KR20040100182A - Apparatus and a method for sensing oscillation of an rf repeater through signal demodulation, realized by detecting change characteristics of a qpsk modulation signal caused by oscillation generated because of failure of obtaining a sufficient isolation distance between a transmission antenna and a reception antenna - Google Patents

Apparatus and a method for sensing oscillation of an rf repeater through signal demodulation, realized by detecting change characteristics of a qpsk modulation signal caused by oscillation generated because of failure of obtaining a sufficient isolation distance between a transmission antenna and a reception antenna Download PDF

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KR20040100182A
KR20040100182A KR1020030032418A KR20030032418A KR20040100182A KR 20040100182 A KR20040100182 A KR 20040100182A KR 1020030032418 A KR1020030032418 A KR 1020030032418A KR 20030032418 A KR20030032418 A KR 20030032418A KR 20040100182 A KR20040100182 A KR 20040100182A
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Abstract

PURPOSE: An apparatus and a method for sensing oscillation of an RF repeater through signal demodulation are provided to enable an actual mobile communication repeater having changing signal power to sense oscillation regardless of power control to discriminate whether there is an error. CONSTITUTION: A direct demodulator(100) is connected to an output of an RF repeater link and demodulates signals of the entire or a certain channel of the link. An amplifier(110) amplifies the demodulation signals(111) in the process of signal demodulation. A low pass filter(120) enhances the frequency selectivity of a sensor by removing high frequency noise generated due to a signal different from a local frequency(102) among the amplified signal(121). A comparator(130) compares the output signals(131) of the low pass filter(120) with a comparison level(132) controlled by a u-process and logic unit(140), and converts them(131) into a digital signal. A DAC(Digital Analog Converter)(150) generates the comparison level applied to the comparator(130). The number of times of asynchronization and pulse patterns of the pulse signals(141) successively outputted from the comparator(130) are detected and stored, and characteristics of the demodulation signals(111) stored according to each comparison level(132) are recognized.

Description

신호 복조를 통한 RF 중계기의 발진 감지 장치와 방법{omitted}Oscillation Detection Device and Method of RF Repeater Using Signal Demodulation

본 발명은 이동 통신을 비롯한 RF 중계기의 발진 감지 장치와 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 RF 중계기에서 송신안테나와 수신안테나 간의 격리도 미확보로 인한 발진 현상시 나타나는 QPSK 변조신호의 변화 특징을 검출하여 RF 중계기의 발진을 감지하기 위함이다.The present invention relates to an oscillation detection apparatus and method of an RF repeater including mobile communication, and more particularly, to detect a change characteristic of a QPSK modulated signal that appears during an oscillation phenomenon due to insufficient isolation between a transmitting antenna and a receiving antenna in an RF repeater. This is to detect oscillation of RF repeater.

이동 통신 중계기는 기지국으로부터 공중선을 이용하여 미약한 기지국 신호를 기지국 대향 안테나(10)를 통하여 수신하고, 수신된 신호를 중계기의 순방향 경로를 통하여 증폭하여 이동국 대향 안테나(20)를 통하여 이동국에 전송하는 순방향 링크와 이동국의 신호를 수신하여 증폭한 후 기지국으로 전송하는 역방향 링크를 가진다.도 1은 이동 통신 시스템에서 기지국, 중계기, 이동국의 개략적 구성을 도시한 것이다. 이동 통신 중계기에 있어서 기지국 대향 안테나(10)와 이동국 대향 안테나 간(20)의 격리도 미확보로 인하여 순방향과 역방향, 각각의 링크에서 송신된 신호가 궤환(Feed Back) 되어 해당 링크의 수신 단으로 다시 입력되어 증폭됨으로써 중계기의 출력 증가와 신호 왜곡으로 인하여 통화 품질의 저하를 가져오게 된다.The mobile communication repeater receives the weak base station signal from the base station through the base station counter antenna 10 using an air line, amplifies the received signal through the forward path of the repeater, and transmits the signal to the mobile station through the mobile station counter antenna 20. It has a forward link and a reverse link that receives and amplifies a signal from a mobile station and transmits it to a base station. 1 illustrates a schematic configuration of a base station, a repeater, and a mobile station in a mobile communication system. In the mobile communication repeater, due to the lack of isolation between the base station counter antenna 10 and the mobile station counter antenna 20, signals transmitted from each link in the forward and reverse directions are fed back to the receiving end of the link. The input and amplification causes a decrease in the call quality due to the increase in the output of the repeater and signal distortion.

이러한 이동 통신 중계기에서 두개의 안테나간의 격리도 미확보로 인한 간섭현상(이하 발진이라 한다)을 감지하는 종래의 기술로는 중계기의 출력 단에서 나오는 RF신호의 전력을 측정하여 발진을 판명하는 것이 일반적인 방법이었다. 그러나 이러한 방법은 이동 통신 시스템에서 순시적으로 변하는 신호의 전력 변화와 발진 현상으로 인하여 발생되는 전력 변화를 구분하기가 불가능하다. 또 다른 종래의 방법으로는 고속의 신호 처리 기술을 이용하여 발진시 신호의 상태를 디지털 신호 처리하여 발진을 감지하는 방법이 있으나 중계기 시스템에 적용하기에는 비용면에서 큰 부담이 된다.As a conventional technique of detecting an interference phenomenon (hereinafter referred to as oscillation) due to insufficient isolation between two antennas in the mobile communication repeater, it is common to measure oscillation by measuring the power of the RF signal output from the repeater's output. It was. However, in this method, it is impossible to distinguish between a power change of an instantaneous signal change and a power change generated by an oscillation phenomenon in a mobile communication system. Another conventional method is a method of detecting oscillation by processing a signal state of a signal at the time of oscillation by using a high speed signal processing technique, but it is costly to apply to a repeater system.

이동 통신 시스템에서 두 안테나간의 격리도 부족으로 생기는 발진 현상은 스펙트럼 아날라이저(Spectrum Analyzer)로 관측하여 보면, 격리도가 악화되어 갈수록 CDMA RF신호가 왜곡되며 점차 CDMA신호 레벨 보다 높은 전력의 연속파 성분들이 나타나게 된다.도 2a는 정상적인 동작을 하는 중계기에서의 CDMA신호의 모양을 도시한 것이며,도 2b는 격리도 부족으로 인한 발진 현상에 의해서 왜곡이 발생한 CDMA RF신호의 모양을 도시한 것이다. 이러한 현상은 순방향 링크의 경우를 예를 들어보면 CDMA신호가 지지국 대향 안테나(10)를 통하여 수신되어 중계기에서 증폭 과정을 거친 후 이동국 대향 안테나(20)를 통하여 송신될 때 기지국 대향 안테나 (10)와 이동국 대향 안테나(20)간의 충분한 격리도를 확보하지 못한 중계기에서는 이동국 대향 안테나(20)를 통하여 송신된 신호가 기지국 대향 안테나(10)로 다시 궤환(Feedback)되어 돌아오며 이러한 궤환 루프와 중계기가 중계기의 증폭 대역내에서 가지는 다수의 공진 주파수들에서 발생되는 연속파 성분들은 중계기 시스템에서 피드백루프의 특성에 따라 다르게 발생된다.Oscillation caused by lack of isolation between two antennas in a mobile communication system is observed by using a spectrum analyzer. As the isolation becomes worse, CDMA RF signals become distorted, and continuous wave components of higher power than the CDMA signal level appear. . Figure 2a shows the shape of the CDMA signal in the repeater in normal operation, Figure 2b shows the shape of the CDMA RF signal distortion is caused by the oscillation phenomenon due to lack of isolation. For example, in the case of the forward link, when the CDMA signal is received through the support station counter antenna 10 and amplified by the repeater and then transmitted through the mobile station counter antenna 20, In the repeater which does not have sufficient isolation between the mobile station opposing antennas 20, the signal transmitted through the mobile station opposing antenna 20 is fed back to the base station opposing antenna 10, and the feedback loop and the repeater Continuous wave components generated at a plurality of resonant frequencies within an amplification band are generated differently depending on the characteristics of the feedback loop in the repeater system.

도3은 상술한 두개의 안테나간의 격리도 부족으로 인하여 생기는 공간상의 궤환 루프와 중계기의 증폭 기능을 도시한 것이다. 입력 신호(51)는AdB라는 증폭도를 가진 중계기(50)를 통하여 증폭 되며, 이때 출력 신호(52)는 안테나 간의 격리도 부족으로 생기는 궤환 루프를 통하여 입력에 가해지며, 이때 궤환 되는 신호의 양은BdB라는 궤환율(60)과 출력 신호(52)의 합으로 나타내어 진다. 여기서BdB라는 궤환율은 격리도, 혹은 손실 등과도 같은 뜻으로 사용되어지며 안테나 이득과 공간상에서의 손실 등을 모두 고려한 값으로 궤환 경로의 등가적인 값이다. 3 illustrates the amplification function of the feedback loop and the repeater in space caused by the lack of isolation between the two antennas described above. The input signal 51 is amplified by the repeater 50 having an amplification degree of A dB, where the output signal 52 is applied to the input through a feedback loop resulting from lack of isolation between the antennas, and the amount of the signal being returned is B dB is represented by the sum of the feedback rate 60 and the output signal 52. The feedback rate of B dB is used to mean isolation or loss, and it is equivalent to both the antenna gain and the loss in space. It is the equivalent value of the feedback path.

상술한 궤환 루프에서 궤환된 신호들은 주파수에 따라 보강과 상쇄의 간섭이 이루어지므로, 주파수에 따라서 정궤환과 부궤환이 결정된다. 그러므로 이동 통신시스템에 있어서 중계기에서의 발진 현상은 중계기의 특성과 궤환 경로, 신호의 상황 등에 의해서 모두 다르게 발생된다고 할 수 있다. 도4b에서 보듯이 발진이 발생하면 중계기가 증폭하는 신호대역 내에서 특정 주파수들에서의 전력이 상승하는 것을 볼 수 있으며 이것은 상술한 보강 간섭을 하는, 즉 정궤환하는 신호의 주파수들에 의해서 발생되는 연속파 성분들에 의한 CDMA RF신호의 왜곡으로 설명되며, 이로 인하여 이동 통신 시스템의 통화 품질은 현격히 저하되어 서비스 영역의 용량 감소 등 심각한 문제를 발생 시킨다.Since the signals returned in the feedback loop described above are subjected to constructive and destructive interference depending on the frequency, the positive feedback and the negative feedback are determined according to the frequency. Therefore, it can be said that oscillation phenomenon in the repeater in the mobile communication system is generated differently depending on the characteristics of the repeater, the feedback path, and the signal condition. As shown in Fig. 4b , when the oscillation occurs, it can be seen that power at specific frequencies in the signal band amplified by the repeater increases, which is generated by the frequencies of the above-mentioned constructive interference, that is, the positive feedback signal. It is explained by the distortion of the CDMA RF signal due to the continuous wave components, which causes a serious problem such as a reduction in the service area due to a drastic reduction in the call quality of the mobile communication system.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제1도에 표시한 중계기의 기능에, 본 발명인 발진 감지기능을 적용하여 종래의 기술에서 문제 되었던 전력 변화를 이용한 발진의 판명에 대한 부정확성을 극복하고, 상대적으로 단순하고 저렴한 비용으로 발진 감지의 기능을 달성하가 위하여 CDMA신호 등 QPSK신호의 수신용으로 사용되는 직접 복조기(100)와 필요 최소한의 회로를 사용하여 간단하며 장치의 안정성과 신뢰성을 극대화하는 효과와 함께 자동 이득 조절(Auto Gain Control)의 기능으로 전력의 변화에 무관하게 이동 통신 중계기의 발진시 나타나는 QPSK 변조 신호의 상태 변화 특징을 감지하여 발진을 판명하는 것이다. 이러한 발진 현상이 나타날 때 CDMA RF신호는 본 발명의 회로에서 독특한 기법에 의하여 처리되며 u-processor & Logic(140)부에서 비동기 개수와 펄스열의 레벨 분류, 펄스의 패턴, 압력 신호의 전력 등의 데이터를 모두 취합하여 미세 신호시의 발진 감지, 중계기 운영시의 발진 감지, 외부 연속파 유입의 감지 등의 기능을 수행하게 된다.The present invention is applied to the function of the repeater shown in Figure 1 in order to solve the above problems, by applying the oscillation detection function of the present invention to overcome the inaccuracy of the determination of the oscillation using the power change, which was a problem in the prior art, In order to achieve the function of oscillation detection at a simple and low cost, it is simple by using the direct demodulator 100 used for receiving QPSK signals such as CDMA signals and the minimum necessary circuit, and maximizes the stability and reliability of the device. In addition, the function of Auto Gain Control detects the oscillation by detecting the state change characteristic of QPSK modulated signal that appears during oscillation of mobile communication repeater regardless of power change. When this oscillation occurs, the CDMA RF signal is processed by a unique technique in the circuit of the present invention. In the u-processor & Logic 140, asynchronous counts and pulse string level classifications, pulse patterns, and power of pressure signals are used. By collecting all the functions, it detects oscillation at the time of fine signal, oscillation at the time of repeater operation, and detects the inflow of external continuous wave.

본 발명은 다음과 같은 특징을 가진다.The present invention has the following features.

- 직접 복조기를 이용하여 발진 감지에 필요한 CDMA RF신호의 믹서와 복조 동작을 안정적으로 수행.-Stable mixer and demodulation of CDMA RF signal for oscillation detection using direct demodulator.

- 자동 이득 조절 기능으로 신호의 전력 변화에 무관한 발진 감지 가능.-Automatic gain adjustment enables detection of oscillations independent of signal power changes.

- 복조기에서 출력된 신호를 증폭기(110)와 저역 통과 필터(120), 비교기 (130)와의 적절한 조합으로 주파수 선택성을 향상시킴으로써 종래의 saw filter를 사용하였던 중간 주파수 방식에 비하여 회로가 단순하고 저렴함.-The circuit is simpler and cheaper than the intermediate frequency method using the conventional saw filter by improving the frequency selectivity by appropriate combination of the amplifier 110, the low pass filter 120 and the comparator 130.

- QPSK신호의 처리 방식에서 고속 ADC와 그에 따른 과도한 데이터 처리 없이 u-processor에 의하여 비교 기준이 제어 되는 비교기(130)를 사용하고, 신호 파형의 비동기 개수 등의 방법으로 발진 판단에 필요한 최소한의 데이터만 처리함으로써 발진 감지 장치의 구성이 간단함.In the QPSK signal processing method, a high-speed ADC and a comparator 130 whose comparison criteria are controlled by a u-processor without excessive data processing are used, and the minimum data required for oscillation determination by asynchronous number of signal waveforms, etc. The configuration of the oscillation detection device is simplified by only processing.

- 발진 현상이 아닌 정상적인 중계기 운영 중 외부로부터의 연속파 잡음 유입도 감지가 가능.-In addition to oscillation, it can detect continuous wave noise from outside during normal repeater operation.

- 중계기 대역내의 신호를 채널 별로 감시가 가능함.-It is possible to monitor the signal in repeater band for each channel.

- 발진 감지를 위하여 임의의 전파를 발생하여 중계기의 증폭 대역에 주입하거나 중계기 이득을 임의적으로 가변하지 않고 발진을 감지함.-To detect oscillation without generating random propagation and injecting into the amplification band of repeater or arbitrarily varying repeater gain for oscillation detection.

도 1은 종래 기술에 따른 이동 통신 중계시스템의 개략적 구성도.1 is a schematic configuration diagram of a mobile communication relay system according to the prior art.

도 2는 종래 이동 통신 중계기에서 발생하는 신호의 파형도.2 is a waveform diagram of a signal generated in a conventional mobile communication repeater.

도 3은 종래 이동 통신 중계기에서 RF 신호가 증폭과 궤환되는 경로를 설명한 블록도.3 is a block diagram illustrating a path through which an RF signal is amplified and feedback in a conventional mobile communication repeater.

도 4는 본 발명에 따른 이동 통신 중계지의 발진 감지 장치의 블록도.4 is a block diagram of an oscillation detection apparatus of a mobile communication relay station according to the present invention;

도 5는 본 발명의 신호 파형도.5 is a signal waveform diagram of the present invention.

도 6은 본 발명의 중계기 대역 내의 채널 별 신호 특성에 대한 디스플레이 파형도.6 is a display waveform diagram of the signal characteristics for each channel in the repeater band of the present invention.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 발진 감지를 하고자 하는 중계기의 출력에서 방향성 결합기(Directional Coupler)로 소정의 신호를 취하여 본 발진 감지 장치에 인가하게 되며, 이때 인가된 CDMA RF신호(101)와 PLL부(160)에서 발생된 로컬 주파수(102)에 의하여 직접 복조기(100)에서 직접 복조된 CDMA신호의 QPSK신호(111)는 증폭기(110)와 저역 통과 필터(120)를 거치게 된다. 증폭기(110)에서 적절히 증폭되어 저역 통과 필터(120)를 통과한 신호(131)는 비교기(130)에 인가 되며 u-Processor & Logic부(140)에 의해서 제어되는 비교기(130)의 비교 레벨 (132)과 비교 되어 '0'과 '1'의 디지털 펄스로 변환(141)되며, 이는 1bit의 ADC (Analog-to-Digital Converter)과도 같다. 이렇게 u-Processor & Logic부에 의해서 제어되는 비교기의 비교 기준 레벨(132)은 u-Processor & Logic부(140)에서 출력된 PWM신호(151)가 평활 회로에 의하여 간단히 DAC(Digital-to-Analog Conversion)가 이루어진 것으로써, 이것을 이용하여 순차적으로 복수개의 특징 레벨로 각각 비교되어 생성된 펄스는 u-Processor & Logic부(140)에서 처리된다. 이러한 u-Processor & Logic부(140)에 의해서 제어되는 Pulse Shaping방법은 고속의 QPSK신호를 비교적 처리가 용이한 단순한 디지털 펄스의 형태로 변환 함으로써 발진 판명을 위한 필요 최소한의 처리를 가능하게 한다. 또한 CDMA신호의 주파수에 따른 감시를 위하여 u-Processor & Logic부(140)에 의해서 제어되는 PLL부(160)는 직접 복조기(100)에 복조하고자 하는 신호의 주파수와 동일한 로컬 주파수(102)를 생성하여 주입한다. 발진 감지를 위하여 PLL부는 중계기의 대역을 전체, 혹은 일부를 u-Processor & Logic부(140)에 의해서 로컬 주파수를 계속하여 변경, 발생시킨다. 상기한 로컬주파수(102)는 복조하고자 하는 입력 신호와 동일 주파수를 사용한다는 것이 직접 복조 방식에서의 특징이다. 직접 복조기로 임의 CDMA RF신호를 복조할 때에 PLL부의 로컬 주파수와 다른 주파수의 CDMA RF신호와의 반응에서 생기는 고주파 잡음은 저역 통과 필터(120)를 지나면 현재 검파하고자 하는 주파수, 즉 로컬주파수(102)와 같은 CDMA RF신호 성분을 제외하고는 파형의 크기가 현격히 감소된다. 감소된 크기의 파형(131)은 u-Processor에 의하여 DAC(150)을 통해서 제어되는 비교 레벨(132)에 의해서 비교되는데 이때 만들어진 펄스(141)를 개수하면, 상기한 대로 로컬 주파수와 다른 주파수 성분에 의하여 만들어진 펄스의 개수는 현저히 작으므로 전체 회로의 주파수 선택성의 향상까지 도모하게 된다.도 5는 CDMA신호 발생기를 이용하여 1개 채널의 신호를 본 발명에 인가 하였을 경우의 저역 통과 필터 (120)의 출력 신호(131)와 비교기(130)의 출력 펄스 신호(141)을 나타낸 것으로 회로의 주파수 선택의 동작과 비교기에 의한 펄스 신호 발생의 동작을 보여준다.In order to achieve the above object, the present invention takes a predetermined signal from the output of the repeater to detect the oscillation with a directional coupler and applies it to the oscillation detecting apparatus, wherein the applied CDMA RF signal 101 and PLL are applied. The QPSK signal 111 of the CDMA signal directly demodulated by the demodulator 100 by the local frequency 102 generated by the unit 160 passes through the amplifier 110 and the low pass filter 120. The signal 131, which is properly amplified by the amplifier 110 and passed through the low pass filter 120, is applied to the comparator 130 and the comparison level of the comparator 130 controlled by the u-Processor & Logic unit 140 ( 132) is converted into digital pulses of '0' and '1' (141), which is the same as the analog-to-digital converter (1bit ADC). As such, the reference level 132 of the comparator controlled by the u-Processor & Logic unit is a DAC (Digital-to-Analog) by the smoothing circuit of the PWM signal 151 output from the u-Processor & Logic unit 140. In this case, the generated pulses are sequentially compared to each of the plurality of feature levels by using the u-Processor & Logic unit 140. The pulse shaping method controlled by the u-Processor & Logic unit 140 converts a high speed QPSK signal into a simple digital pulse form that is relatively easy to process, thereby enabling the minimum processing required for oscillation determination. Also, the PLL unit 160 controlled by the u-Processor & Logic unit 140 generates a local frequency 102 that is the same as the frequency of the signal to be demodulated directly to the demodulator 100 for monitoring according to the frequency of the CDMA signal. Inject by In order to detect the oscillation, the PLL unit continuously changes or generates the local frequency by the u-Processor & Logic unit 140 in whole or in part of the band of the repeater. In the direct demodulation method, the local frequency 102 uses the same frequency as the input signal to be demodulated. When demodulating an arbitrary CDMA RF signal with a direct demodulator, the high frequency noise generated from the reaction of the local frequency of the PLL part with the CDMA RF signal of a different frequency passes through the low pass filter 120, that is, the frequency to be detected currently, that is, the local frequency 102 Except for the CDMA RF signal components, the magnitude of the waveform is significantly reduced. The reduced magnitude waveform 131 is compared by a comparison level 132 controlled through the DAC 150 by the u-Processor, where the number of pulses 141 produced is a frequency component different from the local frequency as described above. Since the number of pulses generated by the circuit is remarkably small, the frequency selectivity of the entire circuit can be improved. FIG. 5 shows the output signal 131 of the low pass filter 120 and the output pulse signal 141 of the comparator 130 when a signal of one channel is applied to the present invention using a CDMA signal generator. Shows the operation of frequency selection and operation of pulse signal generation by the comparator.

이는 종래의 신호 검출 방법이었던 믹서와 중간 주파수만큼의 차주파수를 가진 로컬 주파수에 의하여 하향 변환된 신호가 saw filter에 의해 주파수 선택이 이루어졌던 중간 주파수 방식의 검파 회로의 주파수 선택 기능과 대비되는 것으로 u-Processor에 의한 비교 레벨(132)의 제어를 통하여 RF신호의 주파수 선택성이 향상되는 효과를 가져 온다. 하지만 본 발명에서 사용한 직접 복조 방식이 아닌 saw filter를 사용한 중간 주파수 방식에 의하여 채널, 혹은 주파수를 선택하는 방법을 사용하여 회로를 구성하여서 CDMA신호를 QPSK복조하여도 상술한 회로의 동작을 수행 할 수 있음은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.This is in contrast to the frequency selection function of the conventional frequency detection function of the mixer and the intermediate frequency detection circuit in which a signal down-converted by a local frequency having a difference frequency equal to that of the intermediate frequency is selected by a saw filter. Through the control of the comparison level 132 by the processor, the frequency selectivity of the RF signal is improved. However, the circuit operation can be performed by QPSK demodulation by constructing a circuit using a method of selecting a channel or a frequency by an intermediate frequency method using a saw filter rather than the direct demodulation method used in the present invention. It will be apparent to those skilled in the art of the present invention.

상술한 바와 같이 CDMA RF신호가 중계기 증폭 대역내에서 정궤환에 의하여 발생, 증가하는 연속파 성분들로 왜곡되면 펄스 신호(141)의 개수가 정상적인 CDMA RF신호에 의해서 만들어진 펄스 신호(141)의 개수 보다 작은 값을 가진다. 이러한이유는 연속파를 QPSK복조 하였을 경우 로컬 주파수와의 차주파수에 해당하는 신호가 출력(111)되는 것으로 설명되며, 이상적으로는 입력되는 연속파와 로컬주파수가 서로에 대하여 위상 잡음 없이 정확히 일치할 경우에는 아무런 펄스가 나오지 않게 된다.As described above, when the CDMA RF signal is distorted by the continuous wave components generated and increased by the positive feedback in the repeater amplification band, the number of pulse signals 141 is greater than the number of pulse signals 141 generated by the normal CDMA RF signal. It has a small value. The reason for this is that when QPSK demodulation of the continuous wave, the signal corresponding to the difference frequency with the local frequency is output 111. Ideally, when the input continuous wave and the local frequency exactly match each other without phase noise, No pulse will come out.

따라서 발진 현상이 심해질수록 CDMA RF신호에서의 연속파 성분은 증가하게 되고 정상적인 QPSK 복조 신호의 펄스 신호를 무너뜨림으로써 펄스 신호(141)의 개수가 감소됨은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.Therefore, as the oscillation phenomenon increases, the continuous wave component of the CDMA RF signal increases and the number of pulse signals 141 is reduced by breaking the pulse signal of the normal QPSK demodulation signal. It will be easy to see.

본 발명의 발진 감지 기능으로 실제 옥외 안테나에서 취한 CDMA RF 신호 가운데 순방향 링크의 20개의 전체 채널에 대하여 이동 통신 중계기에서 중계기의 이득 보다 40dB 많은 격리도를 확보한 상태의 정상적인 신호와 중계기의 이득과 같은 격리도를 가지고 동작되어 발진 할 경우를도 6a도 6b에 각각 도시하였다. 이는 20개의 CDMA 신호 채널에서의 펄스 신호(141) 개수를 DAC를 통하여 아날로그 값으로 바꾼 뒤 오실로스코프(Oscilloscope)를 이용하여 그래프로 나타낸 것으로써 간이의 중계기 감시용으로 사용 할 수 있다. 두개의 막대 그래프(200, 202)는 오실로스코프의 화면을 트리거 하기 위한, 즉 연속하여 주기적으로 출력되는 시간 영역의 신호를 화면에 동기시켜서 관측하기 위한 구분자이다.도 6b의 4,5,6,7,8의 채널들 (204)을 보면도 6a의 4,5,6,7,8의 채널들(201)에 비하여 채널의 펄스 개수(141)를 나타내는 막대 그래프 들의 높이가 대체로 작아지는 것을 볼 수 있으며, 이것은 발진이 발생하여 펄스 신호(141)의 개수가 감소한 것으로서 발진이 심화되면 중계기의 대역 내에서 몇 개의 특정 채널에서 펄스 신호(141)의 개수가 크게 작아지게 되고 이러한 현상은 연속파가 발생한 채널을 복조할 경우에 나타난다. 펄스 신호 (141)의 개수가 심하게 감소한 채널인 경우에는 채널을 복조하기 위하여 PLL부 (160)에서 발생한 채널 중심 주파수와 CDMA 채널 내에서 발생한 연속파의 주파수가 근접한 것으로써 스펙트럼 아날라이저(Spectrum Analyzer)를 통하여 관측 할 수 있다. 이와 같은 펄스 신호(141)의 개수 감소분을 u-processor & Logic부(140)에 내장된 프로그램에 의하여 저장, 처리하여 발진을 판명하게 된다. 여기서 나타나듯이 본 발명의 신호 복조를 통한 발진 감지 기능은 종래의 발진 판명 방법인 출력 신호의 변화가 나타나는 상태, 즉 중계기의 이득과 격리도가 같아지는 지점 보다 이전에 발진의 징후를 인지하여 발진을 판단할 수 있게 한다.According to the oscillation detection function of the present invention, the isolation signal such as the gain of the normal signal and the repeater with 40 dB more isolation than the gain of the repeater in the mobile communication repeater for all 20 channels of the forward link among the CDMA RF signals taken from the actual outdoor antenna. 6A and 6B show the case of oscillation by operating with. This is a graph using a oscilloscope after changing the number of pulse signals 141 in 20 CDMA signal channels to an analog value through a DAC, and can be used for monitoring a simple repeater. The two bar graphs 200 and 202 are delimiters for triggering the screen of the oscilloscope, that is, for synchronously observing a signal in a time domain that is output periodically and continuously. Looking at the channels 204 of 4,5,6,7,8 of FIG. 6B , the bar representing the number of pulses 141 of the channel compared to the channels 201 of 4,5,6,7,8 of FIG. 6A. It can be seen that the heights of the graphs are generally small. This is because oscillation occurs and the number of pulse signals 141 decreases. This phenomenon becomes small and this phenomenon occurs when demodulating a channel having a continuous wave. When the number of pulse signals 141 is severely reduced, the channel center frequency generated in the PLL unit 160 and the frequency of the continuous wave generated in the CDMA channel are close to each other in order to demodulate the channel. Can be observed. The reduction of the number of pulse signals 141 is stored and processed by a program embedded in the u-processor & logic unit 140 to determine oscillation. As shown here, the oscillation detection function through signal demodulation according to the present invention determines the oscillation by recognizing the signs of oscillation before the point where the output signal changes, which is a conventional oscillation determination method, that is, a point equal to the gain of the repeater. Make it possible.

이러한 발진 판명의 기준 값은 본 발명이 적용되는 중계기를 설치 할 때, 초기에 중계기의 출력 단에 안테나 대신 종단(Termination)을 연결하여 신호의 궤환 루프가 없는 정상적인 신호 출력을 본 발명에 인가하여 일정 시간 동안 발진 판명에 필요한 기준 값을 생성하여 u-processor & Logic부(140)의 SRAM에 저장된다. 상기의 방법을 통하여 발진 판명의 기준 값을 본 발명에 입력 시킨 다음, 중계기의 운영을 위하여 출력 단에 설치하였던 종단(Termination)을 제거한 후 안테나를 연결하여 중계기를 운영시킨다. 발진 판명의 기준 값을 생성함에 있어서 상기의 방법으로 용이하지 않을 경우에는 CDMA RF신호에 대하여 본 발명이 처리하여 생성하는 펄스 신호(141)에 대한 실험값으로 u-processor & Logic부(140)의 SRAM에 저장하여 두었다가 실제 운영 시에 입력되는 신호의 데이터로 보정하여 재설정함으로써 상기의 방법을 대체 할 수 있다.The reference value of the oscillation determination is a constant by applying a normal signal output without a feedback loop of the signal by initially connecting the terminal instead of the antenna to the output terminal of the repeater when installing the repeater to which the present invention is applied. The reference value required for oscillation determination is generated during the time and stored in the SRAM of the u-processor & logic unit 140. After inputting the reference value of the oscillation determination through the above method in the present invention, the terminal is connected to the antenna after the termination (Termination) installed in the output terminal for the operation of the repeater to operate the repeater. When generating the reference value of the oscillation determination is not easy by the above method, the SRAM of the u-processor & logic unit 140 as an experimental value for the pulse signal 141 generated by the present invention by processing the CDMA RF signal The above method can be replaced by resetting the data to the data of the signal input during actual operation.

한편 직접 복조기(100)로부터 u-processor & Logic부(140)에 전달 되는 전압 신호(142)는 직접 복조기에 인가되는 RF입력신호(101)의 전력 레벨에 대한 전압 신호이다. u-processor & Logic부(140)는 내장된 ADC(Analog to Digital Converter)에 의하여 RF입력신호(101)의 전력 레벨을 감지하여 현재의 입력 신호가 발진 감지에 적합한 크기의 신호, 즉 적정 입력 신호의 범위에 해당하는지 여부를 판단하고 그에 따라서 외부에 본 발명인 발진 감지 장치의 동작 상태를 알려주며, RF입력신호(101)의 전력 레벨 신호(142)와 펄스 신호(141)에 대한 정보를 u-processor & Logic부(140)에 내장된 프로그램에서 취합, 판단하여 이동 통신 중계기에서 입력 신호가 없을 경우에도 자체의 열 잡음(Thermal Noise)에 의한 자체발진(일명 '미세 신호 발진'이라고 함)에 대한 감지도 가능하게 된다.Meanwhile, the voltage signal 142 transmitted from the direct demodulator 100 to the u-processor & logic unit 140 is a voltage signal for the power level of the RF input signal 101 applied to the direct demodulator. The u-processor & logic unit 140 detects the power level of the RF input signal 101 by means of a built-in analog to digital converter (ADC), so that the current input signal has a size that is suitable for oscillation detection, that is, an appropriate input signal. It determines whether or not to fall within the range of the present invention accordingly informs the operating state of the oscillation detection device of the present invention, the information on the power level signal 142 and the pulse signal 141 of the RF input signal 101 u-processor & Detects self oscillation (also called 'fine signal oscillation') by its own thermal noise even when there is no input signal from mobile communication repeater by collecting and judging by program built in logic unit 140 It is also possible.

본 발명에 있어서 로컬 주파수와 저역 통과 필터의 통과 특성을 조정하면 1.2288Mchips/s인 CDMA신호 뿐만 아니라 더 높은 Chip Rate를 가진 WCDMA에서의 발진 감지도 가능하며, u-processor & Logic부(140)의 펄스 신호(141)의 상술한 개수 처리 기능에 펄스 신호 열의 패턴을 분석하는 기능을 고속 소자를 사용하여 추가할 경우 보다 세밀한 발진 감지가 가능하다는 것은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있을 것이다.In the present invention, if the pass characteristics of the local frequency and the low pass filter are adjusted, not only the CDMA signal of 1.2288 Mchips / s but also the oscillation detection in the WCDMA having a higher chip rate, the u-processor & logic unit 140 It is easy for those skilled in the art of the present invention to detect more detailed oscillation when adding the function of analyzing the pattern of the pulse signal string to the above-described number processing function of the pulse signal 141 using a high speed device. You will know.

상기한 바와 같이 본 발명에서는 신호의 전력이 변화 하는 실제의 이동 통신 중계기에서도 전력 제어에 무관하게 발진 현상을 감지하며 중계기의 이상 유무를판별할 수 있으며 신호 복조에 근거한 발진 판명동작으로 종래의 방법에 비하여 실제 발진 현상 시에 문제되는 RF신호 품질 저하에 보다 민감하게 반응하여 정확한 발진 감지가 가능하게 된다. 또한 본 발명은 송,수신 안테나를 가지는 모든 RF 중계기에 적용이 가능하다.As described above, the present invention can detect oscillation phenomena regardless of power control in the actual mobile communication repeater in which the signal power is changed, and can determine whether there is an abnormality of the repeater, and the oscillation determination operation based on the signal demodulation. Compared to the deterioration of RF signal quality, which is a problem during the actual oscillation phenomenon, the oscillation can be accurately detected. In addition, the present invention can be applied to all RF repeaters having a transmitting and receiving antenna.

Claims (3)

기지국과 이동국 간의 신호를 송수신하는 이동 통신을 비롯한 RF 중계기의 발진 감지 회로에 있어서, RF 중계기 링크의 출력에 연결되어 링크의 전체, 혹은 소정 채널의 신호를 복조하는 장치(100);An oscillation detection circuit of an RF repeater including mobile communication for transmitting and receiving a signal between a base station and a mobile station, comprising: an apparatus (100) connected to an output of an RF repeater link to demodulate a signal of an entire link or a predetermined channel; 상기 신호 복조 단계의 복조 신호(111)를 증폭하는 장치(110);An apparatus (110) for amplifying the demodulation signal (111) of the signal demodulation step; 상기 증폭된 신호(121)의 신호 가운데 로컬 주파수(102)와 다른 신호에 의하여 생기는 고주파 잡음을 제거하여 본 감지 장치의 주파수 선택성을 향상시키는 저역 통과 필터(120);A low pass filter 120 that removes high frequency noise generated by a signal different from the local frequency 102 among the signals of the amplified signal 121 to improve frequency selectivity of the present sensing device; 상기 저역 통과 필터(120)의 출력 신호(131)을 u-processor & Logic부(140)에 의해 제어되는 비교레벨(132)에 의해서 비교하여 디지털 신호로 변환시키는 비교기(130);A comparator 130 for comparing the output signal 131 of the low pass filter 120 by a comparison level 132 controlled by a u-processor & logic unit 140 and converting the digital signal into a digital signal; u-processor & Logic부(140)에 의해 제어되어 비교기(130)에 가해지는 비교레벨(132)을 생성하는 DAC부(150);a DAC unit 150 controlled by the u-processor & logic unit 140 to generate a comparison level 132 applied to the comparator 130; 상긴 비교기(130)로부터 연속하여 출력되는 펄스 신호를 비동기 개수, 펄스 패턴 인식하여 저장하고, 상기 비교 레벨(132) 별로 저장된 복조 신호의 특징을 파악하는 방법.A method for recognizing and storing the characteristics of the demodulated signal stored for each comparison level (132) by recognizing and storing the asynchronous number and pulse pattern of pulse signals continuously output from the long comparator (130). 발진 감지를 위하여 채널 별로 저장된 펄스 신호 개수 값을 출력함으로써 발진 상태와 중계기의 정상동작 여부를 오실로 스코프를 이용하여 감시하도록 하는 변환 회로.A conversion circuit for monitoring the oscillation state and the repeater operation by using an oscilloscope by outputting the number of pulse signals stored for each channel for oscillation detection. 상기 비교기(130)로부터 출력된 펄스 신호(141)를 u-processor & Logic부 (140)에 의하여 발진을 판명하는 단계는 상기 발진 감지 장치가 적용될 중계기의 초기 설치 시에 본 발명에 발진이 일어나지 않는 중계기의 출력 신호를 인가하여 저장시킴으로써 설치 후 중계기 동작 중의 발진 판명의 기준으로 사용하여 중계기의 발진 판명과 정상 동작 여부를 판단하는 방법;The step of determining oscillation of the pulse signal 141 output from the comparator 130 by the u-processor & logic unit 140 is that oscillation does not occur in the present invention during the initial installation of the repeater to which the oscillation detection apparatus is applied. A method of determining whether the repeater oscillation and the normal operation are performed by applying and storing the output signal of the repeater as a reference of oscillation determination during repeater operation after installation; 상기의 방법을 통하여 발진 판명의 기준으로 사용하기가 용이하지 않을 경우에, u-processor & Logic부(140)에 내장된 SRAM에 미리 발진 판명 자료를 저장한 다음 중계기의 출력 신호를 본 발명에 인가하여서 발진 판명 자료를 u-processor & Logic부(140)에 내장 된 프로그램에 의하여 보정한 후 발진판명의 기준으로 사용하여 중계기의 발진 판명과 정상 동작 여부를 판단하는 방법;When it is not easy to use as a reference of oscillation determination through the above method, the oscillation determination data is stored in advance in the SRAM embedded in the u-processor & logic unit 140, and then the output signal of the repeater is applied to the present invention. A method of determining the oscillation determination and normal operation of the repeater by correcting the oscillation determination data by a program embedded in the u-processor & logic unit 140 and using the reference of the oscillation determination;
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