KR101832254B1 - 안테나 격리도 측정 장치 및 방법 - Google Patents

안테나 격리도 측정 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

기지국 측으로부터 신호를 수신하는 링크 안테나 및 이동국 측으로 신호를 송신하는 서비스 안테나 간의 격리도를 측정하는 안테나 격리도 측정 장치에 있어서, 상기 링크 안테나를 통해 수신되어 디지털 변환된 안테나 수신 신호를 입력받고, 입력된 안테나 수신 신호를 사전 설정된 샘플 단위로 지연시키는 지연부; 상기 안테나 수신 신호를 입력받고, 입력된 안테나 수신 신호와 상기 지연부에 의해 지연된 지연 신호 간의 상관 연산을 수행하는 상관부; 및 상기 상관부의 상관 연산에 의해 생성된 교차 상관값의 크기에 기초하여 상기 링크 안테나 및 상기 서비스 안테나 간의 격리도를 판단하는 제어부를 포함하는 안테나 격리도 측정 장치가 제공된다.

Description

안테나 격리도 측정 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR MEASURING ANTENNA ISOLATION}
본 발명은 안테나 격리도 측정 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기지국 측으로부터 신호를 입력 받는 링크 안테나 및 사용자 단말과 같은 이동국 측으로 신호를 출력하는 서비스 안테나 사이의 격리도를 용이하게 측정할 수 있는 안테나 격리도 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 중계기는 이동통신 시스템에서 기지국의 서비스 영역을 확장하거나 음영 지역을 해소하기 위해 설치된다. 이러한 중계기는 기지국 측으로부터 신호를 입력 받는 링크(link) 안테나와 사용자 단말 등의 이동국 측으로 신호를 출력하는 서비스 안테나를 포함할 수 있다. 이와 같이 링크 안테나 및 서비스 안테나를 포함하는 RF 중계기의 경우, 서비스 안테나 측에서 출력되는 신호가 공간이나 장애물 등의 영향으로 인해 다시 링크 안테나로 피드백되어 수신될 수 있다. 이와 같이 서비스 안테나에서 출력된 신호가 다시 링크 안테나로 수신되는 정도에 따라서 안테나의 격리도가 결정될 수 있다. 안테나 격리도가 우수한 중계기일수록 서비스 안테나의 출력 신호가 링크 안테나에서 적게 수신된다.
격리도가 충분히 확보되지 못하면 중계기에서 발진현상이 일어날 수 있다. 발진현상이 일어나는 경우 중계기에서는 과도한 불요파가 발생되고 이는 서비스 안테나를 통해 출력되게 된다. 이러한 현상은 중계기 시스템에 심각한 손상을 초래할 수 있고, 중계기 내 장비 및 부품의 수명을 단축시키는 원인이 될 수 있다. 따라서 이동통신 중계기에서는 링크 안테나와 서비스 안테나 간의 격리도를 측정할 필요가 있다.
본 발명은 기지국 측으로부터 신호를 입력 받는 링크 안테나 및 이동국 측으로 신호를 출력하는 서비스 안테나 사이의 격리도를 용이하게 측정할 수 있는 안테나 격리도 측정 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 기지국 측으로부터 신호를 수신하는 링크 안테나 및 이동국 측으로 신호를 송신하는 서비스 안테나 간의 격리도를 측정하는 안테나 격리도 측정 장치에 있어서,
상기 링크 안테나를 통해 수신되어 디지털 변환된 안테나 수신 신호를 입력받고, 입력된 안테나 수신 신호를 사전 설정된 샘플 단위로 지연시키는 지연부; 상기 안테나 수신 신호를 입력받고, 입력된 안테나 수신 신호와 상기 지연부에 의해 지연된 지연 신호 간의 상관 연산을 수행하는 상관부; 및 상기 상관부의 상관 연산에 의해 생성된 교차 상관값의 크기에 기초하여 상기 링크 안테나 및 상기 서비스 안테나 간의 격리도를 판단하는 제어부를 포함하는 안테나 격리도 측정 장치가 제공된다.
일 실시예에서, 상기 상관부에서 생성된 교차 상관값을 저장하는 메모리부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 지연부는 입력된 안테나 수신 신호를 지연시키는 샘플수를 순차적으로 증가시키고, 상기 메모리부는 상기 지연부의 지연 샘플수에 따른 교차 상관값을 각각 저장할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 지연부는, 상기 서비스 안테나를 통해 송신된 신호가 상기 링크 안테나로 되돌아올 때 소요되는 피드백 딜레이(Feedback delay) 및 상기 링크 안테나로 피드백된 피드백 신호가 상기 상관부로 입력될 때까지의 시스템 딜레이(System delay)를 고려하여, 상기 샘플수의 최대 증가 폭을 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 메모리부에 저장된 교차 상관값 중 최대값을 이용하여, 상기 링크 안테나 및 상기 서비스 안테나 간의 격리도를 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 메모리부에 저장된 상관값에 근거하여 피드백 신호의 파워를 측정하고, 상기 상관부로 입력되는 신호의 파워와 상기 메모리부에 저장된 교차 상관값 중 최대값에 상응하는 피드백 신호의 파워 간의 차(差)를 이용하여 상기 링크 안테나 및 상기 서비스 안테나 간의 격리도를 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 메모리부에 저장된 교차 상관값을 입력된 안테나 수신 신호의 자기 상관값과 대비시켜 정규화(normalization)하고, 상기 정규화된 교차 상관값 중 최대값에 기초하여 상기 링크 안테나 및 상기 서비스 안테나 간의 격리도를 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 메모리부에 저장된 교차 상관값에 근거하여 피드백 신호의 파워를 측정하고, 지연 샘플수에 상응하는 지연 시간 별 상기 피드백 신호의 파워의 분포에 근거하여, 상기 서비스 안테나를 통한 신호 송신시의 멀티 패스(Multi-path) 환경을 측정할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 메모리부에 저장된 교차 상관값 중 최대값 및 상기 멀티 패스에 의한 교차 상관값 중 미리 지정된 개수의 상관값을 입력된 안테나 수신 신호의 자기 상관값과 대비시켜 정규화하고, 상기 정규화된 복수의 교차 상관값에 기초하여 상기 링크 안테나 및 상기 서비스 안테나 간의 격리도를 판단할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 지연기를 통해 출력되는 이전 입력 신호와 링크 안테나를 통해 입력되는 현재 입력 신호 간의 교차 상관값을 연산함을 통해 안테나의 격리도를 판단하므로, 링크 안테나 또는 서비스 안테나의 출력 신호를 별도로 검출하기 위한 추가적인 요소 없이 간단한 구조를 통해 용이하게 안테나 격리도를 측정할 수 있다. 이를 통해서, 이동통신서비스 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용 가능한 일 예의 디지털 중계기의 블록도를 간략히 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 안테나 격리도 측정 장치를 도시한 블록도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 안테나 격리도 측정 방법을 도시한 순서도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 안테나 격리도 측정 장치 및 방법에 의해 생성된 안테나 격리도 측정 결과를 예시한 그래프.
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 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용 가능한 일 예의 디지털 중계기의 블록도를 간략히 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 다운링크 신호 전달 경로(즉, 포워드 패스(Forward path)) 상에 그 신호 전달 경로를 따라, 다운 컨버터(10), ADC(Analog to Digital Converter)(12), 디지털 신호 처리부(30), DAC(Digital to Analog Converter)(14), 업 컨버터(16), PAU(Power Amplification Unit)(18)가 배치되고 있다. 또한 업링크 신호 전달 경로(즉, 리버스 패스(Reverse path)) 상에 그 신호 전달 경로를 따라, LNA(Low Noise Amplifier)(28), 다운 컨버터(26), ADC(24), 디지털 신호 처리부(30), DAC(22), 업 컨버터(20)가 배치되고 있다.
다운링크 신호 전달 경로 상의 다운 컨버터(10)는 기지국(Base station)(미도시)으로부터 유선 또는 무선으로 전달된 RF(Radio Frequency) 신호를 입력받고, RF 신호를 IF(Intermediate Frequency) 신호로 주파수 하향 변환을 수행한다. 이와 같이 주파수 하향 변환된 IF 신호는 ADC(12)에 의해 샘플링 처리되어 특정 비트수(예를 들어, 14bit)의 디지털 신호로 변환된다. ADC(12)에 의해 변환된 디지털 신호는 디지털 신호 처리부(30)에 의해 신호 처리되며, 디지털 신호 처리된 신호는 DAC(14)로 입력되어 다시 아날로그 신호로 변환될 수 있다. DAC(14)로부터 출력된 아날로그 신호는 다시 업 컨버터(16)에 의해 RF 신호로 주파수 상향 변환되고, 주파수 상향 변환된 RF 신호는 PAU(18)에 의해 증폭되어 서비스 안테나(미도시)를 통해 서비스 커버리지(Service coverage) 내의 단말들로 출력될 수 있다.
업링크 신호 전달 경로는 위 설명의 다운링크 신호 전달 경로와 신호 전달 방향을 달리하는 동일 기능으로 구성될 수 있다. 즉, 업링크 신호 전달 경로 상의 LNA(28)는 서비스 안테나(미도시)를 통해 입력된 RF 신호를 저잡음 증폭한 후 다운 컨버터(26)로 전달하며, 다운 컨버터(26)는 RF 신호를 IF 신호로 주파수 하향 변환한다. 주파수 하향 변환된 IF 신호는 ADC(24)에 의해 디지털 신호로 변환되고, 변환된 디지털 신호는 디지털 신호 처리부(30)에 의해 디지털 신호 처리된 후 DAC(22)로 입력된다. DAC(22)는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하고, 변환된 IF 밴드의 아날로그 신호는 업 컨버터(20)에 의해 RF 신호로 주파수 상향 변환되어 링크 안테나(미도시)를 통해서 기지국(미도시)으로 전달될 수 있다.
이와 같이, 디지털 중계기에서는 디지털 신호 처리를 위한 디지털 신호 처리부(30)가 존재하며, 디지털 신호 처리부(30)는 도 1에 도시된 바와 같이 FPGA(Field Programmable Gate Array)로 구현될 수 있다. 도 1에서는 디지털 신호 처리부(30)가 다운링크 및 업링크 신호 전달 경로에 공통으로 구현되는 것과 같이 도시되었지만, 디지털 신호 처리부(30)는 다운링크와 업링크에 별개로 구현될 수도 있다.
이러한 디지털 신호 처리부(30)는, 디지털 신호 전달 경로의 전단(前端)에 배치된 ADC(12, 24)에 의해 디지털 변환된 디지털 신호에 대해 사전 프로그래밍된 처리 알고리즘을 적용하여, 이미지 리젝션(Image Rejection), DC(Direct Current) 성분의 블락킹(blocking), 디지털 필터링, FA(Frequency Allocation) 또는 섹터(sector) 별 신호 처리, 다중화(Multiplexing) 등의 디지털 신호 처리를 수행한다. 이와 같이 디지털 신호 처리부(30)에 의해 신호 처리된 디지털 신호는 디지털 신호 전달 경로의 종단의 출력 디바이스(도 1의 경우, 다운링크 신호 전달 경로 및 업링크 신호 전달 경로 상에서의 디지털 신호 전달의 종단(終端)에 배치된 각각의 DAC(14, 22)를 의미함)를 거쳐 외부(즉, 단말 또는 기지국)로 출력되게 된다.
이상에서는 본 발명의 실시예에 따른 안테나 격리도 측정 장치가 탑재될 수 있는 일 예로서 디지털 RF 중계기를 예시하였지만, 본 발명의 실시예에 따른 안테나 격리도 측정 장치는 아날로그 RF 중계기에 탑재될 수도 있다. 여기서, 디지털 RF 중계기에 본 발명의 실시예에 따른 안테나 격리도 측정 장치가 탑재되는 경우, 상술한 도 1의 디지털 파트와 별개로 구현될 수도 있지만, 상술한 디지털 파트에 함께 또는 상술한 디지털 파트에 이미 존재하는 구성부 중 일부를 공유하여 구현될 수도 있을 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 안테나 격리도 측정 장치를 도시한 블록도다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 안테나 격리도 측정 장치는 지연부(110), 상관부(130), 제어부(150), 메모리부(170)를 포함할 수 있다.
지연부(110)는 중계기의 링크 안테나에서 수신된 신호를 디지털 변환한 안테나 수신 신호를 입력받고, 입력된 안테나 수신 신호를 사전 설정된 샘플 단위로 지연시키는 역할을 수행한다. 즉, 지연부(110)는 입력된 안테나 수신 신호를 설정된 샘플 시간만큼 저장하고 있다가 설정된 샘플시간이 경과한 후에 출력함으로써, 입력된 안테나 수신 신호를 지연시킬 수 있다.
예를 들어, 지연부(110)는 FIFO(First In First Output) 등의 데이터 버퍼(Data Buffer)로서 구현될 수 있다. 즉, 설정된 시간만큼의 지연 시간을 생성할 수 있는 일정 용량의 버퍼를 구비하여 안테나 수신 신호가 입력되면 버퍼에 저장하고, 계속해서 안테나 수신 신호가 입력되면 먼저 저장된 안테나 수신 신호를 먼저 출력하는 형태로 구현될 수 있다. 다만, 지연부(110)는 이에 한정되는 것은 아니고 다양한 종류의 지연 장치가 사용될 수 있음은 물론이다.
본 발명의 실시예에서, 신호 전달 경로를 기준으로 지연부(110)의 전단에는 링크 안테나를 통해 수신된 RF 아날로그 신호를 중간 주파수(IF) 대역으로 변환하는 RF 프론트엔드 처리부(미도시)와, 중간 주파수의 아날로그 신호를 중간 주파수의 디지털 신호로 변환하고 변환된 중간 주파수의 디지털 신호를 기저 대역의 IQ 신호로 변환하는 디지털 기저대역 처리부(200)가 구비될 수 있다.
여기서, 디지털 기저대역 처리부(200)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 중간 주파수로 주파수 하향 처리된 아날로그 신호를 입력받고 이를 중간 주파수의 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환부(211)와, 중간 주파수의 디지털 신호를 기저대역으로 변환하기 위한 기준 주파수를 생성하는 주파수 발진기(213)와, 아날로그-디지털 변환부(211)에서 출력되는 중간 주파수의 디지털 신호와 가변 주파수 발진기(213)에서 출력되는 기준 주파수를 믹싱하여 기저 대역의 IQ 신호로 변환하는 믹서부(215) 및 믹서부(215)에서 출력된 기저대역의 디지털 신호를 필터링하는 저역 통과 필터(217)를 포함할 수 있다. 도 2에서는 직교 주파수 분할 방식에서 채용되는 IQ 신호를 출력하도록 디지털 기저대역 처리부(200)가 구현되는 예를 도시하나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 다만, 이하에서는 설명의 편의 및 집중을 위해, 도 2와 같이 디지털 기저대역 처리부(200)를 거쳐 출력된 안테나 수신 신호가 지연부(110) 및 상관부(130)로 각각 입력되는 것으로 가정하여 설명한다.
상관부(130)는 디지털 기저 대역 처리부(200)로부터 출력된 안테나 수신 신호를 입력받고, 직접 입력된 안테나 수신 신호와 지연부(110)를 거쳐 지연된 지연 신호 간의 교차 상관 연산(cross correlation operation)을 수행하여, 그에 따른 교차 상관값을 출력한다. 지연부(110)에서 출력되는 신호는 이전에 입력된 기저대역의 안테나 수신 신호이므로, 상관부(130)는 현재 입력된 기저대역의 안테나 수신 신호와 소정의 샘플 지연 시간 이전에 입력된 기저대역의 안테나 수신 신호 사이의 상관값을 연산하게 된다.
이때, 상관부(130)의 상관 연산에 따라 생성되는 각각의 샘플 지연 시간(즉, 지연 샘플 수)에 상응하는 교차 상관값들은 메모리부(170)에 순차 저장된다. 즉, 상관부(130)는 지연부(110)에 의해 지연 샘플의 크기가 순차적으로 변경될 때, 그 변경되는 각각의 지연 샘플의 크기 별(즉, 지연 샘플 수 별로)로 연산된 교차 상관값을 메모리부(170)에 저장한다.
제어부(150)는 상관부(130)에서 출력되는 교차 상관값의 크기에 기초하여 링크 안테나 및 서비스 안테나 간의 격리도를 판단할 수 있다. 전술한 바와 같이, 상관부(130)는 현재 입력된 신호 및 지연부(110)에 의해 이전에 입력된 신호 사이의 교차 상관값을 연산하게 된다. 현재 입력된 신호에 그 이전에 입력된 신호가 지연부(110)의 지연 샘플만큼 경과한 후 피드백되어 포함되면 두 신호간의 상관값이 높게 나타날 것이다.
이에 따라, 제어부(150)는 상관부(130)에서 출력되는 상관값의 크기에 따라 현재 입력된 신호에 이전 입력된 신호가 얼마만큼 피드백되어 포함되었는지 판단할 수 있으며, 메모리부(170)에 순차 저장된 교차 상관값 중 최대값에 근거하여 피드백 신호가 가장 많이 입력되었을 때의 파워를 산출할 수 있다. 따라서, 제어부(150)는 메모리부(170) 저장된 교차 상관값 중 최대값을 이용하여 링크 안테나와 서비스 안테나 사이의 격리도를 판단할 수 있다. 즉, 제어부(150)는 최대 상관값이 발생하는 경우의 현재 입력 신호의 파워 및 그 최대 상관값에 근거하여 산출된 피드백 신호의 파워 간의 차(差)를 이용하여 안테나 격리도를 측정할 수 있다.
이상에서는 파워 간의 차(差)를 이용하여 안테나 격리도를 측정하는 방식을 예로 들었지만, 이외에도 다양한 다른 방식이 이용될 수 있음은 물론이다. 이에 관해서는 이하 도 3 및 도 4의 설명 과정에서 함께 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 안테나 격리도 측정 방법을 도시한 순서도이다. 또한, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 안테나 격리도 측정 장치 및 방법에 의해 생성된 안테나 격리도 측정 결과를 예시한 그래프다. 이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 안테나 격리도 측정 장치의 동작 순서에 대해 설명한다.
단계 S110에서, 지연부(110)는 디지털 기저 대역 처리부(200)로부터 입력된 입력 신호를 사전 설정된 샘플 단위로 지연한다(S110). 편의상, 단계 S110에서, 지연부(110)를 통해 입력된 신호를 S1(t)이라 하고, 지연부(110)에 의해 소정 샘플만큼 지연 처리되어 이후 출력될 지연 신호를 S1(t-k)이라 명명한다.
이어, 단계 S120에서, 상관부(130)는 디지털 기저 대역 처리부(200)로부터 현재 입력된 입력 신호와 지연부(110)에서 출력되는 지연된 지연 신호를 입력 받고, 양 신호 간의 교차 상관값을 연산한다.
편의상, 단계 S120에서, 상관부(130)로 입력된 현재 입력 신호는 S2(t)+F(t)이라 한다. 여기서, S2(t)는 기지국으로부터 링크 안테나를 통해 현 시점에 입력된 입력 신호이고, F(t)는 서비스 안테나를 통해 이전에 송신되었던 신호가 다시 링크 안테나를 통해 현 시점에 피드백되어 입력된 피드백 신호이다. 따라서, 단계 S120에서 상관부(130)는 현재 입력 신호인 S2(t)+F(t)와 지연부(110)에 의해 소정 샘플만큼 지연 처리된 지연 신호인 S1(t-k) 간의 상관 연산을 수행하여 상관값을 출력한다. 이때, 상관 연산은 현재 입력 신호의 I/Q 신호와 지연 신호의 I_delay/Q_delay에 간에 이루어진다. 결국 상관 연산 결과, 높은 상관값을 나타낼 때는 현재 입력된 신호 내에 포함된 F(t)가 S1(t) 신호에 의한 피드백 신호를 많이 포함하고 있을 때일 것이다. 그 결과로 출력된 교차 상관값은 메모리부(170)에 저장된다(단계 S130 참조).
상술한 단계 S110 ~ 단계 S130은, 사전 설정된 최대 지연 시간(또는 반복 횟수)에 도달될 때까지 지연 샘플의 크기(지연 샘플 수)를 순차 증가시켜가면서 반복 수행될 수 있다(단계 S140 및 단계 S150 참조).
여기서, 이전 입력 신호와 현재 입력 신호 간의 상관 연산을 반복 수행할 시간(즉, 지연부(110)에 의해 수행될 지연 처리의 최대 시간) 또는 반복 횟수는 이전 입력 신호에 관한 피드백 신호를 검출하는데 충분한 시간만큼 부여될 수 있다. 이를 위해, 동일 입력 신호에 대하여 수행될 상기 지연부(110)에 의한 최대 지연 시간(즉, 지연 샘플 수의 최대 증가 폭)은, 서비스 안테나를 통해 송신된 신호가 링크 안테나로 되돌아올 때 소요되는 피드백 딜레이(Feedback delay) 및 링크 안테나로 피드백된 피드백 신호가 상관부(130)로 입력될 때까지의 시스템 딜레이(System delay)를 고려하여 결정할 수 있다.
또한 여기서, 상기 피드백 딜레이는, 링크 안테나와 서비스 안테나의 배치 관계 이외에도, 중계기가 설치된 지역, 기상 조건 등에 따른 중계기의 서비스 환경(예를 들어, 멀티 패스 환경 등)에 따라 달라질 수 있으므로, 위와 같은 다양한 조건들을 고려하여 실험적, 통계적, 수학적으로 결정될 수 있다.
상술한 바와 같이 최대 지연 시간 동안의 상관값 연산이 완료되면, 단계 160에서, 제어부(150)는 메모리부(170)에 저장된 상관값 중 최대값에 근거하여 피드백 신호가 가장 많이 입력되었을 때의 파워를 산출한다(도 4 참조). 그리고 제어부(150)는 메모리부(170) 저장된 교차 상관값 중 최대값을 이용하여, 상관값을 나타낼 때의 현재 입력 신호의 파워 및 그 최대 상관값에 따른 피드백 신호의 파워 간의 차(差)를 이용하여 안테나 격리도를 측정한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에서는 지연부를 통해 출력되는 이전 입력 신호와 링크 안테나를 통해 현재 입력되는 신호 간의 교차 상관값을 연산함을 통해 안테나의 격리도를 판단하므로, 링크 안테나 또는 서비스 안테나의 출력 신호를 별도로 검출하기 위한 추가적인 요소 없이 간단한 구조를 통해 용이하게 안테나 격리도를 판단할 수 있다.
또한 이상에서는 상관 연산에 따른 최대 교차 상관값에 근거하여 피드백 신호의 최대 파워를 산출하고 이를 통해서 안테나 격리도를 측정함을 주로 설명하였지만, 이외에도 다른 격리도 측정 방식이 이용될 수 있다.
일 예로, 링크 안테나와 서비스 안테나 간의 격리도를 측정하기 위한 상술한 파워 이용 방식은, 격리도 측정(판단) 과정에서 링크 안테나로 입력되는 입력 신호의 파워 변화에 일정 부분 영향을 받을 가능성이 존재한다. 따라서 이와 같은 입력 신호의 파워 변화에 무관하게 안테나 격리도를 일정하게 판단할 수 있는 방법으로는 정규화(Normalization) 방식이 이용될 수도 있다. 이를 위해, 링크 안테나로 입력되는 입력 신호에 관한 자기 상관 연산(auto correlation operation)을 수행한 자기 상관값을 이용하여 상술한 교차 상관값을 정규화시키고, 정규화 처리된 교차 상관값을 이용하여 안테나 격리도를 측정할 수 있다. 이에 의하면, 입력 신호의 파워 변화에 무관하게 안테나 격리도를 일정하게 판단할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 메모리부(170)에 순차 저장된 상관값의 크기 변화(즉, 지연 샘플수에 상응하는 지연 시간 별 상기 피드백 신호의 파워의 분포)에 근거하여 서비스 안테나를 통한 신호 송신시의 멀티 패스(Multi-path) 환경도 측정할 수 있다.
이러한 멀티 패스 환경의 측정은 상술한 안테나 격리도 측정(판단)에도 유사하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 이상에서는 교차 상관값 중 최대값을 갖는 1개의 교차 상관값만을 이용하여 안테나 격리도를 판단하였지만, 구현 방식에 따라 그 최대값과 멀티 패스에 의한 복수의 교차 상관값을 함께 이용하여 안테나 격리도를 판단할 수도 있다. 이에 의하면 멀티 패스에 의한 영향까지를 고려한 안테나 격리도를 판단할 수 있는 이점이 있다. 이때, 멀티 패스에 의한 복수의 교차 상관값은 도 4와 같은 상관값 그래프에서 파고(波高)에 해당하는 지점의 교차 상관값으로서 선택될 수 있고, 그 파고에 해당하는 교차 상관값 중에서 일정 개수(이는 구현 방식에 따라 미리 선택될 수 있음)로 선택될 수 있다. 이와 같이 멀티 패스에 의한 복수의 교차 상관값을 함께 이용하는 방식에 의할 때, 안테나 격리도는 그 교차 상관값들(상술한 최대값과 멀티 패스에 의한 선택된 교차 상관값들을 의미함)의 합산값, 중간값(median value), 평균값(mean value)이 사전 지정된 임계치 이상의 이상 수치를 갖는지 여부에 따라 판단될 수 있을 것이다. 이 경우에도 앞서 설명한 정규화 방식이 동일하게 적용될 수 있음은 물론이다.
이상에서는 본 발명의 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 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
110 : 지연부
130 : 상관부
150 : 제어부
170 : 메모리부
211: 아날로그-디지털 변환부
213: 주파수 발진기
215: 믹서
217 : 저역 통과 필터

Claims (9)

  1. 기지국 측으로부터 신호를 수신하는 링크 안테나 및 이동국 측으로 신호를 송신하는 서비스 안테나 간의 격리도를 측정하는 안테나 격리도 측정 장치에 있어서,
    상기 링크 안테나를 통해 수신되어 디지털 변환된 안테나 수신 신호를 입력받고, 입력된 안테나 수신 신호를 사전 설정된 샘플 단위로 지연시키는 지연부;
    상기 안테나 수신 신호를 입력받고, 입력된 안테나 수신 신호와 상기 지연부에 의해 지연된 지연 신호 간의 상관 연산을 수행하는 상관부;
    상기 상관부의 상관 연산에 의해 생성된 교차 상관값의 크기에 기초하여 상기 링크 안테나 및 상기 서비스 안테나 간의 격리도를 판단하는 제어부; 및
    상기 상관부에서 생성된 교차 상관값을 저장하는 메모리부;
    를 포함하되,
    상기 지연부는 입력된 안테나 수신 신호를 지연시키는 샘플수를 순차적으로 증가시키고,
    상기 메모리부는 상기 지연부의 지연 샘플수에 따른 교차 상관값을 각각 저장하며,
    상기 제어부는, 상기 메모리부에 저장된 교차 상관값에 근거하여 피드백 신호의 파워를 측정하고, 지연 샘플수에 상응하는 지연 시간 별 상기 피드백 신호의 파워의 분포에 근거하여, 상기 서비스 안테나를 통한 신호 송신시의 멀티 패스(Multi-path) 환경을 측정하는, 안테나 격리도 측정 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 지연부는, 상기 서비스 안테나를 통해 송신된 신호가 상기 링크 안테나로 되돌아올 때 소요되는 피드백 딜레이(Feedback delay) 및 상기 링크 안테나로 피드백된 피드백 신호가 상기 상관부로 입력될 때까지의 시스템 딜레이(System delay)를 고려하여, 상기 샘플수의 최대 증가 폭을 결정하는, 안테나 격리도 측정 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 메모리부에 저장된 교차 상관값 중 최대값을 이용하여, 상기 링크 안테나 및 상기 서비스 안테나 간의 격리도를 판단하는, 안테나 격리도 측정 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 메모리부에 저장된 교차 상관값에 근거하여 피드백 신호의 파워를 측정하고, 상기 상관부로 입력되는 신호의 파워와 상기 메모리부에 저장된 상관값 중 최대값에 상응하는 피드백 신호의 파워 간의 차(差)를 이용하여 상기 링크 안테나 및 상기 서비스 안테나 간의 격리도를 판단하는, 안테나 격리도 측정 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 메모리부에 저장된 교차 상관값을 입력된 안테나 수신 신호의 자기 상관값과 대비시켜 정규화(normalization)하고, 상기 정규화된 교차 상관값 중 최대값에 기초하여 상기 링크 안테나 및 상기 서비스 안테나 간의 격리도를 판단하는, 안테나 격리도 측정 장치.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 메모리부에 저장된 교차 상관값 중 최대값 및 상기 멀티 패스에 의한 교차 상관값 중 미리 지정된 개수의 상관값을 입력된 안테나 수신 신호의 자기 상관값과 대비시켜 정규화하고, 상기 정규화된 복수의 교차 상관값에 기초하여 상기 링크 안테나 및 상기 서비스 안테나 간의 격리도를 판단하는, 안테나 격리도 측정 장치.
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