KR0181377B1 - 다수의 수신전력 검출기를 가지는 자동이득 제어장치 - Google Patents
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Abstract
1. 청구 범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
다수의 수신전력 검출기를 구비하는 자동이득 제어장치
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
수신신호대역을 여러개로 분할하여 각각에 대해 수신신호 강도표시값(RSSI)을 측정함으로써 수신신호 전력변화에 따라 정확히 전력이득을 제어하는 자동이득 제어장치를 제공하고자 함.
3. 발명의 해결방법의 요지
수신전력 측정을 위하여 수신신호를 n+1개로 분할하는 전력 분배수단; 상기 전력 분배수단의 n개 출력을 입력받아 수신대역의 일부분만 대역여파하여 수신신호 강도표시값(RSSI)을 측정하는 n개의 부분대역 수신전력 검출수단; 상기 n개의 부분대역 수신전력 검출수단으로부터 n 개의 수신신호 강도표시값(RSSI)을 입력받아 수신전력을 결정하는 수신전력 결정수단을 구비한다.
4. 발명의 중요한 용도
코드분할다중접속(CDMA) 이동통시스템의 용량 증대에 이용됨.
Description
본 발명은 코드분할다중접속(CDMA) 이동통신시스템 기지국 수신단에서, 수신전력을 검출하는 다수의 수신전력 검출기를 구비하여 전력이득을 제어하는 자동이득 제어장치에 관한 것이다.
도 1 은 종래의 자동이득 제어장치의 구성도로서, 도면에서 11은 자동이득 제어회로, 12는 대역통과 여파기, 13은 전력 분배기, 14는 전력 검출기, 15는 전압(전류) 제어회로를 각각 나타낸다.
자동이득 제어장치는 통신기기에 있어서 자동적으로 증폭기의 이득을 제어하여 입력 레벨의 변동이 있어도 출력 레벨이 변동되지 않도록 한다. 일반적으로 증폭기로는 가변 증폭관을 사용하며, 출력 레벨에 따른 전압을 부귀환하여 이득을 제어한다.
코드분할다중접속(CDMA) 수신기에서 자동이득제어(AGC) 루프는 수신전력을 검출하여 아날로그 공통 카드(ACC : Analog Common Card)의 입력 레벨에 적합한 세기의 신호로 증폭하는 기능을 한다. 이와 같은 기능을 수행하는 자동이득제어(AGC) 루프는 전압제어회로와 수신전력측정회로로 구성되어 있다.
종래의 자동이득 제어장치는, 외부로부터 고주파 신호를 수신하여 전압(전류) 제어신호에 따라 적정한 세기의 출력신호를 유지하도록 이득을 제어하는 자동이득 제어회로(11), 상기 자동이득 제어회로(11)의 출력을 입력받아 필요한 대역만을 통과시키는 대역통과 여파기(12), 상기 대역통과 여파기(12)의 출력을 입력받아 두 개의 경로로 분기한 후에 하나는 디지털신호처리를 위하여 외부의 ACC로 출력신호를 전송하고 다른 하나의 경로는 수신전력을 측정하기 위하여 출력하는 전력 분배기(13), 상기 전력 분배기(13)의 출력을 입력받아 수신신호의 최대진폭에 따라 수신신호 강도표시(RSSI : Received Signal Strength Indicator)값을 결정하여 수신전력을 측정하는 전력 검출기(14), 상기 전력 검출기(14)로부터 입력되는 수신신호 강도표시값에 따른 전압(전류) 제어신호를 상기 자동이득 제어회로(11)로 출력하는 전압(전류) 제어회로(15)를 구비한다.
이처럼 종래의 자동이득 제어장치는 수신신호의 최대진폭으로 수신신호 강도표시값(RSSI)을 측정하였기 때문에 수신신호대역 보다 훨씬 작은 대역의 재밍(jamming : 신호 전파의 수신시 목적 전파 이외의 각종 전파가 수신되어 신호 전파에 혼신 방해가 생기는 현상) 또는 혼 변조 왜곡(IMD : InterModulation Distortion) 신호의 최대진폭에 의해 수신신호 강도표시값(RSSI)이 결정되는 경우가 많아 실제 수신신호전력의 변화에 따른 전력이득 제어가 제대로 이루어지지 않는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 자동이득 제어장치는 코드분할다중접속(CDMA) 신호와 같이 대역이 넓은 신호에 대해서는 혼 변조 왜곡(IMD) 신호나 재밍신호 등이 실제로 수신신호대역내에 들어와 수신신호 전력측정에 오차가 생겨 ACC 입력신호를 작게 만드는 원인이 되고, 이는 신호대 잡음비를 악화시켜 수신감도가 저하되고 수신 프레임 에러비율(FER)이 증가됨으로 인하여 역방향 채널환경이 열화되어 역방향 채널용량이 감소되는 문제점이 있었다.
상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 수신신호대역을 여러개로 분할하여 각각에 대해 수신신호 강도표시값(RSSI)을 측정하여 혼 변조 왜곡(IMD) 신호나 재밍신호로 인한 영향을 전체 수신신호대역에서 특정분할대역으로 줄인 후에 분할된 대역에 대한 수신신호 강도표시값(RSSI)을 수신전력결정 알고리즘에 의해 처리하여 혼 변조 왜곡(IMD) 신호나 재밍신호의 영향을 줄임으로써, 재밍신호나 혼 변조 왜곡(IMD) 신호가 수신신호대역내에 존재하더라도 수신신호 전력변화에 따라 정확히 전력이득을 제어할 수 있어 코드분할다중접속(CDMA) 이동통신시스템의 역방향 채널용량을 증가시킬 수 있는 자동이득 제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1 은 종래의 자동이득 제어장치의 구성도,
도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 자동이득 제어장치의 구성도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
11,21 : 자동이득 제어회로
12,22,25,30 : 대역통과 여파기
13,23 : 전력 분배기14,26 : 전력 검출기
15,28 : 전압(전류) 제어회로
24 : 부분대역 수신전력 검출기27 : 수신전력 결정부
29 : 진폭 제한기
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 외부로부터 고주파 신호를 수신하여 제어신호에 따라 이득을 제어하는 자동이득 제어수단; 상기 자동이득 제어수단의 출력을 입력받아 대역통과시키는 제1 대역통과 여파수단; 상기 제1 대역통과 여파수단의 출력을 입력받아 수신전력 측정을 위하여 n+1개(n은 자연수)로 분할하여 출력하는 전력 분배수단; 상기 전력 분배수단의 n개 출력을 일대일로 입력받아 수신대역의 일부분만 대역여파하여 수신신호 강도표시값(RSSI)을 측정하는 n개의 부분대역 수신전력 검출수단; 상기 n개의 부분대역 수신전력 검출수단으로부터 n 개의 수신신호 강도표시값(RSSI)을 입력받아 수신전력을 결정하는 수신전력 결정수단; 상기 수신전력 결정수단의 출력신호에 따른 제어신호를 상기 자동이득 제어수단으로 출력하는 제어수단; 상기 전력 분배수단으로부터 하나의 출력을 입력받아 최대진폭을 제한하는 진폭 제한수단; 및 상기 진폭 제한수단의 출력을 입력받아 대역통과시킨 후에 외부의 아날로그 공통 카드(ACC)의 입력단으로 출력하는 제2 대역통과 여파수단을 구비한다.
이하, 첨부된 도 2 를 참조하여 본 발명에 따른 일실시예를 상세히 설명한다.
도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 자동이득 제어장치의 구성도로서, 도면에서 21은 자동이득 제어회로, 22,25,30은 대역통과 여파기, 23은 전력 분배기, 24는 부분대역 수신전력 검출기, 26은 전력 검출기, 27은 수신전력 결정부, 28은 전압(전류) 제어회로, 29는 진폭 제한기를 각각 나타낸다.
자동이득 제어회로(21)는 외부로부터 고주파 신호를 수신하여 전압(전류) 제어회로(28)의 전압(전류) 제어신호에 따라 적정한 세기의 출력신호를 유지하도록 이득을 제어한다. 대역통과 여파기(22)는 상기 자동이득 제어회로(21)의 출력을 입력받아 필요한 대역만을 통과시킨다.
전력 분배기(23)는 상기 대역통과 여파기(22)의 출력을 입력받아 수신전력 측정을 위하여 n+1개(n은 자연수)로 분할한다. 이중 하나의 경로는 ACC(Analog Common Card)에 연결되고, 나머지 n개의 경로는 수신전력 측정을 위하여 n개의 부분대역 수신전력 검출기(24)에 일대일로 연결된다. 병렬로 연결된 n개의 부분대역 수신전력 검출기(24)는, 다른 대역통과 여파기(25)와 동일한 대역폭을 가지면서 서로 다른 대역을 통과시키는 대역통과 여파기(25)와 상기 대역통과 여파기(25)의 출력을 입력받아 수신신호의 최대진폭을 검출하여 해당 대역의 수신전력에 대한 수신신호 강도표시값(RSSI)을 출력하는 전력 검출기(26)를 각각 구비한다.
수신전력 결정부(27)는 상기 n개의 부분대역 수신전력 검출기(24)로부터 n 개의 수신신호 강도표시값(RSSI)을 입력받아 수신전력결정 알고리즘에 따라 처리하여 전압(전류) 제어회로(28)를 구동한다. 수신전력 결정부(27)에서 사용되는 수신전력결정 알고리즘으로 본 발명에서는 아래의 세가지를 제시한다.
첫번째는 n개의 수신신호 강도표시값(RSSI)중에서 최소값을 선택하는 방법이고, 두번째는 n개의 수신신호 강도표시값(RSSI)에 대한 평균을 취하는 방법이고, 세번째는 혼 변조 왜곡(IMD) 신호나 재밍신호 등에 의해 영향을 받은 것으로 예측되는 수신신호 강도표시값(RSSI)을 제외한 나머지 수신신호 강도표시값(RSSI)들에 대한 평균을 취하는 방법이다.
이러한 세가지 방법을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
첫번째 방법은 먼저 부분대역 수신전력 검출부(24)에서 출력된 n개의 수신신호 강도표시값(RSSI)을 아날로그/디지탈 변환기를 통하여 디지탈값으로 변환한 후에 디지탈값으로 변환된 n개의 수신신호 강도표시값(RSSI)을 (n-1)회 비교하여 최소값을 찾은 다음에 결정된 최소 수신신호 강도표시값(RSSI)을 디지탈/아날로그 변환기를 통하여 아날로그값으로 변환한다.
두번째 방법은 먼저 부분대역 수신전력 검출부(24)에서 출력된 n개의 수신신호 강도표시값(RSSI)을 아날로그/디지탈 변환기를 통하여 디지탈값으로 변환한 후에 디지탈값으로 변환된 n개의 수신신호 강도표시값(RSSI)을 더하고 n으로 나누어 평균값을 구한 다음에 평균 수신신호 강도표시값(RSSI)을 디지탈/아날로그 변환기를 통하여 아날로그값으로 변환한다.
세번째 방법은 먼저 부분대역 수신전력 검출부(24)에서 출력된 n개의 수신신호 강도표시값(RSSI)을 아날로그/디지탈 변환기를 통하여 디지탈값으로 변환한 후에 디지탈값으로 변환된 n개의 수신신호 강도표시값(RSSI)을 더하고 n으로 나누어 평균 수신신호 강도표시값(RSSI)을 구한다. 이후, 평균 수신신호 강도표시값(RSSI)과 각각의 수신신호 강도표시값(RSSI)을 비교하여 그 차이가 임계치를 초과하는 수신신호 강도표시값을 수신신호 강도표시값의 총합에서 감한 후에 감산 결과값을 (n - 제외된 수신신호 강도표시값의 갯수)로 나누어 평균값을 구한 다음에 구한 평균값을 디지탈/아날로그 변환기를 통하여 아날로그값으로 변환한다.
상기와 같은 세가지 수신전력결정 알고리즘은 프로세서의 성능, 자동이득 제어(AGC)회로의 응답시간, 모듈의 복잡성 등에 따라 선택될 수 있다.
한편, 전압(전류) 제어회로(28)는 상기 수신전력 결정부(27)의 출력신호에 따른 전압(전류) 제어신호를 상기 자동이득 제어회로(21)로 출력한다.
이러한 방식으로 수신전력을 검출하여 전력이득을 제어하게 되면 혼 변조 왜곡(IMD) 산호 또는 재밍신호에 의한 최대진폭신호에 의해 ACC내부에 있는 증폭기가 포화되어 비선형특성이 발생할 수 있다. 따라서, 진폭 제한기(29)는 전력 분배기(23)의 출력을 입력받아 최대진폭을 제한하고, 대역통과 여파기(30)는 상기 진폭 제한기(29)의 출력을 입력받아 필요한 대역만을 통과시킨 후에 ACC 입력단으로 출력한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.
상기와 같은 발명은 혼 변조 왜곡(IMD) 신호나 재밍신호가 수신신호대역내에 있을 때에도 수신신호전력을 더 정확히 측정함으로써 ACC 입력레벨에 적당한 크기의 신호로 전력이득을 제어할 수 있고, 이에 따라 신호대 잡음비 향상, 수신감도 증대 및 수신프레임 에러율 감소 등의 효과가 있으며, 이는 결과적으로 코드분할다중접속(CDMA) 이동통시스템의 전체용량을 제한하는 역방향 채널용량을 증가시킴으로써 시스템의 전체 용량이 증대되는 효과가 있다.
Claims (10)
- 외부로부터 고주파 신호를 수신하여 제어신호에 따라 이득을 제어하는 자동이득 제어수단;상기 자동이득 제어수단의 출력을 입력받아 대역통과시키는 제1 대역통과 여파수단;상기 제1 대역통과 여파수단의 출력을 입력받아 수신전력 측정을 위하여 n+1개(n은 자연수)로 분할하여 출력하는 전력 분배수단;상기 전력 분배수단의 n개 출력을 일대일로 입력받아 수신대역의 일부분만 대역여파하여 수신신호 강도표시값(RSSI)을 측정하는 n개의 부분대역 수신전력 검출수단;상기 n개의 부분대역 수신전력 검출수단으로부터 n 개의 수신신호 강도표시값(RSSI)을 입력받아 수신전력을 결정하는 수신전력 결정수단; 및상기 수신전력 결정수단의 출력신호에 따른 제어신호를 상기 자동이득 제어수단으로 출력하는 제어수단을 구비하여 이루어진 다수의 수신전력 검출기를 가지는 자동이득 제어장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 전력 분배수단으로부터 하나의 출력을 입력받아 최대진폭을 제한하는 진폭 제한수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 다수의 수신전력 검출기를 가지는 자동이득 제어장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 진폭 제한수단의 출력을 입력받아 대역통과시킨 후에 외부의 아날로그 공통 카드(ACC)의 입력단으로 출력하는 제2 대역통과 여파수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 다수의 수신전력 검출기를 가지는 자동이득 제어장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,상기 각각의 부분대역 수신전력 검출수단은,제3 대역통과 여파 수단과 전력 검출수단을 구비하되,상기 제3 대역통과 여파수단은 타 부분대역 수신전력 검출수단의 제3 대역통과 여파수단과 동일한 대역폭을 가지면서 상기 타 부분대역 수신전력 검출수단의 제3 대역통과 여파수단과 서로 다른 대역을 통과시키도록 구성하고,상기 전력 검출수단은 상기 제3 대역통과 여파수단의 출력을 입력받아 수신신호의 최대진폭을 검출하여 해당 대역의 수신전력에 대한 수신신호 강도표시값(RSSI)을 출력하는 상기 수신전력 결정수단으로 출력하도록 구성한 것을 특징으로 하는 다수의 수신전력 검출기를 가지는 자동이득 제어장치.
- 제 4 항에 있어서,상기 수신전력 결정수단은,n개의 수신신호 강도표시값(RSSI)중에서 최소값을 선택하여 수신전력을 결정하도록 구성한 것을 특징으로 하는 다수의 수신전력 검출기를 가지는 자동이득 제어장치.
- 제 5 항에 있어서,n개의 수신신호 강도표시값(RSSI)중에서 최소값을 선택하여 수신전력을 결정하는 상기 수신전력 결정수단은,상기 부분대역 수신전력 검출수단에서 출력된 n개의 수신신호 강도표시값(RSSI)을 아날로그/디지탈 변환기를 통하여 디지탈값으로 변환한 후에 디지탈값으로 변환된 n개의 수신신호 강도표시값(RSSI)을 (n-1)회 비교하여 최소값을 찾은 다음에 결정된 최소 수신신호 강도표시값(RSSI)을 디지탈/아날로그 변환기를 통하여 아날로그값으로 변환하도록 구성한 것을 특징으로 하는 다수의 수신전력 검출기를 가지는 자동이득 제어장치.
- 제 4 항에 있어서,상기 수신전력 결정수단은,n개의 수신신호 강도표시값(RSSI)에 대한 평균을 구하여 수신전력을 결정하도록 구성한 것을 특징으로 하는 다수의 수신전력 검출기를 가지는 자동이득 제어장치.
- 제 7 항에 있어서,n개의 수신신호 강도표시값(RSSI)에 대한 평균을 구하여 수신전력을 결정하는 상기 수신전력 결정수단은,상기 부분대역 수신전력 검출수단에서 출력된 n개의 수신신호 강도표시값(RSSI)을 아날로그/디지탈 변환기를 통하여 디지탈값으로 변환한 후에 디지탈값으로 변환된 n개의 수신신호 강도표시값(RSSI)을 더하고 n으로 나누어 평균값을 구한 다음에 평균 수신신호 강도표시값(RSSI)을 디지탈/아날로그 변환기를 통하여 아날로그값으로 변환하도록 구성한 것을 특징으로 하는 다수의 수신전력 검출기를 가지는 자동이득 제어장치.
- 제 4 항에 있어서,상기 수신전력 결정수단은,혼 변조 왜곡(IMD) 신호나 재밍신호에 의해 영향을 받은 것으로 예측되는 수신신호 강도표시값(RSSI)을 제외한 나머지 수신신호 강도표시값(RSSI)에 대한 평균을 구하여 수신전력을 결정하도록 구성한 것을 특징으로 하는 다수의 수신전력 검출기를 가지는 자동이득 제어장치.
- 제 9 항에 있어서,혼 변조 왜곡(IMD) 신호나 재밍신호에 의해 영향을 받은 것으로 예측되는 수신신호 강도표시값(RSSI)을 제외한 나머지 수신신호 강도표시값(RSSI)에 대한 평균을 구하여 수신전력을 결정하는 상기 수신전력 결정수단은,상기 부분대역 수신전력 검출수단에서 출력된 n개의 수신신호 강도표시값(RSSI)을 아날로그/디지탈 변환기를 통하여 디지탈값으로 변환한 후에 디지탈값으로 변환된 n개의 수신신호 강도표시값(RSSI)을 더하고 n으로 나누어 평균 수신신호 강도표시값(RSSI)을 구한 후에 평균 수신신호 강도표시값(RSSI)과 각각의 수신신호 강도표시값(RSSI)을 비교하여 그 차이가 임계치를 초과하는 수신신호 강도표시값을 수신신호 강도표시값의 총합에서 감한 후에 감산 결과값을 (n - 제외된 수신신호 강도표시값의 갯수)로 나누어 평균값을 구한 다음에 구한 평균값을 디지탈/아날로그 변환기를 통하여 아날로그값으로 변환하도록 구성한 것을 특징으로 하는 다수의 수신전력 검출기를 가지는 자동이득 제어장치.
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