KR101195434B1 - 스펙트럼 스캔 기반 자동 주파수 변경 방법 - Google Patents

스펙트럼 스캔 기반 자동 주파수 변경 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스펙트럼 스캔 방법을 이용한 자동 주파수 변경 방법에 관한 것으로, 구체적으로 스펙트럼 스캔을 통해 수신 신호로부터 신호레벨을 검출하는 스펙트럼 스캔 단계와, 상기 신호레벨을 바탕으로 전체 대역에 대한 수신 잡음특성 분석을 수행하는 스펙트럼 분석 단계와, 상기 잡음특성 분석에 의한 잡음특성이 우수한 순서대로 주파수 우선순위 테이블을 생성하는 주파수 우선순위 테이블 생성 단계와, 대국의 주파수 우선순위 테이블을 상기 생성된 주파수 우선순위 테이블로 대체하는 단계와, 현재 운용 중인 주파수의 BER/RSSI 분석 단계와, 상기 BER/RSSI 분석 결과 재밍 또는 간섭 상태로 판정될 경우에 주파수 변경을 수행하도록 하는 주파수 변경 여부 결정 단계와, 운용 주파수를 상기 대국의 대체된 주파수 우선순위 테이블의 최우선 값으로 변경하는 주파수 변경 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 갑작스런 간섭 신호 발생시 운용 주파수를 최적의 주파수로 자동 변경함으로써 최상의 통신 품질을 유지할 수 있으며, 나아가 전자전에서 재밍 신호 발생시에도 최적의 통신 품질을 유지할 수 있다.

Description

스펙트럼 스캔 기반 자동 주파수 변경 방법 {AUTOMATIC FREQUENCY CHANGE METHOD BASED ON THE SPECTRUM SCAN}
본 발명은 무선통신 시스템이 자동으로 운용주파수를 변경할 수 있는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선통신 시스템이 통신 품질 저하시 자동으로 운용주파수를 변경하여 간섭에 능동적으로 대처하도록 하는 스펙트럼 스캔 기반 자동 주파수 변경 방법에 관한 것이다.
무선통신 시스템에서 운용 중 재머(jammer) 및 타장비 간섭(interference)에 의해 통신 품질 저하시 운용 주파수를 변경할 필요가 있다.
종래에는 통신 품질 저하시 수동으로 다른 채널로 운용주파수를 변경하는 방법과 수동 주파수 변경에 의한 불필요한 인력과 시간 낭비를 줄이기 위해 자동으로 통신 품질 저하를 감지하여 임의의 다른 채널로 운용주파수를 변경하는 방법이 있었다. 그러나, 임의의 채널로 운용주파수를 변경하는 경우에는 채널에 대한 검사/평가가 존재하지 않아 변경 후 채널이 최상의 통신 품질을 유지할 수 있다는 보장이 없는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 무선통신 시스템의 통신 품질 이상 현상 발생시 운용주파수를 자동으로 변경하여 재머(jammer) 및 간섭(interference)에 능동적으로 대처할 수 있는 스펙트럼 스캔 기반 자동 주파수 변경 방법을 제공하는 데 있다.
상기 본 발명의 목적을 이루기 위한 스펙트럼 스캔 방법을 이용한 자동 주파수 변경 방법은 스펙트럼 스캔 방법을 통하여 검출된 신호레벨을 이용하여 자동으로 주파수를 변경하는 방법으로서, 상기 신호레벨을 바탕으로 전체 대역에 대한 수신 잡음특성 분석을 수행하는 스펙트럼 분석 단계와, 상기 잡음특성 분석에 의한 잡음특성이 우수한 순서대로 주파수 우선순위 테이블을 생성하는 주파수 우선순위 테이블 생성 단계와, 대국의 주파수 우선순위 테이블을 상기 생성된 주파수 우선순위 테이블로 대체하는 단계와, 현재 운용 중인 주파수의 BER/RSSI 분석 단계와, 상기 BER/RSSI 분석 결과 재밍 또는 간섭 상태로 판정될 경우에 주파수 변경을 수행하도록 하는 주파수 변경 여부 결정 단계와, 운용 주파수를 상기 대체된 대국의 주파수 우선순위 테이블의 최우선 값으로 변경하는 주파수 변경 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 스펙트럼 스캔 방법을 이용한 자동 주파수 변경 방법에 따르면, 갑작스런 간섭 신호 발생시 운용 주파수를 최적의 주파수로 자동 변경함으로써 최상의 통신 품질을 유지할 수 있으며, 나아가 전자전 상황에서 재밍 신호 발생시에도 최적의 통신 품질을 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 스펙트럼 스캔 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 스펙트럼 스캔 방법의 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 스펙트럼 스캔 방법을 이용한 자동 주파수 변경 방법의 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따른 스펙트럼 스캔 방법을 이용한 자동 주파수 변경 방법에서의 주파수 우선순위 테이블의 예시도이다.
본 발명은 재머(jammer) 및 간섭(interference)을 분석하여 주파수 우선순위 테이블을 스팩트럼 스캔 방법에 의하여 미리 생성하고, 실시간으로 재정렬 과정을 수행하여 무선통신 시스템의 통신 품질 이상 현상 발생시 운용주파수를 자동으로 변경하여 재머 및 간섭에 능동적으로 대처할 수 있는 스펙트럼 스캔 방법을 이용한 자동 주파수 변경 방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 스펙트럼 스캔 장치의 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 스펙트럼 스캔 장치는 외부로부터 RF 신호를 수신하는 수신기(110)와, 제어 주파수 신호를 생성하는 제어주파수 발생기(120)와, 상기 RF 신호와 상기 제어 주파수 신호를 혼합하는 혼합기(MIXER, 130)와, 상기 혼합된 신호에서 대역외 잡음신호를 제거하는 대역통과필터(BPF, 140)와, 상기 잡음신호가 제거된 신호를 증폭하는 증폭기(150)와, 상기 증폭된 신호로부터 신호레벨을 검출하는 실효치 감지기(RMS detector, 160)를 포함한다. 구체적으로는, 먼저 수신기가 RF 신호를 수신하고, 제어주파수 발생기는 제어 주파수 신호를 생성한다. 다음으로, 혼합기가 상기 RF 신호와 상기 제어 주파수 신호를 혼합한 후, 대역통과필터에 의하여 대역외 잡음신호를 제거한다. 그 후, 잡음신호가 제거된 신호를 증폭기를 통해 증폭한 후 실효치 감지기를 이용하여 신호레벨을 검출한다.
여기서, 상기 제어주파수 발생기는 전체 대역에 대한 신호크기를 검색할 수 있도록 기설정된 주파수 간격으로 기준 신호를 발생시키는 PLL 방식 기반의 주파수 발생기일 수 있다.
상기와 같은 방식으로 검출된 신호레벨은, 스펙트럼 스캔 방법을 이용한 자동 주파수 변경 방법에서의 기초 데이터로 활용될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 스펙트럼 스캔 방법의 흐름도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 스펙트럼 스캔 방법은 외부로부터 RF 신호를 수신하는 단계(S210)와, 제어 주파수 신호를 생성하는 단계(S220)와, 상기 RF 신호와 상기 제어 주파수 신호를 혼합하는 단계(S230)와, 상기 혼합된 신호에서 대역외 잡음신호를 제거하는 단계(S240)와, 상기 잡음신호가 제거된 신호를 증폭하는 단계(S250)와, 상기 증폭된 신호로부터 신호레벨을 검출하는 단계(S260)를 포함한다.
상기 각 단계는 상기 스펙트럼 스캔 장치의 각 구성요소의 기능과 특징을 같이하므로 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명에 따른 스펙트럼 스캔 방법을 이용한 자동 주파수 변경 방법의 흐름도이며, 도 4는 본 발명에 따른 스펙트럼 스캔 방법을 이용한 자동 주파수 변경 방법에서의 주파수 우선순위 테이블의 예시도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 스펙트럼 스캔 방법을 이용한 자동 주파수 변경 방법은 스펙트럼 스캔 방법을 통하여 검출된 신호레벨을 이용하여 자동으로 주파수를 변경하는 방법으로서, 먼저 상기 스펙트럼 스캔 방법을 이용한 스펙트럼 스캔 단계(S310)와, 상기 신호레벨을 바탕으로 전체 대역에 대한 수신 잡음특성 분석을 수행하는 스펙트럼 분석 단계(S320)와, 상기 잡음특성 분석에 의한 잡음특성이 우수한 순서대로 주파수 우선순위 테이블을 생성하는 주파수 우선순위 테이블 생성 단계(S330)와, 송신 주파수 결정을 위하여 대국의 주파수 우선순위 테이블을 상기 생성된 주파수 우선순위 테이블로 대체하는 단계(S340)와, 현재 운용 중인 주파수의 BER/RSSI 분석 단계(S350)와, 상기 BER/RSSI 분석 결과로부터 재밍 또는 간섭 상태 여부를 판정하여 주파수 변경 여부를 결정하는 단계(S360)와, 상기 BER/RSSI 분석 결과로부터 재밍 또는 간섭 상태로 판정될 경우 운용 주파수를 상기 대국의 대체된 주파수 우선순위 테이블의 최우선 값으로 변경하는 주파수 변경 단계(S370)를 포함한다.
각 단계에 대하여 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. 먼저, 상기 스펙트럼 스캔 단계(S310)는 상기 스펙트럼 스캔 방법에 대한 부분에서 설명되어 있으며, 본 스펙트럼 스캔 단계를 통하여 주파수 우선순위 테이블이 최초 생성된다. 그리고, 상기 스펙트럼 분석 단계(S320)에서는 상기 스펙트럼 스캔 단계에서 얻어진 신호레벨을 바탕으로, 전체 대역에 대한 수신 잡음특성 분석을 수행한다. 구체적으로, 상기 스펙트럼 분석 단계(S320)는 전체 대역에 대하여 잡음특성을 기준으로 사용 가능 대역과 사용 불가능 대역을 분석하는 기능을 수행한다. 즉, 측정된 잡음 크기가 잡음 허용치보다 크면 사용 불가능으로 판정하고, 잡음 허용치보다 작으면 사용 가능으로 판정한다.
다음으로, 주파수 우선순위 테이블 생성 단계(S330)에서는 상기 스펙트럼 분석 단계에서 수행한 전체 주파수 대역에 대한 잡음특성 분석 결과를 바탕으로 잡음특성이 우수한 순서대로 주파수 우선순위 테이블을 재결정한다. 주파수 우선순위 테이블의 예시는 도 4에 도시된 바와 같다.
다음으로, 송신 주파수 결정을 위하여 대국의 주파수 우선순위 테이블을 상기 생성된 주파수 우선순위 테이블로 대체하는 단계(S340)에서는 송신 주파수 결정을 위하여 상기 재결정된 주파수 우선순위 테이블로 대국의 주파수 우선순위 테이블을 대체하는 과정을 거친다. 여기서, 상기 재결정된 주파수 우선순위 테이블로 대국의 주파수 우선순위 테이블을 대체하는 이유는, 대국의 송신 주파수가 변경되어야 자국의 수신 주파수의 변경이 가능하기 때문이다.
그리고, 현재 운용 중인 주파수의 BER/RSSI 분석 단계(S350)에서는 현재 운용중인 주파수의 BER 및 RSSI를 분석하여 재밍 및 간섭 여부를 분석하는데, 여기서, 현재 운용상태에서 RSSI는 양호하더라도 BER이 낮은 경우 간섭 상태로 판정하고, RSSI 값이 기준치 이상이면서 BER이 낮은 경우 강한 간섭 및 재밍 상태로 판정한다.
다음으로, 주파수 변경 여부를 결정하는 단계(S360)에서는 상기 BER/RSSI 분석 결과에 의해 재밍 및 간섭 상태로 판단된 경우 다음의 주파수 변경 단계(S370)로 진행하고, 재밍 및 간섭 상태가 아닌 경우에는 주파수 변경을 진행하지 않는다. 이때, 운용 주파수를 최적의 주파수로 유지하기 위하여 다시 상기 스펙트럼 스캔 단계(S310)로부터 주파수 변경 여부를 결정하는 단계(S360)까지 반복 수행할 수 있다.
마지막으로, 주파수 변경 단계(S370)는 상기 BER/RSSI 분석 결과에 의해 재밍 및 간섭 상태로 판단된 경우에 수행되며, 구체적으로는 최신의 생성된 주파수 우선순위 테이블을 사용하여 운용 주파수를 주파수 우선순위 테이블의 최우선 순위인 1번 값으로 변경하게 된다. 이와 같은 상기 주파수 변경 단계(S370)를 마친 후에, 최초 스펙트럼 스캔 단계부터 다시 전과정을 지속적으로 반복하도록 구성하는 것도 가능하다.
상기와 같이 스펙트럼 스캔 방법을 이용한 자동 주파수 변경 방법에 의하면, 갑작스런 간섭 신호 발생시 운용 주파수를 최적의 주파수로 자동 변경함으로써 최상의 통신 품질을 유지할 수 있으며, 나아가 전자전 상황에서 재밍 신호 발생시에도 최적의 통신 품질을 유지할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경, 응용이 가능함은 당업자에게 자명하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 다음의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110 : 수신기 120 : 제어 주파수 발생기
130 : 혼합기 140 : 대역통과필터
150 : 증폭기 160 : 실효치 감지기

Claims (2)

  1. 스펙트럼 스캔 방법을 통하여 검출된 신호레벨을 이용하여 자동으로 주파수를 변경하는 방법으로서,
    a) 상기 신호레벨을 바탕으로 전체 주파수 대역에 대한 수신 잡음특성 분석을 수행하는 스펙트럼 분석 단계;
    b) 상기 잡음특성 분석에 의한 잡음특성이 우수한 순서대로 전체 주파수 대역에 대하여 우선순위를 매긴 주파수 우선순위 테이블을 생성하는 주파수 우선순위 테이블 생성 단계;
    c) 자국과 통신하는 대국의 주파수 우선순위 테이블을 상기 생성된 주파수 우선순위 테이블로 대체하는 단계;
    d) 현재 운용 중인 주파수의 BER/RSSI 분석 단계;
    e) 상기 BER/RSSI 분석 결과 재밍 또는 간섭 상태인지를 판정하는 단계; 및
    f) 재밍 또는 간섭상태로 판정된 경우 자국과 대국의 운용 주파수를 상기 주파수 우선순위 테이블의 최우선순위 주파수로 변경하는 주파수 변경 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스펙트럼 스캔 방법을 이용한 자동 주파수 변경 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 a) 내지 f)의 단계를 지속적으로 반복하여 수행하는 것을 특징으로 하는 스펙트럼 스캔 방법을 이용한 자동 주파수 변경 방법.
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