KR20010045782A - 무선가입자망 시스템의 무선 환경 모니터링 방법 - Google Patents

무선가입자망 시스템의 무선 환경 모니터링 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 가입자망 시스템에 관한 것으로서, 특히 무선가입자망 시스템 환경 모니터링 방법에 관한 것이다.
본 발명은 가입자 접속장치와 기지국 사이에 연결되어 무선환경을 검사하는, 무선가입자망 시스템의 환경 모니터링 방법에 있어서, 테스트하고자 하는 항목에 대한 테스트 신호를 발생하는 과정과, 상기 테스트 신호에 대해 상기 가입자 접속장치가 발생하는 결과신호를 검출하는 과정과, 상기 테스트 신호와 상기 결과신호를 가지고 사용자에게 디스플레이할 데이터를 계산하는 수학식을 생성하는 과정과, 상기 생성된 수학식에 상기 테스트 신호 생성시 입력된 변수를 입력하여 보정된 데이터를 계산하는 과정과, 상기 계산된 보정 데이터를 디스플레이하는 과정으로 이루어진다.

Description

무선가입자망 시스템의 무선 환경 모니터링 방법{METHOD FOR MONITORING RADIO CIRCUMSTANCE IN WIRELESS LOCAL LOOP SYSTEM}
본 발명은 무선 가입자망 시스템에 관한 것으로서, 특히 무선가입자망 시스템 환경 모니터링 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 환경 모니터링 장치가 연결된 무선 가입자망 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
일반적으로 무선 가입자망(WLL: Wireless Local Loop) 시스템에서 가입자 접속장치(RNT: Radio Network Terminal)(110)는 기지국(RCS: Radio Carrier Station)(120)과 가입자 접속장치(RNT: Radio Network Terminal)(110)와 무선으로 연결되고, 가입자단말(Subscriber Terminal)(130)과는 유선으로 연결되어서 가입자에게 일반 전화 서비스 및 ISDN(Integrated Services Digital Network: 종합정보 통신망) 서비스 및 데이터(Data) 서비스를 제공하는 네트워크 터미널이다.
또한, 환경 모니터링 장치(100)는 상기 가입자 접속 장치(110) 및 기지국(120), 가입자 단말(130)과 연결되어 운용자의 요구에 따라 무선 가입자망 시스템의 무선 환경에 관한 테스팅 데이터, 예를 들어 송신 전력, 수신전력과 같은 테스팅 데이터를 발생하여. 상기 가입자 접속 장치(110)에 제공한다. 이에 상기 가입자 접속 장치(110)는 상기 테스팅 데이터에 상응하여 결과 데이터를 발생하게 되고, 상기 환경 모니터링 장치(100)는 상기 결과 데이터를 수집한다. 이렇게 수집된 데이터들을 별도의 표시장치(도시하지 않음)를 통해 운용자에게 디스플레이한다.
그런데, 이렇게 수집된 결과 데이터를 분석할 때 일반적으로 스펙트럼 분석기(S/A: Spectrum Analyzer)를 사용하였었는데, 이런 스펙트럼 분석기는 분석할 수 있는 신호 레벨에 한계가 있을 뿐만 아니라 이동이 난이하여 휴대성을 겸비하지 못했었다. 또한, 이런 환경 모니터링 장치(100)에서는 그 무선 환경을 모니터링하기 위해 수신전력과 송신전력에 관한 테스팅 신호만을 모니터링하였기 때문에, 예를 들어 잡음 혹은 간섭신호가 삽입된 경우 검출되는 전력이 클지라도 무선환경은 열악한 경우가 발생하기 때문에 정확한 무선환경 모니터링이 불가능하였었다.
따라서, 본 발명의 목적은 무선 가입자망 시스템에서 무선 환경을 모니터링하는 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 가입자 접속장치와 기지국 사이에 연결되어 무선환경을 검사하는, 무선가입자망 시스템의 환경 모니터링 방법에 있어서, 테스트하고자 하는 항목에 대한 테스트 신호를 발생하는 과정과, 상기 테스트 신호에 대해 상기 가입자 접속장치가 발생하는 결과신호를 검출하는 과정과, 상기 테스트 신호와 상기 결과신호를 가지고 사용자에게 디스플레이할 데이터를 계산하는 수학식을 생성하는 과정과, 상기 생성된 수학식에 상기 테스트 신호 생성시 입력된 변수를 입력하여 보정된 데이터를 계산하는 과정과, 상기 계산된 보정 데이터를 디스플레이하는 과정으로 이루어진다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 환경 모니터링 장치가 연결된 무선 가입자망 시스템을 개략적으로 도시한 도면
도 2는 본 발명의 실시예에서의 기능을 수행하기 위한 환경 모니터링 장치의 내부 구성을 도시한 블록도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정값과 보정값이 동시 디스플레이되는 가입자 접속 장치의 수신 전력 그래프
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 측정값과 보정값이 동시 디스플레이되는 가입자 접속 장치의 송신 전력 그래프
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 측정값과 보정값이 동시 디스플레이되는 가입자 접속 장치의 파일럿 신호 신호대 잡음비 그래프
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정값과 보정값이 동시 디스플레이되는 가입자 접속 장치의 트래픽 에너지대 잡음비 그래프
이하 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의내려진 용어들로서 이는 사용자 또는 칩설계자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에서의 기능을 수행하기 위한 환경 모니터링 장치의 내부 구성을 도시한 블록도이다.
상기 환경 모니터링 장치(100)는 듀플렉서(Duplexer)(211)와, 감쇠기(Attenuator)(213)와, 분주기(Divider)(215), (217)와, 듀플렉서(219)와, 결합기(Combiner)(221)와, 잡음발생기(Noise Generator)(223)와, 감쇠기(225)로 구성되어, 운용자의 요구에 따라 특정 테스트 신호, 즉 가입자 접속 장치(110)에 대한 수신전력, 송신전력, 파일럿 신호 신호대 잡음비, 트래픽 에너지대 잡음비, 비트에러율과 같은 무선 환경을 검사하기 위한 테스트 신호를 발생하고, 또한 상기 가입자 접속 장치(110)로부터 수신되는 신호를 측정한다. 그리고, 상기 테스트 신호 발생시의 아이디얼(Ideal)한 신호와 상기 가입자 접속 장치(100)를 통한 측정신호를 비교하여 그 오차를 검출하고, 그 검출된 오차를 평균하여 보상하여 디스플레이하기 위한 수학식을 생성한다. 이렇게 생성된 수학식에 상기 테스트 신호 발생시에 인가했던 변수를 입력하여 보정된 보정값을 운용자에게 디스플레이하게 된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정값과 보정값이 동시 디스플레이되는 가입자 접속 장치의 수신 전력 그래프를 도시한 도면이다.
도 2에 도시되어 있는 환경 모니터링 장치(100)에서 운용자로부터 가입자 접속장치(110)에 대한 수신 전력 모니터링 명령을 인가받으면, 상기 환경 모니터링 장치(100)는 상기 가입자 접속장치(110)의 수신전력을 측정하기 위한 테스팅 신호를 생성하고, 그 생성된 테스팅 신호를 상기 가입자 접속장치(110)에 인가한다. 이에 상기 가입자 접속장치(110)는 상기 테스팅 신호를 수신하고, 그 수신된 테스팅 신호에 상응하는 수신전력을 상기 환경 모니터링 장치(100)로 전송한다.
이에 상기 환경 모니터링 장치(100)는 상기 가입자 접속장치(110)의 수신전력 신호를 수신하고, 그 수신된 전력신호의 측정값을 구한다.
여기서, 상기 환경 모니터링 장치(100)에서 상기 가입자 접속장치(110)로 전송하는 신호는 그 크기가 각각 상이한 18개의 샘플이며, 상기 18개 샘플 각각에 대한 수신전력이 측정되는 것이다.
그런데, 상기 환경 모니터링 장치(100)에서 상기 18개의 샘플에 대해 잡음 및 간섭신호가 발생하지 않는 무선 환경에서 동일 데이터로 아이디얼(Ideal)한 수신전력과 상기 측정된 수신전력상에는 오차가 발생하게 된다.
즉, 무선 환경상에서 잡음 및 간섭신호 등과 같은 열화요인으로 인해 아이디얼한 수신전력이 아닌 오차가 발생한 수신전력이 측정되고, 이에 모니터링시가 아닌 일반 무선환경을 고려하기 위해 상기 아이디얼한 수신전력과 측정 수신전력간에 오차를 검출한다. 이렇게 검출한 오차를 평균내어 보상한 보정 수신전력이 표시장치를 통해 운용자에게 디스플레이되는데, 그 디스플레이되는 보정 수신전력을 나타내는 식은 하기 수학식 1이다.
상기 수학식 1에 테스트 신호 발생시 인가하였던 기준 데이터, 여기서는 자동이득 제어신호@D/A를 입력하여 계산하면, 보정값이 계산되고 이렇게 계산된 보정값과 상기 측정값이 동시에 상기 도 3에 도시한 바와 같이 운용자에게 그래프(Graph) 형태로 디스플레이 된다.
상기 가입자 접속 장치(110)의 수신전력 테스팅 신호 생성시 데이터인 자동이득 제어신호@D/A와, 측정값과 보정값의 일 예를 하기 표 1에 나타낸다.
자동이득제어신호@D/A 송신감쇠량 수신전력
10진수 16진수 측정값 보정값
12688 3190 10 -29.0 -27.7
12468 30B4 15 -34.0 -33.7
12257 2FE1 20 -39.0 -39.4
10355 2873 25 -44.0 -45.6
8724 2214 30 -49.0 -49.4
6687 1A1F 35 -54.0 -54.3
5679 162F 40 -59.0 -56.6
3921 F51 45 -64.0 -60.8
1071 42F 50 -69.0 -67.5
-1545 F9F7 55 -74.0 -73.7
-4009 F057 60 -79.0 -79.5
-6250 E796 65 -84.0 -84.8
-8459 DEF5 70 -89.0 -90.0
-10528 D6E0 75 -94.0 -94.9
-12185 D067 80 -99.0 -98.8
-12651 CE95 85 -104.0 -106.2
-12984 CD48 90 -110.5 -112.1
-13023 CD21 95 -115.5 -112.8
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 측정값과 보정값이 동시 디스플레이되는 가입자 접속 장치의 송신 전력 그래프이다.
상기 도 3에서 설명한 바와 마찬가지로, 아이디얼한 테스팅 송신전력과 실제 측정된 측정 송신전력과, 상기 테스팅 송신전력과 측정 송신전력의 오차를 평균 보상한 보정 송신전력을 동시에 디스플레이한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 측정값과 보정값이 동시 디스플레이되는 가입자 접속 장치의 파일럿 신호 신호대 잡음비 그래프이다.
상기 파일럿 신호 신호대 잡음비(Pilot SNR)는 가입자 접속 장치(100)의 수신 신호의 수신전력이 높을지라도, 호가 탈락(Drop)되는 경우처럼 잡음과 간섭신호의 전력이 임계치 이상이거나, 다중경로(Multipath)에 의한 페이딩(Fading)이 심할 경우 무선 환경을 검사하는 또 다른 무선 환경 요소가 된다. 상기 파일럿 신호 신호대 잡음비는 무선환경의 질(Quality)을 나타내는 중요 요소로서, 수신 파일럿 신호 세기와 총 수신 전력과의 비로써 정의되며, 하기 수학식 2처럼 정의된다.
여기서, 상기은 기지국(120) 총 수신 전력중 파일럿 채널에 할당된 전력 비율, 그리고 Pt는 기지국(120) 총 송신 전력, FF는 순방향(Forward) 주파수 재사용 효율, 그리고 TL(r)은 상기 기지국(120)과 가입자 접속 장치(110) 사이에서 발생하는 총 전력 손실을 나타낸다.
그래서, 상기 가입자 접속 장치(110)로부터 측정되는 파일럿 신호 신호대 잡음비는 하기 표2에 도시된 바와 같으며, 이 측정값과 아이디얼 테스팅 신호간의 오차를 평균 보상한 식이 하기 수학식 3이다.
또한, 상기 수학식 3에 따라 보정값이 하기 표2에 도시되어 있다.
AWGN 측정값 보정값
-70.4 -6.6 -4.3
-69.4 -6.7 -4.4
-68,4 -6.8 -4.6
-67.4 -6.9 -4.8
-66.4 -7.5 -5.1
-65.4 -7.3 -5.4
-64.4 -7.6 -5.7
-63.4 -7.9 -6.1
-62.4 -8.2 -6.5
-61.4 -8.6 -7.0
-60.4 -8.9 -7.6
-59.4 -9.3 -8.2
-58.4 -9.6 -8.9
-57.4 -10.0 -9.6
-56.4 -10.5 -10.4
-55.4 -10.9 -11.2
-54.4 -11.3 -12.0
-53.4 -11.8 -12.9
-52.4 -12.2 -13.8
-51.4 -12.7 -14.7
여기서, 동일한 AWGN(Additive White Gaussian Noise)을 인가시, 측정값과 보정값 사이에는 상당한 오차가 발생하며, AWGN 양에 따른 감소 천이 또한 상이함을 알 수 있다. 그러나, AWGN 양에 따라 측정값과 보정값이 감소하며 동일한 파일럿 신호 신호대 잡음비, 즉 약 -12.5dB 지점에서 상기 가입자 접속 장치(110)가 파일럿 동기를 획득하지 못하고, 재동기 획득을 실패하는 현상이 반복되어 관찰되는 것은 파일럿 신호 신호대 잡음비가 무선가입자망 시스템의 무선 환경과 밀접한 연관이 있음을 나타내는 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정값과 보정값이 동시 디스플레이되는 가입자 접속 장치의 트래픽 에너지대 잡음비 그래프이다.
무선 가입자망 시스템에서 서비스하는 통화품질은 트래픽 채널의 수신 신호의 세기에 의해서 결정되기 보다는 에너지 대 잡음비(Eb/NO)에 의해서 결정된다. 가입자 접속 장치(110)를 통해 수신되는 에너지 대 잡음비는 하기 수학식 4와 같다.
여기서, W는 대역폭(Band Width)을, Rb는 데이터 레이트(Data Rate), Pt는 수신신호의 세기, NOW는 열잡음 전력, ISC는 본 통화 인터페이스 밀도, IOC는 타 통화 인터페이스 밀도, N은 통화채널수, Ff는 주파수 재사용 효율, α는 1통화에서 오버헤드 채널(Overhead Channel)에 할당된 전력 비율, λ는 기지국 총 송신 전력에서 1통화에 할당된 전력 비율을 나타낸다.
그래서, 상기 가입자 접속 장치(110)로부터 측정되는 트래픽 에너지대 잡음비는 하기 표3에 도시된 바와 같으며, 이 측정값과 아이디얼 테스팅 신호간의 오차를 평균 보상한 식이 하기 수학식 5이다.
AWGN 측정값 보정값
-70.4 8.6 13.8
-69.4 7.9 13.7
-68.4 7.8 13.5
-67.4 7.6 13.3
-66.4 7.4 13.1
-65.4 7.2 12.8
-64.4 7.2 12.4
-63.4 6.9 12.0
-62.4 6.4 11.6
-61.4 6.3 11.1
-60.4 5.5 10.5
-59.4 4.7 9.9
-58.4 4.3 9.2
-57.4 3.7 8.5
-56.4 3.0 7.7
-55.4 2.7 6.9
-54.4 2.5 6.1
-53.4 2.5 5.2
-52.4 1.6 4.4
-51.4 0.8 3.4
여기서, 상기 도 5에 도시한 파일럿 신호 신호대 잡음비와 마찬가지로 동일한 AWGN을 인가시 측정값과 보정값간의 오차가 크게 발생하였으나, AWGN 양에 따른 감소 추이는 어느 정도 유사성을 가짐을 나타낸다.
상기 도 3 내지 도 6을 통해 검출한 측정값과 보정값간의 오차를 하기 표 4에 나타내었다.
테스트 항목 오차
수신 전력 이내
송신 전력 이내
파일럿 신호 신호대 잡음비 이내
트래픽 에너지대 잡음비 이내
상술한 바와 같은 본 발명은, 무선가입자망 시스템의 무선 환경을 테스팅하고 그 테스팅 신호와 측정된 신호에 발생되는 평균오차를 보상한 수학식을 생성하여 보정된 보정값을 검출하는 것을 가능하게 하고, 또한 측정값과 보정값을 동시에 디스플레이하여 운용자가 무선가입자망 시스템의 무선환경에 대한 모니터링시 편의성을 증가시킨다는 이점을 가진다.

Claims (4)

  1. 가입자 접속장치와 기지국 사이에 연결되어 무선환경을 검사하는, 무선가입자망 시스템의 환경 모니터링 방법에 있어서,
    테스트하고자 하는 항목에 대한 테스트 신호를 발생하는 과정과,
    상기 테스트 신호에 대해 상기 가입자 접속장치가 발생하는 결과신호를 검출하는 과정과,
    상기 테스트 신호와 상기 결과신호를 가지고 사용자에게 디스플레이할 데이터를 계산하는 수학식을 생성하는 과정과,
    상기 생성된 수학식에 상기 테스트 신호 생성시 입력된 변수를 입력하여 보정된 데이터를 계산하는 과정과,
    상기 계산된 보정 데이터를 디스플레이하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 무선가입자망 시스템의 환경 모니터링 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 사용자에게 디스플레이할 데이터를 계산하는 수학식은 상기 테스트 신호와 상기 결과신호간의 오차를 평균한 후 그 평균된 오차를 근거로 하여 생성함을 특징으로 하는 무선가입자망 시스템의 환경 모니터링 방법
  3. 제1항에 있어서,
    상기 테스트 항목은 상기 가입자 접속장치의 수신전력, 송신전력, 파일럿 신호대 잡음비, 트래픽 에너지 잡음비, 비트에러레이트 테스트임을 특징으로 하는 무선가입자망 시스템의 환경 모니터링 방법.
  4. 가입자 접속장치와 기지국 사이에 연결되어 무선환경을 검사하는, 무선가입자망 시스템의 환경 모니터링 방법에 있어서,
    운용자로부터 테스트 항목을 입력받으면 기준데이터를 입력하여 테스트 신호를 발생하고, 상기 발생된 테스트 신호를 상기 가입자 접속 장치로 제공하는 과정과,
    상기 가입자 접속 장치에 테스팅 후 측정값을 검출하고, 상기 측정값과 상기 테스트 신호값을 비교하여 오차를 검출하는 과정과,
    상기 검출된 오차를 평균 보상하는 수학식을 생성하고, 그 생성된 수학식에 상기 기준 데이터를 입력하여 보정값을 검출하는 과정과,
    상기 검출된 보정값과 상기 측정값을 그래프화하여 동시에 디스플레이하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 무선가입자망 시스템의 환경 모니터링 방법.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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