KR101457558B1

KR101457558B1 - 기지국용 기준신호 공급 장치

Info

Publication number: KR101457558B1
Application number: KR1020140072033A
Authority: KR
Inventors: 이덕형
Original assignee: 주식회사 앨엔비
Priority date: 2014-06-13
Filing date: 2014-06-13
Publication date: 2014-11-04
Also published as: JP6000409B2; JP2016005276A

Abstract

본 발명은 기지국용 기준신호를 공급하기 위한 장치에 관한 것이다. 본 발명은 기지국용 기준신호 공급 장치에 있어서, GPS 모듈로부터 출력되는 GPS 기준신호, 고정밀 기준신호 모듈로부터 출력되는 고정밀 기준신호 및 상기 GPS 기준신호가 입력되는 분배기로부터 출력되는 복수의 분배 기준신호를 입력받고 상기 GPS 기준신호, 상기 고정밀 기준신호 및 상기 복수의 분배 기준신호의 신호 품질 값을 측정하는 위상 잡음 검출부, 상기 위상 잡음 검출부로부터 전달받은 상기 신호 품질 값에 따라 상기 GPS 기준신호 또는 상기 고정밀 기준신호의 출력 여부를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 제어부, 상기 제어부로부터 전달받은 상기 제어 신호에 따라 상기 GPS 기준신호 또는 상기 고정밀 기준신호 중 어느 하나를 기지국용 장비를 위한 기준신호로써 출력하는 RF 스위치부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

기지국용 기준신호 공급 장치{APPRATUS FOR PROVIDING REFERENCE SIGNAL OF BASE STATION}

본 발명은 기지국용 기준신호를 공급하기 위한 장치에 관한 것이다.

스마트 폰이 데이터 서비스의 활용량을 폭발적으로 증가시키기 전 까지 대부분의 이동통신 서비스는 음성위주의 서비스가 중심이었다. 그러나 스마트폰 가입자가 급속히 증가하면서 음성위주에서 데이터 서비스 위주로 이동통신 서비스의 개념이 변경되었다. 현재 이동통신 서비스는 LTE를 통한 전송률 증가와 이에 따른 품질경쟁에 각 사의 사활을 걸고 있는 상황이며 최소의 투자비용으로 최대의 서비스 효과를 내기 위한 노력을 기울이고 있다. 따라서 기존의 단순한 데이터 전송망에 대한 장비의 확충과 더불어 효율적인 데이터 서비스에 대한 지표를 제공할 수 있는 새로운 기능을 가진 이동통신 장비의 필요성이 커질 것으로 예상된다. 특히 LTE와 같은 4G 서비스의 경우 대용량 데이터 서비스 제공이 목표이므로 전송품질에 대한 중요성이 더욱 더 부각될 것이다. 양질의 데이터 전송품질을 제공하기 위해서는 서비스 종단에 위치하여 실질적인 서비스를 제공하고 있는 기지국과 중계기의 신호 품질이 가장 중요하다.

LTE 서비스의 경우 투자대비 효율성을 높이기 위하여 기지국 장비보다 중계기를 이용한 망 구성의 활용을 적극적으로 활용하고 있으며, 기지국 장비의 경우 망 서비스의 핵심적인 장비이므로 실내에 설치하고 기지국 장비의 불량을 방지하고 감시하기 위하여 다양한 부가장비(기지국 RF 감시장치, 환경 감시장치, 전원 감시장치 등등)를 사용하여 실시간으로 감시하고 있으나 데이터 전송률에 큰 영향을 미치는 10MHz 기준신호에 대한 부가장비는 전무한 상황이다.

2G/3G를 포함하여 최근 상용화된 LTE 서비스용 통신장비에서 핵심이 되는 신호는 10MHz의 기준신호이다. 기지국 내부의 GPS 장비로부터 생성되는 기준신호는 RF분배기를 이용하여 복수의 신호로 분배되어 기지국 내부의 각 장비에 공급된다. 또한 이와 같은 기준신호는 기지국 내부의 장비뿐만 아니라 광 섬유 라인(Fiber Optic Line)을 통하여 기지국 외부에 설치된 이동통신용 중계기에도 공급된다. 최근 디지털방식의 광 중계기가 이동통신용 중계기의 대부분을 차지하면서 기준신호의 품질이 장비의 성능에 영향이 있음이 밝혀졌으며, 이러한 기준신호의 품질저하의 가장 큰 원인은 주파수 오프셋(offset)과 위상 잡음의 상승에 있다.

기지국 내부의 GPS모듈로부터 추출된 기준신호는 기지국 내부 및 외부의 모든 장비에 분배되어 사용되고 있다. GPS로부터 직접 추출된 기준신호의 경우 양질의 신호 품질과 충분한 출력값을 가지고 있다. 그러나 여러 단계의 분배기(12way, 4way, 2way 등)를 거치면서 신호의 출력값이 줄어들고 그 품질 또한 현격히 저하되는 현상이 발생한다. 또한 기지국의 운용 시간이 증가함에 따라서도 기준신호의 품질이 저하된다.

본 발명은 기지국 및 관련 장비에서 사용되는 10MHz 기준신호의 열화 상태를 실시간으로 측정함으로써 전송률의 저하 및 관련 장비의 성능 저하를 방지할 수 있는 기지국용 기준신호 공급 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 기지국 및 관련 장비에서 사용되는 10MHz 기준신호의 품질이 저하될 경우 이를 양질의 기준신호로 대체함으로써 무선 망 운용 효율을 높일 수 있는 기지국용 기준신호 공급 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

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

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 기지국용 기준신호 공급 장치에 있어서, GPS 모듈로부터 출력되는 GPS 기준신호, 고정밀 기준신호 모듈로부터 출력되는 고정밀 기준신호 및 상기 GPS 기준신호가 입력되는 분배기로부터 출력되는 복수의 분배 기준신호를 입력받고 상기 GPS 기준신호, 상기 고정밀 기준신호 및 상기 복수의 분배 기준신호의 신호 품질 값을 측정하는 위상 잡음 검출부, 상기 위상 잡음 검출부로부터 전달받은 상기 신호 품질 값에 따라 상기 GPS 기준신호 또는 상기 고정밀 기준신호의 출력 여부를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 제어부, 상기 제어부로부터 전달받은 상기 제어 신호에 따라 상기 GPS 기준신호 또는 상기 고정밀 기준신호 중 어느 하나를 기지국용 장비를 위한 기준신호로써 출력하는 RF 스위치부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 기지국 및 관련 장비에서 사용되는 10MHz 기준신호의 열화 상태를 실시간으로 측정함으로써 전송률의 저하 및 관련 장비의 성능 저하를 방지할 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명은 기지국 및 관련 장비에서 사용되는 10MHz 기준신호의 품질이 저하될 경우 이를 양질의 기준신호로 대체함으로써 무선 망 운용 효율을 높일 수 있는 장점이 있다.

도 1은 10MHz 기준신호에 위상 잡음이 발생하기 전과 위상 잡음이 발생한 후의 스펙트럼을 각각 나타내는 그래프.
도 2 및 도 3은 각각 10MHz 기준신호를 CW(Continuous Wave) 신호로 표현한 그래프.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기준신호 공급 장치의 구성도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 스위치부(404)의 구성도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 위상 잡음 검출부(406)의 구성도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 FPGA부(606)의 구성도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 스윕부(702) 및 데시메이션부(704)의 신호 처리 과정을 보다 상세하게 설명하기 위한 도면.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.

모든 장비는 시간이 지날수록 열화되며 기준신호를 복원하거나 생성하는 장치 또한 열화 된다. 이러한 기준신호에 연관된 장치나 모듈의 열화에 의하여 이 기준 신호로부터 필요한 클럭(Clock)을 만들어 사용하는 기지국 내 통신장비의 모든 시스템이 영향을 받게 된다. 기준신호의 열화에 가장 큰 영향을 미치는 요소의 예로는 위상 잡음(Phase Noise)과 주파수 옵셋(Frequency Offset)을 들 수 있다. 즉, 장비의 열화로 인한 위상 잡음이 상승하고 주파수 옵셋이 특정 기준 이상으로 발생할 경우 데이터 전송률이 저하되는데, 이로 인해 이동통신 장비가 동일한 출력으로 동작하더라도 출력 대비 잡음의 영향이 커서 이동통신 장비에서 수용할 수 있는 가입자의 수가 줄어들 뿐만 아니라 전송속도도 감소하게 되어 결과적으로 통화 품질(Quality Of Service, QoS)이 저하된다.

LTE 망과 같은 무선 망에서 최종단 장비의 전송품질을 결정하는 가장 중요한 요소는 기지국과 중계기에서 사용되는 10MHz 기준신호이다. 일반적으로 10MHz 기준신호는 초기에 서비스를 제공할 때는 좋은 품질을 유지하나 운용시간이 늘어날 수록 신호 품질이 감소한다. 기준신호의 품질이 감소하게 되면 기준신호에 위상 잡음이 발생하게 되어 무선 망에서의 전송품질이 급격하게 나빠진다. 중계 장비망을 통한 데이터 서비스의 경우 위상 잡음의 상승으로 인하여 전송률이 떨어지게 되면 중계기가 동일한 출력으로 동작하더라도 출력 대비 잡음의 영향이 커서 중계기 한 식당 제공할 수 있는 가입자의 수가 줄어들 뿐만 아니라 전송속도도 감소하게 되어 QoS가 나빠지게 되고 이를 개선하기 위하여 추가의 중계기를 더 설치하여야 하므로 4G와 같은 대용량 데이터 서비스 시스템의 경우 2G/3G보다 더 심각한 비용낭비가 발생하게 된다.

도 1은 10MHz 기준신호에 위상 잡음이 발생하기 전(104)과 위상 잡음이 발생한 후(102)의 스펙트럼을 각각 나타내는 그래프이다. 도 1에 나타난 그래프는 기준신호의 위상 잡음 발생 여부를 가장 명확하게 파악할 수 있는 10Hz ~ 1MHz 대역 전체에 대한 스펙트럼을 나타낸다. 한편, 도 2 및 도 3은 각각 10MHz 기준신호를 CW(Continuous Wave) 신호로 표현한 그래프로서, 도 2는 위상 잡음이 발생하기 전의 그래프이고 도 3은 위상 잡음이 발생한 후의 그래프이다.

이와 같이 기준신호의 위상 잡음과 주파수 옵셋이 열화되면 EVM(Error Vector Magnitude) 값이 증가하게 된다. EVM은 에러 벡터(Error Vector)의 파워 값과 기준신호의 RMS(Root Mean Square) 파워 값과의 비를 의미하며 위상 잡음이 커진다는 의미는 기준신호에 대한 주변 잡음의 크기가 커진다는 의미이다. 기준신호는 이동통신 시스템에 들어가는 여러 모듈들의 동작에 필요한 클럭을 생성하기 위해 가장 기본이 되는 신호이므로, 기준신호가 잡음에 의해 S/N비가 나쁘게 되어 왜곡거나 틀림(Jitter)현상이 발생하게 되면 기준신호를 이용하여 생성되는 다른 클럭 신호들도 영향을 받게 되어 신호의 왜곡이 발생하게 된다. 이러한 신호의 왜곡의 크기는 EVM값으로 표현되며 EVM 값이 커지게 되면 중계기를 통한 데이터 서비스 시 전송용량(Throughput)이 줄어드는 현상이 발생한다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 대용량의 데이터 서비스를 제공하기 위하여 전송품질의 저하를 결정하는 요소 중의 하나인 10MHz 기준신호의 열화 상태를 측정하여 전송률의 저하를 사전에 감시하고, 기준신호의 열화가 발생한 경우 기존의 기준신호를 양질의 기준신호로 대체할 수 있는 기지국용 기준신호 공급 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기준신호 공급 장치의 구성도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기준신호 공급 장치(402)는 RF 스위치부(404), 제1 위상 잡음 검출부(406), 제2 위상 잡음 검출부(408), 제3 위상 잡음 검출부(410), 제어부(412), 디스플레이부(414)를 포함한다.

RF 스위치부(404)는 GPS 모듈(미도시)로부터 생성된 10MHz의 GPS 기준신호를 입력받는다. 또한 RF 스위치부(404)는 매우 정밀도가 높고 안정적인 주파수를 갖는 기준신호를 생성하는 고정밀 기준신호 생성장치(미도시)로부터 생성된 10MHz의 고정밀 기준신호를 입력받는다. 본 발명의 일 실시예에서는 OCXO(Oven Controlled Crystal Oscillators)가 고정밀 기준신호 생성장치로서 사용될 수 있으나, OCXO가 아닌 다른 고정밀 기준신호 생성장치 또한 사용될 수 있다. RF 스위치부(404)는 제어부(412)로부터 전달되는 제어신호에 따라, 입력된 GPS 기준 신호 또는 고정밀 기준신호 중 어느 하나를 기지국용 장비를 위한 10MHz 기준신호로서 출력한다.

제1 위상 잡음 검출부(406)는 RF 스위치부(404)로부터 전달되는 GPS 기준신호 및 고정밀 신호를 입력받는다. 한편, RF 스위치부(404)에 의해 기준신호 공급 장치(402)에서 출력되는 10MHz 기준신호는 분배기를 통해 복수의 분배 기준신호로 나뉘어져 각각의 기지국용 장비로 공급되는데, 제1 위상 잡음 검출부(406)는 이와 같이 10MHz 기준신호가 입력되는 분배기로부터 출력되는 복수의 분배 기준신호(분배기출력 #1 내지 #4)를 입력받는다. 도 4의 실시예에서 기준신호 공급 장치(402)에서 출력되는 10MHz 기준신호는 총 12개의 분배 기준신호로 분배되며, 분배 기준신호(분배기출력 #5 내지 #8)는 제2 위상 잡음 검출부(408)로 입력되고, 분배 기준신호(분배기출력 #9 내지 #12)는 제3 위상 잡음 검출부(410)로 입력된다. 본 발명의 다른 실시예에서, 분배 기준신호의 개수가 감소하면 제2 위상 잡음 검출부(408)나 제3 위상 잡음 검출부(410)는 생략될 수 있다.

제1 위상 잡음 검출부(406)는 이와 같이 입력된 GPS 기준신호의 신호 품질 값, 입력된 고정밀 기준신호의 신호 품질 값, 그리고 복수의 분배 기준신호 각각의 신호 품질 값을 측정한다. 마찬가지로 제2 위상 잡음 검출부(408) 및 제3 위상 잡음 검출부(410) 또한 입력된 복수의 분배 기준신호 각각의 신호 품질 값을 측정할 수 있다. 이렇게 제1 위상 잡음 검출부(406), 제2 위상 잡음 검출부(408) 및 제3 위상 잡음 검출부(410)를 통해 측정된 각각의 신호 품질 값은 제어부(412)에 전달된다.

제어부(412)는 제1 위상 잡음 검출부(406), 제2 위상 잡음 검출부(408) 및 제3 위상 잡음 검출부(410)로부터 전달된 각 신호의 신호 품질 값에 따라서, RF 스위치부(404)의 GPS 기준신호 출력 여부 또는 고정밀 기준신호 출력 여부를 제어하기 위한 제어 신호를 생성한다.

본 발명의 일 실시예에서, 제어부(412)는 특정 신호의 신호 품질 값이 미리 설정된 기준 조건을 만족하는 경우 GPS 기준신호의 출력을 명령하는 제어 신호를 생성하고, 특정 신호의 신호 품질 값이 미리 설정된 기준 조건을 만족하지 않는 경우 고정밀 기준신호의 출력을 명령하는 제어 신호를 생성할 수 있다.

예컨대 RF 스위치부(404)를 통해 입력된 GPS 기준신호의 신호 품질 값이 미리 설정된 기준 조건을 만족하지 않는 경우, 제어부(412)는 고정밀 기준신호의 출력을 명령하는 제어 신호를 생성함으로써 RF 스위치부(404)로 하여금 GPS 기준신호 대신 고정밀 기준신호를 10MHz 기준신호로 출력하도록 할 수 있다. 반대로 RF 스위치부(404)로 입력된 GPS 기준신호의 신호 품질 값이 미리 설정된 기준 조건을 만족하는 경우, 제어부(412)는 GPS 기준신호의 출력을 명령하는 제어 신호를 생성함으로써 RF 스위치부(404)로 입력된 GPS 기준신호가 계속해서 10MHz 기준신호로 출력되도록 할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서 제어부(412)는 복수의 분배 기준신호 중 미리 정해진 개수(예컨대, 1개 또는 3개 등)의 분배 기준신호의 신호 품질이 미리 설정된 기준 조건을 만족하지 않는 경우 고정밀 기준신호의 출력을 명령하는 제어 신호를 생성하고, 그렇지 않으면 GPS 기준신호의 출력을 명령하는 제어 신호를 생성할 수 있다.

한편, 제어부(412)는 제1 위상 잡음 검출부(406), 제2 위상 잡음 검출부(408) 및 제3 위상 잡음 검출부(410)로부터 전달된 각 신호의 신호 품질 값을 디스플레이부(414)를 통해 표시할 수도 있다. 디스플레이부(414)는 LCD 패널 또는 VFD 패널 등으로 이루어질 수 있으며, 제어부(412)를 통해 전달된 신호 품질 값, 기지국용 기준신호 공급 장치(402)의 현재 상태 및 제어 현황 등을 표시할 수 있다.

또한 제어부(412)는 제1 위상 잡음 검출부(406), 제2 위상 잡음 검출부(408) 및 제3 위상 잡음 검출부(410)로부터 전달된 각 신호의 신호 품질 값을 원격 상위망(416)을 통해 원격지에 있는 별도의 원격 제어부(미도시)로 전달할 수 있다. 이 때 제어부(412)는 원격 제어부의 명령에 따라 RF 스위치부(404)를 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다.

또한 제어부(412)는 노트북이나 스마트폰과 같은 단말기(418)와 연결될 수 있다. 단말기(418)는 기지국용 기준신호 공급 장치(402)의 제어에 필요한 GUI를 통해 기지국용 기준신호 공급 장치(402) 및 기지국용 기준신호 공급 장치(402)와 연결되는 각종 장비를 제어하는 기능을 수행할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 스위치부(404)의 구성도이다.

도 5를 참조하면, RF 스위치부(404)는 1:2 스위치부(1:2 S/W, 502, 504, 508) 및 CPU(506)를 포함한다. 1:2 스위치부(502)는 GPS 모듈(미도시)로부터 생성된 GPS 기준신호를 입력받고, 입력된 GPS 기준신호를 1:2 스위치부(508)로 전달한다. 또한 1:2 스위치부(502)는 입력된 GPS 기준신호를 직접 RF 스위치부(404)의 외부로 출력할 수 있으며, 직접 출력된 GPS 기준신호는 제1 위상 잡음 검출부(406)로 전달될 수 있다.

1:2 스위치부(504)는 고정밀 기준신호 생성장치(미도시)로부터 생성된 고정밀 기준신호를 입력받고, 입력된 고정밀 기준신호를 1:2 스위치부(508)로 전달한다. 또한 1:2 스위치부(504)는 입력된 고정밀 기준신호를 직접 RF 스위치부(404)의 외부로 출력할 수 있으며, 직접 출력된 고정밀 기준신호는 제1 위상 잡음 검출부(406)로 전달될 수 있다.

CPU(506)는 제어부(412)로부터 전달되는 제어신호에 따라 1:2 스위치부(508)를 제어하여 1:2 스위치부(508)로 하여금 GPS 기준신호 또는 고정밀 기준신호 중 어느 하나를 기지국용 10MHz 기준신호로 출력하도록 한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 위상 잡음 검출부(406)의 구성도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 위상 잡음 검출부(406)는 1:6 스위치부(1:6 S/W, 602), A/D 컨버터(604), FPGA부(606), MCU(608)를 포함한다.

1:6 스위치부(602)는 RF 스위치부(404)로부터 출력되는 GPS 기준신호 및 고정밀 기준신호를 입력받는다. 또한 1:6 스위치부(602)는 분배기를 통해 입력된 기준신호가 분배되어 생성되는 복수의 분배 기준신호(분배기출력 #1 내지 #4)를 입력받는다. 1:6 스위치부(602)는 입력된 GPS 기준신호, 고정밀 기준신호, 복수의 분배 기준신호를 순차적 또는 비순차적으로 A/D 컨버터(604)로 전달한다.

이 때 1:6 스위치부(602)로부터 전달된 GPS 기준신호, 고정밀 기준신호, 복수의 분배 기준신호는 모두 아날로그 신호로 구성되는데, A/D 컨버터(604)는 1:6 스위치부(602)로부터 전달된 GPS 기준신호, 고정밀 기준신호, 복수의 분배 기준신호를 디지털 신호로 변환하는 역할을 한다. 본 발명의 일 실시예에서 A/D 컨버터(604)로 입력되는 아날로그 신호는 10MHz의 사인파(Sine wave)로서 25MHz의 샘플링 레이트 및 16비트(bit)의 해상도를 가지며, 주파수 오프셋의 범위는 100Hz ~ 1MHz로 한정될 수 있다.

FPGA부(606)는 A/D 컨버터(604)로부터 출력된 디지털 신호의 신호 품질 값을 측정한다. 이 때 FPGA부(606)가 측정하는 신호 품질 값에는 해당 신호의 입력 파워 값, 위상 잡음 레벨 값, 주파수 오프셋(offset) 값 등이 포함될 수 있다. MCU(608)는 FPGA부(606)로부터 전달된 신호 품질 값을 제어부(412)에 전달한다.

한편 본 실시예에서는 도 6을 통해 제1 위상 잡음 검출부(406)의 구성만이 설명되었으나, 제2 위상 잡음 검출부(408) 및 제3 위상 잡음 검출부(410) 또한 제1 위상 잡음 검출부(406)와 유사한 구성을 가질 수 있다. 즉, 제2 위상 잡음 검출부(408) 및 제3 위상 잡음 검출부(410)는 도 6의 1:6 스위치부(602) 대신에 각각 분배 기준신호(분배기출력 #5 내지 #8) 및 분배 기준신호(분배기출력 #9 내지 #12)를 입력받기 위한 1:4 스위치부를 포함할 수 있으며, 나머지 구성요소(A/D 컨버터, FPGA부, MCU)는 제1 위상 잡음 검출부(406)와 동일하다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 FPGA부(606)의 구성도이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 FPGA부(606)는 주파수 스윕부(702), 데시메이션부(704), 필터링부(706), 측정부(708), 인터페이스부(710)를 포함한다.

주파수 스윕부(702)는 A/D 컨버터(604)로부터 출력된 디지털 신호를 입력받고, 이 디지털 신호의 주파수를 미리 정해진 간격으로 스윕(sweep)시킨다. 본 발명의 일 실시예에서, 주파수 스윕부(702)는 직접 디지털 주파수 합성기(Direct Digital Synthesizer, DDS) 및 디지털 다운 컨버터(Digital Down Converter, DDC)를 포함할 수 있다. DDS는 입력된 디지털 신호의 주파수를 미리 정해진 범위의 주파수로 변환함으로써 디지털 신호의 주파수를 스윕시킬 수 있으며, DDC는 DDS로부터 출력된 주파수가 스윕된 디지털 신호를 기저대역(Baseband) 신호로 변환하는 역할을 한다.

데시메이션부(704)는 주파수 스윕부(702)로부터 출력된 디지털 신호를 미리 설정된 샘플링 레이트(sampling rate)로 데시메이션(Decimation)한다. 여기서 데시메이션이란 신호 품질 값의 측정을 용이하게 하기 위하여 디지털 신호의 샘플링 레이트를 강하시키는 것을 말한다. 이에 따라 디지털 신호의 샘플링 레이트는 필터링부(706)가 해당 디지털 신호를 필터링하기에 용이한 정도로 낮아지게 된다.

본 발명의 일 실시예에서, 데시메이션부(704)는 CIC 필터 및 FIR 필터를 포함할 수 있다. CIC 필터는 주파수 스윕부(702)로부터 출력된 디지털 신호의 데이터 레이트(data rate)를 미리 설정된 샘플링 레이트로 변환하는 역할을 한다. 또한 FIR 필터는 CIC 필터로부터 출력된 디지털 신호의 이미지 신호를 제거하는 역할을 한다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 스윕부(702) 및 데시메이션부(704)의 신호 처리 과정을 보다 상세하게 설명하기 위한 도면이다.

도 8을 참조하면, A/D 컨버터(604)로부터 출력된 디지털 신호는 주파수 스윕부(702)로 입력되는데, 이때 입력되는 디지털 신호는 중간 주파수(Intermediate Frequency) 신호이다. 주파수 스윕부(702)는 도 8과 같이 NCO(Numerically Controlled Oscillator)에 의해 생성된 Cosine 신호(802) 및 Sine 신호(804)를 디지털 신호에 각각 곱함으로써 입력된 디지털 신호를 기저대역 신호로 변환한다. 이렇게 변환된 디지털 신호는 데시메이션부(704)의 CIC 필터를 통해 CIC 데시메이션 과정(806, 808)을 거침으로써 이전에 비해 보다 낮은 데이터 레이트(data rate)를 갖게 된다. (샘플링 레이트의 강하) 이렇게 CIC 필터를 통해 샘플링 레이트가 낮아진 디지털 신호는 각각 FIR 필터를 통해 필터링(810, 812)되어 이미지 신호가 제거된다. 이에 따라 도 8과 같이 최종적으로 샘플링 레이트가 낮아진 I 채널 신호 및 Q 채널 신호가 데시메이션부(704)로부터 출력된다.

다시 도 7을 참조하면, 필터링부(706)는 데시메이션부(704)로부터 출력된 디지털 신호로부터 특정 주파수 대역의 신호를 필터링한다. 본 발명의 일 실시예에서, 필터링부(706)는 RBW(Resolution Bandwidth) 필터를 포함할 수 있다. 필터링부(706)는 여러 대역을 통과시키는 필터들로 구현되어 미세 간격의 값을 측정하기에 용이하다. 본 발명의 일 실시예에서, 필터링부(706)는 100Hz ~ 1KHz의 신호를 측정하기 위한 10Hz 필터, 1KHz ~ 10KHz의 신호를 측정하기 위한 100Hz 필터, 10KHz ~ 100KHz의 신호를 측정하기 위한 1KHz 필터, 100KHz ~ 1MHz의 신호를 측정하기 위한 10KHz 필터로 구성될 수 있다.

측정부(708)는 필터링부(706)를 통해 필터링된 특정 주파수 대역 신호의 신호 품질 값을 측정한다. 본 발명의 일 실시예에서 측정부(708)가 측정하는 신호의 신호 품질 값은 입력 파워 값, 위상 잡음 레벨 값, 주파수 오프셋(offset)을 포함할 수 있다.

이와 같이 측정부(708)에서 측정된 각 신호(GPS 기준신호, 고정밀 기준신호, 복수의 분배 기준신호)의 신호 품질 값은 인터페이스부(710)를 통해 제어부(412)로 전달된다. 제어부(412)는 전달받은 신호 품질 값을 통해 각 신호(GPS 기준신호, 고정밀 기준신호, 복수의 분배 기준신호)의 신호 품질을 확인하고, 미리 설정된 기준 조건과의 비교를 통해 기지국용 기준신호 공급 장치(402)에서 출력되는 최종 10MHz 기준신호로서 GPS 기준신호를 출력할 것인지 고정밀 기준신호를 출력할 것인지 명령하는 제어 신호를 생성할 수 있다.

예컨대 기지국용 기준신호 공급 장치(402)는 기본 모드로서 GPS 모듈에 의해 생성된 GPS 기준신호를 기지국용 10MHz 기준신호로서 출력할 수 있다. 그런데 기지국의 운용 중에 제1 위상 잡음 검출부(406)에 의해 측정된 GPS 기준 신호가 미리 설정된 기준 조건을 만족하지 않을 경우, 제어부(412)는 고정밀 기준신호의 출력을 명령하는 제어 신호를 RF 스위치부(404)로 전달함으로써 기지국용 기준신호 공급 장치(402)는 GPS 기준신호 대신 고정밀 기준신호를 기지국용 10MHz 기준신호로서 출력할 수 있다.

또한 다른 실시예에서, 제1 위상 잡음 검출부(406), 제2 위상 잡음 검출부(408), 제3 위상 잡음 검출부(410) 중 적어도 하나에 의해 측정되는 특정 개수의 분배 기준신호 품질이 열화된 것으로 나타날 경우에도 제어부(412)는 고정밀 기준신호의 출력을 명령하는 제어 신호를 RF 스위치부(404)로 전달할 수 있다.

이러한 제어부(412)의 제어 및 RF 스위치부(404)의 스위칭 동작에 따라 본 발명에 따른 기지국용 기준신호 공급 장치(402)는 장비나 신호의 열화에 신속하게 대응하여 높은 품질의 기지국용 기준신호를 각 장비에 공급할 수 있는 장점을 갖는다.

또한 제어부(412)에 의해 전달되는 각 신호(GPS 기준신호, 고정밀 기준신호, 복수의 분배 기준신호)의 신호 품질 값이 원격 상위망(416)을 통해 원격 제어부로 전달되거나 디스플레이부(414)에 표시됨으로써 망 운용자는 특정 신호의 열화 여부 및 열화 위치, 열화 원인들을 빠르게 파악하고 이에 대한 신속한 대처가 가능하다는 장점도 있다.

전술한 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.

Claims

GPS 모듈로부터 출력되는 GPS 기준신호, 고정밀 기준신호 모듈로부터 출력되는 고정밀 기준신호 및 상기 GPS 기준신호가 입력되는 분배기로부터 출력되는 복수의 분배 기준신호를 입력받고 상기 GPS 기준신호, 상기 고정밀 기준신호 및 상기 복수의 분배 기준신호의 신호 품질 값을 측정하는 위상 잡음 검출부;
상기 위상 잡음 검출부로부터 전달받은 상기 신호 품질 값에 따라 상기 GPS 기준신호 또는 상기 고정밀 기준신호의 출력 여부를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 제어부;
상기 제어부로부터 전달받은 상기 제어 신호에 따라 상기 GPS 기준신호 또는 상기 고정밀 기준신호 중 어느 하나를 기지국용 장비를 위한 기준신호로서 출력하는 RF 스위치부를 포함하고,
상기 제어부는
상기 GPS 기준신호 또는 상기 분배 기준신호의 신호 품질 값이 미리 설정된 기준 조건을 만족하지 않는 경우 상기 고정밀 기준신호의 출력을 명령하는 제어 신호를 생성하고, 상기 GPS 기준신호 또는 상기 분배 기준신호의 신호 품질 값이 미리 설정된 기준 조건을 만족하면 상기 GPS 기준신호의 출력을 명령하는 제어 신호를 생성하는
기지국용 기준신호 공급 장치.
제1항에 있어서,
상기 위상 잡음 검출부는
상기 GPS 기준신호, 상기 고정밀 기준신호 및 상기 복수의 분배 기준신호 중 어느 하나를 입력받는 입력부;
상기 입력부를 통해 입력된 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터; 및
상기 A/D 컨버터로부터 출력된 상기 디지털 신호의 신호 품질 값을 측정하는 FPGA부를
포함하는 기지국용 기준신호 공급 장치.
제2항에 있어서,
상기 FPGA부는
상기 디지털 신호의 주파수를 미리 정해진 간격으로 스윕(sweep)시키는 주파수 스윕부;
상기 주파수 스윕부로부터 출력된 디지털 신호를 미리 설정된 샘플링 레이트(sampling rate)로 데시메이션하는 데시메이션부;
상기 데시메이션부로부터 출력된 디지털 신호로부터 특정 주파수 대역의 신호를 필터링하는 필터링부; 및
상기 필터링부를 통해 필터링된 특정 주파수 대역 신호의 신호 품질 값을 측정하는 측정부를
포함하는 기지국용 기준신호 공급 장치.
제3항에 있어서,
상기 주파수 스윕부는
상기 디지털 신호의 주파수를 미리 정해진 범위의 주파수로 변환하는 직접 디지털 주파수 합성기; 및
상기 직접 디지털 주파수 합성기로부터 출력된 디지털 신호를 기저대역 신호로 변환하는 디지털 다운 컨버터를
포함하는 기지국용 기준신호 공급 장치.
제3항에 있어서,
상기 데시메이션부는
상기 주파수 스윕부로부터 출력된 디지털 신호의 데이터 레이트(data rate)를 미리 설정된 샘플링 레이트로 변환하는 CIC 필터; 및
상기 CIC 필터로부터 출력된 디지털 신호의 이미지 신호를 제거하는 FIR 필터를
포함하는 기지국용 기준신호 공급 장치.
제1항에 있어서,
상기 신호 품질 값은
입력 파워 값, 위상 잡음 레벨 값, 주파수 오프셋(offset) 값을 포함하는
기지국용 기준신호 공급 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는
상기 신호 품질 값이 미리 설정된 기준 조건을 만족하는 경우 상기 GPS 기준신호의 출력을 명령하는 제어 신호를 생성하고,
상기 신호 품질 값이 미리 설정된 기준 조건을 만족하지 않는 경우 상기 고정밀 기준신호의 출력을 명령하는 제어 신호를 생성하는
기지국용 기준신호 공급 장치.