KR100416748B1

KR100416748B1 - 광대역 시디엠에이 무선가입자망 단말기의 알에프 송신출력 특성 보상 방법

Info

Publication number: KR100416748B1
Application number: KR10-2001-0005359A
Authority: KR
Inventors: 김재길
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2001-02-05
Filing date: 2001-02-05
Publication date: 2004-01-31
Also published as: KR20020065028A

Abstract

본 발명은 광대역 시디엠에이 무선가입자망(W-CDMA WLL) 단말기에서 알에프(RF)의 비선형적인 송신 출력 특성을 보상하기 위한 방법에 관한 것으로, W-CDMA WLL 단말기의 비선형적인 RF 특성을 보상함으로써 보다 정확한 전력 제어를 할 수 있도록 한 것이다.

이를 위해 본 발명은 임의의 개수의 점에서 송신 제어값(TXAGC)에 대한 송신 전력값을 측정하고, 상기 송신 전력값을 입력으로 하고 상기 송신 제어값(TXAGC)을 목표값으로 하여 신경망을 훈련시키는 훈련단계와;

상기 훈련 결과 생성된 파라미터를 가지고 상기 신경망을 형성하여 비선형적인 함수를 모델링할 수 있는 캠(CAM)을 생성하고, 전력 제어 루틴에 의해 현재 상태에서 필요한 송신 전력값을 계산하며, 상기 계산된 송신 전력값을 상기 캠의 입력으로 하여 상기 송신 제어값(TXAGC)을 계산하고 상기 계산된 송신 제어값(TXAGC)을 MODEM ASIC의 해당 레지스터에 기록하는 보상단계를 포함하여 이루어진 것으로서, 소프트웨어적으로 보다 정확하게 비선형적인 RF 특성을 보상함으로써 효율적으로 전력 제어를 할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

광대역 시디엠에이 무선가입자망 단말기의 알에프 송신 출력 특성 보상 방법{RF transmission output signal compensation method in wide band CDMA wireless local loop terminal}

본 발명은 광대역 시디엠에이 무선가입자망(이하,W-CDMA WLL이라 칭함) 단말기에서 알에프(RF)의 비선형적인 송신 출력 특성을 보상하기 위한 방법에 관한 것으로, 특히 W-CDMA WLL 단말기의 비선형적인 RF 특성을 보상함으로써 보다 정확한 전력 제어를 할 수 있도록 한 것이다.

종래의 W-CDMA WLL 단말기에서의 송신 전력 제어 장치는 도1에 도시한 바와 같이 전력 제어 루틴(1), 모뎀 에이에스아이시(MODEM ASIC)(2), PDM회로(3) 및 RF 전력 증폭기(4)로 구성되어져 있다.

이와 같은 장치를 이용한 종래의 송신 전력 제어방식을 설명한다.

먼저, 전력 제어 소프트웨어인 전력 제어 루틴(1)에서 1㎳ 마다 원하는 송신 전력에 대한 송신 제어 값(TXAGC)을 MODEM ASIC(2)의 TXAGC 레지스터에 기록한다.

MODEM ASIC(2)에서는 레지스터에 기록된 TXAGC 값에 따른 출력신호(TXAGC PDM)를 발생시킨다.

이와 같은 출력신호(TXAGC PDM)는 밀도(Dencity)가 가변되는 펄스 신호로서, 송신 제어 값(TXAGC)과 펄스의 밀도는 비례관계가 된다.

PDM 회로(3)는 예로서 저항-캐패시터(RC)로 구성된 회로로서, 입력되는 PDM(Pulse Density Modulation)신호를 직류(DC) 제어 전압으로 변환하는 기능을 가진다.

이때 PDM 신호의 펄스 밀도와 PDM 출력의 직류(DC) 제어 전압은 비례관계가 된다

PDM 출력의 직류 제어 전압은 RF 전력 증폭기(4)에 입력되어 송신 전력의 세기를 제어하게 된다.

보다 상세히 설명하면, 전력 제어 루틴(1)에서 TXAGC 값을 증가시키게 되면 그에따라 PDM 출력의 직류 제어 전압 값이 증가되어 송신 전력의 세기가 증가된다.

이와는 반대로 TXAGC 값을 감소 시키게 되면 PDM 출력의 직류 제어 전압 값이 감소되어 송신 전력의 세기가 감소된다.

그러나 RF 전력 증폭기(4)가 가지는 특성이 비선형적(Nonlinear)이기 때문에TXAGC 값의 변화량에 따른 송신 전력의 변화량이 비선형적이고, 또한 각 RF 소자마다의 특성이 상이하기 때문에 각 단말기마다 비선형적인 특성이 상이하게 된다.

따라서 정확한 전력 제어를 위해서는 이러한 비선형적인 특성을 보상할 필요가 있다.

이와 같이 비선형적인 특성을 보상하기 위해서 종래의 W-CDMA WLL 단말기에서는 특정한 보상알고리즘을 사용하지 않고 임의의 개수의 단말기의 TXAGC 값에 대한 RF 비선형적인 송신 전력 특성을 측정한 후 측정값들의 평균치를 전체 단말기에 적용하여 전력 제어를 행하고 있다.

한편 종래의 협대역 시디엠에이 더블유엘엘(N-CDMA WLL) 단말기에서의 송신 전력 제어 장치는 도2에 도시한 바와 같이 RAS_RAM 선형기(11)및 PDM회로(12)를 포함하는 퀄컴사의 MSM모뎀과 비선형증폭기(13)로 구성되어져 있다.

즉, PDM 회로(12)의 전단에 RAS_RAM 선형기(11)를 설치하여 비선형적인 특성을 보상하고 있다. 상기한 RAS_RAM 선형기(11)에는 도3에 도시한 바와 같이 각 RF의 비선형적인 특성을 선형적(Linear)으로 모델링 한 파라미터(SLOPE, OFFSET)가 저장되며, 모델링 과정을 설명하면 다음과 같다.

모델링 하고자하는 비선형 RF 특성 구간을 16개의 세그먼트(Segment)로 나눈다.

다음에, 각 세그먼트 구간을 선형이라고 간주하고 Y=mX+b 로 모델링한다. 여기서 Y는 비선형적인 RF 송신제어(TXAGC) 값이고, X는 모델링된 선형적인 TXAGC 값이 된다. 또한 m과 b는 각각 SLOPE와 OFFSET 이다.

RAS_RAM 선형기(11)는 16 X 16 비트로 구성된 일종의 메모리로서 16개 구간으로 나누어져 있다. 각 구간의 상위 7비트는 모델링 된 SLOPE(m)값이 저장되고, 하위 9 비트에는 OFFSET(b) 값이 저장된다.

선형적으로 모델링된 X는 10비트로 구성되어 있고 RAS_RAM 선형기(11)의 입력신호가 된다. 여기서 SLOPE(m)와 OFFSET(b) 가 RAS_RAM 선형기(11)에 저장되는 형식과 X가 RAS_RAM 선형기(11)에 입력되어 출력 Y가 산출되는 과정은 도3과 같다.

즉, 종래의 협대역 시디엠에이 무선가입자망(N-CDMA WLL) 단말기에서의 송신 전력 제어 장치는 비선형적인 RF 특성을 보상하기 위해 RAS_RAM선형기(11)를 사용하여 비선형적인 기울기의 송신전력 대 TXAGC 값에 대한 특성 곡선을 선형적인 특성 곡선으로 변환시킨다. RAS_RAM선형기(11)에는 측정하여 계산된 특성곡선이 16구간에 대한 SLOPE 와 OFFSET이 저장되어 있다.

RAS_RAM선형기(11)에 선형적으로 모델링된 TXAGC 값이 입력되면 RAS_RAM 선형기(11)는 입력된 값과 저장된 파라미터(SLOPE, OFFSET) 값을 가지고 계산된 비선형적인 TXAGC 값을 출력하게 된다. 이와 같이 출력된 값이 비선형 증폭기(13)의 제어 신호로 입력되어 실제로 나타나는 송신 전력의 세기를 제어하게 된다.

그러나, 전자인 W-CDMA WLL 단말기에서의 송신 전력 제어 장치는 비선형적인 특성을 보상하는 회로 구성이 없으며, 후자인 N-CDMA WLL 단말기에서의 송신 전력 제어장치의 MSM 모뎀과 같이 Modem ASIC(2)의 내부가 RAS_RAM 선형기의 구조를 갖지 못하므로 RAS_RAM 방식을 사용할 수가 없다.

한편 후자인 N-CDMA WLL 단말기에서의 송신 전력 제어 장치는 비선형적인 곡선을 16개 구간으로 나누어 각 구간을 선형적으로 모델링하고 있지만, 실질적으로 각 구간은 비선형이고, 만일 각 구간의 특성 곡선이 선형에 가깝지 않으면 RAS_RAM 방식을 채용할 수가 없기 때문에 비선형적인 특성을 보다 완벽하게 모델링할 수가 없는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래기술의 제반 문제점을 해결하고자 하여 제안된 것으로서, 비선형적인 함수를 모델링할 수 있는 캠(CAM; Content Addressable Memory)방식을 사용하여 비선형적인 RF 특성을 보상하기 위한 광대역 시디엠에이 무선가입자망 단말기의 알에프 송신 출력 특성 보상 방법을 제공함을 그 목적으로 한다.

도1은 종래의 광대역 시디엠에이 무선가입자망 단말기의 송신 전력 제어 장치의 블록 구성도.

도2는 종래의 협대역 시디엠에이 무선가입자망 단말기의 송신 전력 제어 장치의 블록 구성도.

도3은 도2의 알에이에스_알에이엠(RAS_RAM)선형기의 계산과정을 설명하기 위한 도면.

도4는 본 발명에 의한 신경망을 이용한 캠(CAM) 구성 일예도.

도5는 본 발명에 의한 캠을 적용한 전력 제어의 구성 예시도.

*도면의 주요부분에대한 부호의 설명*

2: 모뎀 에이에스아이시(Modem ASIC) 20: 전력 제어 루틴

21: 캠(CAM)

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 광대역 시디엠에이 무선가입자망 단말기의 알에프 송신 출력 특성 보상 방법은, 단말기의 송신 출력증폭기의 비선형적인 특성을 보상하는 적합한 송신출력제어값을 산출하여, 원하는 송신출력을 얻는 광대역 시디엠에이 무선가입자망 단말기의 알에프 송신 출력 특성 보상 방법방법으로, 임의의 개수의 점에서 송신 제어값(TXAGC)에 대한 송신출력증폭기에 의해 증폭된 송신 전력값을 측정하는 단계와; 상기 송신 전력값을 입력으로 하고 상기 송신 제어값(TXAGC)을 목표값으로 하여 백프로퍼게이션 알고리즘에 의한 훈련이 수행되고, 그 훈련과정에서 산출된 파라미터에 의해 비선형적인 함수를 모델링할 수 있도록 형성되는 신경망인 캠(CAM)을 생성하는 단계와; 전력 제어 루틴에 의해 현재 상태에서 필요한 송신 전력값을 계산하며, 상기 계산된 송신 전력값을 상기 캠의 입력으로 하여 상기 송신 제어값(TXAGC)을 계산하는 단계와; 상기 계산된 송신 제어값(TXAGC)을 MODEM ASIC의 해당 레지스터에 기록하는 단계와; 상기 단말기의 MODEM ASIC는 상기 레지스터에 기록된 송신 제어값을 PDM회로로 출력하여, 상기 송신 출력증폭기의 비선형적인 특성이 보상된 원하는 RF송신출력 얻는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.본 발명의 실시예에서는 상기 훈련과정에서 얻어진 파라미터로 구성된 상기 캠(CAM)은 연상작용에 의하여 훈련시에 사용된 샘플 데이터 이외의 임시 데이터에 대한 값을 예측할 수 있도록 함을 특징으로 한다.이하, 본 발명을 첨부된 실시예의 도면을 참조하여 설명한다.

도4는 본 발명에 의한 신경망을 이용한 캠(CAM) 구성 일예도를 나타낸 것으로서,

임의의 개수의 신경망(Neural Network)(N1∼N10)을 이용하여 캠(CAM)을 구성한다.

이와 같이 캠(CAM)을 이용한 본 발명의 보상 방법은 종래의 N-CDMA WLL 단말기에서의 송신 전력 제어 장치에 사용되었던 RAS_RAM 선형기(11)를 이용한 보상방식과는 달리 다음과 같은 두 가지의 차이점이 있다.

첫째, 보상 방법이 종래의 N-CDMA WLL 단말기에서의 송신 전력 제어 장치와 같이 하드웨어적으로 구현되는 것이 아니고, 소프트웨어적으로 구현된다. 그 이유는 현재의 W-CDMA WLL 단말기에서의 송신 전력 제어 장치가 하드웨어적으로 구현할수 있는 구조를 구비하고 있지 못하기 때문이다.

둘째, 종래의 N-CDMA WLL 단말기에서의 송신 전력 제어 장치에서는 특성 곡선을 16 개 구간으로 나눈 후 각 구간을 선형적이라고 간주하였으나, 캠(CAM)을 사용한 본 발명의 보상방법은 비선형적으로 간주한다.

즉, 본 발명에서는 비선형적인 함수를 모델링할 수 있는 캠(CAM)을 사용하여W-CDMA WLL 단말기의 RF의 비선형 특성을 보상한다.

상기한 캠(CAM)은 전술한 도4에 도시한 바와 같이 다수개의 신경망(N1∼N10)으로 구성되며, 임의의 샘플 데이터를 가지고 먼저 훈련(Training)단계를 거치게 된다.

훈련 단계 후에는 신경망을 구성하는 파라미터를 얻게 되고, 이와 같이 얻어진 파라미터로 구성된 캠(CAM)은 연상작용(Association)에 의하여 훈련 시에 사용된 샘플 데이터 이외의 임시 데이터에 대한 값을 예측할 수 있다.

이 경우 신경망을 훈련 시킬 때 훈련 알고리즘으로는 백프로퍼게이션(Backpropagation) 알고리즘을 사용한다.

캠(CAM)의 훈련 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, N개의 점에서 송신제어값(TXAGC)에 대한 송신 전력값을 측정한다. 다음에, 송신 전력값을 입력으로 하고, 송신제어값(TXAGC)을 목표 값으로 하여 신경망(N1∼N10)을 훈련시킨다.

이때 신경망을 훈련 시킬 때 일반적인 훈련 알고리즘인 백프로퍼게이션(Backpropagation)알고리즘을 사용한다.

이후 훈련 결과에 따라 생성된 파라미터를 가지고 신경망(N1∼N10)을 구성하여 캠(CAM)을 생성한다.

이 경우에 캠(CAM)(21)은 도5에 나타낸 바와 같이 Y=F(x)라는 함수로 모델링 될 수 가 있다. 즉 송신 전력(X)을 입력으로 하였을 때 송신제어값(TXAGC)인 Y를 출력으로 하는 임의의 전력 제어 루틴으로 생각할 수 있다.

훈련된 파라미터 값은 플래시(도시 생략됨)에 저장되고, 플래시에 저장된 파라미터는 시스템을 재 시동할 때 읽어 들여지게 되어 캠(21)을 구성한다.

이와 같이 훈련된 신경망 파라미터를 적용하여 캠(21)을 구성한 후 RF의 비선형 특성을 보상하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

도5에 도시한 바와 같이 1㎳마다 실행되는 전력 제어 루틴(20)이 현재 상태에서 필요한 송신 전력 값(X)을 계산한다.

이와 같은 송신 전력 값(X)을 캠(21)의 입력으로 하여 송신 제어값(Y)을 계산한다.

계산된 송신 제어 값(Y)은 TXAGC 로 되어 후단의 Modem ASIC(2)의 해당 TXAGC 레지스터에 기록된다.

Modem ASIC(2)는 해당 TXAGC 레지스터에 기록된 값에 해당하는 PDM 신호를 도1에 도시한 PDM 회로(3)에 출력시키므로 RF의 비선형 특성을 보상하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 광대역 시디엠에이 무선가입자망(W-CDMA WLL)단말기에서 비선형적인 함수를 모델링할 수 있는 캠(CAM; Content Addressable Memory)방식을 사용하여 소프트웨어적으로 보다 정확하게 비선형적인 RF 특성을 보상함으로써 효율적으로 전력 제어를 할 수 있는 효과를 제공한다.

Claims

단말기의 송신 출력증폭기의 비선형적인 특성을 보상하는 적합한 송신출력제어값을 산출하여, 원하는 송신출력을 얻는 광대역 시디엠에이 무선가입자망 단말기의 알에프 송신 출력 특성 보상 방법방법으로,

임의의 개수의 점에서 송신 제어값(TXAGC)에 대한 송신출력증폭기에 의해 증폭된 송신 전력값을 측정하는 단계와;

상기 송신 전력값을 입력으로 하고 상기 송신 제어값(TXAGC)을 목표값으로 하여 백프로퍼게이션 알고리즘에 의한 훈련이 수행되고, 그 훈련과정에서 산출된 파라미터에 의해 비선형적인 함수를 모델링할 수 있도록 형성되는 신경망인 캠(CAM)을 생성하는 단계와;

전력 제어 루틴에 의해 현재 상태에서 필요한 송신 전력값을 계산하며, 상기 계산된 송신 전력값을 상기 캠의 입력으로 하여 상기 송신 제어값(TXAGC)을 계산하는 단계와;

상기 계산된 송신 제어값(TXAGC)을 MODEM ASIC의 해당 레지스터에 기록하는 단계와;

상기 단말기의 MODEM ASIC는 상기 레지스터에 기록된 송신 제어값을 PDM회로로 출력하여, 상기 송신 출력증폭기의 비선형적인 특성이 보상된 원하는 RF송신출력 얻는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 광대역 시디엠에이 무선가입자망 단말기의 알에프 송신 출력 특성 보상 방법.
삭제
제1항에 있어서,

상기 훈련과정에서 얻어진 파라미터로 구성된 상기 캠(CAM)은 연상작용에 의하여 훈련시에 사용된 샘플 데이터 이외의 임시 데이터에 대한 값을 예측할 수 있도록 함을 특징으로 하는 광대역 시디엠에이 무선가입자망 단말기의 알에프 송신 출력 특성 보상 방법.