KR100957641B1 - 수동상호변조왜곡 신호 검출 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

수동상호변조왜곡 신호 검출 방법 및 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 급전선과 연결된 수동상호변조왜곡(PIMD) 검출기가 PIMD를 검출하는 방법에 있어서, 소정의 시간 간격으로 상기 복수의 급전선의 잡음 레벨을 각각 측정하는 단계; 상기 측정된 잡음 레벨의 차이값을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 차이값이 임계값 이상이면 PIMD가 존재하는 것으로 인식하는 단계를 포함하는 PIMD 검출 방법이 제공될 수 있다. 이로 인해, 급전선 구간에서의 잡음 레벨을 측정하고 이를 이용하여 PIMD를 검출할 수 있다.

IMD, 상호변조왜곡, 이동통신

Description

수동상호변조왜곡 신호 검출 방법 및 장치{Method and device for detecting PIMD signal}

본 발명은 이동통신에 관한 것으로, 보다 상세하게 수동상호변조왜곡(PIMD: passive inter-modulation distortion) 신호를 검출하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 상호변조왜곡(IMD: inter-modulation distortion)은 능동소자에서만 발생하지만, 수동소자 역시 완벽한 선형동작을 수행하는 것은 아니기 때문에 미세한 비선형적 동작으로 인해 IMD가 발생한다. 일반적으로 수동소자 또는/및 회로에서 발생하는 IMD를 PIMD라 칭한다. 보통 커넥터의 경우 160~180 dBc, 커플러의 경우 140dBc, 필터류의 경우 160dBc 정도가 요구된다.

PIMD 발생 원인으로는 커넥터들간의 체결불량 및 케이블의 조립 불량과 같은 급전선 구간의 부정합(mis-matching), 수동부품들(예를 들어, 커넥터, 안테나, 공유기, 분배기, 케이블 등)의 자체불량 및 정격용량 미달의 부품 사용시 등 다양한 원인에 의해 발생된다.

PIMD가 존재하는 경우 수신 패스는 정상적인 경우에 비해 수신 잡음 레벨이 수 dB ~ 수십 dB까지 랜덤하게 상승하게 된다. 이와 같은 PIMD로 인해 CDMA 시스템의 역방향 패스가 막혀 정상적인 수신 기능을 상실하게 되며 역방향 품질이 급격히 저하되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 급전선 구간에서의 잡음 레벨을 측정하고 이를 이용하여 PIMD를 검출할 수 있는 수동상호변조왜곡 신호 검출 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 급전선 구간에서의 PIMD 검출을 통해 불량 급전선을 신속하게 개선함으로써 역방향 수신품질을 개선할 수 있으며, 결과적으로 이동통신망에서의 통화접속성공율을 개선할 수 있고, 통화절단율 및 용량을 개선할 수 있는 수동상호변조왜곡 신호 검출 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 기지국의 장기간의 급전선 구간에 대한 수신 잡음 레벨을 비교함으로써 기지국의 LNA 열화를 감지할 수 있는 수동상호변조왜곡 신호 검출 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 기지국의 수신 잡음 레벨을 감시함으로써 안테나 외부로부터 유입되는 불요파 또는 간섭신호의 존재를 검출할 수 있는 수동상호변조왜곡 신호 검출 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 복수의 급전선과 연결된 수동상호변조왜곡(PIMD) 검출기가 PIMD를 검출하는 방법이 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 급전선과 연결된 수동상호변조왜곡(PIMD) 검출기가 PIMD를 검출하는 방법에 있어서, 소정의 시간 간격으로 상기 복수의 급전선의 잡음 레벨을 각각 측정하는 단계; 상기 측정된 잡음 레벨의 차이값을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 차이값이 임계값 이상이면 PIMD가 존재하는 것으로 인식하는 단계를 포함하는 PIMD 검출 방법이 제공될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 복수의 급전선과 연결되어 수동상호변조왜곡을 검출할 수 있는 수동상호변조왜곡(PIMD) 검출기가 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 수동상호변조왜곡(PIMD) 검출기에 있어서-상기 PIMD 검출기는 복수의 급전선과 연결됨, 소정의 시간 간격으로 복수의 급전선에 대한 잡음 레벨을 각각 측정하는 측정부; 및 상기 측정된 잡음 레벨의 차이값을 산출하고, 산출된 차이값이 임계값 이상이면, PIMD가 존재하는 것으로 인식하는 제어부를 포함하는 PIMD 검출기가 제공될 수 있다.

본 발명에 따른 수동상호변조왜곡 신호 검출 방법 및 장치를 제공함으로써, 본 발명은 급전선 구간에서의 잡음 레벨을 측정하고 이를 이용하여 PIMD를 검출할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 급전선 구간에서의 PIMD 검출을 통해 불량 급전선을 신속하게 개선함으로써 역방향 수신품질을 개선할 수 있으며, 결과적으로 이동통신망에서의 통화접속성공율을 개선할 수 있고, 통화절단율 및 용량을 개선할 수 있는 효과도 있다.

또한, 본 발명은 기지국의 장기간의 급전선 구간에 대한 수신 잡음 레벨을 비교함으로써 기지국의 LNA 열화를 감지할 수 있는 효과도 있다.

또한, 본 발명은 기지국의 수신 잡음 레벨을 감시함으로써 안테나 외부로부터 유입되는 불요파 또는 간섭신호의 존재를 검출할 수 있는 효과도 있다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수동상호변조왜곡 신호를 측정하기 위한 시스템을 개략적으로 예시한 블록도이다.

도 1에서 보여지는 바와 같이, 본 발명에 따른 시스템은 수동상호변조왜곡 신호 검출기(110) 및 기지국(120)으로 구성된다. 본 명세서에서는 기지국(120)에 대한 수동상호변조왜곡 신호를 측정하는 것을 가정하여 설명하나 기지국(120) 이외의 메인 패스 및 다이버시티 패스가 설치된 장치(예를 들어, 중계기)이면 동일하게 적용될 수 있음은 당연하다.

수동상호변조왜곡(PIMD) 신호 검출기(이하, 이해와 설명의 편의를 도모하기 위해 "PIMD 검출기"라 칭하기로 함)(110)는 기지국(120)의 메인 패스 및 다이버시티 패스의 잡음 레벨을 각각 측정하고, 이를 이용하여 PIMD 존재 여부를 판단하는 기능을 수행한다.

메인 패스(main path)는 역방향신호(예를 들어, 단말기의 Tx 신호)를 수신하는 기지국(120)의 수신 패스 중에서 역방향 신호와 급전선을 공유하며 듀플렉서(duplexer)를 통하여 Tx와 Rx를 구분하는 급전선으로 정의하기로 한다.

또한, 다이버시티 패스(diversity path)는 역방향신호(예를 들어, 단말기의 Tx 신호)를 수신하는 기지국(120)의 수신 패스 중에서 역방향 품질 개선을 위해 메인 패스이외에 추가로 설치한 것으로 TX 신호가 없는 수신전용 급전선으로 정의하기로 한다.

기지국(120)은 도 1에서 도시된 바와 같이, 메인 패스 및 다이버시티 패스가 설치되어 있다. 그리고, 기지국(120)은 가입자의 단말기와 직접적으로 연결되는 망 종단 장치로써, 기저대역 신호 처리, 유무선 변환 및 무선 신호의 송신 또는/및 수신 등의 기능을 수행한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국의 내부 기능 블록을 예시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 기지국(120)은 안테나(210), 듀플렉스(215), 복수의 LNA(220)를 포함하여 구성된다.

안테나(210)는 전자파 에너지를 공중으로 발사하거나 받는 도체로써, 진폭 변조(AM)나 주파수 변조(FM)된 전파를 공중으로 방사하는 기능을 수행한다. 또한, 안테나(210)는 전기 에너지를 전자파 에너지로, 전자파 에너지를 전기 에너지로 바꿔주는 기능을 수행한다.

듀플렉스(215)는 하나의 고정 유닛(unit)이나 복수의 신호를 수용하는 기능을 수행한다. 즉, 듀플렉스(215)는 안테나(210)를 통해 수신된 신호를 LNA(220)로 출력하거나 송신신호를 안테나(210)를 통해 출력하는 기능을 수행한다.

LNA(low noise amplifier)는 기지국(120) 전체의 NF(잡음 지수)를 낮추는 기능을 수행한다. 또한, LNA(220)는 메인 패스 및 다이버시티 패스를 통해 수신된 각각의 신호의 잡음을 낮춰서 PIMD 검출기(110)로 전송할 수 있다. 따라서, 도 2에서 보여지는 바와 같이, LNA(220)는 듀플렉스(215)와 연결되어 듀플렉스(215)를 통해 수신된 메인 패스의 잡음을 낮출 수 있다. 그리고, LNA(220)는 다이버시티 패스와 연결되어 다이버시티 패스에 따른 잡음을 낮출 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 PIMD 검출기의 내부 기능을 예시한 블록도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 PIMD 검출기(110)는 측정부(310), 디스플레이부(315), 저장부(320) 및 제어부(325)를 포함하여 구성된다.

측정부(310)는 복수의 패스의 수신 잡음 레벨을 각각 측정하여 제어부(325)로 출력하는 기능을 수행한다. 예를 들어, 측정부(310)는 기지국(120)의 메인 패스 및 다이버시티 패스와 연결된다. 이를 통해 측정부(310)는 메인 패스 및 다이버시 티 패스의 수신 잡음 레벨을 각각 측정할 수 있다.

본 명세서에서는 측정부(310)가 기지국(120)의 메인 패스 및 다이버시티 패스와 연결되어 잡음 레벨을 측정하는 것을 가정하여 이를 중점으로 설명하고 있으나 이외에도 복수의 급전선의 잡음 레벨을 각각 측정할 수도 있음은 당연하다.

디스플레이부(315)는 제어부(325)의 제어에 의해 측정된 복수의 잡음 레벨들을 출력하거나 진행 상황 등을 출력하는 기능을 수행한다. 예를 들어, 디스플레이부(315)는 액정화면(LCD)일 수 있다.

저장부(320)는 제어부(325)의 제어에 의해 측정부(310)를 통해 측정된 각각의 수신 잡음 레벨을 저장한다. 또한, 저장부(320)는 본 발명에 따른 PIMD 검출기(110)를 운용하기 위해 필요한 알고리즘 등이 저장된다.

제어부(325)는 본 발명에 따른 PIMD 검출기(110)의 내부 구성 요소들(예를 들어, 측정부(310), 디스플레이부(315), 저장부(320) 등)를 제어하는 기능을 수행한다.

또한, 제어부(325)는 측정부(310)를 통해 측정된 잡음 레벨들을 이용하여 PIMD 존재 여부를 판단하는 기능을 수행한다.

예를 들어, 제어부(325)는 측정부(310)를 통해 입력된 메인 패스 및 다이버시티 패스의 잡음 레벨들간의 차이값을 산출하여 산출된 차이값이 임계값 이상이면 PIMD가 존재하는 것으로 인식한다. 이로 인해, 제어부(325)는 PIMD가 존재함을 나타내는 메시지를 디스플레이부(315)를 통해 출력할 수 있다.

또한, 제어부(325)는 측정부(310)를 통해 측정된 메인 패스 및 다이버시티 패스의 잡음 레벨을 그래프화하여 디스플레이부(315)를 통해 출력할 수도 있다.

본 명세서에서는 PIMD 검출기(110)가 기지국(120)의 복수의 급전선에 연결되어 수신 잡음 레벨을 각각 측정한 후 이를 이용하여 PIMD 존재 여부를 검출하는 것을 주로 설명하고 있으나, 구현 방법에 따라 PIMD 검출기(120)가 기지국 또는 중계기 등의 트랜스시버(transceiver)를 통해 측정된 잡음 레벨을 수집하고, 이를 이용하여 PIMD 존재 여부를 검출할 수도 있음은 당연하다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 정상적인 기지국의 잡음 레벨을 나타낸 그래프이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 PIMD가 있는 기지국의 잡음 레벨을 예시한 그래프이다.

도 4에서 보여지는 바와 같이, 정상적인 상태에서는 기지국(120)을 통해 측정되는 복수의 급전선(즉, 메인 패스 및 다이버시티 패스)의 측정값(즉, 잡음 레벨)에는 차이가 없거나 미미한 것을 알 수 있다.

그러나, PIMD가 존재하는 경우, 도 5에 예시된 바와 같이 트래픽의 존재 여부와 상관없이 측정값(즉, 잡음 레벨)들의 차이가 많이 나는 것을 알 수 있다. 이와 같이, 측정값들의 차이값이 큰 경우 PIMD가 존재한다고 판단하는 이유는 정상적으로 안테나를 통해 유입되는 신호는 메인 패스와 다이버시티 패스간에 레벨 차이가 크지 않다는 이론에 전제한 것이다. 따라서, 복수의 패스간의 측정값이 크게 차이가 발생하는 경우 외부적인 영향이 아닌 급전선 내부에 문제로 인해 발생되는 것으로 인식할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 PIMD 검출기(110)는 메인 패스 및 다이버시티 패스의 잡음 레벨을 각각 측정한 후 이를 이용하여 PIMD 존재 여부를 판단할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 PIMD 검출기가 PIMD를 검출하는 방법을 나타낸 순서도이다. 이하에서는 PIMD 검출기(110)가 기지국(120)의 메인 패스 및 다이버시티 패스와 각각 연결되어 각 패스의 잡음 레벨을 검출하는 것을 가정하여 이를 중점으로 설명하기로 한다. 또한, 이하에서 설명되는 각각의 단계는 PIMD 검출기(110)의 각각의 내부 구성 요소에 의해 수행되어지나 이해와 설명의 편의를 도모하기 위해 PIMD 검출기로 통칭하여 설명하기로 한다.

단계 610에서 PIMD 검출기(110)는 기지국(120)의 복수의 급전선의 잡음 레벨을 각각 측정한다. 예를 들어, PIMD 검출기(110)는 기지국(120)의 메인 패스 및 다이버시티 패스의 잡음 레벨을 각각 측정한다.

단계 615에서 PIMD 검출기(110)는 복수의 급전선에서 측정된 잡음 레벨의 차이값을 산출한다.

여기서, PIMD 검출기(110)는 복수의 급전선에서 측정된 잡음 레벨의 평균값을 이용하여 차이값을 산출할 수 있다. 예를 들어, PIMD 검출기(110)는 미리 설정된 소정의 시간 단위(예를 들어, 분, 초 단위)로 복수의 급전선의 잡음 레벨을 각각 측정할 수 있다. 그리고, 측정된 잡음 레벨의 평균값을 각각 산출하고, 산출된 각각의 평균값의 차이값을 산출할 수 있다.

또한, PIMD 검출기(110)는 두 패스의 잡음 레벨의 차이가 미리 설정된 임계 값(예를 들어, 2dB)이상 발생하더라도 각 패스의 값이 각 패스의 평균값보다 설정된 제1 기준값(예를 들어, 2dB)이상 인 경우에는 해당 측정값들은 PIMD 존재 여부의 판단을 위한 판단값에서 제외할 수 있다.

단계 620에서 PIMD 검출기(110)는 잡음 레벨의 차이값이 임계값 이상인지 여부를 판단한다.

만일 잡음 레벨의 차이값이 임계값 이상이면, 단계 625에서 PIMD 검출기(110)는 PIMD가 존재하는 것으로 인식하고, PIMD 존재 여부를 디스플레이부(315)를 통해 출력한다.

그러나 만일 잡음 레벨의 차이값이 임계값 미만이면, 단계 630에서 PIMD 검출기(110)는 PIMD가 존재하지 않는 것으로 인식할 수 있다.

다른 예를 들어, PIMD 검출기(110)는 소정의 시간 동안 측정된 두 패스의 잡음 레벨(즉, 측정값) 중에서 각 패스의 최소값에 제2 기준값(예를 들어, 1dB) 이내의 측정값들에 대해서 평균값을 산출할 수 있다. 이어, PIMD 검출기(110)는 산출된 평균값들의 차이값을 산출하고 임계값 이상인지 여부를 판단하여 이상이면 PIMD가 존재하는 것으로 인식할 수 있다.

또한, PIMD 검출기(110)는 기지국(120)의 초기 잡음 레벨을 저장한 후 측정된 잡음 레벨과의 차이를 산출하여 기지국(120)내의 LNA의 열화를 감지할 수도 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수동상호변조왜곡 신호를 측정하기 위한 시스템을 개략적으로 예시한 블록도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국의 내부 기능 블록을 예시한 도면.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 PIMD 검출기의 내부 기능을 예시한 블록도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 정상적인 기지국의 잡음 레벨을 나타낸 그래프.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 PIMD가 있는 기지국의 잡음 레벨을 예시한 그래프.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 PIMD 검출기가 PIMD를 검출하는 방법을 나타낸 순서도.

Claims (11)

1. 복수의 급전선과 연결된 수동상호변조왜곡(PIMD) 검출기가 PIMD를 검출하는 방법에 있어서,

   소정의 시간 간격으로 상기 복수의 급전선의 잡음 레벨을 각각 측정하는 단계-상기 복수의 급전선은 메인 패스 및 다이버시티 패스임;

   상기 측정된 잡음 레벨의 차이값을 산출하는 단계; 및

   상기 산출된 차이값이 임계값 이상이면 PIMD가 존재하는 것으로 인식하는 단계를 포함하는 PIMD 검출 방법.
2. 삭제
3. 제1 항에 있어서,

   상기 측정된 잡음 레벨의 차이값을 산출하는 단계는,

   소정의 시간 동안 측정된 각각의 잡음 레벨에 대한 평균값을 각각 산출하는 단계; 및

   상기 산출된 평균값들의 차이값을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 PIMD 검출 방법.
4. 제3 항에 있어서,

   측정된 각각의 잡음 레벨에 대한 평균값을 각각 산출하는 단계,

   소정의 시간 동안 측정된 각각의 잡음 레벨에 대한 최소값을 각각 추출하는 단계;

   상기 추출된 각각의 최소값에 제1 기준값을 합산하여 제2 기준값을 각각 산출하는 단계; 및

   상기 제2 기준값 이하의 잡음 레벨에 대해 평균값을 각각 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 PIMD 검출 방법.
5. 제3 항에 있어서,

   상기 산출된 차이값이 임계값 이상이면 PIMD가 존재하는 것으로 인식하는 단계는,

   상기 산출된 차이값이 임계값 이상인 경우 소정의 시간 동안 측정된 각각의 잡음 레벨들 중 제3 기준값 미만인 잡음 레벨들을 이용하여 상기 평균값을 산출하는 것을 특징으로 하는 PIMD 검출 방법.
6. 수동상호변조왜곡(PIMD) 검출기에 있어서-상기 PIMD 검출기는 복수의 급전선과 연결됨,

   소정의 시간 간격으로 복수의 급전선에 대한 잡음 레벨을 각각 측정하는 측정부-상기 복수의 급전선은 메인 패스 및 다이버시티 패스임; 및

   상기 측정된 잡음 레벨의 차이값을 산출하고, 산출된 차이값이 임계값 이상이면, PIMD가 존재하는 것으로 인식하는 제어부를 포함하는 PIMD 검출기.
7. 제6 항에 있어서,

   상기 측정된 잡음 레벨을 저장하는 저장부를 더 포함하는 PIMD 검출기.
8. 삭제
9. 제6 항에 있어서,

   상기 제어부는,

   소정 시간 동안 측정된 각각의 잡음 레벨의 평균값을 각각 산출하고, 상기 산출된 평균값들의 차이값을 산출하여 임계값 이상이면 PIMD가 존재하는 것으로 인식하는 것을 특징으로 하는 PIMD 검출기.
10. 제9 항에 있어서,

    상기 제어부는,

    소정의 시간 동안 측정된 각각의 잡음 레벨의 최소값을 각각 추출하고, 상기 추출된 각각의 최소값에 제1 기준값을 합산하여 제2 기준값을 각각 산출하여 제2 기준값 이하의 잡음 레벨들을 이용하여 상기 평균값을 산출하는 것을 특징으로 PIMD 검출기.
11. 제9 항에 있어서,

    상기 제어부는,

    상기 산출된 차이값이 임계값 이상인 경우 소정의 시간 동안 측정된 각각의 잡음 레벨 중 제3 기준값 미만인 잡음 레벨들을 이용하여 상기 평균값을 산출하는 것을 특징으로 하는 PIMD 검출기.

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