KR200211726Y1 - 모의 실험용 기지국 무선주파수 수신장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 수동 가변 감쇄기가 없고 온도 보상부와 출력 레벨(Level) 감지부를 포함하여 구성된 OUNS(Other User Noise Simulator)의 출력 신호가 대역 통과 필터와 연결되므로 시스템 평가의 신뢰성을 향상시키기 위한 모의 실험용 기지국 RF(Radio Frequency) 수신장치에 관한 것이다.

본 고안의 모의 실험용 기지국 RF 수신장치는 수신 안테나, 상기 수신 안테나의 수신 신호를 입력받아 시스템 성능을 평가하는 OUNS, 상기 OUNS의 출력을 입력받아 해당 주파수만 출력하는 대역 통과 필터, 상기 대역 통과 필터의 출력을 입력받아 신호의 잡음 지수가 낮아지도록 그 입력을 증폭하는 저잡음 증폭기, 상기 저잡음 증폭기의 출력을 입력받아 그 입력보다 낮은 주파수를 출력하는 다운 컨버터, 상기 다운 컨버터의 출력을 입력받아 복조시키는 BSCA와, 상기 OUNS와 다운 컨버터를 제어하는 프로세서를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

Description

모의 실험용 기지국 무선주파수 수신장치{DIVICE FOR RECIVING RADIO FREQUENCY IN BASESTAION FOR SIMULATION}

본 고안은 모의 실험용 기지국 무선주파수(RF:Radio Frequency) 수신장치에 관한 것으로, 특히 시스템 평가의 신뢰성을 향상시키는 모의 실험용 기지국 RF 수신장치에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 기지국 RF 수신장치를 나타낸 블록도이고, 도 2는 종래의 모의 실험용 기지국 RF 수신장치를 나타낸 블록도이며, 도 3은 종래의 모의 실험용 기지국 RF 수신장치의 OUNS를 나타낸 블록도이다.

일반적으로 기지국 RF 수신장치는 도 1에서와 같이, 수신 안테나, 상기 수신 안테나의 수신 신호를 입력받아 그 입력 신호의 주파수 성분 중에서 불필요한 신호를 제거하고 해당 주파수를 통과시키는 대역 통과 필터(BPF:Bnad Pass Filter)(1), 상기 대역 통과 필터(1)의 출력을 입력받아 미소한 그 입력전압의 수신 전파에 대하여 사용되는 수신기 전체의 잡음 지수가 낮아지도록 그 입력을 증폭하는 저잡음 증폭기(LNA:Low Noise Amplifier)(2), 상기 저잡음 증폭기(2)의 출력을 입력받아 그 입력보다 낮은 주파수를 출력하는 다운 컨버터(Down Converter)(3), 상기 다운 컨버터(3)의 출력을 입력받아 복조하는 BSCA(Broadband Sector Conversion Assembly)(4)와, 상기 다운 컨버터(3)를 제어하는 프로세서(5)로 구성된다.

상기와 같은 기지국 RF 수신장치로 CDMA(Code Division Multiple Access) 디지털 이동통신용 기지국의 역방향 링크(Link)상에서 자신의 셀(Cell)과 다른 셀에 있는 다른 사용자들의 영향을 모의실험 하기 위하여 랩 테스트(Lab Test)나 초기의 필드 테스트(Field Test)에서 시스템(System) 성능을 평가하는 OUNS(Other User Noise Simulator)를 사용한다.

종래의 모의 실험용 기지국 RF 수신장치는 도 2에서와 같이, 수신 안테나(Antenna), 상기 수신 안테나의 데이터를 입력받는 제 1 대역 통과 필터(11), 상기 제 1 대역 통과 필터(11)의 출력을 입력받는 저잡음 증폭기(12), 상기 저잡음 증폭기(12)의 출력을 입력받는 다운 컨버터(13), 상기 다운 컨버터(13)의 출력을 입력받는 BSCA(14), 상기 다운 컨버터(13)에 출력하는 OUNS(15)와, 상기 OUNS(15)를 제어하는 프로세서(Processor)(16)로 구성된다.

여기서, 상기 다운 컨버터(13)는 상기 저잡음 증폭기(12)의 출력을 입력받는 제 1 주파수 변환기(17), 상기 OUNS(15)와 제 1 주파수 변환기(17)의 출력을 입력받는 결합기(18)와, 상기 결합기(18)의 출력을 입력받는 제 2 주파수 변환기(19)로 구성된다.

그리고, 상기 OUNS(15)는 도 3에서와 같이, 잡음 발생기(20), 상기 잡음 발생기(20)의 출력을 입력받는 증폭기(21), 상기 증폭기(21)의 출력을 입력받는 70㎒ 대역 통과 필터(22), 상기 70㎒ 대역 통과 필터(22)의 출력을 입력받는 분배부(23), 상기 분배부(23)의 출력을 각각 입력받는 두 개의 수동 가변 감쇄기(24)와, 상기 각 수동 가변 감쇄기(24)의 출력을 각각 입력받는 두 개의 디지털 가변 감쇄기(25)로 구성되며, 상기 디지털 가변 감쇄기(25)들을 통하여 상기 다운 컨버터(13)에 각각 출력한다.

이어, 상기 프로세서(16)로부터 상기 OUNS(15)의 70㎒ 대역 통과 필터(22), 분배부(23)와, 디지털 가변 감쇄기(25)는 제어를 받는다.

상기 OUNS(15)의 출력인 상기 디지털 가변 감쇄기(25)들의 출력은 분배부(23)의 제어를 받아 상기 제 1 수신경로의 다운 컨버터(13)에 또는 제 2 수신경로의 다운 컨버터(13)에 각각 출력된다.

상기와 같이 구성된 종래의 모의 실험용 기지국 RF 수신장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

상기 수신 안테나에 출력된 수신 신호를 상기 제 1 대역 통과 필터(11)에서 입력받아 해당 주파수를 통과시키고, 상기 저잡음 증폭기(12)는 상기 제 1 대역 통과 필터(11)의 출력을 입력받아 잡음 지수가 낮아지도록 그 입력을 증폭시킨다.

또한, 상기 OUNS(15)의 잡음 발생기(20)에서 발생된 잡음은 상기 증폭기(21)를 거친 다음, 상기 70㎒ 대역 통과 필터(22)를 거쳐 상기 프로세서(16)로 부터 제어를 받는 분배부(23)에 의해 모의 실험에 필요한 레벨(Level)만큼 상기 수동 및 디지탈 가변 감쇄기(24,25)로 조정되어 출력된다.

상기 OUNS(15)의 최종 출력 신호는 상기 저잡음 증폭기(12)의 출력 신호와 상기 다운 컨버터(13)에서 결합되어 상기 BSCA(14)의 수신 입력단에 입력한다.

그러나 종래의 모의 실험용 기지국 RF 수신장치는 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, OUNS 출력 신호를 다운 컨버터에 연결하므로 수신 안테나로부터 다운 컨버터로의 경로와 제 1 대역 통과 필터 및 저잡음 증폭기에서 다운 컨버터에 미치는 영향이 판단되지 않으며 또한 시스템의 온도 변화에 대한 보상 회로가 없어 온도에 따른 OUNS 출력 레벨 변화에 대한 보상이 없으므로 시스템 평가의 신뢰성이 저하된다.

둘째, OUNS의 수동 가변 감쇄기는 리모우트(Remote) 조정에 불필요하며 상당한 부피를 차지한다.

도 1은 일반적인 기지국 RF 수신장치를 나타낸 블록도

도 2는 종래의 모의 실험용 기지국 RF 수신장치를 나타낸 블록도

도 3은 종래의 모의 실험용 기지국 RF 수신장치의 OUNS를 나타낸 블록도

도 4는 본 고안의 실시예에 따른 모의 실험용 기지국 RF 수신장치를 나타낸 블록도

도 5는 본 고안의 실시예에 따른 모의 실험용 기지국 RF 수신장치의 OUNS를 나타낸 블록도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

31: OUNS 32: 제 1 대역 통과 필터

33: 저잡음 증폭기 34: 다운 컨버터

35: BSCA 36: 프로세서

37: 잡음 발생부 38: 주파수 변환부

39: RF 주파수 처리부 40: 잡음 발생기

41: 70㎒ 대역 통과 필터 42: 제 1 증폭기

43: RF 주파수 합성기 44: 주파수 변환기

45: 제 2 증폭기 46: 전압 제어 가변 감쇄기

47: 디지털 가변 감쇄기 48: 분배기

49: 스위치부 50: 결합기

51: 온도 보상부 52: 출력 레벨 감지부

53: 50Ω의 저항

본 고안은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 수동 가변 감쇄기가 없고 온도 보상부와 출력 레벨 감지부를 포함하여 구성된 OUNS의 출력 신호가 대역 통과 필터와 연결되므로 시스템 평가의 신뢰성을 향상시키는 모의 실험용 기지국 RF 수신장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 모의 실험용 기지국 RF 수신장치는 수신 안테나, 상기 수신 안테나의 수신 신호를 입력받아 시스템 성능을 평가하는 OUNS, 상기 OUNS의 출력을 입력받아 해당 주파수만 출력하는 대역 통과 필터, 상기 대역 통과 필터의 출력을 입력받아 신호의 잡음 지수가 낮아지도록 그 입력을 증폭하는 저잡음 증폭기, 상기 저잡음 증폭기의 출력을 입력받아 그 입력보다 낮은 주파수를 출력하는 다운 컨버터, 상기 다운 컨버터의 출력을 입력받아 복조시키는 BSCA와, 상기 OUNS와 다운 컨버터를 제어하는 프로세서를 포함하여 구성된다.

상기와 같은 본 고안에 따른 모의 실험용 기지국 RF 수신장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 고안의 실시예에 따른 모의 실험용 기지국 RF 수신장치를 나타낸 블록도이고, 도 5는 본 고안의 실시예에 따른 모의 실험용 기지국 RF 수신장치의 OUNS를 나타낸 블록도이다.

본 고안의 실시예에 따른 모의 실험용 기지국 RF 수신장치는 도 4에서와 같이, 수신 안테나, 상기 수신 안테나의 데이터를 입력받는 OUNS(31), 상기 OUNS(31)의 출력을 입력받는 제 1 대역 통과 필터(32), 상기 제 1 대역 통과 필터(32)의 출력을 입력받는 저잡음 증폭기(33), 상기 저잡음 증폭기(33)의 출력을 입력받는 다운 컨버터(34), 상기 다운 컨버터(34)의 출력을 입력받는 BSCA(35)와, 상기 OUNS(31)와 다운 컨버터(34)를 제어하는 프로세서(36)로 구성된다.

여기서, 상기 OUNS(31)는 도 5에서와 같이, 잡음 발생부(37), 상기 잡음 발생부(37)의 출력을 입력받는 주파수 변환부(38), 상기 주파수 변환부(38)의 출력을 입력받는 RF 주파수 처리부(39)로 구성된다.

상기 잡음 발생부(31)는 잡음 발생기(40), 상기 잡음 발생기(40)의 출력을 입력받는 70㎒ 대역 통과 필터(41)와, 상기 70㎒ 대역 통과 필터(41)의 출력을 입력받는 제 1 증폭기(42)로 구성된다.

그리고, 상기 주파수 변환부(38)는 상기 프로세서(36)로 부터 제어를 받는 RF 주파수 합성기(43)와 상기 제 1 증폭기(42)와 RF 주파수 합성기(43)을 출력을 입력받는 주파수 변환기(44)로 구성된다.

이어, 상기 RF 주파수 처리부(39)는 상기 주파수 변환기(44)의 출력을 입력받는 제 2 증폭기(45)와, 상기 제 2 증폭기(45)의 출력을 입력받고 제어신호에 따라 제 2 증폭기(45)의 전압을 감쇄시키는 전압 제어 가변 감쇄기(46), 상기 전압 제어 가변 감쇄기(46)의 출력을 입력받아 프로세서의 제어신호에 따라 잡음량을 제어신호에 따라 조절하는 디지털 가변 감쇄기(47), 상기 디지털 가변 감쇄기(47)의 출력을 입력받는 분배기(48), 상기 분배기(48)의 출력을 입력받아 접지시키거나 다음단으로 출력하는 스위치부(49), 상기 수신 안테나와 스위치부(49)의 출력을 입력받아 수신 안테나의 수신신호와 스위치부(49)의 출력신호를 결합하여 대역통과필터로 출력하는 결합기(50), 상기 전압 제어 가변 감쇄기(46)의 감쇄량을 온도 변화에 따른 출력신호의 변화량만큼을 보상하도록 하는 제어신호를 상기 전압 가변 감쇄기(46)로 출력하는 온도 보상부(51)와, 상기 분배기(48)의 출력을 입력받아 그 레벨을 감지하는 출력 레벨 감지부(52) 그리고 50Ω의 저항(53)으로 구성된다.

여기서, 상기 스위치부(49)는 상기 50Ω의 저항(53)과 연결되어 초기 상태나 잡음을 인가하지 않을 경우에 사용하는 제 1 출력단자 그리고 상기 결합기(50)와 연결되어 상기 OUNS(31)의 출력을 정상적으로 출력할 경우 즉 모의실험을 할 경우에 사용하는 제 2 출력단자로 구성된다.

그리고, 상기 온도 보상부(51)는 상기 OUNS(31)의 온도 변화를 감지하는 서미스터(Thermistor)(도면에 도시하지 않음)와 상기 서미스터의 출력을 입력받아 그 입력에 따라 적절한 전압으로 변환시키는 제 3 증폭기(도면에 도시하지 않음)로 구성되어 상기 전압 제어 가변 감쇄기(46)의 감쇄량을 제어하므로 온도 변화에 따른 상기 OUNS(31)의 출력 변화량만큼 보상한다.

즉, 상기 OUNS(31)는 온도가 변화할 때 특성이 변화하는데, 특히 온도가 증가하는 경우에는 상기 OUNS(31)의 전체 이득이 감소하여 출력이 저하되기 때문에 온도 증가에 따른 상기 서미스터의 저항치 감소로 상기 제 3 증폭기의 이득이 변화되어 상기 전압 제어 가변 감쇄기(46)의 감쇄량을 제어하므로 상기 OUNS(31)의 출력 변화를 최소화한다.

이어, 상기 출력 레벨 감지부(52)는 상기 분배기(48)의 출력을 입력받는 레벨 감지기(도면에 도시하지 않음)와, 상기 레벨 감지기의 출력을 입력받아 그 입력에 따라 적절한 전압으로 변환시킨 출력을 상기 프로세서(36)에 출력하는 제 2 증폭기(도면에 도시하지 않음)로 구성된다.

여기서, 상기 레벨 감지기는 상기 분배기(48)로 부터 입력되는 RF신호의 세기에 따라 가변하는 아날로그 전압을 출력한다. 즉, RF신호의 세기가 레벨 감지기의 최소 감지 범위 이하로 입력되면 최저 전압을 출력하며, RF신호의 세기가 레벨 감지기의 최대 감지 범위내에서 증가하면 그에 비례하여 증가하는 출력 전압을 출력한다.

그리고, 상기 프로세서(36)로부터 상기 OUNS(31)의 70㎒ 대역 통과 필터(41), RF 주파수 합성기(43)와, 스위치부(49)는 제어를 받는다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 실시예에 따른 모의 실험용 기지국 RF 수신장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

상기 잡음 발생기(40)는 10㎑ ~ 100㎒ 대역의 열잡음을 발생하고, 상기 70㎒ 대역 통과 필터(41)는 상기 10㎑ ~ 100㎒ 대역의 열잡음을 입력받아 70㎒의 주파수, 1.25㎒의 대역폭을 가지는 잡음신호로 변화시킨다.

그리고, 상기 주파수 변환기(44)는 상기 제 1 증폭기(42)에 의해 증폭된 상기 70㎒의 주파수를 가지는 잡음신호와 상기 RF 주파수 합성기(43)의 출력인 로컬(Local)신호를 입력받아 상기 70㎒ 대역폭을 가지는 잡음신호를 RF 주파수로 변환시킨다.

이어, 상기 RF 주파수로 변환된 잡음신호는 상기 제 2 증폭기(45)에 의해 증폭되고 상기 전압 제어 가변 감쇄기(46)로 부터 온도 변화에 따른 출력 변화량만큼 보상받으며 상기 디지털 가변 감쇄기(47)에 의해 잡음의 양을 제어받는다.

여기서, 상기 디지털 가변 감쇄기(47)는 0.5,1,2,4,8,16dB의 6단계를 가지며 총 31.5dB의 감쇄가 가능하고 상기 OUNS(31)의 출력량을 0.5dB로 조절하여 수신경로에 인가되는 잡음의 양을 제어한다. 또한 상기 디지털 가변 감쇄기(47)에 의해 잡음의 양을 제어하므로 다른 사용자의 양을 조절한다.

그리고, 상기 분배기(48)는 상기 디지털 가변 감쇄기(47)에 의해 잡음의 양을 제어받은 잡음신호를 상기 스위치부(49)와 상기 출력 레벨 감지부(52)에 출력 시키며, 상기 잡음신호는 상기 스위치부(49)에 의해 경로 절체가 가능하다.

이때, 상기 스위치부(49)의 제 1 출력단자와 연결된 상기 잡음신호를 상기 50Ω의 저항(53)을 통하여 방전시키고, 상기 스위치부(49)의 제 2 출력단자와 연결된 잡음신호를 상기 수신 안테나의 수신 입력 신호와 상기 전력 분배기(50)에서 결합되어 상기 제 1 대역 통과 필터(32)에 출력한다.

본 고안의 모의 실험용 기지국 RF 수신장치는 수동 가변 감쇄기가 없고 온도 보상부와 출력 레벨 감지부를 포함하여 구성된 OUNS의 출력 신호가 다운 컨버터가 아닌 대역 통과 필터와 연결되므로, 수신 안테나의 수신 신호와 OUNS의 출력 잡음신호를 결합함으로써 현재 통화중인 사용자에 대한 다른 사용자들이 미치는 영향을 수신 경로 전체에 대해 모의 실험 하고 또한 온도 보상부와 출력 레벨 감지부를 추가함으로써 온도변화에 따른 OUNS의 출력레벨 변화를 자동으로 보상하므로 시스템 평가의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 수신 안테나;

   상기 수신 안테나의 수신 신호를 입력받아 시스템 성능을 평가하는 OUNS;

   상기 OUNS의 출력을 입력받아 해당 주파수만 출력하는 대역 통과 필터;

   상기 대역 통과 필터의 출력을 입력받아 신호의 잡음 지수가 낮아지도록 그 입력을 증폭하는 저잡음 증폭기;

   상기 저잡음 증폭기의 출력을 입력받아 그 입력보다 낮은 주파수를 출력하는 다운 컨버터;

   상기 다운 컨버터의 출력을 입력받아 복조시키는 BSCA;

   상기 OUNS와 다운 컨버터를 제어하는 프로세서를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 모의 실험용 기지국 RF 수신장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 OUNS는 중심 주파수의 잡음을 발생하는 잡음 발생부,

   상기 잡음의 주파수를 RF 주파수로 변환시키는 주파수 변환부,

   상기 주파수 변환부의 출력을 입력받아 온도 변화량에 따른 보상과 상기 프로세서의 제어신호에 따라 잡음량을 조절하여 출력하는 라디오 주파수 처리부로 구성됨을 특징으로 하는 모의 실험용 기지국 RF 수신장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 잡음 발생부는 10㎑ ~ 100㎒ 대역의 열잡음을 발생시키는 잡음 발생기와, 상기 10㎑ ~ 100㎒ 대역의 열잡음을 입력받아 70㎒의 주파수, 1.25㎒의 대역폭을 가지는 잡음신호로 변화시키는 70㎒ 대역 통과 필터와, 상기 70㎒의 주파수를 가지는 잡음신호를 증폭시키는 제 1 증폭기로 구성됨을 특징으로 하는 모의 실험용 기지국 RF 수신장치.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 주파수 변환부는 상기 프로세서의 제어를 받는 RF 주파수 합성기와 상기 제 1 증폭기에 의해 증폭된 상기 70㎒의 주파수를 가지는 잡음신호와 상기 RF 주파수 합성기 출력인 로컬신호를 입력받아 그 입력을 RF 주파수로 변환시키는 주파수 변환기로 구성됨을 특징으로 하는 모의 실험용 기지국 RF 수신장치.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 라디오 주파수 처리부는 상기 RF 주파수로 변환된 잡음신호를 증폭시키는 제 2 증폭기와,

   상기 제 2 증폭기에 의해 증폭된 잡음신호를 제어신호에 따라 전압을 감쇄시키는 전압 제어 가변 감쇄기와,

   상기 전압 제어 가변 감쇄기에서 출력된 신호의 잡음량을 상기 프로세서의 제어신호에 따라 조절하는 디지털 가변 감쇄기와,

   상기 디지털 가변 감쇄기에서 출력된 신호를 입력받는 분배기와,

   상기 분배기로부터 분배된 제 1 출력신호를 접지시키거나 다음단으로 출력시키도록 경로를 절체하는 스위치부와,

   상기 분배기로부터 분배된 제 2 출력신호를 입력받아 레벨을 감지하는 출력레벨 감지부와,

   온도 변화에 따른 출력신호의 변화량만큼을 보상하도록 하는 상기 제어신호를 상기 전압 가변 감쇄기로 출력하는 온도 보상부,

   상기 스위치부의 출력신호와 상기 수신안테나의 수신신호를 결합하여 상기 대역통과필터로 출력하는 결합기로 구성됨을 특징으로 하는 모의 실험용 기지국 RF 수신장치.