KR20000061403A - Radio frequency repeater for auto gain control - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 코드분할다중접속(CDMA : Code Division Multiple Access) 방식을 사용하는 무선주파수 중계 증폭장치에 관한 것으로서, 특히 기지국과 단말기간에 송수신 되는 무선주파수 신호의 레벨에 따라 이득을 자동으로 조절하여 해상 및 육상통신 등에서 원활한 통신이 이루어지도록 하는 무선주파수 중계 증폭장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a radio frequency relay amplifier using a code division multiple access (CDMA) scheme. In particular, the present invention relates to a method for automatically adjusting gain according to the level of radio frequency signals transmitted and received between a base station and a terminal. The present invention relates to a radio frequency relay amplifier for smooth communication in land communication.
일반적인 송수신 시스템에 이용되는 종래의 무선주파수 중계 증폭장치는 단말기와 중계국간의 무선구간을 이용하여 통신을 하였다.Conventional radio frequency repeater amplification device used in a general transmission / reception system communicates using a radio section between a terminal and a relay station.
그러나, 상기한 바와 같은 종래의 무선주파수 중계 증폭장치는, 다수의 사용자들이 출력이 큰 파워 증폭장치를 필요로 하게 됨으로써, 이에 들어가는 비용이 많이 드는 문제점이 있었다.However, the conventional RF repeater amplification device as described above, a large number of users need a power amplification device having a large output, there is a problem that is expensive to enter.
또한, 종래의 무선주파수 중계 증폭장치를 해상 통신에 사용하면 선박의 요동으로 인하여 기지국과 단말기 사이에 호 접속이 원활히 수행되지 않는 문제점이 있었다.In addition, when the conventional radio frequency relay amplifier is used for maritime communication, there is a problem that the call connection is not smoothly performed between the base station and the terminal due to the fluctuation of the vessel.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, CDMA 방식을 사용하는 해상 및 육상통신 시스템 등에서 기지국과 단말기간에 송수신 되는 무선주파수 신호를 증폭함에 있어, 송수신 되는 신호의 레벨에 따라 증폭 기능부의 이득을 자동으로 조절함으로써, 주변 환경의 변화에 관계없이 무선주파수 신호의 레벨을 일정하게 유지할 수 있고, 또한 송신신호와 수신신호의 레벨을 동일하게 유지시켜 기지국과 단말기간의 호 접속이 원활히 수행될 수 있도록 하는 무선주파수 중계 증폭장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, in amplifying a radio frequency signal transmitted and received between a base station and a terminal in a marine and land communication system using the CDMA method, according to the level of the signal transmitted and received By automatically adjusting the gain of the amplification function, the level of the radio frequency signal can be kept constant regardless of the change in the surrounding environment, and the level of the transmitted signal and the received signal is kept the same so that the call connection between the base station and the terminal can be smoothly performed. It is an object of the present invention to provide a radio frequency relay amplifier which can be performed.
도 1 은 본 발명에 따른 자동이득 조절을 위한 무선주파수 중계 증폭장치의 일실시예 구성도.1 is a configuration diagram of an embodiment of a radio frequency relay amplifier for automatic gain control according to the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
111 : 저잡음 증폭기 112 : 수신신호 레벨 검출기111: low noise amplifier 112: received signal level detector
113, 116 : A/D 변환부 114 : 전력 증폭기113,116: A / D converter 114: power amplifier
115 : 송신신호 레벨 검출기 117 : 마이크로 컨트롤러115: transmit signal level detector 117: microcontroller
118, 120 : D/A 변환부 119, 121 : 이득 제어기118, 120: D / A converter 119, 121: gain controller
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 무선주파수 중계 증폭장치는, 주제어수단의 이득 제어에 따라, 상기 기지국으로부터 수신된 신호를 증폭하기 위한 저잡음 증폭수단; 상기 저잡음 증폭수단에 의해 증폭된 수신신호의 레벨을 검출하여 검출한 수신신호 레벨을 디지털 신호로 변환시켜 출력하는 수신신호 레벨 검출수단; 상기 주제어수단의 이득 제어에 따라, 상기 단말기로부터 전달된 송신신호의 전력을 증폭하기 위한 전력 증폭수단; 상기 전력 증폭수단에 의해 증폭된 송신신호의 레벨을 검출하여 검출한 송신 신호 레벨을 디지털 신호로 변환시켜 출력하는 송신신호 레벨 검출수단; 및 소정의 기준신호 레벨 및 상기 송신신호 레벨 검출수단에 의해 검출된 송신신호 레벨을 각각 상기 수신신호 레벨 검출수단에 의해 검출된 수신신호 레벨과 비교하고, 비교 결과들에 따라 상기 저잡음 증폭수단 및 상기 전력 증폭수단의 이득을 제어하기 위한 상기 주제어수단을 포함한다.In accordance with another aspect of the present invention, there is provided a radio frequency relay amplifying apparatus comprising: low noise amplifying means for amplifying a signal received from the base station according to gain control of main control means; Received signal level detecting means for detecting the level of the received signal amplified by the low noise amplifying means and converting the detected signal level into a digital signal and outputting the digital signal; Power amplifying means for amplifying the power of the transmission signal transmitted from the terminal according to the gain control of the main control means; Transmission signal level detection means for detecting the level of the transmission signal amplified by the power amplification means and converting the detected transmission signal level into a digital signal and outputting the digital signal; And comparing a predetermined reference signal level and a transmission signal level detected by the transmission signal level detecting means with a reception signal level detected by the reception signal level detecting means, respectively, and comparing the low noise amplifying means and the signal according to comparison results. And main control means for controlling the gain of the power amplification means.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 자동이득 조절을 위한 무선주파수 중계 증폭장치에 대한 일실시예 구성도이다.1 is a configuration diagram of an embodiment of a radio frequency relay amplifier for automatic gain control according to the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 자동이득 조절을 위한 무선주파수 중계 증폭장치는, 기지국으로부터 제1 듀플렉서(122)를 통해 수신된 신호를 증폭하기 위한 저잡음 증폭기(111)와, 저잡음 증폭기(111)에 의해 증폭된 수신신호의 레벨을 검출하기 위한 수신신호 레벨 검출기(112)와, 수신신호 레벨 검출기(112)로부터 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 A/D 변환부(113)와, 단말기로부터 제2 듀플렉서(123)를 통해 전달된 송신신호를 증폭하기 위한 전력 증폭기(114)와, 전력 증폭기(114)에 의해 증폭된 송신신호의 레벨을 검출하기 위한 송신신호 레벨 검출기(115)와, 송신신호 레벨 검출기(115)에 의해 검출된 아날로그 형태의 송신신호 레벨 검출값을 변환하기 위한 A/D 변환부(116)와, A/D 변환부(113,116)로부터 디지털 형태의 송수신 신호 레벨 검출값을 입력받아 저잡음 증폭기(111)와 전력 증폭기(114)의 이득을 조절하기 위한 이득 제어신호를 제공하는 마이크로 컨트롤러(117)와, 마이크로 컨트롤러(117)로부터 전달된 디지털 형태의 이득 제어신호를 아날로그 신호로 변환하기 위한 D/A 변환부(118)와, D/A 변환부(118)로부터 전달된 아날로그 형태의 이득 제어 신호에 응답하여 저잡음 증폭기(111)의 이득을 제어하기 위한 이득 제어기(119)와, 마이크로 컨트롤러(117)로부터 디지털 형태의 이득 제어 신호를 아날로그 신호로 변환하기 위한 D/A 변환부(120)와, D/A 변환부(120)로부터 전달된 아날로그 형태의 이득 제어 신호에 응답하여 전력 증폭기(114)의 이득을 제어하기 위한 이득 제어기(121)를 구비한다.As shown in FIG. 1, a radio frequency relay amplifier for automatic gain control according to the present invention includes a low noise amplifier 111 for amplifying a signal received through a first duplexer 122 from a base station, and a low noise amplifier ( A received signal level detector 112 for detecting the level of the received signal amplified by 111, an A / D converter 113 for converting an analog signal into a digital signal from the received signal level detector 112, A power amplifier 114 for amplifying the transmission signal transmitted from the terminal through the second duplexer 123, a transmission signal level detector 115 for detecting the level of the transmission signal amplified by the power amplifier 114; A / D conversion unit 116 for converting the transmission signal level detection value of the analog type detected by the transmission signal level detector 115 and digital transmission / reception signal level detection from the A / D conversion units 113 and 116 Mouth A microcontroller 117 that provides a gain control signal for adjusting the gain of the low noise amplifier 111 and the power amplifier 114, and converts a digital gain control signal transmitted from the microcontroller 117 into an analog signal. A gain controller 119 for controlling the gain of the low noise amplifier 111 in response to an analog gain control signal transmitted from the D / A converter 118; The D / A converter 120 for converting the digital gain control signal from the microcontroller 117 into an analog signal, and the power in response to the analog gain control signal transmitted from the D / A converter 120. A gain controller 121 for controlling the gain of the amplifier 114 is provided.
먼저, 본 발명의 자동이득 조절을 위한 무선주파수 중계 증폭장치의 수신 과정에 대하여 살펴본다.First, the reception process of the RF relay device for automatic gain adjustment of the present invention will be described.
기지국으로부터 제1 듀플렉서(122)를 통해 수신된 수신신호는 저잡음 증폭기(111)에 의해서 증폭된 후, 수신신호 레벨 검출기(112)와 제2 듀플렉서(123)를 차례로 거쳐 단말기로 전달된다.The received signal received from the base station through the first duplexer 122 is amplified by the low noise amplifier 111, and then transmitted to the terminal through the received signal level detector 112 and the second duplexer 123.
이때, 수신신호 레벨 검출기(112)는 저잡음 증폭기(111)를 통해 증폭된 신호의 레벨을 검출하여 A/D 변환부(113)로 전달하고, 이어 A/D 변환부(113)는 아날로그 형태의 수신신호 레벨 검출값을 디지털 신호로 변환하여 마이크로 컨트롤러(117)로 출력한다.At this time, the received signal level detector 112 detects the level of the signal amplified by the low noise amplifier 111 and transmits it to the A / D converter 113, and then the A / D converter 113 is an analog type. The received signal level detection value is converted into a digital signal and output to the microcontroller 117.
이렇게, 디지털 신호로 변환된 수신신호 레벨 검출값이 입력되면, 마이크로 컨트롤러(117)는 입력된 수신신호 레벨 검출값과 미리 설정된 기준신호 레벨을 비교한 후, 비교 결과에 따라 저잡음 증폭기(111)의 이득을 제어하기 위한 이득 제어신호를 D/A 변환부(118)로 출력한다.In this way, when the received signal level detection value converted into a digital signal is input, the microcontroller 117 compares the input received signal level detection value with a preset reference signal level, and according to the comparison result, The gain control signal for controlling the gain is output to the D / A converter 118.
즉, 수신신호 레벨 검출값과 기준신호 레벨의 비교 결과 수신신호 레벨 검출값이 기준신호 레벨보다 작으면, 마이크로 컨트롤러(117)는 현재의 저잡음 증폭기(111)의 이득을 적절하게 높여주기 위한 이득 제어신호를 제공하여 단말기로 전달되는 신호가 저잡음 증폭기(111)를 통해 충분하게 증폭되도록 한다.That is, when the received signal level detection value is smaller than the reference signal level as a result of the comparison between the received signal level detection value and the reference signal level, the microcontroller 117 controls the gain for appropriately raising the gain of the current low noise amplifier 111. The signal is provided so that the signal transmitted to the terminal is sufficiently amplified by the low noise amplifier 111.
만일, 수신신호 레벨 검출값과 기준신호 레벨의 비교 결과 수신신호 레벨 검출값이 기준신호 레벨보다 크면, 마이크로 컨트롤러(117)는 현재의 저잡음 증폭기(111)의 이득을 적절히 낮추어 주기 위한 이득 제어신호를 제공하여 단말기로 안정된 신호가 전달되도록 한다.If the received signal level detection value is greater than the reference signal level as a result of the comparison between the received signal level detection value and the reference signal level, the microcontroller 117 generates a gain control signal for appropriately lowering the gain of the current low noise amplifier 111. Provide a stable signal to the terminal.
이와 같이, 마이크로 컨트롤러(117)로부터 전달된 디지털 형태의 이득 제어신호는 D/A 변환부(118)에 의해 아날로그 신호로 변환된 후 이득 제어기(119)로 전달된다.As such, the digital gain control signal transmitted from the microcontroller 117 is converted into an analog signal by the D / A converter 118 and then transferred to the gain controller 119.
이어서, 이득 제어기(119)는 전달된 아날로그 형태의 이득 제어신호에 응답하여 저잡음 증폭기(111)의 이득을 제어하게 되고, 이에 따라 저잡음 증폭기(111)는 이득 제어기(119)에 의해 변화된 이득에 맞추어 기지국으로부터 전달된 수신신호를 증폭시킨다.Subsequently, the gain controller 119 controls the gain of the low noise amplifier 111 in response to the transmitted gain control signal of the analog type, so that the low noise amplifier 111 adjusts to the gain changed by the gain controller 119. Amplify the received signal transmitted from the base station.
따라서, 본 발명은, 기지국으로부터 단말기로 수신되는 신호의 레벨을 주변 환경의 변화에 관계없이 일정하게 유지시켜 줌으로써, 통신의 품질을 현저하게 향상시킬 수 있게 된다.Accordingly, the present invention can significantly improve the quality of communication by keeping the level of the signal received from the base station to the terminal irrespective of changes in the surrounding environment.
다음은, 본 발명의 자동이득 조절을 위한 무선주파수 중계 증폭장치의 송신과정에 대해 살펴본다.Next, look at the transmission process of the RF relay device for automatic gain control of the present invention.
단말기로부터 제2 듀플렉서(123)를 통해 송신되는 송신신호는 전력 증폭기(114)에 의해서 증폭된 후, 송신신호 레벨 검출기(115)와 제1 듀플렉서(122)를 차례로 거쳐 기지국으로 송신된다.The transmission signal transmitted from the terminal through the second duplexer 123 is amplified by the power amplifier 114, and then transmitted to the base station via the transmission signal level detector 115 and the first duplexer 122.
이때, 송신신호 레벨 검출기(115)는 전력 증폭기(114)를 통해 증폭된 신호의 레벨을 검출하여 A/D 변환부(116)로 전달하고, 이어 A/D 변환부(116)는 아날로그 형태의 수신신호 레벨 검출값을 디지털 신호로 변환하여 마이크로 컨트롤러(117)로 출력한다.At this time, the transmission signal level detector 115 detects the level of the signal amplified by the power amplifier 114 and transfers it to the A / D converter 116, and then the A / D converter 116 is of an analog type. The received signal level detection value is converted into a digital signal and output to the microcontroller 117.
이렇게, 디지털 신호로 변환된 송신신호 레벨 검출값과 수신신호 레벨 검출기(112)에 의해 검출된 수신신호 레벨 검출값이 입력되면, 마이크로 컨트롤러(117)는 입력된 송신신호 레벨 검출값과 수신신호 레벨 검출값을 비교한 후, 비교 결과에 따라 전력 증폭기(114)의 이득을 제어하기 위한 이득 제어신호를 D/A 변환부(120)로 출력한다.In this way, when the transmission signal level detection value converted into the digital signal and the reception signal level detection value detected by the reception signal level detector 112 are input, the microcontroller 117 inputs the input transmission signal level detection value and the reception signal level. After comparing the detected values, a gain control signal for controlling the gain of the power amplifier 114 is output to the D / A converter 120 according to the comparison result.
즉, 송신신호 레벨 검출값과 수신신호 레벨 검출기(112)에 의해 검출된 수신신호 레벨 검출값의 비교 결과 수신신호 레벨 검출값이 송신신호 레벨 검출값보다 크면, 마이크로 컨트롤러(117)는 기지국과 단말기간에 송수신되는 신호의 레벨이 일치되도록 전력 증폭기(114)의 이득을 높여주기 위한 이득 제어신호를 D/A 변환부(120)로 전달한다.That is, when the reception signal level detection value is larger than the transmission signal level detection value as a result of the comparison between the transmission signal level detection value and the reception signal level detection value detected by the reception signal level detector 112, the microcontroller 117 determines the base station and the terminal. The gain control signal for increasing the gain of the power amplifier 114 is transmitted to the D / A converter 120 so that the levels of the signals transmitted and received are identical.
만일, 송신신호 레벨 검출값과 수신 신호 레벨 검출값의 비교 결과 수신신호 레벨 검출값이 송신신호 레벨 검출값 보다 작으면, 마이크로 컨트롤러(117)는 전력 증폭기(114)의 이득을 적절히 낮추어주기 위한 이득 제어신호를 제공하여 기지국으로 송신되는 신호의 레벨과 단말기로 수신되는 신호 레벨을 일치 시켜준다.If the reception signal level detection value is smaller than the transmission signal level detection value as a result of the comparison between the transmission signal level detection value and the reception signal level detection value, the microcontroller 117 obtains a gain for appropriately lowering the gain of the power amplifier 114. The control signal is provided to match the level of the signal transmitted to the base station with the signal level received by the terminal.
이와 같이, 마이크로 컨트롤러(117)로부터 전달된 디지털 형태의 이득 제어신호는 D/A 변환부(120)에 의해 아날로그 신호로 변환된 후 이득 제어기(121)로 전달된다.As such, the digital gain control signal transmitted from the microcontroller 117 is converted into an analog signal by the D / A converter 120 and then transferred to the gain controller 121.
이어서, 이득 제어기(121)는 전달된 아날로그 형태의 이득 제어신호에 응답하여 전력 증폭기(114)의 이득을 제어하게 되고, 이에 따라 전력 증폭기(114)는 이득 제어기(121)에 의해 변환된 이득에 맞추어 단말기로부터 송신하기 위한 송신신호를 증폭시킨다.Subsequently, the gain controller 121 controls the gain of the power amplifier 114 in response to the transmitted gain control signal of the analog type, and thus the power amplifier 114 is applied to the gain converted by the gain controller 121. In accordance with this, the transmission signal for transmission from the terminal is amplified.
전술한 바와 같이, 단말기로 수신되는 신호의 레벨과 기지국으로 송신되는 신호의 레벨을 항상 일정하게 유지시켜 줌으로써, 기지국과 단말기간의 호 접속을 원활히 수행할 수 있다.As described above, the call connection between the base station and the terminal can be smoothly maintained by keeping the level of the signal received by the terminal and the level of the signal transmitted to the base station always constant.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical idea of the present invention has been described in detail according to the above preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은, 기지국과 단말기간에 송수신되는 신호의 레벨에 따라 저잡음 증폭기와 전력 증폭기의 이득을 자동으로 조절함으로써, 다음과 같은 효과들을 갖는다.As described above, the present invention has the following effects by automatically adjusting the gain of the low noise amplifier and power amplifier according to the level of the signal transmitted and received between the base station and the terminal.
첫째, 유선라인이 부착된 단말기의 데이터 포트(Data Port)를 통해서 3W 정도의 소출력을 사용함으로 제품을 소형화할 수 있고, 이에 따라 비용을 절감할 수 있다.First, the product can be miniaturized by using a small output of about 3W through the data port of the terminal with a wired line, thereby reducing the cost.
둘째, 선박이 육상 기지국과 근접하여도 전력의 증폭을 조절하는 기능을 내장하고 있어 통화품질을 현저히 향상시킬 수 있다.Second, the built-in function of controlling the power amplification even when the ship is close to the base station, it can significantly improve the call quality.
셋째, 소출력(최대 0.2W)으로 인해 선박이 육상에서 30Km 이상 떨어질 경우 통화가 어려웠지만 자동이득 조절을 위한 무선주파수 중계 증폭 장치를 이용하면 원활한 통신을 수행할 수 있다.Third, the call was difficult when the ship dropped more than 30km from the land due to the small output (maximum 0.2W), but it is possible to perform smooth communication by using a radio frequency relay amplifier for automatic gain control.
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