KR20020058989A - 두 개의 안테나를 채용하여 간섭제거기능을 제공하는간이형 통신 보드 테스트용 장치 및 방법 - Google Patents

두 개의 안테나를 채용하여 간섭제거기능을 제공하는간이형 통신 보드 테스트용 장치 및 방법 Download PDF

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본 발명의 두 개의 안테나를 채용하여 간섭제거기능을 제공하는 간이형 통신 보드 테스트 장치는, 제1 안테나(A1)를 통해 입사되는 제1 수신 RF 신호와 제2 안테나(A2)를 통해 입사되는 제2 수신 RF 신호를 합성하는 RF 신호합성수단; 상기 제1 및 제2 안테나(A1, A2)들을 통하여 입사된 고주파(RF : Radio Frequency)신호를 중간주파(IF : Intermediate Frequency)신호로 변환하는 다운 컨버팅수단; 상기 다운 컨버팅수단으로부터 출력된 중간주파수의 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하는 A/D 컨버팅수단; 상기 A/D 컨버팅수단으로부터 출력된 신호를 입력받아 기저대역에서 처리가 가능하도록 필터링하고 상기 제2 안테나(A2)에 입사되는 제2 수신 RF 신호에 위상변화를 가하거나 제2수신RF신호처리수단의 모드변화를 위한 제어신호를 발생시키는 기저대역 처리수단; 및 상기 기저대역 처리수단의 제어신호에 따라 상기 제2 안테나(A2)에 입사되는 제2 수신 RF 신호를 처리하는 상기 제2수신RF신호처리수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

두 개의 안테나를 채용하여 간섭제거기능을 제공하는 간이형 통신 보드 테스트용 장치 및 방법{Simplified interference exclusion apparatus with double antennas testing a telecommunication board and its method}
본 발명은 통신보드에 대한 필드 테스트시 다양한 무선통신환경(예컨대, 채널조건 등)에 대한 실험이 가능하도록 하기 위해, 신호 대 간섭비를 크게 변화시킬 수 있도록 두 개의 안테나를 채용하여 간섭제거기능을 제공하는 간이형 통신 보드 테스트 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 하나의 안테나를 채용하고 있는 무선수신시스템 환경하에서는 지향성의 변화나 RF단에서의 간섭제거가 원할하지 못하다는 한계가 있다.
그래서, 여러 개의 안테나를 일정하게 배열시켜 각 안테나에서 방사되는 전력이 특정한 방향으로는 보강간섭이 일어나게 하고, 다른 방향으로는 상쇄간섭이 일어나게 하여 결국에는 원하는 방향으로 방사패턴의 지향성을 증가시키고 고주파단에서 간섭을 제거하는데 용이한 배열안테나를 이용하였다.
대표적인 예로 스마트 안테나를 둘 수 있는데, 이러한 환경을 제공하기 위해서는 근본적으로 RF단을 그 성능에 비례하여 병렬적으로 복잡하게 구성하여야 한다는 단점과, 기저대역 역시 그 복잡도가 크게 증가된다는 단점을 가지고 있었다.
물론, 기저대역의 프로세서를 스마트 안테나 전용으로 교체해야 한다는 점도테스트용 보드 제작시의 어려움이 존재할 뿐만 아니라, 테스트용 통신 장비를 개발함에 있어서 상기한 바와 같은 복잡한 구조의 스마트 안테나를 사용한다는 것 자체가 대단히 비경제적이라는 단점을 내포한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 단 두 개의 안테나 만을 채용하여 간섭제거기능을 제공함으로써 실험 대상 통신 보드에 대해 다양한 무선통신환경에서의 실험이 가능하도록 신호 대 간섭비(SIR : Signal Interference Ratio)를 크게 변화시키는 간이형 통신 보드 테스트 장치 및 방법을 제공함을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 두 개의 안테나를 채용하여 간섭제거기능을 제공하는 간이형 통신보드테스트장치의 구성예시도,
도 2는 본 발명에 따른 간이형 통신보드테스트장치에 채용되는 두 안테나 사이의 거리 설정 예시도,
도 3은 본 발명에 따른 간이형 통신보드테스트장치의 수신신호 성상도를 설명하기 위한 개념도,
도 4 및 도 5는 상기 도 3의 간이형 통신보드테스트장치가 바이패스모드로 동작시 위상지연값의 변화에 따른 신호성상도 변화를 설명하기 위한 개념도,
도 6은 상기 도 3의 간이형 통신보드테스트장치가 인버팅모드로 동작시의 시호성상도 변화를 설명하기 위한 개념도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
110 : RF 신호합성기 120 : 다운 컨버터
130 : A/D 컨버터 140 : 기저대역 처리기
150 : 제2수신RF신호처리기
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 두 개의 안테나를 채용하여 간섭제거기능을 제공하는 간이형 통신 보드 테스트 장치에 있어서, 제1 안테나(A1)를 통해 입사되는 제1 수신 RF 신호와 제2 안테나(A2)를 통해 입사되는 제2 수신 RF 신호를 합성하는 RF 신호합성수단; 상기 제1 및 제2 안테나(A1, A2)들을 통하여 입사된 고주파(RF : Radio Frequency)신호를 중간주파(IF : Intermediate Frequency)신호로 변환하는 다운 컨버팅수단; 상기 다운 컨버팅수단으로부터 출력된 중간주파수의 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하는 A/D 컨버팅수단; 상기 A/D 컨버팅수단으로부터 출력된 신호를 입력받아 기저대역에서 처리가 가능하도록 필터링하고상기 제2 안테나(A2)에 입사되는 제2 수신 RF 신호에 위상변화를 가하거나 제2수신RF신호처리수단의 모드변화를 위한 제어신호를 발생시키는 기저대역 처리수단; 및 상기 기저대역 처리수단의 제어신호에 따라 상기 제2 안테나(A2)에 입사되는 제2 수신 RF 신호를 처리하는 상기 제2수신RF신호처리수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 본 발명의 상기 기저대역처리수단의 제어신호에 따라 상기 제2수신RF신호처리수단은 상기 제2 안테나(A2)를 통해 입사되는 제2 수신 RF 신호를 바이패스시키거나 인버팅하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 두 개의 안테나를 사용한 간이형 통신 보드 테스트용 간섭 제거방법은 제1 안테나(A1)를 통해 입사되는 제1 수신 RF 신호와 제2 안테나(A2)를 통해 입사되는 제2 수신 RF 신호를 합성하는 단계; 상기 제1 및 제2 안테나(A1, A2)들을 통하여 입사된 고주파(RF : Radio Frequency)신호를 중간주파(IF : Intermediate Frequency)신호로 변환하는 단계; 상기 중간주파수의 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하는 단계; 상기 디지털신호를 입력받아 기저대역에서 처리가 가능하도록 필터링하고 상기 제2 안테나(A2)에 입사되는 제2 수신 RF 신호의 위상변화를 가하기 위하여 제어신호를 발생시키는 단계; 및 상기 제어신호에 따라 상기 제2 안테나(A2)를 통해 입사되는 제2 수신 RF 신호를 바이패스하거나 인버팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 도면을 참조하여 두 개의 안테나를 채용하여 간섭제거기능을 제공하는 간이형 통신 보드 테스트 장치 및 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 두 개의 안테나를 채용하여 간섭제거기능을 제공하는 간이형통신보드테스트장치의 구성예시도이다.
제1 안테나(A1)를 통해 입사되는 고주파(RF : Radio Frequency)의 제1 RF 신호와 제2 안테나(A2)를 통해 입사되는 고주파(RF : Radio Frequency)의 제2 RF 신호가 RF 신호합성기(110)에서 합성되고, 상기 RF 신호합성기(110)에서 출력된 고주파의 신호를 다운 컨버터(120)에서는 중간주파수(IF : Intermediate Frequency)로 변환하며, A/D 컨버터(130)는 상기 다운 컨버터(120)로부터 출력된 상기 변환된 중간주파수의 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하고, 기저대역 처리기(140)는 상기 A/D 컨버터(130)로부터 출력된 상기 디지털신호를 입력받아 기저대역에서 처리가 가능하도록 필터링하는 한편 제2 안테나(A2)에 입사되는 제2 수신 RF 신호의 위상변화를 가하거나 제2수신RF신호처리수단의 모드변화를 위한 제어신호를 만든다. 이 때, 제2수신RF신호처리기(150)는 상기 기저대역처리기(140)에서 생성된 제어신호에 따라 제2 안테나(A2)에 입사되는 제2 수신 RF 신호를 인버팅할 수도 있고, 바이패스할 수도 있다.
도 2는 본 발명에 따른 간이형 통신보드테스트장치에 채용되는 두 안테나 사이의 거리 설정 예시도이다,
상기 제1 및 제2의 안테나에 입사되는 신호의 파장을라 할 때, 상기 제1 및 제2 안테나 사이의 거리를로 위치시키고, 기지국이나 중계국이 안테나 사이의 거리에 비해서 매우 멀기 때문에 들어오는 입사파를 평면파로 가정하며, 이 때입사각을라 정하고, 제1 안테나 A1와 제2 안테나 A2에 입사되어 상기 RF 합성기(110)를 통과하는 신호를 계산하면 다음과 같다.
상기 제1 안테나 A1에 입사되는 제1 수신 RF 신호를 y0(t), 상기 제2 안테나 A2에 입사되는 제2 수신 RF 신호를 y1(t)라 하면, 상기 제2 안테나 A2에 입사되는 제2 수신 RF 신호 y1(t)는 상기 제1 안테나 A1의 제1 수신 RF 신호보다 위상지연 및 시간지연이 있으므로 수학식 1과 같다.
수학식 1의 위상지연는 아래 수학식 2의 시간지연를 수학식3에 대입함으로써 유도된다.
그러므로, 상기 제2 안테나 A2에 입사되는 제2 수신 RF 신호가 상기 기저대역수신기(14)에서의 제어신호에 따라 바이패스되는 경우에 상기 RF 신호합성기(110)의 출력단에서 출력되는 신호 pB(t)와 제2 안테나 A2에 입사되는제2 수신 RF 신호가 상기 기저대역수신기(14)에서의 제어신호에 따라 인버팅되는 경우에 상기 RF 신호합성기(110)의 출력단에서 출력되는 신호 pI(t)는 각각 수학식 4와 수학식 5와 같다.
상기 수학식 4와 수학식5로부터 위상지연는 바이패스의 경우이 되고, 인버팅의 경우가 된다.
위의 경우들에 대하여 동작을 설명하면 다음과 같다.
우선 바이패스되는 경우에 대하여 설명하기로 한다. 도 4 및 도 5는 상기 도 3의 간이형 통신보드테스트장치가 바이패스모드로 동작시 위상지연값의 변화에 따른 신호성상도 변화를 설명하기 위한 개념도이다. 여기서는, 제1 안테나 A1에서 수신된 신호의 위상 오프셋을 기준으로 하므로 이 값은 0으로 한다.
입사되는 신호의 위상이 랜덤하다고 가정할 때, 위상지연가 49o보다 작거나 -49o보다 큰 경우에는 랜덤 가정의 간섭보다 평균수신전력이 상대적으로 크게 되고, 그 이외의 경우에는 랜덤 가정의 간섭보다 평균수신전력이 상대적으로 작게된다. 여기서, 도 3의 굵은 실선 부분은 신호와 간섭이 다 같이 입사될 수 있는 범위이고, 도 4와 도5의 굵은 실선 부분은 신호가 입사될 수 있는 범위이다. 결국, 평균 수신 전력을 비교하여 볼 때, 도 3에서의 평균전력보다는 도 4에서의 평균전력이 더 높고, 도 5에서의 평균전력이 가장 낮다.
그러나, 도 5의 경우 상기 제2수신RF신호처리기(150)에서 제2 안테나 A2로 입사되는 제2 수신 RF 신호를 바이패스시키지 않고 인버팅하게 되면 도 6과 같은 신호의 성상도로 바뀌게 되고, 이 때의 평균전력을 위에서의 방식에 따라 계산하여 보면 하나의 안테나를 사용하는 경우보다 신호대 간섭비가 더 향상됨을 알 수 있다. 구체적으로 수식적 계산에 의하면 하나의 안테나를 사용하는 경우보다 신호대 간섭비가 1.9dB 정도 향상된다.
여기서, 제시한 위상각49는 고정된 값이 아니며, 통신 보드의 테스트를 위하여 조절 가능한 값이다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지로 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.
상기와 같은 구성 및 작용에 따라 본 발명은 하나의 안테나를 사용할 때보다 더욱 우수한 신호 대 잡음비의 성능을 갖고, 기저대역이나 RF 대역에서의 계산이간단하므로 복잡한 회로를 사용하지 않아도 되는 효과가 있다.
또한, 복잡한 구조의 배열 안테나를 채용할 필요없이 단순화된 시험 장치 구조로서도 충분한 필드 테스트가 가능하도록 할 뿐만 아니라 기저대역의 처리 구조를 크게 변화시키지 않도록 하면서도 간섭 제거가 용이하도록 함으로써 통신 칩이나 보드의 테스트 작업에 소요되는 시간이나 비용을 현저하게 절감시키는 우수한 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 제1 안테나(A1)를 통해 입사되는 제1 수신 RF 신호와 제2 안테나(A2)를 통해 입사되는 제2 수신 RF 신호를 합성하는 RF 신호합성수단;
    상기 제1 및 제2 안테나(A1, A2)들을 통하여 입사된 고주파(RF : Radio Frequency)신호를 중간주파(IF : Intermediate Frequency)신호로 변환하는 다운 컨버팅수단;
    상기 다운 컨버팅수단으로부터 출력된 중간주파수의 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하는 A/D 컨버팅수단;
    상기 A/D 컨버팅수단으로부터 출력된 신호를 입력받아 기저대역에서 처리가 가능하도록 필터링하고 상기 제2 안테나(A2)에 입사되는 제2 수신 RF 신호에 위상변화를 가하거나 제2수신RF신호처리수단의 모드변화를 위한 제어신호를 발생시키는 기저대역 처리수단; 및
    상기 기저대역 처리수단의 제어신호에 따라 상기 제2 안테나(A2)에 입사되는 제2 수신 RF 신호를 처리하는 상기 제2수신RF신호처리수단
    을 포함하여 구성된 두 개의 안테나를 채용하여 간섭제거기능을 제공하는 간이형 통신 보드 테스트 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기저대역처리수단의 제어신호에 따라 상기 제2수신RF신호처리수단은 상기 제2 안테나(A2)를 통해 입사되는 제2 수신 RF 신호를 바이패스시키거나 인버팅하는 것을 특징으로 하는 두 개의 안테나를 채용하여 간섭제거기능을 제공하는 간이형 통신 보드 테스트 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 기저대역처리수단은 상기 제2 안테나(A2)를 통해 입사되는 제2 수신 RF 신호의 위상지연이 49도보다 작거나 -49도보다 큰 경우 상기 제2 안테나(A2)에 입사된 RF 신호를 바이패스시키는 제어신호를 상기 제2수신RF신호처리수단에 보내는 것을 특징으로 하는 두 개의 안테나를 채용하여 간섭제거기능을 제공하는 간이형 통신 보드 테스트 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 기저대역처리수단은 상기 제2 안테나(A2)를 통해 입사되는 제2 수신 RF 신호의 위상지연이 49도보다 크거나 -49도보다 작은 경우 상기 제2 안테나(A2)에 입사된 제2 수신 RF 신호를 인버팅시키는 제어신호를 상기 제2수신RF신호처리수단에 보내는 것을 특징으로 하는 두 개의 안테나를 채용하여 간섭제거기능을 제공하는 간이형 통신 보드 테스트 장치.
  5. 제1 안테나(A1)를 통해 입사되는 제1 수신 RF 신호와 제2 안테나(A2)를 통해 입사되는 제2 수신 RF 신호를 합성하는 제 1 단계;
    상기 제1 및 제2 안테나(A1, A2)들을 통하여 입사된 고주파(RF : Radio Frequency)신호를 중간주파수(IF : Intermediate Frequency)로 변환하는 제 2 단계;
    상기 중간주파수의 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하는 제 3 단계;
    상기 디지털신호를 입력받아 기저대역에서 처리가 가능하도록 필터링하고 상기 제2 안테나(A2)에 입사되는 제2 수신 RF 신호의 위상변화를 가하거나 제2수신RF신호처리수단의 모드변화를 위한 제어신호를 발생시키는 제 4 단계; 및
    상기 제어신호에 따라 상기 제2 안테나(A2)를 통해 입사되는 제2 수신 RF 신호를 바이패스하거나 인버팅하는 제 5 단계
    를 포함하여 구성된 두 개의 안테나를 채용하여 간섭제거기능을 제공하는 간이형 통신 보드 테스트 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 4 단계는,
    상기 제2 안테나(A2)를 통해 입사되는 제2 수신 RF 신호의 위상지연이 49도보다 작거나 -49도보다 큰 경우 상기 제2 안테나(A2)에 입사된 제2 수신 RF 신호를바이패스시키는 제어신호를 생성하는 제 6 단계
    를 포함하여 구성된 두 개의 안테나를 채용하여 간섭제거기능을 제공하는 간이형 통신 보드 테스트 방법.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 제 4 단계는,
    상기 제2 안테나(A2)를 통해 입사되는 제2 수신 RF 신호의 위상지연이 49도보다 크거나 -49도보다 작은 경우 상기 제2 안테나(A2)에 입사된 제2 수신 RF 신호를 인버팅시키는 제어신호를 생성하는 제 6 단계
    를 포함하여 구성된 두 개의 안테나를 채용하여 간섭제거기능을 제공하는 간이형 통신 보드 테스트 방법.
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