KR100805506B1

KR100805506B1 - 이동통신기지국시스템의 주파수 측정장치 및 방법

Info

Publication number: KR100805506B1
Application number: KR1020020083567A
Authority: KR
Inventors: 이재학
Original assignee: 엘지노텔 주식회사
Priority date: 2002-12-24
Filing date: 2002-12-24
Publication date: 2008-02-20
Anticipated expiration: 2022-12-24
Also published as: KR20040057114A

Abstract

본 발명은 이동통신기지국시스템의 주파수 측정장치 및 방법에 관한 것으로, 주파수 측정을 위한 계측기 없이, 디지탈신호처리기를 이동통신기지국 시스템에 자체 내장하여 이용함으로써,기지국제어기에서 주파수 측정을 요구할 때마다, 신속히 주파수를 정밀하게 측정할 수 있도록 한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 기지국 송신 시스템에서 출력되는 송신경로신호를, 다수의 경로를 통해 출력하는 신호출력부와; 상기 신호출력부에서 출력되는 송신경로신호중 어느 하나를 선택하는 신호선택부와; 상기 신호선택부에서 출력되는 송신경로신호를 중간주파수 처리하는 IF변환부와; 상기 IF변환부에서 출력되는 중간주파수신호의 레벨을 조절하는 레벨조절부와; 상기 레벨조절부에서 출력되는 신호를 디지탈신호로 변환하는 디지탈변환부와; 상기 디지탈변환부에서 출력되는 디지탈신호를 소정 연산하여 주파수를 추출하는 데이터 생성부와; 상기 데이터 생성부에서 추출된 주파수에 따라, 발진주파수 및 경로를 제어하는 제어부를 포함하여 구성한다.

Description

이동통신기지국시스템의 주파수 측정장치 및 방법{FREQUENCY MEASUREMENT APPARATUS AND METHOD FOR MOBILE COMMUNICATION BASESTATION SYSTEM}

도1은 종래 이동통신기지국 시스템의 주파수 측정을 위한 스펙트럼 에너라이저에 대한 구성을 보인 블록도.

도2는 본 발명 실시예에 따른 이동통신기지국 시스템의 주파수 측정장치에 대한 구성을 보인 블록도.

도3는 본 발명 실시예에 따른 이동통신기지국 시스템의 주파수 측정방법에 대한 동작흐름도.

도4는 도2에 있어서, 표본화 주파수 선정을 위한 언더샘플링(Undersampling) 파형도.

*****도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*****

310:신호출력부 320:신호선택부

330:IF변환부 340:레벨조절부

350:디지탈변환부 360:데이터생성부

370:제어부

본 발명은 이동통신기지국시스템의 주파수 측정장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 주파수 측정을 위한 계측기 없이, 디지탈신호처리기를 이동통신기지국 시스템에 자체 내장하여 이용함으로써,기지국제어기에서 주파수 측정을 요구할 때마다, 신속히 주파수를 정밀하게 측정할 수 있도록 한 이동통신기지국시스템의 주파수 측정장치 및 방법에 관한 것이다.

도1은 종래 이동통신기지국 시스템의 주파수 측정을 위한 스펙트럼 에너라이저에 대한 구성을 보인 블록도이다.

도1에 도시된 바와같이, 종래 이동통신기지국 시스템의 주파수 측정을 위한 스펙트럼 에널라이저는, 기지국 최종 출력신호(110)와 그 기지국 최종 출력신호 (110)를 원하는 주파수로 천이시키기 위한 국부신호를 믹싱하는 믹서(120)와; 상기 믹서(120)에서 출력되는 신호중 원하는 대역폭 만큼을 필터링하는 필터(140)와; 상기 필터(140)에서 출력되는 신호에서 주파수 성분을 검출하는 주파수검출부(150)와; 상기 주파수검출부(150)에서 검출된 주파수 성분을 그래픽 처리하여 표시하는 표시부(160)와; 상기 기지국송신최종출력신호를 원하는 주파수로 천이시키기 위한 국부신호를 발진하는 국부발진기(130)로 구성되며, 이와같은 종래 장치의 동작을 설명한다.

먼저, 믹서(120)는 입력되는 기지국 최종 출력신호(110)와 그 기지국 최종 출력신호(110)를 원하는 주파수로 천이시키기 위한 국부신호를 믹싱하여 필터(140 )에 인가한다.

이에 따라, 상기 필터(140)는 상기 믹서(120)에서 출력되는 신호중 원하는 대역폭 만큼을 필터링하여 출력하고, 주파수 검출부(150)는 상기 필터(140)에서 출력되는 신호에서 주파수 성분을 검출한다.

그러면, 표시부(160)는 상기 주파수 검출부(150)에서 검출된 주파수성분을 그래픽 처리하여 표시한다.

상술한 바와같이, 종래에는 이동통신기지국 시스템에서 주파수를 측정하기 위해서는, 주파수 및 시간축 데이터를 표현해 주는 계측기를 반드시 사용해야 하는데, 이로인해 기지국 제어기에서 주파수 측정을 요구할 때마다, 사용자가 일일이 계측기를 사용하여 측정해야 하는 번거로움이 있고, 또한 주파수 측정을 위한 별도의 계측기를 구비해야 하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 주파수 측정을 위한 계측기 없이, 디지탈신호처리기를 이동통신기지국 시스템에 자체 내장하여 이용함으로써,기지국제어기에서 주파수 측정을 요구할 때마다, 신속히 주파수를 정밀하게 측정할 수 있도록 한 이동통신기지국시스템의 주파수 측정장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 기지국 송신 시스템에서 출력되는 송신경로신호를, 다수의 경로를 통해 출력하는 신호출력부와; 상기 신호출력부에서 출력되는 송신경로신호중 어느 하나를 선택하는 신호선택부와; 상기 신호선 택부에서 출력되는 송신경로신호를 중간주파수 처리하는 IF변환부와; 상기 IF변환부에서 출력되는 중간주파수신호의 레벨을 조절하는 레벨조절부와; 상기 레벨조절부에서 출력되는 신호를 디지탈신호로 변환하는 디지탈변환부와; 상기 디지탈변환부에서 출력되는 디지탈신호를 소정 연산하여 주파수를 추출하는 데이터 생성부와; 상기 데이터 생성부에서 추출된 주파수에 따라, 발진주파수 및 경로를 제어하는 제어부를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 다수의 송신경로신호중 측정하고자 하는 송신경로신호를 선택하는 단계와; 상기 송신경로신호를 기저대역의 중간주파수신호로 변환하는 단계와; 상기 중간주파수신호의 레벨을 조정한후, 디지탈 데이터로 변환하는 단계와; 상기 디지탈 데이터를 소정 처리하여, 송신경로신호의 주파수를 추출하는 단계와; 상기 추출된 송신경로신호의 주파수에 의해, 발진주파수 및 송신경로를 제어하는 단계로 수행함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 이동통신기지국시스템의 주파수측정장치 및 방법에 대한 작용과 효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도2는 본 발명에 따른 이동통신기지국시스템의 주파수 측정장치에 대한 실시예의 구성을 보인 블록도이다.

도2에 도시한 바와같이 본 발명 이동통신기지국시스템의 주파수 측정장치는, 기지국 송신 시스템에서 출력되는 송신경로신호를, 다수의 경로를 통해 출력하는 신호출력부(310)와; 상기 신호출력부(310)에서 출력되는 송신경로신호중 어느 하나를 선택하는 신호선택부(320)와; 상기 신호선택부(320)에서 출력되는 송신신호를 중간주파수 처리하는 IF변환부(330)와; 상기 IF변환부(330)에서 출력되는 중간주파수신호의 레벨을 조절하는 레벨조절부(340)와; 상기 레벨조절부(340)에서 출력되는 신호를 디지탈신호로 변환하는 디지탈변환부(350)와; 상기 디지탈변환부(350)에서 출력되는 디지탈신호를 소정 연산하여 주파수를 추출하는 데이터 생성부(360)와; 상기 데이터 생성부(360)에서 추출된 주파수에 따라, 발진주파수 및 경로를 제어하는 제어부(370)로 구성한다.

상기 데이터 생성부(360)는, 신호의 불연속 특성을 제거하기 위하여, 디지탈신호에 해밍 윈도우 처리하는 해밍 윈도우 처리부(361)와; 상기 해밍 윈도우 처리부(361)에서 출력되는 신호를 푸리에 변환하여 그에 따른 주파수신호를 출력하는 고속푸리에변환부(362)와; 상기 고속푸리에변환부(362)에서 출력되는 주파수신호를 저장하는 주파수저장부(363)와; 상기 디지탈신호에서, 시간축 데이터를 추출하여 저장하는 시간저장부(364)로 구성되며, 이와같은 본 발명의 동작을 설명한다.

먼저, 신호출력부(310)는 기지국 송신시스템에서 출력되는 송신경로신호를 다수의 경로를 통해 출력하는데, 이때 상기 신호출력부(310)는 6개의 송신경로를 온/오프하는 알에프 스위치로 이루어져서, 송신경로신호를 다수의 경로를 통해 출력한다.

그러면, 신호선택부(320)는, 상기 신호출력부(310)에서 출력되는 송신경로신호중 어느 하나를 선택하여 IF변환부(330)에 인가하는데, 즉 상기 신호선택부(320)는 RF절체 스위치로 이루어져서, 제어부(370)의 제어신호에 의해, 주파수를 측정하고자 하는 송신경로신호를 선택하도록 절환된다.

이에 따라, 상기 IF변환부(330)는 상기 신호선택부(320)에서 출력되는 송신경로신호를 중간주파수 처리하여 그에 따른 중간주파수신호를 출력한다.

즉, 밴드패스필터(331)에서 상기 송신경로신호를 밴드패스필터링하여 노이즈 및 스퓨리어스신호를 제거하고, 믹서(332)는 상기 밴드팰스필터(331)의 출력신호와 국부신호를 믹싱하며, 증폭기(334)는 믹서(332)의 출력신호를 증폭하여 로스(Loss)를 보상하고, 밴드패스필터(335)는 상기 증폭기(334)의 출력신호를, 다시 밴드 패스 필터링하여 노이즈 및 스퓨리어스신호를 제거한다.

그 다음, 레벨조절부(340)는 상기 IF변환부(330)에서 출력되는 중간주파수신호의 레벨을 조절하는데, 즉 증폭기(341)는 상기 밴드패스필터(335)의 출력신호를 소정 증폭하고, 감쇄기(342)는 상기 증폭기(341)의 증폭신호를 아나로그/디지탈변환에 적합하도록 이득을 제어하여 출력한다.

그 다음, 디지탈변환부(350)는 상기 레벨조절부(340)에서 출력되는 신호를 디지탈신호로 변환하는데, 증폭기(351)에서 아날로그/디지탈 변환을 위하여, 레벨조절부(340)의 출력신호를 차동형식으로 변환하여 출력하고, 아날로그/디지탈변환기(352)는 상기 증폭기(351)의 출력신호를 디지탈신호로 변환하여 램(353)에 저장한다.

여기서, 상기 디지탈변환부(350)는 샘플링 주파수 60MHz로, 아나로그신호를 14비트의 디지탈신호로 언더샘플링(Undersampling)하여 변환하는데, 도4는 표본화 주파수 선정을 위한 언더샘플링(Undersampling) 블럭도이다.

그 다음, 데이터생성부(360)는 상기 디지탈변환부(350)에서 출력되는 디지탈 신호를 소정 연산하여 주파수를 추출한다.

즉, 해밍 윈도우 처리부(361)는 신호의 불연속 특성을 제거하기 위하여, 디지탈신호에 해밍 윈도우 처리하여 출력하고, 고속푸리에변환부(362)는 상기 해밍 윈도우 처리부(361)에서 출력되는 신호를 푸리에 변환하여(RADIX 2FFT) 그에 따른 주파수신호를 주파수저장부(363)에 저장하며, 이때 시간저장부(364)는 상기 디지탈신호에서,시간축 데이터를 추출하여 저장한다.

여기서, 상기 주파수저장부(363)는 국부신호가 20MHz간격으로 발생할 때 생기는 주파수를 저장하는 3개의 메모리로 이루어진다.

이때, 제어부(370)는 상기 데이터 생성부(360)에서 추출된 주파수를 상위 시스템에 보고하고, 아울러 그 추출된 주파수에 따라 발진주파수 및 경로를 제어한다.

여기서, 국부신호를 20MHz 단위로 3번 반복적으로 발진하여, 기지국 송신신호의 주파수를 60MHz 대역폭으로 측정할 수 있다.

도3은 본 발명 실시예에 따른 이동통신기지국 시스템의 주파수 측정방법에 대한 동작흐름도이다.

우선, 기지국에서 다수의 송신경로로 출력되는 송신경로신호중에서, 측정하고자하는 송신경로신호를 신호선택부(320)에서 선택한다(SP1,SP2).

그 다음, IF변환부(330)에서 상기 송신경로신호를 중간주파수 신호로 변환한후, 그 변환된 중간주파수신호를 소정 레벨이 되도록 조절한다(SP3,SP4).

그 다음, 상기 소정 레벨로 조절된 중간주파수신호를 디지탈 데이터로 변환 한후, 그 디지탈 데이터를 FFT 연산하여 주파수를 추출한다(SP5,SP6).

그 다음, 상기 추출된 주파수를 상위에 보고하고, 발진주파수 및 경로를 제어한다(SP7).

따라서, 본 발명은, 본 발명은 기지국송신시스템에서 출력되는 다수의 송신경로신호중 어느 하나를 선택하여, 중간 주파수 처리 및 디지탈 변환한후, 그 디지탈신호의 시간축 데이터를 시간저장부(364)에 저장하고, 동시에 상기 디지탈신호를 해밍 윈도우 처리 및 푸리에 변환(RADIX_2 FFT연산)을 수행하여 주파수를 추출한후, 그 주파수를 주파수 저장부(363)에 저장하는데, 이때, 제어부(370)는 상기 추출된 주파수에 의해 국부신호의 주파수를 변경한다.

상기 본 발명의 상세한 설명에서 행해진 구체적인 실시 양태 또는 실시예는 어디까지나 본 발명의 기술 내용을 명확하게 하기 위한 것으로 이러한 구체적 실시예에 한정해서 협의로 해석해서는 안되며, 본 발명의 정신과 다음에 기재된 특허 청구의 범위내에서 여러가지 변경 실시가 가능한 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은, 주파수 측정을 위한 계측기 없이, 디지탈신호처리기를 이동통신기지국 시스템에 자체 내장하여 이용함으로써,기지국제어기에서 주파수 측정을 요구할 때마다, 기지국 송신신호의 주파수를 측정할 수 있으며, 또한 기지국송신신호를 디지탈신호로 변환한후 고속 푸리에 변환을 수행하여 주파수를 추출함으로써 정확하게 주파수를 측정할 수 있는 효과가 있다.

Claims

기지국 송신 시스템에서 출력되는 송신경로신호를, 다수의 경로를 통해 출력하는 신호출력부와;

상기 신호출력부에서 출력되는 송신경로신호중 어느 하나를 선택하는 신호선택부와;

상기 신호선택부에서 출력되는 송신경로신호를 중간주파수 처리하는 IF변환부와;

상기 IF변환부에서 출력되는 중간주파수신호의 레벨을 조절하는 레벨조절부와;

상기 레벨조절부에서 출력되는 신호를 디지탈신호로 변환하는 디지탈변환부와;

상기 디지탈변환부에서 출력되는 디지탈신호를 소정 연산하여 주파수를 추출하는 데이터 생성부와;

상기 데이터 생성부에서 추출된 주파수에 따라, 발진주파수 및 경로를 제어하는 제어부를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 이동통신기지국시스템의 주파수 측정장치.
제1 항에 있어서, 데이터 생성부는,

신호의 불연속 특성을 제거하기 위하여, 디지탈신호에 해밍 윈도우 처리하는 해밍 윈도우 처리부와;

상기 해밍 윈도우 처리부에서 출력되는 신호를 푸리에 변환하여 그에 따른 주파수신호를 출력하는 고속푸리에변환부와;

상기 고속푸리에변환부에서 출력되는 주파수신호를 저장하는 주파수저장부와;

상기 디지탈신호에서, 시간축 데이터를 추출하여 저장하는 시간저장부로 이루어진 것을 특징으로 하는 이동통신기지국시스템의 주파수 측정장치.
제1 항에 있어서, 디지탈 변환부는,

아날로그신호를 샘플링 주파수 60MHz로 언더샘플링하여 14비트의 디지탈신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 이동통신기지국시스템의 주파수 측정장치.
다수의 송신경로신호중 측정하고자 하는 송신경로신호를 선택하는 단계와;

상기 송신경로신호를 기저대역의 중간주파수신호로 변환하는 단계와;

상기 중간주파수신호의 레벨을 조정한후, 디지탈 데이터로 변환하는 단계와;

상기 디지탈 데이터를 소정 처리하여, 송신경로신호의 주파수를 추출하는 단계와;

상기 추출된 송신경로신호의 주파수에 의해, 발진주파수 및 송신경로를 제어하는 단계로 수행함을 특징으로 하는 이동통신기지국시스템의 주파수 측정방법.
제4 항에 있어서, 디지탈 데이터를 소정처리하여 송신경로신호의 주파수를 추출하는 단계는,

신호의 불연속 특성을 제거하기 위하여, 디지탈신호에 해밍 윈도우 처리하는 단계와;

상기 해밍 윈도우 처리된 신호를 푸리에 변환하여 주파수신호를 추출하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 이동통신기지국시스템의 주파수 측정방법.
제3 항에 있어서, 상기 디지탈신호에서, 시간축 데이터를 추출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신기지국시스템의 주파수 측정방법.