KR100960661B1 - 무선 주파수 신호의 경로 감시 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

무선 주파수 신호의 경로를 감시하는 감시 장치는 소정의 신호를 시분할 이중화 스위치에 전송하고, 시분할 이중화 스위치에서 누설 신호를 수신한다. 이후, 감시 장치는 소정의 신호와 누설 신호를 자기 상관하여 자기 상관값을 산출하고, 자기 상관값을 이용하여 상기 경로의 이상여부를 판단한다.

시분할 이중화, RF, 감시

Description

무선 주파수 신호의 경로 감시 방법 및 장치{METHOD AND SYSTEM FOR MONITORING PATH OF RADIO FREQUENCY SIGNAL}

본 발명은 무선 주파수(radio frequency; RF) 신호의 경로를 감시하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 시분할 이중화 방식(time division duplex; TDD)에서 무선 주파수 신호의 경로를 감시하는 기지국에 관한 것이다.

시분할 이중화 방식은 한 개의 프레임 내부를 송신용과 수신용으로 분할하여 단일 주파수로 양방향 통신을 하는 전송 방식이다.

일반적인 무선 통신 시스템은 신호의 송신과 수신 시에 서로 다른 주파수를 사용한다. 하지만, 시분할 이중화 방식에 따른 무선 통신 시스템은 동일한 주파수를 시분할하여 송신용 및 수신용으로 구분하여 사용함으로써, 양방향 통신을 할 수 있다.

시분할 이중화 방식의 무선 주파수 신호의 경로 감시 방법에 따른 무선 통신 시스템은 프론트 엔드로 임의의 감시 테스트 신호를 인가하여 수신부 경로를 거친 신호에 대하여 복조 또는 해석하여 이상동작을 감시한다. 여기서, 수신부 감시를 위하여 추가적인 무선 주파수 상향 변환 장치 및 무선 주파수 상향 장치를 제어하 는 제어부는 필수적이다. 또한 기저대역에서는 추가적인 감시 테스트 벡터 등을 발생시켜야 한다. 때문에 무선 통신 시스템은 기저 대역의 계산량을 급격히 늘어나며 유닛 간의 인테페이스가 증가하여 하드웨어적으로 복잡성이 증가한다. 때문에, 무선 주파수 또는 기저대역의 하드웨어적인 추가로 인한, 기지국의 가격 증가 및 효율성을 현저히 감소시키는 문제점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 시분할 이중화 방식에서 무선 주파수 신호의 경로 동작 감시를 불필요한 하드웨어 추가 없이 이상 동작을 감시하는 무선 주파수 신호의 경로 감시 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 한 특징에 따르면, 무선 주파수 신호의 경로를 감시하는 감시 방법에 관한 것이다. 감시 방법은 소정의 신호를 시분할 이중화 스위치에 전송하는 단계, 상기 시분할 이중화 스위치에서 누설 신호를 수신하는 단계, 상기 소정의 신호와 상기 누설 신호를 자기 상관하여 자기 상관값을 산출하는 단계 및 상기 자기 상관값을 이용하여 상기 경로의 이상여부를 판단하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명의 다른 특징에 따르면, 무선 주파수 신호의 경로를 감시하는 감시 장치에 관한 것이다. 소정의 신호를 시분할 이중화 스위치에 전송하는 송신부, 상기 시분할 이중화 스위치에서 누설 신호를 수신하는 수신부, 상기 소정의 신호와 상기 누설 신호를 자기 상관하여 자기 상관값을 산출하는 산출부 및 상기 자기 상관값을 이용하여 상기 경로의 이상여부를 판단하는 감시부를 포함한다.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면 시분할 이중화 방식의 기지국에서, 무선 주파수 신호의 경로 감시를 할 경우 하드웨어의 추가가 필요하지 않고 기저대역의 계산량을 줄이는 무선 주파수 신호의 경로 감시 방법 및 장치를 제공한다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 주파수 신호의 경로 감시 장치의 구조를 나타낸 도면이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 무선 주파수 신호의 경로 감시 장치는 감시부(100), 기저대역부(200), 송신부(300) 및 수신부(400)를 포함한다.

도 1에 나타낸 바와 같이 송신부(300)는 디지털 인터페이스부(Digital Interface, Digital IF)(310), 제1 증폭 블록(320) 및 스위치(330)를 포함한다. 제1 증폭 블록(320)은 제1 증폭기(321), 제1 RF 변환부(322), 제2 증폭기(323) 및 전 력 증폭기(324)를 포함한다.

수신부(400)는 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier, LNA)(410), 제2 증폭 블록(420) 및 위상동기회로(Phase-locked loop, PLL)(430)를 포함한다. 제2 증폭 블록(420)은 제3 증폭기(421), 제2 RF 변환부(422) 및 제4 증폭기(423)를 포함한다.

다음은 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 무선 주파수 신호의 경로 감시 방법을 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 주파수 신호의 경로 감시 방법을 나타내는 흐름도이다.

감시부(100)는 프리앰블 데이터를 기저대역부(200)로 송신한다(S101).

기저대역부(200)는 프리앰블 데이터를 변조하여, 변조한 프리앰블 데이터에 대응하는 기저 대역 신호를 디지털 인터페이스부(310)로 송신한다(S102).

디지털 인터페이스부(310)는 기저 대역 신호를 인터페이스 주파수로 생성한 하향 송신 신호를 송신한다(S103). 하향 송신 신호는 이동국의 타이밍 동기를 맞추기 위하여 삽입되는 제어채널인 프리앰블 데이터를 이용한다.

제1 증폭 블록(320)은 하향 송신 신호를 소정의 크기만큼 증폭하여 스위치로 전송한다(S104). 구체적으로, 제1 증폭기(321)는 하향 송신 신호를 설정된 크기만큼 증폭시켜 제1 RF 변환부(322)로 전송한다. 제1 RF 변환부(322)는 제1 증폭기(321)로부터 수신된 신호에 대하여 기 설정된 형식으로 주파수 변환을 수행한다. 제2 증폭기 (323)는 제1 RF 변환부(322)로부터 수신된 신호를 기 설정된 크기만큼 증가시켜 전력 증폭기(324)로 전송한다.

전력 증폭기(324)는 제2 증폭기 (323)로부터 수신된 최종 하향 신호를 고출력으로 증폭시켜 스위치(330)로 전송한다. 여기서, 전력 증폭기(324)는 40dBm 의 최종 출력을 송신한다.

스위치(330)의 이격량이 50dB 이면, 스위치(330)는 -10dBm 의 누설량을 저잡음 증폭기(410)로 누설한다(S105). 스위치(330)는 안테나를 통해 단말과 송수신되는 신호를 스위칭한다. 순방향일 경우, 스위치(330)는 안테나 단으로 최종 하향 신호를 송신하며, 스위치(330)의 아이솔레이션(isolation) 만큼의 이격을 가지고 하향 링크 신호를 수신부(400)로 누설한다.

송신 구간에서, 저잡음 증폭기(410)는 동작을 오프(OFF)시켜 과도한 전력으로 인한 손상을 보호한다. 오프(OFF)시 이격량은 스위치(330)의 이격량 정도이기 때문에, 저잡음 증폭기(410)는 -50 ~ -60 dBm 정도의 송신 누설신호를 소정의 증폭기로 출력한다(S106). 여기서, 송신 누설신호는 정상적인 송신 신호의 감쇄와 신호의 지연을 포함하는 신호이다. 제2 증폭 블록(420)은 송신 누설신호를 소정의 크기만큼 증폭하여 디지털 인터페이스부(310)로 전송한다(S107). 구체적으로, 제3 증폭기(421)는 저잡음 증폭기(410)로부터 수신된 송신 누설신호를 설정된 크기만큼 증폭시켜 제2 RF 변환부(422)로 전송한다.

제2 RF 변환부(422)는 제3 증폭기(421)로부터 수신된 신호에 대하여 기 설정된 형식으로 주파수 변환을 수행한다. 제4 증폭기(423)는 제2 RF 변환부(422)로부터 수신된 신호를 기 설정된 크기만큼 증가시켜 디지털 인터페이스부(310)로 전송한다.

감시부(100)는 자기 상관(Auto-correlation) 방법을 이용하여 무선 주파수 수신 경로의 이상 동작 유무를 판단한다(S108).

이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 자기 상관 방법을 이용하여 무선 주파수 수신 경로의 이상 동작 유무를 판단하는 방법을 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선 주파수 신호의 수신 경로 감시 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 감시부(100)는 프리앰블 데이터를 기저대역부(200)로 송신한다(S201). 감시부(100)는 변조된 프리앰블 데이터를 송신부(300)로부터 수신한다. 그러면, 감시부(100)는 송신부(300)의 스위치(330)가 소정의 이격을 가지고 누설 신호를 수신부(400)로 송신하도록 한다(S202). 감시부(100)는 소정의 크기만큼 증폭하여 누설 신호를 수신한다.

감시부(100)는 자기 상관(Auto-correlation) 방법을 이용하여 자기 상관값(K)을 산출한다(S203). 자기 상관값(K)은 수학식 1과 같이 구한다.

여기서, s(t) 는 기저대역부(200)에서 설정한 기준 신호이며, s_d(t)는 송신부(300)를 거쳐 스위치(330)로 이격되는 누설 신호이다.

산출된 자기 상관값(K)이 일정한 값으로 유지되면, 감시부(100)는 수신 부(400)를 정상상태로 판단한다(S205).

자기 상관값(K)이 일정한 값으로 유지 되지 않으면, 감시부(100)는 수신부(400)를 이상상태로 판단한다(S206). 구체적으로, 수학식 1로부터 알 수 있는 수신부(400)의 이득값이 이상하면, 감시부(100)는 자기 상관값(K)의 실수 크기가 변한 것으로 수신부(400)를 이상상태로 판단한다. 자기 상관값(K)의 이미지 성분값이 변하면, 감시부(100)는 수신부(400)의 특정 장치의 이상 동작으로 인하여 위상값이 변한 것으로 수신부(400)를 이상상태로 판단한다.

다음, 본 발명의 실시예에 따른 무선 주파수 송수신 타이밍 및 감시 장치 동작 타이밍을 도 4를 참조하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무선 주파수 신호의 송수신 타이밍 및 감시 장치 동작 타이밍을 나타낸 도면이다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 무선 주파수 신호의 송수신 타이밍도는 제1 구간(Tx)에서 송신 신호가 출력되며, 제2 구간(Rx)에서 안테나로부터 이동국의 수신 신호가 입력된다.

본 발명의 실시예에 따른, 무선 주파수 신호의 경로 감시 장치는 제1 구간(Tx)에서 발생되는 신호의 누설 신호를 이용하여, 무선 주파수 신호의 경로 감시 장치의 수신부(400) 동작 감시를 한다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 주파수 신호의 경로 감시 장치의 구조를 나타낸 도면이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 주파수 신호의 경로 감시 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선 주파수 신호의 수신 경로 감시 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무선 주파수 신호의 송수신 타이밍 및 감시 장치 동작 타이밍을 나타낸 도면이다.

Claims (8)

1. 시분할 이중화 방식에서 무선 주파수 신호의 경로를 감시하는 감시 방법에 있어서,

   소정의 신호를 스위치에 전송하는 단계;

   상기 스위치로부터 누설 신호를 수신하는 단계;

   상기 소정의 신호와 상기 누설 신호를 자기 상관하여 자기 상관값을 산출하는 단계; 및

   상기 자기 상관값을 이용하여 상기 경로의 이상여부를 판단하는 단계를 포함하는 무선 주파수 신호 경로 감시 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 소정의 신호는 프리앰블 데이터인 무선 주파수 신호 경로 감시 방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 자기 상관값이 일정한 값으로 유지되면, 상기 경로가 정상 동작을 하는 것으로 판단하는 단계를 포함하는 무선 주파수 신호 경로 감시 방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 자기 상관값이 일정한 값으로 유지되지 않으면, 상기 경로가 이상 동작을 하는 것으로 판단하는 단계를 포함하는 무선 주파수 신호 경로 감시 방법.
5. 제1항에 있어서,

   상기 누설 신호를 수신하는 단계는

   상기 스위치에서 소정의 이격을 가지고 상기 누설 신호를 수신하는 단계를 더 포함하는 무선 주파수 신호 경로 감시 방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 소정의 이격은 상기 소정의 신호의 최종 출력값으로부터 상기 스위치의 이격량의 차에 해당하는 무선 주파수 신호 경로 감시 방법.
7. 시분할 이중화 방식에서 무선 주파수 신호의 경로를 감시하는 감시 장치에 있어서,

   스위치를 포함하는 송신부;

   상기 스위치로부터 누설 신호를 수신하는 수신부;

   상기 스위치에 소정의 신호를 전송하고, 상기 소정의 신호와 상기 누설 신호를 자기 상관하여 자기 상관값을 산출하고, 상기 자기 상관값을 이용하여 상기 경로의 이상여부를 판단하는 감시부를 포함하는 무선 주파수 신호 경로 감시 장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 감시부는,

   상기 자기 상관값이 일정한 값으로 유지되면, 상기 경로가 정상 동작을 하는 것으로 판단하고,

   상기 자기 상관값이 일정한 값으로 유지되지 않으면, 상기 경로가 이상 동작을 하는 것으로 판단하는 무선 주파수 신호 경로 감시 장치.

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