KR102209098B1 - 자가 점검 모드 및 원격 계측 기능을 가지는 5g용 전력 증폭기의 운용 제어 방법 - Google Patents

자가 점검 모드 및 원격 계측 기능을 가지는 5g용 전력 증폭기의 운용 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동통신 중계기에 탑재되는 전력 증폭기의 자체 내부 점검 및 외부 모듈 입력의 이상 유무를 파악하는 자가 점검기능, 원격으로 전력 증폭기의 RF 특성을 확인할 수 있는 5G용 전력 증폭기와 그 운용 제어 방법에 관한 것으로, 전력 증폭기가 자가 점검 및 원격 통신 제어 기능을 가지는 자가 점검 장치를 포함함으로써 전력 증폭기 내부 RF 특성 불량 확인 및 전력 증폭기 외부에서 입력되는 통신 상태 등의 이상 유무를 자체적으로 종합 점검할 수 있어 작업자의 점검 및 확인 시간을 절약하고, PC나 모바일기기 등을 통해 원격으로 실시간 RF 특성 파형을 쉽게 관찰할 수 있으며, 중계기 운용 중 일시적으로 발생하는 장애 요소를 로그 데이터로 저장, 분석하여 일정량 이상 누적될 경우 사전 점검 알람을 발생하여 안정적인 서비스 품질을 유지시킬 수 있다.

Description

자가 점검 모드 및 원격 계측 기능을 가지는 5G용 전력 증폭기의 운용 제어 방법{Power amplifier for 5G with self-test mode and wireless measurement function and operating control method thereof}
본 발명은 전력 증폭기의 자체 내부 점검 및 전력 증폭기와 연결된 외부 모듈 입력의 이상 유무를 파악하는 자가 점검기능, 그리고 외부 계측기 연결 없이도 원격으로 전력 증폭기의 RF 특성을 확인할 수 있는 5G용 전력 증폭기와 그 운용 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 RF 입력, Gain(이득), ACLR(인접채널누설비), 전류, 전압, RF 출력 등 전력 증폭기의 기본적인 특성을 자체적으로 점검하고, 중계기 내 전력 증폭기와 연결된 모듈 입력의 이상 유무를 파악하고, 아울러 외부 계측기 연결을 통해서만 확인 가능한 ACLR, 선형화 상태 등 RF 특성 파형을 직접적인 외부 계측기 연결 없이 원격으로 실시간 확인하며, 이와 더불어 중계기 운용 시 RF 입력이나 전원, 전류, RF 특성, 출력 등의 문제가 순간적이지만 간헐적으로 발생하는 경우에 계속 서비스를 운용하면 전력 증폭기의 불량이 발생할 가능성이 크므로 전력 증폭기 내 로그 데이터를 기록·저장한 후, 앰프(AMP) 출력 자동 조절 및 점검 알람을 보고하여 점검자가 방문 점검으로 사전에 조치 및 불량 발생을 예방할 수 있는 자가 점검 모드 및 원격 계측 기능을 가지는 5G용 전력 증폭기와 그 운용 제어 방법에 대한 것이다.
스마트폰의 사용 이후 무선 트래픽이 기하급수적으로 증가하고 있으며, 더욱 빠른 무선통신 기술이 요구되고 있는 상황에서 5G 기술은 4G의 단점인 용량을 혁신적으로 LTE에 대비하여 1000배 향상시켰으며, 기존 기술 대비하여 획기적으로 빠른 사물지능 통신을 가능케 하고 있다.
이러한 5G 기술은 2019년 상용화를 시작으로 지금도 지속적인 기술개발 및 검토가 이루어지고 있다.
그러나 5G 기술은 기존 4G 기술보다 높은 주파수 대역 특성으로 인하여 전파 도달 거리가 짧아지고 커버리지가 줄어들어 많은 통신장비 구축이 필요하여 그에 따른 기본적인 유지보수 비용이 크게 증가할 것으로 예상된다.
특히 안정적인 품질로 RF 신호를 증폭하는 역할을 하는 전력 증폭기는 이동통신 중계기에서 가장 중요한 모듈 중의 하나이며, 중계기 설치 및 유지보수 항목에서 가장 많은 작업 및 비용이 소요되고 있다.
또한, 중계기 내에 많은 모듈이 전력 증폭기와 연결되어 동작하고 있어서 중계기 불량 발생 시 정확한 불량 원인을 파악하기 어려워 원인 파악에 많은 점검 시간이 소요되는 문제가 발생한다.
그리고 중계기 운용 서비스 중 일시적이지만 간헐적으로 발생하는 과입력, 과전류, 과전압, 과출력 등이 현장 서비스 중 발생하는 경우가 많으며, 이런 전력증폭기의 장애 요소가 누적될 경우, 결국에는 불량이 발생하여 수리 및 교체가 요구된다.
또한, 높고 위험한 곳에 설치된 중계기의 경우 불량 점검을 위해 점검자가 무거운 계측기나 개인용 컴퓨터(PC)를 직접 가지고 올라가 케이블을 연결하여 점검하기 어려운 경우가 많이 발생하고 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1190551호
본 발명은 5G 전력 증폭기의 제품 양산, 중계기 설치 및 불량 발생 시 유지 보수 등 종래의 문제점들을 별도의 자가 점검 장치를 통해 전력 증폭기 내부 정상 동작 확인 및 중계기 설치나 유지보수 시 전력 증폭기의 외부 모듈 입력의 이상 유무 확인, RF 입력이나 전원 등이 적절하게 입력되고 있는지, 전력 증폭기 출력이 제대로 증폭되고 있는지를 확인 가능하게 하며, 또한 무겁고 비싼 계측기를 RF 케이블을 통해 직접 연결해야만 확인 가능했던 RF 특성을 무선 통신을 통해 쉽고 편리하게 확인 가능토록 하는데 그 주된 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 일시적이지만 간헐적으로 발생하는 전력 증폭기의 과입력, 과전류, 과전압, 과출력 등의 장애 요인을 분석, 로그 데이터를 메모리에 저장한 후 과입력이나 과출력의 경우 전력 증폭기 내부 Step_ATT(스텝 감쇠기)로 출력을 조절한 뒤 점검 알람을 미리 발생시켜 점검자가 불량 원인 파악을 용이하게 하고, 불량 발생 전 예방 조치를 가능하게 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 PC나 모바일 같은 원격 모듈을 통해 전력 증폭기 상태를 원격 감시, 확인 가능하게 하여 설치장소 방문을 통한 유선 연결 없이 무선으로 점검자가 안전하게 점검 가능하게 하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 전력 증폭기 내부 자체적으로 CW(지속신호) 입력을 발생하기 위한 CW 발진기(CW Generation)와, 전력 증폭기 외부 RF 입력과 내부 CW 입력을 선택 변환하기 위한 RF 스위치(RF Switch)와, 전력 증폭기의 출력을 조절하기 위한 스텝 감쇠기(Step_ATT)와, 전력 증폭기의 RF 입력과 전력 증폭기 출력에서 커플링된 피드백 신호를 받아서 상기 두 신호의 에러 오차를 디지털 계산하여 전치 왜곡된 신호를 출력하고, 인접채널누설비(ACLR), 주파수와 같은 RF 특성 정보를 제어부(CPU)에 전달하는 APD(Adaptive Pre-Distortion) 선형화기와, 전치 왜곡된 APD 선형화기의 출력신호와 전력 증폭기의 입력신호를 합성하여 신호를 증폭하는 주증폭부와, RF 입력 신호의 세기를 알기 위한 RF 입력 신호 검출기(INPUT Detector)와, RF 출력 신호의 세기를 알기 위한 RF 출력 신호 검출기(OUTPUT Detector)와, 전력 증폭기 출력에 연결된 안테나로부터 반사 귀환(return)되는 RF 전력(RF Power)을 알기 위한 역방향신호 검출기(Reverse Detector)와, 전력 증폭기의 로그데이터를 저장하기 위한 메모리(Memory)와, 전력 증폭기의 내부 온도를 확인하기 위한 온도 센서(Temp Sensor)와, 원격으로 전력 증폭기의 각종 상태 정보 데이터 및 RF 특성파형 데이터를 전달하기 위한 블루투스(Bluetooth) 장치와, 자가 점검 기능 및 원격 통신을 제어하는 제어부(CPU)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자가 점검 모드 및 원격 계측 기능을 가지는 5G용 전력 증폭기를 제시한다.
본 발명에 따른 자가 점검 모드 및 원격 계측 기능을 가지는 5G 전력 증폭기의 운용 제어 방법은, 전력 증폭기의 자가 점검 모드 명령의 제어신호를 수신하는 것으로 시작하여, 중계기 제어 장치(RCU; Repeater Control Unit)의 범용 비동기화 송수신기(UART; Universal asynchronous receiver/transmitter) 통신 혹은 점검자의 개인 컴퓨터(PC)나 모바일기기 같은 무선 장치를 통해, 자가 점검 모드 시작 명령을 받아서 자가 점검 모드로 전환되어 자가 점검을 시작하는 자가 점검 명령 수신 단계, 전력 증폭기 내부 상태 및 특성을 확인하기 위해 자가 진단 장치를 구성하는 제어부(CPU)를 통해 전력 증폭기 외부 입력 전원을 확인하고, 외부 입력 TDD(시분할듀플렉스)의 DL(다운링크), UL(업링크) 신호의 정상 유무를 확인하는 외부 입력 전원 및 TDD 확인(체크) 단계, RF 스위치의 절체를 통해 CW 입력 모드로 변경한 뒤 CW 온(ON)하여 정해진 CW 입력 레벨 기준으로 신호를 증폭, 출력되는 전력 증폭기 출력 레벨, 이득(Gain), 전류를 확인하는 CW 확인(체크) 단계, RF 스위치를 RF 입력 모드로 변경하여 외부 RF 입력 레벨을 체크하고, 그 신호를 증폭하여 전력 증폭기 출력 레벨 확인 및 아이솔레이터(Isolator)로부터 반사 리턴되는 반사 전력(Reverse Power)을 확인하는 외부 RF 입력 확인(체크) 단계, 외부 RF 입력을 통해 주증폭부로 증폭된 신호의 주파수(Frequency), 인접채널누설비(ACLR) 등 디지털 수치화된 RF 특성을 APD 선형화기를 통해 수신하는 RF 특성 확인(체크) 단계, 상기 설명된 단계들의 정상 유무를 종합하여 범용 비동기화 송수신기(UART) 통신 및 블루투스 통신을 통해 사전 점검 알람을 전달하는 자가 점검 보고(완료) 단계, 자가 점검 보고(완료) 단계 후, 상기 전력 증폭기는 상시 운용 모드로 전환되어 상시 운용 시 간헐적으로 발생하는 과입력, 과전압, 과출력 등의 장애 요인 등을 분석, 로그데이터를 저장하여 일정 횟수를 넘어갈 경우 사전 점검 알람을 중계기 제어 장치(RCU)의 범용 비동기화 송수신기(UART) 통신을 통해 상위 보고하는 운용 모드 단계를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따르면 제품 양산 시, 중계기 설치 시, 불량 발생에 따른 유지보수 시 자가 점검 기능을 활용하여 전력 증폭기 내부 이득(Gain), 전류(Current), 인접채널누설비(ACLR), 검출(Detect) 등의 RF 특성 불량 확인 및 전력 증폭기 외부에서 입력되는 RF 입력, 전압, 시분할듀플렉스(TDD), 중계기 제어 장치(RCU) 통신 상태 등의 이상 유무를 전력 증폭기가 자체적으로 종합 점검하여 불량 유무를 확인하는 기능을 통해 작업자의 점검 및 확인 시간을 절약할 수 있다.
또한, 품질 확인을 위한 RF 특성 파형 관찰이 필요한 경우 점검자가 비싸고 무거운 계측기를 들고 현장을 방문하여 중계기 혹은 전력 증폭기에 직접 RF 케이블을 연결하여 확인하지 않고, 개인 컴퓨터(PC)나 모바일기기 등을 통해 원격으로 실시간 RF 특성 파형을 쉽게 관찰할 수 있어 설치 및 유지보수 시간을 절약하고 점검 비용을 감소시킬 수 있다.
또한, 유선 통신케이블 연결 없이 PC나 모바일 등을 통해 원격으로 상태정보 확인 및 RF 특성 계측정보를 파악하므로 작업자의 안정성을 확보하여 효율적이고 안정적인 설치 및 유지보수가 가능할 수 있다.
그리고 현장 중계기 운용 중 일시적이지만 간헐적으로 발생하는 과입력, 과전압, 과출력 등 장애 요소를 로그 데이터로 저장, 분석하여 일정량 이상 누적될 경우 전력 증폭기의 출력 조절이나 비활성화(Disable) 예비 조치가 자체적으로 제어된 이후 사전 점검 알람을 발생시켜 점검자가 현장을 방문 또는 불량이 발생하기 전에 점검하여 수리 비용을 절감 및 안정적인 서비스 품질을 유지시킬 수 있다.
도 1은 본 발명을 구성하는 자가 점검 장치 및 지연회로 그리고 주증폭부와 아이솔레이터(Isolator)가 포함된 전력 증폭기 장치의 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명을 구성하는 자가 점검 장치의 상세 구성도이다.
도 3은 본 발명을 구성하는 전력 증폭기와 일반적인 외부 연결 모듈의 개략 구성도이다.
도 4는 본 발명을 구성하는 자가 점검 모드 진행 시 기준 레벨을 확인하는 예시 그래프이다.
도 5는 종래의 RF 특성을 확인하기 위한 구성 및 RF 특성 파형이다.
도 6은 본 발명에서 원격으로 RF 특성을 계측한 그래프이다.
도 7은 본 발명을 구성하는 자가 점검 장치의 제어 흐름도이다.
본 발명을 첨부된 예시 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 이해를 돕기 위해 구체적인 도면을 통해 제공될 수 있으나, 구성 기능에 대한 설명이 본 발명의 내용에 불필요한 경우는 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 중계기 시스템에서 RF 입력 신호를 받아 자가 점검 장치(110)를 통해 신호를 증폭하는 전력 증폭기(100) 장치의 구성을 예시한 것으로, 본 발명의 전력 증폭기(100)는 외부 RF 입력 신호(RF IN)와 외부 입력 전압(Voltage), 시분할듀플렉스(TDD)에서 입력되는 정보를 받아 자가 점검 모드를 통해 전력 증폭기(100) 내부 점검 및 전력 증폭기(100)와 연결된 외부 모듈의 입력 이상 유무를 파악하는 자가 점검 장치(110)와, 이 자가 점검 장치(110)를 통해 전달되는 RF 입력 신호를 지연시키는 지연회로(102)와 신호를 증폭하는 주증폭부(103)와, 이 주증폭부(103)를 통해 출력된 RF 출력 신호가 역으로 유입되는 것을 막아주는 아이솔레이터(Isolator)(104)를 포함한다.
상기 지연회로(102)는 전력 증폭기(100)에 입력된 RF 입력 신호를 APD 선형화기(115)의 전치 왜곡 신호와 합성되기 전까지 걸리는 시간 동안 지연시킨다.
상기 주증폭부(103)는 상기 지연회로(102)를 통과한 신호와 APD 선형화기(115)의 전치 왜곡 신호를 합성한 신호를 증폭 출력한다.
상기 아이솔레이터(104)는 상기 주증폭부(103)의 출력단에 설치되며, 상기 주증폭부(103)를 통과한 신호를 RF 출력(RF OUT) 포트를 통해 출력하고 그에 따라 역으로 반사되어 유입되는 역방향 신호가 주증폭부(103)로 유입되는 것을 막아준다.
상기 자가 점검 장치(110)는 도 2에 도시된 바와 같이 외부 RF 입력(RF IN)과 전력 증폭기(100) 내부 CW 톤 입력을 선택할 수 있는 RF 스위치(RF Switch)(111)와, CW 톤 입력을 제어부(CPU)(122)의 제어를 통해 온/오프(ON/OFF)하여 출력할 수 있는 CW 발진기(CW Generation)(113)와, 전력 증폭기(100)의 입력 신호 레벨을 측정하는 입력 신호 검출기(INPUT Detector)(114)와, 전력 증폭기(100)의 이득을 상기 제어부(CPU)(122)를 통해 제어하는 스텝 감쇠기(Step_ATT)(112)와, 전력 증폭기(100)의 RF 특성 선형화 및 RF 특성 정보를 상기 제어부(CPU)(122)에 전달하는 APD 선형화기(115)와, 전력 증폭기(100)의 출력단(Output) 출력 레벨을 측정하는 출력 신호 검출기(Output Detector)(116)와, 전력 증폭기(100) 역방향 신호 레벨 측정을 위한 역방향신호 검출기(Reverse Detector)(117)를 포함한다.
그리고 자가 점검 장치(110)는 상시 로그 데이터를 저장하기 위한 메모리(118)와, 전력 증폭기(100)의 온도 측정을 위한 온도 센서(119)와, 원격으로 자가 점검 정보를 전달하기 위한 블루투스 장치(120)와, 전력 증폭기(100)의 전류를 측정을 위한 전류 센서(121)를 포함한다.
또한, 자가 점검 장치(110)는 위에서 설명한 RF 스위치(RF Switch)(111), 스텝 감쇠기(Step_ATT)(112), CW 발진기(CW Generation)(113), 입력 신호 검출기(INPUT Detector)(114), APD 선형화기(115), 출력 신호 검출기(OUTPUT Detector)(116), 역방향신호 검출기(Reverse Detector)(117), 메모리(118), 온도 센서(119), 블루투스 장치(120), 전류 센서(121)와 연결되어 상태 확인 및 제어를 담당하는 제어부(CPU)(122)를 포함한다.
이하, 본 발명에 의한 전력 증폭기의 자가 점검 장치에 대한 동작 설명 및 그 점검 방법 내지 운용 제어 방법을 설명한다.
도 3은 일반적으로 전력 증폭기와 연결되는 외부 연결 모듈의 개략적인 구성도이다. 이를 참조하면, 전원공급장치를 통해 전력 증폭기(100)에 전원(Voltage)이 공급되고 트랜시버 모듈을 통해 RF 입력(RF IN)과 시분할듀플렉스(TDD) 정보가 입력된다.
그리고 전력 증폭기(100)에서 증폭된 출력은 외부 연결된 듀플렉스(Duplexer)를 통해 출력되며. 중계기 제어 장치(RCU)의 범용 비동기화 송수신기(UART) 통신을 통해 전력 증폭기(100)의 실시간 상태 정보 및 자가 점검 데이터 송신, 자가 점검 및 각종 제어 명령 수신 등이 이루어진다.
도 4는 자가 점검 모드 진행 시 확인(체크)하게 되는 항목과 기준 레벨의 그래프의 예시이다. 이를 참조하면, 전력 증폭기(100)의 RF 입력(RF Input), RF 출력(RF Output), 전원 전압(Voltage), 전류(Current) 등을 기본적으로 자가 점검 모드 진행 시 확인하게 되며, 이 항목들은 어느 온도에서나 동일한 기준이어야 한다.
도 5는 종래의 전력 증폭기에 점검을 위한 RF 케이블을 직접 외부 RF 계측기에 연결하여 전력 증폭기의 RF 특성 파형을 확인하는 방법을 예시한 것이다.
도 6은 본 발명에서 원격으로 RF 특성을 계측한 그래프로, 이를 참조하면, 점검을 위한 RF 케이블 및 외부 계측기 연결 없이 전력 증폭기(100) 내부 APD 선형화기(115)의 전치 왜곡된 선형화 신호 생성을 위한 RF 신호의 디지털 계산 처리된 RF 특성 데이터를 실시간으로 제어부(CPU)(122)에서 수신받아 전체 데이터를 분석, 수치화하여 그래프 파형으로 표현한다. 그래서 점검자는 직접적인 계측기 연결 없이도 RF 특성 데이터를 디지털 그래프화된 RF 특성 파형을 원격 통신을 통해 확인 가능하게 된다.
도 7은 자가 점검 장치(110)의 자가 점검 모드 및 운용 모드의 순서도를 나타낸다.
먼저, 자가 점검 명령 수신(시작) 단계에서는, 전력 증폭기(100)의 제조, 중계기의 설치, 중계기 점검 시 전력 증폭기(100) 혹은 전력 증폭기(100)와 연결된 모듈의 입력 이상 여부 파악이 필요하게 된다. 점검자는 PC나 모바일 등을 이용해서 제어명령을 전달해서 전력 증폭기(100)의 자가 점검 모드를 실행하여 자가 점검을 시작하게 된다. 자가 점검 명령 수신 시 전력 증폭기(100) 내부 제어부(CPU)(122)가 자동으로 점검을 시작한다.
외부 입력 전원 및 TDD (정보) 확인(체크) 단계에서는, 전력 증폭기(100) 내부 상태 및 특성을 확인하기 위해 제어부(CPU)(122)를 통해 전력 증폭기(100) 외부 입력 전원(Voltage)을 확인하여 전력 증폭기(100) 입력 전압 레벨이 너무 높거나 낮지 않은지 체크한다.
그리고 외부 입력 TDD의 다운링크(DL), 업링크(UL) 신호의 정상 유무를 확인한다. TDD의 DL, UL신호는 서로 중첩되지 않고 반대로 동작해야 불량 발생 없이 전력 증폭기(100)의 출력이 정상적으로 증폭되므로 TDD의 DL, UL 신호 중첩 여부를 체크한 뒤 전력 증폭기(100)는 비활성화(disable) 대기 상태가 된다.
CW 확인(체크) 단계에서는, 전력 증폭기(100)는 RF 스위치(RF Switch)(111)를 CW 입력 모드로 전환하고 전력 증폭기(100) 입력 전압과 TDD 신호의 이상이 없으면 전력 증폭기(100)의 CW 신호를 온(ON)한 뒤 전력 증폭기(100)를 활성화(Enable)하여 RF 출력, Gain, 전류, 입력 및 출력 검출기(INPUT/OUTPUT Detector)를 확인한다.
전력 증폭기(100)의 CW 톤 신호는 항상 일정한 레벨로 출력되며, 그에 따른 입력, 출력 검출(INPUT/OUTPUT Detect) 레벨 확인 및 전력 증폭기(100)의 이득(Gain), 전류를 확인한다. CW 입력 모드 확인 후 CW 오프(OFF)한 뒤 RF 스위치(RF Switch)(111)를 변경하여 외부 RF 입력 모드로 전환한다.
외부 RF 입력 확인(체크) 단계에서는, 외부 RF 입력 모드 전환 후 외부 RF 입력 레벨을 확인하고 입력이 정상보다 높으면 스텝 감쇠기(Step_ATT)(112)를 제어하여 전력 증폭기(100) 출력이 높아지지 않게 조절한다.
RF 특성 확인(체크) 단계에서는, 외부 RF 입력을 통해 증폭 출력되는 RF 출력 레벨을 확인한 뒤, APD 선형화기(115)를 통해 현재 전력 증폭기(100)의 주파수(Frequency), BW(bandwidth), ACLR 등의 RF 특성 상태를 확인한다.
전력 증폭기(100) 내부 APD 선형화기(115)의 전치 왜곡된 선형화 신호 생성을 위한 RF 신호의 디지털 계산 처리된 RF 특성 데이터를 실시간으로 제어부(CPU)(122)에서 수신받아 데이터를 분석, 수치화하여 디지털 값 및 그래프 파형으로 표현하게 한다. 상기 모든 점검 완료 후 자가 점검 모드는 종료되고 비활성화(Disable) 대기 상태가 된다.
자가 점검 완료(보고) 단계에서는, 자가 점검 단계를 통해 전력 증폭기(100) 내부 Gain, Detect, ACLR 상태 확인 및 외부 연결 모듈의 RF 입력, 전압, TDD, RCU 통신 상태 등의 이상 유무의 자가 점검 데이터와 디지털 수치화된 RF 계측 파형 및 RF 특성 정보를 블루투스 장치(120)의 원격 통신을 통한 점검자에 보고하게 되고, 점검자는 확인하고 이상이 없으면 운용 모드 제어 명령을 통해 운용 모드로 전환한다.
운용 모드 단계에서는, 운용 모드가 되면 전력 증폭기(100)는 활성화(Enable)되어 RF 입력 레벨, RF 출력 레벨, Detect, Gain, 입력 전압, TDD 입력 상태, RCU 통신 상태 및 APD 선형화기(115)를 통해 디지털 수치화된 ACLR, 주파수, 선형화 상태 등 RF 특성 데이터를 실시간으로 주제어장치(MCU) 제어부(122)에서 분석하여, 일정 시간 이상 비정상적인 레벨이 유지되면 즉시 경보 및 작동 중지(Alarm & Shutdown) 명령을 발생시키며 중계기 RCU를 통해 상위 알람 시스템으로 보고한다.
또한, 일시적이지만 간헐적으로 발생하는 비정상적인 레벨에 대해서도 로그 데이터를 저장, 분석하여 저장 데이터가 일정한 횟수, 예를 들어 100회를 초과하게 되면 전력 증폭기(100) 불량 발생 가능성이 크다고 판단하여 사전 점검 알람을 발생하여 중계기 RCU를 통해 상위 보고한다.
상위 시스템에 보고된 점검 알람을 통해 점검자가 중계기 점검을 위해 국소 방문 후 우선 옥상이나 철탑에 올라가지 않고 원격으로 PC나 모바일로 로그 데이터를 확인하고, 자가 점검 모드를 실시하여 점검을 진행하고, 불량 원인을 파악하여 수리, 교체를 진행한다.
(실시 예)
도 4의 예시와 같이 전력 증폭기(100)가 예를 들어 29V 입력 전원, -20dBm RF 입력, Gain 65dB, 출력 45dBm, 전류 2.5A, ACLR 45dBc의 특성 기준을 가지는 전력 증폭기(100)라고 할 때, 사용자는 블루투스 원격 제어를 통해 자가 점검 장치(110)에 자가 점검 모드 온(ON) 명령을 실행하고(이후 동작은 제어부(CPU)(122)에서 전력 증폭기(100)를 자동으로 점검 진행한다), 자가 점검 명령 모드 수신 시 전력 증폭기(100)는 비활성화(Disable) 대기 상태가 되며, 제어부(CPU)(122)에서는 우선 외부 전력 증폭기 공급 전원(Voltage)이 29V 기준 ±1V 이내인지 확인한 뒤 TDD 확인(체크) 단계로 진행된다.
TDD 정보는 외부에서 DL 및 UL 신호가 각각 입력되며, 여기서 두 신호는 각각 서로 중첩되어 동시에 활성화(Enable)되지 않아야 한다. 그러므로 30초간 DL과 UL 신호가 서로 중첩되는 경우가 없는지를 제어부(CPU)(122)에서 카운트하여 TDD 입력 신호의 이상 여부를 확인한다.
TDD 확인(체크) 완료 후, RF 스위치(RF Switch)(111)를 CW 입력 방향으로 전환하고 CW를 온(ON)하여 CW 확인(체크) 단계를 진행한다. CW 온(ON) 출력 레벨은 -20dBm 고정으로 입력 신호 검출기((114)의 입력 검출(INPUT Detect) 값이 -20dBm 기준 ±1dB 이내에 들어오는지 확인한 뒤에 전력 증폭기(100)가 활성화(Enable)하여 출력 신호 검출기(116)의 출력 검출(OUTPUT Detect) 값이 45dBm 기준 ±1dB 이내와 Gain 65dB가 유지되는지를 확인한다.
그리고 전류 센서(121)를 통해 45dBm 출력 기준 전류가 2.5A ±0.1A가 체크 되는지 확인한다.
CW 확인(체크) 단계 확인 후, CW 오프(OFF) 및 전력 증폭기(100) 비활성화(Disable) 후 RF 스위치(111)를 외부 RF 입력 방향으로 전환하고 외부 RF입력 확인 단계를 진행한다. 외부 RF 입력 확인 단계는 입력 신호 검출기(INPUT Detector)(114)를 통해 현재 외부 RF 입력 레벨을 확인한 뒤 전력 증폭기(100) 활성화(nJable)를 통해 출력 신호 검출기(116)의 출력 검출(Detect) 값을 확인하여 이득(Gain) 65dB를 확인한다.
그리고 아이솔레이터(104)로부터 리턴되는 반사 전력(Reverse Power)을 검출(Detect)하여 전력 증폭기(100) 출력과의 차이를 계산한 반사 손실(Return_loss)이 8dB 이상인지를 확인하여 전력 증폭기(100) 출력 반사 전력(ekturn Power) 이상 여부를 확인한다. 외부 RF 입력 레벨의 경우 정입력보다 낮게 사용될 수 있으므로 무신호, 과입력의 경우인지만 판단하며, 정입력보다 과입력인 경우 전력 증폭기(100) 내부 스텝 감쇠기(Step_ATT)(112) 제어를 통해 과입력만큼 이득 조절을 제어하여 점검을 진행한다.
그리고 APD 선형화기(115)로 입력된 RF 입력 신호와 주증폭부(103) 출력에서 커플링된 피드백 신호를 비교한 에러 오차를 전체 왜곡된 신호로 주증폭부(103)의 선형화 신호로 출력하는 APD 선형화기(115)의 내부 디지털 처리 데이터를 제어부(CPU)(122)를 통해 수신하여 최대 전력비(Peak PAR), ACLR 등 RF 계측 데이터를 수치화하고 RF 파형 데이터로 변환하는 RF 특성 확인 단계를 거친다.
상기 단계 완료 후 전력 증폭기(100)를 비활성화(Disable)한 뒤 점검 모드 데이터를 메모리(118)에 저장하고 기준 레벨을 벗어난 경우가 있는 경우 점검 이상 알람을 발생하는 것으로 자가 점검 모드를 완료한다.
자가 점검 모드 완료 후 점검자는 PC나 모바일 같은 원격 장치를 통해 자가 점검 결과를 확인하고 이상이 없는 경우 전력 증폭기 운용 모드 제어를 통해 전력 증폭기 운용 모드로 전환한다. 전력 증폭기(100)는 RF 스위치(111)를 외부 RF 입력 모드로 변환 후 외부 RF 입력 기준으로 전력 증폭기(100)를 활성화(Enable) 시킨 뒤 신호를 증폭하여 출력하는 모드가 된다.
이 모드에서는 RF 입력, RF 출력, RF Reverse Power, 전류, 전압, TDD 입력, RCU 통신 상태를 및 APD 선형화기(115)를 통해 디지털로 수치화된 ACLR, 주파수, 선형화 상태 등 RF 특성 데이터를 실시간으로 분석하여 순간적이지만 간헐적으로 발생하는 비정상적인 레벨을 로그 데이터로 기록, 메모리(118)에 저장한다.
이 저장 횟수가 100회 이상 넘어갈 경우 전력 증폭기(100)가 장기간 서비스 운용 시 불량 발생 가능성이 크므로, 우선 내부 스텝 감쇠기(Step_ATT)(112)를 통해 출력을 5dB 정도 낮추어서 과출력을 방지한 뒤 사전 점검 알람을 중계기 RCU를 통해 발생시킨다.
만약 비정상적인 레벨이 순간적이지 않고 5초 이상 유지되는 경우는 즉시 실패(Fail) 알람을 발생함과 동시에 전력 증폭기(100) 비활성화(Disable)를 통해 전력 증폭기(100)를 보호한다. 중계기 RCU를 통해 보고된 알람 정보를 통해 현장 점검자가 점검을 위해 중계기 국소를 방문하면, 우선 옥상이나 철탑에 중계기가 설치된 경우 바로 올라가지 않고 원격 PC나 모바일로 로그 데이터를 확인한 후 자가 점검 모드를 실행하여 불량이 예상되는 원인 및 불량 예상 모듈을 파악한 뒤 해당 전력 증폭기(100)의 불량 원인에 따라 조치를 진행한다. 불량 조치 이후 자가 점검 모드를 다시 진행하여 원인이 해결되었는지 확인한 뒤 점검 조치가 완료된다.
100 : 전력 증폭기 102 : 지연회로
103 : 주증폭부 104 :　아이솔레이터
110 : 자가 점검 장치 111 : RF 스위치(RF Switch)
112 : 스텝 감쇠기 113 : CW 발진기
114 : 입력 신호 검출기(INPUT Detector) 115 :　APD 선형화기
116 : 출력 신호 검출기(OUTPUT Detector)
117 : 역방향 신호 검출기(Reverse Detector)
118 : 메모리 119 : 온도 센서
120 : 블루투스 장치 121 : 전류 센서
122 : 제어부(CPU)

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 중계기 제어 장치(RCU; Repeater Control Unit)의 범용 비동기화 송수신기(UART; Universal asynchronous receiver/transmitter) 통신이나 점검자의 개인 컴퓨터(PC)나 모바일기기 같은 무선 장치를 통해 자가 점검 모드 시작 명령을 받아서 자가 점검 모드로 전환 및 자가 점검을 시작하는 자가 점검 명령 수신 단계;
    전력 증폭기(100)의 내부 상태 및 특성을 확인하기 위해 자가 진단 장치(110)를 구성하는 제어부(CPU)(122)를 통해 전력 증폭기(100)의 외부 입력 전원을 확인하고, 외부 입력 TDD(시분할듀플렉스)의 DL(다운링크), UL(업링크) 신호의 정상 유무를 확인하는 외부 입력 전원 및 TDD 확인(체크) 단계;
    RF 스위치(111)의 절체를 통해 CW 입력 모드로 변경한 뒤 CW 온(ON)하여 정해진 CW 입력 레벨 기준으로 신호 증폭, 출력되는 전력 증폭기 출력 레벨, 이득(Gain), 전류를 확인하는 CW 확인(체크) 단계;
    RF 스위치(111)를 RF 입력 모드로 변경하여 외부 RF 입력 레벨을 체크하고, 그 신호를 증폭하여 전력 증폭기 출력 레벨 확인 및 아이솔레이터(Isolator)(104)로부터 반사 리턴되는 반사 전력(Reverse Power)을 확인하는 외부 RF 입력 확인(체크) 단계;
    외부 RF 입력을 통해 주증폭부(103)로 증폭된 신호의 주파수(Frequency), 인접채널누설비(ACLR) 중 어느 하나의 디지털 수치화된 RF 특성을 APD 선형화기(115)를 통해 수신하는 RF 특성 확인(체크) 단계;
    상기 설명된 단계들의 정상 유무를 종합하여 범용 비동기화 송수신기(UART) 통신 및 블루투스 통신을 통해 사전 점검 알람을 전달하는 자가 점검 보고(완료) 단계;
    자가 점검 보고(완료) 단계 후, 상기 전력 증폭기(100)는 상시 운용 모드로 전환되어 상시 운용 시 간헐적으로 발생하는 과입력, 과전압, 과출력 중 적어도 어느 하나의 장애 요인을 분석 및 로그 데이터를 저장하여 일정 횟수를 넘어갈 경우 사전 점검 알람을 중계기 제어 장치(RCU)의 범용 비동기화 송수신기(UART) 통신을 통해 상위 보고하는 운용 모드 단계;
    를 포함하는 자가 점검 모드 및 원격 계측 기능을 가지는 5G용 전력 증폭기의 운용 제어 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 운용 모드 단계는, 상시 운용 모드로 운용 시 간헐적으로 발생하는 과입력, 과전압, 과출력 중 적어도 어느 하나의 장애 요인을 분석 및 로그 데이터를 저장하여 일정한 횟수를 넘어갈 경우, 내부 스텝 감쇠기(112)를 통해 출력을 5dB 정도 낮추어서 과출력을 방지한 뒤, 중계기 제어 장치(RCU)의 범용 비동기화 송수신기(UART) 통신을 통해 사전 점검 알람을 발생시켜 상위 보고하며, 비정상적인 레벨이 5초 이상 유지되는 경우, 즉시 실패(Fail) 알람을 발생함과 동시에 전력 증폭기(100)의 비활성화(Disable)를 통해 전력 증폭기(100)를 보호하도록 하는 자가 점검 모드 및 원격 계측 기능을 가지는 5G용 전력 증폭기의 운용 제어 방법.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114665987B (zh) * 2022-03-22 2024-04-05 江苏肯立科技股份有限公司 一种基于人工智能的天线健康管理系统
KR102529164B1 (ko) * 2022-07-13 2023-05-08 알에프머트리얼즈 주식회사 비접촉식 알에프 특성 측정 시스템 및 그 방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200377172Y1 (ko) 2004-12-16 2005-03-14 권영현 자가진단이 가능한 자동 전환 다채널 전력증폭기
KR101931150B1 (ko) * 2018-07-27 2018-12-20 주식회사 다온텍 Ics_apd 비선형성 특성이 개선된 전력증폭기의 선형화 장치 및 그 제어 방법

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100326313B1 (ko) * 1996-12-30 2002-08-24 삼성전자 주식회사 합성선형증폭장치및방법
KR19980069488A (ko) * 1997-02-28 1998-10-26 김광호 선형증폭 장치 및 방법
KR100705572B1 (ko) * 2004-04-24 2007-04-10 주식회사 엠티아이 다중대역 전력 증폭기 및 이를 이용한 중계 시스템
KR100678763B1 (ko) * 2004-12-16 2007-02-07 권영현 자가진단이 가능한 자동 전환 다채널 전력증폭기
US8862064B2 (en) * 2010-09-24 2014-10-14 Broadcom Corporation Self-testing transceiver architecture and related method
KR101190551B1 (ko) 2012-03-08 2012-10-16 주식회사 휴미디어 제4세대 이동통신 ｌｔｅ 중계기의 고장부위 자동진단장치 및 자동진단방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200377172Y1 (ko) 2004-12-16 2005-03-14 권영현 자가진단이 가능한 자동 전환 다채널 전력증폭기
KR101931150B1 (ko) * 2018-07-27 2018-12-20 주식회사 다온텍 Ics_apd 비선형성 특성이 개선된 전력증폭기의 선형화 장치 및 그 제어 방법

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