KR100193843B1 - 이동통신시스템 송수신기의 디지탈 자동이득제어방법 및 장치 - Google Patents

이동통신시스템 송수신기의 디지탈 자동이득제어방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야: 이동 통신시스템 송수신기의 자동이득제어
나. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제: 이동무선 통신시스템 송수신기의 이득제어방식을 디지탈적으로 구현한다.
다. 그 발명의 해결방법의 요지: 송수신 자동이득 제어시스템 구성시 가변이득 제어 증폭기의 제어를 종래의 기술에서는 아날로그방식으로 모두 사용하지만, 본 발명에서는 디지탈방식을 사용한다. 본 발명에 따라, RF IF 유니트 32에 포함되어 있는 송신전력증폭기 34와 수신부증폭기 36은 디지탈적인 제어신호로 제어가능한 디지탈 제어이득 가변증폭기로 구현되고, 송신전력증폭기 34 및 수신증폭기 36을 제어하기 위한 구성도 모두 디지탈 회로로 구현된다.
라. 발명의 중요한 용도: 자동이득 제어

Description

이동 통신시스템 송수신기의 디지탈 자동이득제어 방법 및 장치
본 발명은 대역확산통신방식의 무선통신시스템에 관한 것으로, 특히 시분할복신(Time-Division Duplex: 이하 TDD라 칭함)전송방식으로 동작하는 이동체 무선송수신단말에서 송수신시의 이득을 제어하기 위한 자동이득 제어방법 및 장치에 관한 것이다.
TDD전송방식으로 동작하는 기존의 이동 무선통신 시스템에서는 다른 이동국 사용자들과의 상호 간섭에 의한 시스템의 성능 저하를 방지하기 위해 각 이동국에서는 송수신부에 있는 송수신전력증폭기의 이득을 자동 제어한다. 상기 TDD 전송방식은 하나의 채널을 가지고 소정 주기(예컨데, 1msec)의 단위로 송신/수신을 온/오프하여 양방향 전송하는 방식을 의미한다. 각 이동국은 송신시에 적절한 송신 전력으로 송신하기 위해 기지국으로부터 전송된 수신프레임내에 포함되어 있는 해당 이동국 송신전력 조정명령에 의거하여 송신부에 있는 송신 전력증폭기의 이득을 조절하고, 수신시에 기지국과의 거리에 따른 수신전력의 감쇄를 보상하기 위해 수신부증폭기의 이득을 적절히 조절한다.
기존의 송신전력증폭기 및 수신부증폭기의 자동이득제어 방법은 수신된 신호의 세기를 이용하여 아날로그적으로 이득을 제어하는 방법을 사용하고 있다. 이러한 종래의 방법은 발명자들 Klein S.Gilhousen, Roberto Padovani, Charles E Wheatley, Ⅲ,Del Mar에 의해 공동 발명된 후 특허 등록되어 1993년 10월 26일자로 발행된 미합중국 특허번호 5,257,283호에서 SPREAD SPECTRUM TRASMITTER POWER CONTROL METHOD AND SYSTEM이라는 명칭으로 개시되어 있다.
도 1은 이동통신 시스템에 사용되는 종래의 자동이득 제어시스템의 블럭구성도를 보여주고 있다. 상기 도 1은 특허 5,257,283호에 개시된 도면들 중 도 5에 해당하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 안테나로부터 수신된 신호는 햐향 주파수변환기 2와 밴드패스필터(Band Pass Filter: BPF) 4를 거쳐 중간주파 증폭기(IF AMF) 6으로 인가된다. 중간주파 증폭기 6의 출력은 A/D변환기 8을 거쳐 기저대역 프로세서 10으로 인가되며, 동시에 AGC(Automatic Gain Control)검출기 12로 인가된다. 상기 AGC검출기 12는 두가지 용도로 이용되는데 첫째 수신시에는 IF AMP 6의 이득을 조정하는 제어전압을 발생시켜 수신신호의 레벨을 일정하게 유지시키는데 이용된다. 그리고 둘째 송신시에는 기지국으로부터 전송된 신호에 의해 설정된 값으로 송신전력을 조정하기 위해 상기 AGC검출기 12의 출력은 제어프로세서 18이 발생한 기준전력 레벨값과 비교되는데 이용된다. 비교기 14는 AGC검출기 12의 출력값과 D/A변환기 20을 거쳐 인가되는 제어프로세서 18의 기준전력레벨값을 비교한다. 비교기 14의 출력은 비 선형 필터 16에 인가되는데, 이 필터 16은 상기 비교기 14의 출력의 변화율에 따라 비선형적으로 출력이 변하게 되는 특성을 가지고 있다. 상기 비선형 필터 16의 특성은 송신전력의 급격한 증가에 의한 시스템의 성능저하를 방지하기 위해 송신전력 제어전압의 증가율을 감소율보다 낮게 설정해주는 역할을 한다. 한편 이동국에서의 송신시 IF AMP 24는 송신변조기로부터 출력되는 신호를 제어프로세서 18에서 출력하는 제어신호로 조정하는데, 이때 IF AMP 24의 이득을 제어하기 위한 제어전압 발생을 위해 D/A변환기 22가 필요하다. 상기 IF AMP 24의 출력신호는 IF AMP 26으로 인가된다. 송신신호인 IF AMP 26의 출력은 비선형필터 16의 출력이 IF AMP 26의 이득을 제어하게 되므로 자동이득 제어가 된다.
상술한 종래의 자동이득 제어시스템은 수신된 신호의 세기를 검출하기 위해 AGC검출기 12의 구성을 필요로 하게 됨을 알 수 있다. 그런데 수신전력 레벨의 변화가 넓은 범위에서 상기 AGC검출기 12의 구성이 용이하지 않으며 또한 도 1의 IF AMP 6의 이득을 제어하기 위한 적절한 제어전압범위로 상기 AGC검출기 12의 출력레벨을 변화시켜 주는 부가적인 수단이 필요하게 된다. 또한 종래의 자동이득 제어시스템은 송신신호 송신시 송신전력을 제어하기 위해서 제어프로세서 18에서 발생하는 제어신호를 AGC검출기 12의 출력값과 비교하기 위한 비교기 14를 필요로 하는데 이 비교기 14의 출력을 정확하게 제어하기가 용이하지 않다. 왜나하면 비교기 14는 아날로그 회로소자로 구성되므로 잡음에 민감하며 소자의 특성상 응답시간에도 한계가 있다. 또한 종래의 자동이득 제어시스템은 제어프로세서 18에서 출력되는 디지탈신호를 비교기 14에서 비교하게 하기 위해 상기 디지탈 신호에 대응하는 아날로그값으로 변환시켜주는 D/A변환기 20을 필요로 한다. 그런데 상기 D/A변환기 20의 변환속도는 역시 종래 자동이득 제어시스템의 응답속도를 제한하는 요소가 된다. 특히 이동국에 수신되는 수신신호가 버스트(burst)한 경우에는 데이타 프레임 한 구간에 걸쳐서 수신레벨을 일정하게 유지하기 위해 이득을 제어하는 것은 매우 문제가 된다. 또한 종래의 자동이득 제어시스템은 비선형필터 16을 사용하는데 상기 비선형필터 16의 구성은 그 특성상 구현하기가 용이하지 않다. 그리고 상기 비선형필터 16이 IF AMP 26의 이득을 제어하기 위해서는 IF AMP 26의 이득가변제어 전압범위내에서 상기 비선형필터 16의 출력레벨을 변화시켜주는 부가적인 회로 즉, 레벨변환회로가 필요하게 된다. 그런데 이 레벨변환회로도 역시 상기 비선형필터 16의 비선형적인 특성으로 인해 구성하기가 용이하지 않다.
종래 자동이득 제어시스템에서 발생하는 전술한 문제점들은 아날로그적으로 이득을 제어하는 방법이라는 것에 근본 원인이 있다.
따라서 본 발명의 목적은 이동무선 통신시스템 송수신기의 이득제어방식을 디지탈적으로 자동 제어하는 방법 및 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 이동체 무선송수신단말에서 송수신시의 이득을 제어하기 위한 자동이득제어장치의 구성을 용이하게 구현하는 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 정확한 타이밍에 의한 자동이득 제어가 가능한 디지탈 자동이득 제어 방법 및 장치를 제공하는데 있다.
도 1은 이동통신 시스템에 사용되는 종래의 자동이득 제어 시스템의 블럭구성도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동이득 제어장치의 블럭구성도
도 3은 도 2의 선택로직부 50의 구체 회로도
도 4는 도 2의 송신타이밍 제어부 56의 구체 회로도
도 5는 도 2의 수신타이밍 제어부 58의 구체 회로도
도 6은 도 2의 타이밍 생성부 40의 구체회로도
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 각 회로부의 파형도
이하 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서 도면들중 동일한 구성요소들은 가능한한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동이득 제어장치의 블럭구성도로서, 디지탈적으로 이득제어가 가능토록 구현한 것이다. 종래의 자동이득제어 시스템의 구성인 도 1과 본 발명의 실시예에 따른 자동이득제어 장치의 구성인 도 2를 함께 참조, 비교하여 본 발명의 특징을 설명한다.
송수신 자동이득 제어시스템 구성시 가변이득 제어 증폭기의 제어를 종래의 기술에서는 도 1에서 보여주는 바와 같이 아날로그방식으로 모두 사용한다. 그렇지만 도 2의 RF IF 유니트 32에 포함되어 있는 본 발명에 따른 송신전력증폭기 34와 수신부증폭기 36은 디지탈적인 제어신호로 제어가능한 디지탈 제어이득 가변증폭기로 구현된다. 이러한 구현으로 이득제어의 용이함과 정확한 송수신이득제어가 가능해진다. 또한 종래 기술에서는 송신전력조정시 도 1에 도시된 바와 같이 IF AMP 6을 제어하기 위해 필요한 비선형 필터 16로 구성하였지만 본 발명에서는 도 2에 도시된 바와 같이 그 구성이 없어지고 제어 프로세서 38이 종래 비선형필터 16의 기능을 대신한다. 이러한 구현은 아날로그 비선형필터 구현의 난점을 해결한다.
도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 자동이득 제어장치의 구성을 설명한다.
RF IF 유니트 32는 안테나 30과 연결되어 있으며, 내부에 디지탈적인 제어신호로 제어가능한 디지탈 이득제어 가변증폭기인 송신전력증폭기 34와 수신부증폭기 36이 포함되어 있다. 제어프로세서 38은 송신시 이동국의 송신전력의 레벨을 조정하기 위하여 기지국으로부터 송신된 이동국 송신전력레벨 조정정보로부터 이동국의 송신전력레벨을 설정하고 이 설정된 송신전력레벨로 이동국이 다음 프레임을 송신할 수 있도록 송신전력증폭기 34의 이득을 가변시키는데 필요한 디지탈 이득제어신호를 발생시킨다. 그리고 수신시 수신된 1 프레임으로부터 다음 프레임 수신시에 요구되는 수신부 증폭기 36의 이득을 설정토록 제어한다. 상기 제어프로세서 38 내부에는 송수신시 필요한 각종 타이밍신호를 발생하기 위한 타이밍생성부 40을 포함하고 있다.
송신이득제어코드맵핑부 42는 제어프로세서 38로부터 출력되는 송신전력증폭기 34의 이득과 수신부증폭기 36의 이득을 가변시키는데 필요한 디지탈 이득제어신호를 코드로 맵핑한다.
RSSI(Recived Signal Strength Indication)검출기 44는 IF RF 유니트 32로부터 출력되는 수신 프레임에서 수신감도세기 RSSI(Recived Signal Strength Indication)를 검출한다. A/D변환기 46은 상기 검출된 수신감도세기 RSSI를 타이밍생성부 40에서 발생하는 클럭 RSSI A/D CLK에 클럭킹되어 디지탈로 변환하여 출력한다. 상기 A/D변환부 46에서 출력되는 디지탈신호는 수신부증폭기 36의 이득을 가변시키는데 필요한 디지탈 이득제어신호이다. 수신이득 코드맵핑부 48은 A/D변환기 46으로부터 출력되는 수신부증폭기 36의 이득을 가변시키는데 필요한 디지탈 이득제어신호를 코드로 맵핑한다.
멀티플랙서 52는 송신이득제어코드 맵핑부 42 및 수신이득 제어코드 맵핑부 48에서 각각 출력되는 디지탈 이득제어코드를 선택제어로직부 50으로부터 출력되는 선택제어신호 MUX_SEL에 의거하여 멀티플랙싱한다. 상기 멀티플랙서 52의 출력은 선택제어신호 MUX_SEL에 의거하여 두 모드(송신모드 및 수신모드)중 하나의 모드에 따른 디지탈 이득제어코드를 출력한다.
멀티플랙서 52의 출력은 송신부 데이타래치 60 및 수신부 데이타래치 62의 입력과 연결되며, 또한 제어프로세서 38과도 연결된다. 상기 제어프로세서 38과 연결된 출력선 53의 기능은 기지국에서 이동국으로 송신한 프레임이 이동국의 송신전력증폭기 34의 이득을 제어하는 명령(즉, 송신전력 레벨조정정보)을 포함하고 있지 않는 경우 바로 이전의 프레임 송신시에 설정된 송신전력증폭기 34의 이득값으로 다음 프레임을 송신하기 위해 송신이득제어코드맵핑부 42의 출력값인 디지탈 제어코드를 다시 제어프로세서 38로 궤환시키는 역할을 한다.
타이밍제어부 54는 송신타이밍 제어부 56과 수신타이밍 제어부 58로 구성되며, 타이밍생성부 40 및 제어프로세서 40 자체에서 발생하는 각종 타이밍신호에 의거해 데이타 송수신시 송수신 이득제어용 디지탈 제어코드가 송신전력증폭기 34 또는 수신부증폭기 36에 인가되도록 송수신타이밍을 제어한다.
송신부 데이타래치 60은 소정 개의(예컨데 4개) 플립플롭으로 구성되며, 멀티플랙서 52의 출력을 타이밍제어부 54의 송신타이밍 제어에 의거하여 소정 래치하여 소정비트(예컨데 4비트)의 이득제어코드를 송신전력증폭기 34에 인가한다. 수신부 데이타래치 62는 소정 개의(예컨데 4개) 플립플롭으로 구성되며, 멀티플랙서 52의 출력을 타이밍제어부 54의 수신타이밍 제어에 의거하여 소정 래치하여 소정비트(예컨데 4비트)의 이득제어코드를 수신부증폭기 36에 인가한다.
도면에서 도 3은 도 2의 선택로직부 50의 구체 회로도이고, 도 4는 도 2의 송신타이밍제어부 56의 구체 회로도이며, 도 5는 도 2의 수신타이밍제어부 58의 구체 회로도이다. 도 6은 타이밍 생성부 40의 구체회로도이다. 그리고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 각 회로부의 파형도이다.
이하 본 발명의 실시예에 따른 자동이득 제어장치의 동작을 첨부된 도 2 내지 도 7을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.
먼저 도 2를 참조하면, TDD전송방식으로 동작하는 이동통신시스템에서 안테나 30을 통해 수신된 1프레임은 RF IF 유니트 32를 거쳐서 주파수변환 및 증폭된 후 제어프로세서 38 및 RSSI검출기 44에 인가된다. 이때 수신된 1프레임은 RF IF 유니트 32에 포함된 수신부 증폭기 36도 거침을 이해하여야 한다.
제어프로세서 38은 수신된 1프레임을 처리하는데, 먼저 1프레임에 포함된 이동국 송신전력레벨 조정정보를 추출하여 이로부터 송신시 필요한 이동국의 송신전력레벨을 설정한다. 그리고 이 설정된 송신전력레벨로 이동국이 다음 프레임을 송신할 수 있도록 송신전력증폭기 34의 이득을 가변시키는데 필요한 송신용 디지탈 이득제어신호를 송신이득제어코드 맵핑부 42로 출력한다. 그러면 송신이득 코드맵핑부 42는 상기 송신용 디지탈 이득제어신호를 코드로 맵핑한다.
또한 상기 제어프로세서 38은 송수신 이득 제어관련 타이밍신호를 타이밍 생성부 40을 통하여 생성한다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 타이밍 생성부 40의 구체회로를 보여주고 있다.
도 6 및 도 7을 함께 참조하면, 수신모드시 제어프로세서 38에서 생성되는 수신인에이블신호 RXE와 수신 1프레임의 수신구간을 알리는 수신인식신호 B_RXE가 제어프로세서 38 내부에 있는 타이밍 생성부 40에 인가된다. 도 7에 도시된 바와 같은 수신인식신호 B_RXE는 타이밍생성부 40의 원숏트발생부 110와 116에 각각 인가되는데, 그에 따라 상기 원숏트발생부 110은 B_RXE의 하강에지에서 원숏트신호를 발생하고 상기 원숏트발생부 116은 B_RXE의 상승에지에서 원숏트신호를 발생한다. 원숏트발생부 110에서 발생한 원숏트신호는 도 7에 도시된 B_RXE_END1신호로서 수신 1프레임의 끝을 알리는 신호이다. 원숏트발생부 112는 상기 B_RXE_END1의 하강에지에서 다시 원숏트신호 B_RXE_END2를 발생하고, 이 신호는 인버터 114를 거쳐 /B_RXE_END2로 된다. 상기 /B_RXE_END2는 송신타이밍제어부 56에 인가된다.
원숏트 발생부 116에서 발생되는 원숏트신호는 도 7에 도시된 RSSI A/D CLK 신호로서 도 2의 A/D변환기 46을 동작시키는 클럭신호이다. 상기 원숏트발생부 116의 출력은 또한 인버터 118에 의하여 반전되어 출력되는데, 이 반전된 신호는 도 2의 선택제어로직부 50에 인가되는 MUX_CNT_CLK 신호이다.
그리고 수신인에이블신호 RXE는 타이밍생성부 40의 원숏트발생부 120에 인가되는데, 원숏트발생부 120은 상기 RXE의 하강에지에서 원숏트신호를 발생하고 인버터 122는 상기 원숏트신호를 반전하여 도 7에 도시한 바와 같은 RXE_NEG_EDGE 신호를 출력한다.
도 2로 다시 돌아가면, RSSI검출기 44는 IF RF 유니트 32로부터 출력되는 수신된 1프레임의 수신감도세기 RSSI를 검출하여 A/D변환기 46으로 출력한다. 수신된 1프레임의 신호의 세기 즉, 1프레임의 수신감도세기 RSSI는 1프레임이 완전히 수신되기 전에도 결정될 수 있다. A/D변환기 46은 상기 검출된 수신감도세기 RSSI를 타이밍생성부 40에서 발생하는 클럭 RSSI A/D CLK에 클럭킹되어 디지탈로 변환하여 출력한다. 도 7를 참조하면, 수신감도세기 RSSI가 클럭킹되어 A/D변환기 46으로부터 출력되는 구간은 1프레임의 시작 타이밍에서부터 원숏트 펄스 구간임을 알 수 있다. 상기 A/D변환부 46에서 출력되는 디지탈신호는 수신부증폭기 36의 이득을 가변시키는데 필요한 디지탈 이득제어신호이다. 수신이득 코드맵핑부 48은 A/D변환기 46으로부터 출력되는 수신부증폭기 36의 이득을 가변시키는데 필요한 디지탈 이득제어신호를 코드로 맵핑한다.
도 2에서 멀티플랙서 52는 송신이득제어코드 맵핑부 42 및 수신이득 제어코드 맵핑부 48에서 각각 출력되는 디지탈 이득제어코드를 도 7에 도시된 바와 같은 선택제어신호 MUX_SEL에 의거하여 멀티플랙싱한다. 상기 선택제어신호 MUX_SEL은 선택제어로직부 50에 의해 생성되며 상기 멀티플랙서 52의 선택단 S에 인가된다.
도 3은 선택제어로직부 50의 구체회로를 보여주고 있다. 도 3을 참조하여 선택제어신호 MUX_SEL을 출력하는 선택제어로직부 50의 동작을 더욱 상세히 설명한다.
선택제어로직부 50에는 제어 프로세서 38내 타이밍 생성부 40에서 발생한 MUX_CNT_CLK, RXE_NEG_EDGE 신호와 수신인에이블시 제어프로세서 38 자체에서 발생하는 RXE신호 및 파워온시 발생하는 RESET신호가 입력된다. 도 7에 도시된 바와 같은 RXE_NEG_EDGE 신호는 선택제어로직부 50의 앤드게이트 74에서 앤드게이팅되어 디형플립플롭 76의 클리어단 CLR에 인가된다. 도 7에 도시된 바와 같은 상기 RXE_NEG_EDGE의 에지에서부터 디형 플립플롭 76은 클리어된다. 그래서 출력을 로우상태로 후단의 디형 플립플롭 78의 프리세트단 PR로 인가한다. 후단의 디형 플립플롭 78은 프리셋트단 PR로 인가된 로우상태의 신호에 의해 프리세트되어 하이상태를 출력하고, 그후 수신인식신호 B_RXE가 클럭신호로 인가됨에 따라 상기 B_RXE의 하강에지에서 클럭킹되어 입력단 D에 연결된 접지전원 0볼트를 출력한다. 상기 디형 플립플롭 78에서 출력되는 신호가 바로 도 2의 멀티플랙서 52의 선택단 S에 인가되는 MUX_SEL이다. 상기 디형플립플롭 78의 출력 MUX_SEL의 파형은 도 7에 도시된 바와 같이된다.
도 2를 다시 참조하면, 상기 선택제어신호 MUX_SEL에 의해 멀티플랙서 52의 출력은 다음 프레임이 송신되거나 수신되기 전에 두 모드(송신모드/수신모드)중 한 모드로 설정된다. 즉, 멀티플랙서 52는 상기 MUX_SEL의 출력이 논리 하이'상태일 경우(수신모드)에는 수신이득제어코드 맵핑부 48의 이득제어코드를 선택하여 출력하고 상기 MUX_SEL의 출력이 논리 로우'상태일 경우(송신모드)에는 송신이득제어코드 맵핑부 42의 이득제어코드를 선택하여 출력한다.
상기 멀티플랙서 52의 출력은 송신부 데이타래치 60 및 수신부 데이타래치 62의 입력과 연결되며, 또한 제어프로세서 38과도 연결된다. 상기 제어프로세서 38과 연결된 출력선 53의 기능은 기지국에서 이동국으로 송신한 프레임이 이동국의 송신전력증폭기 34의 이득을 제어하는 명령(즉, 송신전력 레벨조정신호)을 포함하고 있지 않는 경우 바로 이전의 프레임 송신시에 설정된 송신전력증폭기 34의 이득값으로 다음 프레임을 송신하기 위해 송신이득제어코드맵핑부 42의 출력값인 디지탈 제어코드를 다시 제어프로세서 38로 궤환시키는 역할을 한다.
상기 멀티플랙서 52의 출력은 송신부 데이타래치 60 및 수신부 데이타래치 62로 각각 인가된다.
송신부 데이타래치 60은 4입력 플립플롭(일예로, MC14175B)으로 구성되며, 멀티플랙서 52의 출력을 타이밍제어부 54의 송신타이밍 제어에 의거하여 소정 래치하여 소정비트(예컨데 4비트)의 이득제어코드를 송신전력증폭기 34에 인가한다. 수신부 데이타래치 62도 4입력 플립플롭(일예로, MC14175B)으로 구성되며, 멀티플랙서 52의 출력을 타이밍제어부 54의 수신타이밍 제어에 의거하여 소정 래치하여 소정 비트(예컨데 4비트)의 이득제어코드를 수신부증폭기 36에 인가한다.
송신부 데이타 래치 60 및 수신부 데이타래치 60에 송수신타이밍 제어를 수행하는 타이밍제어부 54는 송신타이밍 제어부 56과 수신타이밍 제어부 58로 구성된다.
송신타이밍 제어부 56의 구체회로는 도 4와 같으며, 수신타이밍 제어부 58의 구성 회로는 도 5와 같다.
먼저 도 4를 참조하여 송신타이밍 제어부 56의 동작을 상세히 설명한다. 송신타이밍제어부 56은 도 7에 도시되어 있는 바와 같은 수신인식신호의 끝을 알리는 B_RXE_END 신호를 송신부데이타 래치부 60의 클럭단과 수신부 데이타래치 62의 클리어단 CLR에 인가한다. 상기 B_RXE_END신호는 하기와 같은 회로의 동작에 의해서 송신타이밍 제어부 56으로부터 발생한다.
송신타이밍제어부 56의 원숏트발생부 80은 수신인에이블신호 RXE의 상승에지에서 원숏트신호를 발생하여 디형 플립플롭 82의 클럭단에 인가한다. 디형 플립플롭 82은 입력단 D의 풀업전압을 출력하게 되므로, B_RXE_END 신호는 도 7에서 보여주는 바와 같이 하이상태가 된다. 한편 디형 플립플롭 84는 리셋신호 RESET에 의해서 클리어되어 논리 로우상태를 디형 플립플롭 86의 프리세트단 PR에 인가하고 그에따라 디형 플립플롭 86은 하이상태를 유지하고 있다. 그러다가 디형 플립플롭 84의 클럭단으로 B_RXE가 인가되면 디형 플립플롭 84는 입력단 D에 연결된 풀업전원에 따른 논리 하이상태를 출력한다. 그후 디형 플립플롭 86은 타이밍생성부 40에서 출력되는 B_RXE_END1의 하강에지에서 입력단 D에 연결된 접지전원을 래치한다. 그에 따라 디형 플립플롭 86은 논리 로우상태를 오아게이트 92로 출력한다. 또 다른 한편 리셋신호 RESET와 /B_RXE_END2는 앤드게이트 90에서 앤드게이팅되어 디형 플립플롭 88의 클리어단 CLR에 인가되고 디형 플립플롭 88은 논리 로우상태의 리셋신호 RESET 또는 /B_RXE_END2의 인가에 의해 논리 로우상태를 오아게이트 92로 출력한다. 오아게이트 92는 디형 플립플롭 86과 88의 출력을 오아게이팅하여 디형 플립플롭 82의 클리어단 CLR로 출력한다. 오아게이트 92의 출력이 논리 로우상태일 때가 디형 플립플롭 82로부터 출력되는 B_RXE_END가 논리 로우상태가 된다. 상기 B_RXE_END가 논리 로우상태로 천이되는 시점을 도 4 및 도 7를 동시에 참조하여 살펴보면, B_RXE_END1이 디형 플립플롭 86에 인가되는 타이밍 또는 /B_RXE_END2가 인가되는 타이밍에서 이다.
송신타이밍 제어부 56에서 출력되는 B_RXE_END는 송신부 데이타래치 60의 클럭단 및 수신부 데이타래치 62의 클리어단 CLR에 인가된다.
다음으로 도 5를 참조하여 수신타이밍 제어부 58의 동작을 상세히 설명한다. 수신타이밍 제어부 58에 인가되는 송신인에이블신호 TXE의 에지에서 원숏트발생부 100 및 102는 원숏트신호를 발생한다. 원숏트발생부 102의 펄스폭은 원숏트 발생부 100의 펄스폭보다 더 크다. 상기 원숏트발생부 102의 출력은 도 7에 도시된 바와 같은 파형의 수신로드 클럭신호 RX_LD_CLK이다. 원숏트 발생부 100에서 출력된 원숏트신호 즉, 송신인에이블 클리어신호 TXE_CLR은 익스크루시브 오아게이트 104에서 리셋신호 RESET와 배타적 논리합되어 송신클리어신호 TX_CLR를 출력한다.
도 5의 수신타이밍 제어부 58에서 출력되는 수신로드 클럭신호 RX_LD_CLK는 수신부 데이타래치 62의 클럭단에 인가되고, 송신클리어신호 TX_CLR은송신부 데이타 래치 60의 클리어단 CLR에 인가된다.
다시 도 2로 돌아와서, 송신부 데이타래치 60 및 수신부 데이타래치 62의 동작을 도 7의 파형도를 참조하여 상세히 설명한다.
먼저 수신부 데이타래치 62의 동작을 설명하면, 수신모드(MUX_SEL=1)시 수신부 데이타래치 62는 수신이득 제어코드 맵핑부 48의 출력인 수신용 이득제어코드를 멀티플랙서 52를 통하여 입력한다. 그리고 수신타이밍제어부 58에서 인가되는 수신로드클럭 RX_LD_CLK신호의 상승에지에서 입력되는 수신용 이득제어코드 RXGC를 래치하여 수신부증폭기 36에 인가한다. 본 발명에서 상기 송신용 이득제어코드는 4비트로 구현되었다. 그러다가 송신타이밍제어부 56으로부터 출력되는 클리어단 CLR에 인가되는 B_RXE_END신호의 하강에지에서 클리어된다. 그에 따라 수신부 증폭기 36의 동작은 오프된다.
도 7에서 상기 B_RXE_END신호를 보면, B_RXE신호가 비액티브된 후에도 /B_RXE_END2가 하강 천이를 일으킬 때까지 계속 논리 하이상태를 유지하고 있음을 볼 수 있는데, 이것은 수신하고 있는 1프레임이 완전히 처리될 때까지 송신전력증폭기 34에 이득제어코드를 로드하지 않기 위함이다.
다음으로 송신부 데이타래치 60의 동작을 설명하면, 송신모드(MUX_SEL=0)시송신부 데이타래치 60은 송신이득 제어코드 맵핑부 42의 출력인 송신용 이득제어코드를 멀티플랙서 52를 통하여 입력한다. 그리고 송신타이밍 제어부 56에서 인가되는 B_RXE_END신호의 논리 로우상태 동안 송신용 이득제어코드 TXGC를 래치하여 송신전력증폭기(34)에 인가한다. 본 발명에서 상기 송신용 이득제어코드는 4비트로 구현되었다. 그러다가 수신타이밍제어부 58로부터 송신클리어신호 TX_CLR이 클리어단 CLR로 인가되면 클리어된다. 그에 따라 송신전력증폭기 34의 동작은 오프된다.
전술한 송신부 데이타래치 60 및 수신부 데이타래치 62의 동작을 살펴보면, 수신모드(즉 MUX_SEL=1)일 때에는 수신부 데이타래치 62가 수신용 이득제어코드를 수신부증폭기 36에 인가하는 동작을 수행하고 동시에 송신부 데이타래치 60은 오프됨을 알 수 있다. 이렇게 하는 이유는 수신부가 프레임수신시 송신전력증폭기 32로 인한 수신부의 수신감도저하를 방지하기 위함이다. 또한 송신모드(즉 MUX_SEL=0)일 때에는 송신부데이타 래치 60이 송신용 이득제어코드를 송신전력증폭기 34에 인가하는 동작을 수행하고 동시에 수신부 데이타래치 62는 오프됨을 알 수 있다. 이는 송신시 이득제어를 정확히 하도록 하기 위함이다.
또한 도 7을 참조하면 수신로드클럭신호 RX_LD_CLK의 펄스폭이 송신클리어신호 TX_CLR의 펄스폭보다 넓게 설정되었는데, 이는 송신전력증폭기 34의 동작을 확실히 오프시키고 난후 수신부증폭기 36의 이득을 설정하기 위함이다.
본 발명의 설명에서 원숏트발생기들에서 발생하는 원숏트신호의 펄스폭은 필요에 따라 조절가능하다. 또한 이득 제어코드를 4비트로 구현하였지만 다르게 구현될 수 있다. 상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 여러가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구의 범위와 특허청구의 범위의 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 TDD모드에서 동작하는 이동무선 송수신기단말에서 행해지는 종래의 아날로그적 송수신 자동이득 제어방식을 디지탈적으로 처리함으로써 복잡하고 구현상 난점이 많은 아날로그 방식에 의한 자동이득제어 회로의 구성을 피할 수 있다. 그리고 제어 프로세서에 의한 정확한 타이밍제어로 송수신시 이득제어를 정확히 할 수 있다. 또한 송신시에는 수신부 데이타 래치를 클리어시켜서 수신부 증폭기를 오프시킴으로써 수신기에서 발생되는 송신변조파형 재발생(regeneration) 및 커플링(coupling)에 의한 송신변조 파형의 파형왜곡을 방지하는 한편 수신시에는 송신부 데이타 래치를 클리어시킴으로써 송신기에서 발생하는 캐리어가 수신기쪽으로 누설되는 것을 방지하여 수신기의 수신감도저하를 방지하는 효과를 가져온다.

Claims (2)

  1. 이동 통신시스템 송수신기의 자동이득제어 장치에 있어서,
    송수신부에 각각 위치하며 디지탈적인 제어에 의해 증폭이득이 제어되는 송신전력증폭기 및 수신부증폭기와,
    기지국에서 전송된 수신신호내 포함된 이동국 송신전력레벨 조정정보를 이용하여 다음번 송신할 프레임의 증폭이득 제어신호를 출력하며, 송신전력기 및 수신부증폭기의 증폭이득을 제어를 위한 각종 타이밍 신호를 생성하는 제어프로세서와,
    상기 수신부증폭기가 포함된 수신부를 통하여 인가된 수신신호의 수신감도세기를 검출하는 수신감도세기 검출부와,
    검출된 수신감도세기를 상기 제어프로세서의 소정 타이밍 신호에 의거하여 디지탈로 변환 출력하는 A/D변환부와,
    상기 다음번 송신할 프레임의 송신용 증폭이득 제어신호를 코드로 맵핑하고 출력하는 송신 이득 제어코드 맵핑부와,
    상기 A/D변환기의 출력을 수신용 증폭이득 제어코드를 맵핑하고 출력하는 수신 이득 제어코드 맵핑부와,
    상기 제어프로세서의 타이밍 신호에 의거하여 송신모드 및 수신모드에 따른 선택제어신호를 출력하는 선택제어부와,
    상기 선택제어신호에 의거하여 상기 송신용 이득 제어코드 또는 수신용 이득제어코드를 선택출력하는 선택부와,
    상기 제어프로세서에서 발생하는 각종 타이밍신호에 의거해 데이타 송수신모드에 따른 타이밍 제어신호를 출력하는 타이밍 제어부와,
    상기 타이밍 제어신호에 의거하여 상기 선택부에서 선택된 송신용 이득제어코드 또는 수신용 이득제어코드를 송신전력증폭기 또는 수신부 증폭기에 인가하는 송수신 데이타 래치로 구성함을 특징으로 하는 디지탈 자동이득제어장치.
  2. 디지탈적인 제어에 의해 증폭이득이 제어되는 송신전력증폭기 및 수신부증폭기를 구비하고 있는 이동 통신시스템 송수신기의 자동이득제어 방법에 있어서,
    기지국에서 전송된 수신신호내 포함된 이동국 송신전력레벨 조정정보를 이용하여 다음번 송신할 프레임의 증폭이득 제어신호를 출력하며, 송신전력기 및 수신부증폭기의 증폭이득을 제어를 위한 송수신모드에 따른 각종 타이밍 신호를 생성하는 제1과정과,
    상기 수신부증폭기가 포함된 수신부를 통하여 인가된 수신신호의 수신감도세기를 검출하고 디지탈로 변환 출력하는 제2과정과,
    상기 다음번 송신할 프레임의 송신용 증폭이득 제어신호를 송신용 증폭이득 제어코드로 맵핑하고 상기 디지탈로 변환된 수신감도세기를 수신용 증폭이득 제어코드를 맵핑하는 제3과정과,
    송신모드 및 수신모드에 따른 타이밍 신호에 의거하여 상기 송신용 이득 제어코드 또는 수신용 이득제어코드를 선택출력하는 제4과정과,
    상기 송신모드 및 수신모드에 따른 타이밍 신호에 의거하여 상기 선택된 송신용 이득제어코드 또는 수신용 이득제어코드로 송신전력증폭기 또는 수신부 증폭기의 증폭이득을 제어하는 제5과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 디지탈 자동이득제어 방법.
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