KR970006770B1 - Device for measuring multipath reflected wave - Google Patents

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Abstract

The multi reflected wave measuring apparatus comprises a transmitting part for generating pseudo-noise codes, performing an up-frequency conversion, and amplifying and transmitting it; and a receiving part for amplifying signals received through a multi-reflection, converting it into a medium frequency band, controlling and amplifying a magnitude of a signal then executing its branching, modulating each of the signals to pseudo-noise codes generated in the inside of a corresponding receiver and mixing it with the branched signals, eliminating a component of high frequency, and after that, calculating a multi-reflection characteristic, whereby measuring various parameters of transmission channels and heightening a use efficiency of a transmission output amplifier in comparison with an impulse transmission/reception system.

Description

다중반사파 측정장치Multi-reflective Wave Measurement Device

제1도는 의사잡음부호의 상관특성을 나타내는 도면.1 is a diagram showing a correlation characteristic of a pseudo noise code.

제2도는 본 발명에 의한 다중반사파 측정장치의 송신부의 회로도.2 is a circuit diagram of a transmitter of a multi-reflective wave measuring apparatus according to the present invention.

제3도는 본 발명에 의한 다중반사파 측정장치의 수신부의 회로도.3 is a circuit diagram of a receiver of a multi-reflective wave measuring apparatus according to the present invention.

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

201 : 정밀주파수기준기 202 : 의사잡음부호 발생클럭 합성기201: precision frequency reference 202: pseudo noise generating clock synthesizer

203 : 중간주파수 합성기 204 : 주파수 상형변환기용 주파수 합성기203: intermediate frequency synthesizer 204: frequency synthesizer for frequency pictograph

205 : 의사잡음부호 발생기 211 : 출력보호기205: pseudo noise generator 211: output protector

306 : 단위신호감쇠기 308 : 정밀주파수기준기306: unit signal attenuator 308: precision frequency reference

309 : 1차 국부발진주파수 합성기309: First Local Oscillator

310 : 의사잡음부호 발생 클럭 합성기310: pseudo noise generation clock synthesizer

311 : 의사잡음부호 발생기와 로직311: Pseudo Noise Generator and Logic

313 : 변조신호 발생기 314 : 분파기313 modulated signal generator 314 splitter

315 : 동상신호 혼합기 316 : 직교신호 혼합기315: in-phase signal mixer 316: orthogonal signal mixer

317 : 이상 분파기 320 : 마이크로 컴퓨터317: Deviator 320: Microcomputer

본 발명은 다중반사파 측정장치에 관한 것으로 특히, 의사잡음부호의 상관특성을 이용한 다중반사파 측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-reflective wave measuring apparatus, and more particularly, to a multi-reflective wave measuring apparatus using a correlation characteristic of a pseudo noise code.

무선 통신에 있어서, 송신기에서 방사된 신호는 직접파와 주위의 지형 지물이나 인공 구조물 등의 반사체에 반사하여 전파되는 반사파가 중첩되어 수신기에 도달하게 된다.In wireless communication, a signal emitted from a transmitter overlaps a direct wave with a reflecting wave propagated by reflecting on a reflector such as a feature or an artificial structure, and reaches a receiver.

이러한 현상을 다중반사라고 하며, 다중반사파는 영상수신기에 대해서는 다수의 화면이 겹쳐 재생되는 고스트(ghost) 현상을 유발하며, 특히 디지탈 방식의 통신에 있어서는 최대전송율을 제약하고 통신 품질을 저하시키는 요소로 작용한다.This phenomenon is called multi-reflection, and the multi-reflection wave causes a ghost phenomenon in which a plurality of screens are overlaid on the video receiver. Especially, in digital communication, it is a factor that limits the maximum data rate and degrades the communication quality. Works.

따라서 통신의 품질을 재고하기 위해서는 무선통신환경의 다중반사파에 대한 현상의 측정과 분석이 필요하게 된다.Therefore, in order to reconsider the quality of communication, it is necessary to measure and analyze the phenomenon of multi-reflection waves in the wireless communication environment.

종래에는 다중반사현상을 측정하기 위하여 전송채널에 임펄스를 송신하고, 수신되는 신호를 관측하여 전송채널의 시간 응답을 측정하는 방법이 사용되었으며, 이 방법은 시스템의 구성이 간단하여, 적은 비용으로 전송채널의 다중반사특성을 측정할 수 있으나, 실용적으로는 임펄스를 송신하기 위하여 펄스열에 의한 반송파의 OOK(On-Off Keying) 변조를 사용하므로 실효송신출력이 제한되어, 옥내지연파특성의 측정과 같은 제한된 영역에서만 이용할 수 있는 한계가 있었다. 따라서 본 발명은 무선전송채널의 다중반사특성을 측정하는 데에 측정도달거리의 제약을 현실적으로 설계로 가능하게 하기 위한 것으로, 의사잡음부호의 상관특성이 임펄스형인 특성을 이용하여 의사잡음부호로 변조된 신호를 송신하고 수신측에서는 송신측에서 사용한 동일한 부호를 이용한 상관특성을 조사함으로써 다중반사파의 특성을 측정할 수 있는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Conventionally, in order to measure a multi-reflection phenomenon, a method of transmitting an impulse to a transmission channel and observing a received signal to measure a time response of the transmission channel has been used. Although the multi-reflection characteristics of the channel can be measured, in practice, since the OOK (On-Off Keying) modulation of the carrier wave is used to transmit an impulse, the effective transmission power is limited, such as the measurement of indoor delay wave characteristics. There was a limit that could only be used in a limited area. Therefore, the present invention is to enable a realistic design of the constraint of the measurement distance to measure the multi-reflection characteristics of the radio transmission channel, the correlation characteristics of the pseudo noise code is modulated by a pseudo noise code using the characteristic of the impulse type It is an object of the present invention to provide a device capable of measuring a characteristic of a multi-reflection wave by transmitting a signal and examining a correlation characteristic using the same code used at the reception side.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 의사잡음부호를 생성하여 상향 주파수 변환을 실시하고, 증폭한 후에 송신하는 송신부; 및 다중반사를 거쳐 수신되는 신호를 증폭한 후 중간 주파수대로 변환하고, 신호의 크기를 조절한 후 증폭하여 분파하고, 각 신호를 당해 수신기 내부에서 발생된 의사잡음부호로 변조한 후 상기 분파된 신호와 혼합하고, 고주파 성분을 제거한 후 다중반사 특성을 산출하는 수신부로 구성되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention generates a pseudo-noise code to perform an uplink frequency conversion, amplifying and transmitting; And amplifying the signal received through multi-reflection, converting the signal to an intermediate frequency, controlling the amplitude of the signal, amplifying and splitting the signal, and modulating each signal with a pseudo noise code generated inside the receiver. And a receiver for mixing with and removing the high frequency components to calculate the multi-reflective characteristics.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.

제1도는 의사잡음부호의 상관특성을 나타낸 것이다.1 shows the correlation characteristics of pseudonoise codes.

가로축은 부호의 시간차를 나타내며, 세로축은 시간차에 대한 상관값을 표시한다.The horizontal axis represents the time difference of the sign, and the vertical axis represents the correlation value with respect to the time difference.

제2도는 본 발명은 다중반사파 측정장치의 송신부에 대한 블럭도이다.2 is a block diagram of a transmitter of a multi-reflective wave measuring apparatus according to the present invention.

제2도에서, 201은 정밀주파수기준기, 202는 의사잡음부호 발생 클럭 합성기, 203은 중간주파수 합성기, 204는 주파수 상향변환기용 주파수 합성기, 205는 의사잡음부호 발생기, 206는 변조기, 207은 대역통과여파기, 208은 혼합기, 209는 대여통과여파기, 210은 출력증폭기, 211은 출력보호기, 212는 신호 송신 안테나를 각각 나타낸다.In Fig. 2, 201 is a precision frequency reference, 202 is a pseudo-noise generating clock synthesizer, 203 is an intermediate frequency synthesizer, 204 is a frequency synthesizer for a frequency upconverter, 205 is a pseudo-noise generator, 206 is a modulator, and 207 is a band. The pass filter, 208 is a mixer, 209 is a rental pass filter, 210 is an output amplifier, 211 is an output protector, and 212 is a signal transmission antenna.

먼저, 의사잡음부호 클럭 합성기(202)에서 출력되는 클럭 신호를 받아 의사잡음부호 부호 발생기(205)에서 의사잡음부호를 생성한다.First, a pseudo noise code generator 205 generates a pseudo noise code by receiving a clock signal output from the pseudo noise code clock synthesizer 202.

이렇게 생성된 의사잡음부호는 변조기(206)에 의해 중간주파수합성기(203)에서 합성된 반송주파수로 변조하여, 상기 변조 과정에 발생된 불필요한 주파수 성분은 대역통과여파기(207)를 거쳐 제거한 후, 주파수 상향 변환기용 주파수 합성기(204)의 출력과 혼합기(208)에 혼합하여 측정주파수 대역으로 상향 주파수 변환을 실시한다.The pseudo noise code generated as described above is modulated by the modulator 206 to the carrier frequency synthesized by the intermediate frequency synthesizer 203, and the unnecessary frequency components generated in the modulation process are removed through the band pass filter 207, and then the frequency. The output of the up-converter frequency synthesizer 204 and the mixer 208 are mixed to perform up-frequency conversion in the measurement frequency band.

이 과정에서 발생된 불필요한 주파수 성분을 다시 대역통과여파기(209)를 거쳐 제거한 후, 출력증폭기(210)로 증폭하여 출력보호기(211)을 통과한 후 신호 송신 안테나(212)에 의해 송신한다.The unnecessary frequency component generated in this process is removed again through the band pass filter 209, then amplified by the output amplifier 210 and passed through the output protector 211, and then transmitted by the signal transmitting antenna 212.

이상의 모든 신호는 정밀 주파수 기준기(201)에 공급되는 주파수에 동기되어야 한다.All of the above signals must be synchronized with the frequency supplied to the precision frequency reference 201.

제3도는 본 발명은 다중반사파 측정장치의 수신부에 대한 블럭도이다.3 is a block diagram of a receiver of a multi-reflective wave measuring apparatus according to the present invention.

제3도에서, 301은 신호 수신 안테나, 302는 대역통과여파기, 303는 초단 증폭기, 304는 혼합기, 305는 대역 통과여파기, 306은 단위신호감쇠기, 307은 중간주파 증폭기, 308은 정밀주파수 기준기, 309는 1차 국부발진주파수 합성기, 310은 의사잡음부호 발생 클럭 합성기, 311은 의사잡음부호 발생기와 로직, 312는 2차 국부발진 주파수 합성기, 313은 변조신호발생기, 314는 분파기, 315는 등상신호 혼합기, 316는 직교신호 혼합기, 317는 이상 분파기, 318은 저역통과여파기, 319는 저역통과여파기, 320은 마이크로 컴퓨터를 각각 나타낸다.In Fig. 3, 301 is a signal receiving antenna, 302 is a bandpass filter, 303 is an ultra-short amplifier, 304 is a mixer, 305 is a bandpass filter, 306 is a unit signal attenuator, 307 is an intermediate frequency amplifier, and 308 is a precision frequency reference. 309 is the first local oscillation frequency synthesizer, 310 is the pseudo noise generation clock synthesizer, 311 is the pseudo noise generator and logic, 312 is the second local oscillation frequency synthesizer, 313 is the modulating signal generator, 314 is the splitter, and 315 is the The isophase signal mixer, 316 is an orthogonal signal mixer, 317 is an ideal splitter, 318 is a lowpass filter, 319 is a lowpass filter, and 320 is a microcomputer.

송신부에 송신된 신호는 다중반사를 거쳐 신호 수신 안테나(301)로 수신된다.The signal transmitted to the transmitter is received by the signal receiving antenna 301 through multiple reflections.

신호는 대역통과여파기(302)로 해당 주파수 대역의 신호만을 선별하고 초단 증폭기(303)로 증폭한 후, 혼합기(34)에서 1차 국부발진주차수가 합성기(309)에서 생성된 1차 국부발진주파수와의 혼합에 의하여 중간주파수대로 변환된다.After the signal is selected by the band pass filter 302 only the signal of the corresponding frequency band and amplified by the first stage amplifier 303, the primary local oscillation frequency in the mixer 34 is generated by the synthesizer 309. It is converted to the intermediate frequency by mixing with.

변환과정에서 발생된 불필요한 주파수 성분은 대역통과여파기(305)에서 제거하고 송수신 거리에 따라 달라진 수신신호의 크기를 적절한 크기로 설정할 수 있도록 단위신호감쇠기(306)로 신호의 크기를 조절한 후 증가 주파수증폭기(307)로 증폭한다.Unnecessary frequency components generated during the conversion are removed by the band pass filter 305, and then the amplitude of the signal is adjusted by the unit signal attenuator 306 so as to set the size of the received signal changed according to the transmission / reception distance. Amplify by the amplifier 307.

증폭된 중간주파수 신호는 이상분파기(317)에 의해 분파되어 각 신호는 의사잡음부호 클럭 합성기(310)에서 출력되는 신호를 받아 의사잡음부호 발생기와 로직(311)에서 의사잡음부호를 생성하여 2차국부발진주파수합성기(312)에서 합성된 반송주파수를 변조신호 발생기(313)로 변조하여 분파기(314)로 나뉘어진 신호와 각각 동상신호 혼합기(315)와 직교신호 혼합기(316)에 의해 혼합된다.The amplified intermediate frequency signal is divided by the ideal splitter 317, and each signal receives the signal output from the pseudo noise code clock synthesizer 310 to generate a pseudo noise code from the pseudo noise code generator and the logic 311. The carrier frequency synthesized by the subcarrier oscillation frequency synthesizer 312 is modulated by the modulation signal generator 313 and mixed with the signal divided by the splitter 314 by the in-phase signal mixer 315 and the quadrature signal mixer 316, respectively. do.

혼합기의 각 출력은 저역통과여파기(318)와 저역통과여파기(319)로 고주파 성분이 제거된 후 마이크로 컴퓨터(320)에 입력되어 다중반사특성이 산출된다.Each output of the mixer is input to the microcomputer 320 after high frequency components are removed by the low pass filter 318 and the low pass filter 319 to calculate the multi-reflective characteristics.

수신부 역시 사용되는 모든 주파수는 정밀 주파수 기준기(308)의 출력 주파수와 등기 관계를 유지한다.All frequencies that are also used by the receiver maintain the registration relationship with the output frequency of the precision frequency reference 308.

따라서 상기와 같은 본 발명은 의사잡음부호의 상관특성을 이용하여 다중반사특성을 측정할 수 있는 수단을 고안함으로써 다음과 같은 장점을 제공한다.Therefore, the present invention as described above provides the following advantages by devising a means for measuring the multi-reflection characteristics using the correlation characteristics of the pseudo noise code.

첫째로, 전송 채널의 다양한 파라미터(전계 강도, 지역 확산, 지연파의 위상, 지연파의 도플러 시프트 등)를 측정할 수 있다.First, various parameters of the transmission channel (field strength, local spread, delay phase, Doppler shift of delay waves, etc.) can be measured.

둘째로, 임펄스 송수신 방식에 비하여 송신출력 증폭기 이용 효율이 우수하다.Second, the transmission output amplifier use efficiency is superior to that of the impulse transmission / reception scheme.

셋째로, 상관 처리 이득에 의하여 수신감도가 향상된다.Third, reception sensitivity is improved by the correlation processing gain.

넷째로, 사용하는 의사잡음부호의 종류를 달리하면 동일 또는 인접한 지역이나 주파수 대역에서 동시에 독립적인 측정장치를 동시에 운용할 수 있다.Fourth, if different kinds of pseudo noise codes are used, independent measuring devices can be operated simultaneously in the same or adjacent area or frequency band.

Claims (3)

의사잡음부호를 생성하여 상향 주파수 변환을 실시하고, 증폭한 후에 송신하는 송신부; 및 다중반사를 거쳐 수신되는 신호를 증폭한 후 중간 주파수대로 변환하고, 신호의 크기를 조절한 후 증폭하여 분파하고, 각 신호를 당해 수신기 내부에서 발생된 의사잡음부호로 변조한 후 상기 분파된 신호와 혼합하고, 고주파 성분을 제거한 후 다중반사 특성을 산출하는 수신부로 구성되는 것을 특징으로 하는 다중반사파 측정장치.A transmitter for generating a pseudo noise code, performing uplink frequency conversion, and amplifying and transmitting the pseudonoise code; And amplifying the signal received through multi-reflection, converting the signal to an intermediate frequency, controlling the amplitude of the signal, amplifying and splitting the signal, and modulating each signal with a pseudo noise code generated inside the receiver. And a receiver configured to mix with and remove the high frequency components to calculate the multi-reflective characteristics. 제1항에 있어서, 상기 송신부는 발생되는 모든 신호를 동기하기 위한 신호를 발생하는 정밀주파수기준기(201); 의사잡음부호를 발생을 위한 클럭을 출력하는 의사잡음부호 클럭 합성기(202) 상기 의사잡음부호 클럭 합성기에서 출력되는 신호를 받아 의사잡음부호를 생성하는 의사잡음부호발생기(205); 반송주파수를 합성하기 위한 중간주파수 합성기(203); 상기 의사잡음부호 부호 발생기(205)에서 발생된 의사잡음부호를 상기 중간주파수 합성기(203)에서 합성된 반송주파수로 변조하기 위한 변조기(206); 상기 변조기(206)에 의한 변조 과정에서 발생된 불필요한 주파수 성분을 제거하기 위한 대역통과여파기(207); 상기 여파기(207)에서 출력되는 신호의 주파수를 향상시키기 위한 주파수를 합성하는 주파수 상향 변환기용 주파수합성기(204); 상기 여파기(207)에서 출력되는 신호와 상기 주파수합성기(204)의 출력을 혼합하여 측정주파수 대역으로 상향 주파수 변환을 실시하는 혼합기(208); 상기 혼합기(209)에서의 혼합 과정에서 발생된 불필요한 주파수 성분을 제거하기 위한 대역통과여파기(209); 상기 대역통과여파기(209)의 출력을 증폭하기 위한 출력 증폭기(210); 상기 출력 증폭기(210)에서의 출력을 일정 수준으로 유지하기 위한 출력 보호기(211); 및 상기 출력 보호기(211)에서 출력되는 신호를 송신하기 위한 송신안테나(212)에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 다중반사파 측정장치.The apparatus of claim 1, wherein the transmitter comprises: a precision frequency reference 201 for generating a signal for synchronizing all generated signals; A pseudo noise code clock synthesizer 202 for outputting a clock for generating a pseudo noise code 202; a pseudo noise code generator 205 for generating a pseudo noise code by receiving a signal output from the pseudo noise code clock synthesizer; An intermediate frequency synthesizer 203 for synthesizing carrier frequencies; A modulator 206 for modulating the pseudo noise code generated by the pseudo noise code generator 205 into a carrier frequency synthesized by the intermediate frequency synthesizer 203; A band pass filter 207 for removing unnecessary frequency components generated in the modulation process by the modulator 206; A frequency synthesizer for frequency upconverter 204 for synthesizing frequencies for improving the frequency of the signal output from the filter 207; A mixer 208 for mixing the signal output from the filter 207 and the output of the frequency synthesizer 204 to perform up-frequency conversion into a measurement frequency band; A band pass filter 209 for removing unnecessary frequency components generated in the mixing process of the mixer 209; An output amplifier 210 for amplifying the output of the bandpass filter 209; An output protector 211 for maintaining the output from the output amplifier 210 at a constant level; And a transmission antenna (212) for transmitting a signal output from the output protector (211). 제1항에 있어서, 상기 수신부는 다중반사를 통해 송신된 신호를 수신하기 위한 수신 안테나(301); 상기 수신 안테나(301)에 수신된 신호에서 해당 주파수 대의 신호만을 선별하기 위한 대역통과여파기(302); 상기 여파기(302)에 출력되는 신호를 증폭하기 위한 초단 증폭기(303); 1차 북구발진주파수를 합성하기 위한 1차 국부발진주파수 합성기(309); 상기 증폭기(303)에서의 출력을 상기 주파수 합성기(309)에서 합성된 1차 국부 발진주파수 합성기에서 합성된 1차 국부발진주파수의 혼합에 의하여 중간주파수대로 변환하기 위한 혼합기(304); 상기 혼합기(304)에 의한 주파수 변환 과정에서 발생된 불필요한 주파수 성분을 제거하기 위한 대역통과여파기(305); 송수신 거리에 따라 달라진 수신신호의 크기를 적절한 크기로 설정할 수 있도록 신호의 크기를 조절하기 위한 단위신호감쇠기(306); 상기 감쇠기(306)에서의 출력을 증폭하기 위한 중간주파 증폭기(307); 모든 출력주파수의 동기를 유지하기 위한 신호를 발생하는 정밀주파수 기준기(308); 의사잡음부호의 발생을 위한 클럭을 제공하기 위한 의사잡음부호 클럭 발생기(310); 상기 의사잡음부호 클럭 발생기(310)의 클럭을 받아 의사잡음부호를 생성하기 위한 의사잡음부호 발생기와 로직(311); 상기 의사잡음부호를 변조할 목적으로 반송주파수를 합성하기 위한 2차 국부발진주파수 합성기(312); 상기 의사잡음부호를 상기 2차 국부발진주파수로 변조하기 위한 변조신호발생기(313); 상기 변조발생기에서의 출력을 분파하기 위한 분파기(314); 상기 증폭기(307)에서 증폭된 중간주파수 신호를 분파하기 위한 이상분파기(317); 상기 분파기(314)의 출력과 상기 분파기(317)의 출력을 동상으로 혼합하기 위한 동상신호 혼합기(315); 상기 분파기(314)의 출력과 90°로 위상 천이된 상기 분파기(317)의 출력을 혼합하기 위한 직교신호 혼합기(316); 상기 혼합기(315,316)의 출력에서 고주파 성분을 각각 제거하기 위한 저역통과여파기(318,319); 및 상기 여파기(318,319)의 출력을 입력받아 다중반사 특성을 산출하기 위한 마이크로컴퓨터(320)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 다중반사파 측정장치.The apparatus of claim 1, wherein the receiver comprises: a receiving antenna (301) for receiving a signal transmitted through multiple reflections; A band pass filter 302 for selecting only a signal of a corresponding frequency band from the signal received by the reception antenna 301; A first stage amplifier 303 for amplifying a signal output to the filter 302; A primary local oscillation frequency synthesizer 309 for synthesizing a primary north oscillation frequency; A mixer 304 for converting the output from the amplifier 303 into an intermediate frequency by mixing the primary local oscillation frequency synthesized by the primary local oscillation frequency synthesizer synthesized by the frequency synthesizer 309; A band pass filter 305 for removing unnecessary frequency components generated during the frequency conversion process by the mixer 304; A unit signal attenuator 306 for adjusting the size of the signal to set the size of the received signal changed according to the transmission / reception distance to an appropriate size; An intermediate frequency amplifier 307 for amplifying the output at the attenuator 306; A precision frequency reference 308 for generating a signal for maintaining synchronization of all output frequencies; A pseudonoise clock generator 310 for providing a clock for generating a pseudonoise code; A pseudo noise code generator and logic 311 for generating a pseudo noise code by receiving the clock of the pseudo noise code clock generator 310; A second local oscillation frequency synthesizer 312 for synthesizing a carrier frequency for the purpose of modulating the pseudo noise code; A modulation signal generator (313) for modulating the pseudo noise code to the secondary local oscillation frequency; A splitter 314 for splitting the output from the modulation generator; An ideal splitter 317 for splitting an intermediate frequency signal amplified by the amplifier 307; An in-phase signal mixer 315 for mixing the output of the splitter 314 and the output of the splitter 317 in phase; An orthogonal signal mixer 316 for mixing the output of the splitter 314 with the output of the splitter 317 phase shifted by 90 °; Low pass filters 318 and 319 for removing high frequency components from the outputs of the mixers 315 and 316, respectively; And a microcomputer (320) for receiving the outputs of the filter (318,319) and calculating the multi-reflective characteristics.
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