무선 데이터 트래픽이 계속해서 증가함에 따라 모바일 서비스 사업자는 비용을 절감하기 위해 기존의 급전선을 다른 사업자와 공유하여 인빌딩 모바일 서비스를 제공하고자 한다. 2개 이상의 RF (Radio Frequency) 신호가 동일한 급전선을 통해 전달될 경우 수동상호변조 왜곡신호가 발생하게 된다. PIM (Passive Intermodulation)은 송신신호 대역과 수신신호 대역간에 원하지 않는 신호를 유발함으로써 서비스 접속률과 서비스 반경이 줄어드는 등 좋지 않은 영향을 미치게 된다. 이와 같은 PIM 문제를 효과적으로 해결하기 위한 노력이 다각도로 진행되고 있으며, 최근 당연구실에서는 인빌딩 급전에서 발생하는 광대역 PIM을 측정하기 위한 고정밀 측정 기기를 개발하였다. 본 제안 기술은 FMCW (Frequency-Modulated Continuous-Wave) 신호기반 광대역 RF 모듈과 디지털 신호처리 모듈 설계 및 기기 운용 방법을 제공하는 것을 목표로 하고 있다. 본 이전 기술에서는 FMCW 신호기반 광대역 RF 송신 및 수신 기능, 디지털 신호처리 및 제어 기능, 수동상호변조 왜곡신호 고정밀 위치 추정 기능, 시스템 제어용 GUI (Graphical User Interface) 기능 등을 제공한다.
본 기술 이전의 목적은 FMCW 신호기반의 광대역 RF 모듈 설계 방법과 디지털 신호처리 및 제어 모듈 설계 방법을 활용하여 개발된 광대역 수동상호변조 왜곡신호 고정밀 측정장치 설계 및 장치 운용 방법을 제공하는 것이다. 최근 다중대역 모바일 서비스를 인빌딩내에 제공하기 위해서 빌딩내에 새로운 급전선 시설을 추가하는 대신 인빌딩 급전선을 공동으로 사용하는 사례가 늘어남에 따라 해당 건물에서 PIM 문제가 발생하는 애로 사항이 있다. 급전선내 PIM 문제를 해결하기 위해서는 우선적으로 PIM 발생 위치를 정확하게 찾는 방법 및 장치가 요구된다. 급전선에서 발생하는 PIM 위치를 찾기 위한 설계 방법은 기존에도 일부 제안되었으나 PIM 측정 정확도가 떨어져서 PIM 발생 위치 지점을 정확하게 발견하기 어려워 해당 부품의 교체 및 수리 시간이 상당히 길어지는 단점이 있었다. 이를 보완하기 위하여, 본 기술은 광대역 RF 모듈 설계 방법과 디지털 신호처리 설계 방법을 포함한 수동상호변조 왜곡신호 고정밀 측정 기술을 제공함으로써 빠른 제품 개발을 통한 시장 선점을 지원하는데 그 목적이 있다. 특히 인빌딩 급전선을 공동으로 사용하여 다중대역 모바일 서비스를 제공하고자 하는 무선네트워크 사업자 혹은 무선기기/네트워크 장비 개발자에게 본 광대역 수동상호변조 왜곡신호 고정밀 측정 기술의 이전을 통해 향후 인빌딩내 이동통신/무선데이터 서비스 제공을 위해 크게 기여할 수 있다. 이처럼, 광대역 수동상호변조 왜곡신호 고정밀 측정 기술은 PIM 발생 위치 탐지 정확도를 개선하여 인빌딩 급전선에서 발생하는 PIM 문제 해결시간을 단축함으로써 인빌딩 급전선의 유지·보수 비용을 크게 절감하는 효과가 있다. 또한, PIM 문제를 단시간에 해결함에 따라 모바일 서비스 반경 확대 및 전화접속 효율의 성능을 개선하는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
상기와 같은 연유로 인빌딩 급전선을 공동으로 사용하여 다중대역 모바일 서비스를 제공하는 기술에 많은 관심을 가지고 있는 무선기기/네트워크 장비 개발 기업체, 연구소 등에서 광대역 수동상호변조 왜곡신호 고정밀 측정 기술에 대한 요구가 있는바 이에 기술이전의 필요성이 제기된다.
본 이전 기술의 주요 특징은 아래와 같다.
- 대역폭 20MHz 이상의 2.1 GHz FMCW 송신신호를 출력하는 기능
- 2.3 GHz 대역의 CW 송신신호를 출력하는 기능
- 고정밀 PIM 측정을 위해 기준신호를 생성하는 기능
- 급전선 도면을 입력, 저장, 호출할 수 있는 기능
- 급전선을 구성하는 수동소자별 PIM 레벨을 측정할 수 있는 기능
- 100 m 이상 떨어진 지점에서 발생하는 PIM 측정 가능
- PIM 측정 거리 오차 2m 이내 성능 지원
가. 기술이전의 내용
A. 기술명 : 수동상호변조 왜곡신호 고정밀 측정 기술
1) FMCW 신호기반 광대역 RF 모듈 설계 기술
- 광대역 고평탄 FMCW 송신신호 설계 기술
- 기준 신호와 PIM 신호간의 시간지연에 따른 비트주파수 설계 기술
2) 디지털 신호처리 및 제어 모듈 설계 기술
- 고정밀 고선형 FMCW 신호 생성 설계 기술
- PIM 거리 고정밀 추정을 위한 디지털 신호처리 기술
3) 수동상호변조 왜곡신호 고정밀 측정 장치 GUI 제어 및 운용 기술
- 측정 장치 사용자용 터치-LCD GUI 제어 및 운용 기술
- 측정 장치 교정용 PC-GUI 제어 및 운용 기술
나. 기술이전의 범위
A. 기술명 : 수동상호변조 왜곡신호 고정밀 측정 기술
1) FMCW 신호기반 광대역 RF 모듈 설계 기술
- RF 송신모듈 블록도 및 회로도
- RF 수신모듈 블록도 및 회로도
2) 디지털 신호처리 및 제어 모듈 설계 기술
- 송신신호 발생 블록도 및 회로도
- 디지털 신호처리(Digital Signal Processing) 블록도 및 회로도
3) 수동상호변조 왜곡신호 고정밀 측정 장치 GUI 제어 및 운용 기술
- 측정 장치 사용자용 터치-LCD GUI 제어 및 운용 기술
- 측정 장치 교정용 PC-GUI 제어 및 운용 기술
본 “주파수 집성을 위한 광대역 수동상호변조 왜곡신호 고정밀 측정 기술”의 활용 방안은 다음과 같다.
- PIM이 발생하는 위치를 정밀하게 측정할 수 있도록 설계되어 있기 때문에 수동상호변조 왜곡신호 측정기기를 개발하는 업체에서는 본 기술을 적용하여 기능이 향상된 고정밀 PIM 측정기기를 바로 개발할 수 있음
- 빌딩내 MIMO 무선망 구축시 환경 측정 및 모니터링 기술로 활용 가능함
- 본 이전 기술을 용도에 맞게 보완하여 적용한다면 빌딩내 급전선 공유로 인해 발생하는 수동상호변조 검출 및 소형 셀 운용효율 개선을 위해 활용 가능함
본 “주파수 집성을 위한 광대역 수동상호변조 왜곡신호 고정밀 측정 기술”의 기대성과는 다음과 같다.
- PIM 측정장치에서 광대역 RF 모듈 설계 시간 및 비용 단축
- PIM 측정장치에서 광대역 디지털 신호처리 및 제어 모듈 설계 시간 및 비용 단축
- PIM 측정장치에서 GUI 설계 시간 및 비용 단축
- 해당 기술에 대한 사전 연구 개발을 통해 상용화 시점에 시장을 선점할 수 있음