KR100831663B1 - 와이브로 시스템의 전력 검출 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 와이브로(WIBRO) 시스템의 전력 검출 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 와이브로 시스템의 TDD 신호에 대한 RF 전력을 신뢰성있게 검출할 수 있는 와이브로 시스템의 전력 검출 장치 및 그 방법을 제공한다. 이를 위한 본 발명은 와이브로 시스템의 TDD 신호에 대한 전력 검출 장치에 있어서, RF 검출기를 통하여 측정된 전력값이 기준 레벨 이상인지를 검출하는 레벨검출기와; 상기 레벨검출기에 상기 기준 레벨을 제공하는 DAC와; 상기 레벨검출기가 상기 기준 레벨 이상을 검출한 경우에만 상기 RF 검출기를 통하여 측정된 전력값을 현재의 RF 전력값으로 판단하는 제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 상기와 같은 구성에 의해 본 발명은 TDD 신호에 대한 동기수단이 없이도 정확하게 전력을 검출할 수 있으므로, 와이브로 앰프에서 입력, 출력 및 역방향 전력(Reverse power) 등의 각종 RF 전력에 대한 검출 신뢰성을 보장할 수 있는 동시에 제어부의 불필요한 부하를 제거하여 시스템을 효율적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.
와이브로, WIBRO, 전력 검출, RF 파워

Description

와이브로 시스템의 전력 검출 장치 및 그 방법{Device and Method for Detecting RF Power in Wireless Broadband Internet System}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 와이브로 시스템의 전력 검출 장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 와이브로 시스템의 전력 검출 장치의 동작을 설명하기 위한 타이밍도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 와이브로 시스템의 전력 검출 장치의 동작을 설명하기 위한 전력 검출 결과 그래프.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 와이브로 시스템의 전력 검출 방법을 나타낸 순서도.
도 5는 종래의 와이브로 시스템의 전력 검출 장치의 구성도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 전력 검출 장치 110 : RF 검출기
120 : LPF 130 : ADC
140 : MCU 150 : 레벨검출기
160 : DAC
본 발명은 와이브로(WiBro; Wireless Broadband Internet) 시스템의 전력 검출 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히, 와이브로 시스템의 TDD(Time Division Duplex) 신호에 대한 RF 전력을 정확하게 검출할 수 있는 와이브로 시스템의 전력 검출 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
컴퓨터, 전자, 통신 기술이 비약적으로 발전함에 따라 무선 통신망(Wireless Network)을 이용한 다양한 무선 통신 서비스가 제공되고 있다. 이에 따라 무선통신망을 이용한 이동통신 시스템에서 제공하는 서비스는 음성 서비스뿐만 아니라, 서킷(Circuit) 데이터, 패킷(Packet) 데이터 등과 같은 데이터를 전송하는 멀티미디어 통신 서비스로 발전해 가고 있다.
이를 위한 기존의 이동통신 시스템은 기지국 구축 비용이 높기 때문에 무선 인터넷의 이용요금이 높고, 이동통신 단말기의 화면 크기가 작기 때문에 이용할 수 있는 컨텐츠에 제약이 있는 등 초고속 무선 인터넷을 제공하기에는 한계가 있다. 또한, 무선랜(WLAN: Wireless Local Area Network) 기술은 전파 간섭 및 좁은 사용영역(Coverage) 등의 문제로 공중 서비스의 제공에 한계가 있다. 따라서, 휴대성과 이동성을 보장하며 저렴한 요금으로 초고속 무선 인터넷 서비스를 이용할 수 있는 초고속 휴대 인터넷 서비스인 와이브로가 대두되었다.
이러한 와이브로 시스템은 하향 신호와 상향 신호를 구분하기 위한 듀플렉스(Duplex) 방식으로서 동일한 주파수 대역에서 시간적으로 다운링크(Downlink)와 업링크(Uplink)를 교대로 배정하는 양방향 전송방식인 TDD 방식을 이용하는 것이 일반적이다. 이와 같은 TDD 방식은 상향과 하향에 각기 다른 2개의 주파수를 배정하는 FDD(Frequency Division Duplex) 방식보다 전송 효율이 높고, 타임 동적 할당으로 비대칭(Asymmetric)이나 버스티(Bursty)한 어플레케이션 전송에 적합한 특징이 있다.
한편, 와이브로 시스템에서 RF 전력을 검출하기 위한 구성은 도 5와 같다. 도 5는 종래의 와이브로 시스템의 전력 검출 장치의 구성도이다.
전력 검출 장치(50)는 RF 전력을 검출하는 RF 검출기(510)와, RF 검출기(510)의 출력 잡음을 제거하는 LPF(520)와, 아날로그 디지털 변환하는 ADC(530)와 최종적으로 전력값을 판단하는 MCU(540)로 구성된다.
RF 검출기(510)가 현재 송신되는 RF 신호 또는 수신되는 RF 신호를 전압으로 변환하여 RF 전력값을 검출한다.
LPF(520)는, 예를 들면, OP 앰프(amp)로 구성되는 액티브 필터(active filter)로 RF 검출기(510)의 출력 전압을 입력으로 하여 잡음 및 RF 검출기(510)에서 발생한 리플을 제거 또는 감소시킨다.
ADC(530)는 LPF(520)로부터 출력되는 아날로그 전압을 이에 대응하는 디지털신호로 변환하여 MCU(540)로 출력한다.
MCU(540)는 ADC(530)의 디지털 신호를 입력받아 실질적인 현재의 RF 전력값을 판단한다.
이러한 구성에 의해 전력 검출 장치(50)는 다운링크 또는 업링크시 RF 전력 을 검출하게 되는데, 이러한 전력 검출은 특정 동기수단을 구비하지 않고 미리 설정된 일정시간에 따라 검출한다.
따라서, 실질적인 신호가 송신 또는 수신되는 경우이외에도 순간적인 왜란에 의한 전력이 검출될 수 있기 때문에 검출된 RF 전력의 신뢰성이 악화되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 와이브로 시스템의 TDD 신호에 대한 RF 전력을 신뢰성있게 검출할 수 있는 와이브로 시스템의 전력 검출 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 와이브로 시스템의 TDD 신호에 대한 전력 검출 장치에 있어서, RF 검출기를 통하여 측정된 전력값이 기준 레벨 이상인지를 검출하는 레벨검출기와; 상기 레벨검출기에 상기 기준 레벨을 제공하는 DAC와; 상기 레벨검출기가 상기 기준 레벨 이상을 검출한 경우에만 상기 RF 검출기를 통하여 측정된 전력값을 현재의 RF 전력값으로 판단하는 제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 상기 제어부가 상기 현재의 RF 전력값 판단시 일정 시간을 카운트 후 측정된 전력값을 기초로 할 수 있다.
바람직하게는 상기 제어부가 일정 시간간격으로 상기 RF 검출기의 측정값을 일정 횟수 수신하여 그 평균을 상기 현재의 RF 전력값으로 판단할 수 있다.
바람직하게는 상기 DAC가 상기 제어부의 제어에 따라 설정된 상기 기준 레벨을 디지털-아날로그 변환하여 상기 레벨검출기로 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따른 와이브로 시스템의 전력 검출 방법은 와이브로 시스템의 TDD 신호에 대한 전력 검출 방법에 있어서, 측정된 전력값이 기준 레벨 이상인지를 검출하는 단계와; 상기 측정 전력값이 기준 레벨 이상 검출된 경우에만 측정된 전력값을 현재의 RF 전력값으로 판단하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 상기 판단 단계가 일정 시간 지연 후 측정된 전력값을 기초로 할 수 있다.
바람직하게는 상기 판단 단계가 전력을 일정 시간간격으로 일정 횟수 측정하여 그 평균을 상기 현재의 RF 전력값으로 판단할 수 있다.
본 발명은 상기 기준 레벨을 설정하고 상기 설정된 기준 레벨을 디지털-아날로그 변환하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 와이브로 시스템의 전력 검출 장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 와이브로 시스템의 전력 검출 장치의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 와이브로 시스템의 전력 검출 장치의 동작을 설명하기 위한 전력 검출 결과 그래프이다.
전력 검출 장치(10)는 RF 전력을 검출하는 RF 검출기(110)와, RF 검출 기(110)의 출력 잡음을 제거하는 LPF(120)와, 기준 레벨 이상을 검출한 경우에만 RF 전력값을 판단하는 MCU(140)와, RF 검출기(110) 측정된 전력값이 기준 레벨 이상인지를 검출하는 레벨검출기(150)와, 레벨검출기(150)에 기준 레벨을 제공하는 DAC(160)로 구성된다.
RF 검출기(110)가 업링크시 송신되는 RF 신호 또는 다운링크시 수신되는 RF 신호를 전압으로 변환하여 RF 전력값을 검출한다.
LPF(120)는, 예를 들면, OP 앰프로 구성되는 액티브 필터로 RF 검출기(110)의 출력 전압을 입력으로 하여 잡음 및 RF 검출기(110)에서 발생한 리플을 제거 또는 감소시킨다.
ADC(130)는 LPF(120)로부터 출력되는 아날로그 전압을 이에 대응하는 디지털신호로 변환하여 MCU(140)로 출력한다.
MCU(140)는 ADC(130)의 디지털 신호를 입력받아 실질적인 현재의 RF 전력값을 판단하는데, RF 검출기(110)가 기준 레벨 이상을 검출한 경우에만 이를 수행한다. 즉, MCU(140)는 RF 검출기를 통하여 측정된 전력값이 기준 레벨 이상인 경우에만 현재의 RF 전력값으로 판단한다.
여기서, MCU(140)는 현재의 RF 전력값 판단시, RF 신호의 특성상 전력변화에 따른 오버슈트(overshoot) 등의 잡음을 회피하기 위하여 일정 시간을 카운트 후 RF 검출기(110)에서 측정된 전력값을 기초로 판단하는 것이 바람직하다.
더욱 바람직하게는 MCU(140)는 일정 시간간격으로 RF 검출기(110)의 측정값을 일정 횟수 수신하고 수신된 값의 평균을 산출하여 현재의 RF 전력값으로 판단한 다.
레벨검출기(150)는, 예를 들면, 비교기로 구성되는데, RF 검출기(110)로부터 검출된 RF 신호를 LPF(120)를 경유하여 수신한 신호와, 미리 설정된 기준 레벨을 비교하여 RF 신호가 기준 레벨보다 큰 경우 인터럽트(interrupt) 신호를 생성하여 MCU(140)로 출력한다.
DAC(160)는 MCU(140)의 제어에 따라 설정된 기준 레벨을 디지털-아날로그 변환하여 RF 검출기(110)로 제공한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 전력 검출 장치(10)는 동일 주파수 대역에서 다운링크와 업링크를 시간적으로 분할하여 사용하는 TDD 신호에 대한 RF 전력을 검출하는데, 이는 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 5㎳를 주기로 3㎳ 의 다운링크와 2㎳의 업링크로 분할된 시간내 각각 수행된다.
즉, RF 검출기(110)가 TDD 신호의 RF 전력을 주기적으로 검출하면, 매 검출시마다 MCU(140)가 전력값을 판단하지 않고, 먼저, 레벨검출기(150)에서 RF 검출기(110)의 전력 측정값이 기준 레벨을 초과하는지를 비교하여 기준 레벨을 초과하는 경우 인터럽트 신호를 생성하여 MCU(140)로 출력한다.
이때, MCU(140)는 RF 검출기(110)에서 측정된 전력값을 판단하게 되는데, RF 검출기(110)의 출력값은, 도 3에 도시된 바와 같이, 일정시간 동안 오버슈트와 같은 리플 성분을 포함하기 때문에 이를 제거하기 위하여 MCU(140)는 일정시간 지연 후 RF 전력값을 판단한다.
즉, MCU(140)는 레벨검출기(150)로부터 인터럽트 신호가 입력되면, 카운트를 개시하여 일정시간이 경과된 후, 도 3에 도시된 바와 같이, 검출신호가 일정한 값을 갖는 안정 상태에서 RF 검출기(110)로부터 검출된 전력값을 현재의 RF 전력값으로 판단함으로써, 보다 신뢰성 높게 RF 전력을 검출할 수 있다.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 와이브로 시스템의 전력 검출 방법을 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 와이브로 시스템의 전력 검출 방법을 나타낸 순서도이다.
먼저, TDD 신호에 대한 RF 전력값을 검출하는 시점에 해당하는 검출 레벨을 설정한다(단계 S401). 즉, MCU(140)를 통하여 RF 검출 시점을 지정하기 위한 기준 레벨이 설정되면, DAC(160)가 설정된 기준 레벨을 디지털-아날로그 변환하여 레벨검출기(150)로 인가한다.
이후, 일정 주기로 RF 전력 검출이 개시된다(단계 S402).
보다 상세하게는, RF 검출기(110)가 업링크시에는 송신되는 RF 신호를, 다운링크시에는 수신되는 RF 신호를 전압으로 변환하여 RF 전력값을 검출하면, LPF(120)가 잡음 및 리플을 제거 또는 감소시킨 후 ADC(130)에서 디지털신호로 변환하여 MCU(140)로 출력한다.
이때, 측정된 전력값이 기준 레벨 이상을 검출하는지를 비교한다(단계 S403). 즉, 레벨검출기(150)가 RF 검출기(110)로부터 측정된 전력값과 DAC(160)로부터 인가된 기준 레벨을 비교하여 측정된 전력값이 기준 레벨을 초과하면 인터럽트 신호를 생성하여 MCU(140)로 출력함으로써, MCU(140)가 RF 전력값을 판단한다.
여기서, MCU(140)는 인터럽트 신호가 입력되는 즉시 RF 전력값을 판단하지 않고 일정시간 지연시킨다(단계 S404). 도 4에 도시된 바와 같이, 6㎲이후 기준 레벨 이상의 전력이 입력되는 경우에도 1.8㎲ 정도의 시간동안 리플이 발생하는데 이는 정상적인 신호로 볼 수 없기 때문에 MCU(140)는 이 기간 동안 지연을 시킨 후 전력값을 판단하는데, 예를 들면, 3㎲ 지연한다.
이와 같은 TDD 신호에 대한 RF 전력 검출은 일정 시간간격으로 일정 횟수 측정하는데(단계 S405), 예를 들면, 16회의 측정값을 평균하고 산출된 평균값을 현재의 RF 전력값으로 판단한다(단계 S406).
이후 단계 S403으로 복귀하여 다음 신호에 대한 전력 검출을 위하여 레벨검출기(150)가 RF 전력이 기준 레벨을 초과하는지를 지속적으로 비교한다.
한편, 레벨검출기(150)에서 검출된 RF 전력값이 기준 레벨을 초과하지 않은 경우에는 MCU(140)에서 RF 전력을 판단하지 않으며, 레벨검출기(150)가 RF 전력값이 기준 레벨을 초과하는지를 지속적으로 비교한다.
이와 같은 동작에 의해, 도 4에 도시된 바와 같은 신뢰 가능한 데이터 구간에 대해서만 RF 전력을 판단하여 정확하게 검출할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 와이브로 시스템의 전력 검출 장치 및 그 방법은 RF 검출기로부터 측정된 전력값이 일정 레벨 이상인 경우에만 제어부가 현재의 전력을 판단하되 일정시간 지연 후 측정된 전력값을 기초로 현재의 RF 전력값을 판단함으로써, TDD 신호에 대한 동기수단이 없이도 정확하게 전력 을 검출할 수 있으므로, 와이브로 앰프에서 입력, 출력 및 역방향 전력(Reverse power) 등의 각종 RF 전력에 대한 검출 신뢰성을 보장할 수 있다.
또한, 본 발명은 RF 전력 판단을 레벨 검출기에 동기화시킴으로써 일정시간 주기적으로 RF 전력을 판단해야 하는 제어부의 불필요한 부하를 제거하여 시스템을 보다 효율적으로 사용할 수 있다.

Claims (8)

  1. 와이브로(Wibro) 시스템의 TDD(Time Division Duplex) 신호에 대한 전력 검출 장치에 있어서,
    RF 검출기를 통하여 측정된 전력값이 기준 레벨 이상인지를 검출하는 레벨검출기와;
    상기 레벨검출기에 상기 기준 레벨을 제공하는 DAC와;
    상기 레벨검출기가 상기 기준 레벨 이상을 검출한 경우에만 일정 시간간격으로 상기 RF 검출기의 측정값을 일정 횟수 수신하여 그 평균을 현재의 RF 전력값으로 판단하는 제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 와이브로 시스템의 전력 검출 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 현재의 RF 전력값 판단시 일정 시간을 카운트 후 측정된 전력값을 기초로 하는 것을 특징으로 하는 와이브로 시스템의 전력 검출 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 DAC는 상기 제어부의 제어에 따라 설정된 상기 기준 레벨을 디지털-아날로그 변환하여 상기 레벨검출기로 제공하는 것을 특징으로 하는 와이브로 시스템의 전력 검출 장치.
  5. 와이브로 시스템의 TDD 신호에 대한 전력 검출 방법에 있어서,
    측정된 전력값이 기준 레벨 이상인지를 검출하는 단계와;
    상기 측정된 전력값이 기준 레벨 이상 검출된 경우에만 전력을 일정 시간간격으로 일정 횟수 측정하여 그 평균을 현재의 RF 전력값으로 판단하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 와이브로 시스템의 전력 검출 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 판단 단계는,
    일정 시간 지연 후 측정된 전력값을 기초로 하는 것을 특징으로 하는 와이브로 시스템의 전력 검출 방법.
  7. 삭제
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 기준 레벨을 설정하고 상기 설정된 기준 레벨을 디지털-아날로그 변환하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 와이브로 시스템의 전력 검출 방법.
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