KR20020035670A - 이동통신 시스템의 기지국 출력 및 수신 감도 측정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동통신 시스템에서 기지국의 출력 및 수신 감도 측정 방법을 제공하기 위한 것으로, 이러한 본 발명은 기지국 시험 장치(BDTU) 내의 BTRU(Base Statoin Test & RF Monitoring Unit)에 단말기를 장착하고 진단 모니터링 소프트웨어(DM: Diagnostic Monitor)가 설치된 BTCA(Base Station Tranciever Controlling Assembly)를 통해 단말기의 출력 및 수신감도값을 읽어들이면서, 여기에 단말기와 기지국을 유선 연결한 상태에서 공중 인터페이스 손실(Air Interface Loss)를 부과함과 동시에, 기지국이 수신한 데이터의 프레임 에러율(FER)이 소정값(%) 이하가 되도록 BTRU의 가변감쇄기를 가변시켜서 그 감쇄값을 구하고 상기 값들을 산술적으로 환산함으로써, 기지국 내부에 전력 검출기를 따로 구비하지 않고도 기지국의 출력 유무 및 그 정도, 그리고 수신 감도의 측정이 가능하다.

Description

이동통신 시스템의 기지국 출력 및 수신 감도 측정 방법{Method for detecting BTS power and BTS sensitivity}

본 발명은 이동통신 시스템의 기지국에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기지국 시험 장치를 가리키는 BDTU(BTS Diagnostic Test Unit)의 구성 유니트(Unit)인 BTRU(Base Station Test & RF Monitoring Unit)에 장착한 단말기의 정보를 이용하여 기지국의 내부에 전력 검출기를 따로 구비하지 않고도 기지국의 출력 유무 및 그 정도, 그리고 수신 감도를 측정할 수 있도록 한 이동통신 시스템의 기지국 출력 및 수신 감도 측정 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 코드분할 다중접속(CDMA)방식 디지털 셀룰러 시스템(DCS) 및 개인 휴대 통신 시스템(PCS)등의 이동 통신 시스템에서 기지국은, 옥외에 전방향 안테나 또는 섹터 안테나를 설치하고, 옥내에 고전력 증폭기를 안테나 송신단에 연결하고, 상기 옥내에 저잡음 증폭기를 안테나 수신단에 각각 연결하여 구성되며, 고전력 증폭기에서는 송신 전력을 증폭하는 역할을 하며, 저잡음 증폭기는 수신 신호를 증폭하는 역할을 한다.

첨부한 도면 도 1은 상기와 같은 구성으로 이루어지는 일반적인 이동통신 시스템의 기지국의 구성을 보인 블럭도이다.

도시된 바와 같이, 옥외에 설치되는 안테나(31)(32)(33)와, 옥내에 설치되는 송수신 필터 및 잡음 증폭기(21)와, 고출력 증폭기(22)와, 잡음 발생기(23)와, 트랜시버 셀프(24)와, GPS수신기(25)와, 디지털 셀프(26)와, 기지국 제어기(27)와, 고장진단 감시장치(28)로 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 일반적인 기지국 장치는, 순방향 링크시 트랜시버 셀프(24)에서 출력되는 송신 신호는 고출력 증폭기(22)에서 증폭된 후, 송/수신 필터 및 저잡음 증폭기(21)내의 송신 필터를 거쳐 옥외에 설치된 송신 안테나(31)를 통해 송신된다.

아울러 역방향 링크는 옥외에 설치된 수신 안테나(32)(33)를 통해 수신되고, 그 수신된 신호는 옥내의 송/수신 필터 및 저잡음 증폭기(21)내의 수신 필터를 거친 후 저잡음 증폭기(21)에서 소정 레벨로 증폭된 후 상기 트랜시버 셀프(24)에 전달된다.

이와 같이 동작되는 이동통신 시스템의 기지국을 관리함에 있어서, 송신 및 수신 경로상의 각 시스템이 제대로 동작하는지의 여부를 검사하고, 기지국의 출력을 최적으로 제어하기 위해서는 기지국에서의 송신 또는 수신출력의 전력 측정이 선행되어야 한다. 송/수신 출력을 측정하기 위해서는 송신출력 전력을 안테나 급전선에 위치한 방향성 결합기(Directional Coupler)를 이용하여 측정하거나, 다른 신호를 유기하여 트랜시버 셀프의 다음단에서 측정하는 방법을 사용하였다.

그러나 상기한 종래의 기지국은 출력을 측정하기 위해 그 내부에 전력 검출기와 같은 복잡한 측정 시스템을 설치해야만 하는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 단말기와 BTRU(Base Station Test & RF MonitoringUnit)및 BTCA(Base Station Controlling Assembly)를 이용하여 단말기의 정보를 읽어들이고 손실값과 가변 감쇄값을 고려하여 상기 값들을 산술적으로 계산함으로써, 기지국의 내부에 전력 검출기를 따로 구비하지 않고도 기지국의 출력 유무 및 그 정도, 그리고 수신 감도를 측정할 수 있도록 한 이동통신 시스템의 기지국 출력 및 수신 감도 측정 방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 이동통신 시스템의 기지국 출력 측정 방법은,

BTRU의 RF입력단자에 단말기의 라디오 주파수(RF)를 연결하여 단말기의 RF신호를 BTRU에 직접 입력하는 단계와;

단말기와 기지국을 유선 연결한 상태에서 실제 이동통신 환경에서와 같은 공중 인터페이스 손실(Air Interface Loss)을 인위적으로 부과하는 단계와;

BTCA(제어 어셈블리: Base Station Tranciever Assembly)로 읽어들인 단말기의 수신 감도값과 공중 인터페이스값을 감산하여 기지국의 출력을 산출하는 단계를 수행함을 방법적 구성상의 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 이동통신 시스템기지국의 수신 감도 측정 방법은,

BTRU의 RF입력단자에 단말기의 라디오 주파수(RF)를 연결하여 단말기의 RF신호를 BTRU에 직접 입력하는 단계와;

단말기와 기지국을 유선 연결한 상태에서 실제 이동통신 환경에서와 같은 공중 인터페이스 손실(Air Interface Loss)을 인위적으로 부과하는 단계와;

기지국이 수신한 데이터의 프레임 에러율(FER: Frame Error Rate)이 소정값(%) 이하가 되도록 가변 감쇄기를 조절하여 그 값을 구하는 단계와;

상기 단말기의 출력(Power)값과 공중 인터페이스 값 및 가변 감쇄값을 합하여 기지국의 수신 감도를 산출하는 단계를 수행함을 그 방법적 구성상의 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 이동통신 시스템 기지국의 구성을 보인 블럭도이고,

도 2는 본 발명이 적용되는 기지국의 출력 및 수신 감도를 측정하기 위한 장치의 블록 구성도이고,

도 3은 도 2내 BTRU에서 공중 인터페이스 손실을 부과하는 부분의 블록도이고,

도 4는 본 발명에 따른 이동통신 시스템의 기지국 출력 측정 방법을 보인 흐름도이고,

도 5는 본 발명에 따른 이동통신 시스템 기지국의 수신 감도 측정 방법을 보인 흐름도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

20: BTRU(Base Station Test & RF Monitoring Unit)

12: BTCA(Base Station Tranciever Controlling Assembly)

55: 가변 감쇄기(Variable Attenuator)

이하, 본 발명에 의한 이동통신 시스템의 기지국 출력 및 수신 감도 측정 방법에 대하여 첨부한 도면에 의거 상세하게 살펴보기로 한다.

도 2는 본 발명이 적용되는 기지국 출력 측정 및 수신 감도를 측정하기 위한 장치의 블록 구성도이다.

도시된 바와 같이, 기지국 시험 장치인 BDTU(20)는 크게 기지국의 라디오주파수(RF)를 모니터링하는 BTRU(Base Station Test & RF Monitoring Unit)(10)와, 단말기의 디지탈 신호를 직접 주입받고 단말기의 정보를 읽어들이는 BTCA(12)로 구성되어 있다.

여기서 BDTU(20)는 기지국(Base Transceiver Station; BTS)의 출력 파워(power)를 측정하거나 기지국 안테나를 진단하고, 일반 가입자와 같은 디지털 단말기를 구비하여, 이 시험용 단말기와 기지국의 상태를 진단하는 장치이다. 본 발명에서는 내부에 구비된 BTRU와 BTCA(제어 어셈블리)로 시험용 단말기의 정보를 읽어들여 기지국의 출력과 수신 감도를 측정하게 된다.

상기 BDTU(20)내부의 구성 유니트(Unit)이면서 그 본체에 단말기(13)를 직접 장착하는 BTRU(10)는 외부에 TxFα(10-1)와 TxFβ(10-2)를 포함한 다수개의 포트를 구비하고 있으며, 본체의 RF 입력 단자(10)로부터 단말기(13)의 라디오주파수(RF)를 직접 주입받아서 단말기의 상태를 시험하게 되고, TxFα(10-1)와 TxFβ(10-2)의 신호단자에 연결된 초단(FEU: Front End Unit)(15)을 통해서 단말기(16)의 RF신호 단자가 기지국과 연결되게 한다.

그리고, 상기 BTCA(제어 어셈블리: Base Station Tranciever Controlling Assembly)(12)는 BTRU(10)의 모든 정보를 상위블록인 기지국 관리장치(BSM)(14)에게 보고하고 기지국 관리장치(14)가 내리는 명령을 BTRU(10)에게 전달한다.

또한, BTCA(12)는 본 발명에 의하여 단말기와 연결되어 전원을 공급하는 한편, 단말기로부터 디지탈 신호를 직접 입력받고 단말기의 출력 및 수신 감도를 읽어들이게 된다. 이를 위해 BTCA(12)에는 진단 모니터링 소프트웨어(DM: Diagnostic Monitor)가 설치되어 있다.

상기에서 설명되지 않은 BTBB(11)는 BTRU(10)와 BTCA(12)사이에서 디지탈 신호를 처리하고 전원을 공급하는등 물리적 연결 기능과 함께 인터페이스 기능을 담당하고 있는 백보드(Back Board)이다.

그런데, 실제의 이동통신은 단말기와 기지국 사이가 무선으로 연결된 상태에서 데이터를 송수신하지만, 상기와 같은 구성은 단말기와 BTRU가 유선으로 연결되어 있기 때문에 실제 환경에서 기지국과 단말기가 송수신하는 도중에 일어날 수 있는 데이터의 손실이 유선 연결로 인하여 일어나지 않는다.

그러므로, 실제와 같은 단말기의 수신 감도 및 출력값을 얻기 위해서는 유선으로 연결된 단말기와 기지국 사이에 무선으로 인한 손실을 인위적으로 부과해 주어야 한다.

도 3은 도 2내 BTRU에서 공중 인터페이스 손실을 부과하는 부분의 블록도이다.

도시된 바와 같이 기지국(16)의 초단(FEU)(15)을 통하여 신호가 연결되는 단자인 TxFα,TxFβ,TxFγ에 직접 연결되어 기지국의 섹터별로 이동통신 호를 스위칭하는 세 개의 2:1 스위치(51)와, 상기 2:1 스위치와 연결되어 안테나 진단을 하기 위한 안테나 진단회로(52)와, 세 개의 2:1 스위치 출력을 단일 출력으로 합치는 기능을 하는 결합기(Combiner)(53)와 하나의 안테나를 송신과 수신에 공동으로 사용하기 위한 듀플렉서(54) 및 단말기의 RF신호레벨을 감쇄기키는 31.5dB의 가변감쇄기(Variable Attenuator)(55)로 구성되어 있다.

상기와 같은 구성에 의하여 무선환경에서와 같은 공중 인터페이스 손실이 부과된다. 즉, 단말기(13)과 기지국(16)이 유선 연결된 상태에서 단말기의 라디오주파수(RF)를 직접 주입받는 대신에, 상기 도 3과 같은 구성으로써 실제 무선환경에서의 손실을 인위적으로 부과하고 있는 것이다.

따라서, 공중 인터페이스 손실(Air Interface Loss)은 단말기(13)에서 기지국 FEU(초단: Front End Unit)(15)단의 커플러(Coupler)까지가 된다. 여기서 커플러(Coupler)는 FEU단내에 존재하며 이동 통신 신호를 커플링하는 역할을 하는 장치이다.

그리고 상기 가변 감쇄기(Variable Attenuator)(55)는 그 값에 따라 기지국이 수신한 데이터의 프레임 에러율(FER: Frame Error Rate)이 달라지게 되므로, 일정 허용치 내의 에러율이 나오도록 가변 감쇄기를 조작하여 그 값을 조절한다.

도 4는 본 발명에 따른 이동통신 시스템의 기지국 출력 측정 방법을 보인 흐름도이다.

먼저, S11 단계에서 단말기를 BTRU에 장착한다. 즉, 단말기의 라디오 주파수(RF)를 BTRU의 RF입력단자에 연결하고, 단말기의 디지털 신호는 BTCA에 연결한다.

이어, S13 단계에서는 상기 도 3에서 보인 BTRU내의 회로에 의하여 무선 환경과 동일한 공중 인터페이스 손실이 부과된다.

이어, 진단 모니터링 소프트웨어(DM: Diagnostic Monitor)가 설치되어 있는 BTCA로부터 단말기의 수신 감도를 읽어들여 단말기 수신 감도와 공중 인터페이스 손실(Air Interface Loss)값과의 차로써 기지국의 출력을 계산한다. 이를 수식으로 나타내면 다음과 같다.

기지국 출력 = 단말기 수신 감도 - 공중 인터페이스 손실

상기 수식을 부연 설명하면, 실제 이동통신 환경에서의 순방향 링크, 즉 기지국에서 단말기로 데이터를 보낼때는 기지국의 출력에 무선으로 인한 손실값이 부가되기 때문에 단말기가 수신할때는 기지국의 출력에 무선에 의한 공중 인터페이스 손실값이 더해져서 수신하게 된다. 따라서 기지국의 출력을 계산하려면, 단말기의 수신 감도값에서 공중 인터페이스 손실값을 제하는 것이다.

도 5는 본 발명에 따른 이동통신 시스템 기지국의 수신 감도 측정 방법을 보인 흐름도이다.

먼저, S11 단계에서 단말기를 BTRU에 장착하고, S13 단계에서는 단말기와 기지국 사이에 무선 환경과 동일한 공중 인터페이스 손실이 부과된다. 이상은 도 4에서의 기지국의 출력값을 구하는 방법과 동일하다.

다음으로 S115 단계에서 기지국의 수신 감도를 구하기 위해 31.5dB의 가변 감쇄기를 조절한다.

이어, S117 단계에서는 상기 S115 단계에서 가변 감쇄기를 가변시켰을때 기지국이 수신한 데이터의 프레임 에러율(FER)이 1% 이하인지를 판단한다.

이어, 상기 S117 단계의 판단결과, 프레임 에러율(FER)이 1%이하이면 기지국의 수신 감도를 계산하고(S119), 그렇지 않으면 프레임 에러율이 1%이하가 될때까지 계속 가변 감쇄기를 가변시킨다.

상기 S119 단계에서, 기지국이 수신한 데이터의 프레임 에러율(FER)이 1%를 넘지 않을때의 가변 감쇄값과 단말기 출력값과 공중 인터페이스 손실값(Air Interface Loss)과의 합으로써 기지국의 수신 감도를 계산한다. 단, 단말기 출력의 경우 단말기의 전원(Power Control)을 끌때 단말기에서 나가는 일정한 출력을 이용하게 된다.

상기한 설명을 수식으로 나타내면 다음과 같다.

기지국 수신 감도 = 단말기 출력(Power) + 공중 인터페이스 손실 + 가변 감쇄값

상기 수식을 부연 설명하면, 실제 이동통신 환경에서의 역방향 링크, 즉 단말기에서 기지국으로 출력을 보낼때는 단말기의 출력에 무선으로 인한 손실값이 부가되기 때문에 기지국이 수신할때는 단말기의 출력에 무선에 의한 공중 인터페이스 손실값이 더해져서 수신하게 된다. 여기에 기지국은 수신하는 데이터의 프레임 에러율(FER)이 일정 범위 이내여야 하므로 프레임 에러율(FER)이 1% 이하일 때의 가변 감쇄값을 더하게 되고 따라서 기지국의 출력을 계산하려면, 단말기의 출력값에 공중 인터페이스 손실값과 가변 감쇄값을 더하는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 이동통신 시스템의 기지국 출력 및 수신 감도 측정 방법은, 기지국 시험 장치를 가리키는 BDTU(BTS Diagnostic Test Unit)의 구성 유니트(Unit)인 BTRU(Base Station Test & RF Monitoring Unit)에 장착한 단말기의 정보를 이용하여 그 값들을 산술적으로 계산함으로써, 기지국의 내부에 전력 검출기를 따로 구비하지 않고도 기지국의 출력 유무 및 그 정도, 그리고 수신 감도를 측정할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 기지국 시험기(BDTU) 내에 BTRU와 BTCA(제어 어셈블리)및 단말기를 구비한 이동통신 시스템의 기지국 출력 측정 방법에 있어서,

   BTRU의 RF입력단자에 단말기의 라디오 주파수(RF)를 연결하여 단말기의 RF신호를 BTRU에 직접 입력하는 단계와;

   단말기와 기지국을 유선 연결한 상태에서 실제 이동통신 환경에서의 공중 인터페이스 손실(Air Interface Loss)을 인위적으로 부과하는 단계와;

   BTCA(제어 어셈블리)로 읽어들인 단말기의 수신 감도값과 공중 인터페이스값을 감산하여 기지국의 출력을 산출하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 기지국 출력 측정 방법.
2. 기지국 시험기(BDTU) 내에 BTRU와 BTCA(제어 어셈블리)및 단말기를 구비한 이동통신 시스템 기지국의 수신 감도 측정 방법에 있어서,

   BTRU의 RF입력단자에 단말기의 라디오 주파수(RF)를 연결하여 단말기의 RF신호를 BTRU에 직접 입력하는 단계와;

   단말기와 기지국을 유선 연결한 상태에서 실제 이동통신 환경에서의 공중 인터페이스 손실(Air Interface Loss)을 인위적으로 부과하는 단계와;

   기지국이 수신한 데이터의 프레임 에러율(FER: Frame Error Rate)이소정값(%)이하가 되도록 가변 감쇄기를 조절하여 그 값을 구하는 단계와;

   단말기의 출력(Power)값과 공중 인터페이스 값 및 가변 감쇄값을 합하여 기지국의 수신 감도를 산출하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템 기지국의 수신 감도 측정 방법.