 안테나단 또는 그 근방에서 결합된다. TX 피더 케이블(203) 및 RX 피더 케이블(205)의 안테나단 또는 그 근방에서의 이러한 영역을 이후에는 피더 케이블 각각의 "상부(top)"라 칭하기로 한다.

본 발명에 따르면, 안테나 및 피더 케이블의 테스팅 및 모니터링에 관련된 측정 동작은 BS(201)에서 대신에 TX 피더 케이블(203) 및 RX 피더 케이블(205)의 상부에 위치한 테스팅 장치(207)에 의해 행해진다. 이것에 의해 측정 시스템이 BS(101)에 위치하는 종래 기술에 관련된 측정에 대한 모든 문제가 극복된다.

도 3에서는 테스팅 장치(207)에 대한 상세한 블럭을 도시하고 있다. 테스팅 장치(207)는 바람직하게는 내후성(weather proof) 박스(도시 생략)에 하우징된 일체형(self-contained) 장치이다. 테스팅 장치(207)의 심장부는 프로세서로서, 이것은 구입가능한 다수의 단일-칩 마이크로프로세서 중 임의의 것일 수 있다. 마이크로프로세서(301)는 메모리(303)에 저장되어 있는 제어 프로그램을 실행시켜, 이 제어 프로그램은 테스팅 장치(207)를 구성하는 소자들의 동작을 조정한다. 테스팅 장치(207)는 통상적으로는 오퍼레이터가 용이하게 접근할 수 없는 위치에 제공되어 있으므로, 메모리(303)는 바람직하게는 제어 프로그램을 영구적으로 저장하는 판독-전용 메모리(ROM) 등의 비-휘발성 메모리이다.

테스팅 장치(207)는 또한 BS(201)와 통신하기 위한 디지탈 통신 인터페이스를 갖추고 있다. 바람직한 실시예의 경우, 이들은 TX 시리얼 입력/출력(SIO) 인터페이스(305) 및 RX SIO 인터페이스(307)이다. 이들 각각은 프로세서(301)와 TX 및 RX 피더 케이블(203, 205) 각각에 결합되어 있다. 이와 같이 하여, 안테나 피더 케이블은 BS(201)에 관련된 정상 통신 트래픽을 구성하는 무선 주파수 신호를 전송할 뿐만 아니라, BS(201)와 프로세서(301)간에 통신 링크를 제공하여, BS(201)에서 측정 동작을 개시할 수 있으며 프로세서(301)는 측정 결과를 BS(201)로 다시 보고할수 있다. TX 및 RX SIO 인터페이스(305, 307) 각각은, 예를 들어, 변조기/복조기에 결합되어 각각의 TX 및 RX 피더 케이블(203, 205)상에 시리얼 데이타 비트를 송신하고 그로부터 시리얼 데이타 비트를 수신하기 위한 만능(universal) 동기-비동기식 수신기-송신기(USART)를 구비할 수 있다. 이들 장치들은 본 기술 분야에서는 공지되어 있는 사항이므로 여기서는 더 이상의 설명은 하지 않기로 한다. 또한, 본 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자들은 측정 동작의 코맨드 및 결과를 전달하기 위해 공지된 다수의 통신 프로토콜 중 임의의 것에서 사용하기 위한 메세징 구조(messaging structure)를 쉽사리 고안할 수 있다.

본 발명의 다른 국면에 따르면, TX 및 RX 피더 케이블(203, 205) 중 어느 하나 또는 양자 모두는 테스팅 장치(207)로 전력을 추가로 공급한다. 바람직하기로는 직류(DC)인 전력을 케이블에 또한 케이블로부터 결합하기 위해 피더 케이블의 양 단에서 Bias T's를 사용하는 것이 바람직하다. 테스팅 장치(207)와 BS(201) 간에서 통신을 하기 위해 변조된 시리얼 비트(TX 및 RX SIO 인터페이스(305, 307)에 의해 발생되어짐)는 DC 공급 전압에 중첩되는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서는, 피더 케이블에 공급되는 DC 전력 신호 또한 측정 동작의 코맨드 및 결과를 전달하는 데 사용될 수 있다. 여기서, 공급 전압의 극성은 시리얼로 통신되는 0과 1의 집합에 대응하여 전환될 수 있다. 테스팅 장치(207)의 회로는 통신을 수신할 목적으로 수신된 신호의 극성을 감지하고, 동시에 변환 회로에 의해 가변 극성 신호를 안정한 DC 신호로 변환시켜야한다. 이 실시예의 경우, 테스팅 장치(207)는 전류 소모를 변화시켜 BS(201)로 다시 정보를 전달할 수 있다.

상술된 바와 같이, 테스팅 장치(207)는 TX 및 RX 피더 케이블(203, 205) 및 안테나(209, 211)의 테스팅 및 모니터링에 관련된 측정을 행하기 위한 부품을 포함하고 있다. 이들 부품에 대해 지금부터 기술하고자 한다.

TX 피더 케이블(203) 및 RX 안테나(209) 사이의 전기 경로는 TX 전력 검출기(309)에 결합된 방향성 결합기(311)를 포함한다. TX 피더 케이블(203)의 상부에 도달하는 입사 전력 및 안테나 VSWR을 측정하기 위해 (이로써 실제로 전달된 전력을 측정), TX 전력 검출기(309)는 순방향 및 역방향 전력을 측정한다. 즉, TX 전력 검출기(309)는 바람직하게도 각 방향마다 하나씩의 결합기/검출기를 구비한다. 이 실시예의 경우, 순방향 및 역방향 측정은 동시에 행해진다. 이와 다르게, TX 전력 검출기(309)는 프로세서(391)의 제어 하에 순방향 및 역방향 전력 측정 모두를 행하는 두개의 검출기 중 하나에 전환가능하게 결합되는 단일의 검출기를 구비할 수 있다.

TX 전력 검출기(309)에 대한 상기 어느 실시예에서도, 이 장치는 프로세서(301)에도 결합되어 프로세서(301)는 순방향 및 역방향 전력 측정의 결과를 수신할 수 있다. 측정이 행해진 후, 프로세서(301)는 또 다른 분석을 하기 위해 TX SIO 인터페이스(305)를 사용하여 BS(201)로 측정값을 다시 보고한다.

TX 피더 케이블(203)을 테스팅하기 위한 통상적인 시퀀스에 대해서 지금부터 도 4의 흐름도를 참조하면서 기술하기로 한다. 동작 및 유지 보수(O & M)센터(도시 안됨)로부터 나온 코맨드에 응답하여, BS(201)는 TX 피더 케이블(203)상에 테스트신호를 설정한다(단계 401). 테스트 신호는, 예를 들어, 일정한 피변조 신호, 의사-랜덤 변조기로 변조된 반송파, 또는 정규 트래픽 데이타에 따라 변조된 반송파일 수 있다. (후자의 경우, 이 신호는 O & M 센터로부터의 코맨드가 없을 경우에도 TX 피더 케이블(203) 상에 설정될 수 있다.)

다음에, BS(201)는 테스팅 장치(207)에게 TX 검사 동작을 행하도록 명령한다(단계 403). 이 코맨드는 상기 시리얼 I/O에 의해 TX 피더 케이블(203)을 통해 BS(201)로부터 테스팅 장치(207)로 전달된다.

BS(201)로부터 수신된 코맨드에 응답하여, 테스팅 장치(207)는 TX 피더 케이블(303)의 안테나단에서 나타나는 신호의 순방향 및 역방향 전력을 측정한다(단계 405). 다음에, 단계(407)에서, 테스팅 장치(207)내의 프로세서(301)는 측정값을 이용하여 TX 피더 케이블(203)의 상부에서 나타나는 VSWR 및 전력값을 계산한다(전력이 실제로는 측정되더라도, 예를 들어, TX 전력 검출기(309)에 있어서의 공지된 에러를 보상하기 위해서는 여전히 임의 계산을 필요로 할 수 있다).

계산을 행한 후, 테스팅 장치(207)는 계산된 VSWR 및 전력값을 BS(201)로 다시 보고한다(단계 409). 이러한 통신은 TX 피더 케이블(203)을 통해 시리얼 I/O에 의해 발생된다.

BS(201)는 테스팅 장치(207)로부터 보고된 VSWR 및 전력값을 수신한 후, BS(201)는 테스트 신호를 차단시킨다(물론, 테스트 신호가 정규 트래픽 데이타를 구비하지 않을 경우) (단계 411). 따라서, BS(201)는 피더 손실(dB로)을 보고된 전력 값(피더 케이블의 상부로부터 나옴)에서 테스트 신호의 전력 레벨을 뺀 값으로서 계산한다(단계 413). 테스트 신호의 전력 레벨은 또한 공지된 값(이하 공지값이라 함)이거나, 측정될 수 있다.

BS(201)는 따라서 선택적으로 보고된 VSWR 및 계산된 피더 손실값을 O & M 센터로 전달하거나, 또는 이들 값 자체를 이용하여 TX 피더 케이블(203) (즉, 계산된 피더 손실은 기대값보다 큼) 및 TX 안테나(209) (실제로 전달된 전력은 기대값보다 작음)에 대한 문제를 식별한 다음, O & M 센터로 단순한 OK/Not-OK 상태 보고를 다시 간단하게 전달한다. 따라서 BS(201)는 정상 동작을 재개한다.

RX 안테나(211)에서 RX 피더 케이블(205)까지의 전기 경로는 동일하게 RX 방향성 결합기(317)를 포함한다. 순방향 및 역방향 측정 사이를 전환가능하며 RX 방향성 결합기(317)에 결합된 RX 전력 검출기(315)는 RX 피더 케이블(205)상에서 양방향으로 흐르는 전력을 측정할 수 있다. RX 전력 검출기(315)는 차례로 프로세서(301)에 결합되어 프로세서(301)가 RX 전력 검출기(315)를 제어하여 측정 결과를 프로세서(301)에 다시 보고하기 위한 경로를 제공한다.

테스트 톤 생성기(313)는 RX 피더 케이블(205)의 상부에도 결합된다. 테스트 톤 생성기(313)와 프로세서(301)간의 접속에 의해 테스트 톤 생성기(313)를 제어하는 수단이 제공된다. 프로세서(301)가, 예를 들어, RX SIO 인터페이스(307)에 의해 BS(201)로부터 수신된 명령으로부터 RX 안테나(211)가 테스트되어야 하는 것으로 판단하면, 테스트 톤 생성기(313)가 동작되어, RX 전력 검출기(315)에서 순방향 전력 측정(즉, RX 안테나(211)로 공급되는 전력량에 대한 측정)이 RX 전력 검출기(315)에서 행해진다. 또한, 순방향 전력 측정을 피할 수 있으며, 그 대신에소정값을 사용할 수 있는데, 이 경우는 테스트 톤 생성기(313)가 매우 정확하거나, 테스트 톤 생성기(313)의 출력을 RX 전력 검출기(315)에 의해 모니터하여 소정값을 생성하도록 정확하게 조정될 수 있는 경우이다. 만일 순방향 측정을 행하면, 이 값은 프로세서(301)로 공급된다. (프로세서(301)는 다른 실시예에서 소정의 순방향 전력값을 이미 갖고 있을 것이다.) 테스트 톤 생성기(313)를 정확하게 이용하는 것이 다른 실시예에 비해 바람직한 것이다.

다음에, 테스트 톤 생성기(313)는 여전히 동작하므로, 프로세서(301)에 의해 RX 전력 검출기(315)는 RX 안테나(211)로부터 RX 피더 케이블(205)로 다시 반사되는 전력량을 측정한다. 이 측정값은 프로세서(301)에도 공급된다. 마지막으로, 프로세서(301)는 또 다른 분석을 하기 위해 이들 측정 모두의 결과를 BS(201)로 다시 보고한다. 이와는 다르게, 프로세서(301)는 자체로 측정된 순방향 및 반사된 전력값을 이용하여 측정된 VSWR 값을 결정하여 BS(201)로 보고한다.

RX 피더 케이블(205)에 대한 테스팅은 다음과 같이 진행된다. 테스트 톤 생성기(313)가 동작되어, RX 피더 케이블(205)로 공급되는 테스트 톤의 전력을 필요에 따라 RX 전력 검출기(315)에 의해 측정하고, 측정된 값을 프로세서(301)로 공급한다. 물론, 테스트 톤 생성기(313)가 BS(201)에 기억될 수 있는 소정의 전력값을 생성하는데 신뢰할 수 있으면, 이러한 측정은 필요치 않다. 테스팅 장치(207)가 테스트 톤 생성기(313)에 의해 생성되어진 전력을 측정해야 한다면, 프로세서(301)는 RX SIO 인터페이스(307)를 이용하여 측정값을 BS(201)로 보고한다. 한편, BS(201)에서의 수신기(도시 안됨)는 수신된 테스트 톤의 신호 강도를 측정한다. 마지막으로, BS(201)는 측정되어진(또는 소정의) 송신 전력값 및 측정된 수신 전력값을 이용하여 RX 피더 손실을 측정한다.

상기 테스팅 방법은 바람직하게는 안테나의 설치 및/또는 피더 케이블의 설치 시에만, 또는 시스템의 자가-테스트 시에만 행해진다. 안테나/피더 케이블/BS 시스템에 대한 주기적인 자가-테스트는 통상 트래픽이 낮거나 없는 시간 동안에만 예정되어 있다.

이동 통신 시스템이 가입자들을 서비스할 때의 시간 주기동안, 안테나 및 피더 케이블의 상태는 상기 통계학적인 방법(즉, 통신 트래픽의 양을 계산해 둠)에 의해 모니터해야 한다. 호출이 전혀 교환되지 않으면(또는 매우 적으면), 자가-테스트를 개시하여 오퍼레이터에게 BS 사이트의 상태에 있어서 매우 높은 신뢰성을 제공한다.

상기 안테나 및 피더 테스트 시스템은 매우 큰 효과를 제공하는데, 이것은 TX 피더 케이블(203)에서 안테나의 VSWR 및 안테나에 도달하는 실제 송신기의 전력을 정확하고 완전히 자동적으로 액세스할 수 있기 때문이다. 동일하게, RX 피더 케이블(205)에서, 안테나의 VSWR, 및 RX 안테나(211)와 BS(201)사이에서의 실제 경로 손실을 정확하게 측정할 수 있다. 이들 효과는 전력 검출기(309, 315) 및 테스트 톤 생성기(313)를 상기 피더 케이블의 상부에 배치시킴으로써 발생된다. 이러한 배치는 차례로 피더 케이블(203, 205)상에 디지탈 통신 인터페이스를 제공함으로써 가능해 지는데, 이것에 의해 두 가지 능력 즉,테스팅 장치(207)의 원격 제어와 측정 결과를 BS(201)로 다시 전달하는 능력이 제공된다.

측정의 정확도가 높기 때문에, 오퍼레이터는 상기 시스템을 사용하여 언제든지 기지국의 안테나 시스템이 설계 사양에 따라 행해지는지 및 의도한 셀 영역을 실제로 서비스하는지를 판단할 수 있다. 이것은 알람이 울리기 전에 셀 영역 서비스 범위를 상당량만큼 감소시키는 종래 모든 모니터링 시스템에 비해 크게 향상된 것이다. 종래 시스템에서는, 이러한 문제를 셀을 중첩시켜 한 셀에서의 저하를 인접 셀에 의해 보상할 수 있도록 처리하였다. 그러나, 이러한 방법에서는 전력과 주파수 스펙트럼이 낭비되었다. 반대로, 본 발명의 테스팅 시스템에서는 안테나/피더 케이블 문제를 훨씬 이르게 검출하여 이동 통신 시스템을 보다 효율적으로 동작하도록 설계할 수 있다.

본 발명의 테스팅 시스템은 오퍼레이터 기지국의 성능에 있어서 높은 정도의 신용을 필요로 하는 오퍼레이터에 의해 커다란 효과로 사용할 수 있다는 것이 명백해졌다. 더욱이, 안테나에 근접하여 측정을 행하는 능력은, 상기 테스팅 시스템을 높은 피더 손실로 인해 종래 모니터링 및 테스팅 방법이 불량한 결과를 발생시키는 높은 마스트(mast)상에서 사용하기에 특히 적합하도록 하게 만든다. 본 발명의 테스팅 시스템을 원격 위치에서 제어하는 능력은 또한 추가의 사이트 방문 비용이 테스트 장비의 비용보다 상당히 과중될 수 있는 먼 사이트에서 사용하기에 특히 적합하도록 만든다.

본 발명은 특정 실시예에 대해서만 기술하여 왔다. 그러나, 본 기술 분야에 숙련자들은 상기 바람직한 실시예와는 다른 특정 형태로 실시할 수 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다. 이것은 본 발명의 사상 및 범주를 벗어남이 없이 행해져야한다. 예를 들어, 테스팅 장치는 독립된 TX 및 RX 시리얼 I/O 인터페이스를 갖는 것으로 도시하였다. 그러나, I/O 인터페이스 각각은 본질적으로 동일한 목적(즉, 기지국과 테스팅 장치 사이에 통신 수단을 제공하는 것)을 제공하므로, 이러한 테스팅 장치는 또한 RX 또는 TX 피더 케이블에 번갈아 결합되는 단일의 시리얼 I/O 인터페이스를 갖는 것으로 설계할 수 있다.

테스팅 장치는 또한 RX 또는 TX 피더 케이블과 안테나 모두의 테스팅을 제어하기 위해 단일의 마이크로프로세서를 갖는 것으로 도시하였지만, 본 기술 분야의 숙련자들은 또한 테스팅 장치를 독립된 RX 와 TX 장치로 분리할 수 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다. 이 경우, 이들 장치 각각은 그 자체의 마이크로프로세서와 메모리를 필요로 할 수 있다.

본 발명 테스팅 장치의 다른 이용은 기지국내에 듀플렉서를 설치하여 송신 및 수신을 위해 단일의 피더 케이블 및 안테나를 사용하는 시스템에 있다. 이 경우, 피더 케이블 및 안테나를 적정하게 테스트하기 위해서는 단지 송신에 관련된 부품(즉, 프로세서(301), 메모리(303), TX SIO 인터페이스(305), TX 전력 검출기(309), 및 TX 결합기(311))만을 필요로 한다. 그러나, 사람은 여전히 단일의 피더 케이블에 결합된 테스팅 장치에 테스트 톤 생성기를 포함하여 기지국에 위치한 RX-프론트 측 장비를 테스트하기를 원할 수 있다.

물론, 상기 실시예 중 임의의 것은 독립된 장비로 구성하지 않고, 안테나 장착형 수신기 전치 증폭기 등의 기존의 장치내에 하우징될 수 있다.

따라서, 바람직한 실시예는 단지 예시에 불과한 것으로서, 한정적인 것은 아니다. 본 발명의 범주는 상술한 기술보다는 첨부된 청구범위에 기초하므로, 청구범위의 범위내에서 행해진 모든 변형 및 등가물은 청구범위 내에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

실질적으로 송신 안테나에 또는 그 근방에 위치한 상단(top end)을 갖는 송신 피더 케이블을 통해 상기 송신 안테나와 결합된 기지국을 포함하는 통신 시스템의 테스팅 장치에 있어서,

상기 송신 피더 케이블의 상기 상단에서 신호의 입사 전력을 측정하기 위한 제1 수단,

상기 제1 수단에 결합되어 입사 전력 측정 동작(incident power measurement operation)을 제어하고 입사 전력 측정값(incident power measurement value)을 수신하기 위한 프로세서,

상기 프로세서에 결합되어, 상기 프로세서로부터의 정보를 상기 기지국으로 전송하고, 상기 기지국으로부터 정보를 수신하여 상기 수신된 정보를 상기 프로세서로 제공하는 통신 수단을 포함하며,

상기 수신된 정보가 제1 코맨드(command)인 것에 응답하여, 상기 프로세서가 상기 입사 전력 측정 동작을 개시하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템의 테스팅 장치.
실질적으로 수신 안테나에 또는 그 근방에 위치한 상단을 갖는 수신 피더 케이블을 통해 상기 수신 안테나에 결합된 기지국을 포함하는 통신 시스템의 테스팅 장치에 있어서,

상기 수신 피더 케이블의 상기 상단에 결합하기 위한 출력부를 갖는 테스트 톤 생성기,

상기 수신 피더 케이블의 상기 상단에서 상기 수신 안테나로부터 반사된 테스트 톤 신호의 전력을 측정하기 위한 제1 수단,

상기 테스트 톤 생성기 및 상기 제1 수단에 결합되어 반사된 전력 측정 동작을 제어하고 반사된 전력 측정값을 수신하는 프로세서, 및

상기 프로세서에 결합되어 상기 프로세시로부터의 정보를 상기 기지국으로 전송하며, 상기 기지국으로부터 정보를 수신하여 이 정보를 상기 프로세서로 제공하는 통신 수단

을 포함하며,

상기 수신된 정보가 제1 코맨드인 것에 응답하여, 상기 프로세서가 상기 반사된 전력 측정 동작을 개시하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템의 테스팅 장치.
실질적으로 송신 안테나에 또는 그 근방에 위치한 상단을 갖는 송신 피더 케이블을 통해 상기 송신 안테나에 결합된 기지국을 포함하는 통신 시스템에서 상기 송신 피더 케이블을 테스트하는 방법에 있어서,

상기 기지국에서, 전력의 공지값(known value of power)을 갖는 신호를 상기 송신 피더 케이블로 공급하는 단계,

상기 송신 피더 케이블에 결합된 테스팅 장치에서, 상기 송신 피더 케이블의 상기 상단에서 신호의 입사 전력을 측정하여, 상기 송신 안테나로 공급될 입사 전력의 측정값을 생성하는 단계,

상기 전력의 측정값을 상기 기지국으로 전송하는 단계, 및

상기 기지국에서, 상기 전력의 측정값을 상기 전력의 공지값과 비교하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 피더 케이블 테스트 방법.
실질적으로 송신 안테나에 또는 그 근방에 위치한 상단을 갖는 송신 피더 케이블을 통해 상기 송신 안테나에 결합된 기지국을 포함하는 통신 시스템에서 상기 송신 안테나를 테스트하는 방법에 있어서,

상기 기지국에서, 전력의 공지값을 갖는 신호를 상기 송신 피더 케이블로 공급하는 단계,

상기 송신 피더 케이블에 결합된 테스팅 장치에서, 상기 송신 피더 케이블의 상기 상단에서 신호의 입사 전력을 측정하여, 상기 송신 안테나로 공급될 입사 전력의 측정값을 생성하는 단계,

상기 테스팅 장치에서, 상기 송신 안테나로부터 반사된 신호의 전력을 상기 송신 피더 케이블의 상기 상단에서 측정하여 상기 반사된 전력의 측정값을 생성하는 단계,

상기 입사 및 반사된 전력의 측정값을 상기 기지국으로 전송하는 단계, 및

상기 기지국에서, 상기 입사 및 반사된 전력의 측정값으로부터 측정된 전압 정재파비를 결정하여, 상기 측정된 전압 정재파비를 선정된 전압 정재파비와 비교하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 안테나 테스트 방법.
실질적으로 송신 안테나에 또는 그 근방에 위치한 상단을 갖는 송신 피더 케이블을 통해 상기 송신 안테나에 결합된 기지국을 포함하는 통신 시스템에서 상기 송신 안테나를 테스트하는 방법에 있어서,

상기 기지국에서, 전력의 공지값을 갖는 신호를 상기 송신 피더 케이블로 공급하는 단계,

상기 송신 피더 케이블에 결합된 테스팅 장치에서, 상기 송신 피더 케이블의 상기 상단에서 신호의 입사 전력을 측정하여, 상기 송신 안테나로 공급될 입사 전력의 측정값을 생성하는 단계,

상기 테스팅 장치에서, 상기 송신 안테나로부터 반사된 신호의 전력을 상기 송신 피더 케이블의 상기 상단에서 측정하여 반사된 전력의 측정값을 생성하는 단계,

상기 테스팅 장치에서, 상기 입사 및 반사된 전력의 측정값으로부터 전압 정재파비를 결정하는 단계,

상기 측정된 전압 정재파비를 상기 기지국으로 전송하는 단계, 및

상기 기지국에서, 상기 측정된 전압 정재파비를 선정된 전압 정재파비와 비교하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 안테나 테스트 방법.
실질적으로 송신 안테나에 또는 그 근방에 위치한 상단을 갖는 송신 피더 케이블을 통해 상기 송신 안테나에 결합된 기지국을 포함하는 통신 시스템에서 상기 송신 안테나를 테스트하는 방법에 있어서,

상기 기지국에서, 전력의 공지값을 갖는 신호를 상기 송신 피더 케이블로 공급하는 단계,

상기 송신 피더 케이블에 결합된 테스팅 장치에서, 상기 송신 피더 케이블의 상기 상단에서 신호의 입사 전력을 측정하여, 상기 송신 안테나로 공급될 입사 전력의 측정값을 생성하는 단계,

상기 테스팅 장치에서, 상기 송신 안테나로부터 반사된 신호의 전력을 상기 송신 피더 케이블의 상단에서 측정하여 상기 반사된 전력의 측정값을 생성하는 단계,

상기 테스팅 장치에서, 상기 입사 및 반사된 전력의 측정값으로부터 측정된 전압 정재파비를 결정하고, 상기 측정된 전압 정재파비를 선정된 전압 정재파비와 비교하여 상기 송신 안테나의 적정 동작 또는 오동작을 선택적으로 나타내는 테스트 결과를 발생시키는 단계, 및

상기 테스트 결과를 상기 기지국으로 전송하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 안테나 테스트 방법.
실질적으로 수신 안테나에 또는 그 근방에 위치한 상단을 갖는 수신 피더 케이블을 통해 상기 수신 안테나에 결합된 기지국을 포함하는 통신 시스템에서 상기 수신 피더 케이블을 테스트하는 방법에 있어서,

상기 테스팅 장치에서, 전력의 공지값을 갖는 테스트 신호를 상기 수신 피더 케이블의 상기 상단으로 공급하는 단계,

상기 기지국에서, 상기 테스트 신호의 전력값을 상기 수신 피더 케이블의 기지국단에서 측정하는 단계, 및

상기 기지국에서, 상기 전력의 측정값을 상기 전력의 공지값과 비교하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 피더 케이블 테스트 방법.
실질적으로 수신 안테나에 또는 그 근방에 위치한 상단을 갖는 수신 피더 케이블을 통해 상기 수신 안테나에 결합된 기지국을 포함하는 통신 시스템에서 상기 수신 안테나를 테스트하는 방법에 있어서,

테스팅 장치에서, 입사 전력의 공지값을 갖는 테스트 신호를 상기 수신 피더 케이블의 상단으로 공급하는 단계,

상기 테스팅 장치에서, 상기 수신 안테나로부터 반사된 테스트 신호의 전력을 상기 수신 피더 케이블의 상단에서 측정하여, 반사된 전력의 측정값을 생성하는 단계,

상기 반사된 전력의 측정값을 상기 기지국으로 전송하는 단계, 및

상기 기지국에서, 상기 입사 전력의 공지값 및 상기 반사된 전력의 측정값으로부터 측정된 전압 정재파비를 결정하여, 상기 측정된 전압 정재파비를 선정된 전압 정재파비와 비교하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 안테나 테스트 방법.
실질적으로 수신 안테나에 또는 그 근방에 위치한 상단을 갖는 수신 피더 케이블을 통해 상기 수신 안테나에 결합된 기지국을 포함하는 통신 시스템에서 상기 수신 안테나를 테스트하는 방법에 있어서,

상기 테스팅 장치에서, 입사 전력의 공지값을 갖는 테스트 신호를 상기 수신 피더 케이블의 상단으로 공급하는 단계,

상기 테스팅 장치에서, 상기 수신 안테나로부터 반사된 테스트 신호의 전력을 상기 수신 피더 케이블의 상단에서 측정하여, 반사된 전력의 측정값을 생성하는 단계,

상기 테스팅 장치에서, 상기 입사 전력의 공지값 및 상기 반사된 전력의 측정값으로부터 측정된 전압 정재파비를 결정하는 단계,

상기 측정된 전압 정재파비를 상기 기지국으로 전송하는 단계, 및

상기 기지국에서, 상기 측정된 전압 정재파비를 선정된 전압 정재파비와 비교하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 안테나 테스트 방법.
실질적으로 수신 안테나에 또는 그 근방에 위치한 상단을 갖는 수신 피더 케이블을 통해 상기 수신 안테나에 결합된 기지국을 포함하는 통신 시스템에서 상기 수신 안테나를 테스트하는 방법에 있어서,

상기 테스팅 장치에서, 입사 전력의 공지값을 갖는 테스트 신호를 상기 수신 피더 케이블의 상단으로 공급하는 단계,

상기 테스팅 장치에서, 상기 수신 안테나로부터 반사된 테스트 신호의 전력을 상기 수신 피더 케이블의 상단에서 측정하여, 반사된 전력의 측정값을 생성하는 단계,

상기 테스팅 장치에서, 상기 입사 전력의 공지값 및 상기 반사된 전력의 측정값으로부터 측정된 전압 정재파비를 결정하고, 상기 측정된 전압 정재파비를 선정된 전압 정재파비와 비교하여 상기 수신 안테나의 적정 동작 또는 오동작을 선택적으로 나타내는 테스트 결과를 발생시키는 단계, 및

상기 테스트 결과를 상기 기지국으로 전송하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 안테나 테스트 방법.