KR100305758B1 - 무선가입자망중간주파수의디지털복조와자동이득조정장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 와이드 밴드(Wide Band) CDMA 방식 무선 가입자 망(WLL)의 수신부에 관련되는 것으로, WLL의 변조 및 복조는 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 방식을 사용하는데, 상기의 QAM 방식으로 변조되어 송신되는 신호는, 수신된 후, I(In-Phase) 신호와 Q(Quadrature-Phase) 신호로 분리되어 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 방식 신호로 복조(Demodulation)되고, 중간 주파(IF:Intermediate Frequency)단의 자동 이득 제어(AGC) 회로에 인가하여 이득을 제어함으로서, 일정한 레벨의 출력 신호를 얻는 자동 이득 제어장치에 관한 것이고, 수신부로부터 WLL QAM 신호의 중간 주파수를 인가 받고, 제어 신호에 의하여 일정한 증폭율로 증폭하는 기능의 자동 이득 제어부와, 상기 자동 이득 제어부의 출력 신호를 인가 받아 디지털 신호로 변환하는 기능의 A/D 변환기와, 상기 A/D 변환기의 디지털 출력 신호를 인가 받아 디지털 I 및 Q 의 신호로 분리하는 기능의 제1 및 제2 복조기와, 상기 제1 및 제2 복조기의 신호를 각각 인가 받아 불필요한 디지털 신호 및 잡음을 제거하는 기능의 제1 및 제2 디지털 밴드 제한 필터와, 상기 제1 및 제2 디지털 밴드 제한 필터의 신호를 인가 받아 상기 자동 이득 제어 장치의 증폭율을 제어하는 기능의 제어 신호를 출력하는 제어 신호 발생부로 구성되는 것이다. 상기와 같은 본 발명의 기술은 무선 가입자 망(WLL)의 중간 주파수를 디지털 신호로 변환한 후 디지털의 I 및 Q 신호로 변환하여 처리하고, 자동 이득 제어부를 제어하는 신호를 발생함으로서, I 및 Q 신호의 정확한 90° 위상 차이를 확보하고, 회로의 구성이 간단하며, 증폭 편차 및 DC 오프셋 문제를 해결하고, 생산하는 시간을 단축하는 효과가 있다.

Description

무선 가입자 망 중간 주파수의 디지털 복조와 자동 이득 조정 장치
본 발명은 와이드 밴드(Wide Band) CDMA 방식 무선 가입자 망(WLL)의 수신부에 관련되는 것으로, 특히, 중간 주파 복조 장치에서의 자동 이득 제어장치에 관한 것이다.
무선 가입자 망(WLL)에서의 변조 및 복조는 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 방식을 사용하는데, 상기의 QAM 방식으로 변조되어 송신되는 신호는, 수신된 후, I(In-Phase) 신호와 Q(Quadrature-Phase) 신호로 분리되어 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 방식 신호로 복조(Demodulation)되고, 중간 주파(IF:Intermediate Frequency)단의 자동 이득 제어(AGC) 회로에 인가하여 이득을 제어함으로서, 일정한 레벨의 출력 신호를 얻는 구성이다.
상기와 같은 종래의 기술은 아날로그(Analog) 영역에서 I 신호와 Q 신호로 분리한다. 그러나, 아날로그 영역에서 I 신호와 Q 신호의 분리 과정에서, 상기 I 신호와 Q 신호는 정확하게 90°의 위상 차이가 있어야 한다. 그렇지만, 아날로그에서 상기 I 신호와 Q 신호를 정확하게 90°분리하는 것은 회로의 구성이 복잡하여 지고, 따라서, 가격이 상승되는 원인이 되었다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 종래 기술에 의한 WLL의 QAM 중간 주파수 복조 장치를 설명한다.
도1 은 종래의 기술에 의한 무선 가입자 망의 중간 주파수 복조와 자동 이득 제어 장치 기능 블록도 이다.
종래의 기술에 의한 WLL 에서의 중간 주파수 자동 이득 조정 장치는 고주파의 중간 주파수를 인가 받고, 일정한 이득을 유지하는 기능의 자동 이득 제어부(10)와, 상기 자동 이득 제어부(10)의 출력 신호로부터 I 및 Q의 베이스 밴드(Base Band) 신호를 분리하는 기능의 제1 복조기(20) 및 제2 복조기(25)와, 상기 I 및 Q 베이스 밴드 신호를 인가 받아 불요파 및 잡음 신호를 제거하는 기능의 제1 및 제2 아날로그 신호 밴드 제한 필터(30, 35)와, 상기 제1 및 제2 아날로그 신호 밴드 제한 필터(30, 35)의 아날로그 출력 신호를 인가 받아 디지털 신호를 출력하는 기능의 제1 및 제2 A/D 변환기(40, 45)와, 상기 제1 A/D 변환기(40)의 디지털 I 신호와 상기 제2 A/D 변환기(45)의 디지털 Q 신호를 각각 자승하는 기능의 제1 및 제2 변조기(50, 55)와, 상기 제1 및 제2 변조기(50, 55)의 출력을 더하는 기능의 가산기(60)와, 상기 가산기(60)의 출력을 기준 전압(VREF)과 비교하는 기능의 비교기(65)와, 상기 비교기(65)의 디지털 출력 신호를 아날로그 신호로 변환하는 기능의 D/A 변환기와(70)와, 상기 D/A 변환기(70)의 출력 신호로부터 불필요한 신호를 제거하는 기능의 루프 필터(Loop Filter)(80)와, 상기 루프 필터(Loop Filter)(80)의 출력은 상기 자동 이득 제어 부(10)에 이득을 제어하는 제어 신호로서 인가된다.
이하, 상기의 구성에 의한 종래의 QAM 중간 주파수 복조 및 자동 이득 제어 장치의 동작을 상세하게 설명한다.
무선 가입자 망(WLL) 시스템은 가입자 정보를 QAM 방식으로 변조하고 복조 한다. 상기와 같은 WLL 시스템의 기지국 수신부 또는 단말기의 수신부는, QAM 방식으로 변조된 신호를 수신하여 고주파 신호를 복조를 하기 위하여는 중간 주파 신호로 변환한 후, I 신호와 Q 신호로 복조를 하여야 한다.
중간 주파수로 변환된 WLL 수신 신호는 상기 자동 이득 제어부(10)에 인가되어 일정 레벨로 증폭된 후, 상기 제1 및 제2 복조기(20, 25)에 인가되어 Cos ωct와 Sin ωct 신호와 혼합되어 아날로그의 Ia(Analog In-phase) 신호 및 Qa(Analog Quadrature phase) 신호로 분리된다. 상기의 제1 및 제2 복조기(20, 25)에 의하여 분리된 Ia 및 Qa 신호는 불필요한 신호 및 잡음을 제거하기 위하여 제1 및 제2 밴드 제한 필터(30, 35)에 인가한다.
상기의 제1 및 제2 밴드 제한 필터(30, 35)에 의하여 필요한 아날로그의 Ia 및 Qa 신호만을 상기 제1 및 제2 A/D 변환기에 인가함으로서, 디지털의 ID(Digital In-phase) 및 QD(Digital Quadrature phase) 신호를 출력한다.
그리고, 일정한 출력을 유지하기 위한 상기 자동 이득 제어부(10)를 제어할 제어 신호는, 상기의 ID및 QD신호를 일부 인가 받아 상기 제1 및 제2 변조기(50, 55)에서 각각 자승되어 진 후, 상기 가산기(60)에서 더하여 진다.
상기 가산기(60)의 출력 신호는 비교기(65)에서, 기준 전압(Vref)과 비교하여 지고, 상기 D/A 변환기(70)에 인가되어 아날로그 신호로 변환되며, 상기의 루프 필터(80)를 통하여 상기 자동 이득 제어부(10)의 이득 제어 신호가 된다.
상기의 이득 제어 신호는 상기의 자동 이득 제어부(10)의 제어 단자에 인가되어 상기 자동 이득 제어부(10)의 출력 레벨을 일정하게 유지 시켜 줌으로서, 결과적으로 일정한 출력 레벨의 ID신호 및 QD신호를 얻을 수 있게 한다.
그러나, 상기와 같은 종래 기술에 의한 무선 가입자 망 QAM 중간 주파수 복조 및 자동 이득 조정 장치는 아날로그 신호를 I 신호 및 Q 신호로 분리하는 회로의 구성이 매우 복잡하고, 또한, I 신호와 Q 신호가 서로 정확한 90°의 위상 차이가 나도록 조정하는데 많은 시간이 소요될 뿐 아니라, 회로 구성이 복잡함에 따라 가격이 비싸게 되는 등의 문제점이 있었다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하는 것으로서, 디지털 영역에서 I 및 Q 의 Base Band 신호로 변환한 후, 상기 I 및 Q 신호의 레벨(Signal Power Envelop Level)을 검출하여 자동 이득 제어 회로(AGC)를 제어하고, 상기 I 및 Q 신호의 위상차를 정확하게 90°를 유지함으로서, 각 신호의 위상 편차 및 증폭 편차를 없애고, DC의 오프셋(Off Set) 문제를 해결하는 등, 각각의 A/D 변환기 성능 편차에 의한 문제 등을 해결함으로서, WLL 수신 신호의 열화를 방지하는 장치를 제공하는 것이 그 목적이다.
도1 은 종래의 기술에 의한 무선 가입자 망의 중간 주파수 복조와 자동 이득 제어 장치 기능 블록도 이고,
도2 는 본 발명에 의한 일 실시예로서, 무선 가입자 망 QAM 신호의 중간 주파수 디지털 복조기 자동 이득 조정 장치의 기능 블록도 이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
10 : 자동 이득 제어부 20,25 : 아날로그 복조기
22,27 : 디지털 복조기 30,35 : 아날로그 밴드 제한 필터
33,37 : 디지털 밴드 제한 필터 40,45 : A/D 변환기
50,55 : 변조기 60 : 가산기
65 : 비교기 70 : D/A 변환기
80 : 루프 필터 90 : 증폭기
95 : 저주파 통과 필터 100 : 제어 신호 발생부
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은, WLL 수신부의 회로 구성이 복잡하며 단계가 많고 또한, 평행 하는 회로의 구성에서, 평행 하는 회로 사이에 서로의 성능 편차에 의한 위상 차이, 증폭율 차이, DC 오프셋 차이 등이 발생되는 것을 디지털 회로를 사용하여 해결하는 것으로서, 무선 가입자 망(WLL)용 수신부에 있어서, 수신부로부터 WLL QAM 신호의 중간 주파수를 인가 받고, 제어 신호에 의하여 일정한 증폭율로 증폭하는 기능의 자동 이득 제어부와, 상기 자동 이득 제어부의 출력 신호를 인가 받아 디지털 신호로 변환하는 기능의 A/D 변환기와, 상기 A/D 변환기의 디지털 출력 신호를 인가 받아 디지털 I 및 Q 의 신호로 분리하는 기능의 제1 및 제2 복조기와, 상기 제1 및 제2 복조기의 신호를 각각 인가 받아 불필요한 디지털 신호 및 잡음을 제거하는 기능의 제1 및 제2 디지털 밴드 제한 필터와, 상기 제1 및 제2 디지털 밴드 제한 필터의 신호를 인가 받아 상기 자동 이득 제어 장치의 증폭율을 제어하는 기능의 제어 신호를 출력하는 제어 신호 발생부로 구성되는 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 디지털 복조기의 중간 주파수 자동 이득 조정 장치를 설명한다.
도2 는 본 발명에 의한 일 실시예로서, 무선 가입자 망 QAM 신호의 중간 주파수 디지털 복조기 자동 이득 조정 장치의 기능 블록도 이다.
상기의 도2 에서, 종래 기술의 기능 블록과 동일한 기능을 하는 블록은 동일한 부재 번호를 사용하였다.
본 발명의 기술에 의한 무선 가입자 망(WLL) QAM 신호의 중간 주파수 디지털 복조와 자동 이득 조정 장치는 무선 가입자 망(WLL) 수신부로부터 중간 주파수를 인가 받고, 제어 신호에 의하여, 일정한 증폭율을 유지하는 기능의 자동 이득 제어부(10)와, 상기 자동 이득 제어부(10)의 출력 신호를 인가 받아 디지털 신호로 변환하는 기능의 A/D 변환기(40)와, 상기 A/D 변환기(40)의 출력 신호를 인가 받아 I 및 Q 의 신호로 분리하는 기능의 제1 및 제2 디지털 복조기(22, 27)와, 상기 제1 및 제2 디지털 복조기(22, 27)의 디지털 신호를 각각 인가 받아 불필요한 디지털 신호 및 디지털 잡음을 제거하는 기능의 제1 및 제2 디지털 밴드 제한 필터(32, 37)와, 상기 제1 및 제2 디지털 밴드 제한 필터(32, 37)의 디지털 신호를 인가 받아 상기 자동 이득 제어 장치(10)의 증폭율을 제어하는 제어 신호를 출력하는 기능의 제어 신호 발생부(100)로 구성되고, 상기 제어 신호 발생부(100)는 상기 1 및 제2 밴드 제한 필터의 신호를 각각 인가 받아 자승하는 기능의 제1 및 제2 변조기(50, 55)와, 상기 제1 및 제2 변조기(50, 55)의 신호를 인가 받아 더하는 기능의 가산기(60)와, 상기 가산기(60)의 출력을 기준 전압과 비교하는 기능의 비교기(65)와, 상기 비교기(65)의 출력 신호로부터 불필요한 신호를 제거하는 기능의 루프 필터(80)와, 상기 루프 필터(80)의 신호를 증폭하는 기능의 증폭기(90)와, 상기 증폭기(90)의 출력 신호로부터 저주파 성분만 통과시킨 후 상기 자동 이득 제어부(10)에 인가하는 기능의 저주파 통과 필터(95)로 구성된다.
이하, 일 실시예로서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 기술에 의한 상세한 동작을 설명한다.
무선 가입자 망(WLL)의 고주파 신호 수신부로부터 중간 주파수를 인가 받는 자동 이득 제어장치(10)는 인가된 미약한 레벨의 중간 주파수를 일정 레벨로 증폭한 후, A/D 변환기(40)에 인가하여 디지탈 신호로 변환한다. 상기 A/D 변환기(40)로부터 디지털 신호로 변환된 중간 주파수는 분리되어 각각 제1 및 제2 복조기(22, 27)에 인가되고, 상기 A/D 변환기(40)에서 아날로그 신호를 디지털 신호로 샘플링 하는 샘플링 레이트(Sampling Rate)의 Ts(Time of Sampling)에 의한 CosωcηTs 및 SinωcηTs 신호와 혼합하여 디지털 ID위상(ID:Digital In-phase) 신호 및 디지털 QD위상(QD:Digital Quadrature phase) 신호로 변환한다.
상기 제1 및 제2 복조기(22, 27)에 의하여 ID및 QD신호로 변환된 디지털 신호는 제1 및 제2 디지털 밴드 제한 필터(32, 37)에 각각 인가되어 불필요한 디지털 신호 및 잡음 신호를 제거한 후 출력한다.
그러나, 무선 가입자 망(WLL)의 고주파 수신부로부터 상기 자동 이득 제어 장치(10)에 인가된 중간 주파수는, 전파 전송 경로의 주변 환경 변화로 인하여 신호의 세기 즉, 신호의 레벨이 수시로 변하게 된다. 따라서, 일정한 레벨의 신호를 유지함으로서, 안정된 신호 처리를 하기 위하여 상기 자동 이득 제어부(10)의 증폭율을 조정할 필요가 있다.
상기와 같은 기능을 하기 위한 제어 신호 발생부(100)는 상기 제1 및 제2 디지털 밴드 제한 필터(32, 37)의 출력 신호인 ID및 QD신호를 일부 인가 받아, 제1 및 제2 디지털 변조기(50,55)에서 각각 자승하고, 가산기(60)에서, 상기 ID및 QD의 두 신호를 더한다.
상기 가산기(60)에서 더해진 신호를 인가 받는 비교기(65)는, 상기 자동 이득 제어부(10) 출력 신호의 전압 레벨을 일정하게 유지하기 위하여 설정한, 기준 전압(VREF)과 차이를 비교하고, 차이나는 신호의 전압 레벨을 출력한다.
상기 기준 전압(VREF)과 상기 가산기(60) 출력 전압 레벨과의 전압 레벨 차이 신호는 루프 필터(80)에서 불필요한 신호를 제거한 후, 증폭기(90)에 인가된다.
상기 증폭기(90)에서 일정 레벨로 증폭된 신호는 저항과 콘덴서로 구성된 저주파 통과 필터(95)에 인가되어 고주파 신호가 제거된 저주파 성분의 신호로 변환된 후, 상기 자동 이득 제어부(10)에 인가된다.
그러므로, 상기 자동 이득 제어부(10)는 상기 제어 신호 발생부(100)의 저주파 통과 필터(95)로부터 인가된 전압 제어 신호를 인가 받고, 상기 자동 이득 제어부(10)의 궤환 된 전압 레벨이 상기의 기준 전압(VREF) 레벨보다 약한 레벨의 전압 신호이면, 증폭율을 상향 조정하고, 상기의 기준 전압(VREF) 레벨보다 강한 레벨의 전압 신호가 인가되면, 증폭율을 하향 조정한다.
다시 설명하면, 무선 가입자 망의 고주파 수신부로부터 상기 자동 이득 제어부(10)에 인가된 신호가 약할 경우, 증폭율이 고정된 상기 자동 이득 제어부(10) 출력 신호의 전압 레벨이 상기 기준 전압(VREF) 레벨보다 약하게 됨으로, 상기의 약한 전압 레벨 신호를 궤환 하여 인가 받은 상기 자동 이득 제어부(10)는 증폭율을 상향 조정하게 된다. 또한, 무선 가입자 망의 고주파 수신부로부터 상기 자동 이득 제어부(10)에 인가된 신호가 강할 경우, 증폭율이 고정된 상기 자동 이득 제어부(10) 출력 신호의 전압 레벨이 상기 기준 전압(VREF) 레벨보다 강하게 됨으로, 상기의 강한 전압 레벨 신호를 상기의 자동 이득 제어부(10)에 궤환 함으로서, 상기 자동 이득 제어부(10)는 증폭율을 하향 조정하게 된다.
따라서, 본 발명의 장치는, 수신된 WLL 신호의 중간 주파수를 디지털로 변환하여 처리함으로서, I 및 Q 신호의 위상차를 정확하게 90°로 유지하여 위상 편차 문제를 해결하고, A/D 변환기를 하나만 사용함으로서, 비용을 절감시켰으며, 두 개의 A/D 변환기를 평행으로 사용함에 의한 I 및 Q 신호의 증폭 편차 문제를 해결하고, 또한, DC의 오프셋(Off Set)문제 등을 해결함으로서, WLL 수신 신호의 열화를 방지하게 된다.
상기와 같은 본 발명의 기술은 무선 가입자 망(WLL)의 중간 주파수를 디지털 신호로 변환한 후 디지털의 I 및 Q 신호로 변환하여 처리하고, 자동 이득 제어부를 제어하는 신호를 발생함으로서, I 및 Q 신호의 정확한 90° 위상 차이를 확보하고, 회로의 구성이 간단하며, 증폭 편차 및 DC 오프셋 문제를 해결하고, 생산하는 시간을 단축하는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 무선 가입자망의 수신부에 있어서,
    중간 주파수로 변환된 수신 신호를 인가받고 해당 제어 신호에 의하여 일정한 레벨로 증폭하여 아날로그 신호로 출력하는 자동이득제어부와,
    상기 자동이득제어부의 출력 신호를 인가받고 디지털 신호로 변환하여 출력하는 A/D 변환기와,
    상기 A/D 변환기의 출력 신호를 인가받아 I 및 Q 의 신호로 분리하는 제1 및 제2 디지털 복조기와,
    상기 제1 및 제2 디지털 복조기의 신호를 각각 인가 받아 불필요한 신호 및 잡음을 제거하는 제1 및 제2 디지털 밴드 제한 필터와,
    상기 제1 및 제2 디지털 밴드 제한 필터의 신호를 인가받아 상기 자동이득제어부의 증폭율을 제어하는 제어신호를 출력하는 제어신호발생부로 이루어져 구성되는 것을 특징으로 하는 무선가입자망 중간주파수의 디지털 복조와 자동이득조정 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 제어신호발행부는,
    상기 제1 및 제2 디지털 밴드 제한 필터로부터 출력되는 신호를 각각 인가 받고 자승하여 출력하는 제1 및 제2 변조기와,
    상기 제1 및 제2 변조기의 출력신호를 인가 받아 더한 후 출력하는 가산기와,
    상기 가산기의 출력을 기준 전압과 비교하여 차이값을 출력하는 비교기와,
    상기 비교기의 출력 신호로부터 불필요한 신호를 제거하는 루프 필터와,
    상기 루프 필터의 신호를 증폭하여 출력하는 증폭기와,
    상기 증폭기의 출력 신호로부터 저주파 성분만 통과시킨 후 상기 자동이득제어부에 인가하는 저주파통과필터로 이루어져 구성되는 것을 특징으로 하는 무선가입자망 중간주파수의 디지털 복조와 자동이득조정 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 저주파 필터는, 저항과 콘덴서로 구성되는 것을 특징으로 하는 무선가입자망 중간주파수의 디지털 복조와 자동이득조정 장치.
KR1019980062918A 1998-12-31 1998-12-31 무선가입자망중간주파수의디지털복조와자동이득조정장치 KR100305758B1 (ko)

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KR100499523B1 (ko) * 2000-02-22 2005-07-07 엘지전자 주식회사 Ｒｆ 신호 이득 조정 제어기

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