KR100924172B1 - 가변 대역폭 무선채널 측정 방법 및 이를 위한 송수신장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가변 대역폭 무선채널 측정 방법 및 이를 위한 송수신장치에 관한 것으로, 송신부에서 D/A 동작속도를 고정시키고 측정대역폭에 따라 오버샘플링을 변화시켜 가변 대역폭 신호를 생성하고, 수신부에서 측정대역폭에 따라 수신 중간주파수 및 A/D 동작속도를 변화시키는 하나의 장치로 가변 대역폭의 무선채널을 측정하기 위한, 가변 대역폭 무선채널 측정 방법 및 이를 위한 송수신장치를 제공하고자 한다.

이를 위하여, 본 발명은 무선채널 측정 송신장치에 있어서, 무선채널의 측정을 위한 원 시퀀스를 '기 결정된 D/A 동작속도 및 측정대역폭에 따른 가변 오버샘플링'과 대역제한 필터링한 후 '고정된 송신 중간주파수'로 상향 주파수 변환한 측정시퀀스를 생성 및 저장하기 위한 선처리 수단; 및 상기 저장된 측정시퀀스를 상기 D/A 동작속도에 따라 변환한 측정신호를 무선채널로 송신하기 위한 실시간 처리 수단을 포함한다.

가변 대역폭, 가변 오버샘플링, 무선채널 측정, 디지털 중간주파수, 대역제한 필터

Description

가변 대역폭 무선채널 측정 방법 및 이를 위한 송수신장치{Method of measuring variable bandwidth wireless channel and transmitter and receiver therefor}

본 발명은 가변 대역폭 무선채널 측정 방법 및 이를 위한 송수신장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 송신부에서 D/A 동작속도를 고정시키고 측정대역폭에 따라 오버샘플링을 변화시켜 가변 대역폭 신호를 생성하고, 수신부에서 측정대역폭에 따라 수신 중간주파수 및 A/D 동작속도를 변화시킴으로써, 하나의 장치로 가변 대역폭의 무선채널을 측정하기 위한, 가변 대역폭 무선채널 측정 방법 및 이를 위한 송수신장치에 관한 것이다.

본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT차세대핵심기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호 : 2005-S-001-02, 과제명 : 차세대 이동통신용 무선공간 채널 특성 연구].

차세대 이동통신 시스템 개발에서는 정확한 무선채널 특성을 파악하는 과정 이 필요하다. 무선채널의 특성을 파악하기 위해서는 무선채널 측정이 선행되어야 한다.

종래의 무선채널 측정 방식은 단일 대역폭의 무선채널만을 측정할 수 있기 때문에, 여러 대역폭의 무선채널을 측정하기 위해서 복수의 무선채널 측정 송수신장치가 구비되어야 하는 단점이 있다.

구체적으로, 종래의 무선채널 측정 방식은 하기와 같다.

도 1은 종래의 단일 대역폭 무선채널을 측정하기 위한 송수신장치에 대한 일실시예 구성도로, 송신부 및 수신부로 구성된다.

송신부는 선 처리과정(pre-processing)(111 내지 115)과 실시간 처리과정(realtime-processing)(116 내지 117)으로 구성되어 측정신호를 무선채널로 송신한다.

송신부의 선 처리과정에서는 측정시퀀스(sequence)를 생성하여 송신부 내의 메모리(115)에 저장한다. 이때, 측정시퀀스는 측정을 위한 원 시퀀스를 고정된 오버샘플링 및 대역제한하고 디지털 중간주파수 방식을 사용하여 고정된 송신 중간주파수로 상향 변환한 시퀀스를 의미한다.

이후, 송신부는 무선채널의 측정시에, 실시간 처리과정을 통해 메모리(115)에 저장된 측정시퀀스를 고정된 D/A 동작속도에 맞춰 아날로그 신호로 변환 및 필터링하고, 최종적으로 반송파 주파수로 상향 주파수 변환 및 필터링한 측정신호를 송신한다.

한편, 수신부는 실시간 처리과정(realtime-processing)(121 내지 123) 및 후 처리과정(post-processing)(124 내지 127)으로 구성되어 무선채널을 통과한 측정신호를 획득 및 분석한다.

수신부는 무선채널의 측정시에, 실시간 처리과정에서 수신한 신호를 고정된 수신 중간주파수로 하향 주파수 변환하고, 고정된 A/D 동작속도에 맞추어 디지털 데이터로 변환하여 A/D 컨버터의 메모리에 실시간으로 저장한다. 이때, 수신부는 미리 정해진 분량의 측정신호 획득이 끝나면 A/D 컨버터(122)의 메모리에 저장된 디지털 데이터를 자체 저장장치(123)에 저장한다. 그리고, A/D 컨버터(122)는 저장장치에 저장되는 시간 동안에 그 동작을 중지하였다가, 저장이 끝난 후 수신되는 측정신호에 대해 그 동작을 재개한다.

무선채널의 측정 후, 수신부는 무선채널 측정시에 여러 번의 신호획득으로 자체 저장장치(123)에 저장된 데이터를 후 처리과정을 통해 분석하여 무선채널의 특성을 확인한다.

종래의 무선채널 측정 방식에서는 송신부 및 수신부에서 디지털 중간주파수 방식(Digital IF, 114 및 124)이 적용되고 송신부에서 4 오버샘플링(over-sampling, 112)이 적용된 경우를 가정하였다.

상기와 같이 디지털 중간주파수 방식을 가정하는 이유는, 무선채널을 통과한 측정신호를 정확히 획득하는 것이 목적인 수신부에서 아날로그 중간주파수 방식(Analog IF)을 사용하면 측정신호가 왜곡될 수 있기 때문이다.

즉, 수신부에서 아날로그 중간주파수 방식을 사용할 경우에는, 측정신호가 아날로그 신호형태로 중간주파수 대역에서 기저대역(baseband)의 I(In-phase) 신호 와 Q(Quadrature-phase)신호로 변환되는데, 이 과정에서 I/Q 불균형(I/Q mismatch)에 의해 왜곡이 발생할 수 있기 때문이다.

다음으로, 송신부에서 4 오버샘플링을 가정한 이유는 다음과 같다. 송신부에서 디지털 중간주파수 방식을 사용하기 위해서는, 오버샘플링(112) 및 대역제한필터(113)가 반드시 필요하다. 그런데, 디지털 중간주파수 방식에서 대역제한필터(113) 특성에 무관하게 스펙트럼에서 에일리어싱(aliasing)이 생기지 않도록 하기 위해서는, 오버샘플링은 4 이상이어야 한다. 즉, 오버샘플링이 4 보다 작은 경우에는, 대역제한필터 특성에 따라 어떠한 송신 중간주파수를 사용하여도 에일리어싱이 발생할 수 있으므로 피해야 한다. 또한, 오버샘플링이 4 보다 큰 경우에는, 대역제한필터 특성에 무관하게 에일리어싱이 생기지 않는 송신 중간주파수의 선택 범위가 넓어지나, 오버샘플링이 많아지기 때문에 보다 빠른 속도의 D/A 동작속도가 요구된다.

따라서, 송신부에서 필요 이상의 오버샘플링을 할 필요는 없기에, 4 오버샘플링을 사용하는 경우에, 대역제한필터 특성에 무관하게 스펙트럼에서 에일리어싱이 생기지 않기 위해서는, 송신 중간주파수가 D/A 동작속도(f_D/A)의 1/4이 되어야 하며, 이 경우 연산량이 줄어드는 장점도 갖는다.

즉, 상기 [수학식 1]에서, 송신 중간주파수가 D/A 동작속도(f_D/A)의 1/4인 경우에,

이 [1,0,-1,0]의 반복이기 때문에 연산량이 적어 디지털 중간주파수 방식이 쉽게 적용될 수 있다.

부언하여, 송신부에서 아날로그 중간주파수 방식을 사용할 수도 있다. 하지만, 이 경우에도 송신부는 D/A 컨버터의 샘플 앤 홀드(Sample And Hold: S/H) 동작 및 D/A 컨버터의 동작 후에 아날로그 필터로 인한 신호왜곡을 줄이기 위한 오버샘플링과 대역제한필터가 필요하다. 이와 같이, 송신부가 언제나 오버샘플링과 대역제한필터가 필요하다면, 수신부와 동일하게 디지털 중간주파수 방식을 사용하는 것이 더 좋은 선택이 된다.

전술한 바와 같이, 측정대역폭에 대해 4 오버샘플링을 사용하고 송신 중간 주파수를 D/A 동작속도(f_D/A)의 1/4로 설정하면, 송신 중간주파수는 측정대역폭과 동일하게 된다. 종래의 단일 대역폭 무선채널 측정 송수신장치에서 측정대역폭이 100㎒인 경우는 하기 [표 1]과 같이 나타낸다.

측정 대역폭	송신부			수신부
	중간주파수 (f_TxIF)	D/A동작속도 (f_D/A)	오버샘플링	중간주파수 (f_RxIF)	A/D동작속도 (f_A/D)	데시메이션
100㎒	100㎒	400㎒	4	100㎒	400㎒	4

이와 같이, 종래의 무선채널 측정 방식은 측정대역폭이 고정된 경우를 고려하였으므로, 여러 대역폭의 무선채널을 측정하기 위해 여러 개의 무선채널 측정 송수신장치가 구비되어야 하는 단점이 있다.

상기와 같은 종래 기술은 가변 대역폭의 무선채널을 하나의 측정 송수신장치에서 측정하기 어려운 문제점이 있으며, 이러한 문제점을 해결하고자 하는 것이 본 발명의 과제이다.

따라서 본 발명은 송신부에서 D/A 동작속도를 고정시키고 측정대역폭에 따라 오버샘플링을 변화시켜 가변 대역폭 신호를 생성하고, 수신부에서 측정대역폭에 따라 수신 중간주파수 및 A/D 동작속도를 변화시킴으로써, 하나의 장치로 가변 대역폭의 무선채널을 측정하기 위한, 가변 대역폭 무선채널 측정 방법 및 이를 위한 송수신장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 무선채널 측정 송신장치에 있어서, 무선채널의 측정을 위한 원 시퀀스를 '기 결정된 D/A 동작속도 및 측정대역폭에 따른 가변 오버샘플링'과 대역제한 필터링한 후 '고정된 송신 중간주파수'로 상향 주파수 변환한 측정시퀀스를 생성 및 저장하기 위한 선처리 수단; 및 상기 저장된 측정시퀀스를 상기 D/A 동작속도에 따라 변환한 측정신호를 무선채널로 송신하기 위한 실시간 처리 수단을 포함한다.

또한, 본 발명은 무선채널 측정 수신장치에 있어서, 무선채널을 통해 수신한 상기 측정신호를 측정대역폭에 따라 수신 중간주파수 및 A/D 동작속도를 변화시켜 획득한 측정데이터를 저장하기 위한 실시간 처리 수단; 및 상기 측정데이터로부터 무선채널의 특성을 확인하기 위한 후처리 수단을 포함한다.

또한, 본 발명은 무선채널 측정 방법에 있어서, 송신수단이 무선채널의 측정을 위한 원 시퀀스를 '기 결정된 D/A 동작속도 및 측정대역폭에 따른 가변 오버샘플링'과 대역제한 필터링한 후 '고정된 송신 중간주파수'로 상향 주파수 변환한 측정시퀀스를 생성 및 저장하는 단계; 및 상기 송신수단이 상기 저장된 측정시퀀스를 상기 D/A 동작속도에 따라 변환한 측정신호를 무선채널로 송신하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명은 무선채널 측정 방법에 있어서, 수신수단이 무선채널을 통해 수신한 상기 측정신호를 측정대역폭에 따라 수신 중간주파수 및 A/D 동작속도를 변 화시켜 획득한 측정데이터를 저장하는 단계; 및 상기 수신수단이 상기 측정데이터로부터 무선채널의 특성을 확인하는 단계를 포함한다.

상기와 같은 본 발명은 하나의 무선채널 측정 송수신장치로 여러 대역폭의 무선채널을 측정할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 송신장치에서 D/A 동작속도를 고정시키고 측정대역폭에 따라 오버샘플링의 변화로 가변 대역폭 신호를 생성함에 따라 대역폭에 무관하게 동일한 송신 중간주파수를 사용할 수 있게 됨으로써, 송신장치를 용이하게 구현할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 수신장치에서 측정대역폭에 따라 수신 중간주파수 및 A/D 동작속도를 가변시킴으로써, 현실적인 A/D 컨버터 메모리 용량과 저장장치의 저장용량이 고려된 장치를 구현할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 수신장치에서 대역제한필터의 연산량이 측정대역폭에 무관하게 현실적인 수준으로 유지될 수 있는 효과가 있다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 가변 대역폭 무선채널을 측정하기 위한 송수신 장치에 대한 일실시예 구성도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가변 대역폭 무선채널을 측정하기 위한 송수신장치(이하 "가변 무선채널 측정 송수신장치"라 함)는, 측정을 위한 원 시퀀스로 대역확산 시퀀스를 사용하는 PRBS(Pseudo Random Binary Sequence) 방식을 적용한 경우를 가정하였으나 PRBS 방식에 한정되지 않는다.

도 2에서 측정해야 할 대역폭(즉, 측정대역폭)이 5㎒, 10㎒, 20㎒, 40㎒, 100㎒인 경우에, 송신부 및 수신부는 하기 [표 2]와 같이 동작한다. 이때, 도 2의 가변 무선채널 측정 송수신장치에서 측정대역폭이 100㎒인 경우의 동작은, 상기 도 1의 종래의 단일 대역폭 무선채널 측정 송수신장치의 동작과 동일하다.

측정대역폭	송신부			수신부
	중간주파수 (f_TxIF)	D/A동작속도 (f_D/A)	오버샘플링	중간주파수 (f_RxIF)	A/D동작속도 (f_A/D)	데시메이션 가짓수
5㎒	100㎒	400㎒	80	5㎒	20㎒	4
10㎒			40	10㎒	40㎒	4
20㎒			20	20㎒	80㎒	4
40㎒			10	40㎒	160㎒	4
100㎒			4	100㎒	400㎒	4

송신부의 선 처리과정의 가변 오버샘플링 부분(211)은 측정대역폭에 따라 상기 [표 2]와 같이 변화한다. 즉, 송신부는 D/A 컨버터(215)의 D/A 동작속도(f_D/A)를 고정시키고, 측정대역폭에 따라 오버샘플링을 변화시켜 가변 대역폭을 구현한다.

상기 [표 2]에 나타난 바와 같이, D/A 동작속도는 "측정대역폭×오버샘플링"을 만족한다. 일례로, 측정대역폭 100㎒인 경우(즉, 측정을 위한 원 시퀀스의 속도가 100㎒인 경우)에, D/A 동작속도가 400㎒이면 4 오버샘플링이 적용되어야 한다.

본 발명은 상기와 같이 가변 대역폭을 구현하여, 측정대역폭이 가변하더라도 D/A 동작속도를 고정시킬 수 있고, 이로써 송신부 선 처리과정의 디지털 중간주파수 부분(213)에서 측정대역폭과 대역제한필터 특성에 영향을 주지 않으면서 에일리어싱이 발생하지 않는 송신 중간주파수를 100㎒로 동일하게 유지할 수 있다.

이에 따라, 송신부는 하기와 같은 장점이 있다.

첫째, 송신부는 하나의 D/A 클럭만 생성해도 된다.

둘째, 송신부는 대역폭에 관계없이 동일한 송신 중간주파수를 사용할 수 있기 때문에, 송신 중간주파수 필터를 쉽게 구성할 수 있다.

셋째, 송신부는 하나로 고정된 송신 중간주파수를 여러 대역폭 중 최대 측정대역폭과 관련시킴으로써, 중간주파수에서 반송파로의 상향 주파수 변환시에 이미지 성분을 제거하기 쉽다.

본 발명과 다르게, 오버샘플링을 4로 고정시키고 가변 대역폭을 구현하는 경우에는, D/A 동작속도가 측정대역폭에 따라 달라져야 한다. 이는 송신 중간주파수도 측정대역폭에 따라 달라지는 것을 의미하며, 이로 인해 송신 중간주파수의 필터링을 위해 필터뱅크가 필요하고 D/A 컨버터에 다수의 D/A 클럭을 생성해야 할 뿐만 아니라 이미지 제거에 어려움이 발생한다.

한편, 수신부의 실시간 처리과정에서는 상기 [표 2]와 같이 측정대역폭에 따라 디지털 중간주파수 부분(224)의 수신 중간주파수 및 A/D 컨버터(221)의 A/D 동작속도를 변화시켜 가변 대역폭 신호를 획득한다.

상기 [표 2]에 나타난 바와 같이, A/D 동작속도(f_A/D)는 "측정대역폭×4"를 만족하고, 수신 중간주파수는 측정대역폭과 같게 적용된다. 일례로, 측정대역폭 100㎒인 경우(즉, 측정을 위한 원 시퀀스의 속도가 100㎒인 경우)에, A/D 동작속도가 400㎒이면 4배의 데이터를 획득한 것을 나타낸다. 수신부에서는 언제나 측정대역폭의 4배의 속도로 A/D 컨버팅하므로, 데시메이션 가짓수는 4가 된다. 이에, 수신부에서는 (1, 5, 9, 13 ...번째 것만 추출), (2, 6, 10, 14 ... 번째 것만 추출), (3, 7, 11, 15 ... 번째 것만 추출). (4, 8, 12, 16 ... 번째 것만 추출)와 같이 4가지 중 하나를 선택하여 데이터를 분석한다.

이에 따라, 수신부는 하기와 같은 장점이 있다.

첫째, 수신부는 한 번의 측정신호 획득을 위한 A/D 컨버터(221)의 메모리 용량을 현실적인 값으로 가질 수 있다.

둘째, 수신부는 여러 번의 신호획득을 저장할 저장장치(222)의 용량을 현실적인 값으로 가질 수 있다.

셋째, 수신부는 측정대역폭에 무관하게 수신부의 대역제한필터(224)의 연산량을 현실적인 값으로 고정할 수 있다.

도 3은 본 발명에 적용되는 원 시퀀스에 대한 일실시예 예시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 적용되는 원 시퀀스는, M개의 수신 안테나 및 N개의 송신 안테나에서, 하나의 송신 안테나로부터 하나의 수신 안테나로의 코드 반복회수가 "3"이며 사용된 대역확산 코드의 길이가 "4095(즉, 4095개의 샘플로 구성된 길이)"인 경우에 해당한다.

도 3에서 "송신부 메모리에 저장되는 시퀀스"로 표시된 부분이 전술한 도 2에서 가변 오버샘플링 과정(211), 대역제한필터 과정(212), 디지털 중간주파수 과정(213)을 통과하여 생성된 측정시퀀스가 실제 송신부의 메모리(214)에 저장된다.

송신부는 "송신부 메모리에 저장되는 시퀀스"를 반복 송출하고, 수신부는 하나의 DAQ(Data Acquisition) 단위를 전술한 도 2의 A/D 컨버터(221)의 메모리에 저장하였다가 저장장치(222)에 저장한다. 수신부의 A/D 컨버터(221)는 하나의 DAQ 단위가 저장장치(222)에 저장되는 저장시간 동안에 송신부가 송출한 측정신호를 획득하지 않으며, 상기 저장시간이 끝난 후에 시작되는 하나의 DAQ 단위를 획득한다. 이러한 과정의 반복으로 무선채널 측정 후, 저장장치에는 여러 번의 신호획득으로 얻어진 측정 데이터가 저장되어 있다.

도 4a 내지 도 4c는 상기 도 3의 원 시퀀스를 이용하고 측정대역폭이 5㎒인 경우에 송신부의 선 처리과정 각 부분의 출력 스펙트럼에 대한 일실시예에 대한 그래프이다. 구체적으로, 도 4a 내지 도 4c는 상기 [표 2]에서 측정대역폭이 5㎒인 경우의 오버샘플링 80이 적용된 경우에 대한 것으로, 도 4a는 송신부의 가변 오버샘플링 과정(211)의 출력 스펙트럼을, 도 4b는 송신부의 대역제한필터 과정(212)의 출력 스펙트럼을, 도 4c는 송신부의 디지털 중간주파수 과정(213)의 출력 스펙트럼을 나타낸다.

마찬가지로, 도 5a 내지 도 5c는 상기 도 3의 원 시퀀스를 이용하고 측정대역폭이 100㎒인 경우에 송신부의 선 처리과정 각 부분의 출력 스펙트럼에 대한 일실시예에 대한 그래프이다. 구체적으로, 보다 상세히 설명하면, 도 5a 내지 도 5c에서는 상기 [표 2]에서 측정대역폭이 100㎒인 경우의 오버샘플링 4가 적용된 경우에 대한 것으로, 도 5a는 송신부의 가변 오버샘플링 과정(211)의 출력 스펙트럼을, 도 5b는 송신부의 대역제한필터 과정(212)의 출력 스펙트럼을, 도 5c는 송신부의 디지털 중간주파수 과정(213)의 출력 스펙트럼을 나타낸다.

즉, 도 4a 내지 도 5c에서는 상기 [표 2]와 같이, '400㎒로 고정된 D/A 동작속도'와 '측정대역폭에 따라 변하는 오버샘플링'이 적용되어 가변 대역폭이 구현되고 있음을 나타낸다.

이와 같이, 본 발명에서는 송신부의 D/A 동작속도를 고정시키고 측정대역폭에 따라 오버샘플링을 변화시켜 가변 대역폭을 구현함으로써, 송신 중간주파수를 측정대역폭이 가변하여도 상기 고정된 D/A 동작속도에 대응하여 일정하게 유지할 수 있다. 즉, 상기 도 2에서 D/A 동작속도는 400㎒로 고정시키고 측정대역폭에 따라 오버샘플링을 변화시켜 가변 대역폭을 구현함으로써 송신 중간주파수를 D/A 동작속도의 1/4인 100㎒로 유지할 수 있다.

이로써, 송신부의 Tx RF 블록(216)에서는 반송파로 상향 주파수 변환한 후 이미지 성분이 용이하게 제거될 수 있다(후술할 도 6 참조).

도 6은 본 발명에 따른 송신부의 Tx RF 블록(216)에서 반송파로 상향 주파수 변환한 후의 스펙트럼에 대한 일실시예 개념도이다.

본 발명에서는 측정대역폭에 무관하게 송신 중간주파수를 100MHz로 유지함으로써, 도 6에 도시된 바와 같이 반송파로 상향 주파수 변환(up-conversion)한 후의 스펙트럼에서 '이미지 성분' 과 '송출할 성분'이 항상 200㎒ 떨어져 있게 된다. 이로써, 송신부의 Tx RF 블록(216)에서의 '이미지 성분'이 용이하게 제거될 수 있다.

만약, 본 발명의 가변 대역폭 구현 방식과 달리, '오버샘플링을 4로 고정하고 D/A 동작속도를 가변시켜 가변 대역폭을 구현하는 경우'에는, 송신 중간주파수가 측정대역폭과 동일해져 D/A 동작 후의 필터링을 위해 필터뱅크를 구현해야 할 뿐만 아니라, 측정대역폭이 좁을 때 반송파로 상향 주파수 변환한 후 이미지 성분 제거가 어려워진다. 일례로, 상기에서 측정대역폭이 5㎒인 경우를 고려해보면, '송출할 성분' 및 '이미지 성분'은 10㎒ 떨어져 있기 때문에 '이미지 성분'을 제거하기 어려워진다.

부가적으로, 본 발명의 가변 대역폭 구현 방식과 달리, 'D/A 동작속도를 고정하고 오버샘플링을 변화시켜 가변 대역폭을 구현하면서도 측정대역폭에 따라 다른 송신 중간주파수를 적용하는 경우'에는, D/A 동작 후의 필터링을 위해 필터뱅크가 구성되어야 한다. 따라서, D/A 동작속도를 고정하고 오버샘플링을 변화시켜 가변 대역폭을 구현하는 경우에는, 본 발명과 같이 측정대역폭에 무관하게 송신 중간주파수를 고정하는 것이 바람직하다.

도 7a는 본 발명이 적용되는 수신부에서 측정대역폭이 5㎒인 경우의 출력 스펙트럼에 대한 일실시예 그래프이고, 도 7b는 본 발명이 적용되는 수신부에서 측정대역폭이 100㎒인 경우의 출력 스펙트럼에 대한 일실시예 그래프이다.

즉, 도 7a는 상기 [표 2]에서 측정대역폭이 5㎒인 경우에 A/D 컨버터(221)의 출력스펙트럼을 나타내고, 도 7b는 상기 [표 2]에서 측정대역폭이 100㎒인 경우에 A/D 컨버터(221)의 출력스펙트럼을 나타낸다.

상기 [표 2]에서 나타난 바와 같이, 본 발명의 수신부에서는 측정대역폭에 따라 수신 중간주파수 및 A/D 동작속도를 변화시킨다.

이로써, 수신부는 한 번의 측정신호 획득시 얻어지는 데이터의 양보다 커야하는 A/D 컨버터(221)의 메모리 용량이 현실적인 값으로 될 수 있다. 또한, 수신부는 여러 번의 측정신호 획득으로 이루어지는 무선채널 측정에 있어, 수신부의 저장장치에 저장되는 데이터의 양과 저장시간의 관점에서 무선채널 측정장치를 효율적으로 운용할 수 있도록 한다.

예를 들어, 측정대역폭이 5㎒이고, 상기 도 3에서 N=8 개의 송신 안테나 및 M=8 개의 수신 안테나를 사용하고 DAQ 단위가 20개 프레임으로 구성되는 경우를 가정하여 설명한다.

본 발명과 다르게 송신부에서 송신 중간주파수와 D/A 동작속도를 고정시킨 것과 같이 수신부에서도 수신 중간주파수 및 A/D 동작속도를 고정시킨다면, A/D 컨버터(221)가 1 샘플당 2byte의 resolution인 경우에 3,144,960㎲(=4095×3×64×20×0.2㎲) 동안 400㎒의 속도로 샘플을 취한 것이기에, 2.52Gbyte[=3,144,960㎲×400(sample/㎲)×2(byte/sample)] 이상의 A/D 컨버터(221) 메모리 용량이 필요하게 된다.

또한, 60분 동안 무선채널 측정을 수행하였다면 이 중 40분이 저장장치(222)에 저장되는 저장시간이라 할지라도, 데이터 양은 962Gbyte[=(1200s/3.144960s)×2.52Gbyte]가 되어 비현실적인 저장장치(222)의 용량이 요구된다.

반면, 본 발명과 같이 수신 중간주파수 및 A/D 동작속도를 측정대역폭에 따라 변화시키면, 가변하는 측정대역폭에 대하여 126Mbyte[=4095×3×64×20×(1/측정대역폭)×(4×측정대역폭)×2(byte/sample)]의 A/D 컨버터(221)의 메모리 용량만이 동일하게 요구된다.

또한, 수신부의 대역제한필터(224)에서 측정대역폭으로 정규화된 필터 성능은, 가변하는 측정대역폭에 대하여 동일한 특성을 나타내야 하는데, 본 발명과 달리, A/D 컨버터(221)의 동작속도를 400㎒로 고정시킬 경우, 이를 위해서는 측정대역폭이 좁은 경우에 대역제한필터(224)의 탭 수가 늘어나고, 이로 인한 대역제한필터 부분에서 연산량이 늘어난다. 일례로, 측정대역폭이 100㎒인 경우에 적합한 대역제한필터(224)의 탭 수가 256(=10㎱×64/2.5㎱)이라고 가정하면, 측정대역폭이 5㎒인 경우에는 동일한 필터성능을 위해서 대역제한필터(224)의 탭 수가 5120(=200㎱×64/2.5㎱)이 되어야 하므로, 측정대역폭이 좁아짐에 따라 연산량과 연산시간이 비현실적으로 늘어나게 된다.

반면, 본 발명과 같이 수신 중간주파수 및 A/D 동작속도를 측정대역폭에 따라 변화시키면, 수신부의 대역제한필터(224)의 탭 수가 가변하는 측정대역폭에 대하여 256[=((1/측정대역폭)×64)/(1/(4×측정대역폭))]으로 동일하게 고정된다.

한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.　또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

도 1은 종래의 단일 대역폭 무선채널을 측정하기 위한 송수신장치에 대한 일실시예 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 가변 대역폭 무선채널을 측정하기 위한 송수신장치에 대한 일실시예 구성도,

도 3은 본 발명에 적용되는 원 시퀀스에 대한 일실시예 예시도,

도 4a 내지 도 4c는 상기 도 3의 원 시퀀스를 이용하고 측정대역폭이 5㎒인 경우에 송신부의 선 처리과정 각 부분의 출력 스펙트럼에 대한 일실시예에 대한 그래프,

도 5a 내지 도 5c는 상기 도 3의 원 시퀀스를 이용하고 측정대역폭이 100㎒인 경우에 송신부의 선 처리과정 각 부분의 출력 스펙트럼에 대한 일실시예에 대한 그래프,

도 6은 본 발명에 따른 송신부의 Tx RF 블록에서 반송파로 상향 주파수 변환한 후의 스펙트럼에 대한 일실시예 개념도,

도 7a는 본 발명이 적용되는 수신부에서 측정대역폭이 5㎒인 경우의 출력 스펙트럼에 대한 일실시예 그래프,

도 7b는 본 발명이 적용되는 수신부에서 측정대역폭이 100㎒인 경우의 출력 스펙트럼에 대한 일실시예 그래프.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명

211: 가변 오버샘플링 212: 대역제한필터

213: 디지털 중간주파수(송신) 214: 메모리

215: D/A 컨버터 216: Tx RF 블록

221: A/D 컨버터 222: 저장장치

223: 디지털 중간주파수(수신) 224: 대역제한필터

Claims (8)

1. 무선채널 측정 송신장치에 있어서,

   무선채널의 측정을 위한 원 시퀀스를 '기 결정된 D/A 동작속도 및 측정대역폭에 따른 가변 오버샘플링'과 대역제한 필터링한 후 '고정된 송신 중간주파수'로 상향 주파수 변환한 측정시퀀스를 생성 및 저장하기 위한 선처리 수단; 및

   상기 선처리 수단에 저장된 측정시퀀스를 상기 D/A 동작속도에 따라 변환한 측정신호를 무선채널로 송신하기 위한 실시간 처리 수단

   을 포함하는 가변 대역폭 무선채널을 측정하기 위한 송신장치.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 송신 중간주파수는,

   상기 D/A 동작속도에 대응하여, 가변 측정대역폭에 대하여 동일하게 고정됨에 따라 하나의 필터로 필터링되는 것을 특징으로 하는 가변 대역폭 무선채널을 측정하기 위한 송신장치.
3. 무선채널 측정 수신장치에 있어서,

   무선채널을 통해 수신한 측정신호를 측정대역폭에 따라 수신 중간주파수 및 A/D 동작속도를 변화시켜 획득한 측정데이터를 저장하기 위한 실시간 처리 수단; 및

   상기 측정데이터로부터 무선채널의 특성을 확인하기 위한 후처리 수단

   을 포함하는 가변 대역폭 무선채널을 측정하기 위한 수신장치.
4. 제3 항에 있어서,

   상기 후처리 수단은,

   대역제한필터의 탭 수가 가변 측정대역폭에 대하여 동일하게 고정되어도 측정대역폭으로 정규화된 필터성능이 동일하게 되는 것을 특징으로 하는 가변 대역폭 무선채널을 측정하기 위한 수신장치.
5. 무선채널 측정 방법에 있어서,

   송신수단이 무선채널의 측정을 위한 원 시퀀스를 '기 결정된 D/A 동작속도 및 측정대역폭에 따른 가변 오버샘플링'과 대역제한 필터링한 후 '고정된 송신 중간주파수'로 상향 주파수 변환한 측정시퀀스를 생성 및 저장하는 단계; 및

   상기 송신수단이 상기 저장된 측정시퀀스를 상기 D/A 동작속도에 따라 변환한 측정신호를 무선채널로 송신하는 단계

   를 포함하는 가변 대역폭 무선채널을 측정 방법.
6. 제5 항에 있어서,

   상기 송신 중간주파수는,

   상기 D/A 동작속도에 대응하여, 가변 측정대역폭에 대하여 동일하게 고정됨에 따라 하나의 필터로 필터링되는 것을 특징으로 하는 가변 대역폭 무선채널 측정 방법.
7. 무선채널 측정 방법에 있어서,

   수신수단이 무선채널을 통해 수신한 측정신호를 측정대역폭에 따라 수신 중간주파수 및 A/D 동작속도를 변화시켜 획득한 측정데이터를 저장하는 단계; 및

   상기 수신수단이 상기 측정데이터로부터 무선채널의 특성을 확인하는 단계

   를 포함하는 가변 대역폭 무선채널 측정 방법.
8. 제7 항에 있어서,

   상기 측정데이터로부터 무선채널의 특성을 확인하는 단계는,

   대역제한필터의 탭 수가 가변 측정대역폭에 대하여 동일하게 고정되어도 측정대역폭으로 정규화된 필터성능이 동일하게 되는 것을 특징으로 하는 가변 대역폭 무선채널 측정 방법.

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