KR100393672B1 - device for detecting oscillation in two-way communication system and method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 양방향 통신 시스템에서 한 방향으로 전송되는 신호가 피드백되어 재입력되는 발진 현상을 검출하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for detecting an oscillation phenomenon in which a signal transmitted in one direction is fed back and re-input in a bidirectional communication system.
본 발명에서는 상기 전송 신호 중에서 양방향 통신 시스템의 딜레이값에 따라 설정되는 측정 대역에 해당하는 신호의 파워를 검출하고, 검출된 신호의 파워 변화량이 제1 레벨 영역이나 제2 레벨 영역에 해당하는 경우에 발진 현상이 발생된 것으로 판단한다. 이 때, 상기 딜레이값은 상기 통신 시스템을 통하여 이루어지는 신호의 전파 딜레이를 나타낸다.According to the present invention, when the power of the signal corresponding to the measurement band set according to the delay value of the bidirectional communication system is detected among the transmission signals, and the amount of power variation of the detected signal corresponds to the first level region or the second level region, The oscillation phenomenon is considered to have occurred. At this time, the delay value represents a propagation delay of a signal made through the communication system.
이러한 본 발명에 따르면, 양방향 통신 시스템에서 입출력 신호와 발진 신호의 상관 특성을 이용하여 특정 주파수 대역에서의 발진 상태를 인식하기 때문에, 발진 발생 여부를 초기에 정확하게 진단할 수 있으며, 시스템 열화 정도에 비례하는 상태 진단이 가능하다.According to the present invention, since the oscillation state in a specific frequency band is recognized by using the correlation characteristics of the input / output signal and the oscillation signal in the bidirectional communication system, it is possible to accurately diagnose whether the oscillation occurs at an early stage and is proportional to the degree of system degradation. It is possible to diagnose the condition.
Description
본 발명은 양방향 통신 시스템에서의 발진 검출 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게 말하자면, 기지국과 단말기 사이의 양방향 통신시에 한 방향으로 증폭 출력되는 신호의 일부가 재입력되어 발생되는 발진을 검출 및 억제하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an oscillation detection device and a method thereof in a bidirectional communication system, and more particularly, to detect an oscillation generated by re-input of a part of a signal amplified and output in one direction during bidirectional communication between a base station and a terminal. And an apparatus and a method for suppressing the same.
일반적으로 양방향 통신의 대표적인 이동 통신 서비스 시스템은 기지국(base station transceiver system), 기지국 제어국(base station controller), 교환국(mobile switching center), 이동국(mobile station)으로 구성된다.In general, a representative mobile communication service system of two-way communication is composed of a base station transceiver system, a base station controller, a mobile switching center, and a mobile station.
기지국과 이동국은 일정한 주파수 대역으로 통신하며, 각 기지국은 일정한 통화 반경을 가진다. 따라서, 다수의 기지국을 적절히 배치하여 각 기지국의 통화반경을 서로 겹치게 함으로써 통화 가능한 지역을 넓힌다.The base station and the mobile station communicate in a constant frequency band, and each base station has a constant call radius. Therefore, by arranging a plurality of base stations appropriately so that the call radius of each base station overlaps each other, the area where the call is possible can be expanded.
그러나, 이러한 다수의 기지국의 배치에 의해 도시 전체를 커버(cover)한다고 하더라도 도서지방이나, 대형 건물 지하공간 및 고층 빌딩의 내부에서는 통화가 가능하지 않는 통화 음영 지역(blanket area)이 발생한다.However, even if the entire city is covered by the arrangement of such a plurality of base stations, a call shadow area is created which is not available in the island area, the underground space of a large building, and the inside of a high-rise building.
이러한 통화 음영 지역의 발생으로 인해 이동 전화기 사용자는 통화 음영 지역 내에서 원활한 통화 서비스를 받을 수 없는 문제점이 있으며, 이러한 문제점을 해결하기 위해 음영 지역내에 중계기(repeater)를 설치한다.Due to the occurrence of the call shadow area, the mobile phone user may not receive smooth call service in the call shadow area, and in order to solve this problem, a repeater is installed in the shadow area.
중계기는 기지국으로부터 공급되는 미약한 신호를 증폭하여 단말기에 제공하는 기능과, 단말기로부터 전송되는 신호를 증폭하여 기지국으로 송출하는 기능을수행한다. 중계기는 순방향 경로(forward path)와 역방향 경로(reverse path)으로 구성되며, 각 경로의 종단은 듀플렉서(duplexer)로 연결된다. 중계기로 입력되는 신호는 듀플렉서를 통하여 각각의 LNA부로 입력된 다음에 최종단의 HPA단과 안테나로 공급되어 출력된다,The repeater performs a function of amplifying a weak signal supplied from the base station to the terminal and amplifying a signal transmitted from the terminal to the base station. The repeater consists of a forward path and a reverse path, and ends of each path are connected by a duplexer. The signal input to the repeater is input to each LNA unit through the duplexer and then supplied to the HPA terminal and the antenna of the final stage and output.
이러한 중계기에서 증폭되어 출력되는 신호가 입력 포트로 일정 레벨 이상 유입되면 시스템의 발진 현상이 발생된다. 도 1에 다양한 형태로 발생되는 발진 현상의 파형도가 예시되어 있다. 도 1에 도시되어 있듯이 발진 현상은 주파수 대역내에 싱글톤(single tone, 피크값을 가지는 신호) 신호가 발생하는 경우, 랜덤(random)한 형태로 싱글톤 신호가 주파수 대역내에 이산적으로 분포하는 경우, 주파수가 드리프트(drift)하는 형태로 나타나는 신호 파형, 구형파 형태의 비대칭 신호가 발생하는 경우 등의 다양한 형태로 나타난다.When the signal amplified and output from the repeater flows into the input port more than a certain level, oscillation of the system occurs. 1 illustrates a waveform diagram of an oscillation phenomenon occurring in various forms. As shown in FIG. 1, the oscillation phenomenon is a case where a single tone signal occurs in a frequency band, and a single tone signal is distributed in a random manner in a random form. For example, the signal waveform may appear in the form of drift of frequency, and in the case of generating an asymmetric signal in the form of a square wave.
발진이 발생하게 되면 입력 신호 또는 입력 신호와 무관한 노이즈 신호가 계속적인 루프(loop) 형태로 증폭되어 증폭기의 출력 한계점에 도달하게 된다. 증폭기의 출력 한계점에서는 정상적인 입력 신호도 증폭기의 왜곡(distortion) 때문에 신호대 잡음비(S/N)가 열화되어 신호의 복조가 어렵게 된다.When oscillation occurs, the input signal or noise signal unrelated to the input signal is amplified in a continuous loop to reach the output limit of the amplifier. At the output limit of the amplifier, the normal input signal also degrades the signal-to-noise ratio (S / N) due to the amplifier's distortion, making it difficult to demodulate the signal.
특히, 이동 통신 시스템에서는 기지국이 중계기로부터 출력되는 신호를 복조하여 신호의 상태를 판단하고 그 판단 결과에 따라 단말기로 전송되는 신호의 출력을 제어하기 때문에, 발진 현상이 발생하면 정확한 신호 판단이 이루어지지 않아서 시스템의 열화를 가중시키게 된다.In particular, in the mobile communication system, the base station demodulates the signal output from the repeater to determine the state of the signal and controls the output of the signal transmitted to the terminal according to the determination result. Therefore, when the oscillation phenomenon occurs, accurate signal determination is not made. This adds to the deterioration of the system.
또한, 발진이 발생되면 CDMA 시스템 등에서는 중계기를 통하여 통신하는 단말기로부터 기지국 방향으로의 수신 전파 열화가, 다른 단말기에 영향을 끼치게 되어 시스템 전체 열화로 확산되는 심각한 장애 현상이 초래된다. 따라서 시스템 성능을 향상시키기 위하여 발진 현상을 검출하여 억제시키는 것이 요구되고 있다.In addition, when oscillation is generated, a severe failure phenomenon in which a reception radio wave deterioration from a terminal communicating through a repeater to a base station affects other terminals in the CDMA system or the like causes the entire system to deteriorate. Therefore, in order to improve system performance, it is required to detect and suppress the oscillation phenomenon.
그러나 단일 반송파(carrier) 신호가 고정 주파수에서 발생되는 형태의 발진은 하드웨어적으로 감지가 가능하나 랜덤한 형태의 시간에 따라 가변되는 형태로 발진 신호가 발생되는 경우에는 이를 감지하기가 매우 어려워진다.However, the oscillation of the form in which a single carrier signal is generated at a fixed frequency can be detected in hardware, but it is very difficult to detect the oscillation signal in the form of a random form varying with time.
또한 단일 반송파 형태의 발진 신호가 발생되는 경우에도 최대 출력을 초과하는 경우에만 감지가 가능하며, 발진 신호의 세기가 설정 출력 레벨을 초과하지 않는 경우에는 감지가 용이하지가 않다.In addition, even when a single carrier type oscillation signal is generated, detection is possible only when the maximum output is exceeded, and when the strength of the oscillation signal does not exceed the set output level, the detection is not easy.
종래의 발진 현상을 검출하기 위한 방식으로는 스펙트럼 분석기(spectrum analyzer)를 이용하는 방식과 RF 스위치를 이용하는 방식이 있다.Conventional methods for detecting oscillation include a method using a spectrum analyzer and a method using an RF switch.
전자의 방식은 스펙트럼 분석기를 사용하여 주파수 도메인 상에서의 신호 분석을 하여 그 결과를 표시하고, 사용자가 분석 결과를 보고 발진 여부를 판단한다. 그러나, 이 방식은 스텍트럼 분석기가 중계기에 비하여 고가이므로 비경제적이며, 스텍트럼 분석기의 결과를 사용자가 모니터링하여야 함으로 다수의 중계기가 운용되고 있는 현 상황에서 이러한 모니터링 요원을 다수 배치하는 것이 비효율적이며, 또한 운용 요원의 지속적인 실시간 감시가 불가능하다.The former method uses a spectrum analyzer to perform signal analysis on the frequency domain to display the result, and the user can determine whether the oscillation is based on the analysis result. However, this method is inexpensive because the spectrum analyzer is more expensive than the repeater, and the user has to monitor the results of the spectrum analyzer, so it is inefficient to deploy a large number of such monitoring personnel in the current situation where multiple repeaters are in operation. Continuous real-time monitoring of agents is not possible.
또한 사용자의 모니터링 없이 스텍트럼 분석기가 자동으로 분석 결과와 기저장된 발진 신호 패턴을 비교하여 발진 현상 여부를 검출하고자 하여도, 발진 신호가 워낙 랜덤하게 발생하기 때문에 모든 경우에 다른 발진 신호 패턴을 확보하기가어려우며, 또한 비교에 따른 시간이 오래 걸리는 단점이 있다.In addition, even if the spectrum analyzer automatically compares the analysis results with the stored oscillation signal pattern to detect oscillation phenomenon without user monitoring, the oscillation signal is so random that it is difficult to obtain other oscillation signal patterns in all cases. In addition, there is a disadvantage in that it takes a long time according to the comparison.
후자의 방식은 중계기의 종단에 RF 스위치를 설치하고, RF 스위치를 일정 시간 간격(polling time interval)으로 동작시켜 출력 신호가 피드백되는 경로를 차단시킨 다음에, 중계기의 출력 신호의 파워를 모니터링하여 출력 신호의 파워가 감소 여부에 따라 발진 현상의 발생 여부를 판단한다.The latter method installs an RF switch at the end of the repeater, operates the RF switch at a polling time interval to block the path from which the output signal is fed back, and then monitors and outputs the power of the output signal of the repeater. It is determined whether the oscillation phenomenon occurs according to whether the power of the signal decreases.
그러나 이 방식은 출력 신호의 파워가 작은 경우에는 발진 현상을 검출하기가 매우 어려우며, 또한 일정 주기(polling time interval)로 단말기로 전송되는 신호가 차단되기 때문에, 콜(call) 드랍( drop)이 발생할 가능성이 있으며, 또한 콜 상태에서는 검출 정확도가 저하된다. 이외에도 빈번한 스위칭 횟수 증가에 따라 하드웨어에 고장이 발생할 가능성이 높으며, 실시간 측정이 이루어지지 않기 때문에 측정 주기내에서 발진 상태가 존재하게 되어도 검출할 수 없는 단점이 있다.However, this method is very difficult to detect the oscillation when the output signal power is small, and also call drop occurs because the signal transmitted to the terminal is blocked at a constant polling time interval. There is a possibility, and the detection accuracy is degraded in the call state. In addition, there is a high possibility of failure in the hardware according to the frequent increase in the number of switching, there is a disadvantage that can not be detected even if the oscillation state exists in the measurement cycle because the real-time measurement is not made.
이외에도, 중계기에서는 출력 신호가 입력 신호와 주파수 대역이 같고 신호 형태가 동일하기 때문에 입출력 사이의 주파수 차이를 이용한 신호 분별이 불가능하며, 발진 현상이 발생하는 경우에도 발진 현상이 일정 레벨 이상으로 진행되기 이전까지는 발진이 진행 정보를 판단하기가 어려운 단점이 있다.In addition, in the repeater, since the output signal has the same frequency band as the input signal and the same signal type, it is impossible to distinguish the signal using the frequency difference between the input and output, and even before the oscillation phenomenon goes above a certain level even when the oscillation phenomenon occurs. Until now, the oscillation has a disadvantage in that it is difficult to determine the progress information.
그러므로, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 양방향 통신 시스템에서 저가의 비용으로 발진 발생 여부를 초기에 검출하여 제거함으로써, 시스템 열화를 방지하여 양방향 통신 시스템의 신뢰성을 보다 향상시키고자 하는데 있다.Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention is to improve the reliability of the bidirectional communication system by preventing system degradation by initially detecting and eliminating occurrence of oscillation at a low cost in the bidirectional communication system.
도 1은 양방향 통신 시스템에서 발생되는 발진 현상의 다양한 형태를 나타낸 예시도이다.1 is a diagram illustrating various forms of oscillation phenomenon occurring in a bidirectional communication system.
도 2는 양방향 통신 시스템에 사용되는 중계기의 신호 전달 특성을 나타낸 도이다.2 is a diagram illustrating signal transmission characteristics of a repeater used in a bidirectional communication system.
도 3은 중계기 시스템의 신호 분석을 위한 전달 함수 모델을 나타낸 도이다.3 is a diagram showing a transfer function model for signal analysis of a repeater system.
도 4a는 도 3에 도시된 전달 함수의 특성을 나타낸 파형도이고, 도 4b는 딜레이 변화에 따른 특성을 나타낸 파형도이며, 도 4c는 딜레이 변화에 따른 신호 전달 함수의 특성을 나타낸 파형도이다.4A is a waveform diagram illustrating characteristics of the transfer function illustrated in FIG. 3, FIG. 4B is a waveform diagram illustrating characteristics of a delay change, and FIG. 4C is a waveform diagram illustrating characteristics of a signal transfer function according to a change of delay.
도 5는 발진 파형 측정에 따른 실험 결과를 예시한 도이다.5 is a diagram illustrating an experiment result according to the oscillation waveform measurement.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 발진 검출 장치의 구조를 나타낸 도이다.6 is a diagram showing the structure of an oscillation detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 실시예에 따른 발진 검출 장치에서 발진 억제부가 중계기 시스템과 연결되는 예가 도시되어 있다.7A to 7C illustrate an example in which the oscillation suppression unit is connected to the repeater system in the oscillation detection apparatus according to the embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 발진 검출 장치에서 이루어지는 발진 검출 및 억제 과정이 순차적으로 나타낸 흐름도이다.8 is a flowchart sequentially illustrating an oscillation detection and suppression process performed in an oscillation detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 발진 검출 장치는, 상기 양방향 통신 시스템에서 한 방향으로 전송되는 신호가 피드백되어 재입력되는 발진 현상을 검출하는 장치로서,An oscillation detection apparatus according to an aspect of the present invention for achieving the above technical problem, as a device for detecting the oscillation phenomenon is fed back to the signal transmitted in one direction in the bidirectional communication system,
인가되는 국부 발진 신호에 따라 상기 전송 신호를 측정 가능한 대역의 신호로 변환하는 신호 변환부; 상기 신호 변환부에서 출력되는 신호를 필터링하는 필터부; 상기 필터링된 전송 신호의 파워를 검출하는 파워 검출부; 상기 양방향 통신 시스템의 딜레이값에 따라 설정되는 발진 측정 주기에 따라 상기 신호 변환부로 국부 발진 신호를 공급하는 국부 발진기; 상기 발진 측정 주기에 따라 설정되는 측정 대역에서 검출된 신호의 파워에 따라 발진 발생 여부를 판단하는 제어부를 포함하며, 상기 딜레이값은 상기 통신 시스템을 통하여 이루어지는 신호의 전파 딜레이를 나타낸다.A signal conversion unit converting the transmission signal into a signal of a measurable band according to an applied local oscillation signal; A filter unit filtering the signal output from the signal converter; A power detector detecting power of the filtered transmission signal; A local oscillator for supplying a local oscillation signal to the signal converter in accordance with an oscillation measurement period set according to a delay value of the bidirectional communication system; And a controller for determining whether oscillation occurs according to the power of the signal detected in the measurement band set according to the oscillation measurement cycle, wherein the delay value represents a propagation delay of a signal made through the communication system.
상기 제어부는 측정 대역에서 검출된 신호의 파워 변화량이 제1 레벨 영역이나 제1 레벨보다 큰 값을 가지는 제2 레벨 영역에 해당하는 경우에 발진이 발생한 것으로 판단한다. 한편, 상기 제2 레벨 영역에 해당하는 경우에 제2 레벨 영역에 해당하는 신호가 설정 개수 이상인 경우에는 정상 신호로 판단하고 제2 레벨 영역에 해당하는 신호가 설정 개수 이하인 경우에 발진 현상이 발생된 것으로 판단한다.The controller determines that the oscillation has occurred when the amount of power change of the signal detected in the measurement band corresponds to the first level region or the second level region having a value greater than the first level region. Meanwhile, when the signal corresponding to the second level region is greater than or equal to the set number in the second level region, the signal is determined to be a normal signal and the oscillation phenomenon occurs when the signal corresponding to the second level region is less than or equal to the set number. I think that.
이러한 특징을 가지는 본 발명의 발진 검출 장치는, 상기 발진 현상이 발생된 경우에 상기 제어부의 제어에 따라 상기 전송 신호의 출력을 감소시키는 감쇠기, 또는 상기 제어부의 제어에 따라 상기 양방향 통신 시스템으로 제공되는 전원을 차단시키는 전원 릴레이, 또는 상기 제어부의 제어에 따라 상기 양방향 통신 시스템에서 상기 전송 신호가 피드백되어 입력되는 경로를 차단시키는 스위치, 또는 상기 제어부의 제어에 따라 발진 발생을 경고하는 경고부를 선택적으로 더 포함할 수 있다.The oscillation detection device of the present invention having the above characteristics is provided to the attenuator for reducing the output of the transmission signal under the control of the controller when the oscillation phenomenon occurs, or to the bidirectional communication system under the control of the controller. A power relay for shutting off power, a switch for blocking a path through which the transmission signal is fed back in the bidirectional communication system under the control of the controller, or a warning unit for warning the occurrence of oscillation under the control of the controller It may include.
또한 본 발명의 다른 특징에 따른 발진 검출 방법은, 양방향 통신 시스템에서 한 방향으로 전송되는 신호가 피드백되어 재입력되는 발진 현상을 검출하는 방법으로서,In addition, the oscillation detection method according to another aspect of the present invention, as a method for detecting the oscillation phenomenon is fed back to the signal transmitted in one direction in the bidirectional communication system,
상기 양방향 통신 시스템의 딜레이값에 따라 설정되는 주기를 가지는 측정 대역에서 상기 전송 신호의 파워를 검출하는 단계; 상기 측정 대역에서 검출된 신호의 파워 변화량이 제1 레벨 영역에 해당하는지를 판단하는 단계; 상기 검출된 신호의 파워 변화량이 제1 레벨 영역이 아닌 경우에 제2 레벨 영역에 해당하는지를 판단하는 단계; 및 상기 검출된 신호의 파워 변화량이 제1 레벨 영역이나 제2 레벨 영역에 해당하는 경우에 발진 현상이 발생된 것으로 판단하는 단계를 포함하며, 상기 딜레이값은 상기 통신 시스템을 통하여 이루어지는 신호의 전파 딜레이이다.Detecting power of the transmission signal in a measurement band having a period set according to a delay value of the bidirectional communication system; Determining whether an amount of change in power of the signal detected in the measurement band corresponds to a first level region; Determining whether the amount of change in power of the detected signal corresponds to a second level area when the amount of power change of the detected signal is not the first level area; And determining that an oscillation phenomenon occurs when a power variation of the detected signal corresponds to a first level region or a second level region, wherein the delay value is a propagation delay of a signal made through the communication system. to be.
여기서 발진 현상 판단 단계는 측정 대역에서 검출된 신호의 파워 변화량이 제2 레벨 영역에 해당하는 경우에, 제2 레벨 영역에 해당하는 신호가 설정 개수 이상인 경우에는 정상 신호로 판단하고 제2 레벨 영역에 해당하는 신호가 설정 개수 이하인 경우에 발진 현상이 발생된 것으로 판단하며, 이 때,상기 제2 레벨 영역은 제1 레벨 영역보다 큰 값을 가진다.Here, in the oscillation determination step, when the amount of power variation of the signal detected in the measurement band corresponds to the second level region, when the signal corresponding to the second level region is equal to or greater than the set number, the oscillation phenomenon is determined as a normal signal, When the corresponding signal is less than or equal to the set number, it is determined that the oscillation phenomenon has occurred, wherein the second level region has a larger value than the first level region.
이외에도 본 발명의 특징에 따른 발진 검출 방법은, 발진 현상이 발생된 경우에 상기 전송 신호의 출력을 감소시켜 발진 현상에 따른 영향이 감소되도록 하는 단계; 발진 현상이 발생된 경우에 상기 양방향 통신 시스템으로 제공되는 전원을 차단시켜 발진 현상에 따른 영향이 제거되도록 하는 단계; 발진 현상이 발생된 경우에 상기 양방향 통신 시스템에서 상기 전송 신호가 피드백되어 입력되는 경로를 차단시키는 단계; 발진 현상이 발생된 경우에 경고하는 단계를 선택적으로 더 포함할 수 있다.In addition, the oscillation detection method according to an aspect of the present invention, when the oscillation phenomenon occurs by reducing the output of the transmission signal to reduce the effect of the oscillation phenomenon; Cutting off the power provided to the bidirectional communication system when the oscillation occurs so that the influence of the oscillation is removed; Blocking a path through which the transmission signal is fed back when the oscillation occurs in the bidirectional communication system; The method may further include a step of warning when the oscillation phenomenon occurs.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 본 발명의 실시예에서, 발진 현상을 검출하는 원리에 대하여 설명한다.First, in the embodiment of the present invention, the principle of detecting the oscillation phenomenon will be described.
도 2에 양방향 통신 시스템에 사용되는 중계기의 신호 전달 특성이 도시되어 있다. 첨부한 도 2에 도시된 바와 같이, 임의의 입력 신호 Si(t)는 시스템의 전달 함수인 G(전달 함수)와, 시스템내의 SAW 필터, 또는 유전체 필터 또는 증폭기 등에서 발생하는 전파 딜레이인 장비 딜레이(D)를 통하여 출력 신호So(t)로서 출력된다.2 shows the signal transfer characteristics of a repeater used in a bidirectional communication system. As shown in FIG. 2, an arbitrary input signal Si (t) is a G (transfer function) which is a transfer function of the system, and an equipment delay which is a propagation delay occurring in a SAW filter or a dielectric filter or an amplifier in the system. It is output as an output signal So (t) via D).
이러한 중계기 시스템에서, 출력된 신호 So(t)가 발진 경로를 따라 공간을 경유하여 입력 포트로 유입되는 경우가 발생하며, 이 때 출력 신호 So(t)의 일부가 중계기 안테나 사이에 존재하는 공간 전파 딜레이인 공간 딜레이(D2)를 거쳐서 -G2(공간상에서의 전파 손실)의 손실을 가지고 입력 포트로 유입된다.In such a repeater system, an output signal So (t) is introduced into an input port via a space along an oscillation path, and a part of the output signal So (t) is space propagated between the repeater antennas. A delay is introduced into the input port with a loss of -G2 (propagation loss in space) via a spatial delay D2.
도 3에 중계기 시스템의 신호 분석을 위한 전달 함수 모델이 도시되어 있으며, 도 4a에 전달 함수의 특성을 나타낸 파형도, 도 4b에 딜레이 변화에 따른 특성을 나타낸 파형도 및 도 4c에 딜레이 변화에 따른 신호 전달 함수의 특성을 나타낸 파형도가 각각 도시되어 있으며, 도 5에 발진 파형 실험 결과가 도시되어 있다.The transfer function model for signal analysis of the repeater system is shown in FIG. 3, the waveform diagram showing the characteristics of the transfer function in FIG. 4A, the waveform diagram showing the characteristics according to the delay change in FIG. 4B, and the delay change in FIG. 4C. Waveforms showing the characteristics of the signal transfer function are shown, respectively, and the oscillation waveform experiment results are shown in FIG. 5.
도 3에 도시된 전달 함수에 따라 출력 신호는로서 나타낼 수 있으며, 전달 함수의 특성에 따라 도 4a에서와 같이 아이솔레이션(isolation) 변화에 따라 특정 주파수(전 주파수 대역)에서 입력 신호와 상관없이 사인 웨이브 형태의 신호가 발생하며, 아이솔레이션의 값의 크기에 따라 진폭 특성이 변화되는 것을 알 수 있다. 즉, 아이솔레이션의 값이 작아질수록 발진 신호의 진폭이 비례적으로 커짐을 알 수 있다. 따라서 특정 주파수 대역에서의 주기적인 신호의 리플(ripple) 또는 피크(peak) 값의 발생을 이용하여 중계기에서의 발진 정도를 알 수 있다.According to the transfer function shown in FIG. According to the characteristics of the transfer function, as shown in FIG. 4A, a sinusoidal signal is generated at a specific frequency (all frequency bands) regardless of an input signal according to the change of isolation, and the magnitude of the value of the isolation. It can be seen that the amplitude characteristics change according to. In other words, as the value of isolation decreases, the amplitude of the oscillation signal increases proportionally. Therefore, the degree of oscillation in the repeater can be known by using the ripple or peak value of the periodic signal in a specific frequency band.
또한, 도 4a와 도 4b 및 도 4c를 비교하여 보면, 딜레이 값의 변화에 따라 진폭 특성은 동일하게 유지되지만 신호의 주파수 주기는 변화되고, 도 4c에서와 같이, 시스템의 딜레이(장비 딜레이와 공간 딜레이 포함)값이 커질수록 발진 신호의 주파수 주기가 짧아짐을 알 수 있다.4A, 4B, and 4C, the amplitude characteristics remain the same as the delay value changes, but the frequency period of the signal changes, as shown in FIG. 4C, as shown in FIG. 4C. It can be seen that the larger the delay value), the shorter the frequency period of the oscillation signal.
이러한 신호 분석 결과, 입력 신호와는 상관없이 발진 현상이 진행됨에 따라 일정 주파수의 신호가 발생되고, 그 신호의 진폭은 아이솔레이션 값과 반비례하여 증가되고, 주파수는 장비의 딜레이 값에 비례하여 작아짐을 알 수 있다.As a result of this signal analysis, as the oscillation progresses regardless of the input signal, a signal of a certain frequency is generated, and the amplitude of the signal increases in inverse proportion to the isolation value, and the frequency decreases in proportion to the delay value of the equipment. Can be.
따라서 본 발명의 실시예에서는 발진 현상이 진행된 상태에서 신호의 스펙트럼 분석을 통하여 열화 정도를 판단하는 것이 아니라, 아이솔레이션 값과 딜레이 값에 기준하여 산출될 수 있는 특정 지점에서의 신호를 모니터링하여 미세한 신호 변화를 검출하여 시스템의 발진 발생 여부를 초기에 파악한다.Therefore, in the exemplary embodiment of the present invention, a signal change is performed by monitoring a signal at a specific point that can be calculated based on an isolation value and a delay value, rather than determining the degree of deterioration by analyzing the signal in the state where the oscillation progresses. To detect whether the system oscillation occurs early.
이러한 원리를 토대로 하여 본 발명의 실시예에 따른 양방향 시스템에서의 발진 검출 장치의 구조 및 동작에 대하여 구체적으로 설명한다.Based on this principle, the structure and operation of the oscillation detection apparatus in the bidirectional system according to the embodiment of the present invention will be described in detail.
도 6에 본 발명의 실시예에 따른 양방향 통신 시스템에서의 발진 검출 장치(이하, 발진 검출 장치라고 명명함)는, 도시하지 않은 안테나를 통하여 수신되는 RF(radio frequency) 신호를 IF(intermediate frequency) 신호로 변환하여 증폭출력하는 신호 변환부(10), 증폭된 IF 신호를 필터링하는 필터부(20), 시스템의 특성에 따라 설정되는 측정 대역에서 존재하는 신호의 파워를 검출하는 파워 검출부(30), 신호 송수신 동작을 제어하며 파워 검출부(30)에서 검출된 신호의 파워를 토대로 하여 발진 발생 여부를 판단하는 마이크로 프로세서(40), 마이크로 프로세서의 제어에 따라 신호 변환부(10)로 국부 발진 신호를 제공하는 국부 발진기(local oscillator)(50)를 포함한다.In FIG. 6, an oscillation detection device (hereinafter, referred to as an oscillation detection device) in a bidirectional communication system according to an embodiment of the present invention transmits an RF (radio frequency) signal received through an antenna (not shown) to an IF (intermediate frequency). A signal converter 10 for converting the signal into an amplified output, a filter unit 20 for filtering the amplified IF signal, and a power detector 30 for detecting power of a signal existing in a measurement band set according to characteristics of a system The microprocessor 40 controls the signal transmission / reception operation and determines whether the oscillation is generated based on the power of the signal detected by the power detector 30, and sends the local oscillation signal to the signal converter 10 under the control of the microprocessor. It provides a local oscillator (50).
이외에 발진 검출 장치는 발진 검출시에 발진을 억제시키기 위한 RF 스위치(61)나 감쇠기(62)나 전원 릴레이(63)나 경고부(64)를 선택적으로 포함하는 발진 억제부(60)를 더 포함한다.In addition, the oscillation detection device further includes an oscillation suppression unit 60 that optionally includes an RF switch 61, an attenuator 62, a power supply relay 63, or a warning unit 64 for suppressing oscillation at the time of oscillation detection. do.
발진 검출 장치의 각 구성 요소를 보다 구체적으로 살펴보면, 신호 변환부(10)는 입력되는 RF 신호를 국부 발진기(50)로부터 제공되는 국부 발진 신호에 따라 예를 들어 45㎒나 100㎒ 대역의 IF 신호로 변환하며, 변환된 신호를 증폭하여 출력한다.Looking at each component of the oscillation detection device in more detail, the signal conversion unit 10, for example, according to the local oscillation signal provided from the local oscillator 50 to the input RF signal of the 45 MHz or 100 MHz band IF signal And converts the converted signal into amplified output.
IF 필터부(20)는 입력되는 IF 신호 중에서 설정 대역폭에 해당하는 신호만을 필터링하여 출력한다. IF 필터부(20)의 대역폭은 분석 대상 신호의 최소 주파수에 따라 결정된다. 본 실시예에서 분석 대상이 되는 발진 신호의 최소 주기는 중계기 시스템의 딜레이 값(장비 딜레이)에 따라 변화되고, 기존에 상용되고 있는 중계기가 대부분 2∼5μsec의 딜레이값을 가지므로 최소 주파수는 대략적으로 200㎑가 되며, 이러한 200㎑의 신호 분석을 하기 위해서는 10∼40㎑ 필터가 요구된다.The IF filter unit 20 filters and outputs only a signal corresponding to a set bandwidth among the input IF signals. The bandwidth of the IF filter unit 20 is determined according to the minimum frequency of the signal to be analyzed. In this embodiment, the minimum period of the oscillation signal to be analyzed is changed according to the delay value (equipment delay) of the repeater system, and since the commercially available repeaters mostly have a delay value of 2 to 5 μsec, the minimum frequency is approximately 200 kHz, and a 10-40 kHz filter is required for such 200 kHz signal analysis.
따라서 본 실시예에는 IF 필터부(20)에 5㎑±10㎑의 크리스탈 필터와, 40㎑의 SAW(surface acoustic wave) 필터를 사용하며, 이러한 필터를 선택하는 선택 스위치, 입출력되는 신호의 패칭(patching)부 등을 더 포함할 수 있다.Therefore, in this embodiment, a 5 ㎑ ± 10 크리스탈 crystal filter and a 40 SA SAW (surface acoustic wave) filter are used for the IF filter unit 20, and a selection switch for selecting such a filter and patching of the input / output signal ( patching) may be further included.
이러한 IF 필터부(20)는 협대역의 대역외 억제 특성이 우수한 필터를 사용하여, 발진 현상시에 분석 대상 이외의 신호 대역에서 발생되는 신호에 의한 영향을 최소화하여 시스템의 정밀도가 향상되도록 한다. 협대역 필터는 통과되는 전력량이 적기 때문에 이후의 파워 검출부에서의 신호 파워 레벨의 미세 분석이 가능하게 된다.The IF filter unit 20 uses a filter having excellent narrow band out-of-band suppression characteristics, thereby minimizing the influence of signals generated in a signal band other than the analysis target during the oscillation phenomenon, thereby improving the accuracy of the system. Since the narrowband filter has a small amount of power passing through it, a fine analysis of the signal power level in the subsequent power detector is possible.
본 실시예에서는 국부 발진 신호를 스윕(sweep)하여 필터부(20)를 통과하는 신호의 세기를 감지하기 때문에, 필터부의 대역폭이 본 시스템의 신호 분석 분해능 (resolution)이 된다.In the present embodiment, since the local oscillating signal is swept to sense the strength of the signal passing through the filter unit 20, the bandwidth of the filter unit becomes the signal analysis resolution of the present system.
한편, 파워 검출부(30)는 제1 파워 검출부(32) 및 제2 파워 검출부(33), 입력되는 신호를 제1 파워 검출부(32) 또는 제2 파워 검출부(33)로 분배하는 신호 분배부(31)로 이루어진다. 도 1에서와 같이 발진 신호는 주파수 대역에 걸쳐서 표류하는 형태로 나타나거나, 피크값을 가지는 싱글톤 형태의 신호로서 나타난다. 따라서 본 실시예에 따른 제1 파워 검출부(32)는 입력 신호로부터 주파수 대역에 걸쳐서 표류하는 형태의 발진 신호를 검출하기 위하여 측정 대역에서 제1 레벨 즉, 노이즈 레벨 영역에 해당하는 신호를 검출하고, 입력 신호로부터 싱글톤 형태의 발진 신호를 검출하기 위하여 제2 파워 검출부(33)는 입력 신호로부터 제1 레벨보다 큰 제2 레벨 영역에 해당하는 신호를 검출한다.Meanwhile, the power detector 30 may include a first power detector 32 and a second power detector 33, and a signal distributor for distributing an input signal to the first power detector 32 or the second power detector 33 ( 31). As shown in FIG. 1, the oscillation signal appears in the form of drifting over a frequency band or as a signal in the form of a singleton having a peak value. Accordingly, the first power detector 32 according to the present exemplary embodiment detects a signal corresponding to a first level, that is, a noise level region, in the measurement band in order to detect an oscillation signal in the form of drifting from an input signal over a frequency band. In order to detect the oscillation signal in the form of a singleton from the input signal, the second power detector 33 detects a signal corresponding to a second level region larger than the first level from the input signal.
예를 들어, 도 1에 도시되어 있듯이 콜신호가 존재하는 신호 대역과 콜신호가 존재하지 않는 무신호 대역 전체에 걸쳐서 발생되는 발진 신호를 검출하기 위하여, 제1 파워 검출부(32)는 무신호 대역 즉, 콜 신호가 없는 경우에 제1 레벨 영역에 해당하는 파워를 가지는 신호를 검출하고, 제2 파워 검출부(33)는 무신호 대역이나 신호 대역 즉, 콜 신호가 있는 경우에 제2 레벨 영역에 해당하는 파워를 가지는 신호(콜 신호나 싱글톤 신호)를 검출한다.For example, as illustrated in FIG. 1, in order to detect an oscillation signal that is generated over a signal band in which a call signal exists and a non-signal band in which a call signal does not exist, the first power detector 32 has a no signal band. That is, when there is no call signal, a signal having a power corresponding to the first level region is detected, and the second power detector 33 detects a signal level or a signal band, that is, when there is a call signal. Detects a signal (call signal or singleton signal) having a corresponding power.
이 때, 제2 파워 검출부(33)는 마이크로 프로세서(40)의 제어에 따라 국부 발진 신호 스텝 스윕시에 각 스텝 사이에서 발생되는 과도한 상태의 신호 검출 데이터를 제외한 발진 신호 락 상태에서의 정상 데이터만을 추출한다. 본 실시예에서 제2 파워 검출부(33)는 아날로그 디바이스사의 AD8307 RF 파워 검출기를 사용하였으나 이에 한정되지는 않는다.At this time, the second power detector 33 controls only the normal data in the oscillation signal lock state except for the excessive signal detection data generated between each step during the local oscillation signal step sweep under the control of the microprocessor 40. Extract. In the present embodiment, the second power detector 33 uses an AD8307 RF power detector manufactured by an analog device, but is not limited thereto.
국부 발진기(50)는 RF 신호의 IF 신호로의 변환을 위한 발진 신호를 발생한다. 며, 위에서 살펴본 바와 같이, 중계기 자체의 딜레이값에 따라 발진 신호의 주기값이 변화되므로 발진기의 스텝 사이즈 및 락 시간은 중계기 시스템에 따라 가변적으로 설정된다.The local oscillator 50 generates an oscillation signal for conversion of the RF signal to the IF signal. As described above, since the periodic value of the oscillation signal changes according to the delay value of the repeater itself, the step size and lock time of the oscillator are variably set according to the repeater system.
예를 들어 중계기 자체의 딜레이가 4㎲인 경우에는 발진 신호의 피크간 주파수 차이는 즉 피크 주기가 250㎑이다. 250㎑의 주파수 신호에서 피크 피크(peak to peak) 신호를 샘플링하기 위해서는 최소 250㎑×2의 신호 검출이 필요하며, 검출 회수를 증가시켜 신호의 미세한 진폭 변화를 검출할 수 있다. 따라서 시스템의 설정에 따라 발진의 미세 정도를 판단하는 데에 있어서 피크간 주파수 차이, 샘플링, 검출 회수(양자화) 등의 값에 따라 특성이 변화된다.For example, if the delay of the repeater itself is 4 Hz, the frequency difference between peaks of the oscillation signal is 250 Hz. In order to sample a peak to peak signal from a 250 kHz frequency signal, a signal detection of at least 250 kHz × 2 is required, and a small amplitude change of the signal can be detected by increasing the number of detections. Therefore, in determining the fineness of the oscillation according to the setting of the system, the characteristic changes depending on values such as frequency difference between peaks, sampling, and the number of times of detection (quantization).
CDMA 시스템에서 1㎒ 신호 대역내에 존재하는 250㎑ 신호의 피크는 최대 6개가 되며, 1개의 피크피크 값을 40㎑ 스텝으로 6회 샘플링하고, 샘플링간 소요 시간이 3msec로 할 경우 소요 시간은 18msec가 소요된다. 따라서 RF 출력 변화가 발생되지 않는 1개의 CDMA 데이터 프레임(20㎳)내에서의 피크 검출이 가능하게 된다. 한편, 중계기 자체의 딜레이 값이 500㎳인 경우에는 피크값의 주기가 2㎒가 되어 샘플링을 하기 위한 스텝 값은 1FA(신호 대역), 2.5㎒를 기준으로 한다.In the CDMA system, the peak of the 250 kHz signal existing in the 1 MHz signal band is six, and one peak peak value is sampled six times in 40 ㎑ steps. When the time between sampling is 3 msec, the required time is 18 msec. It takes Therefore, peak detection in one CDMA data frame 20 ms at which no RF output change occurs can be made. On the other hand, when the delay value of the repeater itself is 500 Hz, the period of the peak value is 2 MHz, and the step value for sampling is based on 1FA (signal band) and 2.5 MHz.
이러한 중계기 시스템 자체의 장비 딜레이에 따른 샘플링하기 위한 피크피크값은 하드웨어를 이용한 초기 디폴트(default) 설정이나 소프트웨어를 이용하여 설정할 수 있다.The peak peak value for sampling according to the equipment delay of the repeater system itself may be set by using an initial default setting using hardware or by using software.
이외에도 발진 신호의 스텝 사이즈와 락 시간이 다른 2개의 국부 발진기를 선택적으로 사용하여 시스템의 응답 특성이 빨라지도록 하거나 미세한 검출이 이루어지도록 할 수 있다.In addition, two local oscillators with different step sizes and lock times of the oscillation signal may be selectively used to allow for faster response or finer detection of the system.
마이크로 프로세서(40)는 파워 검출부(30)에서 출력되는 신호를 토대로 하여 발진 발생 여부를 판단하며, 국부 발진기를 제어하여 발진 검출을 위한 국부 발진 신호의 스텝 등을 조절한다.The microprocessor 40 determines whether the oscillation occurs based on the signal output from the power detector 30, and controls the local oscillator to adjust the step of the local oscillation signal for oscillation detection.
마이크로 프로세서(40)는 발진이 검출된 경우에 발진 억제부(60) 즉, RF 스위치(61)나 감쇠기(62)를 동작시키거나 전원 릴레이(63)의 전원 공급을 차단시켜 발진 신호 출력을 억제하며, 또한 경고부(64)를 통하여 발진 발생을 사용자에게 알려서 그에 따른 대처가 이루어지도록 한다.When the oscillation is detected, the microprocessor 40 operates the oscillation suppression unit 60, that is, the RF switch 61 or the attenuator 62 or cuts off the power supply of the power relay 63 to suppress the oscillation signal output. In addition, through the warning unit 64 to notify the user of the occurrence of oscillation is to be made accordingly.
도 7a 내지 도 7c에 본 발명의 실시예에 따른 발진 검출 장치에서 발진 억제부(RF 스위치, 감쇠기, 전원 릴레이)가 중계기 시스템과 연결되는 예가 도시되어 있다.7A to 7C illustrate an example in which an oscillation suppression unit (RF switch, attenuator, power relay) is connected to a repeater system in an oscillation detection apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 7a에 도시되어 있듯이, 본 발명의 실시예에 따른 발진 검출 장치를 중계기 시스템의 수신측 안테나의 신호 입력 경로를 형성하는 RF 스위치(61)에 연결시켜, 마이크로 프로세서의 제어에 따라 RF 스위치가 동작되도록 할 수 있다. 이 경우 발진 현상이 발생하는 경우 마이크로 프로세서가 RF 스위치를 제어하여 수신된 신호의 입력 경로를 차단시켜 출력단으로부터 피드백되는 신호가 입력되지 않도록 한다.As shown in FIG. 7A, the oscillation detection device according to the embodiment of the present invention is connected to an RF switch 61 forming a signal input path of a receiving antenna of a repeater system, so that the RF switch operates under the control of a microprocessor. You can do that. In this case, when oscillation occurs, the microprocessor controls the RF switch to block the input path of the received signal so that the signal fed back from the output terminal is not input.
또한, 도 7b에 도시되어 있듯이, 본 발명의 실시예에 따른 발진 검출 장치를 중계기의 시스템의 감쇠기(62)에 연결시켜 중계기 시스템으로부터 출력되는 신호의 크기를 조절할 수 있다. 예를 들어 도 b와 같이, 감쇠기(62)를 가변저항으로 구성하고 발진 현상이 발생하면 마이크로 프로세서가 가변 저항의 값을 크게 설정하여 중계기 시스템에서 증폭되어 출력되는 신호의 크기가 감소되도록 하여 상대적으로 발진 발생에 따른 영향이 감소되도록 할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 7B, the oscillation detection device according to the embodiment of the present invention may be connected to the attenuator 62 of the system of the repeater to adjust the magnitude of the signal output from the repeater system. For example, as shown in FIG. B, when the attenuator 62 is configured as a variable resistor and oscillation occurs, the microprocessor sets a large value of the variable resistor so that the magnitude of the signal amplified and output from the repeater system is reduced. It is possible to reduce the effects of the occurrence of the rash.
또한, 도 7c에 도시되어 있듯이, 본 발명의 실시예에 따른 발진 검출 장치의 중계기 시스템으로 AC 전원을 공급하는 AC 릴레이에 연결시켜, 발진 현상이 검출되는 경우에 AC 릴레이를 동작시켜 중계기 시스템으로의 AC 전원 차단이 이루어지도록 할 수 있다.In addition, as shown in Fig. 7c, by connecting to an AC relay supplying AC power to the repeater system of the oscillation detection apparatus according to an embodiment of the present invention, when the oscillation phenomenon is detected by operating the AC relay to the repeater system AC power off can be made.
본 실시예에서는 발진 신호의 출력을 감소시켜 시스템에 대한 영향이 최소화되도록 하는 위의 다양한 방법 중 하나를 시스템 환경에 맞게 설정할 수 있으며, 마이크로 프로세서는 설정되는 방법에 따라 발진 신호가 검출되면 RF 스위치 또는 감쇠기 또는 전원 릴레이를 선택적으로 작동시킨다.In the present embodiment, one of the above various methods for reducing the output of the oscillation signal to minimize the effect on the system can be set according to the system environment, and the microprocessor can set the RF switch or Activate the attenuator or power relay selectively.
한편 이러한 구조로 이루어지는 본 발명의 실시예에 따른 발진 검출 장치는 중계기 시스템내에 내장될 수 있으며, 이 경우 중계기 시스템내의 마이크로 프로세서가 신호의 발진 감지 및 제어 기능을 함께 수행할 수 있다. 이외에도 발진 검출 장치는 외장 형태로서 독립적으로 구현될 수 있다.On the other hand, the oscillation detection apparatus according to an embodiment of the present invention having such a structure may be embedded in the repeater system, in which case the microprocessor in the repeater system may perform the oscillation detection and control of the signal together. In addition, the oscillation detection device may be independently implemented as an external form.
다음에는 이러한 구조를 토대로 하여 본 발명의 실시예에 따른 발진 검출 장치의 동작에 대하여 설명한다.Next, the operation of the oscillation detection apparatus according to the embodiment of the present invention will be described based on this structure.
도 8에 본 발명의 실시예에 따른 발진 검출 장치에서 이루어지는 발진 검출 및 억제 과정이 순차적으로 도시되어 있다.FIG. 8 sequentially illustrates the oscillation detection and suppression process performed in the oscillation detection apparatus according to the embodiment of the present invention.
양방향 통신이 이루어지는 경우에 중계기 시스템 등에서 발진 현상이 발생하면, 입력 신호에 상관없이 특정 주파수 대역에 사인파 형태의 신호가 발생되며, 이 발생된 신호의 진폭은 아이솔레이션 값에 반비례하고, 이 신호의 피크 주파수와 주기는 시스템의 장비 딜레이에 따라서 달라지며, 그 값은 항상 일정하게 유지된다.When oscillation occurs in a repeater system in the case of bidirectional communication, a sinusoidal signal is generated in a specific frequency band regardless of an input signal, and the amplitude of the generated signal is inversely proportional to the isolation value, and the peak frequency of the signal The and frequency depend on the equipment delay of the system and the value always remains constant.
따라서 본 발명의 실시예에서는 먼저 도 8에서와 같이, 양방향 통신 시스템에서 사용되는 중계기 시스템 자체에서 발생되는 장비 딜레이를 확인하고, 장비 딜레이에 따라 발진 신호가 발생할 가능성이 있는 발진 주기를 설정하고, 각 발진 주기에 따라 특정 지점에서 검출되는 신호의 전력을 측정하여 발진 발생 여부를 판단한다. 여기서는 설명의 편의상 발진 현상을 검출하기 위하여 설정되는 각 주기별 측정 지점을 측정 대역이라고 명명한다.Therefore, in the embodiment of the present invention, first, as shown in Fig. 8, check the equipment delay generated in the repeater system itself used in the bidirectional communication system, and sets the oscillation period in which the oscillation signal may occur according to the equipment delay, The oscillation period is determined by measuring the power of a signal detected at a specific point according to the oscillation period. For convenience of explanation, the measurement point for each period set to detect the oscillation phenomenon is referred to as a measurement band.
그리고, 설정된 발진 측정 주기에 따라 국부 발진기의 스텝을 설정하고 국부 발진기의 주파수를 설정한다(S100∼S110). 여기서 발진 신호의 스텝은 1/딜레이 ÷ 샘플링 회수에 따라 설정되며, 여기서 1/딜레이는 발진 신호의 피크 피크 주파수 차이를 나타낸다.Then, the step of the local oscillator is set in accordance with the set oscillation measurement period and the frequency of the local oscillator is set (S100 to S110). Here, the step of the oscillation signal is set according to 1 / delay ÷ sampling frequency, where 1 / delay represents the peak peak frequency difference of the oscillation signal.
이와 같이 발진 현상을 검출하기 위한 제어값들이 설정된 다음에, 본 발명의 실시예에 따른 발진 검출 장치의 마이크로 프로세서(40)는 국부 발진기(50)의 발진 신호를 설정된 스텝으로 스윕하여 측정 대역내의 신호에 대한 파워 레벨을 검출한다(S120).After the control values for detecting the oscillation are set as described above, the microprocessor 40 of the oscillation detection apparatus according to the exemplary embodiment of the present invention sweeps the oscillation signal of the local oscillator 50 in a predetermined step to set a signal in the measurement band. The power level is detected (S120).
즉, 국부 발진기(50)는 마이크로 프로세서로부터 출력되는 인에이블 신호에 따라 동작된 다음에 인가되는 클락 신호에 따라 설정 스텝(예를 들어, 20㎑)으로 발진 신호를 스윕하여 출력하고, 국부 발진기(50)로부터 출력된 국부 발진 신호는신호 변환부(10)로 제공된다. 본 실시예에서는 스윕 기간(sweep span)을 CDMA 시스템에서 1개의 단말기가 점유하는 주파수 대역인 1.25㎒를 기준으로 한다.That is, the local oscillator 50 is operated according to the enable signal output from the microprocessor, and then sweeps and outputs the oscillation signal in a setting step (for example, 20 Hz) according to the applied clock signal. The local oscillation signal output from 50 is provided to the signal converter 10. In this embodiment, the sweep span is based on 1.25 MHz, which is a frequency band occupied by one terminal in a CDMA system.
신호 변환부(10)는 인가되는 발진 신호에 따라 안테나를 통하여 수신되는 RF 신호를 IF 신호로 변환하여 출력하며, IF 신호는 증폭된 다음에 필터부(20)를 통하여 각각 증폭 및 필터링된 다음에 파워 검출부(30)로 입력된다.The signal converter 10 converts the RF signal received through the antenna into an IF signal according to the oscillation signal applied, and outputs the IF signal. The IF signal is amplified and then amplified and filtered through the filter unit 20, respectively. It is input to the power detector 30.
파워 검출부(30)의 제1 파워 검출부(32)는 측정 대역에서의 노이즈 레벨인 제1 레벨(제1 설정값과 제2 설정값 사이) 영역내인 신호의 전력 세기를 검출하고, 제2 파워 검출부(33)는 제1 파워 검출부(32)에서 검출할 수 없는 측정 대역에서의 제2 레벨 영역(제2 설정값 이상)을 가지는 신호의 전력 세기를 검출한다.The first power detector 32 of the power detector 30 detects the power intensity of the signal in the region of the first level (between the first set value and the second set value) which is the noise level in the measurement band, and the second power. The detector 33 detects the power intensity of the signal having a second level region (more than the second set value) in the measurement band that cannot be detected by the first power detector 32.
다음에, 마이크로 프로세서(40)는 파워 검출부(30)에서 검출된 측정 대역내에서의 신호의 레벨을 토대로 하여 발진 발생 여부를 판단한다. 구체적으로 측정 대역에서의 신호 레벨의 변화량이 제1 설정값(3㏈) 이하인 경우 즉, 중계기 시스템의 안테나에서 출력되는 RF 신호의 레벨이 낮아서 통신 시스템에 영향을 주지 않는 경우에는 계속하여 국부 발진기(50)의 스윕 동작을 제어하여 측정 대역내에서의 신호 파워 검출이 이루어지도록 한다(S130∼S140). 그러나 제1 파워 검출부(32)에서 검출된 측정 대역내에서의 신호 레벨 변화량이 제1 설정값(3㏈)과 제2 설정값(10㏈) 사이에 위치되는 경우에는 발진이 발생한 상태로 판단한다(S150).Next, the microprocessor 40 determines whether the oscillation has occurred based on the level of the signal in the measurement band detected by the power detector 30. Specifically, when the amount of change in the signal level in the measurement band is equal to or less than the first set value (3 dB), that is, when the level of the RF signal output from the antenna of the repeater system is low and does not affect the communication system, the local oscillator ( Sweep operation of 50) is performed to perform signal power detection in the measurement band (S130 to S140). However, when the amount of change of the signal level in the measurement band detected by the first power detector 32 is located between the first set value 3 ms and the second set value 10 ms, it is determined that oscillation has occurred. (S150).
단말기로부터의 콜이 없는 경우에 도 1에 도시되어 있듯이, 특정 레벨의 신호가 리플되는 발진 현상이 발생할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 중계기 시스템의 장비 딜레이에 따라 설정되는 측정 대역내에서의 신호 변화를 측정하여 설정레벨 이상의 콜 신호가 없음에도 불구하고 특정 레벨로 리플되는 신호의 세기가 검출되는 경우에는 발진 현상이 발생되는 초기 상태로서 판단한다.When there is no call from the terminal, as shown in FIG. 1, an oscillation phenomenon may occur in which a signal of a certain level is rippled. In the exemplary embodiment of the present invention, the oscillation phenomenon is measured when the signal ripple is detected at a specific level even though there is no call signal above the set level by measuring the signal change in the measurement band set according to the equipment delay of the repeater system. It is judged as an initial state in which this occurs.
한편, 마이크로 프로세서는 제2 파워 검출부(33)로 인에이블 신호를 출력하여 구동시킨 후에 제2 파워 검출부(33)에서 검출되는 측정 대역내에서의 신호 레벨 변화량이 제2 설정값(10㏈) 이상인 경우에는 콜 신호가 있는 경우로 판단하여 발진 발생 여부를 판단한다. 일반적으로 콜 신호는 신호 대역(1.25㎒) 대부분에 존재하지만 발진에 의한 싱글톤 신호인 경우에는 특정 주파수 대역에서만 존재한다. 따라서 마이크로 프로세서는 측정 대역내에서 피크값을 가지는 신호가 설정 개수 이하 예를 들어 한번 존재하면 해당 신호가 발진 신호인 것으로 판단하고, 측정 대역내에서 피크값을 가지는 신호가 한번 이상 반복적으로 발생하면 해당 신호가 콜 신호인 것으로 판단한다(S160∼S180). 이 때, 리버스 콜 신호(단말기로부터 기지국으로 전송되는 신호)가 발생되는 경우에는 출력의 변동이 심하게 됨으로 측정의 정밀도를 높이기 위하여 국부 발진기의 스윕 시간을 빠르게 하여 평균값(averaging)을 취하거나 리버스 콜 신호가 발생되지 않는 FA 대역(CDMA 채널 대역)으로 호핑(hopping)한다.On the other hand, after the microprocessor outputs and drives the enable signal to the second power detector 33, the amount of change of the signal level in the measurement band detected by the second power detector 33 is equal to or greater than the second set value (10 Hz). In this case, it is determined that there is a call signal to determine whether oscillation has occurred. In general, the call signal exists in most of the signal band (1.25MHz), but in the case of a single-tone signal by oscillation, it exists only in a specific frequency band. Therefore, the microprocessor determines that the signal is an oscillation signal when the signal having the peak value within the measurement band is less than or equal to a set number, for example, once, and if the signal having the peak value within the measurement band is repeatedly generated more than once. It is determined that the signal is a call signal (S160 to S180). At this time, when a reverse call signal (a signal transmitted from a terminal to a base station) is generated, the output fluctuates severely, so that the sweep time of the local oscillator is increased to take an average value or to reverse the call to increase the accuracy of the measurement. Hops to an FA band (CDMA channel band) where is not generated.
이와 같이 측정 대역내에서 제1 레벨 영역에 해당하는 신호가 존재하거나 제2 레벨 영역에서 피크값을 가지는 신호가 반복적으로 발생하지 않는 경우에는 발진 현상이 발생한 것으로 판단하여, 마이크로 프로세서(40)는 초기에 설정된 발진 현상을 해소하기 위하여 설정된 방법에 따라 RF 스위치(61)나 감쇠기(62)나 전원 릴레이(63)를 선택적으로 작동시킨다(S190).As such, when there is a signal corresponding to the first level region in the measurement band or a signal having a peak value in the second level region does not occur repeatedly, the microprocessor 40 determines that the oscillation has occurred. The RF switch 61, the attenuator 62, or the power relay 63 are selectively operated in accordance with the set method in order to solve the oscillation phenomenon set in step S190.
그러나, 파워 검출부(30)를 통하여 제1 레벨 영역에 해당하는 신호나 제2 레벨 영역에 해당하는 신호가 검출되지 않는 경우에는 발진 현상이 발생하지 않는 상태로 판단하고, 발진 측정 주기에 따라 측정 대역을 가변시킨 다음에 위에 기술된 발진 검출 과정을 반복 수행한다. 또한However, when the signal corresponding to the first level region or the signal corresponding to the second level region is not detected through the power detector 30, it is determined that the oscillation phenomenon does not occur, and the measurement band according to the oscillation measurement period. Then, the oscillation detection process described above is repeated. Also
본 발명은 다음의 기술되는 청구 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경 및 실시가 가능하다.The invention is susceptible to various modifications and implementations without departing from the scope of the following claims.
이상에서와 같이 본 발명의 따르면, 양방향 통신 시스템에서 입출력 신호와 발진 신호의 상관 특성을 이용하여 특정 주파수 대역에서의 발진 상태를 인식하기 때문에, 발진 발생 여부를 정확하게 진단할 수 있으며, 시스템 열화 정도에 비례하는 상태 진단이 가능하다.As described above, according to the present invention, since the oscillation state in a specific frequency band is recognized by using the correlation characteristic of the input / output signal and the oscillation signal in the bidirectional communication system, whether or not the oscillation occurs can be accurately diagnosed, and the degree of system degradation Proportional condition diagnosis is possible.
또한 시스템 자체의 딜레이 특성에 따라 발진이 발생할 가능성이 있는 특정 주파수 대역에서 발진 발생 여부를 검출하기 때문에, 실시간으로 발진 발생 여부를 신속하게 검출할 수 있으며, 발진 발생 검출에 따른 복잡한 알고리즘이 요구되지 않아서 시스템 구조를 보다 간단화시킬 수 있다.In addition, since the system detects oscillation in a specific frequency band in which oscillation may occur according to the delay characteristics of the system itself, it is possible to detect whether oscillation occurs in real time quickly, and complicated algorithms according to oscillation detection are not required. The system structure can be simplified.
또한, 발진 신호가 미약한 경우에도 검출이 가능하기 때문에, 검출 정확성을 보다 향상시킬 수 있으며, 발진 초기 검출이 가능하여 발진에 따른 영향을 초기에 제거할 수 있다.In addition, since the detection can be performed even when the oscillation signal is weak, the detection accuracy can be further improved, and the initial oscillation detection can be performed to remove the influence of the oscillation at an early stage.
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