KR100416338B1 - 전계강도 측정형 중계기 감시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중계기 감시장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 중계기에 부가 설치되어 중계기의 주변 전계강도 변화를 측정하여 중계기 이상 여부를 감시하기 위한 전계강도 측정형 중계기 감시장치에 관한 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 중계기 부근의 전파를 수신하기 위한 수신부; 상기 수신된 전파를 중간 주파수로 변환하기 위한 중간주파변환부; 상기 중간 주파수로 변환된 전파의 강도를 측정하기 위한 레벨 검출부; 상기 전파의 강도에 대한 데이터를 디지털신호로 변환처리하는 연산제어부; 상기 디지털신호를 FSK 변조하는 송신 PLL 모듈; 및 상기 FSK 변조된 신호를 송신하는 송신부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전계강도 측정형 중계기 감시장치를 제공한다.

Description

전계강도 측정형 중계기 감시장치{DEVICE FOR MONITORING A REPEATER BY MEASUREMENT OF FIELD STRENGTH}

본 발명은 중계기 감시장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 중계기에 부가 설치되어 중계기의 주변 전계강도 변화를 측정하여 중계기 이상 여부를 감시하기 위한 전계강도 측정형 중계기 감시장치에 관한 것이다.

이동통신 무선망 설계에 있어 특정 지역을 기지국으로 커버할 것인가 또는 중계기로 커버할 것인가를 결정하는 일은 무선망의 품질과 투자의 경제성을 비교, 분석하여 신중히 결정하여야 하는 중요한 설계결정 요소이다. 전계강도가 부족하여 발생하는 부분적인 음영 지역을 커버하기 위하여는 기지국 신호를 재증폭하여 주는 중계기를 설치하는 것이 이동통신 무선망의 일반적인 설계 방법이다.

이러한 중계기는 사용 지역에 따라 지하(건물용) 중계기와 지상용 중계기로 분류된다. 지하(건물용) 중계기는(또는 RF 중계기라고도 함) 중계기의 입, 출력 안테나가 건물의 안과 밖에 각각 설치되기 때문에 안테나간의 충분한 격리도(Isolation)가 건물 구조에 의하여 자동 확보되기 때문에 가장 일반적으로 사용된다.

현재, 소형이동통신 RF중계기가 이미 1개 사업자당 5만대 이상 설치가 되어 운용이 되고 있고, 또한 중계기의 약 10% 이상이 고장이 발생되고 있는 실정이다. 그러나, 중계기 고장이 발생되어도 별도의 관리자가 없으므로 방치되는 예가 많고 이로 인한 막대한 경제적인 손실을 가져오게 된다.

종래에는 중계기 이상 유무를 감시하기 위하여, 휴대폰을 이용하여 휴대폰에 수신되는 신호를 검출하여 이상 발생시 지정된 전화번호로 전화를 해주어 데이터를 전송하는 방법을 사용하였다.

그러나, 휴대폰을 이용하는 방식은 2개의 통신망을 관리하려면 각각 별도의 휴대폰을 중계기 옆에 비치하여야 하는 문제점이 있었다.

또한, 중계기는 지하실 등에 설치가 되고 그 옆에 감시용으로 개조한 휴대폰이 설치되어 있으므로 중계기가 고장일 경우에는 신호전달이 사실상 불가능해지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 한 대의 장비로써 2개 이상의 사업자를 동시에 관리할 수 있는 중계기 감시장치를 제공하는데 목적이 있다. 약 300MHz 대역폭 내의 CDMA 각 FA 별로 전계강도를 측정할 수 있도록 하여 중계기에 부착하여 중계기의 이상 유무를 확인할 수 있다. 최근 이동 전화 서비스 회사의 통합 등으로 인하여 기존 보유주파수 외에도 인수 합병된 주파수도 감시를 요하기 때문에 본 장치가 절실히 필요한 실정이다.

또한, 본 발명은 중계기가 완전히 작동이 정지된 상태에서도 현재 중계기 부근의 전계강도를 측정하여 신호를 기지국에 설치된 주장비에 전달할 수 있는 중계기 감시장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 기지국과의 거리의 멀고 가까움에 따라 기지국으로 송신하는 RF 레벨을 차별화 하여 과다한 RF 신호를 기지국에 가하지 않도록 함으로써, 기지국에 장애를 주지 않는 중계기 감시장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

도1은 본 발명의 바람직한 구체예에 따른 전계강도 측정형 중계기 감시장치의 개략적인 구성을 보여주는 블록도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 안테나 2: 대역여파기

3: 수신RF스위치 4: 저잡음증폭기

5: 혼합기 6: 제1중간주파증폭기

7: 중간주파필터 8: 제2중간주파증폭기

9: 레벨검출부 10: 국부발진신호증폭기

11: 수신 PLL모듈 12: MPU

13: EEPROM 14: 디스플레이장치

16: 송신 PLL모듈 17: 감쇄기

18: 증폭기 19: 대역여파기

20: 증폭기 21: 아이솔레이터

22: 송신RF스위치 24: 출력커넥터

100: 수신부 200: 중간주파변환부

400: 연산제어부 600: 송신부

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 중계기 부근의 전파를 수신하기 위한 수신부; 상기 수신된 전파를 중간 주파수로 변환하기 위한 중간주파변환부; 상기 중간 주파수로 변환된 전파의 강도를 측정하기 위한 레벨 검출부; 상기 전파의 강도에 대한 데이터를 디지털신호로 변환처리하는 연산제어부; 상기 디지털신호를 FSK 변조하는 송신 PLL 모듈; 및 상기 FSK 변조된 신호를 송신하는 송신부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전계강도 측정형 중계기 감시장치를 제공한다.

본 발명의 바람직한 구체예에 따르면, 상기 수신부는 수신RF스위치를 포함하고, 상기 송신부는 송신RF스위치를 포함하고, 상기 연산제어부의 접속 제어신호에 의하여 상기 수신RF스위치와 상기 송신RF스위치는 상호 접속되어 송신RF스위치에서 출력되는 신호가 상기 수신RF스위치를 통하여 상기 중간주파변환부로 입력되도록 하고, 상기 연산제어부는 이 신호의 전계강도를 측정하여 송신 출력레벨을 조절한다.

본 발명의 바람직한 구체예에 따르면, 상기 수신부는 안테나 및 대역여파기를 포함하고, 상기 중간주파변환부는 상기 수신된 전파가 순차적으로 통과하는 저잡음증폭기, 혼합부, 제1중간주파증폭기, 중간주파필터, 및 제2중간주파증폭기를 포함하고, 상기 혼합부는 상기 저잡음증폭기에 의하여 증폭된 신호와 수신 PLL모듈에 의하여 생성된 국부발진신호를 증폭하여 얻어지는 신호를 혼합하여 중간주파신호를 생성한다.

본 발명의 바람직한 구체예에 따르면, 상기 연산제어부는 데이터의 연산처리 및 제어를 위한 MPU, 데이터 저장을 위한 EEPROM, 실제시간 및 각종 설정값을 표시하는 디스플레이장치를 구비한다.

본 발명의 바람직한 구체예에 따르면, 상기 전계강도 측정형 중계기 감시장치는 상기 MPU와 송신 PLL모듈 사이에 저주파대역통과필터를 추가적으로 구비하고, 상기 송신부는 상기 FSK 변조된 신호가 순차적으로 통과하는 감쇄기, 증폭기, 아이솔레이터, 대역여파기, 및 중계기의 역방향 안테나 라인에 결합되는 출력커넥터를 포함한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 구체예에 따른 전계강도 측정형 중계기 감시장치의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.

도 1의 전계강도 측정형 중계기 감시장치는 수신부(100), 중간주파변환부 (200), 레벨검출부(9), 연산제어부(400), 송신 PLL모듈(16) 및 송신부(600)를 포함한다.

상기 수신부(100)는 중계기 부근의 전파를 수신하기 위한 안테나(1) 및 대역여파기(2)이다.

대역여파기(2)는 안테나로부터 유입되는 전파의 불필요한 대역을 소거하여 필요한 대역의 신호만 통과시키는 기능을 수행하게 된다.

상기 중간주파변환부(200)는 상기 수신된 전파를 중간 주파수로 변환하기 위한 구성부로서, 상기 중간주파변환부(200)는 상기 수신된 전파가 순차적으로 통과하는 저잡음증폭기(4), 혼합부, 제1중간주파증폭기(6), 중간주파필터(7), 및 제2중간주파증폭기(8)를 포함한다. 상기 중간주파변환부(200)로 인하여, 감도와 선택도가 좋아지며, 광대역에 걸쳐 선택도가 떨어지지 않고 충실도가 좋게 된다.

수신RF스위치(3)는 기지국과의 거리의 멀고 가까움에 따라 기지국으로 송신하는 RF 레벨을 차별화 하여 과다한 RF 신호를 기지국에 가하지 않도록 하기 위하여 설치된다. 기지국으로부터 수신되는 CDMA 신호를 측정하여 그 레벨을 기준으로 하여 송신할 레벨을 결정한다. 그 작동 과정을 살펴보면, 수신RF스위치(3)는 상시에 기본 위치(도1의 위치)에 있으면서 안테나로부터 전계강도를 측정하기 위한 RF신호를 받아들이고 송신RF스위치(22) 역시 기지국쪽에 설치된 메인장비에 RF신호를 전송할 수 있도록 기본 위치(도1의 위치)에 있게 된다. 상기의 RF스위치(3, 22)는 최초 설치시에 기지국으로부터 수신되는 전계강도를 측정하여 감시장치에서 측정한 정보를 송신하는 RF레벨을 결정하기 위하여, 기지국에서 감시장비 쪽으로의 전계강도 측정을 하게 된다. 따라서 최초에는 송신RF스위치(22)에서 역으로 전계강도를측정하는데, 이때 송신RF스위치(22)는 위쪽으로 전화되고 수신RF스위치(3)는 아래쪽으로 절환되어 저잡음증폭기(4)쪽으로 입력이 된다. 즉, 송신RF스위치(22)로부터 출력되는 RF 신호가 역으로 대역통과필터(23), 수신RF스위치(3)를 거쳐 저잡음증폭기(4)쪽으로 입력이 된다. 상기 송신 RF 레벨 결정의 작업은 최초에 한번만 이루어지는 것으로 충분하다. 상기 송신 RF 레벨 결정 작업은 MPU(12)의 제어하에 수행된다.

저잡음증폭기(4)는 수신된 전파의 전계강도를 측정하기 위하여 약 15dB 정도 증폭을 한다.

혼합부는 수신 PLL모듈(11), 국부발진신호증폭기(10) 및 혼합기(5)를 포함하는데, 감시할 수신 주파수를 중간주파수로 변환하기 위하여 국부발진신호와 혼합하는 기능을 수행하게 된다. 즉, 수신 PLL모듈(11)에 의하여 생성된 국부발진신호를 증폭하여 얻어지는 신호와 상기 저잡음증폭기(4)에 의하여 증폭된 신호를 혼합하여 중간주파신호를 생성하게 된다. 수신 PLL모듈(11)은 수신주파수보다 70MHz 낮은 주파수로 발진을 하고 수신대상의 주파수에 따라 MPU(12)에서 전송되어지는 데이터에 의하여 수시로 변동된다. 국부발진신호증폭기(10)는 약 3dB의 RF 신호레벨이 출력되어지면 혼합기(5)에 필요한 6dB 정도의 레벨로 증폭을 한다.

제1중간주파증폭기(6)는 혼합기(5)에서 혼합하는 과정에서 발생하는 손실을 보상하고 뒤에 이어지는 중간주파필터(7)에서 얻어지는 손실을 보상하기 위하여 약 10dB 정도 증폭을 하게 된다.

중간주파필터(7)는 중간주파수로서 약 70MHz를 사용하며 대역폭은 CDMA의1FA를 통과시킬 수 있는 약 1.5MHz 폭으로 통과를 시킨다.

제2중간주파증폭기(8)는 중간주파필터(7)에서 손실된 이득을 보상하고, 후단에 연결되는 레벨검출부(9)에서 검출할 수 있도록 적당한 레벨로 증폭을 하게 된다.

레벨검출부(9)는 상기 중간 주파수로 변환된 전파의 강도를 검출하고, 내장된 Log AMP에 의해 직선성을 유지하여 준다. 이 전압의 변화량은 MPU(12)의 A/D변환기에 입력된다.

연산제어부(400)는 MPU(12), EEPROM(13) 및 디스플레이장치(14)를 포함한다.

MPU(12)는 본 중계기 감시장치의 모든 기능을 제어하는 역할을 하고, 특히 검출된 RF 레벨이 입력되면 디지털신호로 변환하는 기능을 수행한다. 또 데이터 전송은 별도의 모뎀이 없이 Manchester code화하여 전송하도록 되어 있다. 수신 PLL모듈(11) 및 송신 PLL모듈(16)의 발진주파수, 감쇄기(17)의 감쇄 크기 및 송신RF스위치(3)와 수신RF스위치(22)의 접속은 MPU(12)에 의하여 제어된다.

EEPROM(13)은 동작 중에 수시로 변동되는 동작조건 및 자료를 보관하여 정전이 되어도 상태를 유지하는 역할을 한다.

디스플레이장치(14)는 전계강도 측정값을 표시하도록 되어 있다. 또한, 본 중계기 감시장치는 여러 대의 송신기를 설치하여 운용하므로, 같은 시간에 송신을 하지 않도록 리얼타임 클럭장치가 내장되어 있고 실제 시간을 가지고 있다. 따라서 송신시간을 장비마다 다르게 설정을 하여 운용하여 충돌을 방지하도록 되어 있다. 디스플레이장치(14)는 이 시간을 표시하고 각종 설정시 설정값을 표시하도록 되어있다.

저주파대역통과필터(15)는, MPU(12)에서 데이터를 송신하기 위해 출력하면 저주파대역통과필터(15)를 통하여 파형을 정형하여 RF 전송이 용이하도록 한다.

송신 PLL모듈(16)은 데이터를 기지국에 있는 주장비로 송신하기 위한 RF 신호를 발생하고 데이터를 FSK 변조할 수 있는 모듈이다.

송신부(600)는 상기 FSK 변조된 신호를 송신하는 역할을 하는데, 송신부(600)는 감쇄기(17), 증폭기(18), 대역여파기(19), 증폭기(20), 아이솔레이터(21) 및 출력커넥터(24)를 순차적으로 포함한다.

대역여파기(19)는 송신 PLL모듈(16)에서 발생되는 고주파 성분을 제거하는 역할을 한다.

아이솔레이터(21)는 송신시 안테나의 부정합으로 인하여 출력되는 고주파 신호의 역류를 막아 종단 증폭기(20) 소자를 보호하는 역할을 한다.

송신RF스위치(23)는 수신RF스위치(3) 기능 수행시에 연동된다.

출력커넥터(24)는 중계기의 역방향 안테나 라인에 결합하여 기지국쪽으로 신호를 전송하는 역할을 한다. 이 때 전송되는 RF 신호의 주파수는 사업자가 할당 받은 주파수에 하위 또는 상위에 미사용 부분 주파수를 이용하고 본 장비에서는 25KHz의 대역폭만 사용하므로 CDMA 원래의 신호에 영향을 미치는 않는다.

상기한 구성에 따르면, 본 발명은 2개 이상의 사업자를 동시에 관리할 수 있는 중계기 감시장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 중계기가 완전히 작동이 정지된 상태에서도 현재 중계기 부근의 전계강도를 측정하여 신호를 기지국에 설치된 주장비에 전달할 수 있는 중계기 감시장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 공간에 방사되는 RF 신호의 강도를 측정하기 때문에 어떠한 장소에도 설치가 용이하다는 장점을 가진다.

또한, 본 발명은 기지국과의 거리의 멀고 가까움에 따라 기지국으로 송신하는 RF 레벨을 차별화 하여 과다한 RF 신호를 기지국에 가하지 않도록 함으로써, 기지국에 장애를 주지 않는 중계기 감시장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 중계기 부근의 전파를 수신하기 위한 수신부;

   상기 수신된 전파를 중간 주파수로 변환하기 위한 중간주파변환부;

   상기 중간 주파수로 변환된 전파의 강도를 측정하기 위한 레벨 검출부;

   상기 전파의 강도에 대한 데이터를 디지털신호로 변환처리하는 연산제어부;

   상기 디지털신호를 FSK 변조하는 송신 PLL 모듈; 및,

   상기 FSK 변조된 신호를 송신하는 송신부;

   를 포함하여 이루어지며,

   상기 수신부는 수신RF스위치를 포함하고,

   상기 송신부는 송신RF스위치를 포함하고,

   상기 연산제어부의 접속 제어신호에 의하여 상기 수신RF스위치와 상기 송신RF스위치는 상호 접속되어 송신RF스위치에서 출력되는 신호가 상기 수신RF스위치를 통하여 상기 중간주파변환부로 입력되도록 하고, 상기 연산제어부는 이 신호의 전계강도를 측정하여 송신 출력레벨을 조절하는 것을 특징으로 하는 전계강도 측정형 중계기 감시장치.
2. 제1항에서, 상기 수신부는 안테나 및 대역여파기를 포함하고,

   상기 중간주파변환부는 상기 수신된 전파가 순차적으로 통과하는 저잡음증폭기, 혼합부, 제1중간주파증폭기, 중간주파필터, 및 제2중간주파증폭기를 포함하고,

   상기 혼합부는 상기 저잡음증폭기에 의하여 증폭된 신호와 수신 PLL모듈에 의하여 생성된 국부발진신호를 증폭하여 얻어지는 신호를 혼합하여 중간주파신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 전계강도 측정형 중계기 감시장치.
3. 제1항에서, 상기 연산제어부는 데이터의 연산처리 및 제어를 위한 MPU, 데이터 저장을 위한 EEPROM, 실제시간 및 각종 설정값을 표시하는 디스플레이장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 전계강도 측정형 중계기 감시장치.
4. 제3항에서, 상기 MPU와 송신 PLL모듈 사이에 저주파대역통과필터를 추가적으로 구비하고,

   상기 송신부는 상기 FSK 변조된 신호가 순차적으로 통과하는 감쇄기, 증폭기, 아이솔레이터, 대역여파기, 및 중계기의 역방향 안테나 라인에 결합되는 출력커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계강도 측정형 중계기 감시장치.
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