KR20060097063A - 테스트 장비의 고 정확도 동기화 - Google Patents

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KR20060097063A
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Abstract

진정한 GPS 시간과 CDMA 신호의 도달 시간 사이의 딜레이를 결정하기 위해, GPS 수신기는 진정한 GPS 시간에 록킹된 제 1 기준 신호를 발생시키고, CDMA 기지국 테스트 장비에 그 신호를 인가한다. CDMA 기지국 테스트 장비는 CDMA 신호를 수신하고, 제 1 기준 신호를 샘플링하기 위해 사용되는 내부 동기화 클록의 트랜지션과 실질적으로 동시에 발생하는 트랜지션을 갖는 제 2 기준 신호를 발생시킨다. CDMA 기지국 테스트 장비는 제 2 기준 신호와 CDMA 신호 사이의 딜레이를 제공한다. 주파수/시간 카운터는 제 1 기준 신호와 제 2 기준 신호 사이의 딜레이를 제공한다. CDMA 기지국 테스트 장비 및 주파수/시간 카운터에 의해 제공된 딜레이들의 합은 진정한 GPS 시간과 CDMA 신호 사이의 딜레이를 나타낸다.
CDMA 기지국 테스트 장비, GPS 시간, CDMA 신호 도달 시간

Description

테스트 장비의 고 정확도 동기화{HIGH ACCURACY SYNCHRONIZATION OF TEST EQUIPMENT}
관련 출원에 대한 상호-참조
본 특허 출원은, 발명의 명칭이 "테스트 장비의 고 정확도 동기화" 로 2003년 12월 8일자로 출원된 미국 가출원 제 60/527,989 호를 우선권 주장한다.
기술분야
본 발명은, 2개의 신호 사이의 시간 딜레이를 측정하는 것에 관한 것으로, 더 상세하게는, 종래의 테스트 장비를 이용하여 진정한 GPS 시간과 CDMA 신호의 도달 시간 사이의 딜레이를 측정하는 것에 관한 것이다.
배경
셀룰러 전화와 같은 이동 무선 디바이스의 위치를 측정하는 것에 대한 수요는 증가하고 있다. 예를 들어, 연방 통신 위원회 (FCC) 에 의한 명령은, 911 콜이 수신된 경우, 자신의 셀룰러 전화기상에서 911을 다이얼링한 콜러 (caller) 의 위치가 400피트의 정확도로 식별되는 것을 요구한다. 이동 무선 디바이스의 위치를 결정하는 널리 공지된 방법은, 글로벌 측위 시스템 (GPS) 으로부터 획득된 정보를 이용한다.
GPS는, 캐리어 대역상에서 변조된 의사-랜덤 노이즈 (PRN) 코드를 브로드캐스팅하는 위성의 네트워크에 의해 형성된 위성-기반 네비게이션 시스템이다. GPS 위성은, 이동 GPS 수신기가 그들의 위치를 추정할 수도 있는 신호를 송신한다. 각각의 GPS 위성은 2개의 캐리어 신호를 사용하여 신호를 송신한다. 제 1 캐리어 신호는 2개의 PRN 코드, 즉, 코오스 포착 (C/A) 코드, 및 정밀 (P) 코드를 사용하여 변조된다. 각각의 GPS 위성은 GPS의 다른 위성과 구별하기 위해 상이한 PRN 코드를 사용한다.
GPS 수신기의 위치를 결정하기 위해, 4개 이상의 위성 신호의 포착 및 트래킹 (tracking) 이 요구된다. GPS 신호 포착은, 종종, 다양한 위상 오프셋 및 도플러-시프트된 주파수에서, 수신된 GPS 신호와 관련 위성의 C/A 코드 사이의 상관도를 계산하는 단계를 포함한다. 신호 포착 이후, 신호 트래킹 프로세스는, 위상 오프셋 및 도플러-시프트된 주파수에서 식별된 위성으로부터의 신호를 디코딩한다. 신호 트래킹 페이즈 (phase) 동안, 식별된 위성으로부터 네비게이션 데이터가 수신된다. GPS 위성에 의해 송신된 네이게이션 데이터에 삽입된 것은, 위성 측위에 관한 데이터뿐만 아니라, 통상적으로 이페메리스 (ephemeris) 데이터로도 지칭되는 클록 타이밍 (즉, 시간 스템프) 이며, 이들 데이터로부터 GPS 수신기의 위치가 검출된다. 많은 기술이, GPS 신호를 포착 및 트래킹하고 이페메리스 데이터를 판독하여 GPS 수신기의 위치를 검출하기 위해 개발되어 왔다.
그러나, GPS-기반 위치 검출 시스템은 많은 단점을 갖는다. 그러한 단점중 하나는, GPS 수신기는, 자신의 위치를 정확하게 검출하게 하도록 하기 위해 4개 이상의 GPS 위성의 뚜렷하고 방해받지 않은 시야를 가져야만 한다는 것이다. 따라서, GPS 수신기의 유저가, 예를 들어, 높은 구조물을 포함하는 숲 또는 도시 영역에 존재한다면, 유저는, 자신의 위치를 검출할 수 있기 위해 요구된 갯수의 위성의 방해 시야를 갖지 않을 수도 있다. 또한, 유저가 실내에 있다면, 그 문제는 더 복잡해질 수도 있다.
4개보다 적은 위성이 뚜렷이 관측될 경우에, 무선 수신기의 위치를 검출하기 위해, 지표 기지국에 의해 송신된 CDMA 신호를 이용하는 알고리즘이 개발되어 왔다. 무선 디바이스와 기지국 사이의 통신은, 종종, 신호가 기지국으로부터 무선 디바이스까지 송신되는 순방향 링크, 및 무선 디바이스로부터 송신된 신호가 기지국에 의해 수신되는 역방향 링크에 의해 확립된다. 지표 기지국을 사용하여 이동 무선 디바이스의 위치를 검출하기 위해 개발된 하나의 공지된 알고리즘은, 진보한 순방향 링크 삼변 측량 (AFLT) 으로도 지칭된다. AFLT를 사용하여 이동 무선 디바이스의 위치를 검출하기 위해, 무선 네트워크에 배치된 기지국의 위치, 기지국으로부터의 신호의 송신 시간뿐만 아니라 이동 무선 디바이스에서 신호의 도달 시간이 요구된다.
기지국의 전단 프로세싱 딜레이는, 종종, GPS 위성 송신기의 것과 상이하다. 따라서, CDMA 신호 및 GPS 신호 양자가 이동 무선 디바이스의 위치를 검출하기 위해 함께 사용된다면, 대응하는 CDMA 신호 및 GPS 신호의 도달 시간 사이의 차이가 설명될 필요가 있다. 통상적으로, 기지국에 의해 송신된 CDMA 신호는 그 상대 GPS 신호에 대해 10 마이크로초 내에서 동기화될 것이 요구된다.
CDMA 신호 및 GPS 신호 양자를 사용하여 정확한 위치 결정을 위해, CDMA 신호 및 GPS 신호의 송신 사이의 타이밍 딜레이가 공지되어야 한다. 이러한 타이 밍 딜레이는, 종래의 오프-더-셀프 (off-the-shelf) 테스트 장비를 사용하여 CDMA 기지국 교정 페이즈 동안에 측정된다. 통상적인 오프-더-셀프 테스트 장비는, 종종, 약 10㎒ 내지 20㎒ (즉, 50㎱ 내지 100㎱ 사이의 주기) 사이의 주파수를 갖는 타이밍 동기화 클록을 사용한다. 따라서, 이들 장비에 의해 수행되는 각각의 이러한 딜레이 측정치는, 약 50㎱ 내지 100㎱의 레졸루션 (resolution) 을 가지며, 따라서, 부정확한 위치 결정 측정치를 유도할 수도 있다.
따라서, 타이밍 동기화를 위해 약 10㎒ 내지 20㎒ 클록을 사용한 종래의 오프-더-셀프 테스트 장비를 사용하고, 대응하는 CDMA 신호와 GPS 신호 사이의 딜레이가 비교적 더 높은 정확도로 측정되도록 하는 기술이 필요하다.
요약
본 발명의 제 1 실시형태에 의하면, 진정한 GPS 시간과 CDMA 신호의 도달 시간 사이의 딜레이를 결정하기 위해, GPS 수신기는 안테나를 통해 GPS 신호를 수신하고, 진정한 GPS 시간에 록킹된 (lock) 제 1 기준 신호를 발생시킨다. 그 제 1 기준 신호는, 안테나를 통해 CDMA 신호를 또한 수신하는 CDMA 기지국 테스트 장비에 인가된다. 응답으로, CDMA 기지국 테스트 장비는, 제 1 기준 신호를 샘플링하는데 사용되는 내부 동기화 클록의 트랜지션 (transition) 과 실질적으로 동시에 발생하는 트랜지션을 갖는 제 2 기준 신호를 발생시킨다. CDMA 기지국 테스트 장비는 제 2 기준 신호와 CDMA 신호 사이의 딜레이를 제공한다. 주파수/시간 카운터는 제 1 기준 신호 및 제 2 기준 신호를 수신하며, 이들 2개의 신호 사이의 딜레이를 제공한다. 즉, CDMA 기지국 테스트 장비에 의해 제공되는 바와 같 은 제 2 기준 신호와 CDMA 신호 사이의 딜레이와, 시간/주파수 카운터에 의해 제공되는 바와 같은 제 1 기준 신호와 제 2 기준 신호 사이의 딜레이와의 합은, 진정한 GPS 시간과 CDMA 신호의 도달 시간 사이의 딜레이를 나타낸다.
일부 실시형태에서, GPS 수신기는, 캘리포니아 95131, 산호세, 오차드 파크웨이 2300에 위치한 시메트리콤사로부터 입수가능한 시메트리콤 모델 No.58503B GPS 수신기이다. 이들 실시형태에서, 제 1 기준 신호는 2초의 주기를 가지며, 통상 짝수-초 (even-second) 신호로도 지칭된다.
일부 실시형태에서, CDMA 기지국 테스트 장비는, 캘리포니아 94303, 팔로 알토, 페이지 밀로드 395에 위치한 에이질런트사로부터 입수가능한 에이질런트 모델 No.E6380A CDMA 기지국 테스트 장비이다. 이들 실시형태에서, 제 2 기준 신호는 1.2288㎒의 주파수를 가지며, 내부 동기화 클록은 19.6608㎒의 주파수를 갖는다.
일부 실시형태에서, 주파수/시간 카운터는, 캘리포니아 94304-1185, 팔로 알토, 핸오버 스트리트에 위치한 휴렛-패커드사로부터 입수가능한 휴렛-패커드 모델 No.53131A/53132A 주파수/시간 카운터이다. 이들 실시형태에서, 주파수/시간 카운터는, 측정된 딜레이를 합산하고 이 합을 모니터 상에 디스플레이 하도록 프로그래밍될 수도 있는 HP-IB 인터페이스를 포함한다.
도면의 간단한 설명
도 1은, 기지국 송신기에 커플링된 GPS 수신기 뿐만 아니라 순방향 링크 교정에 기여하는 딜레이의 간략화된 하이-레벨 블록도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시형태에 따라, 대응하는 CDMA 신호와 GPS신호 사이의 시간 딜레이를 결정하도록 구성된 테스트 셋업 (set-up) 의 하이-레벨 블록도이다.
도 3은, 기지국 섹터 교정 페이즈 동안, GPS 수신 안테나, CDMA 수신 안테나, 및 기지국 송신 안테나의 상대적인 위치를 도시한 것이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시형태에 따라, 도 2의 테스트 셋업와 관련되고, 대응하는 CDMA 신호와 GPS 신호의 도달 시간 사이의 딜레이를 결정하기 위해 사용되는 신호의 타이밍 도를 도시한 것이다.
상세한 설명
본 발명의 일 실시형태에 의하면, 진정한 GPS 시간과 CDMA 신호의 도달 시간 사이의 딜레이를 결정하기 위해, GPS 수신기는 안테나를 통해 GPS 신호를 수신하고, 진정한 GPS 시간에 록킹된 제 1 기준 신호를 발생시킨다. 그 제 1 기준 신호는, 안테나를 통해 CDMA 신호를 또한 수신하는 CDMA 기지국 테스트 장비에 인가된다. 응답으로, CDMA 기지국 테스트 장비는, 제 1 기준 신호를 샘플링하는데 사용되는 내부 동기화 클록의 트랜지션과 실질적으로 동시에 발생하는 트랜지션을 갖는 제 2 기준 신호를 발생시킨다. CDMA 기지국 테스트 장비는 제 2 기준 신호와 CDMA 신호 사이의 딜레이를 제공한다. 주파수/시간 카운터는 제 1 기준 신호 및 제 2 기준 신호를 수신하고, 그들 2개의 신호 사이의 딜레이를 제공한다. CDMA 기지국 테스트 장비에 의해 제공된 바와 같은 제 2 기준 신호와 CDMA 신호 사이의 딜레이와, 시간/주파수 카운터에 의해 제공된 바와 같은 제 1 기준 신호와 제 2 기준 신호 사이의 딜레이와의 합은, 진정한 GPS 시간과 CDMA 신호의 도달 시간 사이의 딜레이를 나타낸다.
도 1은, CDMA 기지국 송신기 (20) 에 커플링된 GPS 수신기 (10) 의 간략화된 하이-레벨 블록도이다. GPS 수신기 (10) 는 GPS 수신 안테나 (15) 를 통해 GPS 신호를 수신하고, CDMA 기지국 송신기 (20) 는 CDMA 송신 안테나 (25) 를 통해 CDMA 신호를 송신한다. 위치 계산에서 CDMA 신호의 도달 시간 측정치를 사용하기 위해, CDMA 신호가 송신 안테나 (25) 로부터 송신되는 시간은, GPS 시간에 관하여 공지되어야 하고 비교적 높은 정확도로 공지되어야 한다. 이러한 시간은, 순방향 링크 교정값으로도 지칭되며, GPS 시간에 대한 기지국 송신기 (20) 로부터의 CDMA 신호의 송신의 타이밍의 측정치이다.
또한, 도 1은, 순방향 링크 교정값에 기여하는 시간 딜레이의 다양한 컴포넌트를 도시한 것이다. 종종, 순방향 링크 교정 동안에, 이하 더 설명되는 이들 딜레이가 측정되며, 기지국 위성력에 레코딩된다. 시간 딜레이 T1은 GPS 수신 안테나 (15) 와 관련된 케이블 딜레이를 나타낸다. 시간 딜레이 T2는, GPS 수신기 (10) 의 RF 입력단자에 인가된 신호의 GPS 시간과 GPS 수신기 (10) 에 의해 발생된 기준 신호 사이의 차이를 나타낸다. 종종, 시간 딜레이 T2는 비교적 작고 무시할만하므로, 고려될 필요가 없을 수도 있다. 시간 딜레이 T3는, GPS 수신기 (10) 에 의해 발생된 기준 신호를 기지국 송신기 (20) 에 전달하는 케이블과 관련 된 딜레이를 나타낸다. 시간 딜레이 T4는, 기지국 송신기 (20) 에 인가된 기준 입력 신호와 기지국 송신기 (20) 의 RF 출력단자에 존재하는 CDMA 시스템 시간 사이의 차이를 나타낸다. 시간 딜레이 T5는 CDMA 수신 안테나 (25) 와 관련된 케이블 딜레이를 나타낸다.
당업자에게 공지된 바와 같이, 상술된 순방향 링크 교정값을 결정하기 위한 많은 기술이 존재한다. 일부 기술에 의하면, 기지국 장비로의 액세스가 이용가능한 경우, 상술된 바와 같이, 이러한 값에 기여하는 개별 딜레이 컴포넌트가 측정될 수도 있다. 다른 기술에 의하면, 기지국으로의 액세스가 용이하게 이용가능하지 않는 경우, 순방향 링크 교정값을 측정함에 있어서 안내되는 단일의 측정이 수행될 수도 있다. 다음은, 상술된 딜레이의 개별 컴포넌트를 측정할 필요 없이 기지국 송신기 (20) 의 교정 페이즈 동안 수행되는 측정에 대한 설명이다. 이러한 교정 동안에, 진정한 GPS 시간에 대한 CDMA 신호의 송신 시간이 측정된다.
도 2는, 본 발명의 일 실시형태에 따라, GPS 시간에 대한 CDMA 신호의 송신의 타이밍을 교정하기 위해, 예를 들어, 10 nsec와 같은 높은 레졸루션으로 CDMA 신호의 도달 시간과 진정한 GPS 시간 사이의 딜레이를 측정하기 위해 사용되는 테스트 셋업 (50) 의 하이-레벨 블록도이다. 이러한 예시적인 실시형태에서, 테스트 셋업 (50) 은, GPS 수신기 (60), CDMA 기지국 테스트 장비 (70), 및 시간/주파수 카운터 (80) 를 포함한 바와 같이 도시된다. 각각의 GPS 수신기 (60), CDMA 기지국 테스트 장비 (70) 및 시간/주파수 카운터 (80) 는, 종래의 오프-더-셀 프 테스트 장비일 수도 있고, 다수의 벤더 (vendor) 로부터 상업적으로 이용가능할 수도 있다. 일부 실시형태에서, GPS 수신기 (60) 는, 캘리포니아 95131, 산호세, 오차드 파크웨이 2300에 위치한 시메트리콤사로부터 입수가능한 시메트리콤 모델 No.58503B GPS 수신기일 수도 있다. CDMA 기지국 테스트 장비 (70) 는, 캘리포니아 94303, 팔로 알토, 페이지 밀로드 395에 위치한 에이질런트사로부터 입수가능한 에이질런트 모델 No.E6380A CDMA 기지국 테스트 장비일 수도 있다. 주파수/시간 카운터 (80) 는, 캘리포니아 94304-1185, 팔로 알토, 핸오버 스트리트에 위치한 휴렛-패커드사로부터 입수가능한 휴렛-패커드 모델 No.53131A/53132A 주파수/시간 카운터일 수도 있다. 그러나, 본 발명에 따라, 다수의 다른 상업적으로 이용가능한 테스트 장비가, 예를 들어, 10 nsec와 같이 비교적 높은 레졸루션으로 CDMA 신호의 도달 시간과 진정한 GPS 시간 사이의 딜레이를 측정하기 위해 사용될 수도 있다는 것을 알 수 있다.
GPS 수신기 (60) 는, GPS 신호를 수신하도록 구성된 GPS 수신 안테나 (64) 를 갖는다. GPS 수신기 (60) 는, 제 2 출력단자 (OUT2) 에서 통상 짝수-초 신호로도 지칭되는 기준 신호 (REF), 및 제 1 출력단자 (OUT1) 에서 10㎒ 타이밍 클록 신호 (CLK) 를 발생시킨다. 트랜지션은, 매 2초마다 신호 (REF) 상에 나타난다. 신호 (REF) 는 수신된 GPS 신호에 록킹되므로, 그것과 록킹된 타이밍 관계를 유지한다. 신호 (CLK) 및 신호 (REF) 양자는, 각각의 입력단자 (IN1 및 IN2) 에서 CDMA 기지국 테스트 장비 (70) 에 인가된다. CDMA 기지국 테스트 장비 (70) 는, CDMA 신호를 수신하는 수신 안테나 (74) 를 갖는다. CDMA 기지국 테스트 장비 (70) 는, 출력단자 (OUT1) 에서 기준 신호 (REF2) 를 부분적으로 발생시키고, 그 기준 신호 (REF2) 는 시간/주파수 카운터 (80) 의 입력단자 (IN3) 에 인가된다. 신호 (INT_CLK) 및 신호 (REF) 는, 각각, 시간/주파수 카운터 (80) 의 입력단자 (IN1 및 IN2) 에 인가된다. 또한, CDMA 기지국 테스트 장비 수신기 (70) 및 시간/주파수 카운터 (80) 는 GPIB 인터페이스를 통해 서로 커플링된다. 10㎒ 타이밍 클록 신호 (CLK) 는 모든 테스트 장비에 대한 공통 클록을 제공한다.
교정 페이즈동안, GPS 수신기 (60) 는, 유저의 공지된 위치로 옵션적으로 프로그래밍되고, 또한, 예를 들어, 약 60분과 같은 정착 (settling) 시간을 갖도록 프로그래밍된다. 이들 값의 프로그래밍은, 표준 시리얼 포트를 통해 접속되고 벤더-공급 소프트웨어를 사용하는 컴퓨터로 수행된다. 이들 실시형태에서, 또한, 유저가 60분의 정착 시간이 불편하다고 깨닫게되면, GPS 수신기 (60) 는 신호 REF와 진정한 GPS 시간 사이의 타이밍 에러를 또한 출력하도록 구성된다.
CDMA 기지국 테스트 장비 (70) 가 통신하는 기지국의 다양한 다른 섹터에 의해 송신된 신호로부터의 간섭을 최소화한 CDMA 신호를 수신하기 위해, CDMA 수신 안테나 (74) 는 옵션적으로 지향성 안테나이다. 또한, 지향성 안테나 (74) 는, CDMA 기지국 테스트 장비 (70) 가 다른 기지국에 의해 송신된 신호로부터의 간섭을 최소화한 CDMA 신호 및 다중경로 간섭을 최소화한 신호를 수신할 수 있도록 한다. CDMA 안테나 케이블 (72) 은, 테스트 셋업 (50) 의 나머지를 이동시킬 필요 없이, CDMA 수신 안테나 (74) 가 임의의 소정의 기지국의 각각의 섹터에서 다양한 위치로 이동될 수 있게 하는 길이를 옵션적으로 갖는다.
에이질런트 E6380A와 같은 CDMA 기지국 테스트 장비 (70) 의 일부 실시형태는, 시간/주파수 카운터 (80) 에 의해 발생된 출력 결과 뿐만 아니라 기지국 테스트 장비 (70) 에 의해 발생된 출력 결과를 제어 및 판독하도록 구성된 소프트웨어를 포함한다. 또한, 에이질런트 6830A 로부터의 소프트웨어는, 시간 바이어스 및 다양한 다른 케이블 딜레이에 대한 보상을 포함한 기지국 교정의 측정치를 제공한다. 또한, 그 소프트웨어는, GPS 수신 안테나 케이블 (62), CDMA 수신 안테나 케이블 (72), 및 GPS수신기 (60) 의 출력단자 (OUT2) 를 CDMA 기지국 테스트 장비 (70) 의 입력단자 (IN2) 에 커플링시키는 케이블 (92) 과 관련된 딜레이를, 입력으로서 수신하도록 구성된다. 케이블 (94 및 96) 과 관련된 딜레이는, 이들 2개의 케이블이 동일한 길이를 갖도록 선택된다면, 무시될 수도 있다.
도 3은, 기지국 섹터 교정 페이즈 동안, GPS 수신 안테나 (64), CDMA 수신 안테나 (74) 및 기지국 송신 안테나 (94) 의 상대적인 위치를 도시한 것이다. GPS 수신 안테나 (64) 는, 지평선상으로 10도부터 90도까지 및 진북 (眞北) 으로부터 0도부터 360도까지 하늘의 방해받지 않은 시야를 갖도록 셋업된다. 하늘의 방해받지 않은 시야가 달성되지 않는다면, 시메트리콤 58503B의 10도의 디폴트 고도 마스크가, 진북으로부터 0도으로부터 360도까지 하늘의 방해받지 않은 시야를 갖는 고도로 변경된다. GPS 수신 안테나 (64) 의 WGS-84 타원면 상의 위도, 경 도, 및 높이가, 차동 GPS 수신기로부터 옵션적으로 획득될 수도 있다. 교정 페이즈 동안, GPS 수신 안테나 (64) 의 위치에 대해 요구된 정확도는, 예를 들어, 진정한 위치에서 1 미터 미만내이다. 지향성 CDMA 수신 안테나 (74) 는, 기지국 송신 안테나 (94) 에 대한 직결선 (LOS) 을 갖도록 셋업되며, 섹터 배향에서 30도내일 것이 권장된다.
기지국 송신 안테나 (94) 의 WGS-84 타원면 상의 위도, 경도, 높이는, GPS 수신 안테나 (64) 의 위치와, 기지국 송신 안테나 (94) 에 대한 GPS 수신 안테나 (64) 의 상대적인 방위각, 고도 및 거리로부터 획득된다. 기지국 송신 안테나 (94) 의 위치가 교정 페이즈 동안에 획득되는 정확도는, 예를 들어, 진정한 위치에서 1 미터 미만이다. 기지국 송신 안테나 (94) 에 대한 GPS 수신 안테나 (64) 의 상대적인 방위각, 고도, 및 거리는 레이져 사이트 (laser sight) 및 컴퍼스를 사용하여 획득될 수도 있다. 상술된 바와 같이, 커플링한 레이져 사이트/컴퍼스를 갖는 상업적으로 이용가능한 차동 GPS 수신기는, 기지국 송신 안테나 (94) 의 위치를 결정하기 위해 사용될 수도 있다. 또한, CDMA 수신 안테나 (74) 와 기지국 송신 안테나 (94) 사이의 거리가 결정되는 정확도는, 예를 들어, 1 미터이다.
도 4는, 도 2의 테스트 셋업 (50) 에 의해 발생된 바와 같은 CDMA 신호의 도달 시간과 진정한 GPS 시간 사이의 딜레이를 결정하기 위해 사용되는 신호의 타이밍 도를 도시한 것이다. 상술된 바와 같이, 신호 (REF) 는 2초의 주기를 가지며, 진정한 GPS 시간에 록킹된다. 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 신호 (REF) 는, GPS 수신기 (60) 에 의해 발생되고, CDMA 기지국 테스트 장비 (70) 에 인가된다. 신호 (INT_CLK) 는, 다른 클록 (도시되지 않음) 을 발생시키고 CDMA 기지국 테스트 장비 (70) 를 외부 타이밍 소스에 동기화하기 위해 사용되는, CDMA 기지국 테스트 장비 내부의 기준 클록이다. 신호 (REF_IN) 는 CDMA 기지국 테스트 장비 (70) 내에서 내부적으로 발생된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 신호 (INT_CLK) 가 로우-투-하이 트랜지션 (104) 을 행할 경우, 트랜지션 (106) 이 신호 (REF_IN) 상에서 발생한다. 따라서, 신호 (REF_IN) 는, 예를 들어, 플립-플롭 (도시되지 않음) 의 데이터 입력단자에 신호 (REF) 를 인가하고 그 플립-플롭의 클록 입력단자에 신호 (INT_CLK) 를 인가함으로써 내부적으로 발생될 수도 있으며, 즉, 신호 (REF_IN) 는 이러한 플립-플롭의 출력 신호이다. 따라서, 신호 (REF_IN) 의 트랜지션 (106) 은, 신호 (REF) 의 트랜지션 (100) 이 신호 (INT_CLK) 의 트랜지션들 (102 및 104) 사이에 나타나는 시간에 상관없이, 신호 (INT_CLK) 의 트랜지션 (104) 과 동시에 나타난다.
CDMA 기지국 테스트 장비 (70) 는, 그의 CDMA 수신 안테나 (74) 를 통해 CDMA 신호 (108) 를 수신한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 즉, 신호 (CDMA) 의 트랜지션 (108) 에 의해 나타낸 CDMA 신호의 도달 시간과, 신호 (REF) 의 트랜지션 (100) 에 의해 나타낸 진정한 GPS 시간과의 사이의 딜레이 T8는, 트랜지션들 (100 및 106) 사이의 딜레이인 시간 딜레이 T6, 및 트랜지션들 (106 및 108) 사이의 딜레이인 시간 딜레이 T7를 포함한다. CDMA 기지국 테스트 장비 (70) 과 같은 종래의 오프-더-셀프 CDMA 기지국 테스트 장비는 시간 딜레이 T8의 딜레이 컴포넌트 T7 만을 공급한다. 따라서, 진정한 GPS 시간과 신호 (INT_CLK) 사이의 관계에 의존하여 변경하는 딜레이 컴포넌트 T6를 고려하지 않는다. 신호 (INT_CLK) 가 약 50nsec 또는 100nsec의 주기를 갖기 때문에, 딜레이 컴포넌트 T6는 0으로부터 50nsec까지 또는 0에서 100nsec까지 변경될 수도 있다. 즉, CDMA 기지국 테스트 장비 (70) 에 의해 측정된 바와 같은 CDMA 신호의 도달 시간과 진정한 GPS 시간 사이의 딜레이는, 신호 (INT_CLK) 의 주파수에 의존하여 최대 50nsec 또는 100nsec 까지 오프 (off) 될 수도 있으며, 따라서, 신뢰할 수 없는 기지국 교정 및/또는 위치 결정을 안내한다.
본 발명에 의하면, 이하 설명되는 바와 같이, 신호 (REF) 의 트랜지션 (100) 과 신호 (REF_IN) 의 트랜지션 (106) 사이의 딜레이 컴포넌트 T6는, 시간 딜레이 T8이 측정되는 정확도를 개선하기 위해 측정된다. 에이질런트 E6380A와 같은 종래의 오프-더-셀프 CDMA 기지국 테스트 장비는 다수의 클록 신호를 내부적으로 발생시킨다. 신호 (REF_IN) 및 신호 (INT_CLK) 에 관해 비교적 작은 시간 딜레이를 갖고 동기식인, 하나의 이러한 내부적으로 발생된 클록 신호는, 도 2 및 도 4의 신호 (REF2) 로서 도시된 1.2288㎒ 클록 신호이다. 도 4에서, 신호 (REF2) 의 트랜지션 (110), 신호 (REF_IN) 의 트랜지션 (106), 및 신호 (INT_CLK) 의 트랜지션 (104) 은 동시에 및 실질적으로 동일한 시간에 발생한다. 따라서, 트랜지션들 (100 및 106) 사이의 딜레이 T6는 트랜지션들 (100 및 110) 사이의 딜레이와 실질적으로 동일하다.
도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따라, 트랜지션들 (100 및 110) 사이의 시간 딜레이 T6를 측정하기 위해, 신호 (REF 및 REF2) 가 시간/주파수 카운터 (80) 에 인가된다. 상술된 바와 같이, 휴렛-패커드 모델 no.53131A/53132A 시간/주파수 카운터일 수도 있는 시간/주파수 카운터 (80) 는 시간 딜레이 T6를 측정하도록 구성된다.
신호 (REF) 와 CDMA 신호 사이의 딜레이 측정을 더 간략하게 하기 위해, HP-IB 인터페이스 (도시되지 않음) 를 갖는 제 4 테스터가 CDMA 기지국 테스트 장비 (70) 및 시간/주파수 카운터 (80) 양자에 커플링될 수도 있다. 이러한 장비의 HP-IB 인터페이스는, 그 HP-IB 인터페이스가 시간 딜레이 T6 및 T7을 판독 및 합산하고, 그 합, 즉, T8을 모니터상에 디스플레이할 수 있게 한다.
일부 실시형태에서, 시간 딜레이 T6 및 T7을 합산하고 그 합을 모니터상에 디스플레이하기 위해, CDMA 기지국 테스트 장비 (70) 는 시간/주파수 카운터 (80) 뿐만 아니라 하드웨어/소프트웨어 모듈을 포함하도록 구성될 수도 있다. 다른 실시형태에서, 신호 (REF2) 는 내부적으로 발생된 1.2288㎒ 이외의 신호일 수도 있다. 또 다른 실시형태에서, GPS 수신기 및 CDMA 기지국 테스트 장비 양자는 동일한 하우징 (housing) 에 배치될 수도 있고, 제조자 또는 벤더에 의해 하나의 유닛으로서 상업적으로 이용가능하게 제조될 수도 있다.
본 발명의 상기 실시형태는 예시적인 것일 뿐 제한적인 것은 아니다. 본 발명은, GPS 수신기, CDMA 기지국 테스터 또는 시간/주파수 카운터의 타입 또는 제조자에 의해 제한되지 않는다. 본 발명은, 다양한 장비 사이의 통신을 위해 사용되는 임의의 특정 클록 주파수 또는 임의의 인터페이스에 제한되지 않는다. 본 발명은, 교정에 관한 파라미터를 입력하기 위해 사용되는 소프트웨어/하드웨어 모듈의 종류에 의해 제한되지 않는다. 다른 부가, 공제, 삭제 및 변형이, 첨부된 특허 청구 범위에서 설명되는 바와 같은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 행해질 수도 있다.

Claims (27)

  1. 제 1 신호와 제 2 신호 사이의 딜레이를 측정하는 방법으로서,
    복수의 클록 신호를 발생시키는 단계;
    상기 제 1 신호에 록킹 (lock) 되는 제 1 기준 신호를 발생시키는 단계;
    상기 복수의 클록 신호 중 제 1 클록 신호 및 상기 제 1 기준 신호를 사용하여 제 2 기준 신호를 발생시키는 단계;
    상기 제 2 기준 신호와 상기 제 2 신호 사이의 제 2 딜레이를 측정하는 단계;
    상기 제 2 기준 신호의 트랜지션과 실질적으로 동시에 발생하는 트랜지션을 갖는 상기 복수의 클록 신호 중 제 2 클록 신호를 식별하는 단계; 및
    상기 복수의 클록 신호 중 상기 식별된 제 2 클록 신호와 상기 제 1 신호 사이의 제 3 딜레이를 측정하는 단계를 포함하며,
    상기 제 2 딜레이와 상기 제 3 딜레이의 합은, 상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호 사이의 딜레이를 나타내는, 딜레이 측정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 신호는 GPS 신호이고, 상기 제 2 신호는 CDMA 신호인, 딜레이 측정 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 기준 신호는 2초의 주기를 갖는, 딜레이 측정 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 클록 신호 중 상기 제 1 클록 신호는 19.6608㎒의 주파수를 갖는, 딜레이 측정 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 기준 신호는, GPS 수신기에 의해서 생성되고 상기 GPS 신호의 수신에 응답하는, 딜레이 측정 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 복수의 클록 신호 중 상기 식별된 제 2 클록 신호는 1.2288㎒의 주파수를 갖는, 딜레이 측정 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수의 클록 신호 중 상기 식별된 제 2 클록 신호 및 상기 제 2 기준 신호는, CDMA 기지국 테스트 장비에 의해 발생되고 상기 CDMA 신호 및 상기 제 1 기준 신호의 수신에 응답하는, 딜레이 측정 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 딜레이는 상기 CDMA 기지국 테스트 장비에 의해 측정되는, 딜레이 측정 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 3 딜레이는 상기 CDMA 기지국 테스트 장비에 의해 측정되는, 딜레이 측정 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 3 딜레이는 시간/주파수 카운터에 의해 측정되는, 딜레이 측정 방법.
  11. 제 1 신호와 제 2 신호 사이의 딜레이를 측정하도록 구성된 장치로서,
    복수의 클록 신호를 발생시키는 수단;
    상기 제 1 신호에 록킹되는 제 1 기준 신호를 발생시키는 수단;
    상기 복수의 클록 신호 중 제 1 클록 신호 및 상기 제 1 기준 신호를 사용하여 제 2 기준 신호를 발생시키는 수단;
    상기 제 2 기준 신호와 상기 제 2 신호 사이의 제 2 딜레이를 측정하는 수단; 및
    상기 제 2 기준 신호의 트랜지션과 실질적으로 동시에 발생하는 트랜지션을 갖는 상기 복수의 클록 신호 중 제 2 클록 신호와 상기 제 1 신호 사이의 제 3 딜레이를 측정하는 수단을 포함하며,
    상기 제 2 딜레이와 상기 제 3 딜레이의 합은 상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호 사이의 딜레이를 나타내는, 딜레이 측정 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 신호는 GPS 신호이고, 상기 제 2 신호는 CDMA 신호인, 딜레이 측정 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 기준 신호는 2초의 주기를 갖는, 딜레이 측정 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 복수의 클록 신호 중 상기 제 1 클록 신호는 19.6608㎒의 주파수를 갖는, 딜레이 측정 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 기준 신호를 발생시키는 수단은 GPS 수신기내에 배치되고, 상기 복수의 클록 신호 중 상기 제 1 클록 신호를 발생시키는 수단은 CDMA 기지국 테스트 장비내에 배치되는, 딜레이 측정 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 복수의 클록 신호 중 식별된 제 2 클록 신호는 1.2288㎒ 신호인, 딜레이 측정 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 복수의 클록 신호 중 상기 제 2 클록 신호 및 상기 제 2 기준 신호를 발생시키는 수단은, 상기 CDMA 기지국 테스트 장비내에 배치되고 상기 CDMA 신호 및 상기 제 1 기준 신호의 수신에 응답하는, 딜레이 측정 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 2 딜레이를 측정하는 수단은 상기 CDMA 기지국 테스트 장비내에 배치되는, 딜레이 측정 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 3 딜레이를 측정하는 수단은 상기 CDMA 기지국 테스트 장비내에 배치되는, 딜레이 측정 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 3 딜레이를 측정하는 수단은 시간/주파수 카운터내에 배치되는, 딜 레이 측정 장치.
  21. 제 1 신호와 제 2 신호 사이의 시간 딜레이를 측정하도록 동작하는 장치로서,
    상기 제 1 신호를 수신하고, 응답으로, 제 1 기준 신호를 발생시키도록 구성된 제 1 디바이스;
    상기 제 2 신호 및 상기 제 1 기준 신호를 수신하고, 제 2 기준 신호의 트랜지션과 실질적으로 동시에 발생하는 트랜지션을 갖는 클록 신호 및 상기 제 2 기준 신호를 발생시키도록 구성되며, 또한, 상기 제 2 기준 신호와 상기 제 2 신호 사이의 시간 딜레이를 측정하도록 구성된 제 2 디바이스; 및
    상기 제 1 기준 신호 및 상기 제 2 기준 신호를 수신하고, 상기 제 1 기준 신호와 상기 제 2 기준 신호 사이의 딜레이를 측정하도록 구성된 제 3 디바이스를 포함하는, 시간 딜레이 측정 장치.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 제 1 신호는 GPS 신호이고, 상기 제 2 신호는 CDMA 신호인, 시간 딜레이 측정 장치.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 제 1 기준 신호는 2초의 주기를 갖는, 시간 딜레이 측정 장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 제 1 디바이스는, 상기 GPS 신호의 수신에 응답하여 상기 제 1 기준 신호를 발생시키도록 구성된 GPS 수신기인, 시간 딜레이 측정 장치.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 클록 신호는 1.2288㎒의 주파수를 갖는, 시간 딜레이 측정 장치.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 제 2 디바이스는, 상기 CDMA 신호 및 상기 제 1 기준 신호를 수신하고 상기 제 2 기준 신호 및 상기 클록 신호를 발생시키도록 구성된 CDMA 기지국 테스트 장비인, 시간 딜레이 측정 장치.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 제 3 디바이스는 시간/주파수 카운터인, 시간 딜레이 측정 장치.
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