KR20080051307A - 다중 안테나를 이용한 무선 채널 측정 시스템에서의 타이밍 동기 신호 획득 방법 - Google Patents

다중 안테나를 이용한 무선 채널 측정 시스템에서의 타이밍 동기 신호 획득 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다중 안테나를 이용한 무선 채널 측정 시스템에서의 타이밍 동기 신호 획득 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 송신 및 수신 시스템에 각각 구비된 타이밍 모듈내에 각각 외부 클럭을 입력받아 자체 발생한 클럭을 외부 클럭에 위상 동기시켜 최종 동기된 외부 클럭을 출력하는 동기 클럭 발생기와, 동기 클럭 발생기에서 발생된 클럭을 기설정된 카운터값에 따라 카운트하여 타이밍 동기 신호를 발생하는 클럭 카운터와, 리셋 신호에 의해 클럭 카운터를 리셋한 후에 재카운터하는 동작을 수행하도록 하는 리셋 버튼을 포함한다. 그러므로, 본 발명은 무선 채널 측정 시스템의 수신 시스템에서 타이밍 모듈을 탈착 가능하도록 설계하여 송신 시스템의 타이밍 모듈과 연결하고, 송신 시스템의 클럭 및 리셋 신호를 수신 시스템의 타이밍 모듈에 제공한 후에 각각의 모듈에서 타이밍 동기 신호를 위상 동기된 상태로 발생함으로써 전파 산란이 많은 음영 지역에서도 안정되게 다중 안테나의 무선 채널 측정을 수행할 수 있다.
Figure P1020060122148
무선 채널 측정, 송신 시스템, 수신 시스템, 다중 안테나, 타이밍 모듈

Description

다중 안테나를 이용한 무선 채널 측정 시스템에서의 타이밍 동기 신호 획득 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR GENERATING TIMMING SYNCHRONIZE SIGNAL ON THE RADIO CHANNEL MEASUREMENT SYSTEM BY USING MULTI ANTENNAS}
도 1은 일반적인 다중 안테나를 이용한 무선 채널 측정 시스템을 나타낸 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 다중 안테나를 이용한 무선 채널 측정 시스템에서의 타이밍 동기 신호 획득 장치를 나타낸 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 무선 채널 측정 시스템의 송신측과 수신측에서 타이밍 동기 신호를 획득하기 위한 각각의 타이밍 모듈을 연결한 구성을 나타낸 도면,
도 4는 도 3의 송신 및 수신측 타이밍 모듈에서 생성되는 타이밍 동기 신호를 나타낸 타이밍도,
도 5는 도 4에서 생성된 타이밍 동기 신호를 이용하여 채널 측정 시작 신호에 따라 송신 안테나 및 수신 안테나의 스위칭 타이밍 및 동작 신호의 예를 도시한 타이밍도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 안테나를 이용한 무선 채널 측정 시스템에서 타이밍 동기 신호를 획득하고 그 운용 과정을 순차적으로 나타낸 흐름도.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
100 : 타이밍 모듈 101 : 동기 클럭 발생기
103 : 클럭 카운터 105 : 분배기
107 : LPF 109 : 카운터값 공급기
111 : PLL 113 : 배터리 전원부
115 : 내부 리셋 버튼 117 : RS-232 제어 포트
200 : 송신 시스템의 타이밍 모듈 210 : 사용자 입력부
300 : 수신 시스템의 타이밍 모듈 310 : 노트북
본 발명은 무선 채널 측정 시스템에 관한 것으로서, 특히 공간적으로 분리되어 있는 송/수신 안테나의 스위칭 및 동작 시점의 기준이 되는 타이밍 동기를 신호를 정확하게 획득할 수 있는 다중 안테나를 이용한 무선 채널 측정 시스템에서의 타이밍 동기 신호 획득 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
현재, 차세대 이동통신 시스템은 기존의 음성 및 저속 데이터 서비스 위주에서 벗어나 고속의 다양한 멀티미디어 서비스를 제공하기 위해 고속의 데이터 전송률을 제공하기 위한 기술을 필요로 하고 있다. 고속의 데이터 전송률을 달성하기 위해서는 광대역의 주파수 사용과 더불어 다중 안테나를 이용하는 방법 등 여러 가지 기술이 연구되고 있다.
다중 안테나가 사용되는 시스템은, 기존의 단일 안테나 시스템에 비해 채널의 특성에 더욱 민감하게 반응하기 때문에 다중 안테나 시스템의 설계 시 채널의 특성을 정확하게 파악하는 것이 매우 중요한 일이다. 이러한 다중 안테나를 이용한 차세대 무선 통신 시스템은 건물, 나무 등 전파에 상당한 영향을 미치는 도심 지역에서 주로 이용되고, 실내의 경우 무선 고속 데이터 전송을 위해 많이 사용된다.
도 1은 일반적인 다중 안테나를 이용한 무선 채널 측정 시스템을 나타낸 도면으로서, 이를 참조하면 무선 채널 사운더(radio channel sounder)라 불리는 다중 안테나를 이용한 무선 채널 측정 시스템은, 크게 송신 시스템(10)과 수신 시스템(20)으로 구성된다.
송신 시스템(10)측은, 컨트롤러(controller)(11), 베이스밴드(baseband) 모듈(12), 타이밍 모듈(13), 송신 IF/RF 모듈(15), 송신 스위치(17), 및 다중 송신 안테나들(19) 등으로 구성된다. 그리고, 수신 시스템(20)측은, 다중 수신 안테나들(21), 수신 스위치(22), 수신 IF/RF 모듈(23), 베이스밴드 모듈(25), 타이밍 모듈(27), 컨트롤러(28), 및 노트북(29) 등으로 구성된다.
무선 채널 측정을 위한 송/수신 신호는, PN 시퀀스(Pseudo Noise sequence)와 같이 상호 미리 약속된 측정용 데이터 시퀀스 신호를 이용한다. 측정용 데이터 시퀀스는 송신 시스템(10)의 컨트롤러(11)에서 생성하여 베이스밴드 모듈(13), 송신 IF/RF 모듈(15), 송신 스위치(17)를 거쳐 다중 송신 안테나(19)로 전달된다. 이때, 타이밍 모듈(13)은 컨트롤러(11), 베이스밴드 모듈(13), 송신 IF/RF 모 듈(15)의 동작에 필요한 클럭 소스를 제공하고, 송신 스위치(17)에 적절한 타이밍 및 동작 신호를 제공하여 다중 송신 안테나(19)의 동작을 제어한다.
송신 시스템(10)의 송신 안테나(19)를 통해 전송한 데이터 시퀀스 신호는, 무선 채널을 통과하여 수신 시스템(20)의 다중 수신 안테나(21)를 통해 전달된다. 수신 안테나(21)를 통해 수신된 신호는, 수신 스위치(22), 수신 IF/RF 모듈(23), 베이스밴드 모듈(25), 컨트롤러(28)를 거쳐 노트북(29)에 저장된다. 이때, 타이밍 모듈(27)은 컨트롤러(28), 베이스밴드 모듈(25), 수신 IF/RF 모듈(23)의 동작에 필요한 클럭 소스를 제공하고, 수신 스위치(22)에 적절한 타이밍 및 동작 신호를 제공하여 수신 안테나(21)의 동작을 제어한다. 수신 시스템(20)에서는 수신된 신호와 미리 약속된 신호를 상관(correlation)시켜 채널 측정값을 얻는다.
이러한 다중 안테나를 이용한 무선 채널 측정시, 정확한 채널 데이터 획득 및 분석을 위해서 측정 장치의 다중 송신 안테나(19)에서 차례로 송신되는 신호를 다중 수신 안테나(21)에서 모두 수신할 수 있어야 한다.
이러한 무선 채널 측정 시스템은 송신 시스템(10)과 수신 시스템(20)이 공간적으로 서로 분리된 장소에서 신호를 송/수신하므로 송신 안테나별 송신 시점과 수신 안테나별 수신 시점이 정확히 동기된 상태, 즉 안테나 스위칭 타이밍 및 동작 신호가 동기된 상태에서 안테나들이 동작하여야 한다. 이는 다중 안테나를 이용한 송/수신 시스템에서 획득한 데이터 내에 각각의 안테나들에 대한 정보를 모두 가지고 있어야 하기 때문이다. 이에 따라, 무선 채널 측정 시스템에서는 송/수신 안테나의 스위칭 타이밍 및 동작 시점의 기준이 되는 정확한 타이밍 동기 신호를 획득 하기 위한 장치 및 운용 기술이 필요하다.
이를 위하여 종래에는, 송신 시스템 및 수신 시스템의 타이밍 모듈(13, 27) 내에 GPS 수신기를 포함시켜 수신 시스템의 기준 발진 클럭과 송신 시스템의 기준 발진 클럭을 상호 동기시킨 후 GPS 수신기로부터의 수신된 위성 신호를 이용하여 기준 클럭을 보정하였다. 하지만, GPS 수신기는 위성 신호를 관측하기 위해서 최소한의 방위각이 필요하며, 특히 건물이나 나무 등의 장해물이 밀집되어 있는 도심 지역이나 실내 등의 음영 지역에서 GPS 위성 신호를 관측하기 어렵기 때문에 연속적으로 안정된 동기 클럭을 제공하는데 한계가 있다.
그리고, 종래의 다른 예로는, 송/수신 시스템간의 상호 동기된 안테나 스위칭 타이밍 및 송/수신 동작 신호를 발생시키기 위해 타이밍 모듈(13, 27) 내에 중앙 처리 장치(CPU) 혹은 마이크로 컨트롤러와 별도의 동기 신호 발생 회로를 내장하였다. 이 경우 회로 설계 방식이 복잡하기 때문에 제작 비용이 증가되는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 다중 안테나를 이용한 무선 채널 측정시 공간적으로 분리되어 있는 송/수신 시스템의 타이밍 모듈에서 송/수신 안테나의 스위칭 타이밍 및 동작 시점의 기준이 되는 정확한 타이밍 동기 신호를 제공할 수 있는 다중 안테나를 이용한 무선 채널 측정 시스템에서의 타이밍 동기 신호 획득 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 다중 안테나를 이용한 무선 채널 측정시 공간적으로 분리되어 있는 송/수신 시스템의 타이밍 모듈을 서로 연결함으로써 송/수신 안테나의 스위칭 타이밍 및 동작 시점의 기준이 되는 정확한 타이밍 동기 신호를 획득할 수 있는 다중 안테나를 이용한 무선 채널 측정 시스템에서의 타이밍 동기 신호 획득 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 다중 안테나를 갖는 무선 채널 측정을 위한 송신 및 수신 시스템에 각각 구비된 타이밍 모듈에 있어서, 외부 클럭을 입력받아 자체 발생한 클럭을 외부 클럭에 위상 동기시켜 최종 동기된 외부 클럭을 출력하는 동기 클럭 발생기와, 동기 클럭 발생기에서 발생된 클럭을 기설정된 카운터값에 따라 카운트하여 타이밍 동기 신호를 발생하는 클럭 카운터와, 리셋 신호에 의해 클럭 카운터를 리셋한 후에 재카운터하는 동작을 수행하도록 하는 리셋 버튼을 포함한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 다중 안테나를 갖는 무선 채널 측정을 위한 송신 및 수신 시스템에 각각 구비된 타이밍 모듈을 통해 타이밍 동기 신호를 발생하는 방법에 있어서, 수신 시스템의 타이밍 모듈을 분리하는 단계와, 분리된 수신 시스템의 타이밍 모듈과 송신 시스템의 타이밍 모듈 사이의 외부 클럭 단자를 서로 연결하는 단계와, 송신 시스템 및 수신 시스템의 타이밍 모듈 사이의 외부 리셋 신호 단자를 서로 연결하는 단계와, 각 타이밍 모듈에서 클럭의 위상 동기가 이루어지도록 제어하는 단계와, 각 타이밍 모듈에서 발생된 클럭을 카운팅하는 카운터값을 동일하게 설정하는 단계와, 리셋 신호에 의해 송신 및 수신 시스템의 타이밍 모듈에서 각각 발생된 클럭을 설정된 카운터값에 따라 카운트하여 서로 동기된 타이밍 동기 신호를 발생하는 단계를 포함한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 방법은, 다중 안테나를 갖는 무선 채널 측정을 위한 송신 및 수신 시스템에 각각 구비된 타이밍 모듈을 통해 타이밍 동기 신호를 발생하고, 무선 채널을 측정하는 방법에 있어서, 수신 시스템에서 타이밍 모듈을 분리하는 단계와, 분리된 수신 시스템의 타이밍 모듈과 송신 시스템의 타이밍 모듈 사이의 외부 클럭 단자를 서로 연결하는 단계와, 송신 시스템 및 수신 시스템의 타이밍 모듈 사이의 외부 리셋 신호 단자를 서로 연결하는 단계와, 각 타이밍 모듈에서 클럭의 위상 동기가 이루어지도록 제어하는 단계와, 각 타이밍 모듈에서 발생된 클럭을 카운팅하는 카운터값을 동일하게 설정하는 단계와, 리셋 신호에 의해 송신 및 수신 시스템의 타이밍 모듈에서 각각 발생된 클럭을 설정된 카운터값에 따라 카운트하여 서로 동기된 타이밍 동기 신호를 발생하는 단계와, 수신 시스템의 타이밍 모듈과 송신 시스템의 타이밍 모듈 사이의 연결을 분리하고, 수신 시스템에 해당 타이밍 모듈을 장착하는 단계와, 송신 및 수신 시스템의 타이밍 모듈에서 각각 다중 안테나의 무선 채널 측정을 수행하는 단계를 포함한다.
이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 다중 안테나를 이용한 무선 채널 측정 시스템에서의 타이밍 동기 신호 획득 장치를 나타낸 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 안테나의 무선 채널 측정 시스템내 구비된 타이밍 동기 신호 획득 장치인 타이밍 모듈(100)은, 다음과 같이 구성된다.
동기 클럭 발생기(101), 클럭 카운터(103), 분배기(105), LPF(Low Pass Filter)(107), 카운터값 공급기(109), PLL(Phase Locked Loop)(111), 배터리 전원부(113), 내부 리셋 버튼(115), RS-232 제어 포트(117) 등을 포함한다.
외부 입력 1PPS 클럭(120), 외부 출력 1PPS 클럭(122), 외부 리셋 신호(124), 타이밍 동기 신호(126), 시스템 참조 클럭(128), IF/RF 참조 클럭(130)으로 구성된다.
동기 클럭 발생기(101)는, 10ns이내의 정밀도를 가진 상용 제품으로서 외부 입력 1PPS 클럭(120)에 자체 생성된 1PPS 클럭을 동기하고, 자체 10MHz 동기 클럭을 생성하는 클럭 발진기이다. 동기 클럭 발생기(101)는 자동 동기 모드와 수동 동기 모드를 가지고 있으며, 모드의 선택 및 동작의 제어는 RS-232 제어 포트(117)를 통해 연결된 노트북과 같은 퍼스널 컴퓨터에 의해 제어 가능하다. 만약 동기 클럭 발생기(101)가 자동 모드로 선택될 경우, 외부 입력 1PPS 클럭(120)을 기준으로 자체 1PPS 클럭을 자동으로 동기시키고, 수동 모드로 선택될 경우 RS-232포트(117)를 통해 외부 입력 1PPS 클럭(120)과 자체 1PPS 클럭과의 위상 차이를 읽어들여 노트북의 사용자가 수동으로 1PPS 클럭의 위상을 조정하여 동기를 시킨다.
동기 클럭 발생기(101)에서 발생되는 자체 1PPS 클럭은, 외부 출력 1PPS 클럭(122)과 내부 1PPS 클럭으로 출력되는데, 내부 1PPS 클럭은 타이밍 모듈(100)내 의 클럭 카운터(103)로 공급되고, 자체 1PPS 클럭과 동기된 10MHz의 동기 클럭은 타이밍 모듈(100)내의 분배기(105)로 공급된다.
클럭 카운터(103)는 동기 클럭 발생기(101)에서 제공된 내부 1PPS 클럭을 설정된 카운터값 공급기(109)에 따라 카운트하여 타이밍 동기 신호(126)를 발생하는 역할을 한다. 타이밍 모듈(100)의 외부로부터 입력되는 외부 리셋 신호(124)에 의해서도 리셋 동작이 가능하다. 이때 타이밍 동기 신호(126)는 입력되는 1PPS 클럭과 완전히 위상 동기된 상태의 신호 형태로서 출력된다.
분배기(105)는, 동기 클럭 발생기(101)의 10MHz 클럭을 감쇄없이 PLL(111)과 LPF(107)에 각각 분배하는 역할을 한다.
LPF(107)는, 분배기(105)에서 공급되는 10MHz 클럭을 필터링한 후 IF/RF 참조 클럭(130)으로서 타이밍 모듈의 외부로 출력한다. 이때, IF/RF 참조 클럭(130)은 송/수신 IF/RF 모듈의 동작의 기준이 되는 기준 클럭으로 사용된다.
카운터값 공급기(109)는, 사용자의 요구에 의해 카운터값을 클럭 카운터(103)에 전달하되, 이때 카운터값은 타이밍 동기 신호(126)의 시간 간격을 결정하는 값으로서 1PPS 클럭의 개수를 카운트하는 기준값이 된다.
PLL(111)은, 분배기(105)에서 공급된 10MHz를 체배하여 400MHz 클럭을 발생시키며, 400MHz 클럭을 시스템 참조 클럭(128)으로서 타이밍 모듈(100)의 외부로 출력한다. 이때, PLL(111)의 시스템 참조 클럭(128)은 무선 채널 측정 시스템의 시스템 클럭으로 사용된다.
배터리 전원부(113)는, 타이밍 모듈(100) 내부에 전원을 공급하는 역할을 한 다. 외부 전원의 공급이 없을 경우, 즉 타이밍 모듈(100)이 송/수신 시스템으로부터 분리되어 이동할 경우에 타이밍 모듈(100) 내부의 구성 요소에 전원을 공급한다.
내부 리셋 버튼(115)은, 클럭 카운터(103)에 내부 리셋 신호를 발생시켜 클럭 카운터(103)의 동작을 리셋시키는 역할을 하고, 이러한 내부 리셋 신호는 클럭 카운터(103)의 내부를 통해 외부 리셋 신호(124)로도 전달된다.
도 3은 본 발명에 따른 무선 채널 측정 시스템의 송신측과 수신측에서 타이밍 동기 신호를 획득하기 위한 각각의 타이밍 모듈을 연결한 구성을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 무선 채널 측정 시스템의 송신 시스템과 수신 시스템내에 각각 구비된 타이밍 모듈(200, 300)은 각각의 타이밍 동기 신호(203, 307)를 생성하기 위하여 다음과 같은 연결 구조를 갖는다.
송신 시스템의 타이밍 모듈(200)은, 외부 출력 1PPS 클럭 단자(205)를 수신 시스템의 타이밍 모듈(300)의 외부 입력 1PPS 클럭 단자(303)에 케이블로 연결한다. 그리고, 송신 시스템의 타이밍 모듈(200)은 외부 리셋 신호 출력 단자(207)를 수신 시스템의 타이밍 모듈(300)의 외부 리셋 신호 입력 단자(305)에 케이블로 연결한다.
송신 시스템의 타이밍 모듈(200)내 내부 리셋 버튼(201)은 송신 및 수신 타이밍 모듈(200, 300)에서 타이밍 동기 신호(203, 307) 발생을 위한 리셋 신호를 생성하기 위한 것이다. 사용자 입력부(210)에 의해 발생된 내부 리셋 신호는, 외부 리셋 신호 출력 단자(207)를 통해 수신 시스템의 타이밍 모듈(300)의 외부 리셋 신호의 입력 단자(305)로 전달되고, 수신 시스템의 타이밍 모듈(300)내의 클럭 카운터를 리셋시키는 동작을 수행한다.
수신 시스템의 타이밍 모듈(300)의 RS-232 제어 포트(301)는 노트북(310) 등의 컴퓨터에 연결되어 송신 시스템의 타이밍 모듈(200)의 1PPS 클럭 신호와 수신 시스템의 타이밍 모듈(300)의 1PPS 클럭 신호의 위상 동기가 맞는지를 감시하기 위한 것이다.
도 4는 도 3의 송신 및 수신측 타이밍 모듈에서 생성되는 타이밍 동기 신호를 나타낸 타이밍도이다.
도 3의 송신 시스템 타이밍 모듈(200)의 내부 리셋 버튼(201)을 사용자 입력부(210)를 통해 온(on)하는 신호가 입력될 경우 도 4와 같은 리셋 신호(400)가 생성된다. 이 리셋 신호(400)는 송신 시스템의 타이밍 모듈(200)의 클럭 카운터의 값을 0으로 리셋시키는 역할을 하고, 외부 리셋 신호 출력 단자(207)를 통해 출력되어 수신 시스템의 타이밍 모듈(300)의 외부 리셋 신호 입력 단자(305)로 전달된다. 그리고, 이 신호(400)는 수신 시스템의 타이밍 모듈(300)의 클럭 카운터의 값을 0으로 리셋 시키는 역할을 한다.
송신 시스템의 타이밍 모듈(200)과 수신 시스템의 타이밍 모듈(300) 각각에 내장된 클럭 카운터는 상기의 리셋 신호(400)의 하강 에지를 감지한 후 기설정된 카운터 값에 따라 1PPS 클럭(401)을 카운트한다. 이때 1PPS 클럭(401)의 카운트 시작 시점은 리셋 신호(400)가 생성한 후, 1PPS 클럭(401)의 상승 에지를 기준으로 카운트하며, 기설정된 카운터 값에 따라 타이밍 동기 신호(403)를 생성한다. 예를 들어, 타이밍 동기 신호(403)의 카운터 값이 3으로 설정되어 있을 경우 리셋 신호(400)가 생성한 1PPS 클럭(401)을 3개씩 카운트하여 3초마다 한 번씩 생성되는 타이밍 동기 신호(403)를 발생한다.
도 5는 도 4에서 생성된 타이밍 동기 신호를 이용하여 채널 측정 시작 신호에 따라 송신 안테나 및 수신 안테나의 스위칭 타이밍 및 동작 신호의 예를 도시한 타이밍도이다. 여기서, 무선 채널 측정 시스템의 송신 및 수신 안테나가 각각 4개일 때를 예로 든다.
무선 채널 측정 시스템의 송신 시스템과 수신 시스템은 각각 동일한 채널 측정 시작 신호(500)를 생성하고, 이 채널 측정 시작 신호(500)의 하강 에지 시점을 감지하여 차후 발생하는 타이밍 동기 신호(501)의 상승 에지 시점부터 4개의 송신 안테나 스위칭 타이밍 및 동작 신호들(503)과 4개의 수신 안테나 스위칭 타이밍 및 동작 신호들(505)을 각각 발생한다.
송신 안테나 스위칭 타이밍 및 동작 신호(503)는, 4개의 송신 안테나에 각각 적용되어 타이밍 동기 신호(501)의 상승 에지에 동기되어 제 1 송신 안테나가 동작하고(스위칭), 그 다음으로 제 2 송신 안테나, 제 3 송신 안테나 및 제 4 송신 안테나가 차례로 동작한다. 제 4 송신 안테나가 동작한 후에는, 다시 제 1 송신 안테나가 동작된다.
수신 안테나 스위칭 타이밍 및 동작 신호(505)는, 4개의 수신 안테나에 각각 적용되며 각각의 단일 송신 안테나의 동작 시점에 맞추어 동작한다. 즉, 제 1 송 신 안테나 동작 시점의 상승 에지에 따라 제 1 수신 안테나가 동작하고 그 다음으로 제 2 수신 안테나, 제 3 수신 안테나 및 제 4 수신 안테나가 차례로 동작한다. 제 4 수신 안테나가 동작한 후에는 다시 제 2 송신 안테나의 동작 시점의 상승 에지에 맞추어 수신 안테나들의 동작 시점이 적용된다.
이러한 일련의 동작 신호는, 채널 측정 시작 신호(500)가 발생한 후, 최초의 타이밍 동기 신호(501)에 맞추어 시작되며, 이후의 타이밍 동기 신호(501)의 상승 에지는 안테나의 동작 신호에 영향을 미치지 않는다. 만약 채널 측정 시작 신호(500)가 다시 발생할 경우에는 지금까지 발생된 송/수신 안테나의 일련의 동작 신호들(503, 505)은 사라지고, 이후 발생하는 다음 타이밍 동기 신호(501)에 맞추어 상기의 일련의 과정은 다시 시작된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 안테나를 이용한 무선 채널 측정 시스템에서 타이밍 동기 신호를 획득하고 그 운용 과정을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 안테나의 무선 채널 측정 시스템의 타이밍 동기 신호 획득 장치는 다음과 같이 작동한다.
우선, 도 3과 같이 무선 채널 측정 시스템의 수신 시스템은 자신의 타이밍 모듈(300)을 분리하여 송신 시스템의 타이밍 모듈(200)에 연결한다.(S100) 이에, 송신 시스템 타이밍 모듈(200)의 외부 출력 1PPS 클럭 단자(205)와 수신 시스템 타이밍 모듈(300)의 외부 입력 1PPS 클럭 단자(303)를 상호 연결한다. 그리고, 송신 시스템 타이밍 모듈(200)의 외부 리셋 출력 단자(207)를 수신 시스템 타이밍 모 듈(300)의 외부 리셋 입력 단자(305)를 상호 연결한다.(S102∼S104)
송신 시스템 타이밍 모듈(200)에서는 1PPS 클럭을 생성하고 이를 외부 출력 1PPS 클럭 단자(205)와 이에 연결된 외부 입력 1PPS 클럭 단자(303)를 통해 수신 시스템 타이밍 모듈(300)에 전달한다. 여기서, 1PPS 클럭은 송신 시스템 타이밍 모듈(200)의 동기 클럭 발생기(도 2의 101)에서 자동으로 생성되는 1PPS 클럭으로서 수신 시스템 타이밍 모듈(300)의 동기 클럭 발생기에서 1PPS 클럭 위상 동기를 위한 클럭으로 사용된다.
이에, 수신 시스템 타이밍 모듈(300)의 동기 클럭 발생기는 입력된 외부 1PPS 클럭을 이용하여 내부 생성되는 1PPS 클럭과의 위상차를 계산하고, 해당 위상 차이만큼 내부 1PPS 클럭을 위상 이동시켜 최종적으로 위상 동기된 1PPS 클럭을 발생시킨다. 이때, 송신 및 수신 시스템의 타이밍 모듈(200, 300)의 동기 클럭 발생기는 수동 동기 모드 혹은 자동 동기 모드로 설정될 수 있으며, 이러한 동기 모드의 설정은 수신 시스템 타이밍 모듈(300)의 RS-232 제어 포트(도 3의 301)로 연결된 노트북(310)을 통해 제어하고, 상기와 같이 수신 시스템 타이밍 모듈(300)에 연결된 노트북(310)을 통해 1PPS 클럭의 동기를 제어하고 모니터링한다.(S106) 그리고, 각 타이밍 모듈(200, 300)에서는 시스템 참조 클럭과 IF/RF 참조 클럭도 1PPS 클럭과 동기된 클럭으로 발생된다.
노트북(310)에서는 모니터링한 결과, 1PPS 클럭의 위상 동기가 맞춰지는지 판단한다.(S108)
S108 판단 결과, 두 타이밍 모듈(200, 300) 사이에서 1PPS 클럭의 위상 동기 가 이루어지지 않았을 경우 S106 단계를 반복 수행하여 1PPS 클럭 동기 제어 과정을 수행하면서 모니터링을 한다.
만약 S108 판단 결과, 1PPS 클럭의 위상 동기가 이루어졌을 경우 송신 및 수신 시스템의 타이밍 모듈(200, 300)에서는 각각의 카운터 값을 동일하게 설정한다.(S110)
송신 시스템의 타이밍 모듈(200)에 사용자 입력부(210)를 통해 내부 리셋 버튼을 온(on)으로 하는 신호를 입력한다. 이에, 송신 시스템 타이밍 모듈(200)의 클럭 카운터는 기설정된 카운터 값에 따라 도 4와 같은 타이밍 동기 신호를 발생한다. 그리고, 송신 시스템 타이밍 모듈(200)에서는 내부 리셋 신호가 발생되고, 이는 외부 리셋 신호 출력 단자(207) 및 이에 연결된 외부 리셋 신호 입력 단자(305)를 통해 수신 시스템 타이밍 모듈(300)의 클럭 카운터로 입력된다. 이에 수신 시스템 타이밍 모듈(300)의 클럭 카운터는 송신 시스템과 동일하게 설정된 카운터 값에 따라 도 4와 같은 타이밍 동기 신호를 발생시킨다.(S112) 이와 같이 상기의 일련의 과정에 의해 수신 시스템 타이밍 모듈(300)에서 발생되는 타이밍 동기 신호는 송신 시스템 의 타이밍 동기 신호와 동일한 위상을 갖는 동기된 신호가 된다.
송신 및 수신 시스템의 타이밍 모듈에서 타이밍 동기 신호가 생성된 후에는, 수신 시스템의 타이밍 모듈(300)을 송신 시스템의 타이밍 모듈(200)로부터 분리한다.(S114) 이때, 상기 타이밍 모듈들(200, 300)을 분리한 후에도 상기 과정에서 생성된 타이밍 동기 신호 및 참조 클럭들이 유지되어 있어야 하므로 수신 시스템 타이밍 모듈(300)의 전원을 배터리 전원부를 이용하도록 전환해야 한다.
분리된 수신 시스템 타이밍 모듈(300)은 무선 채널 측정 시스템의 수신 시스템에 다시 장착한다.(S116)
그 다음, 무선 채널 측정 시스템은, 다중 안테나의 무선 채널을 측정하기 위하여 송신 시스템 및 수신 시스템의 무선 채널 측정 파라미터를 설정한다.(S118) 여기서, 무선 채널 측정 파라미터는 PN(Pseudo Noise) 시퀀스의 종류, 길이, 반복 주기 등 채널 측정을 위해 사용되는 송신 신호의 형태를 결정하는 중요한 파라미터로서, 송/수신 안테나 스위칭 타이밍 및 동작 신호의 주기에도 매우 중요한 영향을 미친다.
측정하고자 하는 신호의 파라미터 설정을 한 후에, 도 5와 같이 송신 시스템 및 수신 시스템은 각각 채널 측정 시작 신호를 각각 발생한다.(S120) 이때, 무선 채널 측정 시스템의 송신 시스템과 수신 시스템은 각각의 타이밍 모듈에서 채널 측정 시작 신호에 따라 생성된 타이밍 동기 신호를 기준으로 송신 안테나 스위칭 타이밍 및 동작 신호와 수신 안테나 스위칭 타이밍 및 동작 신호를 발생한다. 그리고, 상기 스위칭 타이밍 및 동작 신호들에 따라 다중 안테나의 무선 채널 측정을 수행한다.(S122)
송신 시스템 및 수신 시스템의 다중 안테나의 무선 채널 측정을 수행한 후에, 무선 채널 측정을 종료하는지 판단한다.(S124)
S124 판단 결과, 무선 채널 측정을 종료할 경우 송신 및 수신 시스템의 다중 안테나 무선 채널의 측정을 종료하지만, 그렇지 않을 경우 S118 단계로 복귀하여 무선 채널 측정 파라미터를 수정 변경한 후에 송신 및 수신 타이밍 모듈을 통해 재 차 채널 측정 시작 신호를 발생시켜 채널 측정을 수행한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 무선 채널 측정 시스템의 송신 및 수신 시스템에 구비된 타이밍 모듈의 클럭 단자와 리셋 신호 단자를 서로 연결함으로써, 송신 시스템의 클럭에 수신 시스템의 클럭을 동기시키고, 송신 시스템의 리셋 신호에 의해 송신 및 수신 시스템의 타이밍 모듈에서 각각 동기된 클럭에 의한 타이밍 동기 신호를 발생하고, 두 개 타이밍 모듈의 연결을 분리한 후에 각 송신 및 수신 시스템에서 채널 측정 신호를 이용하여 다중 안테나의 무선 채널 측정을 수행한다.
그리고, 본 발명은 수신 시스템에 연결된 컴퓨터를 통해 클럭의 동기 여부를 제어할 수 있으며 이를 모니터링할 수 있다.
또한, 본 발명은 수신 시스템의 타이밍 모듈을 이동할 경우 배터리 전원부를 통해 타이밍 모듈의 내부 구성에 안정되게 전원이 공급되도록 할 수 있다.
따라서, 본 발명은 무선 채널 측정 시스템의 수신 시스템에서 타이밍 모듈을 탈착 가능하도록 설계하여 송신 시스템의 타이밍 모듈과 연결하고, 송신 시스템의 클럭 및 리셋 신호를 수신 시스템의 타이밍 모듈에 제공한 후에 각각의 모듈에서 타이밍 동기 신호를 위상 동기된 상태로 발생하기 때문에 전파 산란이 많은 음영 지역에서도 안정되게 다중 안테나의 무선 채널 측정을 수행할 수 있다.
게다가, 본 발명은 다중 안테나의 무선 채널 측정이 수행된 후에 무선 채널 측정 파라미터를 수정 변경하여 계속 수행하고자 할 때 송신 시스템과 수신 시스템의 타이밍 모듈을 서로 연결하여 재차 타이밍 동기 과정을 수행할 필요가 없이 지 속적으로 채널 측정을 수행할 수 있는 편리함이 있다.
한편, 본 발명은 상술한 실시예에 국한되는 것이 아니라 후술되는 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상과 범주내에서 당업자에 의해 여러 가지 변형이 가능하다.

Claims (10)

  1. 다중 안테나를 갖는 무선 채널 측정을 위한 송신 및 수신 시스템에 각각 구비된 타이밍 모듈에 있어서,
    외부 클럭을 입력받아 자체 발생한 클럭을 외부 클럭에 위상 동기시켜 최종 동기된 외부 클럭을 출력하는 동기 클럭 발생기와,
    상기 동기 클럭 발생기에서 발생된 클럭을 기설정된 카운터값에 따라 카운트하여 타이밍 동기 신호를 발생하는 클럭 카운터와,
    리셋 신호에 의해 상기 클럭 카운터를 리셋한 후에 재카운터하는 동작을 수행하도록 하는 리셋 버튼
    을 포함하는 다중 안테나를 이용한 무선 채널 측정 시스템에서의 타이밍 동기 신호 획득 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 타이밍 모듈은, 외부 컴퓨터에서 클럭 동기 모드 설정과 동기 여부를 제어하며 모니터링하도록 상기 클럭 동기 클럭 발생기에 연결된 제어 포트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 안테나를 이용한 무선 채널 측정 시스템에서의 타이밍 동기 신호 획득 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 타이밍 모듈은, 상기 타이밍 모듈의 각 구성 요소에 전원을 공급하는 배터리 전원을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 안테나를 이용한 무선 채널 측정 시스템에서의 타이밍 동기 신호 획득 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 송신 및 수신 시스템의 각 타이밍 모듈은, 상기 동기 클럭 발생기의 외부 클럭 단자를 케이블로 서로 연결하고, 상기 클럭 카운터의 외부 리셋 신호 단자를 케이블로 서로 연결한 후에, 상기 타이밍 모듈에서 발생된 클럭과 리셋 신호를 이용하여 타이밍 동기 신호를 각각 발생하여 동기가 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 다중 안테나를 이용한 무선 채널 측정 시스템에서의 타이밍 동기 신호 획득 장치.
  5. 다중 안테나를 갖는 무선 채널 측정을 위한 송신 및 수신 시스템에 각각 구비된 타이밍 모듈을 통해 타이밍 동기 신호를 발생하는 방법에 있어서,
    상기 수신 시스템의 타이밍 모듈을 분리하는 단계와,
    상기 분리된 수신 시스템의 타이밍 모듈과 상기 송신 시스템의 타이밍 모듈 사이의 외부 클럭 단자를 서로 연결하는 단계와,
    상기 송신 시스템 및 수신 시스템의 타이밍 모듈 사이의 외부 리셋 신호 단자를 서로 연결하는 단계와,
    상기 각 타이밍 모듈에서 클럭의 위상 동기가 이루어지도록 제어하는 단계 와,
    상기 각 타이밍 모듈에서 발생된 클럭을 카운팅하는 카운터값을 동일하게 설정하는 단계와,
    상기 리셋 신호에 의해 상기 송신 및 수신 시스템의 타이밍 모듈에서 각각 발생된 클럭을 상기 설정된 카운터값에 따라 카운트하여 서로 동기된 타이밍 동기 신호를 발생하는 단계
    를 포함하는 다중 안테나를 이용한 무선 채널 측정 시스템에서의 타이밍 동기 신호 획득 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 클럭의 위상 동기가 이루어지도록 제어하는 단계에서, 상기 수신 시스템의 타이밍 모듈에 연결된 외부 컴퓨터에서 상기 클럭의 동기를 제어하고, 이를 모니터링하는 것을 특징으로 하는 다중 안테나를 이용한 무선 채널 측정 시스템에서의 타이밍 동기 신호 획득 방법.
  7. 다중 안테나를 갖는 무선 채널 측정을 위한 송신 및 수신 시스템에 각각 구비된 타이밍 모듈을 통해 타이밍 동기 신호를 발생하고, 무선 채널을 측정하는 방법에 있어서,
    상기 수신 시스템에서 타이밍 모듈을 분리하는 단계와,
    상기 분리된 수신 시스템의 타이밍 모듈과 상기 송신 시스템의 타이밍 모듈 사이의 외부 클럭 단자를 서로 연결하는 단계와,
    상기 송신 시스템 및 수신 시스템의 타이밍 모듈 사이의 외부 리셋 신호 단자를 서로 연결하는 단계와,
    상기 각 타이밍 모듈에서 클럭의 위상 동기가 이루어지도록 제어하는 단계와,
    상기 각 타이밍 모듈에서 발생된 클럭을 카운팅하는 카운터값을 동일하게 설정하는 단계와,
    상기 리셋 신호에 의해 상기 송신 및 수신 시스템의 타이밍 모듈에서 각각 발생된 클럭을 상기 설정된 카운터값에 따라 카운트하여 서로 동기된 타이밍 동기 신호를 발생하는 단계와,
    상기 수신 시스템의 타이밍 모듈과 상기 송신 시스템의 타이밍 모듈 사이의 연결을 분리하고, 상기 수신 시스템에 해당 타이밍 모듈을 장착하는 단계와,
    상기 송신 및 수신 시스템의 타이밍 모듈에서 각각 상기 다중 안테나의 무선 채널 측정을 수행하는 단계
    를 포함하는 다중 안테나를 이용한 무선 채널 측정 시스템에서의 타이밍 동기 신호 획득 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 클럭의 위상 동기가 이루어지도록 제어하는 단계에서, 상기 수신 시스템의 타이밍 모듈에 연결된 외부 컴퓨터에서 상기 클럭의 동기를 제어하고, 이를 모니터링하는 것을 특징으로 하는 다중 안테나를 이용한 무선 채널 측정 시스템에서의 타이밍 동기 신호 획득 방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 무선 채널 측정을 수행하는 단계는,
    상기 송신 및 수신 시스템의 타이밍 모듈에서 각각 상기 무선 채널 측정 파라메타를 설정하는 단계와,
    상기 송신 및 수신 시스템의 각 타이밍 모듈에서 채널 측정 시작 신호를 발생하는 단계와,
    상기 각 타이밍 모듈에서 상기 채널 측정 시작 신호에 따른 타이밍 동기 신호를 기준으로 송신 및 수신 안테나 스위칭 타이밍 신호를 발생하고, 이에 따른 상기 다중 안테나의 무선 채널 측정을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 안테나를 이용한 무선 채널 측정 시스템에서의 타이밍 동기 신호 획득 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 무선 채널 측정을 수행하는 단계 이후에, 상기 무선 채널 측정 파라미터를 수정 변경하고, 상기 무선 채널 측정을 재수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 안테나를 이용한 무선 채널 측정 시스템에서의 타이밍 동기 신 호 획득 방법.
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