KR100538775B1 - 무선통신 시스템에서의 다양한 간섭신호에 대한 지능형채널 선택 방법 및 장치 및 이를 이용한 수신기 - Google Patents

무선통신 시스템에서의 다양한 간섭신호에 대한 지능형채널 선택 방법 및 장치 및 이를 이용한 수신기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복수의 사용가능한 채널에 대해서 수신된 신호 채널 파워를 측정하여 신호 채널 파워 데이터로 저장하는 채널 파워 측정부와, 상기 복수의 사용가능한 채널을 정렬하여 채널 리스트로 저장하는 채널 리스트 저장부와, 상기 신호 채널 파워 데이터 및 상기 채널 리스트 내의 채널들의 주파수 오프셋을 기초로 채널 선택을 위한 데이터를 생성하는 채널 선택 데이터 생성부와, 상기 채널 선택을 위한 데이터를 기초로 상기 채널 리스트 내의 채널 중에서 우선 순위가 높은 채널을 선택하는 채널 선택부를 포함하는 무선통신 시스템에서의 다양한 간섭신호에 대한 지능형 채널 선택 장치를 포함한다.
본 발명에 따르면, 채널들의 주파수 오프셋 및 상기 채널 파워 측정부에서 측정된 신호 채널 파워 데이터 모두를 고려하여 채널 선택 및 할당을 수행하여, 간섭신호들에 의한 영향을 줄여서 최소 검출가능 신호를 낮출 뿐만 아니라, 파워 소모를 줄일 수 있다.

Description

무선통신 시스템에서의 다양한 간섭신호에 대한 지능형 채널 선택 방법 및 장치 및 이를 이용한 수신기{METHOD AND APPARATUS FOR INTELLIGENT CHANNEL SELECTION AGAINST VARIOUS INTERFERERS IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS AND RECEIVER USING INTELLIGENT CHANNEL SELECTION}
본 발명은 무선통신 시스템에서의 다양한 간섭신호(interferer)가 존재하는 경우의 지능형 채널 선택 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 ISM-대역(Industrial, Scientific, Medical frequencies-band)에서 다양한 간섭신호에 대응할 수 있는 대역외(out-of-band) 채널 선택을 위해서 주파수 오프셋과 신호 채널 파워를 기초로 채널 선택을 위한 데이터를 생성하고 이를 기초로 채널을 할당하는 지능형 채널 선택 방법 및 장치에 관한 것이다.
ISM-대역에서의 일반적 공존성(coexistence) 문제들을 해결할 수 있는 다양한 메카니즘들이 제시되었다. 특히, 무선 랜, 블루투스(Bluetooth), 전자태그(RFID) 등 다양한 통신규격을 지원하는 다양한 통신시스템이 존재하는 ISM-대역에서의 채널 선택을 위한 방법은 대역내 채널 선택을 위한 방법과 대역외 채널 선택을 위한 방법이 있다.
대역내 채널 선택을 위한 방법은 대역내 채널 간섭신호에 의한 신호 대 잡음비-열화(signal-to-noise ratio degradation)를 줄여서 원하는 패킷 오류율(packet error rate, PER)을 만족시키도록 하는 것이고, 대역외 채널 선택을 위한 방법들은 대역외 채널 간섭신호에 의한 신호 대 잡음비-열화를 줄이기 위해서 사용되어진다. 또한 적절한 채널 선택은 수신기의 최소 검출가능 신호(minimum detectable signal, MDS)를 낮춰 효율적인 송신기 파워 제어 루프에 의해 파워 소모를 상당히 줄이고 그 결과로 배터리의 수명을 증가시킬 수 있다.
예컨대 IEEE 표준 802.15.4(IEEE Standard 802.15.4-2003 Annex-E 페이지 637 내지 페이지 640 참조) 스펙에서는 CCA(channel clear assessment), ED/LQI(energy detection/link quality indication)과 같은 대역내(in-band)채널 선택을 위한 방법들과, DCS(dynamic channel selection), CA(channel alignment), NPC(neighbor pico-net capability)와 같은 대역외 채널 선택을 위한 방법들이 제시되었다.
그러나 다양한 통신시스템이 존재하는 ISM-대역에서의 다양한 크기의 간섭신호들이 존재 할 경우, 채널 선택/할당(channel selection/assignment, CSA)은 수신기의 최소 검출가능 신호 및 파워 소모 측면에서 신중하게 고려되어야 한다.
예컨대, 전술한 IEEE 표준 802.15.4 스펙에서 제시하는 동적 채널 선택(dynamic channel selection, DCS) 방법은 주파수 비중첩(non-overlapping) 방법으로 간섭신호의 수가 많아질수록 그 효율성이 줄어들게 된다.
또한 라자빌라(Razavilar et al) 등에 의해서 출원되고, 2003년 9월 25일자로 공개된 "Method and apparatus for dynamic channel selection in wireless Modems."라는 명칭의 미국 특허공개번호 제US2003/0181211호는 수신 신호 강도 표시(RSSI)를 기초로 신호 채널 파워만을 측정하여 가장 낮은 신호 채널 파워를 찾아서 그 채널에 채널 할당을 하는 방식의 DCS를 개시하고 있다. 또한 동일 채널 신호간섭(co-channel signaling)이 존재하는 경우 이를 고려하여 채널 할당을 하고 있다.
그러나 라자빌라의 특허출원은 주파수 오프셋의 영향을 고려하지 않았다. 주파수 오프셋의 영향은 인접한 강한 간섭신호들이 존재 할 경우에 있어서는 신호 채널 파워보다 더 중요시 고려되어야 하지만 라자빌라의 특허출원에서는 이러한 영향에 대해서는 개시하고 있지 않다.
또한 코닌클리케 필립스 일렉트로식스 엔.브이. 에 의해서 출원되고, 2003년 3월 3일자로 공개된 "IEEE 802.11 WLAN들을 위한 동적 주파수 선택 체계"라는 명칭의 한국 특허공개번호 특2003-0017618호는 채널의 CCA(Clear Channel Assessment)와 RSSI를 기초로 주파수 채널을 선택하는 것으로서, 역시 주파수 오프셋의 영향은 고려하고 있지 않은 상황이다.
이와 같이 종래 기술은 RSSI를 기초로 하여 채널을 동적으로 선택하는 방법으로서, RSSI 뿐만 아니라 주파수 오프셋의 영향을 함께 고려하여 동적으로 채널을 선택하는 사항에 대해서 고려하고 있는 것은 없다. 주파수 오프셋은 강한 간섭신호가 인접한 경우에는 신호 채널 파워보다 그 영향이 큼에도 불구하고 이러한 주파수 오프셋을 고려하지 않고 RSSI만을 사용하여 채널을 선택하는 경우는 여러 가지 단점이 발생한다.
다양한 통신시스템이 존재하는 ISM-대역에서는 사용자 자신이 사용하는 통신표준 뿐만 아니라 다른 표준의 통신 시스템이 존재할 수 있다. 이러한 주파수 대역에서의 가장 큰 문제는 간섭신호들이다. 이런 수많은 간섭신호들은 실제로 사용자 자신이 속한 통신표준에서의 채널 선택 및 할당(CSA)에 영향을 끼친다.
이 경우, 적절하지 못한 채널 선택 및 할당을 한다면 주변 채널들에서의 보다 큰 간섭신호들에 의한 혼변조 일그러짐(Inter-modulation distortion, IMD) 효과들과 가역 혼합(reciprocal mixing) 효과들로 인하여 수신기의 최소 검출가능 신호를 높일 뿐만 아니라, 파워 소모를 높이는 단점이 있다.
따라서, 동일한 주파수 채널의 환경하에서 보다 더 간섭신호들에 의한 영향을 줄여서 최소 검출가능 신호를 낮출 뿐만 아니라, 파워 소모를 줄이는 방안이 요구된다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 간섭신호들에 의한 영향을 줄여서 최소 검출가능 신호를 낮출 뿐만 아니라, 파워 소모를 줄일 수 있는 무선통신 시스템에서의 다양한 간섭신호에 대한 지능형 채널 선택 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 상기 무선통신 시스템에서의 다양한 간섭신호에 대한 지능형 채널 선택 방법 및 장치를 이용한 수신기를 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 복수의 사용가능한 채널에 대해서 수신된 신호 채널 파워를 측정하여 신호 채널 파워 데이터로 저장하는 채널 파워 측정부와, 상기 복수의 사용가능한 채널을 정렬하여 채널 리스트로 저장하는 채널 리스트 저장부와, 상기 신호 채널 파워 데이터 및 상기 채널 리스트 내의 채널들의 주파수 오프셋을 기초로 채널 선택을 위한 데이터를 생성하는 채널 선택 데이터 생성부와, 상기 채널 선택을 위한 데이터를 기초로 상기 채널 리스트 내의 채널 중에서 우선 순위가 높은 채널을 선택하는 채널 선택부를 포함하는 무선통신 시스템에서의 다양한 간섭신호에 대한 지능형 채널 선택 장치를 제공한다.
또한 본 발명은, 복수의 사용가능한 채널을 정렬하여 채널 리스트로 저장하는 단계와, 상기 복수의 사용가능한 채널에 대해서 수신된 신호 채널 파워를 측정하여 신호 채널 파워 데이터로 저장하는 단계와, 상기 신호 채널 파워 데이터 및 상기 채널 리스트 내의 채널들의 주파수 오프셋을 기초로 채널 선택을 위한 데이터를 생성하는 단계와, 상기 채널 선택을 위한 데이터를 기초로 상기 채널 리스트 내의 채널 중에서 우선 순위가 높은 채널을 선택하는 단계를 포함하는 무선통신 시스템에서의 다양한 간섭신호에 대한 지능형 채널 선택 방법을 제공한다.
또한 본 발명은, 무선 신호를 수신하는 안테나와, 상기 안테나에서 수신된 무선 주파수 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기(low noise amplifier)와, 복수의 주파수를 발진하는 주파수 가변 발진기(frequency synthesizer)와, 상기 저잡음 증폭기에서 증폭된 신호를 상기 주파수 가변발진기의 출력 주파수와 혼합하는 혼합기와, 상기 혼합기의 출력 신호를 저역 통과하고, 상기 저역 통과된 신호를 프로그램 가능 이득 증폭하는 저역통과필터 및 PGA(programmable gain amplifier) 처리부와, 상기 저역통과필터 및 PGA 처리부의 출력 신호를 디지털 데이터로 변환하는 A/D 변환부와, 상기 A/D 변환부의 출력 신호를 복조하는 복조부와, 채널 선택을 위한 지능형 채널 선택장치를 포함하는 무선통신 시스템에서의 수신기에 있어서, 상기 지능형 채널 선택 장치는, 복수의 사용가능한 채널에 대해서 수신된 신호 채널 파워를 측정하여 신호 채널 파워 데이터로 저장하는 채널 파워 측정부와, 상기 복수의 사용가능한 채널을 정렬하여 채널 리스트로 저장하는 채널 리스트 저장부와, 상기 신호 채널 파워 데이터 및 상기 채널 리스트 내의 채널들의 주파수 오프셋을 기초로 채널 선택을 위한 데이터를 생성하는 채널 선택 데이터 생성부와, 상기 채널 선택을 위한 데이터를 기초로 상기 채널 리스트 내의 채널 중에서 우선 순위가 높은 채널을 선택하여 해당 채널의 주파수를 생성하도록 상기 주파수 가변 발진기에 전달하는 채널 선택부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서의 수신기를 제공한다.
이하, 본 발명의 무선통신 시스템에서의 다양한 간섭신호에 대한 지능형 채널 선택 방법 및 장치를 보다 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 채널 선택 장치를 구비한 수신기(100)의 구조를 개략적으로 도시하는 도면이다. 도시된 바와 같이, 수신기(100)는 안테나(120)와, RF 모듈(140)과, BB 모듈(160)과, 지능형 채널 선택 장치(180)를 포함한다.
안테나(120)는 무선(RF) 신호를 수신하는 역할을 하며, RF 모듈(140)는 RF 신호를 수신하여 기저대역(BB) 신호로 변환하는 역할을 하며, BB 모듈(160)은 기저대역신호를 복조하는 역할을 한다.
지능형 채널 선택장치(180)는 RF 모듈(140) 및 BB 모듈(160)에서 출력되는 데이터를 기초로 채널을 지능적으로 선택하고 할당하는 역할을 한다.
도 1에서 데이터 A는 RF 모듈(140)에서 BB 모듈(160)로 입력되는 데이터를 나타내고, 데이터 B는 RF 모듈(140)의 출력 데이터로서 지능형 채널 선택 장치(180)로 입력되는 데이터를 나타내며, 데이터 C는 RF 모듈(140) 내부의 데이터로서 지능형 채널 선택 장치(180)로 입력되는 데이터를 나타내며, 데이터 D는 지능형 채널 선택 장치(180)에서 RF 모듈(140)로 입력되는 데이터를 나타내며, 데이터 E는 BB 모듈(160)에서 지능형 채널 선택 장치(180)로 입력되는 데이터를 나타낸다.
도 2a 내지 도2b는 상기 RF 모듈(140)을 구체적으로 표시한 블록도이다.
도 2a는 중간 주파수(IF)를 이용하는 경우의 RF 모듈(140)의 블록도로서, RF 모듈(140)은, 채널을 선택하는 튜너(220)와, 튜너를 통해 수신된 RF 신호를 IF 신호로 변환하는 RF/IF 변환부(230)와, IF 신호를 기저대역 신호로 변환하는 IF/BB 변환부(240)와, 기저대역 신호를 디지털 데이터로 변환하는 A/D 변환부(260)를 포함하고 있다.
도 2b는 IF를 이용하지 않고 RF 신호를 기저대역 신호로 직접 변환하는 경우의 RF 모듈(140)의 블록도로서, RF 모듈(140)은, 채널을 선택하는 튜너(220)와, 튜너를 통해 수신된 RF 신호를 직접 기저대역 신호로 변환하는 RF/BB 변환부(250)와, 기저대역 신호를 디지털 데이터로 변환하는 A/D 변환부(260)를 포함하고 있다.
도 2a 또는 도 2b의 경우에 있어서, A/D 변환부(260)의 출력(A)은 BB 모듈(160)로 제공되어서 BB 모듈(160) 내에서 복조된다.
또한 A/D 변환부(260)의 출력(B)은 지능형 채널 선택부(180)로 제공되어서 이후 수신된 신호 채널의 파워를 나타내는 신호 채널 파워 데이터를 생성하는데 기초가 된다.
또한 상기 RF/IF 변환부(230)의 출력인 IF 신호(C) 또는 상기 RF/BB 변환부(250)의 출력(C')은 지능형 채널 선택장치(180)로 제공되어서 이후 수신된 신호 채널의 파워를 나타내는 신호 채널 파워 데이터를 생성하는 데 기초가 된다.
또한 지능형 채널 선택장치(180)의 출력(D)은 RF 모듈(140)의 튜너(220)에 제공되어서 채널을 선택하도록 한다.
BB 모듈(160)에 대해서는 도시하지는 않았지만, 복조부를 포함하여 기저대역 신호를 복조하는 역할을 한다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 지능형 채널 선택장치(180)의 블록도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 지능형 채널 선택 장치(180)는 RF 모듈(140)로부터 입력되는 데이터(B, C, C') 중 하나 이상의 데이터를 사용하여 수신된 채널의 파워를 측정하여 신호 채널 파워 데이터로 저장하는 채널 파워 측정부(320)와, BB 모듈(160) 내의 복조부로부터 입력되는 데이터(E)를 이용하여 사용가능한 채널을 정렬하고 이를 채널 리스트로 저장하는 채널 리스트 저장부(340)와, 신호 채널 파워 데이터와 채널 리스트 내의 채널들의 주파수 오프셋을 기초로 채널 선택을 위한 데이터를 생성하는 채널 선택 데이터 생성부(360)와, 채널 선택을 위한 데이터를 기초로 채널 리스트 내의 채널 중에서 우선 순위가 높은 채널을 선택하고 이 데이터를 출력(D)으로서 RF 모듈(140)내의 튜너(220)로 전달하는 채널 선택부(380)를 포함한다.
좀 더 구체적으로 설명하면, 채널 파워 측정부(320)에서는 각각의 채널에 대해서 수신된 채널의 파워를 나타내는 수신 신호 강도 표시(RSSI) 신호를 생성하여 신호 채널 파워 데이터로 저장한다. 즉, 안테나(120)로부터 수신된 각 채널의 신호들에 대해서 RSSI 신호를 생성하는 것이며, 이는 채널 선택 데이터 생성부(360)로 제공된다.
채널 파워를 측정하기 위해서는 RF 모듈(140)로부터 데이터를 입력받는다. 예컨대, 출력(B) 또는 출력(C, C') 데이터 중 하나 이상의 데이터가 채널 파워 측정부(320)로 입력된다. 출력(B)은 기저대역 신호를 A/D 변환부(260)에 의해서 디지털로 변환한 디지털 데이터이며, 출력(C)은 IF 신호이고, 출력(C')은 기저대역 신호로서 이는 전부 아날로그 데이터이다.
이 경우 채널 파워 측정부(320)에서는 다양한 방법으로 RSSI 신호를 생성할 수 있다. 예컨대, 아날로그 RSSI 처리장치를 이용하여 입력되는 아날로그 데이터(C, C')를 신호 처리하여 아날로그인 RSSI 신호를 생성하고 이를 A/D 변환하여 디지털 RSSI 신호를 생성하여 채널 선택 데이터 생성부(360)로 제공할 수 있다. 또는 입력되는 아날로그 데이터(C, C')를 A/D 변환하여 이를 디지털 RSSI 처리장치를 이용하여 신호 처리하여 디지털 RSSI 신호를 생성하여 채널 선택 데이터 생성부(360)로 제공할 수 있다. 출력(B)은 디지털 데이터이므로 디지털 RSSI 처리장치를 사용하여 신호 처리하여 이를 채널 선택 데이터 생성부(360)로 제공할 수 있다. 어떠한 방식을 사용하던지, 채널 파워 측정부(320)는 디지털 RSSI 신호를 생성하여 이를 신호 채널 파워 데이터로서 채널 선택 데이터 생성부(360)로 제공하게 된다.
채널 리스트 저장부(340)는 수신기(100)가 속해 있는 네트워크 상에서 사용가능한 모든 채널을 정렬하여 채널 리스트로 생성하고 이를 저장하는 역할을 한다. 예컨대, BB 모듈(160)의 복조부(도시되지 않음)의 네트워크 층으로부터 수신기(100)가 속해있는 셀 네트워크 상에서 점유되지 않은 모든 채널을 정렬하여 이를 채널 리스트로 저장한다.
채널 선택 데이터 생성부(360)는 채널 파워 측정부(320)에서 측정된 신호 채널 파워 데이터와, 채널 리스트 저장부(340)에서 생성된 채널 리스트 내의 채널들의 주파수 오프셋을 기초로 채널 선택을 위한 데이터를 생성한다. 채널 선택을 위한 데이터는 여러 가지가 있을 수 있지만, 본 발명의 실시예에서는 예컨대, 다음과 같은 [수학식 1]을 이용하여 생성할 수 있다.
여기서, wk는 각각의 채널 번호에 대한 주파수 오프셋 파라미터 기여도(contribution)를 포함한 자신의 채널의 수신된 신호 채널 파워와 다른 간섭신호들의 파워들의 차이들의 합을 나타낸다. 또한, pk는 수신된 신호 채널 파워를 나타낸다. αk는 채널 번호에 따른 주파수 오프셋 계수(factor)를 포함한 가중치(weighting) 파라미터로서 이며, k는 채널 번호이고, ρ는 주파수 오프셋에 의한 기여도에 대한 수신된 신호 채널 파워에 의한 기여도에 대한 정규화된 일종의 비례계수이며, fch는 채널의 주파수이다. 실질적으로, ρ는 수신기의 선택도(selectivity)와 관련된 간섭신호 감쇄(attenuation) 함수로 표현될 수 있다.
다음의 [수학식 2]는 [수학식 1]의 데이터를 채널 선택 할당 매트릭스(channel selection assign matrix, CSAM) Wk 형태로 변환한 것이다.
이와 같이 채널 선택을 위한 데이터, 예컨대 상기 CSAM 데이터 Wk가 생성되면 채널 선택부(380)에서는 채널 선택을 위한 데이터를 기초로 상기 채널 리스트 내의 채널 중에서 우선 순위가 높은 채널을 선택한다. 단순히 신호 채널 파워, 예컨대 RSSI 신호만을 사용하여 채널을 선택하는 것이 아니라 주파수 오프셋을 고려한 CSAM 데이터를 기초로 하여 채널을 선택하도록 하는 것이다. 이렇게 선택된 채널에 대한 정보는 RF 모듈(140)내의 튜너(220)로 전달되어 해당 채널을 사용할 수 있도록 한다.
도 4는 일반적인 통신시스템에서의 주파수 오프셋과 수신된 신호 채널 파워에 따른 가중치 계수(α)의 변화를 보여 주는 그림이다. 도시된 바와 같이, 주파수 오프셋이 증가할수록 α는 증가할 것이고, 수신된 채널 파워가 증가할수록 α는 감소하는 경향을 보인다. 즉, 주파수 오프셋에 의한 효과와 수신된 채널 파워에 의한 효과는 서로 반비례함을 확인할 수 있다.
도 5는 다양한 통신시스템에서의 통신 단말기들 사이의 채널 선택 및 할당을 해야 하는 상황을 보여주는 그림이다. 도시된 바와 같이, 셀 네트워크 NT1 내에는 기지국 BS1과 이동국(Mobile Station) MS1 및 MS3 내지 MS4, 그리고 MSx가 존재하고, 셀 네트워크 NT2 내에는 기지국 BS2과 이동국 MS5 내지 MS10이 존재한다. 각 이동국은 해당 채널을 통하여, 예컨대 이동국 MS1은 채널 번호 1번(#ch=1)을 통하여, 그리고 이동국 MS9는 채널 번호 9번(#ch=9)을 통하여 기지국 BS1 또는 BS2와 통신하고 있다.
셀 네트워크 NT1 내에 위치한 이동국 MSx에 대한 채널 선택 및 할당을 하고자 하는 경우, 셀 네트워크 NT1과 셀 네트워크 NT2라는 동일한 또는 다른 통신망에 속해 있는 다양한 간섭신호들이 존재하는 상황속에서 ISM-대역 내의 채널 중 하나를 선택하여 이를 이동국 MSx에 대한 채널로 할당하여야 할 것이다.
도 6은 도 5의 채널 선택 및 할당 상황에서 채널 선택을 위한 신호 채널 파워를 나타내는 도면이다. 도시된 바와 같이, 이동국 MSx에 대해 사용가능한 채널에 대해서 신호 채널 파워를 나타내면, 각 채널 중에서 채널 번호 2번에 대해서 신호 채널 파워가 가장 작음을 알 수가 있다. 예컨대, 라자빌라의 특허출원에 개시된 DCS 방법을 적용한다면, 신호 채널 파워가 가장 작은 채널 2번을 상기 이동국 MSx에 대한 채널로서 할당하도록 할 것이다. 그러나, 라자빌라의 특허출원에 개시된 DCS 방법은 주파수 오프셋을 전혀 고려하지 않은 것이다. 특히 주변의 간섭신호에 대한 영향을 고려하면, 이러한 채널 선택은 주변 채널들에서의 보다 큰 간섭신호들에 의한 IMD 효과들과 가역 혼합 효과들로 인하여 수신기의 최소 검출가능 신호를 높일 뿐만 아니라, 파워 소모를 높이게 된다. 이러한 영향을 고려하면, 도 4에 도시된 채널 중에서 본 발명의 지능형 채널 선택에 따라서 예컨대 CSAM을 계산하면 주파수 오프셋과 채널 파워 모두를 고려한 채널 번호 7번(ch 7)을 이동국 MSx에 대한 통신 채널로서 할당하는 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 지능형 채널 선택 방법의 흐름도이다.
우선 복수의 사용가능한 채널을 정렬하여 채널 리스트로 저장한다(S710). 전술하듯이, 예컨대, BB 모듈(160)의 복조부(도시되지 않음)의 네트워크 층으로부터 수신기(100)가 속해있는 셀 네트워크 상에서 점유되지 않은 모든 채널을 정렬하여 이를 채널 리스트로 저장한다.
이후 복수의 사용가능한 채널에 대해서 수신된 신호 채널 파워를 측정하여 신호 채널 파워 데이터로 저장한다(S730). 이 단계는 예컨대, 각각의 채널에 대해서 수신된 채널의 파워를 나타내는 수신 신호 강도 표시(RSSI) 신호를 생성하여 이를 신호 채널 파워 데이터로 저장한다.
신호 채널 파워 데이터와 채널 리스트 내의 채널들의 주파수 오프셋을 기초로 채널 선택을 위한 데이터를 생성한다(S750). 이 단계는 예컨대 전술한 CSAM 데이터를 생성한다.
이후 상기 채널 선택을 위한 데이터를 기초로 상기 채널 리스트 내의 채널 중에서 우선 순위가 높은 채널을 선택한다(S750). 이러한 우선 순위는 예컨대 CSAM 값이 가장 작은 채널을 우선적으로 선택하는 것으로 설정할 수 있다.
이러한 단계를 통하여 본 발명에 따른 지능형 선택 방법을 구현할 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 지능형 채널 선택 장치를 구비한 수신기의 예시적인 블록도이다. 도시된 바와 같이, 수신기(800)는 안테나(810)와, 저잡음 증폭기(820)와, 혼합기(830)와, 저역통과필터 및 PGA 처리부(840)와, A/D 변환부(850)와, 복조부(860)와, 지능형 채널 선택 장치(870)와, 주파수 가변 발진기(880)를 포함한다.
또한 지능형 채널 선택 장치(870)는, 수신된 신호 채널의 파워를 측정하여 RSSI 신호를 출력하는 RSSI 처리부(8710)와, 상기 복수의 사용가능한 채널을 정렬하여 채널 리스트로 저장하는 채널 리스트 저장부(8720)와, 상기 신호 채널 파워 데이터와 상기 채널 리스트 내의 채널들의 주파수 오프셋을 기초로 채널 선택을 위한 데이터를 생성하는 채널 선택 데이터 생성부(8730)와, 상기 채널 선택을 위한 데이터를 기초로 상기 채널 리스트 내의 채널 중에서 우선 순위가 높은 채널을 선택하여 해당 채널의 주파수를 생성하도록 상기 주파수 가변 발진기에 전달하는 채널 선택부(8740)를 포함한다.
안테나(810)는 RF 신호를 수신하는 역할을 하며, 저잡음 증폭기(820)는 안테나(810)에서 수신된 RF 신호를 증폭하는 역할을 하며, 특히 증폭 과정에서 발생하는 잡음을 최소화하도록 증폭을 한다. 혼합기(830)는 상기 저잡음 증폭기(820)에서 증폭된 신호를 주파수 가변 발진기(880)의 출력 주파수와 혼합하는 역할을 하며, I-신호 및 Q-신호를 혼합하는 I-혼합기(832)와 Q-혼합기(834)를 포함할 수 있다. 저역통과필터 및 PGA 처리부(840)는 혼합기(830)의 출력 신호를 저역 통과하고, 저역 통과된 신호를 프로그램 가능 이득 증폭하는 역할을 한다.
A/D 변환부(850)는 저역통과필터 및 PGA 처리부(840)의 출력 신호를 디지털 데이터로 변환하는 역할을 하며, 복조부(860)는 상기 A/D 변환부(150)의 출력 신호를 복조하는 역할을 한다.
주파수 가변 발진기(880)는 복수의 주파수를 발진하는 역할을 한다.
지능형 채널 선택 장치(870)에 대해서 좀 더 구체적으로 설명을 하면, 채널 파워 측정부(8710)는 각각의 채널에 대해서 신호 채널 파워 데이터, 예컨대 RSSI 신호를 생성하는 역할을 한다. 이 경우, 채널 파워 측정부(8710)는, 혼합기(830)의 출력 데이터, 저역통과필터 및 PGA 처리부(840)의 출력 데이터, A/D 변환부(850)의 출력 데이터 중에서 하나 이상의 데이터를 입력받아 RSSI 신호를 생성할 수 있다. 이러한 혼합기(830), 또는 저역통과필터 및 PGA 처리부(840)의 출력 데이터는 아날로그 데이터이므로 채널 파워 측정부(8710)는 이 경우 아날로그 RSSI 처리장치를 이용하여 입력되는 아날로그 데이터를 신호 처리하여 아날로그인 RSSI 신호를 생성하고 이를 A/D 변환하여 디지털 RSSI 신호를 생성하거나, 또는 입력되는 아날로그 데이터를 A/D 변환하여 이를 디지털 RSSI 처리장치를 이용하여 신호 처리하여 디지털 RSSI 신호를 생성할 수도 있다. 어떠한 형식으로든, 디지털 RSSI 신호를 생성하게 된다. 이를 위하여, 채널 파워 측정부(8710)는 도시되지는 않았지만 입력되는 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변환하는 아날로그/디지털 변환부를 추가적으로 포함할 수 있다.
지능형 채널 선택 처리부(180)는 상기 RSSI 신호와 주파수 오프셋 등의 기초 데이터를 고려하여 채널을 선택하는 역할을 한다.
이하 채널 리스트 저장부(8720)와, 채널 선택 데이터 생성부(8730)와, 채널 선택부(8740)는 도 3을 참조로 한 지능형 채널 선택장치에 대한 설명으로 대체한다.
비록 본 발명이 구성이 예시적으로 설명되었지만 이는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 보호 범위가 이들 예시에 의해 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 보호 범위는 청구범위의 기재를 통하여 정하여진다. 예컨대, 본 발명의 지능형 채널 선택 장치는 BB 모듈 내에 포함되도록 구성할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 간섭신호들에 의한 영향을 줄여서 최소 검출가능 신호를 낮출 뿐만 아니라, 파워 소모를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 지능형 채널 선택 장치를 구비한 수신기의 구조도.
도 2a 내지 2b는 본 발명의 실시예들에 따른 지능형 채널 선택 장치를 구비한 수신기에서 RF 모듈의 블록도.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 지능형 채널 선택 장치의 블록도.
도 4는 일반적인 통신시스템에서의 주파수 오프셋과 수신된 신호 채널 파워에 따른 가중치 계수(α)의 변화를 도시하는 도면.
도 5는 다양한 통신 시스템에서의 통신 단말기들 사이의 채널 선택 및 할당 상황을 도시하는 도면.
도 6은 도 5의 채널 선택 및 할당 상황에서 채널 선택을 위한 신호 채널 파워를 도시하는 도면.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 지능형 채널 선택 방법의 흐름도.
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 지능형 채널 선택 장치를 구비한 수신기의 예시적인 블록도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 수신기 120: 안테나
140: RF 모듈 160: BB 모듈
180: 지능형 채널 선택 장치 220: 튜너
230: RF/IF 변환부 240: IF/BB 변환부
250: RF/BB 변환부 260: A/D 변환부
320: 채널 파워 측정부 340: 채널 리스트 저장부
360: 채널 선택 데이터 저장부 380: 채널 선택부
800: 수신기 810: 안테나
820: 저잡음 증폭기 830: 혼합기
840: 저역통과필터 및 PGA 처리부 850: A/D 변환부
860: 복조부 870: 지능형 채널 선택 장치

Claims (14)

  1. 복수의 사용가능한 채널에 대해서 수신된 신호 채널 파워를 측정하여 신호 채널 파워 데이터로 저장하는 채널 파워 측정부와,
    상기 복수의 사용가능한 채널을 정렬하여 채널 리스트로 저장하는 채널 리스트 저장부와,
    상기 신호 채널 파워 데이터 및 상기 채널 리스트 내의 채널들의 주파수 오프셋을 기초로 채널 선택을 위한 데이터를 생성하는 채널 선택 데이터 생성부와,
    상기 채널 선택을 위한 데이터를 기초로 상기 채널 리스트 내의 채널 중에서 우선 순위가 높은 채널을 선택하는 채널 선택부
    를 포함하는 무선통신 시스템에서의 다양한 간섭신호에 대한 지능형 채널 선택 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 채널 선택을 위한 데이터는 채널 선택 할당 매트릭스(CSAM)이고,
    상기 CSAM Wk는,
    로 표시되며, 여기서 k는 채널 번호를 나타내는 자연수이고, p1 내지 pk는 각 채널에서 수신된 신호 채널 파워 데이터를 나타내고, α1 내지 αk는 각 채널 번호에 따른 주파수 오프셋을 고려한 가중치 파라미터이며,
    상기 채널 선택 데이터 생성부는 상기 CSAM을 계산하여 저장하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서의 다양한 간섭신호에 대한 지능형 채널 선택 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 α1 내지αk는 ( i는 1이상 k 이하의 자연수)로 표시되고, ρ는 주파수 오프셋에 의한 기여도와 수신된 신호 채널 파워에 의한 기여도에 대해서 정규화된 비례계수이며, fch는 해당 채널의 주파수인 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서의 다양한 간섭신호에 대한 지능형 채널 선택 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 신호 채널 파워 데이터는 수신 신호 강도 표시(RSSI) 신호인 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서의 다양한 간섭신호에 대한 지능형 채널 선택 장치.
  5. 복수의 사용가능한 채널을 정렬하여 채널 리스트로 저장하는 단계와,
    상기 복수의 사용가능한 채널에 대해서 수신된 신호 채널 파워를 측정하여 신호 채널 파워 데이터로 저장하는 단계와,
    상기 신호 채널 파워 데이터 및 상기 채널 리스트 내의 채널들의 주파수 오프셋을 기초로 채널 선택을 위한 데이터를 생성하는 단계와,
    상기 채널 선택을 위한 데이터를 기초로 상기 채널 리스트 내의 채널 중에서 우선 순위가 높은 채널을 선택하는 단계
    를 포함하는 무선통신 시스템에서의 다양한 간섭신호에 대한 지능형 채널 선택 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 채널 선택을 위한 데이터는 채널 선택 할당 매트릭스(CSAM)이고,
    상기 CSAM Wk는,
    로 표시되며, 여기서 k는 채널 번호를 나타내는 자연수이고, p1 내지 pk는 각 채널에서 수신된 신호 채널 파워 데이터를 나타내고, α1 내지αk는 각 채널 번호에 따른 주파수 오프셋을 고려한 가중치 파라미터인 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서의 다양한 간섭신호에 대한 지능형 채널 선택 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 α1 내지 αk는,
    ( i는 1이상 k 이하의 자연수)로 표시되고,
    ρ는 주파수 오프셋에 의한 기여도와 수신된 신호 채널 파워에 의한 기여도에 대해서 정규화된 비례계수이며, fch는 해당 채널의 주파수인 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서의 다양한 간섭신호에 대한 지능형 채널 선택 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 신호 채널 파워 데이터는 RSSI 신호인 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서의 다양한 간섭신호에 대한 지능형 채널 선택 방법.
  9. 안테나와, 상기 안테나에서 수신된 무선 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기와, 주파수 가변 발진기와, 상기 저잡음 증폭기에서 증폭된 신호를 상기 주파수 가변발진기의 출력 주파수와 혼합하는 혼합기와, 상기 혼합기의 출력 신호를 저역 통과하고, 상기 저역 통과된 신호를 프로그램 가능 이득 증폭하는 저역통과필터 및 PGA(programmable gain amplifier) 처리부와, 상기 저역통과필터 및 PGA 처리부의 출력 신호를 디지털 데이터로 변환하는 A/D 변환부와, 상기 A/D 변환부의 출력 신호를 복조하는 복조부와, 채널 선택을 위한 지능형 채널 선택장치를 포함하는 무선통신 시스템에서의 수신기에 있어서,
    상기 지능형 채널 선택 장치는,
    복수의 사용가능한 채널에 대해서 수신된 신호 채널 파워를 측정하여 신호 채널 파워 데이터로 저장하는 채널 파워 측정부와,
    상기 복수의 사용가능한 채널을 정렬하여 채널 리스트로 저장하는 채널 리스트 저장부와,
    상기 신호 채널 파워 데이터 및 상기 채널 리스트 내의 채널들의 주파수 오프셋을 기초로 채널 선택을 위한 데이터를 생성하는 채널 선택 데이터 생성부와,
    상기 채널 선택을 위한 데이터를 기초로 상기 채널 리스트 내의 채널 중에서 우선 순위가 높은 채널을 선택하여 해당 채널의 주파수를 생성하도록 상기 주파수 가변 발진기에 전달하는 채널 선택부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서의 수신기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 신호 채널 파워 데이터는 RSSI 신호인 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서의 수신기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 채널 파워 측정부는 상기 혼합기 또는 상기 저역통과필터 및 PGA 처리부의 출력 신호를 입력받아 RSSI 신호를 신호 채널 파워 데이터로서 출력하는 것으로서, 입력받은 상기 혼합기 또는 상기 저역통과필터 및 PGA 처리부의 출력 신호를 처리하여 아날로그 데이터인 RSSI 신호를 생성하고 이를 A/D 변환하여 디지털 데이터인 RSSI 신호를 신호 채널 파워 데이터로서 출력하는 것이며,
    상기 채널 파워 측정부는 상기 아날로그 데이터인 RSSI 신호를 상기 디지털 데이터인 RSSI 신호로 변환하기 위한 제2 A/D 변환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서의 수신기.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 채널 파워 측정부는 상기 혼합기의 출력 신호, 상기 저역통과필터 및 PGA 처리부의 출력 신호, 상기 A/D 변환부의 출력 신호 중 하나 이상의 출력 신호를 입력받아 디지털 데이터인 RSSI 신호를 신호 채널 파워 데이터로서 출력하는 것으로서,
    상기 채널 파워 측정부는 상기 혼합기의 출력 신호 또는 상기 저역통과필터 및 PGA 처리부의 출력 신호를 기초로 RSSI 신호를 생성하는 경우 상기 혼합기의 출력 신호 또는 상기 저역통과필터 및 PGA 처리부의 출력 신호를 디지털 데이터로 변환하기 위한 제3 A/D 변환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서의 수신기.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 채널 선택을 위한 데이터는 채널 선택 할당 매트릭스(CSAM)이고,
    상기 CSAM Wk는,
    이고, 여기서 k는 채널 번호를 나타내는 자연수이고, p1 내지 pk는 각 채널에서 수신된 신호 채널 파워를 나타내고, α1 내지 αk는 각 채널 번호에 따른 주파수 오프셋 계수를 포함한 가중치 파라미터인 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서의 수신기.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 α1 내지 αk는 ( i는 1이상 k 이하의 자연수)이고, ρ는 주파수 오프셋에 의한 기여도와 수신된 신호 채널 파워에 의한 기여도에 대해서 정규화된 비례계수이며, fch는 해당 채널의 주파수인 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서의 수신기.
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