KR100382487B1 - 이득 및 위상 왜곡 보상 기능을 가지는 이동통신 송신시스템 - Google Patents

이득 및 위상 왜곡 보상 기능을 가지는 이동통신 송신시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동통신 송신 시스템에 관한 것으로, 특히 송신 경로 사이에서 전송되는 디지털 샘플 에너지를 디지털 위상 분석기를 이용하여 측정하고 송신되는 전력의 세기를 최소 오차로 측정하여 송신 과정 중 발생하는 신호 및 위상의 왜곡과 손실을 보상하는 이득 및 위상 왜곡 보상 기능을 가지는 이동통신 송신 시스템에 관한 것으로, 음성 코딩된 디지털 신호를 직접 대역 확산 변조하는 CDMA 모뎀부와, 상기 CDMA 모뎀부에서 변조되어 전송된 상기 신호를 각 섹터별로 정합한 신호와 디지털 기저 대역 신호의 전력 또는 위상을 측정한 값을 출력하는 디지털 정합부와, 상기 정합한 신호를 기저 대역 신호로 처리하여 무선 송신 신호를 출력하는 기저 대역 및 무선 주파수 처리부와, 상기 디지털 정합부의 출력 신호에 따라 상기 무선 송신 신호의 이득 또는 위상 왜곡을 보상하는 제어 신호를 출력하는 중앙 처리부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

이득 및 위상 왜곡 보상 기능을 가지는 이동통신 송신 시스템 { System for gaining compensation and the phase distortion gain in Mobile transmission communication}
본 발명은 이동통신 시스템에 관한 것으로, 특히 송신 경로 사이에서 전송되는 디지털 샘플 에너지를 디지털 위상 분석기를 이용하여 측정하고 송신되는 전력의 세기를 최소 오차로 측정하여 송신 과정 중 발생하는 신호 및 위상의 왜곡과 손실을 보상하는 이득 및 위상 왜곡 보상 기능을 가지는 이동통신 송신 시스템에 관한 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 이득 및 위상 왜곡 보상 시스템 구조를 나타내는 도면이다.
도 1의 시스템을 참조하면, 크게 CDMA 모뎀부(10)와 디지털 정합부(20)와 기저 대역 및 중간 주파수 처리부(30)와 무선 주파수 처리부(40)로 구성된다.
CDMA 모뎀부(10)는 왈쉬 코드를 발생하는 왈쉬(Walsh)코드 발생기(11), I 신호용 의사 잡음을 발생하는 I 신호용 의사 잡음 발생기(12a), Q 신호용 의사 잡음을 발생하는 Q 신호용 의사 잡음 발생기(12b), 상기 왈쉬 코드 발생기(11)에서 출력되는 신호와 상기 I 신호용 의사 잡음 발생기(12a)에서 발생되는 신호를 곱하는 제1 곱셈기(13a)와 상기 왈쉬 코드 발생기(11)에서 출력된 신호와 상기 Q 신호용 의사 잡음 발생기(12b)에서 발생되는 신호를 곱하는 제2 곱셈기(13b), 임펄스 응답 시간이 한정된 디지털 필터인 제1 유한 임펄스 응답 필터(Finite Impulse Response Filter)(14a)와 제2 유한 임펄스 응답 필터(14b)로 구성된다.
디지털 정합부(20)는 CDMA 모뎀부(10)에서 변조되어 전송된 신호를 섹터별로 정합하는 제1 디지털 정합기(21a)와 제2 디지털 정합기(21b)로 구성된다.
기저 대역 및 중간 주파수 처리부(30)는 상기 제1 디지털 정합기(21a)와 제2 디지털 정합기(21b)에서 전송된 14비트 직렬 디지털 기저 대역 신호를 12비트 병렬 신호로 변환하는 제1 직/병렬 변환부(31a)와 제2 직/병렬 변환부(31b), 상기 제1 직/병렬 변환부(31a)와 제2 직/병렬 변환부(31b)에서 전송된 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 제1 D/A 변환기(32a)와 제2 D/A 변환기(32b), 상기 아날로그로변환된 신호의 위상을 보상하는 제1 위상 등화기(33a)와 제2 위상 등화기(33b), 상기 제1 위상 등화기(33a)와 제2 위상 등화기(33b)를 통과한 신호의 불필요한 신호 성분을 제거하는 제1 저역 통과 필터(Low Pass Filter)(34a)와 제2 저역 통과 필터(34b), 상기 제1 위상 등화기(33a)에서 출력된 신호와 cos(2*pi*f*t) 신호를 곱한 제3 곱셈기(35a)와 상기 제2 위상 등화기(33b)에서 출력된 신호와 sin(2*pi*f*t) 신호를 곱한 제4 곱셈기(35b), 상기 제3 곱셈기(35a)의 출력 신호와 상기 제4 곱셈기(35b)의 출력 신호를 더하여 증폭하는 서밍 증폭기(Summing Amplifier)(36)로 구성된다.
무선 주파수 처리부(40)는 기준 주파수 신호를 제5 곱셈기(42)로 출력하는 주파수 합성기(41), 상기 서밍 앰프에서 출력된 신호와 주파수 합성기(41)에서 출력된 신호를 곱하는 제5 곱셈기(42), 상기 제5 곱셈기(42)에서 출력된 신호의 스퓨리어스(Spurious) 성분을 제거하는 기저 대역 통과 필터(Band Pass Filter)(43), 상기 기저 대역 통과 필터(43)에서 출력된 신호가 안테나를 통해 단말기까지 도달할 수 있도록 충분한 전력으로 증폭되는 고주파 증폭기(Radio Frequency Amplifier)(44)로 구성된다.
도 1의 구성에 대한 동작 설명은 다음과 같다.
CDMA 모뎀부(10)에서는 보이스 코딩된 디지털 신호를 CDMA 표준인 IS-95 규격에 맞도록 직접 대역 확산 변조 신호로 만드는데 최대 9600bps의 통화 신호를 각 섹터별로 1.2288Mcps의 14비트 직렬 디지털 기저 대역 신호를 I 신호용 디지털 정합기인 제1 디지털 정합기(21a)와 Q 신호용 디지털 정합기인 제2 디지털정합기(21b)로 직렬 전송한다.
상기 CDMA 모뎀부(10)에서 전송된 14비트 직렬 디지털 기저 대역 신호를 받은 제1 디지털 정합기(21a)와 제2 디지털 정합기(21b)는 상기 14비트 직렬 디지털 기저 대역 신호를 I0, I1과 Q0, Q1로 나누어 14비트씩 직렬로 기저 대역 및 중간 주파수 처리부(30)의 I 신호용 직/병렬 변환기인 제1 직/병렬 변환기(31a)와 Q 신호용 직/병렬 변환기인 제2 직/병렬 변환기(31b)로 전송한다.
제1 직/병렬 변환기(31a)와 제2 직/병렬 변환기(31b)에서는 상기 14비트 직렬 디지털 기저 대역 신호를 I와 Q 경로로 12비트 병렬 신호로 변환하여 I 신호용 D/A 변환기인 제1 D/A 변환기(32a)와 Q 신호용 D/A 변환기인 제2 D/A 변환기(32b)로 전송한다.
제1 D/A 변환기(32a)와 제2 D/A 변환기(32b)에서는 상기 I 12비트 신호와 Q 12비트 신호를 1.2288MHz의 대역폭을 갖는 아날로그 신호로 변환하여 I 신호용 위상 등화기인 제1 위상 등화기(33a)와 Q 신호용 위상 등화기인 제2 위상 등화기(33b)로 입력한다.
제1 위상 등화기(33a)와 제2 위상 등화기(33b)에서 규격에 맞게 위상이 보상된 아날로그 신호는 I 신호용 저역 통과 필터인 제1 저역 통과 필터(34a)와 Q 신호용 저역 필터인 제2 저역 통과 필터(34b)를 각각 통과하면서 불필요한 신호 성분이 제거된다.
상기 제1 위상 등화기(33a)와 제2 위상 등화기(33b), 제1 저역 통과 필터(34a)와 제2 저역 통과 필터(34b)를 통과한 신호는 제3 곱셈기(35a)와 제4 곱셈기(35b)에서 각각 cos(2*pi*f*t) 신호와 sin(2*pi*f*t) 신호와 곱하여 서밍 앰프(36)로 입력되는데 이때 CDMA 신호가 중간 주파수 신호로 바뀌게 된다.
중간 주파수 신호로 바뀐 CDMA 아날로그 신호는 서밍 앰프(36)에서 QPSK 신호로 만들어지며 상기 QPSK 신호는 주파수 합성기(41)에서 발생하는 신호와 제5 곱셈기(42)에서 곱하여 기저 대역 필터(43)에서 스퓨리어스 성분이 제거되고 중간/무선 주파수 변환기를 통해 무선 전송에 적합한 무선 주파수 신호로 변환된다.
상기 변환된 신호는 안테나를 통해 단말기까지 전달될 수 있도록 고주파 증폭기(44)에서 충분한 전력으로 증폭된다.
그러나 종래의 기술에서는 아날로그 증폭기와 필터를 사용함으로써 위상 특성의 선형성과 온도 특성의 보상이 요구되나 현재의 아날로그 증폭기와 필터로는 선형 위상 특성 및 온도 특성을 만족시키기가 어렵고 또한 회로 구성이 아날로그 형태여서 회로에 대한 안정성과 정밀성을 확보하기 어렵다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 이동 평균 여파기와 중앙 처리부와 디지털 제어 감쇄기를 통한 이동통신 송신 시스템에서 이득 보상 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 디지털 위상 분석기와 중앙 처리부와 위상 등화기를 통한 이동통신 송신 시스템에서 위상 왜곡 보상 방법을 제공하기 위한 것이다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 따르면, 음성 코딩된 디지털 신호를 직접 대역 확산 변조하는 CDMA 모뎀부와, 상기 CDMA 모뎀부에서변조되어 전송된 상기 신호를 각 섹터별로 정합한 신호와 디지털 기저 대역 신호의 전력 또는 위상을 측정한 값을 출력하는 디지털 정합부와, 상기 정합한 신호를 기저 대역 신호로 처리하여 무선 송신 신호를 출력하는 기저 대역 및 무선 주파수 처리부와, 상기 디지털 정합부의 출력 신호에 따라 상기 무선 송신 신호의 이득 또는 위상 왜곡을 보상하는 제어 신호를 출력하는 중앙 처리부를 포함하여 이루어진다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 이득 및 위상 왜곡 보상 시스템 구조를 나타내는 도면
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이득 보상 시스템 구조를 나타내는 도면
도 3은 도 2의 구성 시스템 중 이동 평균 여파기의 동작 과정을 나타내는 흐름도
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 위상 왜곡 보상 시스템 구조를 나타내는 도면
도 5는 도 4의 구성 시스템 중 위상 등화기의 위상 특성을 나타내는 도면
도 6은 도 4의 구성 시스템 중 위상 등화기의 구조를 나타내는 도면
도 7은 도 4의 구성 시스템 중 위상 등화기의 동작 과정을 나타내는 흐름도
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100 : CDMA 모뎀부 101 : 왈쉬 코드 발생기
102a : I 신호용 의사 잡음 발생기 102b : Q 신호용 의사 잡음 발생기
103a : 제1 곱셈기 103b : 제2 곱셈기
104a : 제1 유한 임펄스 응답 필터 104b : 제2 유한 임펄스 응답 필터
200 : 디지털 정합부 201a : 제1 디지털 정합기
201b : 제2 디지털 정합기 202 : 이동 평균 여파기
300 : 기저 대역 및 무선주파수 처리부 301a : 제1 직/병렬 변환기
301b : 제2 직/병렬 변환기 302a : 제1 위상 등화기
302b : 제2 위상 등화기 303a : 제3 유한 임펄스 응답 필터
303b : 제4 유한 임펄스 응답 필터 304a : 제1 D/A 변환기
304b : 제2 D/A 변환기 305a : 제3 곱셈기
305b : 제4 곱셈기 306 : 디지털 제어 감쇄기
307 : 기저 대역 통과 필터 308 : 고주파 증폭기
309 : 무선 전력 측정기 310 : A/D 변환기
311, 609 : 중앙 처리부
이하 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 이득 보상 시스템의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2의 시스템을 참조하면, 크게 CDMA 모뎀부(100)와 디지털 정합부(200)와 기저 대역 및 무선 주파수 처리부(300), 중앙 처리부(311)로 구성된다.
CDMA 모뎀부(100)는 왈쉬 코드를 발생하는 왈쉬(Walsh)코드 발생기(101), I 신호용 의사 잡음을 발생하는 I 신호용 의사 잡음 발생기(102a), Q 신호용 의사 잡음을 발생하는 Q 신호용 의사 잡음 발생기(102b), 상기 왈쉬 코드 발생기(101)에서 출력되는 신호와 상기 I 신호용 의사 잡음 발생기(102a)에서 발생되는 신호를 곱하는 제1 곱셈기(103a)와 상기 왈쉬 코드 발생기(101)에서 출력된 신호와 상기 Q 신호용 의사 잡음 발생기(102b)에서 발생되는 신호를 곱하는 제2 곱셈기(103b), 임펄스 응답 시간이 한정된 디지털 필터인 제1 유한 임펄스 응답 필터(104a)와 제2 유한 임펄스 응답 필터(104b)로 구성된다.
디지털 정합부(200)는 CDMA 모뎀부(100)에서 변조되어 전송된 신호를 섹터별로 정합하는 제1 디지털 정합기(201a)와 제2 디지털 정합기(201b), 상기 제1 디지털 정합기(201a)와 제2 디지털 정합기(201b)에서 전송된 각각 신호의 직렬 디지털 기저 대역 신호의 전력을 측정하여 측정값을 중앙 처리부(311)로 출력하는 이동 평균 여파기(202)로 구성된다.
기저 대역 및 무선 주파수 처리부(300)는 상기 제1 디지털 정합기(201a)와 제2 디지털 정합기(201b)를 통과한 14비트 직렬 디지털 기저 대역 신호를 12비트 병렬 신호로 변환하는 제1 직/병렬 변환부(301a)와 제2 직/병렬 변환부(301b), 상기 제1 직/병렬 변환부(301a)와 제2 직/병렬 변환부(301b)에서 전송된 신호의 위상을 보상하는 제1 위상 등화기(302a)와 제2 위상 등화기(302b), 상기 제1 위상 등화기(302a)와 제2 위상 등화기(302b), 입력된 신호의 임펄스 응답 시간이 한정된 디지털 필터인 제3 유한 임펄스 응답 필터(303a)와 제4 유한 임펄스 응답 필터(303b), 상기 제3 유한 임펄스 응답 필터(303a)와 제4 유한 임펄스 응답 필터(303b)의 디지털 출력 신호를 아날로그 신호로 변환하는 제1 D/A 변환기(304a)와 제2 D/A 변환기(304b), 상기 제1 D/A 변환기(304a)에서 출력된 신호와 cos(2*pi*f*t) 신호를 곱한 제3 곱셈기(305a)와 상기 제2 D/A 변환기(304b)에서 출력된 신호와 sin(2*pi*f*t) 신호를 곱한 제4 곱셈기(305b), 상기 제3 곱셈기(305a)에서 출력되는 신호와 제4 곱셈기(305b)에서 출력된 신호 즉, 상기 디지털 정합부(200)의 출력 신호에 따라 고주파 증폭기의 이득 왜곡을 보상하는 디지털 제어 감쇄기(306), 상기 디지털 제어 감쇄기(306)에서 출력된 신호의 스퓨리어스 성분을 제거하는 기저 대역 통과 필터(307), 상기 기저 대역 통과 필터(307)에서 출력된 신호가 안테나를 통해 단말기까지 도달할 수 있도록 충분한 전력으로 증폭되는 고주파 증폭기(308), 안테나를 통해 출력되는 무선 송신 신호의 전력을 측정하는 무선 전력 측정기(309), 상기 무선 전력 측정기(309)에서 측정된 값을 디지털 값으로 변환하여 중앙 처리부(311)로 출력하는 A/D 변환기(310)로 구성된다.
중앙 처리부(311)는 상기 A/D 변환기(310)에서 출력된 신호의 전력 측정값과 이동 평균 여파기(202)에서 출력된 신호의 전력 측정값을 비교하도록 구성된다.
도 2의 구성에 따른 동작 설명은 다음과 같다.
CDMA 모뎀부(100)에서는 보이스 코딩된 디지털 신호를 CDMA 표준인 IS-95 규격에 맞도록 직접 대역 확산 변조 신호로 만드는데 최대 9600bps의 통화 신호를 각 섹터별로 1.2288Mcps의 14비트 직렬 디지털 기저 대역 신호를 디지털 정합부(200)의 I 신호용 디지털 정합기인 제1 디지털 정합기(201a)와 Q 신호용 디지털 정합기인 제2 디지털 정합기(201b)로 직렬 전송한다.
상기 CDMA 모뎀부(100)에서 14비트 직렬 디지털 기저 대역 신호를 받은 제1 디지털 정합기(201a)와 제2 디지털 정합기(201b)는 상기 14비트 직렬 디지털 기저 대역 신호를 I0, I1과 Q0, Q1로 나누어 14비트씩 직렬로 기저 대역 및 중간 주파수 처리부(300)의 I 신호용 직/병렬 변환기인 제1 직/병렬 변환기(301a)와 Q 신호용 직/병렬 변환기인 제2 직/병렬 변환기(301b)와 이동 평균 여파기(202)로 전송한다.
제1 직/병렬 변환기(301a)와 제2 직/병렬 변환기(301b)에서는 상기 14비트직렬 디지털 기저 대역 신호를 I와 Q 경로로 12비트 병렬 신호로 변환하여 I 신호용 위상 등화기인 제1 위상 등화기(302a)와 Q 신호용 위상 등화기인 제2 위상 등화기(302b)로 전송된다.
상기 제1 위상 등화기(302a)와 제2 위상 등화기(302b)에서 규격에 맞는 위상으로 보상된 신호는 I 신호용 유한 임펄스 응답 필터인 제3 유한 임펄스 응답 필터(303a)와 Q 신호용 유한 임펄스 응답 필터인 제4 유한 임펄스 응답 필터(303b)를 통과하여 I 신호용 D/A 변환기인 제1 D/A 변환기(304a)와 Q 신호용 D/A 변환기인 제2 D/A 변환기(304b)로 입력되어 1.2288MHz의 대역폭을 갖는 I 12비트 신호와 Q 12비트 아날로그 신호로 변환된다.
변환된 상기 I 신호는 제3 곱셈기(305a)에서 cos(2*pi*f*t) 신호와 결합되어 디지털 제어 감쇄기(305)로 입력되고 또 변환된 상기 Q 신호는 제4 곱셈기(305b)에서 sin(2*pi*f*t) 신호와 결합되어 디지털 제어 감쇄기(306)로 입력된다.
디지털 제어 감쇄기(306)를 통과한 상기 신호는 기저 대역 통과 필터(307)를 통과하면서 스퓨리어스 성분이 제거되고 안테나를 통해 단말기까지 전달될 수 있도록 고주파 증폭기(308)에서 충분한 전력을 갖도록 증폭된다.
중앙 처리부(311)는 이동 평균 여파기(202)를 통해 측정된 송신 전력 측정값과 무선 전력 측정기(309)를 통하여 측정된 송신 전력 측정값을 기준값을 데이터화한 표준 테이블과 비교하여 온도 및 비선형 동작으로 인한 감쇄와 왜곡에 대하여 디지털 제어 감쇄기(306)의 제어를 통해 보상하도록 한다.
도 3은 이동 평균 여파기의 동작 과정을 통한 보상 방법을 나타내는 흐름도이다.
상기 이동 평균 여파기(202)는 유한 임펄스 응답 필터 형태의 디지털 필터로 설계하며 설계 방법은 다음의 식 1을 만족한다.
상기 식 1에서 M은 필터의 차수를 의미하며 w는 2*pi*f로 각 주파수를 의미한다.
먼저 CDMA 디지털 신호가 입력되면(S100) 이동 평균 여파기(202)는 상기 입력 신호에 대한 전력을 측정한다.(S101)
상기 측정된 값은 중앙 처리부(311)로 입력된다.
또한 기저 대역 통과 필터(307)와 고주파 증폭기(308)를 통과하여 안테나에서 출력되는 무선 신호가 입력한다.(S103)
상기 입력된 신호는 무선 전력 측정기(309)를 통해 입력 신호에 대한 전력이 측정된다.(S104)
상기 측정된 전력값은 A/D 변환기(310)를 거쳐 디지털 신호로 변환되어 중앙 처리부(311)로 입력된다.(S105)
S101 단계와 S105 단계를 통해 중앙 처리부(311)로 입력된 값은 상기 중앙 처리부(311)에서 계산되어(S102) 기준값을 데이터화한 표준 테이블과 비교판단을 하게 된다.(S106)
상기 비교판단을 통해, 값의 차이가 발생하게 되면 디지털 제어 감쇄기(306)에서 보상한다.(S107)
도 4는 본 발명에 따른 위상 왜곡 보상 시스템을 나타내는 도면이다.
도 4의 시스템을 참조하면, 크게 CDMA 모뎀부(400)와 디지털 정합부(500)와 기저 대역 및 무선 주파수 처리부(600), 중앙 처리부(609)로 구성된다.
CDMA 모뎀부(400)는 왈쉬 코드를 발생하는 왈쉬(Walsh) 코드 발생기(401), I 신호용 의사 잡음을 발생하는 I 신호용 의사 잡음 발생기(402a), Q 신호용 의사 잡음을 발생하는 Q 신호용 의사 잡음 발생기(402b), 상기 왈쉬 코드 발생기(401)에서 출력되는 신호와 상기 I 신호용 의사 잡음 발생기(402a)에서 발생되는 신호를 곱하는 제1 곱셈기(403a)와 상기 왈쉬 코드 발생기(401)에서 출력된 신호와 상기 Q 신호용 의사 잡음 발생기(402b)에서 발생되는 신호를 곱하는 제2 곱셈기(403b), 임펄스 응답 시간이 한정된 디지털 필터인 제1 유한 임펄스 응답 필터(404a)와 제2 유한 임펄스 응답 필터(404b)로 구성된다.
디지털 정합부(500)는 CDMA 모뎀부(400)에서 직접 대역 확산된 디지털 신호를 각 섹터별로 모아 주는 기능을 담당하는 제1 디지털 정합기(501a)와 제2 디지털 정합기(501b), 상기 제1 디지털 정합기(501a)와 제2 디지털 정합기(501b)에서 전송된 14비트 직렬 디지털 기저 대역 신호의 위상 특성을 측정하고 측정값을 중앙 처리부(609)로 출력하는 디지털 위상 분석기(502)로 구성된다.
기저 대역 및 무선 주파수 처리부(600)는 상기 제1 디지털 정합기(501a)와 제2 디지털 정합기(501b)를 통과한 14비트 직렬 디지털 기저 대역 신호를 12비트병렬 신호로 변환하는 제1 직/병렬 변환부(601a)와 제2 직/병렬 변환부(601b), 상기 제1 직/병렬 변환부(601a)와 제2 직/병렬 변환부(601b)에서 전송된 신호의 위상을 보상하고 중앙 처리부(609)로부터 출력 신호에 따라 위상계수 값을 조정하여 위상 왜곡을 보상하는 제1 위상 등화기(602a)와 제2 위상 등화기(602b), 상기 제1 위상 등화기(602a)와 제2 위상 등화기(602b)에서 입력된 신호의 임펄스 응답 시간이 한정된 디지털 필터인 제3 유한 임펄스 응답 필터(603a)와 제4 유한 임펄스 응답 필터(603b), 상기 제3 유한 임펄스 응답 필터(603a)와 제4 유한 임펄스 응답 필터(603b)의 디지털 출력 신호를 아날로그 신호로 변환하는 제1 D/A 변환기(604a)와 제2 D/A 변환기(604b), 상기 제1 D/A 변환기(304a)에서 출력된 신호와 cos(2*pi*f*t) 신호를 곱한 제3 곱셈기(605a)와 상기 제2 D/A 변환기(604b)에서 출력된 신호와 sin(2*pi*f*t) 신호를 곱한 제4 곱셈기(605b), 상기 제3 곱셈기(605a)에서 출력되는 신호와 제4 곱셈기(604b)에서 출력된 신호가 입력되어 합산되는 덧셈기(606), 상기 덧셈기(606)에서 출력된 신호의 스퓨리어스 성분을 제거하는 기저 대역 통과 필터(607), 상기 기저 대역 통과 필터(607)에서 출력된 신호가 안테나를 통해 단말기까지 도달할 수 있도록 충분한 전력으로 증폭되는 고주파 증폭기(608)로 구성된다.
중앙 처리부(609)는 디지털 위상 분석기(502)에서 출력된 위상 특성 값과 이상적인 위상 특성 값을 비교하여 오차가 발생하였을 때 위상 등화기의 계수값을 조정하도록 구성된다.
도 4의 구성에 따른 동작 설명은 다음과 같다.
CDMA 모뎀부(400)에서는 보이스 코딩된 디지털 신호를 CDMA 표준인 IS-95 규격에 맞도록 직접 대역 확산 변조 신호로 만드는데 최대 9600bps의 통화 신호를 각 섹터별로 1.2288Mcps의 14비트 직렬 디지털 기저 대역 신호를 디지털 정합부(500)의 I 신호용 디지털 정합기인 제1 디지털 정합기(501a)와 Q 신호용 정합기인 제2 디지털 정합기(501b)로 직렬 전송한다.
상기 CDMA 모뎀부(400)에서 14비트 직렬 디지털 기저 대역 신호를 받은 디지털 정합부(500)의 제1 디지털 정합기(501a)와 제2 디지털 정합기(501b)는 상기 14비트 직렬 디지털 기저 대역 신호를 I0, I1과 Q0, Q1로 나누어 14비트씩 직렬로 기저 대역 및 중간 주파수 처리부(600)의 I 신호용 직/병렬 변환기인 제1 직/병렬 변환기(601a)와 Q 신호용 직/병렬 변환기인 제2 직/병렬 변환기(601b)와 디지털 위상 분석기(502)로 전송되어 정확한 위상 특성이 측정된다.
I 신호용 직/병렬 변환기(601a)와 Q 신호용 직/병렬 변환기(601b)에서는 상기 14비트 직렬 디지털 기저 대역 신호를 I와 Q 경로로 12비트 병렬 신호로 변환하여 I 신호용 위상 등화기인 제1 위상 등화기(602a)와 Q 신호용 위상 등화기인 제2 위상 등화기(602b)로 전송된다.
상기 제1 위상 등화기(602a)와 제2 위상 등화기(602b)로 입력된 신호는 규격에 맞는 위상으로 보상되며 상기 위상이 보상된 신호는 각각 I 신호용 유한 임펄스 응답 필터인 제3 유한 임펄스 응답 필터(603a)와 Q 신호용 유한 임펄스 응답 필터인 제4 유한 임펄스 응답 필터(603b)를 통과하여 I 신호용 D/A 변환기인 제1 D/A 변환기(604a)와 Q 신호용 D/A 변환기인 제2 D/A 변환기(604b)로 입력되어1.2288MHz의 대역폭을 갖는 I 12비트 신호와 Q 12비트 아날로그 신호로 변환된다.
변환된 상기 I 신호는 제3 곱셈기(605a)에서 cos(2*pi*f*t) 신호와 결합되어 덧셈기(606)로 입력되고 또 상기 Q 신호는 제4 곱셈기(305b)에서 sin(2*pi*f*t) 신호와 결합되어 덧셈기(606)로 입력된다.
덧셈기(606)를 통과한 후 상기 신호는 기저 대역 통과 필터(607)를 통과하면서 스퓨리어스 성분이 제거되며 안테나를 통해 단말기까지 전달될 수 있도록 고주파 증폭기(608)에서 충분한 전력을 갖도록 증폭된다.
중앙 처리부(609)는 디지털 위상 분석기(502)를 통해 측정된 위상 특성 값을 입력받고 기존 이상적 위상 특성값과 비교하여 오차가 발생하였을 때 제1 위상 등화기(602a)와 제2 위상 등화기(602b)의 위상 계수를 조정하여 위상 왜곡을 일정하게 유지시킴으로써 위상을 보상한다.
도 5는 도 4의 구성 시스템 중 위상 등화기의 위상 특성을 나타내는 도면으로, CDMA 기지국 시스템은 다음의 식 2를 만족해야 한다.
상기 식 2에서 K는 임의의 이득이며, α는 감쇄 계수로 1.36 이며, ω는 라디안 주파수며, ω0는 2π* 3.15 * 105를 나타내며 상기 식을 만족하면 도 5에 나타난 것과 같은 위상 특성 그래프가 나오게 된다.
도 6은 도 4의 구성 시스템 중 위상 등화기의 구조를 나타내는 도면이다.
상기 위상 등화기는 디지털 필터로 구현하기 위한 구조로서 다음의 식 3을 만족하여야 설계할 수 있다.
상기 식 3에서 a1, a2, b0, b1, b2는 위상 등화기를 구성하는 폴리노미알(Polynomial)인데 상기 식 3에서 폴(pole)과 제로(zero)를 구하면 설계가 가능하다.
상기 도 6에서은 쉬프트 레지스터를 표현한 것이다.
도 7은 도 4의 구성 시스템 중 위상 등화기의 동작 과정을 나타내는 흐름도이다.
먼저 CDMA 디지털 신호가 입력되면(S200) 디지털 위상 분석기(502)는 상기 입력 신호에 대한 위상 특성을 측정한다.(S201)
상기 측정된 위상 특성 값은 중앙 처리부(609)로 입력된다.
상기 중앙 처리부(609)는 입력된 위상 특성 값을 기준값을 데이터화한 표준 테이블인 이상 위상 특성값과 비교 분석한다.(S202)
비교 분석을 통해 비교판단을 통과하게 되는데(S203) 위상 오차가 발생하면귀환 응답 여파기로 구현된 계수 재설정이 가능한 구조의 제1 위상 등화기(602a)와 제2 위상 등화기(602b)를 통해 위상 왜곡을 보상한다.(S204)
이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 이동통신 송신 시스템에서 이득/위상 왜곡 보상 시스템 및 이득 보상 방법과 위상 왜곡 보상 방법은 송신 이득 및 온도 보상 회로를 한계 오차 내에서 디지털로 구성하므로 오차의 예측과 정밀도를 크게 향상할 수 있다.
또한 디지털 필터를 이용하여 위상 등화기를 구현함으로써 기지국의 송신기 위상 특성을 제어하므로 변조기의 변조 정확도를 크게 향상할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정하는 것이 아니라 특허 청구 범위에 의해서 정해져야 한다.

Claims (11)

  1. 음성 코딩된 디지털 신호를 직접 대역 확산 변조하는 CDMA 모뎀부와;
    상기 CDMA 모뎀부에서 변조되어 전송된 상기 신호를 각 섹터별로 정합한 신호와 디지털 기저 대역 신호의 전력 또는 위상을 측정한 값을 출력하는 디지털 정합부와;
    상기 정합한 신호를 기저 대역 신호로 처리하여 무선 송신 신호를 출력하는 기저 대역 및 무선 주파수 처리부와;
    상기 디지털 정합부의 출력 신호에 따라 상기 무선 송신 신호의 이득 또는 위상 왜곡을 보상하는 제어 신호를 출력하는 중앙 처리부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이득 및 위상 왜곡 보상 기능을 가지는 이동통신 송신 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 디지털 정합부는,
    상기 CDMA 모뎀부에서 변조되어 전송된 신호를 섹터별로 정합하는 제1, 2 디지털 정합기와 상기 제1, 2 디지털 정합기에서 전송된 각각의 신호의 직렬 디지털 기저 대역 신호의 전력을 측정하여 상기 중앙 처리부로 출력하는 이동 평균 여파기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이득 및 위상 왜곡 보상 기능을 가지는 이동통신 송신 시스템.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 디지털 정합부는,
    상기 CDMA 모뎀부에서 변조되어 전송된 신호를 섹터별로 정합하는 제1, 2 디지털 정합기와 상기 제1, 2 디지털 정합기에서 전송된 각각의 신호의 직렬 디지털 기저 대역 신호의 위상을 측정하여 상기 중앙 처리부로 출력하는 디지털 위상 분석기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이득 및 위상 왜곡 보상 기능을 가지는 이동통신 송신 시스템.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 기저 대역 및 무선 주파수 처리부는,
    안테나를 통해 출력되는 상기 무선 송신 신호를 측정하는 무선 전력 측정기와;
    상기 무선 전력 측정기에서 측정된 값을 디지털값으로 변환하여 상기 중앙 처리부로 출력하는 A/D 변환기와;
    상기 디지털 정합부의 출력 신호에 따라 고주파 증폭기의 이득 왜곡을 보상하는 디지털 제어 감쇄기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이득 및 위상 왜곡 보상 기능을 가지는 이동통신 시스템.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 기저 대역 및 무선 주파수 처리부는,
    상기 중앙 처리부의 출력 신호에 따라 위상 계수값을 조정하여 위상 왜곡을 보상하는 위상 등화기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이득 및 위상 왜곡 보상 기능을 가지는 이동통신 시스템.
  6. 음성 코딩된 디지털 신호를 직접 대역 확산 변조하는 CDMA 모뎀부와;
    상기 CDMA 모뎀부에서 변조되어 전송된 상기 신호를 각 섹터별로 정합하는 디지털 정합기와;
    상기 디지털 정합기에서 전송된 신호의 기저 대역 전력을 측정하여 측정값을 중앙 처리부로 출력하는 이동 평균 여파기와;
    안테나를 통해 출력되는 무선 송신 신호의 전력을 측정하는 무선 전력 측정기와;
    상기 무선 전력 측정기에서 측정된 값을 디지털값으로 변환하여 중앙 처리부로 출력하는 A/D 변환기와;
    상기 이동 평균 여파기로부터 측정된 기저 대역 전력 측정값과 상기 무선 전력 측정기로부터 측정된 무선 송신 전력 측정값을 설정된 기준값과 비교하여 이 비교 결과에 따라 설정된 이득 조정값을 출력하는 중앙 처리부와;
    상기 중앙 처리부에서 출력된 값에 따라 상기 무선 송신 신호의 이득 및 왜곡을 보상하는 디지털 제어 감쇄기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이득 및 위상 왜곡 보상 기능을 가지는 이동통신 송신 시스템.
  7. 음성 코딩된 디지털 신호를 직접 대역 확산 변조하는 CDMA 모뎀부와;
    상기 CDMA 모뎀부에서 변조되어 전송된 상기 신호를 각 섹터별로 정합하는 디지털 정합기와;
    상기 디지털 정합기에서 출력된 신호의 정확한 위상 특성을 측정하고 측정값을 중앙 처리부로 출력하는 디지털 위상 분석기와;
    상기 디지털 위상 분석기로부터 출력된 값이 입력되어 이상적 위상 특성 값과 비교를 통해 오차가 발생하였을 때 위상 등화기의 계수값을 조정하는 중앙 처리부와;
    상기 중앙 처리부에서 출력된 계수값을 통해 계수를 조정하여 위상 왜곡을 보상하는 위상 등화기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이득 및 위상 왜곡 보상 기능을 가지는 이동통신 송신 시스템.
  8. 제 7항에 있어서, 위상 등화기는 귀환 응답 여파기로 구현되어 계수 재설정이 가능한 구조로 이루어지는 것을 특징으로 이득 및 위상 왜곡 보상 기능을 가지는 이동통신 송신 시스템.
  9. 변조된 CDMA 디지털 신호의 입력 전력 또는 위상을 측정하는 단계와;
    상기 단계에서 전력을 측정하는 경우에는 무선 송신 출력 신호의 측정값과 비교하고 위상 측정값이 출력되는 경우에는 기준 위상값과 비교하여 중앙 처리부에서 제어 신호를 출력하는 단계와;
    상기 제어 신호에 따라 디지털 제어 감쇄기 또는 위상 등화기의 계수값을 제어하여 무선 송신 신호의 이득 또는 위상 왜곡을 보상하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이득 및 위상 왜곡 보상 기능을 가지는 이동통신 송신 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 무선 송신 출력 신호의 측정값은,
    송신 안테나 출력 신호를 무선 측정기로 측정하여, 디지털 신호로 변환한 값임을 특징으로 하는 이득 및 위상 왜곡 보상 기능을 가지는 이동통신 송신 방법.
  11. 제 9항에 있어서, 상기 위상 측정값은,
    상기 변조된 CDMA 디지털 신호의 입력 신호를 정합하여 출력된 신호를 디지털 위상 분석기를 통하여 측정한 값임을 특징으로 하는 이득 및 위상 왜곡 보상 기능을 가지는 이동통신 송신 방법.
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