KR0137720B1 - 자동이득제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명도, 복수의 안테나중에서 최적의 송신안테나를 적응 가능하게 선택하는 송신안테나호핑(transmitter attena hopping)을 이용하거나 또는 복수의 주파수중에서 최적의 반송주파수대역을 적응가능하게 선택하는 주파수호핑(frequency hopping)을 이용하는 무선통신수신장치에 사용되는 자동이득제어장치에 있어서, 송신 안테나로부터 무선주파수대역신호를 수신하고 또한 무선주파수대역신호의 증폭율을 조정하는 가변이득증폭수단과; 소정의 범위내에서 상기 가변이득증폭수단의 상기 증폭율을 유지하도록, 상기 가변이득증폭수단의 출력을 수신하여, 상기 가변이득증폭수단에 이득제어신호를 출력하는 이득제어수단과; 송신안테나의 절환이나 반송주파수대역의 절환을 감시하여 상기 이득제어수단에 제한신호를 출력하고, 이에 의해 소정의 범위내에서 상기 증폭율의 크기를 제한하는 이득제한수단을 구비한 것을 특징으로 하는 자동이득제어장치.

Description

자동이득제어장치

제1도는 본 발명의 실시예에 의한 자동이득제어장치의 구성을 표시한 블록도

제2도는 상기 실시예에 의한 자동이득제어장치의 제어특성을 표시한 파형도

제3도는 종래의 자동이득제어장치의 구성을 표시한 블록도

제4도는 종래의 자동이득제어장치의 제어특성을 표시한 파형도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1:수신안테나부2:수신필터부

3:초단계증폭부4:주파수변환부

5:가변이득증폭부6:이득제어부

7:이득제한부

본 발명은, 무선통신수신장치에 사용되는 자동이득제어장치(AGC)에 관한 것으로서, 특히, 신호레벨이 급격히 변화하는 수신신호에 대해서 적절한 이득제어를 실시할 수 있도록 구성한 것이다.

휴대전화나 자동차전화등의 육상 이동통신에서는, 여러 가지의 전계 환경하에서도 안정된 통신을 행할 수 있도록, 변조방식에 디지틀 변조방식이 채택되고, 액세스 방식에 시분할다중방식(TDM)이 채택되고, 또, 송신안테나호핑(transmitter antenna hopping)이나 주파수호핑의 사용이 검토되고 있다.

이 송신안테나호핑은, 송신쪽에 복수의 안테나를 설치하고, 통신상태가 악화되었을 때, 그 상황하에서, 보다 양호한 송신이 가능한 안테나로부터의 송신으로 절환하는 방식이며, 또, 마찬가지로, 반송주파수의 절환을 행하는 것이 주파수호핑이다. 송신안테나나 주파수를 절환하는 경우에는, 송신쪽은, 호핑타이밍신호(hopping timing signal)를 송출하며 수신쪽에 그것을 알린다.

한편, 무선통신 수신장치는, 자동이득제어수단을 구비하고, 전계환경의 변화등으로 발생하는 수신신호레벨의 변동에 대응하고 있다.

이 종래의 무선통신 수신장치는, 자동이득제어를 실시하는 구성으로서, 제3도에 표시하는 바와같이, 무선주파수대신호를 공중으로부터 검출하는 수신안테나부(1)와, 무선주파수대신호로부터 희망하는 주파수대만을 추출하는 수신필터부(2)와, 추출한 신호를 증폭하는 초단계증폭부(3)와, 수신신호를 무선주파수대로부터 중간 주파수대로 변환하는 주파수변환부(4)와, 중간주파수대의 신호를 증폭하는 가변이득증폭부(가변이득증폭수단)(5)과, 가변이득증폭부를 제어하는 이득제어부(이득제어수단)(6)을 구비하고 있다.

이 장치에서는, 먼저, 안테나부(1)가 공중으로부터 무선주파수대신호(A)를 수신하고, 수신필터부(2)로 출력한다. 수신필터부(2)는, 수신신호(A)로부터 희망하는 ㄹ무선주파수대신호(B)를 추출하고, 초단계증폭부(3)로 출력한다. 초단계증폭부(3)는, 추출된 무선주파수대신호(B)를 증폭하고, 신호(C)로서 주파수변환부(4)로 출력하고, 주파수변환부(4)는, 무선주파수대의 신호(C)를 중간주파수대의 신호(D)로 변환하여 가변이득증폭부(5)로 출력한다.

가변이득증폭부(5)는, 이득제어부(6)가 출력하는 이득제어신호(F)에 따라서 증폭율을 변경하면서, 신호(D)를 증폭해서 IF(중간주파수)신호(E)를 생선하고, 다음단계의 회로와 이득제어부(6)로 출력한다. 이득제어부(6)는, IF신호(E)가 시간 평균적으로 일정치를 유지하도록, 이득제어신호(F)를 보내어 가변이득증폭부(5)의 증폭율을 제어한다.

그러나, 종래의 자동이득제어장치는, 수신신호레벨이 급격하게 변동했을 때, 자동제어기능이 그것을 추종할 수 없다고 하는 문제점이 있다. 예를 들면, 송신안테나호핑방식 또는 주파수호핑방식의 송신장치로부터 신호를 수신하는 경우, 제4도에 표시하는 바와같이, 송신안테나 또는 반송주파수의 절환시에 수신신호레벨이 급격하게 변화하는 일이 있다. 이러한 급격한 수신신호레벨의 변동에 대해서, 종래의 자동이득제어장치는 추종할 수 없다.

이것은, 이득제어특성자체가 시정수를 가지기 때문이다. 따라서, 송신이 1번의 송신안테나로부터 2번의 송신안테나로 절환하는 시점에서 희망무선주파수대신호(B)의 진폭이 급격하게 감소하였을 경우에도, 이득제어신호(F)의 진폭이 저하할때까지는 상당한 시간이 걸린다. 이득제어신호(F)의 진폭이 내려갈수록, 가변이득증폭부(5)의 증폭도가 증가한다. 이득제어신호(F)의 진폭이 내려갈수록 가변이득증폭부(5)의 증폭도가 증가한다. 그 결과, 2번의 송신안테나로 절환한 직후에는, 진폭이 작은 신호(B)의 진폭을 더욱 저하시키는 방향으로 가변이득증폭부(5)가 작용한다.

또, 마찬가지로, 송신이 2번의 송신안테나로부터 1번의 송신안테나로 절환하는 시점에서 희망무선주파수대신호(B)의 진폭이 급격하게 증가하였을 경우에도, 이득제어신호(F)의 진폭이 증가할때까지 시간이 걸리고, 그 때문에, 1번의 송신안테나로 절환한 직후에는, 진폭이 큰 신호(B)의 진폭을 더욱 증폭시키는 방향으로 가변이득증폭부(5)가 작용한다.

그 결과, 가변이득증폭부(5)로부터 출력되는 IF신호의 진폭의 폭이 넓어지고, 자동이득제어회로 이후의 회로에서는, 매우 큰 다이내믹 레인지를 필요로하고, 충분한 다이내믹 레인지를 구비하고 있지 않은 경우에는, 신호에 왜곡이 발생한다고 하는 결점이 있다.

그렇다고 해서, 이득제어특성에 있어서의 시정수를 작게 한 것으로는, 신호를 시간 평균적으로 일정하게 유지하는 자동이득제어기능 자체를 다하지 못하게 된다.

본 발명은, 이러한 종래의 문제를 해결하는 것으로서, 이득제어회로 이후의 회로에서 큰 다이내믹 레인지를 필요로 하지 않고, 또한 수신신호레벨의 급격한 변화에 의한 영향을 받지 않고 송신안테나호핑 방식이나 주파수호핑방식을 사용하는 통신 장치의 품질을 높일 수 있는 자동이득제어장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 신호를 증폭에 의해 증폭하는 가변이득증폭수단과, 가변이득증폭수단의 증폭율을 제어하는 이득제어수단과, 증폭율의 크기를 소정의 범위로 제한하는 이득제한수단을 구비한 자동이득제어장치를 제공한다.

또한, 이득제한수단은 상기 증폭율의 상한과 하한을 제한하도록 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 이득제한수단은 송신쪽의 송신안테나 또는 반송주파수의 절환을 전송하는 신호에 따라서, 상기 제한하는 폭을 변경하도록 구성하는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의해, 송신쪽의 송신안테나 또는 반송주파수의 절환등에 기인하여 수신신호레벨이 급격하게 변동한 경우에도, 이득제어수단에 의해 증폭율의 크기를 억제한다. 따라서, 증폭율은 종래의 장치와 비해서 크게 변하지 않는다. 즉, 본 발명은 변화에 대해서 신속하게 추종할 수 있다. 이에의해, 이득제어회로 이후의 후단계회로에서 큰 다이내믹 레인지를 필요로 하지 않는다.

또, 송신안테나 또는 반송주파수가 절환할때마다, 절환에 따른 증폭율의 제어를 행함으로써, 수신버스트 단위로 자동이득제어를 행할 수 있다.

본 발명의 실시예에 의한 자동이득제어장치는, 제1도에 표시하는 바와같이, 이득제어부(이득제어수단)(6)로부터 발생되는 이득제어신호(F)의 진폭을 제한하는이득제한부(이득제한수단)(7)을 구비하고 있다. 기타의 구성은, 종래의 장치(제3도)와 마찬가지이다. 이 이득제한부(7)는 수신신호로부터 재생되어, 송신안테나 또는 반송신호주파수의 절환을 전달하는 호핑타이밍신호(G)를 입력한다. 또, 이득제한부(7)는, 주파수변환부(4)에 의해서 변환된 중간주파수대의 신호(D)의 레벨과, 이득제어부(6)가 가변이득증폭부(5)를 제어하기 위하여 출력하는 이득제어신호를 모니터한다.

이 장치는 다음과 같이 동작한다.

먼저, 안테나부(1)가 공중으로부터 무선주파수대신호(A)를 수신하고, 수신필터(2)에 출력한다. 수신필터부(2)는, 수신신호(A)로부터 희망하는 무선주파수대신호(B)를 추출하고, 초기단계증폭부(3)로 출력한다. 초기단계증폭부(3)는, 추출된 무선주파수대신호(B)를 증폭하고, 신호(C)로서 주파수변환부(4)로 출력하고, 주파수변환부(4)는, 무선주파수대의 신호(C)를 중간주파수대의 신호(D)로 변환해서, 가변이득증폭부(5)로 출력한다.

가변이득증폭부(5)는, 이득제어부(6)가 출력하는 이득제어신호(F)에 따라서 증폭율을 바꾸면서, 신호(D)르 증폭해서 IF신호(E)를 생성하고, 다음 단계의 회로와 이득제어부(6)로 출력한다. 이득제어부(6)는, 이득제한부(7)로부터의 제한을 받으면서, 이득제어신호(F)를 출력해서 가변이득증폭부(5)의 증폭율을 제어한다.

이득제한부(7)는, 호핑타이밍신호(G)가 입력되면, 가변이득증폭부(5)의 증폭율이 수신버스트단위로 설정한 상한과 하한을 초과하지 않도록 이득제어부(6)에 제한을 가하기 위한 제한신호(H)를 출력한다.

이 상한값 및 하한값을 설정하기 위해서, 이득제한부(7)는, 수신신호를 송신한 안테나 또는 반송주파수 마다의 수신신호(D)의 레벨과 이득제어신호(F)를 모니터한다. 수신신호(D)의 레벨과 이득제어신호(F)에 의거하여 송신안테나 또는 반송주파수의 절환시에 IF신호의 진폭이 후단계 회로의 다이내믹 레인지를 넘어서 신호에 변형이 발생하거나, 신호가 너무 작아서 후단계에 있어 정밀도를 취할 수 없는 상태가 발생하지 않도록, 송신안테나 또는 반송주파수 마다의 상한치 및 하한치를 결정한다. 이 상한치 및 하한치는, 안테나 또는 반송주파수의 신호버스트에 대한 상한치 및 하한치로서 다음회에서도 마찬가지로 사용된다.

이득제한부(7)로부터의 이득제한신호(H)에 의해서 이득제어신호(F)의 진폭이 제한된 이득제어부(6)는, IF신호(E)의 시간평균치가 송신안테나 또는 반송주파수마다 설정된 일정한 범위내에 남아있도록 가변이득증폭부(5)의 증폭을 제어하게 된다.

제2도에는, 송신안테나호핑수를 2로 하였을 경우의 희망무선주파수대신호(B)와 이득제어신호(F)와 IF신호(E)와의 관계를 표시하고 있고, 이득제어신호(F)의 진폭은 송신안테나의 절환시마다 이득제한부(7)에 의해서 설정된 상한치와 하한치와의 사이에서만 변화한다.

송신안테나호핑 방식에서는, 송신안테나가 절환될 때마다 희망무선주파수대신호(B)의 진폭이 크게 변동하는 경우가 있으나, 실시예의 자동이득증폭장치에서는, 이득제어신호(F)의 진폭이 상한치와 하한치와의 사이에 제한되기 때문에, 송신안테나의 절환직후에도, 이득제어신호(F)의 진폭의 변화는 큰 것으로 되지 않으며, 그 때문에, 신속하게 변화를 추종할 수 있게 된다. 따라서, 종래의 장치에서 발생하고 있던 진폭이 작은 신호의 진폭을 더 작게 하거나, 진폭이 큰 신호를 더 증폭하거나 하는 가변이득증폭부(5)의 동작을 피할 수 있다.

이와같이, 이득제어신호(F)의 진폭을 제한함으로써, 한 개의 송신안테나로부터 송신된 신호를 수신하고 있을 때 IF신호(E)의 평균치의 폭은 다소 넓어지지만, 송신안테나의 절환동에 의해서 발생하는 수신신호의 급격한 변동에 대해서 단시간으로 추종할 수 있기 때문에, 총체적으로 보았을 때, IF신호(E)는 시간 평균적으로 보다 일정하게 된다.

그 때문에, 송신안테나의 절환시에 IF신호(E)가 다음단계 회로의 다이내믹 레이지로부터 벗어나거나 또는 신호가 너무 작아서, 후단계회로에서 정밀도를 취할 수 없는 상태를 발생하는 일없이 자동이득제어를 실현할 수 있다.

또한, 이득제어신호(F)의 진폭의 상한치 및 하한치는, 송신안테나 또는 반송주파수의 절환에 관계없이, 일정한 값으로 설정하는 것도 가능하다.

이상의 실시예의 설명에서 명백한 바와 같이, 본 발명의 자동이득제어장치는, 송신안테나호핑이나 주파수호핑의 절환시등에 발생하는 수신레벨의 급격한 변동에 대해서도, 자등이득제어를 신속하게 추종할 수 있기 때문에, 통신장치의 품질이 향상하고, 또, 이득제어회로이후의 회로에서 다이내믹 레인지의 확대를 필요로하지 않는다.

Claims (11)

1. 복수의 안테나중에서 최적의 송신안테나를 적응 가능하게 선택하는 송신안테나호핑(transmitter attena hopping)을 이용하거나 또는 복수의 주파수중에서 최적의 반송주파수대역을 적응가능하게 선택하는 주파수호핑(frequency hopping)을 이용하는 무선통신수신장치에 사용되는 자동이득제어장치에 있어서, 송신 안테나로부터 무선주파수대역신호를 수신하고 또한 무선주파수대역신호의 증폭율을 조정하는 가변이득증폭수단과; 소정의 범위내에서 상기 가변이득증폭수단의 상기 증폭율을 유지하도록, 상기 가변이득증폭수단의 출력을 수신하여, 상기 가변이득증폭수단에 이득제어신호를 출력하는 이득제어수단과; 송신안테나의 절환이나 반송주파수대역의 절환을 감시하여 상기 이득제어수단에 제한신호를 출력하고, 이에 의해 소정의 범위내에서 상기 증폭율의 크기를 제한하는 이득제한수단을 구비한 것을 특징으로 하는 자동이득제어장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 이득제한 수단은 상기 증폭율의 상한과 하한을 제한하는 것을 특징으로 하는 자동이득제어장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 이득제한수단은, 신호가 송신되는 상기 복수의 안테나중에서 송신안테나의 절환을 나타내거나 또는 신호가 반송되는 상기 복수의 주파수중에서 반송주파수의 절환을 나타내는 신호에 응답하여 상기 소정의 범위를 변경하는 것을 특징으로 하는 자동이득제어장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 이득제한수단은, 신호가 송신되는 상기 복수의 안테나중에서 송신안테나의 절환을 나타내거나 또는 신호가 반송되는 상기 복수의 주파수중에서 반송주파수의 절환을 나타내는 신호에 응답하여 상기 소정의 범위를 변경하는 것을 특징으로 하는 자동이득제어장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 이득제한수단은, 송신안테나의 절환전에 또는 반송주파수대역의 절환전에 상기 가변이득증폭수단의 증폭율을 제한하고, 이에 의해 송신안테나 또는 반송주파수대역이 절환될때에 상기 가변이득증폭수단의 출력이 소정의 범위를 초과하는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 자동이득제어장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 이득제한수단에 의해 설정된 소정의 범위는 선택된 송신안테나의 타입이나 반송주파수대역에 따라서 다르게 되는 것을 특징으로 하는 자동이득제어장치.
7. 제5항에 있어서, 상기 이득제한수단은, 송신안테나의 절환이나 반송주파수대역의 절환을 나타내는 호핑타이밍신호(hopping timing signal)를 수신하는 것을 특징으로 하는 자동이득제어장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 이득제한수단은, 송신안테나의 절환전에 또는 반송주파수대역의 절환전에 상기 가변이득증폭수단의 증폭율을 제한하고, 이에 의해 송신안테나 또는 반송주파수대역이 절환될때에 상기 가변이득증폭수단의 출력이 왜곡을 발생하는 포화상태로 되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 자동이득제어장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 이득제한수단에 의해 설정된 소정의 범위는 선택된 송신안테나의 타입이나 반송주파수대역에 따라서 다르게 되는 것을 특징으로 하는 자동이득제어장치.
10. 제8항에 있어서, 상기 이득제한수단은 송신안테나의 절환이나 반송주파수대역의 절환을 나타내는 호핑타이밍신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 자동이득제어장치.
11. 제1항에 있어서, 상기 이득제어수단은 상기 송신안테나에 의해 송신된 상기 무선주파수대역신호와, 상기 이득제어수단으로부터 발생된 상기 이득제어신호를 수신하여 감시하고, 이에 의해 상기 소정의 범위를 결정하는 것을 특징으로 하는 자동이득제어장치.