KR101237490B1 - the performance analysis and self diagnosis device for the RF system of mobile telecommunication - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이동통신시스템에서 광중계기, RU, Node-B 등 RF 트랜시버 내 신호발생기와 벡터 신호 분석기의 기능을 구현하여 필드에 설치된 각 RF장치의 성능을 RNC 혹은 그 상위의 네트웍 관리 시스템에서 관리, 감시가 가능하도록 한 이동통신용 알에프시스템의 성능분석 및 자가진단 장치에 관한 것으로, 이 장치는 기지국인 A블록, CPRI, DUC, DDC, CFR, DPD로 이루어진 B블록, DAC, RF모듈, AMP로 이루어진 C블록, ADC, RF모듈, LNA로 이루어진 D블록을 가진 이동통신용RF시스템의 성능분석 및 자가진단 장치로서; A블록과 B블록 사이의 포인트③의 신호와 기준값을 비교하여 이상유무를 네트웍관리시스템으로 전송함으로써 A블록의 성능을 검증하고; B블록과 C블록 사이의 포인트①의 신호와 기준값을 비교하여 B블록의 성능을 검증하며; B블록과 C블록 사이의 포인트④의 신호와 기준값을 비교하여 C블록의 성능을 검증하며; B블록과 D블록 사이의 포인트②의 신호와 기준값을 비교하여 D블록의 성능을 검증하며; 상기 기준값들은 모두 내부에 저장된 값으로, RF시스템이 정상동작될 때를 기준으로 미리 설정된 수치인 것을 특징으로 한다.The present invention implements the functions of signal generators and vector signal analyzers in RF transceivers such as optical repeaters, RUs, and Node-Bs in a mobile communication system to manage the performance of each RF device installed in a field in an RNC or a higher network management system. The present invention relates to a performance analysis and self-diagnosis device of a mobile communication RF system that enables monitoring. The device is composed of a base station, A block, CPRI, DUC, DDC, CFR and DPD, B block, DAC, RF module, and AMP. A performance analysis and self-diagnostic device for a mobile communication RF system having a C block, an ADC, an RF module, and an L block; Verifying the performance of the A-block by comparing the signal of the point ③ between the A-block and the B-block with the reference value and transmitting the presence or absence to the network management system; Verifying the performance of the B block by comparing the signal of the point ① between the B block and the C block with a reference value; Verifying the performance of the C block by comparing the signal of the point ④ between the B block and the C block with a reference value; Verifying the performance of the D block by comparing the signal of the point ② between the B block and the D block with a reference value; The reference values are all values stored therein and are preset values based on when the RF system is normally operated.
Description
본 발명은 이동통신 RF 시스템(광중계기, RU, Node-B등) 내의 RF Transceiver내에 신호발생기와 벡터 신호 분석기의 기능을 구현하여 필드에 설치된 각 RF장치의 성능을 RNC 혹은 그 상위의 네트웍 관리 시스템에서 관리, 감시가 가능하도록 한 이동통신용 알에프시스템의 성능분석 및 자가진단 장치에 관한 것이다.
The present invention implements the functions of the signal generator and the vector signal analyzer in the RF transceiver in the mobile communication RF system (optical repeater, RU, Node-B, etc.) to monitor the performance of each RF device installed in the field of the RNC or higher network management system. The present invention relates to the performance analysis and self-diagnosis device of RF system for mobile communication that can be managed and monitored in the network.
종래에 설치된 이동통신시스템을 개략적으로 살펴본다.It looks at the conventionally installed mobile communication system.
도 1은 종래의 이동통신 기지국 중 DU와 RU를 분리한 형태를 나타낸 블록도로서, Modem을 포함하는 DU (Digital Unit ; 1), RU 트랜시버(Radio Unit transceiver; 2), PAM & FE(3), 안테나(ANT.#1, ANT.#2)로 구성되고, 상기 RU 트랜시버(2), PAM & FE(3)는 RU에 해당된다.1 is a block diagram showing a form in which a DU and a RU are separated from a conventional mobile communication base station, and includes a DU (Digital Unit; 1), a RU transceiver (2), and a PAM & FE (3) including a modem. And an antenna (
현재, 광중계기, RU, Node-B 등의 RF성능을 분석하고 자가진단 하여 상위에서 모니터링할 수 있는 장치가 전혀 없고, 네트웍 관리시스템에서 망 자원의 정상동작여부를 판정하는 방법은 모뎀에서 분석되는 쓰루풋(throughput) 및 호 접속률, 호절단율 등에 의존하는 방법을 사용하고 있다.
At present, there is no device that can monitor the upper level by analyzing RF performance of optical repeater, RU, Node-B, etc., and how to determine the normal operation of network resources in network management system is analyzed by modem. The method depends on throughput, call connection rate, call disconnection rate, and the like.
그러나, 상술한 바와 같이, 모뎀에서 분석되는 쓰루풋(throughput) 및 호 접속률, 호절단율 등에 의존하는 방법은 필드에 수만, 혹은 수십만개씩 설치된 RF장치의 정확한 특성 및 네트웍관리시스템 단계에서의 관리효율성, 모니터링 측면에서 매우 비효율적인 단점이 있다. 또한, RF시스템의 개발, 시험, 생산 단계에서도 고가의 계측기들이 동원되기 때문에 이를 구입 및 대여하는 과정에서 많은 비용이 지출되고, 사용하는 계측기가 대부분 수입되는 외산장비이기 때문에 고장발생시 능동적으로 대처하기가 어려운 측면이 있다.However, as described above, the method that depends on the throughput, call connection rate, call disconnection rate, etc. analyzed in the modem includes the exact characteristics of the tens or hundreds of thousands of RF devices installed in the field, and the management efficiency at the network management system level. It is very inefficient in terms of monitoring. In addition, since expensive instruments are mobilized in the development, testing, and production stages of RF systems, it is expensive to purchase and rent them. There is a difficult aspect.
본 발명은 상술한 문제점을 해소하기 위한 것으로, RF장치의 성능을 RNC 혹은 그 상위의 네트웍 관리 시스템에서 관리, 감시가 가능하도록 한 이동통신용 알에프시스템의 성능분석 및 자가진단 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Disclosure of Invention The present invention is to solve the above problems, and to provide a performance analysis and self-diagnostic device of an RF system for mobile communication, which enables management and monitoring of the performance of an RF device in an RNC or a network management system above it. have.
또한, 본 발명의 다른 목적은 RF 시스템의 동작감시 뿐만 아니라 개발, 시험, 생산 단계의 효율을 증가시키고, 비용을 감소시키도록 한 이동통신용 알에프시스템의 성능분석 및 자가진단 장치를 제공하는데 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a performance analysis and self-diagnostic apparatus of an RF system for mobile communication to increase the efficiency of development, testing, and production stages as well as to monitor the operation of the RF system and to reduce costs.
본 발명의 특징은 MODEM을 포함하는 A블록, CPRI, DUC, DDC, CFR, DPD로 이루어진 B블록, DAC, RF모듈, AMP로 이루어진 C블록, ADC, RF모듈, LNA로 이루어진 D블록을 가진 이동통신용RF시스템의 성능분석 및 자가진단 장치로서; 상기 B블록에 별도의 메모리(26)와 CPU(25)를 실장하고, 각 포인트의 신호를 덤프하여 덤프된 신호를 기준값으로 설정하고, CPU(25)는 리소스가 허락되는 시간 동안 상기 메모리(26)에 덤프된 신호를 가져와서 분석함으로써, 각 단의 파워(Power), 에러벡터량(EVM; error vector magnitude), 지연(delay), CCDF를 측정하여 그 분석된 성능값을 CPRI(11)(18) 내부의 이더넷, 벤더 스페시픽 필드에 삽입하여 상위로 보고하는 것이다.A feature of the present invention is the movement of a block containing a MODEM, a block consisting of CPRI, DUC, DDC, CFR, DPD, DAC, RF module, C block consisting of AMP, ADC, RF module, LNA As a performance analysis and self-diagnosis device of communication RF system; A
바람직한 실시예로서, 상기 A블록과 B블록 사이의 포인트③의 신호와 기준값을 비교하여 이상유무를 네트웍관리시스템으로 전송함으로써 A블록의 성능을 검증하고; 상기 B블록과 C블록 사이의 포인트①의 신호와 기준값을 비교하여 B블록의 성능을 검증하며; 상기 B블록과 C블록 사이의 포인트④의 신호와 기준값을 비교하여 C블록의 성능을 검증하며; 상기 B블록과 D블록 사이의 포인트②의 신호와 기준값을 비교하여 D블록의 성능을 검증하며; 상기 기준값들은 모두 내부에 저장된 값으로, RF시스템이 정상동작될 때를 기준으로 미리 설정된 수치인 것이다.As a preferred embodiment, verifying the performance of the A block by comparing the signal of the
바람직한 실시예로서, 상기 A 내지 D블록의 성능을 검증한 데이터를 상기 기지국으로 전송하는 것을 더 포함하는 것이다.In a preferred embodiment, the method further includes transmitting data verifying the performance of the A to D blocks to the base station.
바람직한 실시예로서, 상기 A 내지 D블록의 성능을 검증한 데이터를 블루투스통신을 통하여 컴퓨터로 전송하는 것을 더 포함하는 것이다.In a preferred embodiment, the method further includes transmitting data verifying the performance of the A to D blocks to a computer through Bluetooth communication.
바람직한 실시예로서, 상기 A 내지 D블록의 성능을 검증한 데이터를 이동통신망의 데이터통신을 통하여 스마트폰으로 전송하고, 이를 스마트폰사용자에게 디스플레이하여 알려주는 어플(appl; application)을 상기 스마트폰에 더 포함하는 것이다.
In a preferred embodiment, the data verifying the performance of the A to D block is transmitted to the smart phone through the data communication of the mobile communication network, and the app (appl; application) for displaying and informing the smart phone user to the smart phone It is to include more.
본 실시예의 바람직한 양태에 따르면, 이동통신용 RF장치의 개발시 계측기를 사용하지 않아도 되므로 개발비용이 절감되고, 이동통신시스템에서 RF시스템의 문제가 발생할 경우 그 원인분석이 용이해지며, 네트웍관리시스템 단계에서 수만대의 RF시스템의 성능에 대한 모니터링이 가능해지며, 모뎀과 RF장치간 상관관계분석이 가능해지며, RF시스템 양산시 양산비용, 양산시간 등이 획기적으로 단축되는 장점을 가진다.
According to a preferred embodiment of the present embodiment, the development cost is reduced because it is not necessary to use a measuring instrument in the development of a mobile communication RF device, and if the problem of the RF system occurs in the mobile communication system, the cause analysis is facilitated, and the network management system step It is possible to monitor the performance of tens of thousands of RF systems, correlate analysis between modems and RF devices, and significantly reduce mass production cost and mass production time.
도 1은 종래의 이동통신용 RF시스템을 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 이동통신용 RF시스템을 나타낸 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 이동통신용 RF시스템에서 측정포인트를 나타낸 블록도.1 is a block diagram showing a conventional RF system for mobile communication.
2 is a block diagram showing an RF system for mobile communication according to the present invention;
Figure 3 is a block diagram showing a measuring point in the RF system for mobile communication according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
이동통신모뎀이 실장된 기지국의 베이스밴드 신호는 CPRI/OBSAI 프로토콜을 사용하는 광케이블에 연결되어 RU(혹은 광중계기 등)와 통신한다.The baseband signal of a base station equipped with a mobile communication modem is connected to an optical cable using the CPRI / OBSAI protocol to communicate with an RU (or an optical repeater).
이동통신에 사용되는 RF시스템의 구성을 나타낸 도 2에서와 같이, RF시스템은 신호의 순수성을 보장하는 수준에서 신호의 전달 및 변환을 담당하는 기능을 가진다. 모뎀신호는 CPRI(11)(18)을 통해 시리얼/패럴렐 변환이 수행되고, DUC(12), CFR(13), DPD(14)를 통과한 후 DAC(15)를 거치면서 중간주파수(IF) 아나로그신호로 변환된다. RF모듈(16)을 거치면서 캐리어주파수와 변복조를 거쳐 원하는 주파수대역으로 컨버젼되며 AMP(17) 즉, Power Amplifier Module을 거치면서 신호가 증폭된다. 안테나(Ant.; 23)를 통해 전기적신호가 공기라는 매질을 통해 전달이 될 수 있는 파동에너지로 전환되어 통신이 이루어진다.As shown in FIG. 2 showing the configuration of the RF system used for mobile communication, the RF system has a function of transmitting and converting signals at a level that guarantees signal purity. Modem signal is serial / parallel conversion is performed through CPRI (11) (18), and passes through DUC (12), CFR (13), DPD (14), and then goes through DAC (15). Converted to an analog signal. Through the
본 발명은 CPRI(11)(18), DUC(12), CFR(13), DPD(14) 근처에 별도의 메모리(26)를 실장하고, 각 단의 신호를 덤프해서 가지고 있는 상태에서, CPU(25)는 리소스가 허락되는 시간 동안 상기 메모리(26)에 덤프된 신호를 가져와서 분석함으로써, 각 단의 파워(Power), 에러벡터량(EVM; error vector magnitude), 지연(delay), CCDF 등을 측정하여 그 분석된 성능값을 CPRI(11)(18) 내부의 이더넷, 벤더 스페시픽 필드에 삽입하여 상위로 보고함으로써 이루어진다. 이때, 덤프된 신호는 현재 실시간 서비스 되고 있는 RF 성능의 실제 값이며, 일반적인 RF 계측기의 측정값과 유사한 값이다.According to the present invention, a
또한, 분석이 필요한 구간의 신호를 이동통신 표준에 적합한 최소 한 주기 이상의 프레임(LTE인 경우에는 10㎳)을 상기 메모리(26)에 저장한다.In addition, at least one frame (10 ms in case of LTE) suitable for a mobile communication standard is stored in the
한편, 도면에 도시된 각 구성요소별 기능과 풀네임(full name)을 살펴본다.Meanwhile, the function and full name of each component shown in the drawing will be described.
CPRI(11)(18)는 기지국으로부터 수신된 시리얼데이터를 패럴렐데이터로 변환하고, 기지국으로 수신할 패럴렐데이터를 시리얼데이터로 변환하는 기능을 수행하고, DUC(digital up converter; 12), DDC(digital down converter; 19), RF모듈(radio frequency module; 21)은 전송신호를 전송 주파수에 옮기는 기능을 수행하며, CFR(crest factor reduction; 13)은 crest factor 즉, 평소의 신호레벨과 다르게 순간적으로 튀어 오르는 돌발신호 레벨을 감소시켜서 AMP(amplifier; 17)의 효율을 증대시켜 경제적 회로설계를 위한 장치로서 기능하며, DPD(digital pre-distortion; 14)는 AMP 선형구간을 확장하여 신호의 왜곡을 보정시키는 기능을 수행하며, DAC(digital to analog converter; 15)는 디지털신호를 아나로그신호로 변환하며, AMP(amplifier; 17)는 신호를 증폭시키는 기능을 수행하며, ADC(analog to digital converter; 20)는 아나로그신호를 디지털신호로 변환하며, LNA(low noise amplifier; 22)는 저잡음증폭기로서 기능한다.CPRI (11) (18) converts the serial data received from the base station to parallel data, and converts the parallel data to be received by the base station to serial data, the digital up converter (DUC) 12, DDC (digital) down converter; 19), the
미 설명된 참조부호 23은 안테나, 참조부호 24는 이동통신단말기, 참조부호 25는 CPU, 참조부호 26은 메모리이다.
이러한 시스템구성을 토대로 본 발명의 기능은 4개의 포인트를 중심으로 측정하고, 측정시 특정 노드는 신호흐름이 차단되지 않아야 하며, 이를 케이스(case)별로 살펴보도록 한다.Based on such a system configuration, the function of the present invention is measured based on four points, and during measurement, a specific node should not block signal flow, and look at each case.
도 2 및 도 3을 참조하면, 이동통신용 RF시스템의 성능분석 및 자가진단 장치를 구현하기 위해서 각 부분을 A 내지 D블록으로 구분한다. 즉, 기지국으로 이루어진 A블록, CPRI, DUC, DDC, CFR, DPD로 이루어진 B블록, DAC, RF모듈, AMP로 이루어진 C블록, ADC, RF모듈, LNA로 이루어진 D블록이 그것이다.2 and 3, each part is divided into A to D blocks in order to implement a performance analysis and self-diagnosis apparatus for a mobile communication RF system. That is, the A block consisting of the base station, CPRI, DUC, D block, B block consisting of DDC, CFR, DPD, DAC, RF module, C block consisting of AMP, ADC, RF module, D block consisting of LNA.
1)A블록 측정1) Block A measurement
A블록과 B블록 사이의 포인트③의 신호와 기준값을 비교하여 이상유무를 네트웍관리시스템으로 전송한다.
Compare the signal of
2)B블록 측정2) B block measurement
B블록과 C블록 사이의 포인트①의 신호와 기준값을 비교하여 이상유무를 네트웍관리시스템으로 전송한다. Compare the signal of the
정상적인 서비스 구간에서는 신호의 흐름을 끊지 않으며, RF 시스템의 불량이 보고 되거나 상위와의 연동을 끊고 시험을 해야 하는 경우, 측정루프는 DDC(19)-CPRI(18)-CPRI(11)-DUC(12)-CFR(13)-DPD(14)가 되도록, 포인트③을 끊어주고, CPRI(18)과 CPRI(11) 사이를 연결한다.
In the normal service interval, if the signal flow is not interrupted and if a failure of the RF system is reported or the interworking with the host is to be tested, the measurement loop is DDC (19) -CPRI (18) -CPRI (11) -DUC ( 12) -CFR (13) -DPD (14), and cut the
3)C블록 측정3) C block measurement
B블록과 C블록 사이의 포인트④의 신호와 기준값을 비교하여 이상유무를 네트웍관리시스템으로 전송한다. 이때, 측정루프는 DAC(15)-RF모듈(16)-AMP(17)가 된다.
Compare the signal of point④ between B block and C block with reference value and transmit the abnormality to network management system. At this time, the measurement loop is a DAC 15 -RF module 16 -AMP 17.
4)D블록 측정4) D block measurement
B블록과 D블록 사이의 포인트②의 신호와 기준값을 비교하여 이상유무를 네트웍관리시스템으로 전송한다.Compare the signal of the
여기서, 상기 기준값들은 모두 내부에 저장된 값으로, RF시스템이 정상동작될 때를 기준으로 미리 설정된 수치이다.
Here, the reference values are all values stored therein, and are preset values based on when the RF system is normally operated.
10 ; DU 11 ; CPRI
12 ; DUC 13 ; CFR
14 ; DPD 15 ; DAC
16 ; RF모듈 17 ; AMP
18 ; CPRI 19 ; DDC
20 ; ADC 21 ; RF모듈
22 ; LNA 23 ; 안테나
24 ; 이동통신단말기10; DU 11; CPRI
12; DUC 13; CFR
14; DPD 15; DAC
16; RF module 17; AMP
18;
20; ADC 21; RF Module
22; LNA 23; antenna
24; Mobile communication terminal
Claims (5)
상기 B블록의 메모리(26)에, 각 포인트의 신호를 덤프하여, 덤프된 신호를 기준값으로 설정하고, CPU(25)는 리소스가 허락되는 시간 동안 상기 메모리(26)에 덤프된 신호를 가져와서 분석함으로써, 각 단의 파워(Power), 에러벡터량(EVM; error vector magnitude), 지연(delay), CCDF를 측정하여 그 분석된 성능값을 CPRI(11)(18) 내부의 이더넷, 벤더 스페시픽 필드에 삽입하여 상위로 보고하는 것을 특징으로 하는 이동통신용RF시스템의 성능분석 및 자가진단 장치.
Performance analysis of mobile communication RF system with base station A block, CPRI, DUC, DDC, CFR, DPD, B block, DAC, RF module, AMP C block, ADC, RF module, D block, LNA In the self-test device,
In the memory 26 of the B block, the signal of each point is dumped, the dumped signal is set as a reference value, and the CPU 25 brings the dumped signal into the memory 26 for a time when resources are allowed. By analyzing the power, error vector magnitude (EVM), delay, and CCDF of each stage, the analyzed performance values are compared with Ethernet and vendor specs in the CPRI (11) (18). Performance analysis and self-diagnostic device of the RF system for mobile communication, characterized in that inserted into the pick field to report to the upper.
상기 A블록과 B블록 사이의 포인트③의 신호와 기준값을 비교하여 이상유무를 네트웍관리시스템으로 전송함으로써 A블록의 성능을 검증하고,
상기 B블록과 C블록 사이의 포인트①의 신호와 기준값을 비교하여 B블록의 성능을 검증하며,
상기 B블록과 C블록 사이의 포인트④의 신호와 기준값을 비교하여 C블록의 성능을 검증하며,
상기 B블록과 D블록 사이의 포인트②의 신호와 기준값을 비교하여 D블록의 성능을 검증하며,
상기 기준값들은 모두 내부에 저장된 값으로, RF시스템이 정상동작될 때를 기준으로 미리 설정된 수치인 것을 특징으로 하는 이동통신용RF시스템의 성능분석 및 자가진단 장치.
The method of claim 1,
The performance of the A block is verified by comparing the signal of the point ③ between the A block and the B block with a reference value and transmitting the abnormality to the network management system.
By comparing the signal of the point ① and the reference value between the B block and the C block to verify the performance of the B block,
Verifying the performance of the C block by comparing the signal of the point ④ between the B block and the C block with a reference value,
The performance of the D block is verified by comparing the signal of the point ② between the B block and the D block with a reference value.
The reference values are all values stored therein, the performance analysis and self-diagnostic apparatus of the RF system for mobile communication, characterized in that the predetermined value based on when the RF system is operating normally.
상기 A 내지 D블록의 성능을 검증한 데이터를 블루투스통신을 통하여 컴퓨터로 전송하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신용RF시스템의 성능분석 및 자가진단 장치.
The method of claim 1,
Performance analysis and self-diagnostic apparatus of the RF system for mobile communication, characterized in that it further comprises transmitting the data verifying the performance of the A to D block to the computer via Bluetooth communication.
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2011
- 2011-05-03 KR KR1020110041769A patent/KR101237490B1/en not_active IP Right Cessation
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