KR100434531B1 - Apparatus for measuring performance of millimeter wave indoor communication system and method thereof, especially performing various functions of hardware by using a software - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An apparatus for measuring performance of a millimeter wave indoor communication system and a method thereof are provided to measure various desired performances without realizing a complex hardware. CONSTITUTION: According to the apparatus for measuring performance of a millimeter wave indoor communication system, a transmitter baseband signal processing unit(100) generates a baseband digital transmission signal to measure performance of the system, and outputs it together with the first control signal. A millimeter wave transmitter unit(130) converts the digital transmission signal into an analog signal in response to the first control signal, and up-converts it to a millimeter wave signal and then radiates it with an indoor communication channel through a transmitter antenna. A millimeter wave receiver unit(160) down-converts the received millimeter wave received signal and converts it to a digital signal in response to the second control signal. And a receiver baseband signal processing unit(200) generates the second control signal, and inputs the baseband received signal and compares it with the baseband digital transmission signal, and thus measures error performance.

Description

밀리미터파 실내 통신 시스템의 성능 측정장치 및 그 방법Performance Measuring Device and Method for Millimeter-wave Indoor Communication System

본 발명은 통신 시스템의 성능 측정에 관한 것으로서, 특히 무선 주파수로서 밀리미터파를 이용하여 실내 통신을 수행하는 밀리미터파 실내 통신 시스템의 성능 측정장치 및 그 측정방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to performance measurement of a communication system, and more particularly, to an apparatus for measuring performance of a millimeter wave indoor communication system and performing a method for performing indoor communication using a millimeter wave as a radio frequency.

최근에 다양한 무선 서비스에 대한 수요가 크게 증가함에 따라 일반적으로 이용된 종래의 무선 주파수 자원은 점점 고갈되고 있고, 이에 따라 21세기에는 종래의 주파수 자원으로는 더이상 포화 상태를 면하기 힘들 것이다. 이러한 문제점을 극복하기 위한 방안으로서, 그동안 천체, 위성, 군사용등 특정 분야에만 한정되어 사용되어 왔던 밀리미터파(millimeter wave)에 관심이 집중되고 있으며, 밀리미터파 대역을 이용한 광대역 통신 시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 밀리미터파 대역을 이용한 통신 시스템의 개발을 위해서는 지금까지 개발된 다양한 무선 통신 시스템의 통신 방식을 그대로 적용할 수 없으며, 실내 통신 채널을 통해 밀리미터파를 송수신하기 위해서는 실내 통신 채널의 특성에 맞는 디지탈 통신 알고리즘을 적용해야 한다.Recently, as the demand for various wireless services increases greatly, the conventional radio frequency resources generally used are gradually exhausted, and thus, in the 21st century, conventional frequency resources will no longer be saturated. As a way to overcome this problem, attention has been focused on millimeter waves, which have been used only in specific fields such as astronomical objects, satellites, and military vehicles, and research on broadband communication systems using millimeter wave bands has been actively conducted. It's going on. In order to develop a communication system using the millimeter wave band, communication methods of various wireless communication systems developed so far cannot be applied as it is, and in order to transmit and receive the millimeter wave through an indoor communication channel, digital communication suitable for the characteristics of the indoor communication channel The algorithm must be applied.

그러나, 종래의 무선 통신 시스템이나 시스템 성능 측정기의 동작 주파수는 최고 수 GHz 정도로 낮기 때문에 30~300GHz의 주파수를 갖는 밀리미터파 대역에서의 통신 방식 알고리즘의 성능이나 무선 통신 시스템의 성능 측정이 불가능하다. 특히, 종래의 무선 통신 시스템의 성능 측정기는 시뮬레이션에만 의존한 성능 검사를 거친 알고리즘을 하드웨어로 구현하여 송수신 정보의 오류를 측정한다. 따라서, 새로운 디지탈 통신 알고리즘의 성능을 측정하려면 그때마다 하드웨어로 구현해야 하는 번거로움을 가지며, 비용과 시간을 낭비하게 되는 문제점이 있었다.However, since the operating frequency of the conventional wireless communication system or system performance meter is as low as a few GHz, it is impossible to measure the performance of the communication algorithm or the performance of the wireless communication system in the millimeter wave band having a frequency of 30 to 300 GHz. In particular, the performance measurer of the conventional wireless communication system measures an error of transmission / reception information by implementing an algorithm in hardware, which has undergone a performance check that depends only on the simulation. Therefore, in order to measure the performance of the new digital communication algorithm, there is a problem in that it has to be implemented in hardware every time, and wastes time and money.

본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는, 전술한 문제점을 극복하기 위해 창출된 것으로서, 밀리미터파를 송수신하는 통신 링크를 제공함으로써 동작 주파수를 밀리미터파 대역에서 동작시키고, 송수신 정보의 오류 측정을 소프트웨어적으로 신호처리함으로써 종래의 무선 통신 시스템의 성능 측정기와는 달리 복잡한 하드웨어를 구현하지 않고 원하는 다양한 성능 측정을 가능케하고, 이에 따라 비용과 시간을 절감하는, 밀리미터파 실내 통신 시스템의 성능 측정장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to overcome the above-mentioned problems, and provides a communication link for transmitting / receiving millimeter waves to operate an operating frequency in a millimeter wave band and signal error measurement of transmission / reception information in software. Unlike the performance measuring apparatus of the conventional wireless communication system, it is possible to provide various performance measurements without implementing complicated hardware, thereby providing a performance measuring apparatus of the millimeter wave indoor communication system, thereby reducing cost and time.

본 발명이 이루고자하는 다른 기술적 과제는, 상기 성능 측정장치에 의해 수행되는 밀리미터파 실내 통신 시스템의 성능 측정방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a performance measuring method of a millimeter wave indoor communication system performed by the performance measuring apparatus.

도 1은 본 발명에 의한 밀리미터파 실내 통신 시스템의 성능 측정장치의 블럭도이다.1 is a block diagram of an apparatus for measuring performance of a millimeter wave indoor communication system according to the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 송신측 기저대역 신호처리부의 상세한 블럭도이다.FIG. 2 is a detailed block diagram of the transmitting baseband signal processor shown in FIG.

도 3은 도 1에 도시된 수신측 기저대역 신호처리부의 상세한 블럭도이다.FIG. 3 is a detailed block diagram of the receiving baseband signal processor shown in FIG.

도 4는 본 발명에 의한 밀리미터파 실내 통신 시스템의 성능 측정방법을 설명하기 위한 플로우챠트이다.4 is a flowchart illustrating a method for measuring performance of a millimeter wave indoor communication system according to the present invention.

상기 과제를 이루기 위하여, 본 발명에 의한 밀리미터파 실내 통신 시스템의 성능 측정장치는, 시스템의 성능 측정을 위한 기저대역 디지탈 송신신호를 발생하고, 디지탈-아날로그 컨버팅을 원격조정시키는 제1 제어신호와 함께 출력하는 송신측 기저대역 신호처리부, 제1 제어신호에 응답하여 디지탈 송신신호를 아날로그 신호로 변환하고, 변환된 신호를 중간 주파수 대역으로 업 컨버팅한 후에 밀리미터파 대역으로 업 컨버팅하여 송신 안테나를 통해 실내 통신 채널로 방사하는 밀리미터파 송신부, 수신 안테나를 통해 수신된 밀리미터파 수신신호를 중간 주파수 대역으로 다운 컨버팅한 후에 기저대역으로 다운 컨버팅하고, 제2 제어신호에 응답하여 디지탈 신호로 변환하는 밀리미터파 수신부 및 밀리미터파 수신부로부터 디지탈 신호로 변환된 기저대역 수신신호를 입력하고, 미리 저장된 기저대역 디지탈 송신신호와 비교하여 오류 성능을 측정하는 수신측 기저대역 신호처리부를 구비한다.In order to achieve the above object, the performance measuring apparatus of the millimeter wave indoor communication system according to the present invention, together with the first control signal for generating a baseband digital transmission signal for measuring the performance of the system, and remotely digital-analog conversion The transmitting baseband signal processor outputs, converting the digital transmission signal into an analog signal in response to the first control signal, up-converting the converted signal into the intermediate frequency band, and then up-converting to the millimeter wave band and then indoors through the transmission antenna. Millimeter wave transmitter radiating to the communication channel, Millimeter wave receiver down converting the millimeter wave received signal received through the receiving antenna to the intermediate frequency band, and then down converting to the baseband, and converting to a digital signal in response to the second control signal And a unit converted into a digital signal from a millimeter wave receiver A receiving side baseband signal processing unit for inputting a lowband receiving signal and measuring error performance in comparison with a prestored baseband digital transmission signal.

또한, 상기 다른 과제를 이루기 위하여, 밀리미터파 실내 통신 시스템의 성능 측정방법은, (a) 시스템의 성능 측정을 위한 기저대역 송신신호의 디지탈 시퀀스를 발생하고 디지탈-아날로그 컨버팅에 적합한 포맷으로 데이타 포맷을 변환하는 단계, (b) 디지탈-아날로그 컨버팅을 원격조정하여 디지탈 송신신호를 아날로그 신호로 변환하는 단계, (c) 아날로그 신호를 중간 주파수 대역으로 업 컨버팅한 후에 밀리미터파 대역으로 업 컨버팅하여 전송하는 단계, (d) (c) 단계에서 전송된 밀리미터파 신호를 수신하여 중간 주파수 대역으로 다운 컨버팅한 후에 기저대역으로 다운 컨버팅하는 단계, (e) 아날로그-디지탈 컨버팅을 원격조정하여 (c) 단계의 결과로부터 디지탈 시퀀스의 기저대역 수신신호를 얻는 단계, (f) 기저대역 수신신호를 미리 저장된 기저대역 송신신호와 비교하여 오류 성능을 측정하는 단계, (g) 오류 성능에 따라 오류 비트수가 소정의 오류 비트수보다 큰가를 판단하고, 크지 않으면 (a) 단계로 진행하는 단계 및 (h) 소정의 오류 비트수보다 크면, 시스템의 성능 측정 결과를 디스플레이하는 단계를 구비한다.In addition, to achieve the above object, the performance measurement method of the millimeter wave indoor communication system, (a) generates a digital sequence of the baseband transmission signal for measuring the performance of the system and converts the data format into a format suitable for digital-analog conversion. Converting, (b) converting a digital transmission signal to an analog signal by remotely controlling digital to analog converting, and (c) upconverting to a millimeter wave band after upconverting the analog signal to an intermediate frequency band and transmitting the same. (d) receiving the millimeter wave signal transmitted in step (c), down-converting to the intermediate frequency band, and then down-converting to baseband, (e) remotely controlling analog-digital converting, and the result of step (c). Obtaining a baseband received signal of a digital sequence from the method; (f) storing the baseband received signal in advance in a stored baseband; Measuring error performance in comparison with the transmission signal, (g) determining whether the number of error bits is greater than a predetermined number of error bits according to the error performance, and if not, proceeding to step (a) and (h) predetermined error If greater than the number of bits, displaying the results of the performance measurement of the system.

이하, 본 발명에 의한 밀리미터파 실내 통신 시스템의 성능 측정장치의 구성 및 동작과, 그 방법을 첨부한 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the structure and operation | movement of the performance measuring apparatus of the millimeter wave indoor communication system by this invention, and its method are demonstrated as follows.

도 1은 본 발명에 의한 밀리미터파 실내 통신 시스템의 성능 측정장치의 블럭도로서, 송신측 기저대역 신호처리부(100), 밀리미터파 송신부(130), 밀리미터파 수신부(160), 수신측 기저대역 신호처리부(200)로 구성되며, 그 밖에 범용 인터페이스 버스들(GPIB)(120,180), 지연기(150)를 포함하며, 필요에 따라 이용가능한 복수개의 밀리미터파 수신부들(220)을 포함한다.1 is a block diagram of an apparatus for measuring a performance of a millimeter wave indoor communication system according to the present invention, and includes a transmitter baseband signal processor 100, a millimeter wave transmitter 130, a millimeter wave receiver 160, and a receiver baseband signal. It is composed of a processing unit 200, and further includes a universal interface bus (GPIB) (120, 180), a delay 150, and a plurality of millimeter wave receivers 220 available as needed.

구체적으로, 밀리미터파 송신부(130)는 디지탈-아날로그 변환기(D/A)(132), 로우패스 필터들(134,136), I/Q(In-phase/Quadrature-phase) 변조기(138), 밀리미터파(MMW) 업 컨버터(up-converter)(140), 증폭기(142) 및 밀리미터파 송신 안테나(144)로 구성된다. 한편, 밀리미터파 수신부(160)는 밀리미터파 수신 안테나(162), IF(Intermediate Frequency) 다운 컨버터(down-converter)(166), 증폭기(168), 반송파 복원기(170), I/Q 복조기(172), 로우패스 필터들(174,176) 및 아날로그-디지탈 변환기(A/D)(178)로 구성된다.Specifically, the millimeter wave transmitter 130 may include a digital-to-analog converter (D / A) 132, low pass filters 134 and 136, an in-phase / quadrature-phase modulator 138, and a millimeter wave. (MMW) up-converter 140, amplifier 142, and millimeter wave transmit antenna 144. Meanwhile, the millimeter wave receiver 160 includes a millimeter wave receiver antenna 162, an intermediate frequency (IF) down-converter 166, an amplifier 168, a carrier decompressor 170, and an I / Q demodulator ( 172, low pass filters 174, 176 and analog-to-digital converter (A / D) 178.

도 1을 참조하여 구체적으로 동작을 설명하면, 송신측 기저대역 신호처리부(100)는 시스템의 성능 측정을 위한 기저대역 디지탈 송신신호를 발생하고, 이 신호가 밀리미터파 송신부(120)에서 아날로그 신호로 변환되도록 디지탈-아날로그 컨버팅을 원격조정시키는 제1 제어신호와 함께 출력한다. 특징적으로, 송신측 기저대역 신호처리부(100)는 워크스테이션이나 개인용 컴퓨터 또는 디지탈 신호처리 칩에서 구동되는 소프트웨어로 구현된다. 따라서, 프로그래밍에 의해 기저대역 디지탈 송신신호가 발생됨으로써 밀리미터파 실내 채널 통신 링크에 대한 변복조 방식, 오류 정정 부호, 등화기, 동기기술등 다양한 알고리즘에 대한 성능 측정이 용이하게 된다.Referring to FIG. 1, the transmitting baseband signal processor 100 generates a baseband digital transmission signal for measuring the performance of the system, and the signal is converted into an analog signal from the millimeter wave transmitter 120. Output with a first control signal to remotely control digital-to-analog converting to be converted. In particular, the transmitting baseband signal processing unit 100 is implemented by software running on a workstation, a personal computer, or a digital signal processing chip. Therefore, the baseband digital transmission signal is generated by programming, which facilitates performance measurement of various algorithms such as modulation and demodulation schemes, error correction codes, equalizers, and synchronization techniques for the millimeter wave indoor channel communication link.

밀리미터파 송신부(130)는 GIPB(120)를 통해 송신측 기저대역 신호처리부(100)로부터 기저대역 디지탈 송신신호를 입력하며, 제1 제어신호에 응답하여 아날로그 신호로 변환하고, 변환된 신호를 중간 주파수 대역으로 업 컨버팅한 후에 밀리미터파 대역으로 업 컨버팅하여 송신 안테나를 통해 실내 통신 채널로 방사한다. 구체적으로, D/A(132)는 제1 제어신호에 의해 원격조정되어 기저대역 디지탈 송신신호를 아날로그 신호로 변환한다. 여기서, 변환된 신호는 먼저, LPF들(134,136)을 통해 기저대역 필터링되고, 기저대역 신호는 I/Q 변조기(138)를 통해 중간 주파수 대역으로 업 컨버팅되고, 다시 MMW 업 컨버터(140)를 통해 밀리미터파 대역신호로 변환된다. 그 후에, 밀리미터파 대역신호는 증폭기(142)를 통해 증폭되고, 증폭된 신호는 밀리미터파 송신 안테나(144)를 통해 실내 통신 채널로 방사된다.The millimeter wave transmitter 130 inputs the baseband digital transmission signal from the transmitter sideband signal processor 100 through the GIPB 120, converts the analog band signal into an analog signal in response to the first control signal, and converts the converted signal into an intermediate signal. After upconverting to the frequency band, upconverting to the millimeter wave band radiates to the indoor communication channel through the transmit antenna. Specifically, the D / A 132 is remotely controlled by the first control signal to convert the baseband digital transmission signal into an analog signal. Here, the converted signal is first baseband filtered through the LPFs 134 and 136, and the baseband signal is up-converted to the intermediate frequency band through the I / Q modulator 138 and again through the MMW up converter 140. Converted to millimeter wave band signals. Thereafter, the millimeter wave band signal is amplified through the amplifier 142, and the amplified signal is radiated through the millimeter wave transmit antenna 144 into the indoor communication channel.

밀리미터파 수신부(160)는 수신 안테나를 통해 수신된 밀리미터파 수신신호를 중간 주파수 대역으로 다운 컨버팅한 후에 기저대역으로 다운 컨버팅하고, 제2 제어신호에 응답하여 디지탈 신호로 변환시킨다. 여기서, 제2 제어신호는 이후에 설명될 수신측 기저대역 신호처리부(200)로부터 디지탈-아날로그 컨버팅의 원격조정을 위해 발생된다. 구체적으로, 밀리미터파 수신 안테나(162)를 통해 수신된 밀리미터파 수신신호는 MMW 다운 컨버터(164) 및 IF 다운 컨버터(166)를 통해 중간 주파수 대역으로 다운 컨버팅되고, 증폭기(168)를 통해 증폭된다. I/Q 복조기(172)는 증폭된 신호를 기저대역으로 변환시키고, 기저대역 신호는 LPF들(174,176)을 통해 기저대역 필터링된다. 이때, 증폭기(168)와 I/Q 복조기(172) 사이에 있는 반송파 복원기(170)는 I/Q 복조기(172)에 국부 반송파를 복원하여 공급한다. 끝으로, A/D(178)는 제2 제어신호에 응답하여 아날로그 형태의 기저대역 신호를 샘플링하여 디지탈 시퀀스 형태의 데이타로 변환시킨다.The millimeter wave receiver 160 down-converts the millimeter wave received signal received through the receiving antenna to an intermediate frequency band and then down-converts the baseband, and converts the millimeter wave received signal into a digital signal in response to the second control signal. Here, the second control signal is generated for remote control of the digital-analog converting from the receiving baseband signal processing section 200, which will be described later. Specifically, the millimeter wave received signal received through the millimeter wave receive antenna 162 is down converted to an intermediate frequency band through the MMW down converter 164 and the IF down converter 166 and amplified by the amplifier 168. . I / Q demodulator 172 converts the amplified signal to baseband, and the baseband signal is baseband filtered through LPFs 174,176. At this time, the carrier recoverer 170 between the amplifier 168 and the I / Q demodulator 172 restores and supplies the local carrier to the I / Q demodulator 172. Finally, the A / D 178 samples the baseband signal in analog form in response to the second control signal, and converts the baseband signal into data in digital sequence form.

수신측 기저대역 신호처리부(200)는 전술한 제2 제어신호를 발생하여 밀리미터파 수신부(160)에서 디지탈로 변환된 기저대역 수신신호를 GPIB(180)를 통해 입력하고, 미리 저장된 기저대역 디지탈 송신신호와 비교하여 오류 성능을 측정한다. 특징적으로, 수신측 기저대역 신호처리부(200)는 수신 정보의 복원 및 오류 성능 측정등을 수행하는 소프트웨어에 해당하며, 이 소프트웨어를 구동하는 워크스테이션이나 개인용 컴퓨터 및 디지탈 신호처리 칩으로 디지탈로 변환된 기저대역 수신신호가 입력된다. 따라서, 전술한 송신측 기저대역 신호처리부(100)와 함께 다양한 알고리즘에 대한 성능 측정이 용이해진다.The receiving baseband signal processing unit 200 generates the above-described second control signal, inputs the baseband received signal converted into the digital from the millimeter wave receiving unit 160 through the GPIB 180, and stores the previously stored baseband digital transmission. The error performance is measured against the signal. Characteristically, the receiving baseband signal processing unit 200 corresponds to software that performs restoration of received information and measurement of error performance, and is digitally converted into a workstation, a personal computer, and a digital signal processing chip that runs the software. The baseband received signal is input. Therefore, performance measurement for various algorithms is facilitated together with the aforementioned transmission side baseband signal processing unit 100.

한편, 도 1에서 지연기(150)는 프레임 단위로 D/A(132)에서 데이타가 처리될때마다 트리거 신호를 발생시키며, 그 신호는 채널 지연만큼의 지연신호가 부가되어 A/D(178)의 트리거 신호로서 입력된다. 또한, 안테나 다이버시티의 구현을 위해 밀리미터파 수신부(160)와 병렬로 복수개의 밀리미터파 수신부들(220)이 설치될 수 있다.Meanwhile, in FIG. 1, the delayer 150 generates a trigger signal whenever data is processed in the D / A 132 on a frame basis. The delay signal is added to the A / D 178 by adding a delay signal corresponding to the channel delay. It is input as a trigger signal of. In addition, a plurality of millimeter wave receivers 220 may be installed in parallel with the millimeter wave receiver 160 to implement antenna diversity.

도 1에 도시된 장치는 특징적으로 소프트웨어로 구현되는 기저대역 신호처리부들을 구비한다. 이들은 송수신 정보의 오류 측정을 소프트웨어적으로 신호처리함으로써 종래의 무선 통신 시스템의 성능 측정기와는 달리 원하는 다양한 성능 측정을 가능케한다. 이들에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.The apparatus shown in FIG. 1 has baseband signal processing units that are implemented in software. They signal-process the error measurement of the transmission and reception information in software, thereby enabling various performance measurements desired, unlike performance meters of conventional wireless communication systems. A detailed description of these is as follows.

도 2는 도 1에 도시된 송신측 기저대역 신호처리부(100)의 상세한 블럭도로서, 랜덤 비트 스트림 발생부(102), 전진 오류정정(FEC:Forward Error Correction) 인코딩부(104), 인터리빙부(106), 심볼 매핑부(108), 펄스 성형부(110), 데이타 포맷 변환부(112) 및 D/A 컨버터 원격조정부(114)로 구성된다.FIG. 2 is a detailed block diagram of the transmitting baseband signal processing unit 100 shown in FIG. 1, which includes a random bit stream generator 102, a forward error correction (FEC) encoding unit 104, and an interleaving unit. 106, a symbol mapping unit 108, a pulse shaping unit 110, a data format conversion unit 112, and a D / A converter remote control unit 114.

랜덤 비트 스트림 발생부(102)는 의사 잡음(PN:Pseudo Noise)을 이용하여 원하는 길이의 랜덤 비트 스트림을 오류 성능 측정을 위한 송신 데이타열로서 생성한다. FEC 인코딩부(104)는 소정의 오류 정정 부호가 부가되도록 랜덤 비트 스트림 발생부(102)에서 생성된 송신 데이타열을 인코딩한다. 예컨대, 리이드-솔로몬 코드(reed-solomon code), 비.씨.에이치 코드(BCH code), 콘볼루셔널 코드(convolutional code)등의 다양한 오류 정정 부호를 적용하여 송신 데이타열의 오류 성능을 높여주는 알고리즘을 적용한다. 인터리빙(interleaving)부(106)는 무선 채널에서 생길 수 있는 채널 열화 요소로 인해 오류 성능이 저하되는 것을 방지하기 위해 인코딩된 결과를 인터리빙한다. 예컨대, 인터리빙의 깊이를 원하는 대로 변화시켜 적용할 수 있는 인터리빙 알고리즘을 적용한다. 심볼 매핑부(108)는 비트 스트림 형태의 송신 데이타열을 소정의 심볼 형태로 매핑시킨다. 소정의 심볼 형태는 QPSK, DQPSK, GMSK, OQPSK, Pi/4-DQPSK, M-QAM등의 다양한 변조 방식을 적용하여 변화시킬 수 있다. 펄스 성형(shaping)부(110)는 심볼 형태로 매핑된 송신 데이타열을 기저대역 펄스 신호로 성형한다. 데이타 포맷 변환부(112)는 기저대역 펄스 신호를 소정의 D/A 컨버터에서 인식가능한 데이타 포맷으로 변환하여 기저대역 디지탈 송신신호로서 전송한다. 끝으로, D/A 컨버터 원격조정부(114)는 밀리미터파 송신부(130)에 포함된 D/A(132)를 원격조정시키는 제1 제어신호를 발생하고, 기저대역 디지탈 송신신호를 제1 제어신호와 함께 D/A(132)로 전송한다.The random bit stream generator 102 generates a random bit stream having a desired length as a transmission data string for error performance measurement using pseudo noise (PN). The FEC encoder 104 encodes the transmission data string generated by the random bit stream generator 102 so that a predetermined error correction code is added. For example, various error correction codes such as lead-solomon code, BCH code, and convolutional code are applied to improve the error performance of the transmission data sequence. Apply. The interleaving unit 106 interleaves the encoded result in order to prevent error performance from being degraded due to channel degradation factors that may occur in the wireless channel. For example, an interleaving algorithm that can be applied by changing the depth of interleaving as desired. The symbol mapping unit 108 maps the transmission data string in the form of a bit stream into a predetermined symbol form. The predetermined symbol shape can be changed by applying various modulation schemes such as QPSK, DQPSK, GMSK, OQPSK, Pi / 4-DQPSK, M-QAM, and the like. The pulse shaping unit 110 shapes a transmission data sequence mapped in a symbol form into a baseband pulse signal. The data format conversion unit 112 converts the baseband pulse signal into a data format recognizable by a predetermined D / A converter and transmits the baseband pulse signal as a baseband digital transmission signal. Finally, the D / A converter remote control unit 114 generates a first control signal for remotely controlling the D / A 132 included in the millimeter wave transmitter 130, and converts the baseband digital transmission signal into a first control signal. Together with the D / A 132.

도 3은 도 1에 도시된 수신측 기저대역 신호처리부(200)의 상세한 블럭도로서, A/D 컨버터 원격조정부(202), 다이버시티 조합부(204), 등화부(206), 심볼 디매핑부(208), 디인터리빙부(210), FEC 디코딩부(212), BER(Bit Error Rate) 측정부(214), 디스플레이부(216) 및 복수개의 A/D 컨버터 원격조정부들(218)로 구성된다.FIG. 3 is a detailed block diagram of the receiving baseband signal processing unit 200 shown in FIG. 1, which includes an A / D converter remote control unit 202, diversity combining unit 204, equalizer 206, and symbol demapping. To the unit 208, the deinterleaving unit 210, the FEC decoding unit 212, the bit error rate (BER) measurement unit 214, the display unit 216 and the plurality of A / D converter remote control units 218. It is composed.

A/D 컨버터 원격조정부(202)는 밀리미터파 수신부(160)에 포함된 A/D(178)을 원격조정시키는 제2 제어신호를 발생하며, A/D(178)로부터 디지탈 시퀀스 형태의 기저대역 수신신호를 전송받는다. 다이버시티 구현의 경우에는 이러한 A/D 컨버터 원격조정부(202)와 병렬로 복수개의 A/D 컨버터 원격조정부들(218)이 존재하며, 이때 다이버시티 조합부(204)는 병렬로 된 A/D 컨버터 원격조정부들로 인해 전송된 기저대역 수신신호를 합성시킴으로써 수신신호의 신호 대 잡음비를 높여준다. 등화부(206)는 채널에서 생긴 기저대역 수신신호의 왜곡을 보상한다. 예컨대, 최저 평균 에러(LMSE:Least-Mean Squared Error) 등화, 결정 피드백 등화(DFE:Decision Feedback Equalization)등의 등화기 알고리즘을 적용한다. 심볼 디매핑부(208)는 송신측 기저대역 신호처리부(100)에서 적용한 전송방식에 부합하는 복조 방식을 적용하여 심볼을 비트 스트림 형태로 변환시킨다. 디인터리빙부(210)는 마찬가지로 송신측 기저대역 신호처리부(100)에서 인터리빙된 데이타를 디인터리빙한다. FEC 디코딩부(212)는 오류 정정 부호가 부호된 신호를 디코딩하고, BER 측정부(214)는 그 결과를 미리 저장된 기저대역 디지탈 송신신호와 비교하여 비트 오류율을 측정한다. 끝으로, 디스플레이부(216)는 오류 성능 측정 결과로부터 아이 다이어그램(eye diagram), 컨스텔레이션 플롯(constellation), 스펙트럼, 비트 오류율등을 디스플레이한다.The A / D converter remote controller 202 generates a second control signal for remotely controlling the A / D 178 included in the millimeter wave receiver 160, and the baseband in the form of a digital sequence from the A / D 178. Receive the received signal. In the case of diversity implementation, there are a plurality of A / D converter remote control units 218 in parallel with the A / D converter remote control unit 202, where the diversity combination unit 204 is an A / D in parallel. By combining the baseband received signals transmitted by the converter remote controllers, the signal-to-noise ratio of the received signal is increased. The equalizer 206 compensates for the distortion of the baseband received signal generated in the channel. For example, an equalizer algorithm such as Least-Mean Squared Error (LMSE) equalization, Decision Feedback Equalization (DFE) is applied. The symbol demapping unit 208 converts the symbol into a bit stream form by applying a demodulation scheme corresponding to the transmission scheme applied by the transmitting baseband signal processing unit 100. The deinterleaving unit 210 similarly deinterleaves the data interleaved by the transmitting baseband signal processing unit 100. The FEC decoding unit 212 decodes a signal having an error correcting code, and the BER measuring unit 214 compares the result with a baseband digital transmission signal stored in advance to measure a bit error rate. Finally, the display unit 216 displays an eye diagram, a constellation plot, a spectrum, a bit error rate, and the like from the error performance measurement result.

도 4은 본 발명에 의한 밀리미터파 실내 통신 시스템의 성능 측정방법을 설명하기 위한 플로우챠트이다.4 is a flowchart for explaining a performance measurement method of a millimeter wave indoor communication system according to the present invention.

도 4를 참조하면, 먼저 성능 측정이 시작되면 즉, 소프트웨어를 구동하면, 시스템의 성능 측정을 위한 기저대역 송신신호의 디지탈 시퀀스를 생성하고 데이타 포맷을 변환한다(제402단계). 여기서, 데이타 포맷은 D/A 컨버터가 인식할 수 있는 데이타 포맷이다. 다음에, D/A 컨버팅을 원격조정하여 송신신호를 아날로그 신호로 변환한다(제404단계). 다음에, D/A 변환된 신호를 IF 대역으로 업 컨버팅한 후에 MMW 대역으로 업 컨버팅하여 전송한다(제406단계). 이때, 기저대역 필터링 및 증폭된 밀리미터파 송신신호가 안테나를 통해 방사된다.Referring to FIG. 4, first, when performance measurement is started, that is, software is driven, a digital sequence of a baseband transmission signal for performance measurement of a system is generated and a data format is converted (operation 402). Here, the data format is a data format that can be recognized by the D / A converter. Next, D / A converting is remotely controlled to convert a transmission signal into an analog signal (step 404). Next, the D / A converted signal is upconverted to the IF band and then upconverted to the MMW band and transmitted (step 406). At this time, the baseband filtered and amplified millimeter wave transmission signal is radiated through the antenna.

제406단계 후에, 밀리미터파 신호를 수신하여 IF 대역으로 다운 컨버팅한 후에 기저대역으로 다운 컨버팅한다(제408단계). 다음에, A/D 컨버팅을 원격조정하여 디지탈 시퀀스의 기저대역 수신신호를 얻는다(제410단계). 즉, A/D 컨버터를 통해 샘플링되어 기저대역 수신신호를 처리하는 소프트웨어로 이송된다. 다음에, 기저대역 수신신호로부터 비트 스트림을 복원하여 오류 성능을 측정한다(제412단계). 이때, 필요에 따라서는 오류 성능을 측정한 결과로부터 아이 다이어그램, 컨스텔레이션 플롯, 스펙트럼, 비트 오류율등을 디스플레이한다(미도시).After operation 406, the millimeter wave signal is received and down-converted to the IF band, followed by down-conversion to the baseband (operation 408). Next, A / D converting is remotely controlled to obtain a baseband received signal of the digital sequence (step 410). That is, it is sampled through an A / D converter and transferred to software that processes baseband received signals. In operation 412, error performance is measured by recovering the bit stream from the baseband received signal. At this time, if necessary, the eye diagram, the constellation plot, the spectrum, and the bit error rate are displayed from the result of measuring the error performance (not shown).

제412단계 후에, 오류 비트수가 소정의 오류 비트수 즉, 측정하고자 하는 오류 비트수보다 큰가를 판단하고, 크지 않으면 상기 제402단계로 진행하여 전술한 동작을 반복 수행한다. 한편, 소정의 오류 비트수보다 크면, 시스템의 성능 측정 결과를 디스플레이한다(제416단계).After step 412, it is determined whether the number of error bits is greater than a predetermined number of error bits, that is, the number of error bits to be measured. If not, the process proceeds to step 402 to repeat the above operation. On the other hand, if greater than the predetermined number of error bits, and displays the performance measurement results of the system (step 416).

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 밀리미터파 실내 통신 시스템의 성능 측정장치 및 그 방법은, 밀리미터파 실내 통신을 위한 무선 통신 링크를 제공함으로써 밀리미터파 광대역 통신 시스템 개발의 토대를 제공하며, 실제로 성능을 측정하는데 있어서 다양한 변복조 방식, 오류 정정 부호, 등화기, 다이버시티 알고리즘등을 소프트웨어적으로 처리함으로써 비용 및 시간을 절감하는 효과가 있다.As described above, the apparatus and method for measuring the performance of the millimeter wave indoor communication system according to the present invention provide a foundation for the development of the millimeter wave broadband communication system by providing a wireless communication link for the millimeter wave indoor communication, In order to reduce the cost and time, software can process various modulation and demodulation methods, error correction codes, equalizers, and diversity algorithms.

또한, 본 발명에 의한 성능 측정에 사용된 하드웨어를 그대로 밀리미터파 송수신기로서 이용가능하며, 기저대역 신호처리부를 원하는 알고리즘을 적용하여 변경함으로써 밀리미터파 대역 스마트 안테나의 구현을 가능케하며, 기저대역 신호처리부를 고정 소숫점 정밀도로 변경하면 밀리미터파 통신 칩 개발의 기반을 제공하며, 본 발명의 전체 구성에서 IF, RF 주파수 대역을 변경함으로써 다양한 무선 통신 시스템의 성능 측정 장치로의 변형도 가능한 이점이 있다.In addition, the hardware used in the performance measurement according to the present invention can be used as a millimeter wave transceiver as it is, enabling the implementation of millimeter wave band smart antenna by applying a desired algorithm to the baseband signal processor, and the baseband signal processor Changing to fixed-point precision provides the basis for the development of millimeter wave communication chips, and by changing the IF and RF frequency bands in the overall configuration of the present invention, it is also possible to transform the performance measurement apparatus of various wireless communication systems.

Claims (4)

밀리미터파 실내 통신 시스템의 성능 측정장치에 있어서,In the performance measurement device of the millimeter wave indoor communication system, 상기 시스템의 성능 측정을 위한 기저대역 디지탈 송신신호를 발생하고, 디지탈-아날로그 컨버팅을 원격조정시키는 제1 제어신호와 함께 출력하는 송신측 기저대역 신호처리부;A transmitter sideband signal processor for generating a baseband digital transmission signal for performance measurement of the system and outputting the baseband digital transmission signal together with a first control signal for remotely controlling digital-analog conversion; 상기 제1 제어신호에 응답하여 상기 디지탈 송신신호를 아날로그 신호로 변환하고, 변환된 신호를 중간 주파수 대역으로 업 컨버팅한 후에 밀리미터파 대역으로 업 컨버팅하여 송신 안테나를 통해 실내 통신 채널로 방사하는 밀리미터파 송신부;A millimeter wave that converts the digital transmission signal into an analog signal in response to the first control signal, upconverts the converted signal to an intermediate frequency band, upconverts to a millimeter wave band, and radiates it to an indoor communication channel through a transmission antenna A transmitter; 수신 안테나를 통해 수신된 밀리미터파 수신신호를 중간 주파수 대역으로 다운 컨버팅한 후에 기저대역으로 다운 컨버팅하고, 제2 제어신호에 응답하여 디지탈 신호로 변환하는 밀리미터파 수신부; 및A millimeter wave receiver for converting the millimeter wave received signal received through the reception antenna into an intermediate frequency band and then down converting the baseband and converting the millimeter wave received signal into a digital signal in response to a second control signal; And 아날로그-디지탈 컨버팅을 원격조정시키는 상기 제2 제어신호를 발생하며, 상기 밀리미터파 수신부에서 변환된 기저대역 수신신호를 입력하고, 미리 저장된 상기 기저대역 디지탈 송신신호와 비교하여 오류 성능을 측정하는 수신측 기저대역 신호처리부를 구비하는 것을 특징으로 하는 밀리미터파 실내 통신 시스템의 성능 측정장치.A receiving side for generating the second control signal for remotely controlling analog-to-digital converting, inputting the baseband received signal converted by the millimeter wave receiving unit, and comparing the previously stored baseband digital transmission signal to measure error performance; And a baseband signal processing unit. A performance measurement apparatus for a millimeter wave indoor communication system. 제1항에 있어서, 상기 송신측 기저대역 신호처리부는,The method of claim 1, wherein the transmitting side baseband signal processing unit, 의사 잡음 시퀀스를 이용하여 원하는 길이의 랜덤 비트 스트림을 오류 성능 측정을 위한 송신 데이타열로서 발생하는 랜덤 비트 스트림 발생부;A random bit stream generator for generating a random bit stream of a desired length using a pseudo noise sequence as a transmission data string for measuring error performance; 소정의 오류 정정 부호가 부가되도록 상기 송신 데이타열을 인코딩하는 전진 오류 정정 인코딩부;A forward error correction encoding unit for encoding the transmission data sequence so that a predetermined error correction code is added; 상기 오류 정정 부호의 성능 저하를 방지하기 위해 인코딩된 결과를 인터리빙하는 인터리빙부;An interleaving unit to interleave an encoded result to prevent performance degradation of the error correction code; 상기 비트 스트림 형태의 송신 테이타열을 소정의 심볼 형태로 매핑시키는 심볼 매핑부;A symbol mapping unit for mapping the transmission data string in the form of a bit stream into a predetermined symbol form; 상기 심볼 형태로 매핑된 송신 데이타열을 기저대역 펄스 신호로 성형하는 펄스 성형부;A pulse shaping unit shaping the transmission data sequence mapped in the form of a symbol into a baseband pulse signal; 상기 기저대역 펄스 신호를 소정의 디지탈-아날로그 컨버터에서 인식가능한 데이타 포맷으로 변환하여 상기 기저대역 디지탈 송신신호로서 전송하는 데이타 포맷 변환부; 및A data format conversion unit converting the baseband pulse signal into a data format recognizable by a predetermined digital-analog converter and transmitting the baseband pulse signal as the baseband digital transmission signal; And 상기 기저대역 디지탈 송신신호를 상기 제1 제어신호와 함께 상기 밀리미터파 송신부에 포함된 상기 소정의 디지탈-아날로그 컨버터로 출력하는 디지탈-아날로그 컨버터 원격조정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 밀리미터파 실내 통신 시스템의 성능 측정장치.And a digital-to-analog converter remote control unit for outputting the baseband digital transmission signal to the predetermined digital-analog converter included in the millimeter wave transmitter together with the first control signal. Performance measuring device. 제2항에 있어서, 상기 수신측 기저대역 신호처리부는,The method of claim 2, wherein the receiving side baseband signal processing unit, 상기 제2 제어신호를 발생하며, 상기 밀리미터파 수신부에서 변환된 상기 기저대역 수신신호를 입력하는 아날로그-디지탈 컨버터 원격조정부;An analog-to-digital converter remote control unit for generating the second control signal and inputting the baseband received signal converted by the millimeter wave receiver; 상기 기저대역 수신신호의 왜곡을 보상하는 등화부;An equalizer for compensating for distortion of the baseband received signal; 상기 등화부의 출력을 비트 스트림 형태로 변환시키는 심볼 디매핑부;A symbol demapping unit for converting an output of the equalizer into a bit stream form; 상기 심볼 디매핑부의 출력을 디인터리빙하는 디인터리빙부;A deinterleaving unit for deinterleaving the output of the symbol demapping unit; 상기 오류 정정 부호가 부가된 상기 디인터리빙부의 출력을 디코딩하는 전진 오류 정정 디코딩부;A forward error correction decoding unit decoding the output of the deinterleaving unit to which the error correction code is added; 상기 오류 정정 디코딩부의 출력을 상기 미리 저장된 상기 기저대역 디지탈 송신신호와 비교하여 비트 오류율을 측정하는 비트 에러율 측정부; 및A bit error rate measurement unit for measuring a bit error rate by comparing the output of the error correction decoding unit with the baseband digital transmission signal stored in advance; And 상기 비트 오류율에 따라 측정된 상기 시스템의 성능 측정 결과를 디스플레이하는 디스플레이부를 구비하는 것을 특징으로 하는 밀리미터파 실내 통신 시스템의 성능 측정장치.And a display unit for displaying a result of the performance measurement of the system measured according to the bit error rate. 밀리미터파 실내 통신 시스템의 성능 측정방법에 있어서,In the measurement method of the millimeter wave indoor communication system, (a) 상기 시스템의 성능 측정을 위한 기저대역 송신신호의 디지탈 시퀀스를 발생하고 디지탈-아날로그 컨버팅에 적합한 포맷으로 데이타 포맷을 변환하는 단계;(a) generating a digital sequence of baseband transmissions for performance measurement of the system and converting the data format into a format suitable for digital-analog converting; (b) 디지탈-아날로그 컨버팅을 원격조정하여 상기 디지탈 송신신호를 아날로그 신호로 변환하는 단계;(b) remotely controlling digital-analog converting to convert the digital transmission signal into an analog signal; (c) 상기 아날로그 신호를 중간 주파수 대역으로 업 컨버팅한 후에 밀리미터파 대역으로 업 컨버팅하여 전송하는 단계;(c) upconverting the analog signal to an intermediate frequency band and then upconverting and transmitting the millimeter wave band; (d) 상기 (c) 단계에서 전송된 밀리미터파 신호를 수신하여 중간 주파수 대역으로 다운 컨버팅한 후에 기저대역으로 다운 컨버팅하는 단계;(d) receiving the millimeter wave signal transmitted in step (c), down-converting to an intermediate frequency band, and then down-converting to baseband; (e) 아날로그-디지탈 컨버팅을 원격조정하여 상기 (c) 단계의 결과로부터 디지탈 시퀀스의 기저대역 수신신호를 얻는 단계;(e) remotely controlling analog-digital converting to obtain a baseband received signal of the digital sequence from the result of step (c); (f) 상기 기저대역 수신신호를 미리 저장된 상기 기저대역 송신신호와 비교하여 오류 성능을 측정하는 단계;(f) measuring the error performance by comparing the baseband received signal with the baseband transmitted signal stored in advance; (g) 상기 오류 성능에 따라 오류 비트수가 소정의 오류 비트수보다 큰가를 판단하고, 크지 않으면 상기 (a) 단계로 진행하는 단계; 및(g) determining whether the number of error bits is greater than a predetermined number of error bits according to the error performance, and if not, proceeding to step (a); And (h) 상기 소정의 오류 비트수보다 크면, 상기 시스템의 성능 측정 결과를 디스플레이하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 밀리미터파 실내 통신 시스템의 성능 측정방법.(h) if greater than the predetermined number of error bits, displaying the result of the performance measurement of the system.
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