KR20100071227A - 다중안테나 무선채널측정장치의 적응적 수신 전력 제어 장치 및 그 운용 방법 - Google Patents

다중안테나 무선채널측정장치의 적응적 수신 전력 제어 장치 및 그 운용 방법 Download PDF

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Abstract

다중안테나 무선채널측정장치의 적응적 수신 전력 제어 장치가 개시된다. 다중안테나 무선채널측정장치의 적응적 수신 전력 제어 장치는 측정용 신호를 수신하는 복수의 안테나; 상기 안테나들이 수신한 상기 측정용 신호를 입력하는 복수의 스위치로 구성된 스위치부; 상기 스위치부의 스위치를 제어하여 상기 측정용 신호가 순차적으로 입력되도록 제어하는 수신 스위치 제어부; 상기 측정용 신호의 수신 전력을 조정하는 수신 가변 감쇄기; 상기 수신 가변 감쇄기를 제어하여 상기 수신 전력을 적응적으로 조정하는 자동 수신 전력 제어부; 상기 수신 스위치 제어부와 상기 자동 수신 전력 제어부를 위한 기준 타이밍 신호를 생성하는 타이밍 제어부; 및, 상기 측정용 신호의 정보를 수집하여 저장하는 디지털 기저대역 제어부를 포함한다.
Figure P1020080129866
MIMO, TDM, 감쇄기, RSSI, AGC.

Description

다중안테나 무선채널측정장치의 적응적 수신 전력 제어 장치 및 그 운용 방법{ADAPTIVE RECEIVED POWER CONTROL METHOD AND APPARATUS FOR ANTENNA WIRELESS CHANNEL MEASUREMENT EQUIPMENTS}
본 발명의 일실시예들은 무선 채널 측정을 통해 최적의 수신 전력을 가진 채널 데이터를 수집하여 MIMO 다중 안테나 별 다중 경로 특성 등 정확한 MIMO 무선 채널 파라미터들을 도출하기 위한 TDM 방식의 MIMO 다중안테나 무선 채널 측정 장치의 적응적 수신 전력 제어 방법에 관한 것이다.
본 발명은 지식경제부 및 정보통신연구진흥원의 IT원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2005-S-001-04, 과제명: 차세대 이동 통신용 무선 공간채널 특성 연구].
일반적으로 무선 채널 사운더(Channel Sounder)라 불리는 다중 안테나 무선 채널 측정 시스템은 송신 시스템과 수신 시스템으로 나누어져 있으며, 도심지 혹은 트래픽이 복잡한 지역 장소에서 무선 채널을 측정하기 위하여 주변 건물보다 비교적 높은 기지국 빌딩 혹은 철탑에서 송신 시스템 및 송신용 다중 안테나들을 설치하고, 이동 차량에는 수신 시스템 및 수신용 다중 안테나를 설치한 후 이동 차량을 이용하여 특정한 경로(Route)를 이동하면서 무선 채널 측정을 실행하는 시스템이다.
다중 안테나 무선 채널 측정 방법은 기지국에서 발사하는 무선 채널, 즉 다운 링크(Downlink) 측면에서 차량의 이동 경로에 따라 다양한 환경에서 채널의 변화를 측정하고 연구하기 위하여 사용된다.
이러한MIMO(Multiple Input Multiple Output) 다중 안테나 무선 채널 측정 시스템은 그 구조 및 신호 처리 방식에 따라 CDM(Code Division Multiplexer) 방식과 TDM(Time Division Multiplexer) 방식의 무선 채널 측정 시스템으로 나눌 수 있다.
일반적으로 CDM 방식의 무선 채널 측정 시스템은 다수 개의 기저 대역 모듈과 RF 모듈로 이루어져 있으며, 송신 코드를 각 채널마다 달리하여 송신할 수 있으므로 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex) 전송에 대한 채널 측정 및 주파수 영역에서의 채널 분석에 활용이 가능하다.
반면에 TDM 방식의 무선 채널 측정 시스템은 일반적으로 동일한 송신 프로빙 코드(probing code)를 사용하며, 다수개의 송신 및 수신 다중안테나와 1개의 RF 모듈만을 이용하는 구조로서 시간적으로 안테나를 스위칭 함으로써 그 하드웨어 구조가 CDM 방식에 비해 비교적 간단하며, 시간 영역에서의 무선 채널 측정 및 분석에 활용이 가능하다.
종래의 무선 채널 측정 시스템은 무선 장치의 수신기에서 안테나를 통해 인입되는 수신 전력을 제어하기 위하여 자동 수신 전력 이득 제어 방식(AGC; Automatic Gain Control)을 사용한다. 또한, 무선 채널 측정 시스템은 수신되는 IF 신호의 RSSI(Received Signal Strength Indication) 값을 측정하여 임계 값(threshold)과 비교하여 임계 값을 넘지 않는 한계 안에서 IF 신호가 인입되도록 수신 전력을 제어하게 된다.
그러나, 상기와 같은 종래의 방법을 사용할 경우, 다수개의 안테나와 1개의 RF모듈을 서로 스위칭하는 방법을 적용하는 TDM 방식의 무선 채널 측정 시스템에서는 새롭게 설정되는 자동 이득 제어 값(AGC 값)이 모든 다수의 안테나에 동일하게 적용되므로 일부 안테나 별 수신 신호가 포화(saturation)될 수가 있어 차후 무선 채널 측정 및 분석 시 다중 경로파가 비정상적으로 측정될 수 있다는 한계가 있었다.
따라서, 각각의 안테나에 적합한 수신 전력 제어 값을 계산하고, 각각의 안테나에 계산된 수신 전력 제어 값을 적용할 수 있는 장치나 방법이 필요한 실정이다.
본 발명의 일실시예들은 TDM 방식의 MIMO 다중안테나 무선 채널 측정 시스템의 수신기에서 수신되는 전파의 수신 전력을 송신 및 수신 안테나 별로 따로 분류하여 해당 RSSI값을 추정하고, 이를 기반으로 송신 및 수신 안테나 조합에 따른 수신기의 감쇄기 값을 적응적으로 제어를 함으로써 무선 채널 측정 중 최적의 수신 데이터를 수집하고, 다수개의 수신 안테나 별 수신되는 전력이 수신 경로(path)에 따른 강도의 차이를 극복하여 고르게 배분되도록 할 수 있는 다중안테나 무선채널측정장치의 적응적 수신 전력 제어 장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 일실시예들은 수신 전력의 설정 타이밍을 설정함으로써, 수신 데이터의 무효(invalid) 시간을 최대한 활용하여 M x N 송신-수신 안테나 별로 새로운 수신 전력 제어 값을 즉시 적용할 수 있는 다중안테나 무선채널측정장치의 적응적 수신 전력 제어 장치를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 다중안테나 무선채널측정장치의 적응적 수신 전력 제어 장치는 측정용 신호를 수신하는 복수의 안테나; 상기 안테나들이 수신한 상기 측정용 신호를 입력하는 복수의 스위치로 구성된 스위치부; 상기 스위치부의 스위치를 제어하여 상기 측정용 신호가 순차적으로 입력되도록 제어하는 수신 스위치 제어부; 상기 측정용 신호의 수신 전력을 조정하는 수신 가변 감쇄기; 상기 수신 가변 감쇄기를 제어하여 상기 수신 전력을 적응적으로 조정하는 자동 수신 전력 제어부; 상기 수신 스위치 제어부와 상기 자동 수신 전력 제어부를 위한 기준 타이밍 신호를 생성하는 타이밍 제어부; 및, 상기 측정용 신호의 정보를 수집하여 저장하는 디지털 기저대역 제어부를 포함한다.
본 발명의 일면에 따르면 상기 자동 수신 전력 제어부는 상기 타이밍 제어부에서 제공하는 송신 안테나 스위칭 타이밍과 수신 안테나 스위칭 타이밍을 기초로 송신 및 수신 안테나 별로 수신되는 전파의 전력을 분류하여 해당 수신 전력 값들을 추정하고, 추정된 수신 전력 값을 기반으로 상기 수신 가변 감쇄기를 적응적으로 제어 할 수 있다.
본 발명의 일면에 따르면 상기 자동 수신 전력 제어부는 수신 전력의 설정 타이밍(Rx Attenuator setting time)을 설정하여 송신 및 수신안테나의 스위칭 지연 시간(Switching delay time)내에서 M x N 송신-수신 안테나 별로 새로 설정된 수신 전력 제어 값을 즉시 적용 할 수 있다.
본 발명의 일면에 따르면 상기 자동 수신 전력 제어부는 TDM 방식의 MIMO 다중안테나 무선 채널 측정 장치에서 무선 채널 분석용 정보로 사용하는 유효 데이터만을 수신 전력 값을 계산하기 위한 정보로 사용 할 수 있다.
본 발명의 일면에 따르면 상기 자동 수신 전력 제어부는 상기 유효 데이터를 이용한 수신 전력 값들은 각각 M x N개의 송신-수신 안테나 별 수신 전력 값으로 분류하고, 분류된 상기 수신 전력 값들을 기준으로 상기 수신 가변 감쇄기를 적응적으로 제어할 수 있다.
본 발명의 일면에 따르면 상기 수신 AGC 제어부는 분류된 상기 수신 전력 값 이 기 설정된 수신 전력 임계 값보다 크면 분류된 상기 수신 전력 값에서 수신 전력 임계 값을 뺀 나머지 값을 전력 차이 값으로 계산하고, 상기 수신 가변 감쇄기를 제어하기 위한 AGC 값은 기 설정된 AGC 값에서 상기 전력 차이 값을 뺀 나머지 값으로 설정 할 수 있다.
본 발명의 일면에 따르면 상기 자동 수신 전력 제어부는 분류된 상기 수신 전력 값이 기 설정된 수신 전력 임계 값보다 작으면 수신 전력 임계 값에서 분류된 상기 수신 전력 값을 뺀 나머지 값을 전력 차이 값으로 계산하고, 상기 수신 가변 감쇄기를 제어하기 위한 AGC 값은 기 설정된 AGC 값에 상기 전력 차이 값을 더한 값으로 설정할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 적응적 수신 전력 제어 방법은 수신 가변 감쇄기의 값을 최대 값으로 설정하는 단계; AGC를 자동으로 설정하는 단계; M개의 송신 안테나와 N개의 수신 안테나를 기 설정된 타이밍에 따라 순차적으로 스위칭하는 단계; M x N개의 송신-수신 안테나 별 무선 채널을 측정하여 측정 정보를 생성하는 단계; 상기 측정 정보를 기초로 M x N개의 송신-수신 안테나 별 수신 전력 값을 계산하는 단계; 상기 수신 전력 값과 기 설정된 수신 전력 임계 값을 기초로 AGC값을 계산하는 단계; 및, 상기 AGC값을 저장하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일실시예들은 TDM 방식의 MIMO 다중안테나 무선 채널 측정 시스템의 수신기에서 수신되는 전파의 수신 전력을 송신 및 수신 안테나 별로 따로 분류하여 해당 RSSI값을 추정하고, 이를 기반으로 송신 및 수신 안테나 조합에 따른 수 신기의 감쇄기 값을 적응적으로 제어를 함으로써 무선 채널 측정 중 최적의 수신 데이터를 수집하고, 다수개의 수신 안테나 별 수신되는 전력이 수신 경로(path)에 따른 강도의 차이를 극복하여 고르게 배분되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예들은 수신 전력의 설정 타이밍을 설정함으로써, 수신 데이터의 무효(invalid) 시간을 최대한 활용하여 M x N 송신-수신 안테나 별로 새로운 수신 전력 제어 값을 즉시 적용할 수 있다.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다중안테나 무선채널측정장치의 적응적 수신 전력 제어 장치(100)의 개괄적인 모습을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 다중안테나 무선채널측정장치의 적응적 수신 전력 제어 장치(100)는 복수의 안테나(110)에서 측정용 신호를 수신하면, 신호 전달부(120)가 순차적으로 상기 측정용 신호를 조정하여 RX 디지털 기저대역 제어부(130)로 전달한다.
이때, 안테나(110)는 N개의 Rx 어레이 안테나(Array Antenna)일 수 있다.
이때, 신호 전달부(120)는 안테나(110)들이 수신한 상기 측정용 신호를 입력하는 복수의 스위치로 구성된 스위치부(121)와, 상기 측정용 신호를 필터링 하여 대역 제한하는 대역 통과 필터(BPF: Band Pass Filter)(122)와, 필터링 된 상기 측 정용 신호를 잡음이 없도록 증폭하는 저 잡음 증폭기(LNA: Low Noise Amplifier)(123)와, 국부 발진기(Local Oscillator)(125)에서 설정된 중간 주파수에 의해 RF 신호인 상기 측정용 신호를 IF 주파수 신호로 하향 조정(Down conversion) 시키는 멀티플렉서(124)와, 상기 IF 주파수 신호가 적정한 레벨(level)의 수신 전력을 가지도록 조정하는 RX 가변 감쇄기(Attenuator)(126) 및, RX 가변 감쇄기(126)를 통과한 IF 신호를 기 설정된 샘플링 클락(sampling clock)에 의해 IF 디지털 데이터로 샘플링하는 A/D 변환기(convertor)(127)를 포함할 수 있다.
이때, 국부 발진기(125)에서 설정된 중간 주파수는 RX 디지털 기저대역 제어부(130) 에서 설정한 값일 수 있다.
또한, RX 디지털 기저대역 제어부(130)는 상기 측정용 신호의 정보를 수집하여 저장하며, 스위치부(121)의 스위치를 제어하여 상기 측정용 신호가 순차적으로 입력되도록 제어하는 RX 스위치 제어부(131)와, 수신 전력 제어 값을 RX 가변 감쇄기(126)에 입력하여 상기 수신 전력을 적응적으로 조정하는 RX AGC 제어부(자동 수신 전력 제어부)(132) 및, RX 스위치 제어부(131)와 RX AGC 제어부(132)를 위한 기준 타이밍 신호를 생성하는 타이밍 제어부(133)를 더 포함할 수 있다.
이때, 타이밍 제어부(Timing control)(133)는 RX 스위치 제어부(131)를 통해 스위치부(121)를 순차적으로 스위칭(Switching) 시키면서 N개의 안테나(110)들로부터 수신되는 전파에 대하여 RX AGC 제어부(132)를 사용하여 그 수신 전력을 적응적으로 제어하기 위한 일련의 모든 타이밍을 조절하는 역할을 담당할 수 있다.
이때, RX 디지털 기저대역 제어부(130)에 수집 저장된 IF 디지털 데이터는 복수의 안테나(110)들을 통해 수신된 무선 채널 정보들을 가지고 있는 데이터로서 차후 다양한 무선 채널 환경 분석을 위해 사용될 수 있다. 또한, 상기 IF 디지털 데이터는 수신 전력을 AGC(Auto Gain Control)을 통해 적절한 레벨로 조정하기 위해 그 기준 값이 될 수 있는 RSSI(Received Signal Strength Indication)값을 계산하는데 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 타이밍 제어부(133)가 생성하는 기준 타이밍 도의 일례이다.
도 2를 참고하면 일련의 PN 칩들(Chips)(200)은 다중 안테나 무선 채널 측정 장치에서 일반적으로 사용하는 측정용 프로빙(probing) 신호의 디지털 시퀀스 신호일 수 있다.
이때, 일례로 PN 칩(chip)의 길이를 4096으로 설정하면, 무선 채널 측정에서 사용되는 측정용 신호의 기본 단위는 한 개의 코드(code)(201)로서 그 길이는 4096 칩들(chips)의 길이가 될 수 있다.
이때, 측정을 위해 송신되는 Tx 코드들(codes)(202)은 기본 코드(201)가 연속적으로 계속 반복되어 송신하는 형태로 구성될 수 있다.
또한, M개의 송신 안테나와 N개의 수신 안테나를 이용하는 MIMO 다중 안테나 무선 채널 측정 시스템에서, 송신 안테나의 개수가 2개(M=2), 수신 안테나의 개수가 4개(N=4), 측정 대역폭(Bandwidth)이 100MHz, Rx 코드의 반복 횟수가 4번으로 주어졌을 경우의 일례를 설명한다.
이때, 각 안테나들의 스위칭 타이밍은 도 2에 도시된 Tx 안테나 스위칭 타이밍(203)과 Rx 안테나 스위칭 타이밍(204)과 같을 수 있다.
이때, Rx 안테나의 스위칭은 Rx 안테나 #1부터 Rx 안테나 #4까지 순차적으로 스위칭 되며, 4개의 Rx 안테나의 스위칭 타이밍이 모두 한번씩 수행되었을 때의 시간(trx1+trx2+trx4+trx4)은 Tx 안테나 #1이 수행되는 시간 (ttx1)과 일치할 수 있다.
또한, Tx 안테나 #2 의 순서에서는 상기와 동일하게 모든 Rx 안테나 스위칭이 번갈아 수행될 수 있다.
이때, Rx 안테나의 스위칭 타임의 길이는 주어진 파라미터의 Rx 코드의 반복 횟수에 의해 결정되며, 일례로 Rx 코드의 반복 횟수(Iteration count)가 4로 주어졌을 경우 1 코드의 길이의 4배인 시간과 동일할 수 있다.
측정 대역폭(Bandwidth)이 100MHz일 경우에 1 코드의 시간은 하기된 수학식 1을 적용하여 계산할 수 있다.
[수학식 1]
1 코드의 시간 = PN 칩들의 길이 x (1/측정 대역폭) = 4096 x 10 ns = 40.96 us
또한, Rx 안테나 스위칭 시간은 하기된 수학식 2를 적용하여 계산하고, Tx 안테나 스위칭 시간은 하기된 수학식 3을 적용하여 계산할 수 있다.
[수학식 2]
Rx 안테나 스위칭 시간 = (trx1) = (trx2) = (trx4) = (trx4) = 1 코드의 시간 x (Rx 코드의 반복 카운트) = 40.96 us x 4 = 163.84 us
[수학식 3]
Tx 안테나 스위칭 시간 = (ttx1) = (ttx2) = (trx1+trx2+trx4+trx4) = Rx 안테나의 넘버 x Rx 안테나 스위칭 시간 = 4 x 163.84 us = 655.36 us
따라서, TDM 방식의 무선 채널 측정 장치에서 상기 도2와 같은 타이밍 도를 참조로 수신 안테나의 스위칭 타이밍에 따라 수신되는 Rx 코드(407)들을 송신 및 수신 안테나 별로 분류하면, Tx-Rx 타임 라인(205)과 같이 분류할 수 있다.
또한, Tx-Rx 타임 라인(205)의 (Tx1-Rx1)의 시간 동안 수신되는 데이터는 송신 안테나 #1(Tx #1)에서 송신되어 수신 안테나 #1(Rx #1)로 수신되는 데이터이며, 동일한 분류 방식으로 Rx 코드(207)들은 Rx 스타트(206) 시점 후에 각각 (Tx1-Rx1), (Tx1-Rx2), (Tx1-Rx3), (Tx1-Rx4), (Tx2-Rx1), (Tx2-Rx2), (Tx2-Rx3), (Tx2-Rx4)시간에 따라 수신된 데이터로 분류될 수 있다.
이때, 상기와 같이 수신된 Rx 코드(207)들은 Tx 코드(202)들이 무선 경로를 거쳐 다양한 환경 하에서 전파 지연 시간(tpropagation_delay) 만큼 전파 지연(propagation delay)되어 수신될 수 있다.
이때, 수신되는 Rx 코드(207)들은 송신 및 수신 안테나의 스위치 하드웨어 구조의 특성에 의한 지연 시간(delay), 즉, 스위칭 딜레이 시간(408)에 의해 수신 데이터의 소실 및 변형이 발생할 수 있다.
따라서, 최종 수신된 Rx 코드(207)들은 유효(valid) 구간의 데이터와 무 효(invalid) 구간의 데이터로 다시 분류될 수 있다.
이때, 도 2에 도시된 바와 같이 Rx 코드(207)들에서 유효 구간의 데이터는 (Tx1-Rx1) 시간 동안 수신한 (2,3) 데이터, (Tx1-Rx2) 시간 동안 수신한 (6,7) 데이터 등으로 분류될 수 있다.
TDM 방식의 MIMO 다중안테나 무선 채널 측정 장치에서는 상기의 과정에서 유효 데이터로 분류된 정보만을 무선 채널 분석용 데이터로 사용하고 있으며, 본 발명에서도 상기 유효 데이터를 기초로 수신 전력을 제어하기 위한 RSSI값을 계산할 수 있다.
또한 이와 같은 유효 데이터를 이용한 RSSI 값들은 각각 M x N개의 송신-수신 안테나 별 RSSI 값으로 분류할 수 있으며, 분류된 RSSI 값들을 기준으로 M x N개의 송신-수신 안테나 별 수신 전력을 적응적으로 제어하는데 활용할 수 있다.
본 발명에서 M x N개의 송신-수신 안테나 별 RSSI값은 도 2에 도시된 Tx-Rx 타임 라인(205)과 같이 각각 (Tx1-Rx1), (Tx1-Rx2), (Tx1-Rx3), (Tx1-Rx4), (Tx2-Rx1), (Tx2-Rx2), (Tx2-Rx3), (Tx2-Rx4)에서 수신된 유효한 값에 의해 계산 되어 지며, 각각 계산된 RSSI 값은 M x N개의 송신-수신 안테나 별 최적의 수신 전력을 설정하기 위한 새로운 Rx AGC값으로 환산 된 후, 도 2의 RX 가변 감쇄기 셋팅 타임(209) 에서 (trx_power_set) 시간 동안에 각각 적용될 수 있다.
즉 현재의 (Tx1-Rx1) 시간 동안 수신된 Rx 코드(207)들을 이용하여 계산된 RSSI값을 기준으로 새롭게 계산된 AGC 값을 Rx AGC 제어기(132)가 RX 가변 감쇄 기(126)에 설정(setting) 하는 시간은 차후 동일한 송신 안테나(Tx #1)에서 수신 안테나 (Rx #1)의 전송되는 시간, 즉 그 다음 번째 (Tx1-Rx1) 시간내의 RX 가변 감쇄기 셋팅 시간(209)의 (1)번 시간에서 이루어 질 수 있다. 또한, M x N 개의 안테나 별 수신 전력 제어를 위한 새로운 AGC 계산 값은 그 다음 번 (M x N)번째 RX 가변 감쇄기 셋팅 시간 에서 이루어 질 수 있다.
본 발명에 따른 다중안테나 무선채널측정장치의 적응적 수신 전력 제어 장치는 상기 방법으로 RX 가변 감쇄기 셋팅 시간을 설정 함으로서, Rx 코드의 무효(invalid) 시간을 최대한 활용하고 수신 전력 제어를 M x N 송신-수신 안테나 별로 바로 적용함으로써 유효한 데이터에 최적의 수신 전력이 반영되도록 할 수 있으며, 다수개의 수신 안테나 별 수신되는 전력이 수신 경로(path)에 따른 강도의 차이를 극복하여 고르게 배분되도록 할 수 있고, 무선 채널 데이터 분석 시에 각 MIMO 다중 안테나 별 다중 경로 특성 분석 등이 정확하게 이루어 지게 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 다중안테나 무선채널측정장치의 적응적 수신 전력 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
단계(S301)에서 Rx AGC 제어부는 RX 가변 감쇄기(126)의 감쇄 값을 최대 값으로 설정한다.
이때, RX 가변 감쇄기(126)는 감쇄 값을 최대로 하여 초기 수신 경로에서 수신기의 인입 전력을 최대한 줄임으로써 초기 수신 시작부터 수신 전력이 포화가 될 수 있는 것을 방지할 수 있다.
단계(S302)에서 단계(S309)에서 RX 디지털 기저대역 제어부(130)는 AGC를 자동으로 설정한다.
단계(S303)에서 RX 스위치 제어부(131)는 M개의 송신 안테나를 가진 송신기와 N개의 수신 안테나를 가진 수신기에서 각각 M개의 송신 안테나와 N개의 수신 안테나를 기 설정된 타이밍에 따라 순차적으로 스위칭 한다
단계(S304)에서 RX 디지털 기저대역 제어부(130)는 단계(S303)에서 스위칭 된 M x N개의 송신-수신 안테나의 안테나 별 무선 채널을 측정하여 측정 정보를 생성한다.
이때, RX 디지털 기저대역 제어부(130)는 상기 M x N개의 송신-수신 안테나 별 무선 채널에서 측정한 정보가 TDM 방식의 MIMO 다중안테나 무선 채널 측정 장치에서 유효 정보로 판단될 수 있는 정보인가를 확인하고, 유효 정보로 확인된 정보를 상기 측정 정보로 생성할 수 있다.
이때, RX 디지털 기저대역 제어부(130)는 상기 도 2의 타이밍 도에 따라 M x N개의 송신-수신 안테나의 안테나 별 무선 채널을 측정할 수 있다. 또한, Rx 코드(207)에서 유효 구간의 데이터로 분류된 정보를 상기 유효 정보로 판단할 수 있다.
그리고, RX 디지털 기저대역 제어부(130)는 생성된 측정 정보를 저장할 수 있다.
단계(S305)에서 RX AGC 제어부(132)는 단계(S304)에서 생성된 상기 측정 정보를 기초로 M x N개의 송신-수신 안테나 별 수신 전력 값(RSSI 값)을 계산한다.
단계(S306)에서 RX AGC 제어부(132)는 단계(S305)에서 생성된 상기 수신 전력 값과 기 설정된 수신 전력 임계 값을 기초로 AGC값(자동 이득 제어 값)을 계산한다.
이때, 상기 수신 전력 임계 값(RSSI 임계 값)은 A/D 변환기(convertor)(127) 의 하드웨어 특성을 반영한 것으로서, 수신 전력 임계 값을 넘을 경우 수신 신호가 포화되어 다중 경로의 추정이 불가해 지는 가능성을 최대한 배제할 수 있는 값으로 기 설정될 수 있다.
이때, 상기 수신 전력 값과 기 설정된 수신 전력 임계 값을 기초로 AGC값을 계산하는 방법은 이하 도 4를 사용하여 상세히 후술한다.
단계(S307)에서 RX AGC 제어부(132)는 단계(S306)에서 계산된 상기 AGC값을 저장한다. 이때, RX AGC 제어부(132)는 단계(S306)에서 계산된 M x N개의 안테나 별 새로운 Rx AGC 값들을 다음 수신 전력 제어를 위하여 저장할 수 있다.
단계(S308)에서 RX 디지털 기저대역 제어부(130)는 반복하여 측정할 것인지를 확인한다.
단계(S309)에서 RX 디지털 기저대역 제어부(130)는 단계(S306)에서 계산된 상기 AGC 값을 M x N개의 감쇄기 설정 시간에 대응하여 각각 설정하고 단계(S304)를 실행한다.
단계(S309)에서 RX 디지털 기저대역 제어부(130)는 단계(S302)에서 설정된 AGC 자동 설정을 해지한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 수신 전력 값과 기 설정된 수신 전력 임계 값을 기초로 AGC값을 계산하는 방법을 도시한 흐름도이다. 여기서, 단계(S401) 내지 단계(S405)는 도 4에 도시된 바와 같이 도 3을 통해 설명한 단계(S306)에 포함될 수 있다.
단계(S401)에서 RX AGC 제어부(132)는 단계(S305)에서 계산된 상기 수신 전력 값이 기 설정된 수신 전력 임계 값 보다 큰가를 확인한다.
단계(S402)에서 RX AGC 제어부(132)는 단계(S305)에서 계산된 상기 수신 전력 값에서 수신 전력 임계 값을 뺀 나머지 값을 전력 차이 값으로 계산한다.
단계(S403)에서 RX AGC 제어부(132)는 새로운 AGC 값을 기 설정된 AGC 값에서 상기 전력 차이 값을 뺀 나머지 값으로 계산한다.
단계(S404)에서 RX AGC 제어부(132)는 수신 전력 임계 값에서 단계(S305)에서 계산된 상기 수신 전력 값을 뺀 나머지 값을 전력 차이 값으로 계산한다.
단계(S405)에서 RX AGC 제어부(132)는 새로운 AGC 값은 기 설정된 AGC 값에 상기 전력 차이 값을 더한 값으로 계산한다.
본 발명에 따른 다중안테나 무선채널측정장치의 적응적 수신 전력 제어 장치는 TDM 방식의 MIMO 다중안테나 무선 채널 측정 시스템의 수신기에서 수신되는 전파의 수신 전력을 송신 및 수신 안테나 별로 따로 분류하여 해당 RSSI값을 추정하고, 이를 기반으로 송신 및 수신 안테나 조합에 따른 수신기의 감쇄기 값을 적응적으로 제어를 함으로써 무선 채널 측정 중 최적의 수신 데이터를 수집하고, 다수개의 수신 안테나 별 수신되는 전력이 수신 경로(path)에 따른 강도의 차이를 극복하여 고르게 배분되도록 할 수 있으며, 수신 전력의 설정 타이밍을 설정함으로써, 수 신 데이터의 무효(invalid) 시간을 최대한 활용하여 M x N 송신-수신 안테나 별로 새로운 수신 전력 제어 값을 즉시 적용할 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다중안테나 무선채널측정장치의 적응적 수신 전력 제어 장치의 개괄적인 모습을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 타이밍 제어부가 생성하는 기준 타이밍 도의 일례이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 다중안테나 무선채널측정장치의 적응적 수신 전력 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 수신 전력 값과 기 설정된 수신 전력 임계 값을 기초로 AGC값을 계산하는 방법을 도시한 흐름도이다.

Claims (14)

  1. 측정용 신호를 수신하는 복수의 안테나;
    상기 안테나들이 수신한 상기 측정용 신호를 입력하는 복수의 스위치로 구성된 스위치부;
    상기 스위치부의 스위치를 제어하여 상기 측정용 신호가 순차적으로 입력되도록 제어하는 수신 스위치 제어부;
    상기 측정용 신호의 수신 전력을 조정하는 수신 가변 감쇄기;
    상기 수신 가변 감쇄기를 제어하여 상기 수신 전력을 적응적으로 조정하는 자동 수신 전력 제어부;
    상기 수신 스위치 제어부와 상기 자동 수신 전력 제어부를 위한 기준 타이밍 신호를 생성하는 타이밍 제어부; 및,
    상기 측정용 신호의 정보를 수집하여 저장하는 디지털 기저대역 제어부
    를 포함하는 다중안테나 무선채널측정장치의 적응적 수신 전력 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자동 수신 전력 제어부는 상기 타이밍 제어부에서 제공하는 송신 안테나 스위칭 타이밍과 수신 안테나 스위칭 타이밍을 기초로 송신 및 수신 안테나 별로 수신되는 전파의 전력을 분류하여 해당 수신 전력 값들을 추정하고, 추정된 수신 전력 값을 기반으로 상기 수신 가변 감쇄기를 적응적으로 제어하는 것
    을 특징으로 하는 다중안테나 무선채널측정장치의 적응적 수신 전력 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 자동 수신 전력 제어부는 수신 전력의 설정 타이밍(Rx Attenuator setting time)을 설정하여 송신 및 수신안테나의 스위칭 지연 시간(Switching delay time)에 M x N 송신-수신 안테나 별로 새로 설정된 수신 전력 제어 값을 즉시 적용하는 것
    을 특징으로 하는 다중안테나 무선채널측정장치의 적응적 수신 전력 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 자동 수신 전력 제어부는 다중안테나 무선 채널 측정 장치에서 무선 채널 분석용 정보로 사용하는 유효 데이터만을 수신 전력 값을 계산하기 위한 정보로 사용하는 것
    을 특징으로 하는 다중안테나 무선채널측정장치의 적응적 수신 전력 제어 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 자동 수신 전력 제어부는 상기 유효 데이터를 이용한 수신 전력 값들은 각각 M x N개의 송신-수신 안테나 별 수신 전력 값으로 분류하고, 분류된 상기 수신 전력 값들을 기준으로 상기 수신 가변 감쇄기를 적응적으로 제어하는 것
    을 특징으로 하는 다중안테나 무선채널측정장치의 적응적 수신 전력 제어 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 자동 수신 전력 제어부는 분류된 상기 수신 전력 값이 기 설정된 수신 전력 임계 값보다 크면 분류된 상기 수신 전력 값에서 수신 전력 임계 값을 뺀 나머지 값을 전력 차이 값으로 계산하고, 상기 수신 가변 감쇄기를 제어하기 위한 자동 이득 제어 값은 기 설정된 자동 이득 제어 값에서 상기 전력 차이 값을 뺀 나머지 값으로 설정하는 것
    을 특징으로 하는 다중안테나 무선채널측정장치의 적응적 수신 전력 제어 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 자동 수신 전력 제어부는 분류된 상기 수신 전력 값이 기 설정된 수신 전력 임계 값보다 작으면 수신 전력 임계 값에서 분류된 상기 수신 전력 값을 뺀 나머지 값을 전력 차이 값으로 계산하고, 상기 수신 가변 감쇄기를 제어하기 위한 자동 이득 제어 값은 기 설정된 자동 이득 제어 값에 상기 전력 차이 값을 더한 값으로 설정하는 것
    을 특징으로 하는 다중안테나 무선채널측정장치의 적응적 수신 전력 제어 장치.
  8. 수신 가변 감쇄기의 값을 최대 값으로 설정하는 단계;
    자동 이득 제어를 자동으로 설정하는 단계;
    M개의 송신 안테나와 N개의 수신 안테나를 기 설정된 타이밍에 따라 순차적으로 스위칭하는 단계;
    M x N개의 송신-수신 안테나 별 무선 채널을 측정하여 측정 정보를 생성하는 단계;
    상기 측정 정보를 기초로 M x N개의 송신-수신 안테나 별 수신 전력 값을 계산하는 단계;
    상기 수신 전력 값과 기 설정된 수신 전력 임계 값을 기초로 자동 이득 제어 값을 계산하는 단계; 및,
    상기 자동 이득 제어 값을 저장하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중안테나 무선채널측정장치의 적응적 수신 전력 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    측정 정보를 생성하는 단계는,
    M x N개의 송신-수신 안테나 별 무선 채널을 측정하는 단계;
    상기 M x N개의 송신-수신 안테나 별 무선 채널에서 측정한 정보가 다중안테나 무선 채널 측정 장치에서 유효 정보로 판단될 수 있는 정보인가를 확인하는 단계; 및,
    유효 정보로 확인된 정보를 상기 측정 정보로 생성하고 저장하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중안테나 무선채널측정장치의 적응적 수신 전력 제어 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    수신 전력 값을 산출하는 단계는 송신 안테나 스위칭 타이밍과 수신 안테나 스위칭 타이밍을 기초로 송신 및 수신 안테나 별로 수신되는 전파의 전력을 분류하여 해당 수신 전력 값들을 추정하는 것
    을 특징으로 하는 다중안테나 무선채널측정장치의 적응적 수신 전력 제어 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 자동 이득 제어 값을 계산하는 단계는,
    상기 수신 전력 값이 기 설정된 수신 전력 임계 값보다 큰가를 확인하는 단계;
    상기 수신 전력 값이 기 설정된 수신 전력 임계 값보다 큰 유효 정보의 상기 자동 이득 제어 값을 계산하는 단계;
    상기 수신 전력 값이 기 설정된 수신 전력 임계 값보다 작은 유효 정보의 상기 자동 이득 제어 값을 계산하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중안테나 무선채널측정장치의 적응적 수신 전력 제어 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 수신 전력 임계 값보다 큰 유효 정보의 상기 자동 이득 제어 값을 계산하는 단계는,
    분류된 상기 수신 전력 값에서 수신 전력 임계 값을 뺀 나머지 값을 전력 차이 값으로 계산하는 단계; 및,
    상기 자동 이득 제어 값을 기 설정된 자동 이득 제어 값에서 상기 전력 차이 값을 뺀 나머지 값으로 계산하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중안테나 무선채널측정장치의 적응적 수신 전력 제어 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 수신 전력 임계 값보다 작은 유효 정보의 상기 자동 이득 제어 값을 계산하는 단계는,
    수신 전력 임계 값에서 분류된 상기 수신 전력 값을 뺀 나머지 값을 전력 차이 값으로 계산하는 단계; 및,
    상기 자동 이득 제어 값은 기 설정된 자동 이득 제어 값에 상기 전력 차이 값을 더한 값으로 계산하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중안테나 무선채널측정장치의 적응적 수신 전력 제어 방법.
  14. 제8항에 있어서,
    반복하여 측정할 것인지를 확인하는 단계;
    반복할 경우에 계산된 상기 자동 이득 제어 값을 M x N개의 감쇄기 설정 시간에 대응하여 각각 설정하고 M x N개의 송신-수신 안테나 별 무선 채널을 측정하여 측정 정보를 생성하는 단계; 및,
    반복되지 않을 경우에 자동 이득 제어의 자동 설정을 해지하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중안테나 무선채널측정장치의 적응적 수신 전력 제어 방법.
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