KR101312126B1

KR101312126B1 - 데이터 수집 및 시뮬레이션

Info

Publication number: KR101312126B1
Application number: KR1020117010653A
Authority: KR
Inventors: 주카-페카 뉴티넨; 마코 피이; 마코 타파니나호; 조우니 사스타모이넨
Original assignee: 엘렉트로비트 시스템 테스트 오와이
Priority date: 2008-10-15
Filing date: 2009-09-04
Publication date: 2013-09-26
Also published as: WO2010043758A1; TW201015884A; EP2340627A1; JP5544037B2; CA2738997A1; EP2340627A4; JP2013211907A; JP2012506187A; KR20110089272A; JP5368572B2; US20100093300A1; TWI412237B; US8571485B2

Abstract

수신기가 적어도 하나의 무선 주파수 대역을 수신한다. 신호 처리기(104)는 상기 적어도 하나의 주파수 대역에서 적어도 하나의 신호와 연관된 신호 공간과, 상기 적어도 하나의 주파수 대역에서의 간섭과 노이즈와 연관된 배경 공간을 분리한다. 시뮬레이션을 위해, 메모리(106)는 상기 신호 처리기(104)의 제어 하에 상기 배경 공간에 기초하는 적어도 하나의 무선 시스템의 환경 데이터를 저장한다.

Description

데이터 수집 및 시뮬레이션{DATA COLLECTION AND SIMULATION}

본 발명은 무선 신호들의 데이터 수집과 시뮬레이션에 관한 것이다.

무선 기기가 실제 환경에서 또는 실제 환경을 시뮬레이션하는 시뮬레이터에서 무선 채널에 대해 검사될 수 있다. 전형적인 실제 측정에 있어서는, 예를 들어, 존재하는 무선 시스템에서 이동함으로써, 1초당 약 1회 원하는 대역의 샘플들을 취한다. 이러한 실제 측정들은 시스템을 최적화하고 디버깅하며, 장비와 애플리케이션들을 검사하고, 서비스의 질을 검증하고 신호 상의 데이터들을 수집하는 등의 여러 이유로 이루어진다. 하지만, 실제 무선 시스템에서 이루어지는 검사들은 바람직하지 않고 어려우며, 이는 실외에서 이루어지는 검사들이, 예를 들어, 시간에 따라 변하는 날씨와 계절의 영향을 받기 때문이다. 또한, 하나의 환경(도시 A)에서 이루어진 검사가 해당 제2환경(도시 B)에 완전히 적용되지 않는다. 또한, 하나의 환경에서 이루어지는 2개의 연이은 검사들이 정확히 동일하지도 않다. 실제 환경에서 소정의 상황을 검사하는 것은 또한 통상적으로 가능하지도 않다. 현실에서는 일부 흥미로운 현상들이 좀처럼 일어나지도 않아, 반복적으로는 말할 것도 없이 한 번조차도 검사하기 힘들다.

그러면, 다시 무선 채널을 시뮬레이션하는 기기로 돌아가서, 원하는 타입의 무선 채널을 매우 자유로이 시뮬레이션하는 것이 가능하다. 디지털 무선 채널 시뮬레이터에 있어서, 다른 딜레이로 딜레이되는 데이터가 채널 계수들, 즉 탭 계수들에 의해 웨이트가 매겨져, 상기 웨이트가 매겨진 데이터 성분들이 합계되도록 채절의 추정되는 임펄스 응답과 원하는 무선 주파수 신호 사이에서 콘벌루션(convolution)을 형성하는 FIR(Finite Impulse Respose) 필터에 의해 채널이 모델링될 수 있다. 상기 채널 계수들은 실제 채널의 거동을 반영하기 위해 변경될 수 있다.

하지만, 문제점들이 양 검사들과 관련되어 있다. 실제 환경들에서의 검사들은, 예를 들어, 빠른 페이딩 등의 이유로 지나치게 부정확하며, 간섭 및 설계된 대역 밖에서의 신호들을 고려하지 않는다. 무선 채널을 시뮬레이션하는 장치를 이용하여, 임펄스 응답 모델과 전자기 환경이 미리 규정된다. 예를 들어, 선택된 환경은 "전형적인 도심" 영역일 수 있으며, 도시들이 실제적으로 다르지만 파리나 런던에 있어서 마찬가지이다. 또한, 시뮬레이터는 채널에 오직 인공적인 노이즈 및 간섭을 발생시킬 수 있으며, 이는 무선 시스템의 실제 노이즈 및 간섭과 필수적으로 다르다. 따라서, 시뮬레이션이 더욱 개발될 필요성이 있다.

본 발명의 목적은 개선을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 시뮬레이션을 위한 적어도 하나의 무선 시스템의 데이터를 수집하는 데이터 수집 방법에 있어서, 적어도 하나의 무선 주파수 대역을 수신하는 단계; 상기 적어도 하나의 무선 주파수 대역과 연관된 신호 공간과, 상기 적어도 하나의 수신된 대역의 간섭 및 노이즈와 연관된 배경 공간을 분리하는 단계; 및 상기 배경 공간을 기반으로 상기 적어도 하나의 무선 시스템의 환경 데이터를 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 수집 방법이 제공된다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 무선 시스템의 시뮬레이션을 수행하는 시뮬레이션 수행 방법에 있어서, 실제 무선 시스템의 신호 공간과 분리된 상기 실제 무선 시스템의 배경 공간을 기반으로 저장된 환경 데이터를 가지고 시뮬레이션을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 수집 방법가 제공된다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 적어도 하나의 무선 시스템을 시뮬레이션하기 위한 데이터 수집기에 있어서, 수신기; 신호 처리기; 및 메모리를 포함하되, 상기 수신기는 적어도 하나의 무선 주파수를 수신하도록 구성되며, 상기 신호 처리기는 상기 적어도 하나의 무선 주파수 대역과 연관된 신호 공간과, 상기 적어도 하나의 수신된 대역의 간섭 및 노이즈와 연관된 배경 공간을 분리하도록 구성되고, 상기 메모리는 상기 신호 처리기의 제어 하에 상기 배경 공간을 기반으로 상기 적어도 하나의 무선 시스템의 환경 데이터를 저장하도록 구성된 것을 특징으로 하는 데이터 수집기가 제공된다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 시뮬레이션을 위한 적어도 하나의 무선 시스템의 데이터를 수집하기 위해, 컴퓨터에 의해 실행 가능한 컴퓨터 프로그램 명령들을 구현하는 컴퓨터 판독 가능 매체에 있어서, 상기 컴퓨터에 의해 실행될 때, 적어도 하나의 무선 주파수 대역을 수신하는 기능; 상기 적어도 하나의 무선 주파수 대역과 연관된 신호 공간과, 상기 적어도 하나의 수신된 대역의 간섭 및 노이즈와 연관된 배경 공간을 분리하는 기능; 및 상기 배경 공간을 기반으로 상기 적어도 하나의 무선 시스템의 환경 데이터를 저장하는 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능 매체가 제공된다.

본 발명은 여러가지 이점들을 제공한다. 실제 무선 환경이 기록되며, 무선 시스템에서의 실제 교란(disturbances)이 시뮬레이션될 수 있다는 사실에 기초한다.

도 1은 데이터 수집기를 보여준다.
도 2는 신호 공간과 배경 공간을 분리하는 구성을 도시한다.
도 3은 벡터 카드를 도시한다.
도 4는 시뮬레이터를 도시한다.
도 5는 FIR 필터를 도시한다.
도 6은 데이터 수집 방법의 순서도를 제공한다.

가상 드라이브 검사에서 데이터는 필드로부터 수집되고 처리되며, 실험실 조건들에서 최대한 정확하게 반복되어 측정된다. 이러한 측정들은 기존의 무선 시스템에서 이루어지고 또는 인공 송신기들이 베이스 스테이션들로 사용된다. 가상 드라이브 검사는 무선 시스템 분석을 위한 오프라인 해결책이다.

도1을 참조하면, 안테나(100), 믹서(102), 신호 처리기(104) 및 메모리(106)를 포함하여 구성된 데이터 수집기의 예를 알아본다. 안테나(100)는 단일의 부품을 포함하여 구성될 수 있으며 또는 안테나 요소들의 배열 또는 매트릭스를 포함하여 구성될 수 있다. 하나의 전자기 방사 대역이 안테나로부터 원하는 대역이 기저 대역으로 믹싱 다운되는 믹서(102)로 진행한다. 하나의 대역이 아니라 복수 개의 원하는 대역들이 역시 수신될 수 있다. 믹서(102)를 거친 이후에, 기저 대역은 디지털 형태로 전환되어 신호 처리기(104)에서 적어도 부분적으로 디지털 형태로 처리된다. 신호 처리기(104)는 적어도 하나의 대역에서의 적어도 하나의 신호와 연관된 신호 공간과 수신된 대역 또는 대역들의 간섭 및 노이즈와 연관된 배경 공간을 분리한다. 메모리(106)는 신호 처리기(104)의 제어 하에 배경 데이터들에 기초한 무선 시스템의 환경 데이터를 저장한다. 메모리(106)는 예를 들어, USB(Universal Serial Bus) 포트에 의해, 컴퓨터 등에 결합될 수 있다.

환경 데이터는 인간에 의해 이루어지는 휘발성 또는 비휘발성 방사 및 천연자원으로부터의 (번개와 같은 지구의 현상으로부터 또는 천체물질 또는 천체프로세스들로부터의) 방사를 포함할 수 있는, 노이즈 및 간섭을 포함하는, 전자기 방사를 칭한다.

도 2는 신호 처리기(104)에서 신호 공간과 배경을 분리할 수 있는 방법을 제공한다. 일반적으로, 이들을 분리하기 위한 몇 가지 방법이 있을 수 있다. 하기의 설명이 하나의 대역을 언급하더라도, 그 분리 방식은 복수의 대역들에 적용될 수 있다. 하나의 수신된 대역이 2개의 브랜치로 나뉘어 질 수 있다. 첫번째 브랜치는 두번째 브랜치에 대해 수신된 대역을 적합하게 딜레이시키는 버퍼(200)를 가질 수 있다. 두번째 브랜치의 수신기 요소(202)에서 몇 가지 동작들이 수행될 수 있다. 대역은 믹싱 다운될 수 있으며, 기저 대역의 데이터는 디지털 형태로 바뀔 수 있고 대역에서의 신호의 채널의 임펄스 응답이 신호 내부에 알려진 데이터를 기초로 형성된다. 신호 내의 데이터들이 미리 정해진 심볼들로서 알려져 있기 때문에, 검출된 심볼들과의 비교가 채널 내에서 왜곡을 결정하는 데 사용될 수 있고, 또한 임펄스 응답을 산정하는데 사용될 수가 있다. 상기 심볼들은 비트들로 구성된다. DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum) 시스템에서는 임펄스 응답 산정치가 하나의 부합되는 필터의 출력으로부터 얻어질 것이고 OFDM(Orthogonal Frequency Division Modulation) 시스템에서는 임펄스 응답 추정치가 진폭 응답의 역으로서 얻어진다.

적어도 하나의 임펄스 응답 산정치와 알려진 데이터를 동반하는 RF신호에 기초하여, 송신기 요소(204)는 하나의 원하는 RF 대역에서 적어도 하나의 재발생된 신호를 형성할 수 있다. 이러한 신호의 재발생은, 예를 들어, SAGE(Space Alternating Generalized Expectation Maxminization)와 같은 종래의 방법의 적당한 신호모델에 기초하여 이루어질 수 있다. 수신기 요소(204)는 먼저 재발생된 기저 대역 신호를 원하는 무선 주파수로 믹싱 업시킬 수 있다. 이후, 적어도 하나의 임펄스 응답과 데이터를 알고 있는 상응하는 RF신호간의 콘볼루션 동작(convolution operation)에 의해 하나의 채널의 효과들을 고려될 수 있다. 버퍼(200)로부터 수신된 신호와 재발생된 신호간의 차이는 이때 차별 요소(206)에서 형성될 수 있다. 차별 요소(206)은 감산기일 수 있으며, 여기서 상기 재발생된 신호는 수신된 신호로부터 동기식으로 감산한다. 신호들간의 차이는 아날로그-디지털 변환기(208)에서 디지털 형태로 변환될 수 있다. 그 차이는 신호가 부족한 대신, 배경 노이즈와 간섭을 포함하며 따라서 무선 시스템의 환경 데이터를 정의한다. 상기 환경 데이터는 메모리(106)에 저장될 수 있다.

환경 데이터는 적합한 재생을 위해 메모리(106)에서 반복적으로 형성되고 저장될 수 있다. 다른 순간들에 형성된 환경 데이터는 시간 순서대로 다뤄지기 위해 시간 순서대로 저장될 수 있다. 그렇지 않으면, 다른 순간에 형성된 환경 데이터는 신호의 형성 또는 신호의 수신 시기와 연관되거나 스탬핑될 수 있다. 환경 데이터는 일초당 100회 이상 반복적으로 형성되고 저장된다. 일 실시예에서, 환경 데이터는 일초당 약 1000회 또는 그 이상으로 형성되거나 저장될 수 있다. 환경 데이터는 업데이트 속도가 높기 때문에 데이터 수집기에 의해 임시적으로 매우 정확하게 기록될 수 있다. 이와 같이 높은 주파수에서의 환경 데이터의 업데이트와 함께, 예를 들어, 페이딩 효과들이 데이터와 시뮬레이션에서 고려될 수 있다. 일 실시예에서 환경 데이터의 2회 연속적으로 업데이트하는 기간은 수신된 대역에서 신호의 지연 확대보다 더 짧을 수 있다.

수신된 대역은 무선 시스템에서 신호들의 설계된 대역폭 보다 더 넓을 수 있다. 비슷한 방식으로, 환경 데이터는 무선 시스템에서 신호의 설계된 대역폭 보다 더 넓은 대역폭으로 형성되거나 저장될 수 있다. 이는 가능한 간섭 시나리오가 주목되는 것을 허용한다. 예를 들어, 수신된 신호의 대역폭이 10kHZ라고 한다면, 수신 대역폭과 환경은 예를 들어 20kHZ 일 수 있다. 수신 대역폭과 환경데이터는 10MHz정도보다 더 넓을 수 있다. UMTS 무선 시스템 (Universal Mobile Telecommunications System)에서는, 수신 대역폭과 환경이, 예를 들어 50 MHz 또는 100MHz일 수 있다.

만일 데이터 수집기가 연산기에 특정될 것이 필요하다면, SIM 카드와 SIM카드 인증을 포함하는 것이 가능하다. 연산기에 의해 요구되는 것보다 더 넓은 대역폭이 기록될 수 있다.

도 1은 환경상에서 더 많은 정보를 수신하는 몇몇 가능한 실시예들을 또한 포함한다. 인공위성 위치지정 시스템의 수신기와 같은 로케이터(108)는 신호 처리기(104)에 연결될 수 있다. 로케이터(108)는 무선 시스템에서 움직이면서 데이터 수집기를 추종한다. 로케이터(108)은 데이터 수집기에 의해 원하는 대역을 수신 하는 동안의 복수 개의 순간에 인공위성로부터의 신호에 기초하여 무선 시스템에서의 그 위치를 결정한다. 인공위성 위치지정 시스템은, 예를 들어, GPS(Global Positioning System)일 수 있다. 신호 처리기(104)는 환경 데이터를 동시에 결정된 위치와 각각의 순간에 연관시킬 수 있고 연관된 위치 데이터를 갖는 환경 데이터의 저장을 제어할 수 있다. 연관된 데이터는 만일 높이 정보가 유용하지 않다면 2차원적일 수 있다. 그러나, 높이 데이터는 연관된 데이터를 3차원적으로 만드는 맵으로부터 얻어질 수 있다.

가상 검사 드라이브는 기지국이 가상적으로 위치할 수 있는 3D 드라이브일 수 있다. 가상 무선 시스템이 어떻게 동작하는지를 검사하기 위해 시뮬레이션된 환경에서 가상의 길을 드라이브하는 것이 가능하다. 또한 몇 개의 셀을 통하여 드라이브하고 MAC(Medium Access Control) 계층과 RRM(Radio Resource Management) 기능들을 감시하는 것이 또한 가능하다. 따라서, 핸드 오버(handover)를 감시하는 것이 가능하다.

가속화 센서(110)는 신호 처리기(104)에 결합될 수 있다. 센서(110)는 경험하는 힘들을 신호 처리기(104) 이전 단계에서 디지털 형태로 전환될 수 있는 전기적 신호로 변환한다. 신호 처리기(104)는 가속도를 적분하여 각각의 순간에서의 데이터 수집기의 속도를 결정하고 연관된 속도 데이터를 가진 환경 데이터의 저장을 제어한다. 데이터 수집기의 속도를 알게 됨으로써 일치 시점을 결정하는 것이 가능해진다. 실시예에서 샘플링은 적어도 2회 일치 시점에서 수행된다. GPS와 같은 인공위성 위치지정 시스템이 사용될 수 있다. 샘플링 비가 다르더라도, 어떤 순간이라도 선형으로 인터폴레이션될 수 있다.

높이 센서(112)는 신호 처리기(104)에 결합될 수 있다. 센서(112)의 동작은 대기압에 민감한 정도에 기초할 수 있다. 센서(112) 는 신호 처리기(104) 이전의 대기압을 디지털 형태로 변환될 수 있는 전기 신호로 변환한다. 신호 처리기(104)는 환경 데이터를 각 순간에 동시에 결정된 높이와 연관시키고 연관된 높이 데이터를 가진 환경 데이터를 저장하는 것을 제어한다. 만일 지구상의 위치가 이용 가능하다면, 신호 처리기(104)는 환경 데이터를 각 순간 동시에 결정된 3차원 위치와 연관시키고 연관된 3차원 위치 데이터를 갖는 환경 데이터를 저장하는 것을 제어할 수 있다. 일반적으로 상기 위치는 3차원을 요구하지 않고 1차원 또는 2차원으로도 충분하다. 네트워크는 어떤 일정한 지리적인 지역에서 작동할 것을 필요로 하지 않고 상기 지역은 무선 채널과 연관된다.

또한, 온도 센서(114)는 신호 처리기(104)에 결합될 수 있다. 센서(114)는 온도를 신호 처리기(104)나 그 이전 단계에서 디지털 형태로 변환될 수 있는 전기적 신호로 변환한다. 신호 처리기(104)는 환경 데이터를 각 순간에 동시에 결정된 높이 데이터와 연관시키고 연관된 온도 데이터를 가진 환경 데이터를 저장하는 것을 보다 일반적으로 제어한다. 이 연관으로 인해 실시예가 서로 다른 날씨와 계절을 고려하는 것이 가능하다.

도 3은 신호 처리기(104)로서 사용될 수 있는 벡터 카드를 제시한다. 수신된 신호는 I/Q-변조(In-phase/Quadrature)를 이용하여 변조될 수 있었을 것이며 위 형태의 신호는 필터들(300,302)에서 수신될 수 있다. 아날로그 신호들은 컨버터들(304,306)에서 디지털 형태로 변환될 수 있다. 디지털 신호는 그 후 FPGA 엔진(308)(Field Programmable Gate Array)에서 진행될 수 있다. 일반적으로, 하나의 FPGA 엔진에는 하나 또는 그 이상의 FPGA들이 존재할 수 있다. FPGA 엔진(308)은 처리시 반복적으로 구성되고 빠른 속도를 가질 수 있다. UMTS 에서, FPGA 엔진 (308)은 예를 들면, 채널의 임펄스 응답 추정치를 형성하기 위해 공통 파일럿 신호들을 복호화한다. 또한, FPGA 엔진(308)은 메모리(106) 에 배경을 저장하기 전에 신호 공간과 배경을 분리할 수 있다. 그러나, 데이터의 수집 도중에, 수신되는 대역은 임펄스 응답 추정치와 함께 메모리(106)에 저장될 수 있다. 수신되는 대역은 예를 들어 (노이즈와 간섭을 갖는) I 및 Q 샘플들을 저장함으로 기록될 수 있다. 이후에 모든 필요한 데이터들이 수집되었을 때, 신호 공간과 배경은 저장된 임펄스 응답 추정치를 이용하여 서로 간에 분리될 수 있고, 배경은 메모리(106)에 저장될 수 있다.

수 개의 데이터 스트림들은 만일 복수 개의 벡터 카드들이 평행으로 결합되면 수신될 수 있다. 하나의 벡터 카드는 3G(Third Generation) 무선 시스템으로부터 대역을 수신하고 처리하며, 다른 벡터 카드는 2G(Second Generation) 무선 시스템으로부터 대역을 수신하고 처리할 수 있다. 이에 상응하여, 수 개의 벡터 카드들은 복수 개의 대역들을 수신하고 처리하며, 각각의 대역은 MIMO 채널(Multiple In Multiple Out) 중 한 채널을 포함한다. 컴퓨터 조작 엔진(Computational engine)으로서 작용하는 신호 처리기(104)는 다양한 표준들을 지원하기 위해 재구성될 수 있다.

도 3의 데이터 수집기는 송신기의 일부로서도 사용될 수 있다. 만일 무선 네트워크가 존재하지 않거나 아직 동작하지 않는다면, 베이스 스테이션 위치에 벡터카드와 메모리를 갖는 기기를 두는 것이 가능하다. 송신기로 되기 위해서, D/A 변환기(310,314)가 FPGA엔진(308)으로부터 오는 I/Q 변조된 신호들를 위해 사용될 수 있다. I/Q 변조된 신호들은 필터들(312,316)에서 필터링이 될 수 있다. 또한, I/Q 모듈화된 심볼들을 기저 대역 신호로 조합시키기 위한 조합기(318)와 기저 대역 신호를 믹싱 업 하기 위한 믹서(320)와 안테나(322)가 송신기를 위해 필요할 수 있다. 송신된 심볼들은 메모리(106)에 저장될 수 있고 FPGA 엔진(308)은 상기 심볼들을 I/Q 형태로 변조하도록 구성될 수 있다. FPGA 엔진(308)이 프로그램 가능하기 때문에, 가령 수신기에서 송신기로 또는 그 역으로 동작의 목적이 변할 때마다 다시 프로그래밍될 수 있다.

도4는 시뮬레이터를 도시한다. 송신기(400) 은 시뮬레이터(402)를 거쳐 수신기(404)로 신호들을 송신한다. 시뮬레이터 (402)는 임펄스 응답 추정치와 RF 신호 간의 콘볼루션(convolution)을 수행하는 하나의 채널 요소(406)를 구비할 수 있다. 시뮬레이터(402)는 또한 환경 데이터를 포함하는 메모리(106)를 구비한다. 또한, 시뮬레이터(402)는 채널 요소(406) 이후에 환경 데이터를 RF 신호에 추가하는 하나의 부가기(adder)(408)를 포함하여 구성된다. 수신기(404)에서 수신된 신호는 채널 요소(406)와 실제 무선 시스템에 기록된 노이즈 및 간섭들에 의해 야기된 합성 편차를 포함한다.

환경 데이터를 기록할 때, 데이터 수집기는 무선 시스템에서 특정 속도 또는 특정 속도들로 이동할 수 있다. 하지만, 가상 검사 드라이브일 수 있는 시뮬레이션 도중에는, 환경 데이터는 시뮬레이션에서 수신기의 움직임에 상응하는 다른 속도 또는 다른 속도들로 재생될 수 있다. 또한, 환경 데이터의 진폭은 기록된 레벨의 진폭에서 다른 값으로 변경될 수 있다.

도 5는 FIR 필터가 될 수 있는 채널 요소(406)를 제공한다. FIR 필터는 쉬프트 레지스터, 웨이트 계수 블록들(502) 및 가산기(504)로서 배열된 딜레이 요소들(500)을 포함하여 구성된다. 입력 신호 x(n)은 각 딜레이 요소(500)에서 딜레이되고, 각 딜레이 요소(500)에서의 딜레이들은 시간적으로 같거나 다를 수가 있고, 딜레이된 신호들은 원하는 웨이트 계수 h(i), i = [0,...,N] 에 의해서 웨이트 계수 블록들(502)에서 웨이트가 매겨진다. 웨이트 계수 h = [h(0), ..., h(N)] 는 무선 채널의 채널 추정치들이고, FIR 필터의 탭 계수로도 불린다. 웨이트 계수는 실제 무선 채널의 특징들이 변할 것이라고 생각 되어지는 것과 동일한 방식으로 변경된다. 통상, 웨이트 계수들은 단기간에 매우 안정적이고 신호의 변화률과 비교하여 천천히 변화한다. 상기 딜레이되고 웨이트가 매겨진 신호들은 가산기(504)에서 가산된다.

일반적으로 웨이트 계수들은 실수이거나 복소수일 수 있다. 복소수 웨이트 계수들은, 예를 들어, GSM(Global System for Mobile communication) 또는 CDMA 무선 시스템 (Code Division Multiple Access)의 무선 채널들이 하나의 신호가 둘로 나뉘는 직각 위상 변조(quadrature modulation)를 사용하기 때문에 필요하다. 실제 신호 부분 I(Inphase)는 상 변이가 없는 하나의 캐리어에 의해 곱해지고 가상의 신호 부분 Q(Quadrature)는 상 변이가 있는 캐리어에 의해 곱하여진다. 따라서, 신호 x 는 x = I + jQ, I는 실제 신호 부분, Q는 가상 신호 부분, j는 허수 단위로 표현될 수 있다.

수학적 형태로, FIR 필터의 출력 신호 y(n)은 딜레이된 신호와 웨이트 계수의 곱의 합으로 구성된 콘볼루션(convolution)으로 표현될 수 있다.

여기서, *은 콘볼루션 연산을, n은 신호 요소의 인덱스를 지칭한다. x, y 신호들과 채널 임펄스 응답 h는 스칼라 값으로서 진행될 수 있고, 그 자체로 알려진 벡터 형태 또는 매트릭스 형태로 진행될 수 있다.

도 6은 상기 방법의 순서도를 제공한다. 단계 600에서 적어도 하나의 무선 주파수 대역이 수신된다. 단계 602에서 적어도 하나의 무선 주파수 대역에서 적어도 하나의 신호와 연관된 신호 공간과 적어도 하나의 수신된 대역에서 간섭과 노이즈와 연관된 배경공간이 분리된다. 단계 604에서 배경 공간에 기초한 적어도 하나의 무선 시스템의 환경 데이터가 저장된다.

상기 실시예들은, 예를 들어, ASIC (Application Specific Integrated Circuit) 또는 VLSI(Very Large Scale Integration) 회로들로 실행될 수 있다. 대안으로서 또는 부가적으로, 상기 실시예들은 적어도 하나의 시뮬레이션용 무선 시스템의 데이터를 수집하는 컴퓨터 프로세스를 수행하기 위한 명령들을 포함하는 컴퓨터 프로그램들로 실행될 수 있다.

컴퓨터 프로그램은 컴퓨터 또는 처리기에 의해 판독 가능한 컴퓨터 프로그램 분배 매체에 저장될 수 있다. 상기 컴퓨터 프로그램 매체는, 예를 들어, 전기, 자기, 광학, 반도체 시스템, 장치 또는 전송 매체일 수 있으나, 이에 국한되지 않는다. 상기 컴퓨터 프로그램 매체는 적어도 하나의 다음과 같은 매체를 구비할 수 있다: 하나의 컴퓨터 판독 가능 매체, 하나의 프로그램 저장 매체, 하나의 기록 매체, 하나의 컴퓨터 판독 가능 메모리, RAM(random access memory), EPROM(Erasable Programmable Read-Only Memory), 하나의 컴퓨터 판독 가능 소프트웨어 분배 패키지, 하나의 컴퓨터 판독 가능 신호, 하나의 컴퓨터 판독 가능 텔레커뮤니케이션 신호, 컴퓨터 판독 가능 인쇄물, 및 컴퓨터 판독 가능 압축 소프트웨어 패키지.

이상 본 발명이 첨부된 도면에 따른 예를 참조하여 기술되었으나, 본 발명이 이에 제한되지 않고 첨부된 청구항의 범위 내에서 여러 가지 방식으로 변형될 수 있음이 명백하다.

100: 안테나
102: 믹서
104: 신호 처리기
106: 메모리
202: 수신기 요소
204: 송신기 요소

Claims

시뮬레이션을 위한 적어도 하나의 무선 시스템의 데이터를 수집하는 데이터 수집 방법에 있어서,
적어도 하나의 무선 주파수 대역을 수신하는 단계;
상기 적어도 하나의 무선 주파수 대역 내의 적어도 하나의 신호와 연관된 신호 공간과, 상기 적어도 하나의 수신된 대역의 간섭 및 노이즈와 연관된 배경 공간을 분리하는 단계; 및
상기 배경 공간을 기반으로 상기 적어도 하나의 무선 시스템의 환경 데이터를 저장하는 단계를 포함하고,
상기 분리하는 단계는,
알려진 데이터를 갖는 상기 적어도 하나의 신호에 기초하여 적어도 하나의 임펄스 응답 추정치를 형성하고;
상기 적어도 하나의 임펄스 응답 추정치와 상기 알려진 데이터에 기초하여 적어도 하나의 재발생되는 신호를 형성하고; 및
수신되는 신호와 재발생되는 신호와의 차이로서 환경 데이터를 형성하여, 분리하고,
상기 환경 데이터는 노이즈 및 간섭을 포함하는 전자기 방사를 나타내는 것을 특징으로 하는 데이터 수집 방법.
삭제
제1항에 있어서,
1초당 100회 이상 반복적으로 환경 데이터를 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 수집 방법.
제1항에 있어서,
1초당 1000회 반복적으로 환경 데이터를 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 수집 방법.
제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 무선 주파수 대역을 수신하고 상기 적어도 하나의 무선 시스템의 신호들의 설계된 대역폭보다 넓은 대역폭으로 상기 환경 데이터를 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 수집 방법.
제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 무선 주파수 대역을 수신하고, 상기 환경 데이터를 형성하고 10 MHz보다 넓은 대역폭으로 상기 환경 데이터를 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 수집 방법.
제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 무선 주파수 대역을 수신하는 타이밍을 결정하는 단계; 및 상기 환경 데이터를 상기 결정된 타이밍과 연관시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 수집 방법.
제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 무선 시스템에서 상기 적어도 하나의 무선 주파수 대역을 수신하는 위치를 결정하는 단계; 및 상기 환경 데이터를 상기 결정된 위치와 연관시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 수집 방법.
제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 무선 주파수 대역의 수신하는 가속(acceleration)을 결정하는 단계; 및 상기 환경 데이터를 상기 결정된 가속과 연관시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 수집 방법.
제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 무선 주파수 대역을 수신하는 동안의 온도를 결정하는 단계; 및 상기 환경 데이터를 상기 결정된 온도와 연관시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 수집 방법.
제1항에 있어서,
서로 다른 다중 입력 다중 출력 채널들의 신호들을 포함하는 적어도 2개의 무선 주파수 대역들을 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 수집 방법.
제1항에 있어서,
서로 다른 무선 시스템들의 신호들을 포함하는 적어도 2개의 무선 주파수 대역들을 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 수집 방법.
무선 시스템의 시뮬레이션을 수행하는 시뮬레이션 수행 방법에 있어서,
실제 무선 시스템의 신호 공간으로부터 분리된 상기 실제 무선 시스템의 배경 공간을 기반으로 저장된 환경 데이터로 시뮬레이션을 수행하는 단계를 포함하고,
상기 신호 공간으로부터 분리는,
알려진 데이터를 갖는 적어도 하나의 신호에 기초하여 적어도 하나의 임펄스 응답 추정치를 형성하고;
상기 적어도 하나의 임펄스 응답 추정치와 상기 알려진 데이터에 기초하여 적어도 하나의 재발생되는 신호를 형성하고; 및
수신되는 신호와 재발생되는 신호와의 차이로서 환경 데이터를 형성하여, 분리하고,
상기 환경 데이터는 노이즈 및 간섭을 포함하는 전자기 방사를 나타내는 것을 특징으로 하는 데이터 수집 방법.
적어도 하나의 무선 시스템을 시뮬레이션하기 위한 데이터 수집기에 있어서,
수신기;
신호 처리기; 및
메모리를 포함하되,
상기 수신기는 적어도 하나의 무선 주파수 대역을 수신하도록 구성되며,
상기 신호 처리기는 상기 적어도 하나의 무선 주파수 대역 내의 적어도 하나의 신호와 연관된 신호 공간과, 상기 적어도 하나의 무선 주파수 대역 내의 간섭 및 노이즈와 연관된 배경 공간을 분리하도록 구성되고,
상기 메모리는 상기 신호 처리기의 제어 하에 상기 배경 공간을 기반으로 상기 적어도 하나의 무선 시스템의 환경 데이터를 저장하도록 구성되고,
상기 신호 공간과 상기 배경 공간을 분리하기 위해,
상기 신호 처리기는,
알려진 데이터를 갖는 상기 적어도 하나의 신호에 기초하여 적어도 하나의 임펄스 응답 추정치를 형성하고;
상기 적어도 하나의 임펄스 응답 추정치와 상기 알려진 데이터에 기초하여 적어도 하나의 재발생되는 신호를 형성하고; 및
수신되는 신호와 재발생되는 신호와의 차이로서 환경 데이터를 형성하도록 구성되고,
상기 환경 데이터는 노이즈 및 간섭을 포함하는 전자기 방사를 나타내는 것을 특징으로 하는 데이터 수집기.
삭제
제14항에 있어서,
상기 데이터 수집기는 1초당 100회 이상 반복적으로 상기 환경 데이터를 제공하고 저장하도록 구성된 것을 특징으로 하는 데이터 수집기.
제14항에 있어서,
상기 데이터 수집기는 1초당 1000회 반복적으로 상기 환경 데이터를 제공하고 저장하도록 구성된 것을 특징으로 하는 데이터 수집기.
제14항에 있어서,
상기 데이터 수집기는, 상기 적어도 하나의 신호를 수신하고 상기 적어도 하나의 무선 시스템의 신호들의 설계된 대역폭보다 넓은 대역폭으로 상기 환경 데이터를 저장하도록 구성된 것을 특징으로 하는 데이터 수집기.
제14항에 있어서,
상기 데이터 수집기는, 상기 적어도 하나의 신호를 수신하고, 상기 환경 데이터를 형성하고 10 MHz보다 넓은 대역폭으로 상기 환경 데이터를 저장하도록 구성된 것을 특징으로 하는 데이터 수집기.
제14항에 있어서,
상기 데이터 수집기는 상기 적어도 하나의 무선 시스템에서 상기 적어도 하나의 신호를 수신하는 위치를 결정하도록 구성된 로케이터를 포함하고, 상기 신호 처리기는 상기 환경 데이터를 상기 결정된 위치와 연관시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 데이터 수집기.
제14항에 있어서,
상기 데이터 수집기는 상기 적어도 하나의 무선 주파수 대역을 수신하는 타이밍을 결정하도록 구성된 클록을 포함하고, 상기 신호 처리기는 상기 환경 데이터를 상기 결정된 타이밍과 연관시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 데이터 수집기.
제14항에 있어서,
상기 데이터 수집기는 상기 적어도 하나의 무선 주파수 대역의 수신하는 가속을 결정하도록 구성된 센서를 포함하고, 상기 신호 처리기는 상기 환경 데이터를 상기 결정된 가속과 연관시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 데이터 수집기.
제14항에 있어서,
상기 데이터 수집기는 상기 적어도 하나의 무선 주파수 대역을 수신하는 동안의 온도를 결정하는 온도계를 포함하고, 상기 신호 처리기는 상기 환경 데이터를 상기 결정된 온도와 연관시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 데이터 수집기.
제14항에 있어서,
상기 데이터 수집기는 서로 다른 다중 입력 다중 출력 채널들의 신호들을 포함하는 적어도 2개의 무선 주파수 대역들을 수신하도록 구성된 것을 특징으로 하는 데이터 수집기.
제14항에 있어서,
상기 데이터 수집기는 서로 다른 무선 시스템들의 신호들을 포함하는 적어도 2개의 무선 주파수 대역들을 수신하도록 구성된 것을 특징으로 하는 데이터 수집기.
시뮬레이션을 위한 적어도 하나의 무선 시스템의 데이터를 수집하기 위해, 컴퓨터에 의해 실행 가능한 컴퓨터 프로그램 명령들을 구현하는 컴퓨터 판독 가능 매체에 있어서,
상기 컴퓨터에 의해 실행될 때,
적어도 하나의 무선 주파수 대역을 수신하는 기능;
상기 적어도 하나의 무선 주파수 대역의 적어도 하나의 신호와 연관된 신호 공간과, 상기 적어도 하나의 수신된 대역의 간섭 및 노이즈와 연관된 배경 공간을 분리하는 기능; 및
상기 배경 공간을 기반으로 상기 적어도 하나의 무선 시스템의 환경 데이터를 저장하는 기능을 수행하고,
상기 분리하는 기능은,
알려진 데이터를 갖는 상기 적어도 하나의 신호에 기초하여 적어도 하나의 임펄스 응답 추정치를 형성하고;
상기 적어도 하나의 임펄스 응답 추정치와 상기 알려진 데이터에 기초하여 적어도 하나의 재발생되는 신호를 형성하고; 및
수신되는 신호와 재발생되는 신호와의 차이로서 환경 데이터를 형성하여, 분리하고,
상기 환경 데이터는 노이즈 및 간섭을 포함하는 전자기 방사를 나타내는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능 매체.
제26항에 있어서,
상기 컴퓨터 판독 가능 매체는,
프로그램 저장 매체, 기록 매체, 컴퓨터 판독 가능 메모리, 컴퓨터 판독 가능 소프트웨어 배급 패키지, 컴퓨터 판독 가능 신호, 컴퓨터 판독 가능 텔레커뮤니케이션 신호, 및 컴퓨터 판독 가능 압축 소프트웨어 패키지와 같은 매체들 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능 매체.