KR20010062968A - 코드분할다중접속 통신시스템에서 수신부의 잡음지수 측정장치 및 그 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 코드분할다중접속 통신시스템에서 수신부의 잡음지수 측정 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 송신기와 수신기사이를 유선으로 연결하여 무선환경에서 존재하는 다양한 잡음원을 차단하고 수신기에서의 열잡음에 의한 신호 대 잡음 비를 이용하여 잡음지수를 측정함으로써, 정확한 잡음지수를 간단하게 측정할 수 있도록 하는 CDMA 통신시스템에서 수신부의 잡음지수 측정 장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하기 위하여, CDMA 신호를 생성하여 전송하기 위한 송신 수단; 상기 송신 수단으로부터 입력되는 신호의 감쇄량을 제어신호에 따라 신호 대 잡음 비가 소정의 임계치에 도달하도록 하기 위한 상기 가변 감쇄 수단; 상기 가변 감쇄 수단에 의하여 감쇄된 송신 신호를 수신하기 위한 수신 수단; 및 상기 수신 수단으로부터의 수신신호에 대한 신호 대 잡음 비를 추정하여, 그 값이 소정의 임계치에 도달하도록 상기 가변 감쇄 수단을 제어하고, 수신전력을 측정하여 잡음지수를 구하기 위한 제어 및 모니터링 수단을 포함하며, 통신시스템에서 수신기의 잡음지수 측정에 이용된다.
Description
본 발명은 코드분할다중접속 통신시스템에서 수신부의 잡음지수 측정 장치및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 송신기와 수신기를 유선으로 연결하여 무선환경에서 존재하는 다양한 잡음원을 차단하고 수신기에서의 열잡음에 의한 신호 대 잡음 비를 이용하여 잡음지수를 측정하는 코드분할다중접속 통신시스템에서 수신부의 잡음지수 측정 장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.
종래에는 CDMA 시스템의 기지국 및 단말기에 대한 정확한 잡음지수의 측정이 이루어지지 못하고 가정치에 의존해 왔으며, 이로 인한 부정확한 링크 버짓(Link budget)으로 비효율적인 셀 구획(Cell planning)과 전력의 낭비가 심하다는 문제점이 있었다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 송신기와 수신기 한쌍을 유선으로 연결하여 무선환경에서 존재하는 다양한 잡음원을 차단하고 수신기에서의 열잡음에 의한 신호 대 잡음비를 이용하여 잡음지수를 측정함으로써, 송/수신기 및 가변 감쇄기를 이용한 간단한 장치구성과 별도의 기능 구현없이 수신기 내에 이미 구현되어 있는 수신기(receiver)의 핑거(Finger) 에너지를 통하여 수신기에서의 신호대 잡음비를 모니터링하는 것만으로 잡음지수를 정확히 측정할 수 있도록 하는 코드분할다중접속 통신시스템에서 수신부의 잡음지수 측정 장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 코드분할다중접속 통신시스템에서 수신부의 잡음지수 측정 장치의 일실시예 구성도.
도 2 는 본 발명에 따른 코드분할다중접속 통신시스템에서 수신부의 잡음지수 측정 방법에 대한 일실시예 흐름도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명*
11: 송신기 12: 가변 감쇄기
13: 수신기 14: 제어기 및 모니터
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 코드분할다중접속(CDMA: Code Division Multiple Access) 통신시스템에서 잡음지수 측정 장치에 있어서, CDMA신호를 생성하여 전송하기 위한 송신 수단; 상기 송신 수단으로부터 입력되는 신호의 감쇄량을 제어신호에 따라 신호 대 잡음 비가 소정의 임계치에 도달하도록 하기 위한 상기 가변 감쇄 수단; 상기 가변 감쇄 수단에 의하여 감쇄된 송신 신호를 수신하기 위한 수신 수단; 및 상기 수신 수단으로부터의 수신신호에 대한 신호 대 잡음 비를 추정하여, 그 값이 소정의 임계치에 도달하도록 상기 가변 감쇄 수단을 제어하고, 수신전력을 측정하여 잡음지수를 구하기 위한 제어 및 모니터링 수단을 포함한다.
그리고, 본 발명은, 코드분할다중접속 통신시스템에서 수신부의 잡음지수를 측정하는 장치에 적용되는 잡음지수 측정 방법에 있어서, 송신기로부터 전송되는 송신 CDMA신호를 수신하여 상기 수신신호에 대한 핑거 에너지를 통하여 신호 대 잡음비를 추정하는 제 1 단계;상기 추정된 신호 대 잡음비가 소정의 임계값 (Threshold value)에 도달하였는지를 확인하는 제 2 단계; 상기 제 2 단계의 확인 결과, 상기 신호 대 잡음비가 소정의 기준값에 도달하였으면, 수신 신호의 전력을 측정한 후, 상기 수신신호 전력과 상기 신호 대 잡음 비를 이용하여 잡음지수 (Noise Figure)를 구하는 제 3 단계; 및 상기 제 2 단계의 확인 결과, 상기 신호 대 잡음비가 소정의 기준값에 도달하지 않았으면, 상기 수신신호의 감쇄량을 조정한 후, 상기 제 1 단계로 돌아가는 제 4 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은, 코드분할다중접속 통신시스템에서 수신부의 잡음지수를 측정하기 위하여, 프로세서를 구비한 잡음지수 측정 장치에, 송신기로부터 전송되는 송신 CDMA신호를 수신하여 상기 수신신호에 대한 핑거 에너지를 통하여 신호 대 잡음비를 추정하는 제 1 기능; 상기 추정된 신호 대 잡음비가 소정의 임계값 (Threshold value)에 도달하였는지를 확인하는 제 2 기능; 상기 제 2 기능의 확인 결과, 상기 신호 대 잡음비가 소정의 기준값에 도달하였으면, 수신 신호의 전력을 측정한 후, 상기 수신신호 전력과 상기 신호 대 잡음 비를 이용하여 잡음지수 (Noise Figure)를 구하는 제 3 기능; 및 상기 제 2 기능의 확인 결과, 상기 신호 대 잡음비가 소정의 기준값에 도달하지 않았으면, 상기 수신신호의 감쇄량을 조정한 후, 상기 제 1 기능으로 돌아가는 제 4 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명에 따른 CDMA 통신시스템에서 수신부의 잡음지수 측정 장치의 일실시예 구성도이다.
이하, 무선통신시스템 중 CDMA 이동통신 시스템에서 기지국 및 이동단말의 수신부의 잡음지수를 측정하는 경우를 예로 설명하기로 한다.
CDMA 이동통신 시스템은 주파수분할다중접속(FDMA: Frequency Division Multiple Access)방식이나 시분할다중접속(TDMA: Time Division Multiple Access)방식과는 달리, 주파수나 시간이 아닌 간섭량에 의해 시스템의 용량이 결정된다.
즉, 통화를 위해서는 일정 수준 이상의 신호 대 간섭잡음비가 요구되는데, 이때 간섭잡음량은 자신을 제외한 다른 사용자 수에 비례하는 간섭량에 의해 결정된다.
신호 대 간섭잡음 비를 나타내는 비트에너지 대 간섭잡음밀도 비(이하, 간단히 Eb/Io라 함)은 다음 (수학식 1)과 같다.
여기서, P는 전력제어에 의한 수신 전력, W는 확산된 CDMA신호의 대역폭, G는 확산에 의한 Processing Gain으로 W/R (R: 확산되기 이전의 전송율)이다.
또 No는 가산백색가우시안잡음(AWGN: Additive White Gaussian Noise)의 전력밀도, k는 사용자수, ν는 평균 voice activity를 각각 나타낸다.
상기 (수학식 1)을 정리하면, 수신신호의 Eb/Io는 자신의 신호 대 자신을 제외한 나머지 수신 신호의 전력비와 처리 이득(Processing Gain)의 곱으로 해석된다.
이와 같은 CDMA 시스템의 특성을 이용하면, 간단한 장치구성으로 기지국 및 단말기의 잡음지수를 측정할 수 있다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 송신기(11)로부터 전송된 신호를 가변 감쇄기(12)를 이용해 감쇄시킴으로써, 수신기(13)로의 입력신호 전력을 조절하고,제어기 및 모니터(14)에서는 수신기(13)에서 측정되는 핑거 에너지를 토대로 Eb/Io를 추정하며 모니터링하고 가변감쇄기(12)를 제어한다. 그리고, 송신기(11), 가변 감쇄기(12), 및 수신기(13)을 유선으로 연결하여 무선환경에서 존재하는 다양한 잡음원을 차단한다.
여기서, 기지국으로부터 이동단말이 신호를 받을 때는, 기지국이 송신기(11)가 되고 이동단말이 수신기(13)가 되어, 이동단말 수신부의 잡음지수를 구하게 된다. 그 반대의 경우로, 이동단말으로부터 기지국이 신호를 받을 때는, 이동단말이 송신기(11)가 되고 기지국이 수신기(13)가 되어, 기지국 수신부의 잡음지수를 구하게 된다.
도면과 같은 환경에서, 수신기(13)에서의 Eb/Io는 (수학식 1)에서 k=1 이므로, 다른 사용자에 의한 간섭 영향을 제외하고, 수신기(13)에서의 열잡음 전력밀도를 Nt라 하면, (수학식 2)와 같다.
가변 감쇄기(12)를 이용해, 수신기(13)에서의 Eb/No이 기준(Threshold)값이 되는 시점까지 감쇄량을 조절하고, 이때의 수신전력 P를 측정하면 (수학식 2)로부터 (수학식 3)과 같은 열잡음 NtW 을 구할 수 있다.
기지국 및 단말기의 송신전력은 각 수신부의 수신성능을 나타내는 잡음지수(Noise Figure)에 의해 결정되는데, 이 잡음지수는 열잡음 NtW 와의 관계(열잡음 = 잡음지수*K *T*W)에 의해 다음 (수학식 4)와 같이 구할 수 있다. 여기서, K는 볼쯔만상수로서 1.3710-23J/oK 이며, T 는 절대온도(상온에서는 300oK) 이며, W 는 CDMA 신호의 대역폭이다.
도 2 는 본 발명에 따른 CDMA 통신시스템에서 수신부의 잡음지수 측정 방법에 대한 흐름도이다.
잡음지수 측정이 시작되면, 송신기(11)는 CDMA 신호를 송신한다(201).
모니터(14)에서는 수신기(13)에서 검출되는 수신신호에 대한 핑거 에너지를 통하여 신호 대 잡음 비(이하, 간단히, Eb/No라 함)를 추정하고(202), 이 임의의 기준값(Threshold value)수준까지 도달했는지를 확인한다(203).
확인 결과, Eb/No가 기준값에 도달하지 않으면, 감쇄량을 일정한 량(Δ)만큼조절하고(205), 다시 "202"로 돌아가 Eb/No를 추정한다.
상기 같은 과정을 반복하다가, Eb/No가 기준값에 도달하면, 그때의 수신파워 P를 측정하고, 이 값을 (수학식 3)에 대입하여, 열잡음을 구하고 (수학식 4)로부터 잡음지수를 구한다(204).
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
상기와 같은 본 발명은, 기지국 및 단말기 수신기의 잡음지수를 용이하게 측정할 수 있기 때문에, 잡음 성능이 우수한 수신기의 선택 및 개선이 용이하고, 또한 불필요한 전력손실을 방지하여 전체적인 시스템의 용량을 증대시키고 배터리의 사용시간을 연장할 수 있는 효과가 있다.
그리고, CDMA 시스템에서 셀 구획화(Cell Planning)를 위해서는 순방향(기지국→단말기)과 역방향(단말기→기지국)의 커버리지를 일치시키는 링크 밸런싱(Link Balancing)이 필요한데, 필요 이상의 송신전력을 사용하면 링크 밸런싱(Link Balancing)을 위해 이에 대응한 반대방향의 송신전력도 필요 이상으로 커져야 하는데, 본 발명은 기지국과 단말기의 잡음지수를 측정하여 정확한 링크 버짓(Linkbudget)을 분석하고, 이를 토대로 링크 밸런싱(Link Balancing)을 수행하기 때문에, 불필요한 전력의 낭비를 막아 경제적이고 효율적인 망 운용을 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 실험실에서 간단한 장치구성과 CDMA 수신기가 가지고 있는 고유의 기능만으로 잡음지수를 정확히 측정할 수 있기 때문에, 잡음지수 측정을 위한 비용을 절감할 수 있는 우수한 효과가 있다.
Claims (4)
- 코드분할다중접속(CDMA: Code Division Multiple Access) 통신시스템에서 잡음지수 측정 장치에 있어서,CDMA신호를 생성하여 전송하기 위한 송신 수단;상기 송신 수단으로부터 입력되는 신호의 감쇄량을 제어신호에 따라 신호 대 잡음 비가 소정의 임계치에 도달하도록 하기 위한 상기 가변 감쇄 수단;상기 가변 감쇄 수단에 의하여 감쇄된 송신 신호를 수신하기 위한 수신 수단; 및상기 수신 수단으로부터의 수신신호에 대한 신호 대 잡음 비를 추정하여, 그 값이 소정의 임계치에 도달하도록 상기 가변 감쇄 수단을 제어하고, 수신전력을 측정하여 잡음지수를 구하기 위한 제어 및 모니터링 수단을 포함하는 수신부의 잡음지수 측정 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 송신 수단, 상기 가변 감쇄 수단, 상기 수신 수단, 및 상기 제어 및 모니터링 수단들 간의 연결은,유선으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수신부의 잡음지수 측정 장치.
- 코드분할다중접속(CDMA) 통신시스템에서 수신부의 잡음지수를 측정하는 장치에 적용되는 잡음지수 측정 방법에 있어서,송신기로부터 전송되는 송신 CDMA신호를 수신하여 상기 수신신호에 대한 핑거 에너지를 통하여 신호 대 잡음비를 추정하는 제 1 단계;상기 추정된 신호 대 잡음비가 소정의 임계값(Threshold value)에 도달하였는지를 확인하는 제 2 단계;상기 제 2 단계의 확인 결과, 상기 신호 대 잡음비가 소정의 기준값에 도달하였으면, 수신 신호의 전력을 측정한 후, 상기 수신신호 전력과 상기 신호 대 잡음 비를 이용하여 잡음지수(Noise Figure)를 구하는 제 3 단계; 및상기 제 2 단계의 확인 결과, 상기 신호 대 잡음비가 소정의 기준값에 도달하지 않았으면, 상기 수신신호의 감쇄량을 조정한 후, 상기 제 1 단계로 돌아가는 제 4 단계를 포함하는 수신부의 잡음지수 측정 방법.
- 코드분할다중접속(CDMA) 통신시스템에서 수신부의 잡음지수를 측정하기 위하여, 프로세서를 구비한 잡음지수 측정 장치에,송신기로부터 전송되는 송신 CDMA신호를 수신하여 상기 수신신호에 대한 핑거 에너지를 통하여 신호 대 잡음비를 추정하는 제 1 기능;상기 추정된 신호 대 잡음비가 소정의 임계값(Threshold value)에 도달하였는지를 확인하는 제 2 기능;상기 제 2 기능의 확인 결과, 상기 신호 대 잡음비가 소정의 기준값에 도달하였으면, 수신 신호의 전력을 측정한 후, 상기 수신신호 전력과 상기 신호 대 잡음 비를 이용하여 잡음지수(Noise Figure)를 구하는 제 3 기능; 및상기 제 2 기능의 확인 결과, 상기 신호 대 잡음비가 소정의 기준값에 도달하지 않았으면, 상기 수신신호의 감쇄량을 조정한 후, 상기 제 1 기능으로 돌아가는 제 4 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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