KR100222427B1

KR100222427B1 - 아날로그/ 코드분할 다중접속 방식 겸용 부스터 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR100222427B1
Application number: KR1019970013197A
Authority: KR
Inventors: 테루오 무라사키
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1997-04-10
Filing date: 1997-04-10
Publication date: 1999-10-01
Also published as: KR19980076476A

Abstract

송신파워증폭기를 구비하며, 아날로그 방식/ 코드분할 다중접속 방식 겸용 휴대전화에 접속하여 사용하는 본 부스터는, 상기 송신파워증폭기 전단에 접속되어 송신 이득을 제어하는 가변 감쇠기와, 상기 휴대전화로부터 입력되는 소정의 제어신호와 상기 검파기에서 검출한 송신전력 레벨을 비교하고, 그 결과에 따라 상기 가변감쇠기를 조정하는 이득제어부를 가짐을 특징으로 한다.

Description

아날로그/ 코드분할 다중접속 방식 겸용 부스터 및 그 제어 방법

본 발명은 무선통신 시스템에 있어서 부스터(booster)에 관한 것으로, 특히 아날로그방식과 코드분할 다중접속(Code Division Multi Access: 이하 CDMA라 함.)방식의 이중모드 휴대전화에 접속해서 사용하는 부스터 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

통상적으로 CDMA 변조 방식을 채택하여 설계한 것은 디지탈 시스템이라 하고, 주파수 변조 방식을 채택하여 설계한 것은 아날로그 혹은 신형 이동전화 서비스(Advanced Mobile Phone Service: 이하 AMPS라 함.)시스템이라 한다. CDMA 셀룰러 시스템은 실제 사용할 때 아날로그 시스템과 듀얼(dual) 모드로 사용된다. 즉 CDMA 모드뿐만 아니라 AMPS 모드에서도 사용이 가능한 듀얼 모드 전화기로 설계하여 사용한다.

현재 CDMA방식 휴대전화 서비스가 실용화 되고, 서서히 그 가입자(subscriber)의 수도 점점 증가되고 있는 추세이다. 이렇게 가입자의 수가 증가하게 되면 기지국의 설치도 그에 준하여 이루어져야 하나 현재로서는 불충분한 상태이다. 또한 송신파워가 낮은 단말기에서는 약 전계지역에서의 전화가 불가능하다는 문제점도 제기되고 있다. 그래서 아날로그방식 휴대전화에서는 이와 같은 문제를 조금이라도 완화시키기 위하여 자동차 안에서 사용할 때에는 차재(車載)용 부스터를 사용하는 가입자가 많다. 일반적으로 무선 수신기에 쓰이는 부스터는 안테나의 입력 단자에 삽입되며 선택도가 뛰어난 고주파 프리앰프이고, 무선 송신기에 쓰이는 부스터는 고주파 출력을 5∼10배 정도로 증대시키는 고주파 전력 증폭기이다. 대개의 부스터는 이 두 가지 기능을 겸한다.

도 1은 종래의 무선 송수신기 구성을 나타낸 블록도로서, 점선으로 표시한 참조부호 '3'에 속하는 부분이 부스터이다.

단말기 1은 핸드셋(hand set)이고, 핸즈프리(hands free) 2는 가입자가 상기 핸드셋 1을 들지 않고도 통화를 할 수 있도록 하기 위한 제어 동작을 처리한다. 부스터 3은 전파를 송수신하는 안테나 11과 상기 핸즈프리 2 사이에 접속되고, 듀플렉서 4, 송신파워증폭기 5, 검파기 6, 아이솔레이터 7, 송신이득 제어부 8, 저잡음증폭기(Low Noise Amplifier: 이하 LNA라 함.) 9 및 듀플렉서 10을 포함한다.

듀플렉서 4는 상기 핸즈프리 2와 송·수신 부분(part)의 연결을 절체한다. 듀플렉서 10은 안테나 11과 송·수신 부분의 연결을 절체한다. 송신파워증폭기 5는 송신할 신호를 일정 정도 증폭한다. 검파기 6은 상기 송신파워증폭기 5에서 출력되는 신호의 레벨, 즉 크기를 검출한다. 아이솔레이터 7은 상기 송신파워증폭기 5에서 출력되는 무선 주파수의 전파를 반사파 없이 상기 듀플렉서 10으로 전달하기 위한 것이다. 송신이득 제어부 8은 상기 핸즈프리 2를 통해 단말기 1로부터 입력되는 송신전력 관련 제어신호와 상기 검파기 6에서 검출한 크기 정보를 비교하고, 그 결과에 따라 상기 송신파워증폭기 5를 제어하여 신호의 증폭 정도를 조절한다. 저잡음증폭기(Low Noise Amplifier: 이하 LNA라 함.) 9는 상기 듀플렉서 10에서 제공되는 수신 신호를 저잡음 증폭하여 전술한 듀플렉서 4로 전달한다.

그런데 아날로그용 부스터는 송신측의 사양이 다르기 때문에 그대로 사용할 수 없고 C급의 송신 파워증폭기를 사용한다. 왜냐하면 아날로그방식에서는 송신파의 진폭의 포화가 문제가 되지 않으며, 효율을 높이기 때문이다. 반면에 CDMA방식에 요구되는 송신 파워증폭기는 선형성(linearity)과 동적 범위(dynamic range)가 심하기 때문에 A급 또는 AB급으로 동작하는 것이다. 또한 양자, 즉 아날로그방식과 CDMA방식에서 사용하는 송신 이득 제어방법이 다르기 때문에 그대로는 아날로그방식과 CDMA방식에 공용할 수 없다.

따라서 본 발명의 목적은 아날로그방식과 CDMA방식 단말기에 겸용 가능한 부스터 및 그 제어 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 송신파워증폭기를 구비하며, 아날로그 방식/ 코드분할 다중접속 방식 겸용 휴대전화에 접속하여 사용하는 부스터에 있어서, 상기 송신파워증폭기 전단에 접속되어 송신 이득을 제어하는 가변 감쇠기와, 상기 휴대전화로부터 입력되는 소정의 제어신호와 상기 검파기에서 검출한 송신전력 레벨을 비교하고, 그 결과에 따라 상기 가변감쇠기를 조정하는 이득제어부를 가짐을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 무선 송수신기 구성을 나타낸 블록도

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 송수신기 구성을 나타낸 블록도

도 3은 도 2중 이득제어부의 구성을 나타낸 블록도

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시 예에 따른 가변 감쇠기 이득 제어 과정을 나타낸 흐름도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 단말기 2 : 핸즈프리

3 : 부스터 4 : 듀플렉서

5 : 송신파워증폭기 6 : 검파기

7 : 아이솔레이터 8 : 송신이득 제어회로

9 : 저잡음증폭기 10 : 듀플렉서

11 : 안테나 12 : 가변 감쇠기

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한 하기 설명에서는 구체적인 회로의 구성 소자 등과 같은 많은 특정(特定) 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 송수신기 구성을 나타낸 블록도로서, 선형성이 좋은 A 혹은 AB급 송신파워증폭기 5의 전단(全段)에 설치한 가변 감쇠기(attenuator) 12를 제외한 나머지 구성은 전술한 도 1과 동일하다. 송신측에서는 단말기로부터 제어신호를 받고 다음 표1에 나타낸 바와 같이 각 방식별로 절환하여 이득을 제어한다.

[표 1]

	아나로그방식	CDMA방식
송신출력(dBm)	PL: +36 +2/-4 PL: +32 +2/-4 PL: +28 +2/-4 PL: +24 +2/-4 PL: +20 +2/-4 PL: +16 +2/-4 PL: +12 +2/-4 PL: +8 +2/-4	-50 ∼ +36

도 3은 도 2중 이득제어부 8의 구성을 나타낸 블록도이다. 이득제어부 8은 아나로그 제어부분 81과 CDMA 제어부분 82 그리고 모드절환스위치 83으로 구성된다. 도시한 바와 같이, 상기 이득제어부 8에 입력되는 신호에는 3개가 있다. 하나는 검파기 6으로부터 입력되는 신호 Vdet이고, 다른 하나는 이득제어신호 Vgc이며, 또 다른 하나는 모드절환신호이다. 이들중 검파기 6으로부터 입력되는 신호는 아날로그 제어부분 81에만 입력되고, 모드절환신호는 모드절환스위치 83에만 입력되며, 상기 이득제어신호는 아나로그 제어부분 81과 CDMA 제어부분 82에 공히 입력되며, 전력 밀도 변조(power density modulated) 신호, 즉 펄스 폭에 의해 제어하는 신호이다. 상기 모드절환신호는 하이(high) 혹은 로우(low) 상태를 갖는 신호로서, CDMA 혹은 아나로그모드를 선택하기 위한 것이다. 그런데 CDMA 혹은 아나로그모드의 절환은 시스템으로부터 단말기 1로 절환 명령이 보내지면 이 명령을 받은 상기 단말기 1에서 소프트웨어적으로 실행하는 것이다. 상기 이득제어부 8의 출력신호 Vcon은 가변 감쇠기 12를 제어하기 위한 직류전압신호이다. 구체적으로, 아날로그모드일 때 상기 이득제어부 8은 입력신호, 즉 이득제어신호 Vgc와 검파출력신호 Vdet를 비교하고 그 차에 대응되는 제어전압 Vcon을 출력한다. CDMA모드일 때 상기 이득제어부 8은 입력신호, 즉 이득제어신호 Vgc에 대응되는 제어전압 Vcon을 출력한다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시 예에 따른 가변 감쇠기 이득 제어 과정을 나타낸 흐름도이다. a단계에서 CDMA모드인지 여부를 체크한다. 상기 체크결과 CDMA모드가 아니면 b단계에서 아나로그 파워 레벨(power level)을 설정한다. 본 실시예에서는 예를 들어, PL0∼PL7의 레벨이 있다고 가정한다. 파워 레벨이 설정되면 c단계에서 통화를 하다가 d단계로 진행하여 검파기 6의 출력 전압(이하 Vdet라 함.)이 이득제어부 8의 출력 전압(이하 Vcon이라 함.)과 같은지 여부를 체크한다, 상기 체크결과 같지 않으면 e단계에서 이득제어신호 Vgc와 상기 Vdet의 차에 해당하는 Vcon을 발생하여 가변 감쇠기 6의 이득을 제어한 다음 상기 d단계로 되돌아간다. 반면에, Vdet와 Vcon이 같으면 Vcon을 그대로 계속 유지한 채 f단계로 진행하여 PL의 변경 여부를 체크한다. 상기 체크결과 PL의 변경이 있으면 상기 d단계로 되돌아가고, 변경이 일어나지 않았으면 g단계에서 훅-온(hook on) 여부를 판단하여 훅-온이 감지된 경우는 작업을 종료하고, 훅-온이 감지되지 않으면 상기 d단계로 되돌아간다.

전술한 a단계에서 CDMA모드로 판단된 경우에는 h단계로 진행하여 CDMA모드 PL을 설정한다. 그리고 송신전력(이하 Pout라 함.)을 -50 ∼ +36[dBm]으로 설정한다. 이러한 설정이 끝나면 i단계에서 통화를 행하다가 j단계로 진행하여 상기 Pout이 변경되었는지 여부를 체크한다. 상기 체크결과 Pout이 변경되었으면 k단계에서 이득제어신호 Vgc에 대응되는 Vcon을 발생하여 가변 감쇠기의 이득을 제어한 다음 j단계로 되돌아가 Pout 변경 여부를 체크하는 동작을 반복한다. 반면에, 상기 Pout이 변경되었으면 l단계로 진행하여 훅-온 여부를 판단한다. 상기 판단결과 훅-온이 감지된 경우는 통화가 끝난 것인 바 작업을 종료하고, 훅-온이 감지되지 않으면 j단계로 되돌아가 Pout 변경 여부를 체크하는 동작을 반복한다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 않되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같은 본 발명은 부스터가 아날로그와 CDMA 양방식으로 사용할 수 있게 되고, CDMA 서비스영역의 확대 및 CDMA 기지국이 설치되어 있지 않은 아날로그 서비스영역에서의 통화가 가능하게 되는 장점이 있다.

Claims

송신파워증폭기를 구비하며 아날로그 방식/ 코드분할 다중접속 방식 겸용 휴대전화에 접속하여 사용하는 부스터에 있어서,

상기 송신파워증폭기 전단에 접속되어 송신 이득을 제어하는 가변 감쇠기와,

상기 휴대전화로부터 입력되는 소정의 제어신호와 상기 검파기에서 검출한 송신전력 레벨을 비교하고, 그 결과에 따라 상기 가변감쇠기를 조정하는 이득제어부를 가짐을 특징으로 하는 부스터.
송신파워증폭기를 구비하며 아날로그 방식/ 코드분할 다중접속 방식 겸용 휴대전화에 접속하여 사용하는 부스터에 있어서,

상기 송신파워증폭기 전단에 접속되어 송신 이득을 제어하는 가변 감쇠기와,

아날로그모드일 때에는 입력신호와 검파출력신호를 비교하고 그 차에 대응되는 제어전압을 출력하며, 코드분할 다중접속모드일 때에는 입력신호에 대응되는 제어전압을 출력하여 상기 가변 감쇠기를 제어함을 특징으로 하는 부스터.
제2항에 있어서, 상기 이득제어부가,

검파기 출력 신호와 이득제어신호를 입력하는 아나로그 제어부분과,

이득제어신호를 입력하는 코드분할 다중접속 제어부분과,

아나로그 혹은 코드분할 다중접속모드 절환신호에 따라 상기 아나로그 제어부분의 출력과 상기 코드분할 다중접속 제어부분의 출력중 하나만을 선택하여 가변 감쇠기에 이득 제어 전압으로 전달하기 위한 모드절환스위치로 구성됨을 특징으로 하는 부스터.
송신파워증폭기, 상기 송신파워증폭기 전단에 접속되어 송신 이득을 제어하는 가변 감쇠기와 검파기 및 이득제어부를 구비하며 아날로그 모드/ 코드분할 다중접속 모드 겸용 휴대전화에 접속하여 사용하는 부스터에서 상기 가변 감쇠기 이득을 제어하는 방법에 있어서,

모드를 체크하는 제1과정과,

상기 모드체크결과, 아나로그모드이면 소정의 아나로그 파워 레벨을 설정하고, 코드분할 다중접속 모드이면 소정의 코드분할 다중접속모드 파워 레벨을 설정하고 통화를 하는 제2과정과,

아나로그모드 파워 레벨로 통화를 하는 동안 일정 주기마다 그리고 파워 레벨이 변할 때마다 검파기 출력전압과 이득제어부 출력전압을 비교하여 그 차만큼 상기 가변 감쇠기의 이득을 제어하고, 코드분할 다중접속모드 파워 레벨로 통화를 하는 동안 일정 주기마다 그리고 송신전력이 변할 때마다 그 만큼 상기 가변 감쇠기의 이득을 제어하는 제3과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.