KR20040085359A - Power Detector and Detecting Method using Digital Signal Processing - Google Patents

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KR20040085359A KR1020030020013A KR20030020013A KR20040085359A KR 20040085359 A KR20040085359 A KR 20040085359A KR 1020030020013 A KR1020030020013 A KR 1020030020013A KR 20030020013 A KR20030020013 A KR 20030020013A KR 20040085359 A KR20040085359 A KR 20040085359A
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Abstract

PURPOSE: A power detector by using a digital signal processing and a method for measuring the same are provided to exactly measure the power of the reception signal and the voltage standing wave ratio(VSWR) of the antenna without changing the characteristics due to the temperature change. CONSTITUTION: A power detector by using a digital signal processing includes an analog down conversion module(221), a digital power detector module(222) and a power detector control module(223). The analog down conversion module(221) translates the received radio frequency(RF) signal to an intermediate frequency(IF) bandwidth. The digital power detector module(222) converts the translated analog signal of IF bandwidth into a digital signal, translates the digital signal into baseband and measures the power of the digital signal. And, the power detector control module(223) controls the analog down conversion module(221) and the digital power detector module(222), calculates the power and the VSWR of the signal based on the output value of the digital power detector module(222) by using the digital signal process and analyzes the characteristics for each frequency bandwidth.

Description

디지털 신호 처리를 이용한 전력 측정기 및 그 측정 방법{Power Detector and Detecting Method using Digital Signal Processing}Power detector using digital signal processing and its measuring method {Power Detector and Detecting Method using Digital Signal Processing}

본 발명은 디지털 신호 처리(Digital Signal Processing, DSP)를 이용한 전력 측정기 및 그 측정 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디지털 신호 처리를 이용함으로써 온도 변화에 따른 특성 변화없이 정밀하게 전력 및 정재파비(Voltage Standing Wave Ratio, VSWR)를 측정할 수 있는 전력 측정기 및 그 측정 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.The present invention relates to a power meter using digital signal processing (DSP), a measuring method thereof, and a computer-readable recording medium for realizing the method. Regarding a power meter capable of accurately measuring power and standing standing wave ratio (VSWR) without changing characteristics according to the change, and a measurement method thereof and a computer-readable recording medium recording a program for realizing the method. will be.

일반적으로 이동 통신 시스템의 기지국 또는 중계 장치에서는 전력을 제어하기 위하여 이동 단말기가 송신한 신호의 전력을 측정한다. 즉, 기지국 또는 중계 장치에서 측정된 이동 단말기의 전력이 작다면 더 큰 전력을 요구하며, 측정된 이동 단말기의 전력이 크다면 전력을 줄이도록 요구한다.In general, the base station or the relay device of the mobile communication system measures the power of the signal transmitted by the mobile terminal in order to control the power. That is, if the power of the mobile terminal measured at the base station or the relay device is small, more power is required, and if the measured power of the mobile terminal is large, the power is required to be reduced.

상기와 같이 기지국 또는 중계 장치에서 전력 제어를 하기 위해서는 이동 단말기에서 송신한 신호에 대한 전력을 정확히 측정하여야 하며 이러한 역할을 하는 것이 전력 측정기(Power Detector, PD)이다.In order to control power in the base station or the relay device as described above, the power of the signal transmitted from the mobile terminal must be accurately measured, and this role is a power detector (PD).

도 1 은 종래 기술에 따른 전력 측정기가 적용된 기지국에 대한 구성일예시도이다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 이동 단말기로부터 전송된 신호는 방향성 결합부(110)에 의해 정재파비를 측정하기 위한 부분(120)과 수신 전력을 측정하기 위한 부분(130)의 양방향으로 분배된다.1 is an exemplary configuration diagram of a base station to which a power meter according to the prior art is applied. As shown in FIG. 1, the signal transmitted from the mobile terminal is distributed in both directions by the directional coupler 110 between the portion 120 for measuring the standing wave ratio and the portion 130 for measuring the received power.

정재파비를 측정하기 위한 부분(120)은, 신호의 세기를 신호 처리하기에 적당한 세기로 감쇄시키기 위한 고정 감쇄기(121), 상기 감쇄된 신호를 증폭하기 위한 증폭기(122), 상기 증폭된 신호의 전력을 전압으로 변환하기 위한 검출기(123) 및 상기 전압으로 변환된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 아날로그-디지털 변환기(124)로 구성된다.The portion 120 for measuring the standing wave ratio includes: a fixed attenuator 121 for attenuating the signal strength to an appropriate intensity for signal processing; an amplifier 122 for amplifying the attenuated signal; And a detector 123 for converting power into a voltage and an analog-digital converter 124 for converting the analog signal converted to the voltage into a digital signal.

한편, 신호의 전력을 측정하기 위한 부분(130)은, 신호의 세기를 신호 처리하기에 적당한 세기로 감쇄시키기 위한 고정 감쇄기(131), 상기 감쇄된 신호의 전력을 전압으로 변환하기 위한 검출기(132) 및 상기 전압으로 변환된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 아날로그-디지털 변환기(133)로 이루어진다.On the other hand, the portion 130 for measuring the power of the signal includes a fixed attenuator 131 for attenuating the signal strength to an appropriate intensity for signal processing, and a detector 132 for converting the power of the attenuated signal into voltage. And an analog-digital converter 133 for converting the analog signal converted into the voltage into a digital signal.

그리고, 아날로그-디지털 변환기(124, 133)에 의해 디지털로 변환된 신호들은 제어기(140)로 입력되며, 제어기(140)에서는 상기 디지털로 변환된 신호들을 이용하여 수신 신호의 전력 및 정재파비의 계산이 이루어진다.In addition, the signals digitally converted by the analog-digital converters 124 and 133 are input to the controller 140, and the controller 140 calculates the power and standing wave ratio of the received signal using the digitally converted signals. This is done.

즉, 종래의 전력 측정기에서는 공중을 통해 전송된 RF(Radio Frequency) 신호를 기저 대역으로 하향 변환시키지 않은 상태에서 IC(Integrated Circuit)로 구현된 검출기(123, 132)를 이용하여 신호를 검출한 후 상기 검출된 신호를 디지털로 변환하여 전력을 측정하게 된다.That is, in the conventional power meter after detecting the signal using the detector (123, 132) implemented as an integrated circuit (IC) without down-converting the radio frequency (RF) signal transmitted through the air to the baseband The power is measured by converting the detected signal into digital.

그러나, IC는 온도 변화에 민감하기 때문에 종래의 전력 검출기 또한 온도 변화에 민감한 문제점이 있으며, 신호를 검출하는 단계가 아날로그 방식으로 이루어지므로 전력을 표현할 수 있는 해상도(resolution)가 낮아져서 전력을 정밀하게 측정할 수 없는 문제점이 있다.However, since ICs are sensitive to temperature changes, conventional power detectors are also sensitive to temperature changes, and since the step of detecting a signal is performed in an analog manner, the resolution capable of expressing power is lowered to accurately measure power. There is a problem that cannot be done.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 디지털 신호 처리를 이용함으로써 온도 변화에 따른 특성 변화없이 정밀하게 전력 및 정재파비(Voltage Standing Wave Ratio, VSWR)를 측정할 수 있는 전력 측정기 및 그 측정 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems, and a power meter capable of accurately measuring power and standing wave ratio (VSWR) without changing characteristics due to temperature change by using digital signal processing and its measurement It is an object of the present invention to provide a computer-readable recording medium storing a method and a program for realizing the method.

도 1 은 종래 기술에 따른 전력 측정기가 적용된 기지국에 대한 구성일예시도.1 is an exemplary configuration of a base station to which a power meter according to the prior art is applied.

도 2 는 본 발명에 따른 디지털 방식의 전력 측정기가 적용된 기지국에 대한 구성 블럭도.2 is a block diagram of a base station to which a digital power meter according to the present invention is applied;

도 3 은 도 2 의 아날로그 하향 변환기에 대한 일실시예 상세 구성도.3 is a detailed block diagram of an embodiment of the analog down converter of FIG. 2;

도 4 는 도 2 의 디지털 전력 검출부에 대한 일실시예 상세 구성도.4 is a detailed block diagram of an embodiment of the digital power detector of FIG.

도 5 는 도 4 의 신호 세기 측정기에 대한 일실시예 상세 구성도.FIG. 5 is a detailed block diagram of an embodiment of the signal strength meter of FIG. 4. FIG.

도 6 은 도 2 의 전력 측정기 제어부에서 이루어지는 제어 동작 과정, 전력 계산 과정 및 주파수 특성을 분석하는 과정에 대한 일실시예 상세 흐름도.FIG. 6 is a detailed flowchart illustrating a control operation process, a power calculation process, and a frequency analysis process performed in the power meter controller of FIG. 2.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

110 : 방향성 결합부(directional coupler)110: directional coupler

120, 310, 410 : 정재파비 측정을 위한 부분120, 310, 410: part for measuring standing wave ratio

130, 320, 420 : 수신 전력 측정을 위한 부분130, 320, 420: part for measuring received power

140 : 제어부 121, 131,312, 322 : 고정 감쇄기140: control unit 121, 131, 312, 322: fixed attenuator

122, 316 : 증폭기 123, 132 : 검출기122, 316: amplifiers 123, 132: detectors

124, 133, 411, 421 : 아날로그-디지털 변환기(Analog-Digital Convertor, ADC)124, 133, 411, 421: Analog-Digital Converter (ADC)

210 : 방향성 결합 수단210: directional coupling means

220 : 전력 검출 수단(Power Detector, PD)220: power detector (Power Detector, PD)

221 : 아날로그 하향 변환부(Analog Down Conversion Module, ADCM)221: Analog Down Conversion Module (ADCM)

222 : 디지털 전력 측정부(Digital Power Detector Module, DPDM)222: Digital Power Detector Module (DPDM)

223 : 전력 측정기 제어부(Power Detector Control Module, PDCM)223: Power Detector Control Module (PDCM)

230 : 모뎀 수단 또는 표시 수단230: modem means or display means

311, 313, 321, 323 : 대역 통과 여파기(Band Pass Filter, BPF)311, 313, 321, 323: Band Pass Filter (BPF)

314, 324, : 혼합기(mixer)314, 324,: mixer

315, 325 : 저역 통과 여파기(Low Pass Filter, LPF)315, 325: Low Pass Filter (LPF)

330 : 주파수 합성기330: frequency synthesizer

421, 422 : 수치 제어 발진기(Numercal Controled Oscillator, NCO)421, 422: Numercal Controlled Oscillator (NCO)

423 : 디지털 여파기(digital filter)423 digital filter

413, 424 : 신호 세기 측정기(Signal Strength Indicator, SSI)413, 424: Signal Strength Indicator (SSI)

510 : 루프 여파기(loop filter) 511 : 적분기(integrator)510 loop filter 511 integrator

512 : 루프 이득(loop gain) 513, 530 : 곱셈기512 loop gain 513, 530 multiplier

520 : 비교기(comparator) 521 : 임계값(threshold)520: comparator 521: threshold

522 : 덧셈기522: adder

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 기지국 또는 중계기에 적용되며 디지털 신호 처리(Digital Signal Processing, DSP)를 이용한 전력 측정기에 있어서, 수신된 RF(Radio Frequency) 신호를 중간 주파수(Intermediate Frequency, IF) 대역으로 하향 변환시키기 위한 아날로그 하향 변환 수단; 상기 하향 변환된 IF 대역의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한 후 기저 대역으로 하향 변환하여 하향 변환된 디지털 신호의 전력을 측정하기 위한 디지털 전력 측정 수단; 및 상기 아날로그 하향 변환 수단과 상기 디지털 전력 측정 수단을 제어하며, 디지털 신호처리를 이용하여 상기 디지털 전력 측정 수단의 출력값을 기초로 신호의 전력 및 정재파비를 계산하고 각 주파수 대역별로 특징을 분석하기 위한 전력 측정기 제어 수단을 포함한다.The apparatus of the present invention for achieving the above object is applied to a base station or a repeater, and in a power meter using a digital signal processing (Digital Signal Processing, DSP), the received RF (Radio Frequency) signal is an intermediate frequency (Intermediate Frequency, Analog downconverting means for downconverting to the IF) band; Digital power measurement means for converting the down-converted IF band analog signal into a digital signal and then down-converting to a base band to measure power of the down-converted digital signal; And controlling the analog downconverting means and the digital power measuring means, and calculating power and standing wave ratios of signals based on output values of the digital power measuring means using digital signal processing and analyzing characteristics for each frequency band. Power meter control means.

한편, 본 발명은, 기지국 또는 중계기에 적용되는 전력 측정기에서 전력을 측정하는 방법에 있어서, 수신된 RF(Radio Frequency) 신호를 중간 주파수(Intermediate Frequency, IF) 대역으로 하향 변환시키는 제 1 단계; 상기 하향 변환된 IF 대역의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 제 2 단계; 상기 디지털 신호로 변환된 IF 대역의 신호를 기저 대역으로 하향 변환하는 제 3 단계; 및 상기 기저 대역으로 하향 변환된 디지털 신호의 세기를 측정함으로써 상기 수신 신호의 전력 및 정재파비를 측정하는 제 4 단계를 포함한다.On the other hand, the present invention, a method for measuring power in a power meter applied to a base station or a repeater, the method comprising: a first step of converting the received radio frequency (RF) signal into an intermediate frequency (IF) band; Converting the down-converted IF band analog signal into a digital signal; A third step of down converting the IF band signal converted into the digital signal to a base band; And a fourth step of measuring power and standing wave ratio of the received signal by measuring the strength of the digital signal down-converted to the baseband.

한편, 본 발명은, 기지국 또는 중계기에 적용되며, 프로세서가 구비된 전력 측정기에, 수신된 RF(Radio Frequency) 신호를 중간 주파수(Intermediate Frequency, IF) 대역으로 하향 변환시키는 제 1 기능; 상기 하향 변환된 IF 대역의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 제 2 기능; 상기 디지털 신호로 변환된 IF 대역의 신호를 기저 대역으로 하향 변환하는 제 3 기능; 및 상기 기저 대역으로 하향 변환된 디지털 신호의 세기를 측정함으로써 상기 수신 신호의 전력 및 정재파비를 측정하는 제 4 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.On the other hand, the present invention, applied to a base station or a repeater, a power meter equipped with a processor, a first function for down-converting the received RF (Radio Frequency) signal to an intermediate frequency (IF) band; A second function of converting the down-converted IF band analog signal into a digital signal; A third function of down-converting a signal of the IF band converted to the digital signal to a base band; And a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for realizing a fourth function of measuring the power and standing wave ratio of the received signal by measuring the strength of the digital signal down-converted to the baseband.

상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2 는 본 발명에 따른 디지털 방식의 전력 측정기가 적용된 기지국에 대한 구성 블럭도로서, 이동 단말기로부터 전송된 신호는 방향성 결합 수단(210)에 의해 수신되어 전력 검출 수단(220)으로 입력된다. 전력 검출 수단(220)은 상기 입력된 수신 신호를 하향 변환하기 위한 아날로그 하향 변환부(Analog Down Conversion Module, ADCM, 221), 상기 하향 변환된 신호를 디지털로 변환한 후 신호의 전력을 측정하기 위한 디지털 전력 측정부(Digital Power Detector Module, DPDM, 222) 및 상기 측정된 신호의 전력을 이용하여 수신 신호의 전력 및 정재파비를 계산하고, 아날로그 하향 변환부(221) 및 디지털 전력 제어부(222)에서 필요한 제어 신호를 생성하기 위한 전력 측정기 제어부(Power Detector Control Module, PDCM, 223)를 포함한다. 그리고, 전력 검출 수단(220)에서 측정된 전력은 모뎀 수단 또는 표시 수단(230)으로 전송되어 변조되거나 디스플레이된다.2 is a block diagram of a base station to which a digital power meter according to the present invention is applied, and a signal transmitted from the mobile terminal is received by the directional combining means 210 and input to the power detecting means 220. The power detection unit 220 is an analog down conversion module (Analog Down Conversion Module, ADCM, 221) for down-converting the input received signal, for converting the down-converted signal to digital and then measuring the power of the signal. The power and standing wave ratio of the received signal is calculated using the digital power detector module (DPDM) 222 and the measured power of the signal, and the analog down converter 221 and the digital power controller 222 And a power detector control module (PDCM) 223 for generating a necessary control signal. Then, the power measured by the power detecting means 220 is transmitted to the modem means or the display means 230 to be modulated or displayed.

도 3 은 도 2 의 아날로그 하향 변환부에 대한 일실시예 상세 구성도이다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 적용되는 아날로그 하향 변환부(221)는 수신 신호의 정재파비를 측정하기 위한 부분(310)과 수신 신호의 전력을 측정하기 위한 부분(320)의 두 부분으로 크게 구별된다.FIG. 3 is a detailed block diagram illustrating an analog downconverter of FIG. 2. FIG. As shown in FIG. 3, the analog down-conversion unit 221 applied to the present invention includes two portions, a portion 310 for measuring the standing wave ratio of the received signal and a portion 320 for measuring the power of the received signal. Are largely distinguished.

우선, 수신 신호의 정재파비를 측정하기 위한 부분(310)은, 방향성 결합 수단(210)에 의해 수신된 신호에서 전력 증폭기(Power Amplifier, 이하 'PA'라 한다)가 지원하는 대역의 신호를 제외한 신호 성분을 제거하기 위한 대역 통과 여파기(Band Pass Filter, BPF, 311), 신호의 세기를 신호 처리하기에 적당한 세기로 감쇄시키기 위한 고정 감쇄기(312), 고정 감쇄기에 의해 감쇄된 신호에서 PA가 지원하는 대역의 신호를 제외한 신호 성분을 제거하기 위한 대역 통과 여파기(313), 대역 통과 여파기(313)를 거친 RF(Radio Frequency) 신호를 중간 주파수(Intermediate Frequency, IF) 신호로 하향 변환하기 위한 혼합기(314), 혼합기(314)에 의해 하향 변환된 신호에서 현재 관심있는 대역을 제외한 다른 대역의 원하지 않는 신호 성분 및 잡음을 제거하기 위한 저역 통과 여파기(Low Pass Filter, LPF, 315), 및 저역 통과 여파기(315)에 의해 잡음 등이 제거된 신호를 증폭하기 위한 증폭기(316)를 포함한다.First, the portion 310 for measuring the standing wave ratio of the received signal excludes a signal of a band supported by a power amplifier (hereinafter referred to as 'PA') from the signal received by the directional coupling means 210. Band pass filter (BPF) 311 to remove signal components, fixed attenuator 312 to attenuate the signal strength to an appropriate level for signal processing, and PA support in the signal attenuated by the fixed attenuator Mixer for down-converting the RF (Radio Frequency) signal passed through the band pass filter 313 and the band pass filter 313 to remove the signal components except the signal of the band (Intermediate Frequency, IF) signal ( 314, low pass filter (LPF) for removing unwanted signal components and noise in bands other than the band of interest in the signal downconverted by mixer 314. And an amplifier 316 for amplifying the signal from which noise or the like has been removed by the low pass filter 315.

한편, 수신 신호의 전력을 측정하기 위한 부분(320)은 저역 통과 여파기에 의해 잡음 등이 제거된 신호를 증폭하기 위한 증폭기가 포함되지 않을 것을 제외하고는 상기 수신 신호의 정재파비를 측정하기 위한 부분(310)과 구성이 동일하다. 그리고, RF 신호를 중간 주파수(Intermediate Frequency, IF) 신호로 하향 변환하기 위한 혼합기(314, 324)에 입력되는 신호는 신호발생기(330)에서 발생되어 공동으로 제공된다.On the other hand, the portion 320 for measuring the power of the received signal is a portion for measuring the standing wave ratio of the received signal except that an amplifier for amplifying a signal from which noise or the like is removed by a low pass filter. The configuration is the same as that of 310. In addition, a signal input to the mixers 314 and 324 for downconverting the RF signal into an intermediate frequency (IF) signal is generated by the signal generator 330 and jointly provided.

한편, 전력 증폭기와 입출력 공유기 사이에서 전력을 검출하는 경우에는 대역 통과 여파기(311, 321)는 제거될 수 있다.Meanwhile, when detecting power between the power amplifier and the input / output router, the band pass filters 311 and 321 may be removed.

도 4 는 도 2 의 디지털 전력 측정부에 대한 일실시예 상세 구성도이다. 도 4 에 도시된 바와 같이 디지털 전력 측정부(222)도 수신 신호의 정재파비를 측정하기 위한 부분(410)과 수신 신호의 전력을 측정하기 위한 부분(420)의 두 부분으로 크게 구별된다.4 is a detailed block diagram of an embodiment of the digital power measurement unit of FIG. 2. As shown in FIG. 4, the digital power measurement unit 222 is also largely divided into two parts, a part 410 for measuring the standing wave ratio of the received signal and a part 420 for measuring the power of the received signal.

우선, 수신 신호의 정재파비를 측정하기 위한 부분(410)은 아날로그 하향 변환부(221)로부터 전송된 아날로그 IF 신호를 디지털 IF 신호로 변환하기 위한 아날로그-디지털 변환기(411), 상기 디지털 IF 신호로 변환된 신호를 디지털 기저 대역 신호로 하향 변환시키기 위한 수치 제어 발진기(412) 및 상기 하향 변환된 디지털 기저 대역 신호의 세기를 측정하기 위한 신호 세기 측정기(Signal Strength Indicator, SSI, 413)를 포함한다.First, the portion 410 for measuring the standing wave ratio of the received signal is an analog-to-digital converter 411 for converting the analog IF signal transmitted from the analog downconverter 221 into a digital IF signal. And a numerically controlled oscillator 412 for down-converting the converted signal into a digital baseband signal and a signal strength indicator (SSI) 413 for measuring the strength of the down-converted digital baseband signal.

한편, 수신 신호의 전력을 측정하기 위한 부분(420)은 아날로그 하향 변환부(221)로부터 전송된 아날로그 IF 신호를 디지털 IF 신호로 변환하기 위한 아날로그-디지털 변환기(421), 상기 디지털 IF 신호로 변환된 신호를 디지털 기저 대역 신호로 하향 변환시키기 위한 수치 제어 발진기(422), 상기 하향 변환된 디지털 기저 대역 신호에 대해 전대역 또는 각 채널별로 관심있는 신호를 선택하기 위한 디지털 여파기(423) 및 디지털 여파기의 출력 신호의 전력를 측정하기 위한 신호 세기 측정기(424)를 포함한다.On the other hand, the portion 420 for measuring the power of the received signal is an analog-to-digital converter 421 for converting the analog IF signal transmitted from the analog down-conversion unit 221 into a digital IF signal, the conversion to the digital IF signal A numerically controlled oscillator 422 for downconverting the converted signal into a digital baseband signal, a digital filter 423 and a digital filter for selecting a signal of interest for all channels or for each channel for the downconverted digital baseband signal. A signal strength meter 424 for measuring the power of the output signal.

이 때, 상기 디지털 전력을 검출하는 과정에서 전력 측정기 제어부(223)의 제어 신호를 이용하여 수치 제어 발진기(412, 422)와 디지털 여파기(423)를 제어함으로써 전대역은 물론 각 채널별로 전력을 측정하고, 주파수 특성을 분석할 수 있다. 즉, 전력 측정기 제어부(223)의 제어 신호에 의해 디지털 여파기(423)가 관심있는 채널을 선택하면 선택된 채널에 대한 신호의 전력이 측정된다.In this case, the digital power oscillators 412 and 422 and the digital filter 423 are controlled using the control signals of the power meter controller 223 in the process of detecting the digital power to measure the power of each channel as well as the entire band. The frequency characteristics can be analyzed. That is, when the digital filter 423 selects a channel of interest by the control signal of the power meter controller 223, the power of the signal of the selected channel is measured.

도 5 는 도 4 의 신호 세기 측정기에 대한 일실시예 상세 구성도이다. 도 5 에 도시된 신호 세기 측정기에 의해 신호의 전력은 간접적으로 측정되며 그 원리는 다음과 같다.5 is a detailed block diagram illustrating an exemplary embodiment of the signal strength meter of FIG. 4. The power of the signal is indirectly measured by the signal strength meter shown in FIG. 5 and the principle is as follows.

곱셈기(530)의 출력값을 임계값(threshold)으로 일정하게 유지하기 위해서는 곱셈기(530)의 입력 신호의 변화에 따라 곱셈기(530)로 피드백되는 루프 여파기(510)의 출력값이 조절되어야 한다. 따라서, 비교기(520)는 곱셈기(530)의 출력과 임계값(521)을 비교하여 그 차이값을 루프 여파기(510)로 전송하며, 루프 여파기(510)는 상기 전송받은 차이값에 루프 이득(512)을 곱하여 적분한 후 곱셈기로 전송한다. 이러한 과정을 통해 곱셈기(530)의 입력 신호의 변화에 관계없이 곱셈기(530)의 출력은 임계값을 유지할 수 있다. 즉, 곱셈기(530)의 입력 신호가 감소하면 루프 여파기(510)의 출력신호가 증가하여 곱셈기(530)의 출력신호가 임계값(521)을 유지하고, 반대로 곱셈기(530)의 입력 신호가 증가하면 루프 여파기(510)의 출력 신호가 증가하게 된다. 따라서, 루프 여파기(510)의 출력 신호를 이용하면 신호의 전력을 간접적으로 측정할 수 있다.In order to keep the output value of the multiplier 530 constant as a threshold, the output value of the loop filter 510 fed back to the multiplier 530 should be adjusted according to the change of the input signal of the multiplier 530. Accordingly, the comparator 520 compares the output of the multiplier 530 with the threshold value 521 and transmits the difference value to the loop filter 510, and the loop filter 510 has a loop gain ( Multiply by 512) and transfer to the multiplier. Through this process, the output of the multiplier 530 may maintain a threshold regardless of the change in the input signal of the multiplier 530. That is, when the input signal of the multiplier 530 decreases, the output signal of the loop filter 510 increases, so that the output signal of the multiplier 530 maintains the threshold 521, and conversely, the input signal of the multiplier 530 increases. If the output signal of the loop filter 510 is increased. Therefore, using the output signal of the loop filter 510 can indirectly measure the power of the signal.

전력 측정기 제어부(223)는 상기 아날로그 하향 변환부(221)의 로컬 주파수를 설정하고, 디지털 전력 측정부(222)의 디지털 여파기(423) 및 신호 세기측정기(413, 424)를 제어한다. 그리고, 전력 측정기 제어부(223)는 디지털 전력 측정부(222)의 신호 세기 측정기(413, 424)의 출력 신호를 이용하여 신호의 전력 및 정재파비를 계산하고, 주파수 특성을 분석한다.The power meter controller 223 sets the local frequency of the analog down converter 221 and controls the digital filter 423 and the signal strength meters 413 and 424 of the digital power measurer 222. The power meter controller 223 calculates power and standing wave ratios of signals using the output signals of the signal strength meters 413 and 424 of the digital power meter 222, and analyzes frequency characteristics.

도 6 은 도 2 의 전력 측정기 제어부에서 이루어지는 제어 동작 과정과 전력 계산 과정 및 주파수 특성을 분석하는 과정에 대한 일실시예 상세 흐름도이다.6 is a detailed flowchart illustrating a control operation process, a power calculation process, and a frequency analysis process performed by the power meter controller of FIG. 2.

도 6 에 도시된 바와 같이, 전력 측정기 제어부(223)에 신호가 입력되면(601) 아날로그 하향 변환부(221) 및 디지털 전력 측정부(222)의 설정값이 바뀌었는가를 판단한다(602). 만약 설정값이 바뀐 경우에는, 아날로그 하향 변환부(221)의 로컬 주파수 및 디지털 전력 측정부(222)의 디지털 여파기(423), 수치 제어 발진기(411, 412) 및 신호 세기 측정기(413, 424)를 바뀐 값에 따라 재설정한 후(603 내지 606) 입력된 신호의 전력을 측정하고 정재파비를 계산한다(607, 608). 그러나, 설정값이 바뀌지 않은 경우에는 아날로그 하향 변환부(221) 및 디지털 전력 측정부(222)의 설정값들을 그대로 유지한 채 입력된 신호의 전력을 측정하고 정재파비를 계산한다(607, 608).As shown in FIG. 6, when a signal is input to the power meter controller 223 (601), it is determined whether the set values of the analog down-converter 221 and the digital power measurer 222 are changed (602). If the set value is changed, the local frequency of the analog down-converter 221 and the digital filter 423, the numerically controlled oscillators 411 and 412 of the digital power measurement unit 222, and the signal strength meters 413 and 424. After resetting according to the changed value (603 to 606), the power of the input signal is measured and the standing wave ratio is calculated (607 and 608). However, when the set value is not changed, the power of the input signal is measured while calculating the standing wave ratio while maintaining the set values of the analog down-converter 221 and the digital power measuring unit 222 (607 and 608). .

한편, 상기 전력 측정기 제어부(223)에서 이루어지는 동작들은 디지털 신호 처리를 이용하여 구현된다.Meanwhile, operations performed by the power meter controller 223 are implemented using digital signal processing.

상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.As described above, the method of the present invention may be implemented as a program and stored in a recording medium (CD-ROM, RAM, ROM, floppy disk, hard disk, magneto-optical disk, etc.) in a computer-readable form. Since this process can be easily implemented by those skilled in the art will not be described in more detail.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible in the art without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those of ordinary knowledge.

상기와 같은 본 발명은, 디지털 신호 처리(Digital Signal Processing, DSP) 방식을 적용함으로써 온도 변화에 따른 특성 변화없이 정밀하게 수신 신호의 전력 및 안테나의 정재파비(Voltage Standing Wave Ratio, VSWR)을 측정할 수 있는 효과가 있다.The present invention as described above, by applying the digital signal processing (Digital Signal Processing, DSP) method to accurately measure the power of the received signal and the Standing Voltage Ratio (Voltage Standing Wave Ratio, VSWR) of the antenna without changing the characteristics of the temperature change It can be effective.

또한, 본 발명은 전력 측정을 위해 하향 변환된 신호를 이용하여 전대역 또는 각 채널별로 신호의 주파수 특성을 분석함으로써 기지국 및 중계장치를 효과적으로 진단하고 감시할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of effectively diagnosing and monitoring the base station and the relay by analyzing the frequency characteristics of the signal for each band or each channel using the down-converted signal for power measurement.

Claims (8)

기지국 또는 중계기에 적용되며 디지털 신호 처리(Digital Signal Processing, DSP)를 이용한 전력 측정기에 있어서,Applied to a base station or a repeater, the power measuring device using digital signal processing (Digital Signal Processing, DSP), 수신된 RF(Radio Frequency) 신호를 중간 주파수(Intermediate Frequency, IF) 대역으로 하향 변환시키기 위한 아날로그 하향 변환 수단;Analog downconverting means for downconverting the received RF signal to an intermediate frequency (IF) band; 상기 하향 변환된 IF 대역의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한 후 기저 대역으로 하향 변환하여 하향 변환된 디지털 신호의 전력을 측정하기 위한 디지털 전력 측정 수단; 및Digital power measurement means for converting the down-converted IF band analog signal into a digital signal and then down-converting to a base band to measure power of the down-converted digital signal; And 상기 아날로그 하향 변환 수단과 상기 디지털 전력 측정 수단을 제어하며, 디지털 신호 처리를 이용하여 상기 디지털 전력 측정 수단의 출력값을 기초로 신호의 전력 및 정재파비를 계산하고 각 주파수 대역별로 특징을 분석하기 위한 전력 측정기 제어 수단Power for controlling the analog downconverting means and the digital power measuring means, calculating power and standing wave ratio of a signal based on an output value of the digital power measuring means using digital signal processing, and analyzing characteristics for each frequency band Meter control means 을 포함하는 디지털 신호 처리를 이용한 전력 측정기.Power meter using a digital signal processing comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 디지털 전력 측정 수단 중 정재파비를 측정하기 위한 부분은,The portion for measuring the standing wave ratio of the digital power measuring means, 상기 아날로그 하향 변환 수단으로부터 전송된 아날로그 IF 신호를 디지털 IF 신호로 변환하기 위한 아날로그-디지털 변환부;An analog-digital converter for converting the analog IF signal transmitted from the analog downconverting means into a digital IF signal; 상기 디지털 IF 신호로 변환된 신호를 디지털 기저 대역 신호로 하향 변환시키기 위한 수치 제어 발진부; 및A numerically controlled oscillator for down converting the signal converted into the digital IF signal into a digital baseband signal; And 상기 하향 변환된 디지털 기저 대역 신호의 세기를 측정하기 위한 신호 세기 측정부Signal strength measuring unit for measuring the strength of the down-converted digital baseband signal 를 포함하는 디지털 신호 처리를 이용한 전력 측정기.Power meter using a digital signal processing comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 디지털 전력 측정 수단 중 전력을 측정하기 위한 부분은,The portion for measuring power of the digital power measuring means, 상기 아날로그 하향 변환 수단으로부터 전송된 아날로그 IF 신호를 디지털 IF 신호로 변환하기 위한 아날로그-디지털 변환부;An analog-digital converter for converting the analog IF signal transmitted from the analog downconverting means into a digital IF signal; 상기 디지털 IF 신호로 변환된 신호를 디지털 기저 대역 신호로 하향 변환시키기 위한 수치 제어 발진부;A numerically controlled oscillator for down converting the signal converted into the digital IF signal into a digital baseband signal; 상기 하향 변환된 디지털 기저 대역 신호에 대해 현재 관심있는 대역을 선택하기 위한 디지털 여파기; 및A digital filter for selecting a band of interest currently for the down-converted digital baseband signal; And 상기 디지털 여파기에 의해 선택된 대역의 신호의 전력을 측정하기 위한 신호 세기 측정부Signal strength measuring unit for measuring the power of the signal of the band selected by the digital filter 를 포함하는 디지털 신호 처리를 이용한 전력 측정기.Power meter using a digital signal processing comprising a. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,The method of claim 2 or 3, 상기 신호 세기 측정부는,The signal strength measuring unit, 입력된 신호값의 변화와 임계값(threshold)과의 차이를 검출하기 위한 비교기;A comparator for detecting a difference between a change in an input signal value and a threshold; 상기 비교기에 의해 검출된 차이와 루프 이득을 곱하여 적분함으로써 입력 신호의 변화를 검출하기 위한 루프 여파기; 및A loop filter for detecting a change in the input signal by multiplying and integrating the difference detected by the comparator with a loop gain; And 상기 루프 여파기의 출력과 입력 신호를 곱하여 혼합하기 위한 혼합기A mixer for multiplying and mixing the output and input signals of the loop filter 를 포함하는 디지털 신호 처리를 이용한 전력 측정기.Power meter using a digital signal processing comprising a. 기지국 또는 중계기에 적용되는 전력 측정기에서 전력을 측정하는 방법에 있어서,In the method for measuring power in a power meter applied to a base station or repeater, 수신된 RF(Radio Frequency) 신호를 중간 주파수(Intermediate Frequency, IF) 대역으로 하향 변환시키는 제 1 단계;A first step of down-converting the received radio frequency (RF) signal to an intermediate frequency (IF) band; 상기 하향 변환된 IF 대역의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 제 2 단계;Converting the down-converted IF band analog signal into a digital signal; 상기 디지털 신호로 변환된 IF 대역의 신호를 기저 대역으로 하향 변환하는 제 3 단계; 및A third step of down converting the IF band signal converted into the digital signal to a base band; And 상기 기저 대역으로 하향 변환된 디지털 신호의 세기를 측정함으로써 상기 수신 신호의 전력 및 정재파비를 측정하는 제 4 단계A fourth step of measuring power and standing wave ratio of the received signal by measuring the strength of the digital signal down-converted to the baseband 를 포함하는 전력 측정 방법.Power measurement method comprising a. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein 상기 제 4 단계는,The fourth step, 상기 기저 대역으로 하향 변환된 디지털 신호값의 변화와 일정한 임계값과의 차이를 검출하는 제 5 단계;Detecting a difference between the change of the digital signal down-converted to the baseband and a predetermined threshold value; 상기 검출된 차이값에 루프 이득을 곱하여 적분하는 제 6 단계; 및A sixth step of integrating the detected difference by multiplying a loop gain; And 상기 적분값의 변화에 따라 상기 수신 신호의 전력 및 정재파비를 측정하는 제 7 단계A seventh step of measuring power and standing wave ratio of the received signal according to the change of the integral value 를 포함하는 전력 측정 방법.Power measurement method comprising a. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein 상기 전력 측정기의 제어 신호를 생성하며, 상기 수신 신호의 주파수 대역별로 전력을 측정하고 그 특징을 분석하는 제 5 단계Generating a control signal of the power meter, measuring power for each frequency band of the received signal, and analyzing a characteristic thereof; 를 더 포함하는 전력 측정 방법.Power measurement method further comprising. 기지국 또는 중계기에 적용되며, 프로세서가 구비된 전력 측정기에,Applied to the base station or repeater, the power meter with a processor, 수신된 RF(Radio Frequency) 신호를 중간 주파수(Intermediate Frequency, IF) 대역으로 하향 변환시키는 제 1 기능;A first function of down converting the received RF signal into an intermediate frequency (IF) band; 상기 하향 변환된 IF 대역의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 제 2 기능;A second function of converting the down-converted IF band analog signal into a digital signal; 상기 디지털 신호로 변환된 IF 대역의 신호를 기저 대역으로 하향 변환하는 제 3 기능; 및A third function of down-converting a signal of the IF band converted to the digital signal to a base band; And 상기 기저 대역으로 하향 변환된 디지털 신호의 세기를 측정함으로써 상기 수신 신호의 전력 및 정재파비를 측정하는 제 4 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for realizing a fourth function of measuring the power and standing wave ratio of the received signal by measuring the strength of the baseband downconverted digital signal.
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