KR100427027B1 - 무선 통신 시스템에서의 무선 신호 감시 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 고가의 측정 장비 없이 송수신기의 출력 신호 및 입력 신호에 대한 신호 파형 및 전력을 용이하게 측정할 수 있도록 구성된 무선 통신 시스템에서의 무선 신호 감시 방법 및 장치에 관한 것이다.

본 발명은 감시를 원하는 신호의 대역을 입력하는 키입력부와, 감시 대역의 신호를 추출하는 신호 추출부, 추출된 신호의 전력을 측정하는 신호 전력 측정부, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D변환부, 추출된 감시 대상 신호를 표시하는 표시부를 구비하고, 상기 키입력부를 통해 감시하고자 하는 신호의 대역을 입력하여 설정하면, 외부로부터 인가된 신호는 신호 추출부를 통해 상기 감시하고자 하는 신호의 대역에 해당하는 신호가 추출되고, 신호 전력 측정부를 통해 상기 추출된 신호의 전력 레벨이 추출되며, 이 추출된 신호의 전력이 전압 신호로 변환되어, 상기 A/D변환부를 통해 디지털 신호로 변환되고, 상기 표시부를 통해 숫자나 그래프 형태로 표시 출력된다.

따라서, 본 발명에 의하면 고가의 측정 장비 없이 간단한 구성으로 무선 통신 시스템의 실시간 이용 상태 확인이 가능하며, 감시를 원하는 신호 대역의 파형 및 전력을 감시할 수 있게 된다.

Description

무선 통신 시스템에서의 무선 신호 감시 방법 및 장치{Apparatus and Method for monitoring wireless signal for use in a wireless communication system}

본 발명은 무선 통신 시스템에서의 무선 신호 감시 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선 통신 시스템에서 고가의 측정 장비 없이 송수신기의 입력 신호 및 출력 신호에 대한 신호 파형 및 전력을 용이하게 측정할 수 있는 무선 통신 시스템에서의 무선 신호 감시 방법 및 장치에 관한 것이다.

전기 통신 기술이 발달되면서 셀룰러 방식의 무선 전화, 무선 호출기, 개인 휴대 통신 서비스(Personal Communication Services; 이하 "PCS"라 칭함) 시스템 및 무선 데이터 네트워크를 포함하는 무선 통신 시스템이 보편적으로 상용화되기에 이르렀다.

무선 통신 서비스 제공자는 종전보다 더 저렴하고 신뢰할 만한 무선 통신 장비와 서비스를 제공해서 현재의 시장을 확대하고 새로운 시장을 창출하기 위하여 부단히 노력하고 있다.

셀룰러 방식 전화기, 무선 호출기, PCS 시스템 및 무선 변복조 장치와 같이 최종 소비자들이 사용하는 무선 단말 장치의 가격은 상당히 저렴해졌으며, 이로 인해 많은 사람들이 이러한 장치들의 사용 비용을 감당할 수 있게 되어 무선 단말기의 가격은 최종 소비자의 총 생활비의 작은 부분에 지나지 않게 되었다.

기존의 고객을 유지하는 한편 신규 고객을 계속적으로 유치하기 위하여, 무선 통신 서비스 제공자들은 종전보다 더 값싸면서도 품질이 향상된 무선 통신 서비스를 제공할 수 있도록 하기 위하여 서비스의 질은 개선하면서도 제반 시설비와 운영비는 절감하는 데 전력을 기울이고 있다.

이런 맥락에서, 무선 통신 시스템에 사용되는 주어진 주파수 대역 내에서 다수의 이동국이 동시에 통화할 수 있는 용량을 최대화하는 것은 매우 중요하다. 주어진 시스템의 통화 용량을 최대화하기 위한 한 방법으로서 무선 통신 시스템에서의 전력을 제어하는 방법이 많이 이용되고 있다.

무선 통신 시스템의 전력을 제어하는 방법은 크게 기지국에서 단말기로 전송되는 전력을 제어하는 순방향 전력 제어와 단말기에서 기지국으로 전송되는 전력을 제어하는 역방향 전력 제어로 구분할 수 있다.

순방향 전력 제어시, 셀 가장 자리에 위치한 이동국이 셀 중심부에 있어 기지국에 가까이 위치한 이동국과 동일한 수준의 전송 품질을 유지하기 위해서는 보다 많은 전력을 필요로 한다. 특히, 코드 분할 다중 액세스(Code Division Multiple Access: 이하 "CDMA"라 칭함) 방식의 이동 통신 시스템에서는 어느 한 이동국에 할당되는 전력은 다른 이동국들에게는 잡음으로 작용하므로, 시스템 용량을 극대화하기 위하여 상대적으로 적은 전력을 필요로 하는 이동국에 전력을 적게 할당하고, 이로부터 발생하는 여분의 전력을 가지고 보다 많은 전력을 필요로 하는 이동국에 할당함으로써 모든 이동국이 수신하는 신호대 잡음비(SNR)가 일정하도록유지시켜야 한다.

반면, 역방향의 전력 제어에 있어서는 기지국에 가까이 위치한 이동국에서 기지국으로 전송되는 신호의 세기가 기지국으로부터 상대적으로 멀리 위치한 이동국에서 기지국으로 전송되는 신호의 세기에 비해 강하다. 따라서, 적절한 전력 제어가 이루어지지 않을 경우 기지국에 가까이 위치한 이동국 신호는 필요 이상의 강한 세기로 기지국에 전송되며, CDMA 방식의 통신 시스템의 경우 이러한 여분의 전력은 다른 이동국에서 전송되는 신호에 간섭 성분으로 작용하게 된다.

하나의 무선 네트워크에서 서비스 받을 수 있는 가입자의 수를 증가시키기 위하여, 동일한 영역을 관장하는 셀 크기를 보다 크게 설정하면 주파수 재사용(Frequency Reuse)이 극대화된다. 반면, 기지국의 수가 더 많아지게 되어 기반 시설비와 운영 유지비는 증가한다. 이러한 증가된 비용을 감소시키기 위하여, 무선 서비스 공급자들은 설비비와 유지 보수비와 운영비를 줄일 수 있거나 서비스의 질을 개선할 수 있는 혁신적인 방식을 구현하기를 희망하고 있다.

무선 네트워크에서 고품질의 서비스를 제공하면서도 유지비를 줄이기 위해서는 우선적으로 기지국에 의해 전송되는 무선 주파수 신호를 감시할 필요가 있다. 감시가 가능한 신호 변수들로는 인접 채널 전력비(Adjacent Channel Power Ratio: ACPR), 밴드 내/외부의 의사 성분을 포함한 스펙트럼 순도, 점유 대역폭, 주파수 오차, 코드영역 전력 등이 있다.

다수의 기지국들을 관장하는 중심 위치로부터 각 기지국의 무선 주파수 송신기의 전력을 감시하기 위해서, 무선 통신 서비스 제공자들은 유지보수 직원들을 일일이 각 기지국이 설치된 현장에 파견하여야 했다.

종래의 무선 네트워크는 무선 기능과 유선 기능을 통합된 물리적 장치에서 수행하는 방식의 이른 바 "통합 기지국"을 구비하고 있다.

통합 기지국의 경우에 있어서, 기지국이 전송한 무선 주파수 신호는 기지국의 장비에 설치되는 전용 테스트 장비 회로 기판과 같은 내장(Built-in) 테스트 장비가 직접 감시한다.

상기 감시된 무선 주파수 신호 변수들은 기지국이 취급하는 통화와 관련된 음성 및 데이터 전송 신호와 함께 이동 스위칭 센터 (MSC: Mobile Switching Center)와 같은 중앙 감시 장치로 전송된다.

그러나 최근에 있어서, 기지국은 통합된 형태의 구조보다는 기능 단위로 분할된 모듈(Module) 방식으로 구성되는 경향이 나타나고 있다. 일부 모듈 방식의 설계에 있어서, 무선 기능들은 하나의 모듈로 구현되며 유선 기능들은 이러한 무선 기능 모듈과는 분리된 별개의 모듈로 구현된다.

상기한 모듈 방식의 무선(RF) 기능은 무선부(Radio Unit)에서 구현되며 유선(Non-RF) 기능은 별개의 본부(Main Unit)에서 구현되고 있다. 이러한 분리 모듈 방식을 이용하면, 소형 무선부를 안테나 근처에 설치할 수 있으며, 이렇게 하면 송수신되는 무선 주파수 신호에서의 신호 전송 손실을 상당히 감소시킬 수 있다.

이렇듯 무선 요소와 유선 요소를 분리하게 되면 다양한 무선 주파수 작동 조건에 대해서도 기능 단위로 분화된 모듈 방식을 적용시킬 수 있다.

반면에, 모듈 방식의 구조를 이용하게 되면, 무선부에 의해 전송된 무선 주파수 신호들을 감시하는 것이 통합 기지국의 경우보다 더 어려워지게 된다. 왜냐하면 무선 주파수 테스트 장비가 유선 본부의 일부로 구성된다면, 유선 본부가 관장하는 각 무선부로부터의 무선 주파수 신호는 유선 본부에 도달하기 위하여 강제로 고손실의 동축케이블을 통과해야 하는데, 이때의 손실로 인하여 신호 측정의 정확도가 매우 떨어진다.

반대로 무선 주파수 테스트 장비가 무선부의 일부로 구성된다면, 별개의 무선 주파수 측정 장비들이 유선 본부에 부속되어 있는 무선부 각각에 설치되어야 하는데, 이로 인하여 측정 장비가 과도하게 많이 필요하게 되어 설비 비용이 증가하게 된다.

또한, 측정 장비를 사용하여 프론트-엔드(Front-End)단의 사용 신호를 측정하는데는 일반적으로 스펙트럼 분석기나 RF 감시 장치가 사용되는데, 이러한 장비를 사용하면 측정을 위한 구조가 복잡해지고 측정된 값에 오차가 큰 문제점이 있다.

따라서 무선 네트워크 모듈 방식의 기지국 내에 있는 하나 이상의 무선부들로부터 전송된 무선 주파수 신호들을 감시하기 위한 시스템 및 방법이 관련 기술 분야에서 필요하게 되었다. 특히, 신호 측정의 정확도를 감소시키는 "손실성" 케이블을 통해서 무선 주파수 신호를 전송하지 않아도 되면서도 소요되는 테스트 장비들의 양을 줄이게 해주는, 모듈 방식 무선부에 의해 전송된 무선 주파수 신호들을 감시하기 위한 시스템 및 방법이 필요하게 되었다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 안출된 것으로서, 무선 통신 시스템에서 고가의 측정 장비 없이 송수신기의 입력 신호 및 출력 신호에 대한 신호 파형 및 전력을 용이하게 측정할 수 있도록 구성된 무선 통신 시스템에서의 무선 신호 감시 방법 및 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 목적에 의하면, 무선통신 단말기와 이를 관장하는 기지국간에 송수신되는 신호의 사용 상태를 감시하는 무선 통신 시스템의 무선 신호 감시 장치에 있어서, 상기 송수신되는 신호로부터 감시를 원하는 대역의 신호를 추출하기 위한 신호 추출부, 상기 신호 추출부에 의해 추출된 신호로부터 신호의 전력 레벨을 검출하기 위한 신호 전력 측정부, 상기 신호 전력 측정부에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부, 감시를 원하는 주파수 대역과 원하는 처리 방식을 입력하여 설정하기 위한 키입력부, 상기 키입력부를 통하여 입력된 주파수 대역과 처리 방식에 따라 신호 감시 처리를 실행하는 신호 처리 제어부, 상기 신호 처리 제어부에서 신호 처리된 내용을 디스플레이하기 위한 표시부, 및 상기 신호 처리 제어부에서 신호 감시 처리된 결과를 통신 선로를 이용하여 다른 관리 시스템으로 전달하기 위한 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 무선 신호 감시 장치가 제공된다.

본 발명의 다른 목적에 의하면, 감시를 원하는 신호의 대역을 입력하고 원하는 처리 방식을 설정하기 위한 키입력부, 감시를 원하는 대역의 신호를 추출하기 위한 신호 추출부, 상기 신호 추출부에 의해 추출된 신호로부터 신호의 전력 레벨을 검출하기 위한 신호 전력 측정부, 상기 신호 전력 측정부에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호를 변환하는 A/D 변환부, 상기 키입력부를 통하여 입력된 신호 대역과 요구된 처리 방식에 따라 상기 A/D 변환부에서 출력되는 신호에 대한 신호 처리를 실행하는 신호 처리 제어부, 상기 신호 처리 제어부에서 처리된 내용을 표시하기 위한 표시부 및 통신 선로를 이용하여 다른 관리 시스템으로 신호 대역의 감시 결과를 전달하기 위한 통신부로 구비하는 무선 통신 시스템에서의 무선 신호 감시 방법에 있어서, 감시하고자 하는 신호의 주파수 대역을 입력하여 설정하는 단계, 상기 감시하고자 하는 신호의 대역에 해당하는 신호를 추출하는 단계, 상기 추출된 신호의 전력 레벨을 검출하는 단계, 상기 검출된 신호의 전력을 전압 신호로 변환하는 단계, 상기 전압 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계, 상기 변환된 감시 대역의 디지털 신호를 디스플레이하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 무선 신호 감시 방법이 제공된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서의 무선 신호 감시 장치를 개략적으로 나타낸 내부 구성도,

도 2는 도 1의 신호 추출부와 신호 전력 측정부의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 블럭 구성도,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서의 무선 신호 감시 방법을 설명하기 위한 순서도,

도 4는 감시 대역의 신호 파형을 스퓨리어스 형태로 표시 출력한 것을 나타낸 도면,

도 5는 표시 출력된 감시 신호 대역의 인접 채널 전력비와 인접 채널 누설비를 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 신호 추출부 20 : 신호 전력 추출부

30 : A/D 변환부 40 : 키입력부

50 : 신호처리 제어부 60 : 표시부

70 : 통신부 110 : 전압 제어 증폭기

120 : 대역통과필터 130 : 국부 발진기

140 : 주파수 혼합기 150 : SAW 필터

210 : 전압 제어 증폭기 220 : 로그 앰프

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서의 무선 신호 감시 장치를 개략적으로 나타낸 내부 구성도이다.

본 발명에 따른 무선 신호 감시 장치는 기지국 시스템으로부터 입력되는 신호 중 감시를 원하는 대역의 신호를 추출하기 위한 신호 추출부(10), 상기 신호 추출부(10)에 의해 추출된 신호로부터 신호의 전력 레벨을 검출하기 위한 신호 전력 측정부(20), 상기 신호 전력 측정부(20)에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호를 변환하는 A/D 변환부(30), 감시를 원하는 신호의 대역을 입력하고 원하는 처리 방식을 설정하기 위한 키입력부(40), 이 키입력부(40)를 통하여 입력된 신호 대역과 요구된 처리 방식에 따라 상기 A/D 변환부(30)에서 출력되는 신호에 대한 신호 처리를 실행하는 신호 처리 제어부(50), 상기 신호 처리 제어부(50)에서 처리된 내용을 표시하기 위한 표시부(60) 및 통신 선로를 이용하여 예컨대, 다른 컴퓨터 시스템으로 신호 대역의 감시 결과를 전달하기 위한 통신부(70)로 구성된다.

상기 신호 추출부(10)에서 감시를 원하는 신호의 대역은 상기 신호 처리 제어부(50)가 주파수 가변을 위해 위상 고정 루프(Phase Locked Loop: 이하 "PLL"이라 함) 방식을 이용하여 감시를 원하는 신호의 대역 주파수를 설정하는데, 위상 고정 루프내의 전압 조정 발진기(Voltage Controlled Oscillator: 이하 "OSC"라 함)를 이용하여 소정의 전압을 인가시켜 원하는 주파수 대역으로 변화시킬 수 있다.

상기 신호 전력 측정부(20)에서 신호 레벨을 검출하기 위해 사용되는 필터로는 표면 탄성파 필터(Surface Acoustic Wave: 이하 "SAW"라 함) 혹은 요구되는 대역의 특성을 가진 크리스탈 필터(Crystal Filter) 등이 이용될 수 있다. 필터의 대역 특성은 신호 측정의 정확도를 고려하여 설정하는데, 기본적으로 분해 대역폭을 30 KHz 정도로 고려하여 설계한다. 또한, 상기 대역폭은 신호를 감시하는 방식에 따라 달리할 수 있다.

상기 표시부(60)는 신호를 감시한 결과를 간단한 문자 혹은 그래픽으로 표현할 수 있는데, 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display)나 형광 표시관(VFD: Vacuum Fluorescent Display), 개인용 컴퓨터(Personal Computer)의 모니터 등을 이용할 수 있다.

도 2는 상기 도 1의 신호 추출부(10)와 신호 전력 측정부(20)의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.

도 2에서 신호 추출부(10)는 송신측으로부터 수신된 신호를 전압 제어 신호에 따라 증폭 또는 감쇄하는 전압 제어 증폭기(VCA: Voltage Controlled Amplifier, 110)와, 상기 전압 제어 증폭기(110)로부터 인가된 신호를 필터링하기 위한 대역통과 필터(120), 상기 신호 처리 제어부(50)로부터 인가된 제어 신호에 따라 주파수 신호를 발생시키는 국부 발진기(130), 상기 전압 제어 증폭기(110)의 출력 신호와 상기 국부 발진기(130)의 출력 신호를 곱하여 상향 조정된 라디오 주파수(Radio Frequency) 신호를 출력하는 주파수 혼합기(140), 상기 일정 레벨로 상향된 신호를 입력받아 필터링하는 SAW 필터(150)로 구성된다.

상기 전압 제어 증폭기(110)는 도시하지는 않았지만 가변 감쇄기와 증폭기로 구성되고, 또한 외부에서 사용자가 전압 신호를 조정할 수 있도록 구성할 수 있다. 이러한 구성을 사용하면 입력 레벨이 높을 경우 감쇄를 주어 상호 변조가 발생하지 않도록 하는 것이 가능하다.

상기 국부 발진기(130)는 도시하지는 않았지만 상기 신호처리 제어부(50)로부터의 제어 신호에 따라 측정 요구되는 대역 신호를 검출하기 위해 소정의 주파수 신호를 발생시킨다.

또한, 상기 SAW 필터(150)는 압전 물질로 만든 평판의 한 끝에 전극을 붙이고 신호 전압을 가하면 인가된 전압에 의한 압전 진동이 전파되어 다른 끝에 붙인 전극에 기전력을 유도하는데, 그 주파수 통과 대역의 경계가 선명한 원리를 이용하여 만든 필터를 말한다.

도 2에서, 신호 전력 측정부(20)는 전압 제어 신호에 따라 상기 신호 추출부(10)로부터 인가된 신호를 증폭 또는 감쇄하는 전압 조절 증폭기(210)와 전력을 전압으로 변환시켜 주는 로그 앰프(Log AMP, 220)로 구성된다.

이어, 상기한 구성으로 된 무선 통신 시스템의 무선 신호 감시 장치의 동작을 도 3에 도시된 순서도를 참조하여 설명한다.

먼저, 도시하지는 않았지만 무선 통신 시스템에서 기지국과 이동 단말기 간에 제어 신호 및 음성 신호의 송수신이 이루어지면, 송수신되는 신호는 신호 추출부(10)로 인가된다.

사용자는 키입력부(40)를 이용하여 감시하고자 하는 신호의 대역을 입력하여 설정한다 (S2 단계). 예컨대, 800 MHz ~ 900 MHz 대역을 감시한다거나 880 MHz ~ 890 MHz 대역을 감시하는 키입력을 실행한다.

사용자가 키입력부(40)를 통해 감시를 원하는 신호 대역을 입력하면, 신호 처리 제어부(50)는 도시하지는 않았지만 상기 키입력부(40)를 통해 입력된 신호 대역에 대응되는 발진 명령 신호를 국부 발진기(130)로 인가하게 된다.

상기 신호 처리 제어부(50)로부터 발진 명령 신호를 인가받은 국부 발진기(130)는 인가된 발진 명령 신호에 대응되는 국부 발진 주파수 신호를 발생시켜 주파수 혼합기(140)로 인가한다.

한편, 신호 처리 제어부(50)는 상기 키입력부(40)를 통해 감시 신호 대역이 입력되면, 입력된 감시 신호 대역에 대응되는 전압 제어 신호를 신호 추출부(10)의전압 제어 증폭기(110)로 인가하게 된다.

상기 전압 제어 증폭기(110)는 신호 처리 제어부(50)로부터 인가된 전압 제어 신호에 기초하여 수신 신호를 감쇄하거나 증폭할 수 있는 한편, 외부에 전압 제어 신호를 조절할 수 있는 조절 수단을 설치하고, 이 조절 수단의 조절에 의해서도 수신 입력되는 신호를 감쇄하거나 증폭할 수 있다.

상기 신호 추출부(10)로 인가된 신호는 증폭 또는 감쇄되고, 국부 발진 신호와 혼합되어 필터링됨으로써 사용자가 감시하고자 하는 대역의 신호가 추출된다 (S4 단계).

즉, 신호 추출부(10)로 인가된 신호는 전압 제어 증폭기(110)를 통해 높은 레벨의 신호일 경우 감쇄되고, 낮은 레벨의 신호일 경우는 증폭된다. 전압 제어 증폭기(110)로부터 출력된 신호는 대역통과 필터(120)를 통해 필터링되어 주파수 혼합기(140)로 인가된다.

주파수 혼합기(140)는 국부 발진기(130)로부터 인가된 반송파 신호와 대역 통과 필터(120)로부터 인가된 신호를 곱하여 주파수 대역이 상향된 주파수 신호를 출력하게 된다. 주파수 혼합기(140)로부터 출력된 신호는 SAW 필터(150)에서 필터링되어 원하는 감시 대역의 신호가 전력 신호로서 출력된다.

상기 신호 추출부(10)로부터 추출된 신호는 신호 전력 측정부(20)로 인가되는데, 신호 전력 측정부(20)로 인가된 신호는 전압 조절 증폭기(210)에서 증폭 또는 감쇄되어 인가된 신호에 대한 전력이 측정된다 (S6 단계). 그리고, 로그 앰프(220)에 의해 전력 신호가 전압 신호로 변환되어 출력된다 (S8 단계).

상기 신호 전력 측정부(20)로부터 출력된 신호는 A/D 변환부(30)로 입력된 후 디지털 신호로 변환되어 신호 처리 제어부(50)로 인가된다 (S10 단계).

신호 처리 제어부(50)는 인가된 감시 대역의 신호 파형을 표시부(60)를 통해 도 4에 나타낸 바와 같이 스퓨리어스 감도(Spurious Response) 형태로 표시 출력하게 된다 (S12 단계).

상기 표시부(60)를 통해 출력되는 감시 대역의 신호 표시는 감시 대역의 전력 레벨, 특정 주파수 전력 레벨을 신호 파형 또는 디지털 숫자 형태로 표시할 수 있을 뿐만 아니라, 도 5에 도시한 바와 같이 숫자와 그래프 형태로 된 인접 채널 전력비(ACPR)나 인접 채널 누설비(ACLR)를 출력할 수 있다.

도 5는 표시 출력된 감시 신호의 인접 채널 전력(ACP)과 인접 채널 전력비(ACPR)나 인접 채널 누설비(ACLR)를 나타낸 것이다.

도 5의 (A)는 인접 채널 전력(ACP)을 나타낸 것으로서, 자신의 통화 채널 뿐만 아니라 타인의 통화 채널의 대역폭도 동일하게 적용하여 나타낸 것을 알 수 있다.

도 5의 (B)는 인접 채널 전력비(ACPR)를 나타낸 것으로서, 이는 CDMA와 같은 디지털 통신 시스템의 전력증폭기에서 전력의 선형성을 나타내는 지표중 하나로서, 한 채널의 주파수 대역에서 인접 채널까지의 특정 옵셋(Offset) 주파수에서의 전력차를 나타내며, 단위로는 "dBc"를 사용한다.

상기 인접 채널 전력비를 수식으로 표현하면, 일반적으로 CDMA의 채널 간격이 1.23 MHz 또는 1.25 MHz 이므로 수학식 1 과 같이 표현될 수 있다.

여기서, △f1은 1.23(1.25) MHz 채널 주파수 전력을 나타내며, △f2는 특정 옵셋 주파수 지점의 30 kHz 대역폭 전력을 나타낸다. 옵셋은 ±1.25 MHz 뿐만 아니라 ±885 kHz, ±2.25 MHz 등 시스템에 따라 여러가지 규격이 있다.

종래의 인접 채널 전력(ACP)은 각 채널폭이 30 kHz이지만, ACPR은 CDMA가 1.23(1.25) MHz이기 때문에 30 kHz - 30 kHz의 전력비를 보이는 ACP와 달리 1.23(1.25) MHz - 30 kHz의 전력비를 보이게 된다.

상기 수학식 1에서, 1230 kHz / 30 kHz = 41 정도의 비율이고, 이것을 dB로 환산하면 10 log 41 = 16.xx dB가 된다. 그래서 ACP보다는 채널 대역폭이 41배이기 때문에 채널 대역폭을 30 kHz로 계산한 ACP값에 16dB를 더하게 되는 것이다.

보통 측정할 때는 스펙트럼 분석기 (Spectrum Analyzer)의 분해능(Resolution)을 30 kHz로 맞춘후, 해당 옵셋과의 차이(ACP)에 16dB를 더하는 경우가 많다.

상기 인접 채널 전력비(ACPR)는 자기 신호가 타인의 신호에 간섭을 주는 정도를 나타낸다. 전력 증폭기의 경우 자기 채널 신호만 잘 증폭하고 타의 채널 대역은 최대한으로 증폭을 억제해야 하기 때문에 ACPR이 주요 지표로 사용되는 것이다.

비록 인접 채널 전력비(ACPR)와 인접 채널 누설비(ACLR)가 계산 방식은 서로 다르지만 그 의미하는 바는 같다고 볼 수 있다.

상기 ACPR은 측정이나 계산면에서 ACLR보다 다소 불편한 반면, 인접 채널 누설비(ACLR)는 중심 채널 전력과 특정 옵셋 주파수만큼 떨어진 지점의 전력간의 차이를 "dBc"로 나타낸 것이므로 계산이나 측정이 편리하다.

한편, 상기 신호 감시 장치는 사용자가 휴대할 수 있도록 구성하여, 사용중인 이동단말기에 접속하여 사용할 수 있을 뿐만 아니라 기지국 등의 무선 통신 시스템에 적용하여 사용할 수도 있다.

즉, 상기 실시예에 의하면 무선 통신 시스템의 신호 입출력 상태를 감시할 수 있을 뿐만 아니라 원하는 신호 대역 내의 전력 및 스펙트럼을 확인할 수 있는 신호 감시 장치 및 방법을 실현할 수 있게 된다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 기술을 가진 자라면 누구나 이해할 수 있을 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 고가의 측정 장비 없이 간단한 구성으로 무선 통신 시스템의 실시간 이용 상태 확인이 가능하며, 감시를 원하는 신호 대역의 파형 및 전력을 확인할 수 있는 무선 신호 감시 방법 및 장치를 실현할 수 있게 된다.

Claims (13)

1. 무선통신 단말기와 이를 관장하는 기지국간에 송수신되는 신호의 사용 상태를 감시하는 무선 통신 시스템에서의 무선 신호 감시 장치에 있어서,

   상기 송수신되는 신호로부터 감시를 원하는 대역의 신호를 분해능 대역폭 단위로 추출하기 위한 신호 추출부,

   상기 신호 추출부에 의해 추출된 신호로부터 신호의 전력 레벨을 검출하기 위한 신호 전력 측정부,

   상기 신호 전력 측정부에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부,

   감시를 원하는 주파수 대역과 원하는 처리 방식을 입력하여 설정하기 위한 키입력부,

   상기 키입력부를 통하여 입력된 주파수 대역과 처리 방식에 따라 신호 감시 처리를 실행하는 신호 처리 제어부,

   상기 신호 처리 제어부에서 신호 처리된 내용을 디스플레이하기 위한 표시부,

   상기 신호 처리 제어부에서 신호 감시 처리된 결과를 통신 선로를 이용하여 다른 관리 시스템으로 전달하기 위한 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 무선 신호 감시 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 신호 추출부는,

   상기 송수신되는 신호로부터 추출한 감시 대역의 신호를 전압 제어 신호에 따라 증폭 또는 감쇄하는 전압 제어 증폭기,

   상기 전압 제어 증폭기로부터 인가된 신호를 필터링하기 위한 대역통과 필터,

   상기 신호 처리 제어부로부터 인가된 제어 신호에 따라 국부 발진 신호를 발생시키는 국부 발진기,

   상기 전압 제어 증폭기의 출력 신호와 상기 국부발진기의 출력 신호를 곱하여 주파수 대역이 상향된 무선 주파수 신호를 출력하는 주파수 혼합기 및

   상기 주파수 대역이 상향된 신호를 입력받아 필터링하는 표면 탄성파 필터(Surface Acoustic Wave Filter)를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 무선 신호 감시 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 신호 전력 측정부는 상기 신호 추출부로부터 인가된 신호를 전압 제어 신호에 따라 증폭 또는 감쇄하는 전압 조절 증폭기와 전력을 전압으로 변환시켜 주는 로그 앰프를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 무선 신호 감시 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 신호 전력 측정부에서 신호 레벨을 검출하기 위해 표면 탄성파 필터 또는 크리스탈 필터를 사용하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 무선 신호 감시 장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 표시부는 액정 표시장치나 형광 표시관(VFD), 컴퓨터 모니터인 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 무선 신호 감시 장치.
6. 제 3 항에 있어서,

   상기 전압 제어 증폭기는 전압 신호를 감쇄하는 가변 감쇄기와 전압 신호를 증폭하는 증폭기로 구성되고, 장치 외부에서 사용자가 전압 신호를 조정할 수 있도록 입력 조절 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 무선 신호 감시 장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 신호 감시 장치는 휴대할 수 있을 정도로 소형인 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 무선 신호 감시 장치.
8. 감시를 원하는 신호의 대역을 입력하고 원하는 처리 방식을 설정하기 위한 키입력부, 감시를 원하는 대역의 신호를 추출하기 위한 신호 추출부, 상기 신호 추출부에 의해 추출된 신호로부터 신호의 전력 레벨을 검출하기 위한 신호 전력 측정부, 상기 신호 전력 측정부에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호를 변환하는 A/D 변환부, 상기 키입력부를 통하여 입력된 신호 대역과 요구된 처리 방식에 따라 상기 A/D 변환부에서 출력되는 신호에 대한 신호 처리를 실행하는 신호 처리 제어부, 상기 신호 처리 제어부에서 처리된 내용을 표시하기 위한 표시부 및 통신 선로를 이용하여 다른 관리 시스템으로 신호 대역의 감시 결과를 전달하기 위한 통신부로 구비하는 무선 통신 시스템에서의 무선 신호 감시 방법에 있어서,

   감시하고자 하는 신호의 주파수 대역을 입력하여 설정하는 단계,

   상기 감시하고자 하는 신호의 대역에 해당하는 신호를 분해능 대역폭 단위로 추출하는 단계,

   상기 추출된 신호의 전력 레벨을 검출하는 단계,

   상기 검출된 신호의 전력을 전압 신호로 변환하는 단계,

   상기 전압 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계,

   상기 변환된 감시 대역의 디지털 신호를 디스플레이하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 무선 신호 감시 방법.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 감시하고자 하는 신호의 대역에 해당하는 신호를 추출하는 단계는, 외부로부터 인가되는 신호를 감쇄 또는 증폭하는 과정과, 감쇄 또는 증폭된 신호를 필터링하는 과정, 필터링한 신호를 국부 발진 신호와 혼합하는 과정, 상기 혼합된신호의 분해능 대역폭을 필터링하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 무선 신호 감시 방법.
10. 제 8 항에 있어서,

    상기 감시 대역의 디지털 신호를 표시하는 단계는, 액정 표시장치(LCD)나 형광 표시관(VFD), 컴퓨터 모니터를 이용하여 표시하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 무선 신호 감시 방법.
11. 제 8 항 또는 제 10 항에 있어서,

    상기 감시 대역의 디지털 신호를 디스플레이하는 단계는, 상기 신호 전력 측정부를 이용하여 주파수를 가변하면서 측정된 상기 전력 레벨을 이용하여 스펙트럼 파형 및 스퓨리어스 감도를 표시 출력하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 무선 신호 감시 방법.
12. 제 8 항 또는 제 10 항에 있어서,

    상기 감시 대역의 디지털 신호를 디스플레이하는 단계는, 인접 채널 전력비(ACPR)와 인접 채널 누설비(ACLR)를 숫자와 그래프로 표시 출력하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 무선 신호 감시 방법.
13. 제 8 항 또는 제 10 항에 있어서,

    상기 감시 대역의 디지털 신호를 디스플레이하는 단계는, 감시 대역의 전력 및 특정 주파수 전력 레벨을 숫자와 그래프로 표시 출력하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 무선 신호 감시 방법.