KR20000007839A - 무선가입자망의 무선채널환경 시험장치 - Google Patents

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한운영
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곽치영
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Abstract

본 발명은 실제 동작환경과 유사한 무선채널의 변화, 단말기와 기지국 간의 통화 채널의 형성등을 제공할 수 있는 시험장치에 관한 것이다. 본 발명의 목적은 실제 동작환경과 유사한 무선채널의 변화, 단말기와 기지국 간의 통화 채널의 형성등의 무선환경 구성을 통하여 무선링크의 성능을 분석할수 있는 시험장치를 구현하는 것이다. 본 발명은 기지국과 단말기사이의 경로 및 채널환경 접속부를 제공하는 무선접속 정합부, WLL 무선페이딩 환경을 제공하는 다중경로 페이딩 에뮬레이터(Multipath Fading Emulator), 다수의 사용자 환경을 제공하는 AWGN 부, 간섭신호를 제공하는 CW 발생부 등으로 구성된다. 본 발명은, 일관성 있는 시험환경 구성과 수시로 변화는 무선환경을 적시에 제공 함으로써 정확한 데이터분석이 용이하고 분석된 통계치를 이용하여 시스템 성능을 향상시키고 무선가입자망 서비스업자의 운용효율을 극대화 하는 효과가 있다.

Description

무선가입자망의 무선채널환경 시험장치
본 발명은 실제 동작환경과 유사한 무선채널의 변화, 단말기와 기지국간의 통화 채널의 형성등을 제공할 수 있는 시험장치에 관한 것이다.
WLL 무선환경에서의 CDMA 방식은 TDMA, FDMA 방식에 비하여 주파수 자원을 효율적으로 이용함에 따라 보다 많은 사용자를 수용할 수 있다는 장점이 있다. CDMA 방식에서는 타 셀에서의 사용자 간섭전력에 의하여 영향을 받으며 동일셀 내의 사용자의 수에 의해서도 셀의 서비스 유효반경에 영향을 미치게 된다. 따라서 WLL 시스템 개발시 이러한 무선 환경하에서의 시험을 통하여 정확한 사용자수를 결정할 수 있고 제공서비스에 대하여 성능을 분석할 수 있다. 그러나 실제 무선 환경하에서 다수의 사용자를 구성하여 시험할시 인력 및 경비는 물론 수시로 변하는 무선환경을 적용하기는 어렵다. 종래에는 시험환경을 각각의 소자 및 모듈들을 연결하여 임시로 만들어 사용하는데 급급하였으나, 구성할 때 마다 특성이 변화하여 일관성 있는 데이터 분석이 용이하지 못한 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 실제 동작환경과 유사한 무선채널의 변화, 단말기와 기지국 간의 통화 채널의 형성등의 무선환경 구성을 통하여 무선링크의 성능을 분석할수 있는 시험장치를 구현하는 것이다.
도1은, WLL 기지국 과 단말기사이의 실제 환경,
도2는, WLL 기지국 과 단말기사이의 RCSU 적용 구성도,
도3은, RCSU 구성도,
도4는, RCSU의 무선정합부 구조도,
도5는, RCSU의 다중경로 페이딩 에뮬레이터(Multipath Fading Emultor)의 기능 블럭도,
6도는, RCSU의 AWGN 발생부의 기능 블록도 이다.
본 발명은 기지국과 단말기 사이의 경로 및 채널환경 접속부를 제공하는 무선접속 정합부, WLL 무선페이딩 환경을 제공하는 다중경로 페이딩 에뮬레이터(Multipath Fading Emulator)부, 다수의 사용자 환경을 제공하는 AWGN 부, 간섭신호를 제공하는 CW 발생부 등으로 구성된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명한다.
본 발명의 RCSU 는 도1의 WLL 시스템 구성도에서 기지국장치와 단말기장치 사이의 무선 구간에 도2와 같이 가상 실험 환경을 제공해주는 중간 매개체이다.
도3의 RCSU 구조를 살펴보면 기지국에서 송신하는 WLL대역의 주파수에 대한 신호성분을 가변감쇄기에 의해 무선구간의 자유공간 손실에 대한 감쇄변화를 주고, RF 동축 경로상에 연결되어 실제의 광대역 무선접속 채널환경을 제공하는 AWGN, 다중경로 페이딩 장치를 거쳐 듀플렉스에 의해 단말기에 접속되도록 한다. 또한 무선통신시스템의 특성상 서로 다른 순방향 및 역방향 통신방식을 위하여 기지국을 송신부로 하고 전력을 송신하는 순방향 링크와 단말기를 송신부로 하고 기지국을 수신부로 하는 역방향 링크로 구성되어 있다.
도4는 RCSU 장치의 무선정합부이다. 순방향 링크인 경우, 기지국 송신신호는 무선정합부 기지국 Tx IN 단자로 입력되며 기지국/단말기간 의 경로손실의 정도에 따라 가변감쇄기를 이용하여 감쇄도를 조정할 수 있다. 또한 무선채널에서 발생하는 페이딩 채널 특성 및 AWGN채널 특성을 인가할 수 있도록 외부의 MFE(Multipath Fading Emulator) 및 AWGN 발생부와 접속할 수 있도록 설계되어 있다. 채널 시뮬레이터(MFE+AWGN)를 통과한 신호는 간섭신호원(SIG.) 과 합쳐져서 송수신 신호를 분리하여 처리할수 있는 듀플렉서를 거쳐 단말기와 연결된다. 역방향 링크인 경우, 단말기 송신신호는 듀플렉서를 통과한후 Rx MFE Out 단자로 출력되어 MFE 및 AWGN Generator 와 접속할 수 있도록 설계되어 있다. 이때 역방향 링크인 경우 기지국 수신 장치의 다이버시터 특성을 고려하여 독립적인 A, B 경로로 나누어져 무선정합부로 입력된다. 이 신호는 간섭신호원(SIG.) 들과 합쳐져서 단말기/기지국간 의 경로손실의 정도에 따라 가변감쇄도를 조정한 후 기지국 입력단으로 연결된다.
도5는 RCSU 의 서브 장치중에 하나인 MFE의 블록도이다. 일반적으로 기지국/단말기간에 전송된 무선신호는 많은수의 산란파의 형태로 송수신 된다. 불규칙적인 지형과 많은 장애물들, 그리고 채널매체의 유전율의 변화 등으로 인하여 야기되는 산란현상은 수신 신호를 랜덤하게 만드는 요인이 되며 이러한 현상을 페이딩 현상이라 한다. MFE 장비는 실제 무선환경과 유사한 페이딩 환경을 제공하는 장치이다. 기능별 요약을 하면, RF IN 단자로 입력된 신호는 신호처리를 위하여 낮은 IF 대역으로 주파수 하향변환후 레일리분포 환경을 생성하기 위하여 I, Q 복조가 이루어진다. 복조된 신호는 독립적인 경로를 제공하기 위하여 여러 경로로 나뉘어 지고 분리된 신호는 지연을 제공하기 위하여 A/D 변환 된다. 변환된 신호는 페이딩 환경을 부가하기 위하여 디지탈 신호 처리(Digital Signal Processing)가 이루어진다. DSP에서 처리되는 내용은 다음과 같다.
* 가우시안 잡음 발생 : 여러개의 일정한 확률분포들을 합하여 발생
* FIR필터를 통하여 노이즈 형태 결정
* 통계적인 페이딩 보다는 도플러용으로 선택되어진 여러경로들에대한 사인, 코사인 파형들을 발생
* 노이즈, 사인파형의 진폭의 크기 결정
* 요구된 경로간의 상관성을 결정
DSP 처리된 신호는 I, Q 변조후 RF 대역으로 상향변환후 RF OUT 으로 출력되어 RCSU 의 무선정합부로 입력된다.
도6은 RCSU 의 서브 장치중에 하나인 AWGN 발생부의 기능 블록도이다. 일반적으로 무선통신 시스템에서 다중사용자 환경은 백색 가우시안 잡음을 사용자수에 따라 부가함으로써 구현 가능하다. 이 장치는 단일 단말국 신호에 AWGN 신호를 부가하여 다중 단말국 신호를 생성하는데 그 목적이 있다. 입력 Signal(C)은 AWGN 장치에서의 효율적인 신호처리를 위하여 일정한 레벨로 이득 제어되고 전원 검출기(Power Detector)(A)에서 감지된 전력의 양은 CPU 에 보고되어 항상 일정한 세기를 유지하도록 루프를 형성한다. 원하는 Eb/No 값을 생성하기 위하여 식 1, 2, 3 의 공식에 의거하여 "Bit Rate, Signal Bandwidth" 등을 외부 입력한다.
입력된 데이터에 의해 조정된 Signal, Noise 신호는 Power Detector(B)에서 감지하여 정확한 양의 Eb/No 값을 유지 되도록 Step Attenuator를 통하여 조정한다.
상기와 같은 본 발명은, 일관성 있는 시험환경 구성과 수시로 변화는 무선환경을 적시에 제공 함으로써 정확한 데이터분석이 용이하고 분석된 통계치를 이용하여 시스템 성능을 향상시키고 무선가입자망 서비스업자의 운용효율을 극대화 하는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 무선가입자망에서 기지국 과 단말기 사이의 무선 접속 구간에서 시스템의 성능에 전혀 영향을 주지 않는 범위내에서 무선시험환경을 구성하기 위한 것으로,
    RF 동축 경로를 통해 일단은 상기 기지국에 연결되고 타단은 상기 단말기에 연결되어 순방향 및 역방향 링크를 제공하는 무선 정합부와,
    동축 경로를 무선 채널처럼 시뮬레이션을 수행하는 시뮬레이션부와,
    상기 무선 정합부로 간섭신호를 발생하는 CW 발생부를 포함하는 것을 특징으로하는 무선가입자망 무선채널 환경 시험 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시뮬레이션부는 상기 무선 정합부에 연결되며 단일 단말국 신호에AWGN 신호를 부가하여 다중 단말국 신호로서 백색 가우시안 잡음을 생성하는 AWGN 발생부(Generator)와, 상기 AWGN 발생부(Generator)에 연결되고 페이딩 현상을 발생하는 MFE(Multipath Fading Emulator)를 가지는 것을 특징으로하는 무선가입자망 무선채널 환경 시험 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 무선 정합부는, 순방향 링크인 경우, 상기 기지국 송신신호는 기지국 Tx IN 단자로 입력되며 기지국/단말기간의 경로손실의 정도에 따라 가변감쇄기를 이용하여 감쇄도를 조정하고, 무선채널에서 발생하는 페이딩 채널 특성 및 AWGN채널 특성을 인가할 수 있도록 상기 MFE 및 상기 AWGN 발생부(Generator) 와 접속하며, 상기 채널 시뮬레이션부를 통과한 신호는 간섭신호원(SIG.)과 합쳐져서 송수신신호를 분리화여 처리할수 있는 듀플렉서를 거쳐 단말기와 연결되고, 역방향 링크인 경우, 상기 단말기의 송신신호는 상기 듀플렉서를 통과한후 Rx MFE Out 단자로 출력되어 상기 MFE 및 상기 AWGN 발생부와 접속하며, 역방향 링크인 경우 기지국 수신 장치의 다이버시터 특성을 고려하여 독립적인 A, B 경로로 나누어져 무선정합부로 입력되는 것을 특징으로하는 무선가입자망 무선채널 환경시험 장치.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20010019997A (ko) * 1999-08-31 2001-03-15 박종섭 아이엠티-2000 시스템에서의 광대역 씨디엠에이 신호용 채널 시뮬레이터
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