표 4 . 3 B S C U 의 전기적 특성.
T a b l e 4 . 3 S p e c i f i c a t i o n o f B S C U .
M E A S U R E S P E C S
720mA 800mA Max
O U T P U T L E V E L 0dBm input -16.83㏈m -18dBm ±0.5dB
F L A T N E S S 824 ~ 849MHz ±0.82㏈c ±2 Max
RIPPLE 363CH 1.8㏈ 2dB P-P Max
S P U R I O U S 0dBm input 77.50dBc 60dBc Min
Fo+750KHz 47.67dBc
B S C U I M D Fo-750KHz 45dBc
( - 1 0 d B m I N P U T ) Fo+1.98MHz 64.17dBc
Fo-1.98MHz 64dBc
F R E Q U E N C Y 4.95MHz
A C C U R A C Y Sin T e e g n l o
INPUT VSWR 4.95±0.7MHz 1.4 : 1 1.4 : 1
O U T P U T V S W R 824~849MHz 1.4 : 1 1.5 : 1
±80Hz ±90Hz Max P R O V I S I O N
E L E C T R I C C U R R E N T C O N S U M P T I O N ( 1 5 V , - 1 5 V I n p u t )
35dBc Min
63dBc Min
장비의 Setting을 다음과 같이 한다.
Set the signal generator:
Center frequency : (4.95 MHz) RF Level : (0 dBm )
Set the spectrum analyzer:
Center frequency : (837.95 MHz) Span : (2MHz) RBW : (30KHz) VBW : (300KHz) dB / div : (10 dB) Ref level : (0 dBm)
4 . 3 . 1 출력 L e v e l 측정
System전체의 위상차를 보정하려 하므로 출력 level 18dBm±0.5dB을 유지 해야 한다.
그림 4 . 1 7 출력 l e v e l 시험.
F i g 4 . 1 7 O u t p u t L e v e l T e s t .
4 . 3 . 2 평탄도 측정
보정하려 하는 F A 는 사업자 마다 서비스 하고 있는 주파수에 맞추어 주어야 하므로 모든 FA 에서 출력 level 이 ±2dB(최대)를 만족 해야 한다.
그림 4 . 1 8 평탄도 시험.
F i g 4 . 1 8 F l a t n e s s T e s t .
4 . 3 . 3 S p u r i o u s 측정
Correction Mode 에서 “Eigenvalue”가 “1”로 수렴 할 때 까지 계속 Correction 을 실행 하므로 Spurious 특성은 60dBc 이상을 만족해야 한다.
그림 4 . 1 9 S p u r i o u s 시험.
F i g 4 . 1 9 S p u r i o u s T e s t .
4 . 3 . 4 I M D ( I n t e r m o d u l a t i o n ) 측정
Spurious 측정과 마찬가지로 Correction Mode 에서 “Eigenvalue”가
“1”로 수렴 할 때 까지 계속 Correction 을 실행 하므로 IMD 특성이 35dBc(+750KHz), 63dBc(+1.98MHz)를 만족 해야 한다.
그림 4 . 2 0 + 7 5 0 K H z 에서 I M D 시험.
F i g 4 . 2 0 I M D T e s t ( + 7 5 0 K H z ) .
그림 4 . 2 0 + 1 . 9 8 M H z 에서 I M D 시험.
F i g 4 . 2 0 I M D T e s t ( + 1 . 9 8 M H z ) .
V . 결 론
본 논문에서 이동전화 위치 확인 시스템용 RF Unit은 이동전화의 신호 가 자연 또는 인공적인 물체에 의해 여러 개의 다중 경로(Multipath)를 통 해 Geolocation Systems 의 안테나에 도달하는 시점에 이동전화 가입자의 위치를 결정하도록 제작 되었다.
이 RF Units 의 특징은 IS -95A방식에 적용할 수 있으며, 특징은 각각의 안 테나에 들어오는 시그널의 세기에 상관없이 위상변화(Phase Deviation)를 최소화하기 위하여 Link Budget 설계시 가변감쇄기와 DNCU의 전체 이득 을 적절하게 매칭시켰다. 특히 Multi-Path에서 발생하는 RF Units 위상차 (Phase Difference)를 제거하기 위하여 Bore-Sight 신호 및 EPLD Soft- ware를 이용하여 각각의 Path에서 발생하는 위상차(Phase Difference)를 Eigenvalue가 “1”로 수렴 할 때 까지 보정(Correction)을 수행함으로서 각 Path간 위상차 및 Multi-Path가 존재하지않는 이상적인 상태를 만든다.
또한, 무선 통신에서 중요한 S/N비, NF(Noise Figure), Spurious, IMD, Desensitization, Ripple, Flatness, Phase Noise, VSWR, AGC 등을 고려하 여 Link Budget 과 Schematic 을 설계했으며, EMI/EMC를 고려한 PCB와 함체를 제작 하고, 각 소자들의 영향을 줄이기 위하여 각 단을 Shield Can 으로 차단 하였다.
본 논문에서 개발한 RF Units 이 Geolocation Systems에 적용되어 미국 Oakland, Washington, D.C. 지역에서 필드 테스트 중이며, 미연방 통신 위 원회(FCC; Federal Communications Commission)에서 제시한 E-911 Mandate 법안 Specification( 반경 125미터,67% 성공률)에 만족하는 결과를 얻었다.
- 참고 문헌 -
[1] Samuel C. Yang, “CDMA RF System Engineering ”, Artech House, 1998.
[2] Stephen J. Erst, “Receiving SYSTEMS Design”, Artech House, 1985.
[3] Henry L. Bertoni, “Radio Channel Characteristics Observed for Cellular and Microcellular Links : A Tutorial Review”, JOURNAL OF COMMUNICATIONS AND NETWORKS, VOL.1, NO.4, DECEMBER 1999.
[4] Clint Smith, P.E. Curt Gervelis “Cellular System Design &
Optimization” McGraw-Hill”, 1996.
[5] William C.Y. Lee, “Mobile Cellular Telecommunications Analog and Digital Systems”,
Second Edition, McGraw-Hill,Inc. 1995.
[6] Scott R. Bullock, “Transceiver System Design for Digital Communications ”, NOBEL,1995.
[7] 이상근, 방효창 “CDMA 무선기술” 세화 출판사. 2000.
Abstract
A S t u d y o n t h e D e s i g n a n d F a b r i c a t i o n o f R F U n i t s f o r G e o l o c a t i o n S y s t e m s
by Rho hak jae Department of Electronics Engineering,
Graduate School, Kookmin University SEOUL KOREA
In this paper, the RF Units(DNCU,CLOU,BSCU) of Geolocation Systems have been designed and fabricated which can be used for Pattern Matching Algorithm(FingerPrinting Technology). There are more than 70% of the wireless population currently resides. So we necessarily need the Geolocation System for public welfare and safety.
Cost-effective and flexible, the RF Units are also compatible with existing Geolocation Systems, integrating easily and requiring no modifications to the base station.
Existing RF Units of BTS haven’t been issued big problems such as I/Q phase balance, signal magnitude, phase deviation of input signal strength and phase difference of each path. However, manufactured RF Units in this paper for Pattern Matching Algorithm which accurately can be adjusted to I/Q balance and magnitude with the equalizers, bas e band amplifiers and a variable resister. RF units are based on matched total gain of Down Converter and variable attenuator which utilize diode nonlinear region of variable attenuator to reduce phase deviation to a minimum due to strength deviation of input signal. Moreover, RF units have coincided with the same period of local oscillator to utilize local oscillator signal by common mode(CLOU), reference signal and reset signal. We have minimal manufactured phase difference of each
path to correct phase difference of multi-path(6-path) which utilize Bore-Sight signal(BSCU) and EPLD software.