KR100438541B1

KR100438541B1 - 이동통신 기지국의 송신신호 장치

Info

Publication number: KR100438541B1
Application number: KR10-2001-0055939A
Authority: KR
Inventors: 하헌성; 노영철
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2001-09-11
Filing date: 2001-09-11
Publication date: 2004-07-03
Also published as: KR20030022601A

Abstract

본 발명은 이동통신 기지국의 송신신호 장치에 관한 것으로, 이동통신 송신기지국의 송신 전력 자동이득을 위한 비교 및 전력레벨조정을 디지털적으로 처리할 수 있도록 한 이동통신 기지국의 송신신호 장치에 관한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 변조된 신호를 전송할 수 있도록 처리하는 기저대역 신호처리부와; 상기 기저대역 신호처리부의 출력신호의 주파수를 상향 조정하여 출력하는 주파수 상향 변환부와; 상기 주파수 상향 변환부의 출력을 소정 증폭하여 출력하는 고출력 증폭부와; 상기 고출력 증폭부의 출력신호를 필터링하여 송신안테나측으로 출력하는 프런트 엔드 필터부로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

이동통신 기지국의 송신신호 장치{APPARATUS FOR RECEIVING SIGNAL OF MOBILE COMMUNICATION BASE STATION}

본 발명은 이동통신 기지국의 송신신호 장치에 관한 것으로, 특히 이동통신 송신기지국의 송신 전력 자동이득을 위한 비교 및 전력레벨조정을 디지털적으로 처리할 수 있도록 한 이동통신 기지국의 송신신호 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동 이득 조정회로는 데이터 전송에서 입력 수준 영역에 관계없이 출력 수준이 특정한 한계내에 들어오도록 설계된 증폭 회로로서, 이와 같은 종래 기술을 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 송신전력의 자동 이득조정장치의 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시된 바와같이 두개의 디지털 신호와 중간주파수 대역신호를 입력받아 그 주파수를 상향변환시켜 출력하는 제1 송신신호 처리부(10)와; 상기 제1 송신신호 처리부(10)의 출력을 입력받아 이득을 검출하여 출력하는 제1 검출부(50)와; 상기 제1 송신신호 처리부(10)의 출력을 입력받아 고주파 신호로 변환시키는 제2 송신신호 처리부(20)와; 상기 제2 송신신호 처리부(20)의 출력신호를 입력 받아 증폭시키는 고출력 증폭부(30)와; 상기 고출력 증폭부(30)의 출력신호를 입력받아 그 신호를 안테나를 통하여 송신하고 그 송신된 신호를 커플링하는 프런트 엔드 필터부(40)와; 상기 프런트 엔드 필터부(40)의 출력을 입력받아 이득을 검출하여 출력하는 제2 검출부(70)와; 디지털 제어신호를 아날로그 제어신호로 변환시켜 제어신호를 출력하는 제어부(80)와; 상기 제1 검출부(50)와 제2 검출부(70) 및 제어부(80)의 출력을 입력받아 자동으로 이득을 조정하여 상기 제2 송신신호 처리부(20)로 출력하는 송신신호 자동 이득조정부(60)로 구성된다.

상기 제1 송신신호 처리부(10)는 두개의 디지털 입력신호를 아날로그 신호로 변환하여 출력하는 제1, 제2 디지털/아날로그 컨버터부(10a,10b)와; 상기 제1, 제2 디지털/아날로그 컨버터부(10a,10b)의 출력을 소정 증폭하여 출력하는 제1, 제2 증폭부(10c,10d)와; 상기 제1, 제2 증폭부(10c,10d)의 출력 주파수를 입력받아 저역 주파수만을 통과시켜 출력하는 제1, 제2 저역통과 필터부(10e,10f)와; 상기 제1, 제2 저역통과 필터부(10e,10f)의 출력과 송신 중간주파수 대역신호를 입력받아 그 송신 중간 주파수 대역신호와 제1, 제2 저역통과 필터부(10e,10f)의 출력신호를 혼합하여 반송파를 변조시키는 변조부(10g)와; 상기 변조부(10g)의 출력주파수를 대역통과시켜 출력하는 제1 대역통과 필터부(10h)와; 상기 제1 대역통과 필터부(10h)의 출력전압을 소정 감쇠시켜 출력하는 제1 전압제어 감쇠부(10i)와; 상기 제1 전압제어 감쇠부(10i)의 출력전압을 소정 증폭시키는 제3 증폭부(10j)로 구성된다.

또한, 상기 제2 송신신호 처리부(20)는 제1 송신신호 처리부(10)의 출력전압을 소정 감쇠시켜 출력하는 제2 전압제어 감쇠부(20a)와; 상기 제2 전압제어 감쇠부(20a)의 출력을 입력받아 소정 증폭시켜 출력하는 제4 증폭부(20b)와; 상기 제4 증폭부(20b)의 출력을 입력받아 일정 주파수 대역만을 통과시키는 탄성표면파 필터부(20c)와; 상기 탄성표면파 필터부(20c)의 출력과 고주파 대역신호를 혼합하여 출력하는 혼합기(20d)와; 상기 혼합기(20d)의 출력주파수를 대역통과시켜 출력하는 제2 대역통과 필터부(20e)와; 상기 제2 대역통과 필터부(20e)와 송신신호 자동이득조정부(60)의 출력을 입력받아 소정 감쇠시켜 출력하는 제3 전압제어 감쇠부(20f)와; 상기 제3 전압제어 감쇠부(20f)의 출력전압을 소정 증폭시키는 제5 증폭부(20g)와; 상기 제5 증폭부(20g)와 상기 송신신호 자동이득 조정부(60)의 출력을 입력받아 소정 감쇠시켜 출력하는 제4 전압제어 감쇠부(20h)와; 상기 제4 전압제어 감쇠부(20h)의 출력 신호를 입력받아 출력하며 반사파를 방지하는 아이솔레이터(20i)로 구성된다. 이와 같이 구성된 종래 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 아이(I)의 디지털 신호는 제1 디지털/아날로그 컨버터부(10a)에 입력되고, 큐(Q)의 디지털 신호는 제2 디지털/아날로그 컨버터부(10b)에 입력되어 변환된 후 제1, 제2 증폭부(10c,10d) 및 제1,제2 저역통과 필터부(10e,10f)를 각각 거치면서 변조부(10g)로 입력된다.

이에 의해, 상기 변조부(10g)에 입력된 상기 아이(I), 큐(Q)는 제1 로컬주파수 발생기(10k)의 송신 중간주파수대역신호와 혼합되어, 중간주파수신호로 주파수는 상향변환된다.

상기 송신 중간주파수신호는 제1 검출부(50)에 의해 검출되고, 송신신호 자동이득 조정부(60)에 인가된다.

상기 송신신호 자동이득 조정부(60)는 상기 중간주파수 신호와 제2 검출부(70)에서 검출된 고주파 신호를 비교하여 송신신호 자동이득 조정전압을 제3, 제4 전압제어감쇠부(20f,20h)에 인가함으로써, 송신출력을 일정하게 해준다.

그러나, 상기와 같이 동작하는 종래 장치는 자동이득 조정회로를 구현하기위한 튜닝포인트의 수가 많음으로 인한 시간, 인력의 낭비라는 문제점이 있었다.

또한, 각 개인의 튜닝 방법에 따른 실제 출력의 차이를 가져올 수 있는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 아날로그적으로 구성되었던 이동통신 기지국 송신전력 제어를 위한 자동 이득조정회로를 디지털적으로 구현함으로써, 소프트웨어적으로 튜닝이 가능해져 튜닝을 위한 시간 및 노력을 줄일 수 있고, 상기 아날로그적으로 구성되었던 송신전력 제어를 위한 상기 자동 이득 조정회로에 필요했던 입력신호 검출회로 및 자동 이득 조정을 위해 가변 감쇠부등의 부품을 사용하지 않게되어 경제적으로 비용을 줄일 수 있도록 한 이동통신 기지국의 송신신호 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 송신전력의 자동 이득조정장치의 구성을 보인 블록도.

도 2는 본 발명 이동통신 기지국의 송신신호 장치에 대한 구성을 보인 회로도로.

도 3은 본 발명 전력 스케일링부의 동작을 보인 흐름도.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

20: 기저대역 신호처리부 21: 데이터 생성부

22: 필터부 22a,22b: 제1, 제2 필터부

23: 디지탈신호 변조부 23a,23b: 제1, 제2 곱셈기

23c: 가산기 24: 전력 스케일링부

25: 주파수 상향변환부 25a: 디지털/아날로그 컨버터부

25b: 제1 증폭부 25c: 제1 혼합기

25d: 탄성표면파 필터부 25e: 제2 증폭부

25f: 제2 혼합기 25g: 대역통과 필터부

25h: 제3 증폭부 25i: 커플러

25j: 고주파신호 검출부 25k: 아날로그/디지털 컨버터부

25l,25m: 제1,제2 로컬주파수 발생기

26: 고출력 증폭부 27: 프런트엔드 필터부

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 변조된 신호를 전송할 수 있도록 처리하는 기저대역 신호처리부와; 상기 기저대역 신호처리부의 출력신호의 주파수를 상향 조정하여 출력하는 주파수 상향 변환부와; 상기 주파수 상향 변환부의 출력을 소정 증폭하여 출력하는 고출력 증폭부와; 상기 고출력 증폭부의 출력신호를 필터링하여 송신안테나측으로 출력하는 프런트엔드 필터부로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명 이동통신 기지국의 송신신호 장치에 대한 구성을 보인 예시도로서, 이에 도시된 바와 같이 변조된 신호를 전송할 수 있도록 처리하는 기저대역 신호처리부(20)와; 상기 기저대역 신호처리부(20)의 출력신호의 주파수를 상향 조정하여 출력하는 주파수 상향 변환부(25)와; 상기 주파수 상향 변환부(25)의 출력을 소정 증폭하여 출력하는 고출력 증폭부(26)와; 상기 고출력 증폭부(26)의 출력신호를 필터링하여 송신안테나측으로 출력하는 프런트엔드 필터부(27)로 구성된 것으로, 이와 같이 구성된 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 모뎀으로부터 주파수 상향 변환부에 입력된 큐피에스케이(QPSK; Quadrature Phase Shift Keying)변조된 코드 분할 다중 접속(CDMA; Code Division Multiple Access)신호를 아이(I), 큐(Q)로 분리하여 각각 제1, 제2 필터부(22a,22b)를 이용하여 업-표본화를 실시한후 저역대역의 주파수만을 통과시켜 불필요한 이미지 성분을 표본화 주파수 만큼 떨어지게 하여 그 이미지 성분을 필터링한후 디지털신호 변조부(23)로 출력한다.

상기 디지털신호 변조부(23)의 제1 곱셈기(23a)는 엔씨오(NCO; Numerically Controlled Oscillator)로부터 COS(2π×f_nco/f_s×N)을 곱하고, 제2 곱셈기(23b)에는 -Sin(2π×f_nco/f_s×N)을 곱한후 가산기(23c)로 출력하고, 그 가산기(23c)는 그 제1, 제2 곱셈기(23a,23b)의 출력을 가산하여 출력한다.

여기서, f_nco는 상기 엔씨오의 주파수이고, f_s는 입력 데이터의 샘플링주파수이며, N은 정수이다.

상기 디지털신호 변조부(23)에서 상기 f_nco로 변조된 신호는 전력스케일링부(24)에 입력된다.

또한, 주파수 상향 변환부(25)의 커플러(25i)에서 커플링된 고주파 신호는 고주파 신호검출부(25j)에의해 일정 전압을 출력하고, 그 일정 전압은 아날로그/디지털 컨버터부(25k)를 거치면서 아날로그신호가 디지털신호로 변환되어 상기 전력 스케일링부(24)에 입력된다.

도 3은 본 발명 전력 스케일링부의 동작을 보인 흐름도로서, 이에 도시한 바와 같이 전력 스케일링부(24)는 디지털 신호 변조부(23) 및 아날로그/디지털 컨버터부(25k)의 출력을 입력받아 기저대역의 전력을 검출하고, 검출된 전력에 송신 경로상의 예상되는 이득 편차 및 자동 이득조정을 고려하여 출력전력 향상 요소(resolution factor)를 곱하여 출력을 수정한다.(S31,S32,S33)

예를 들어 운용상 12dB정도의 상기 이득 편차가 있고, 출력 수정값의 1의 증감에 따라 6dB의 변화가 있으므로 그 출력전력 향상 요소로서 12를 선택하는 0.5dB의 출력 전력 변화를 갖게 된다.

상기 출력 수정값에 상기 이득 편차를 가산하고 아날로그/디지털 컨버터부(25k)의 출력 전력레벨을 차감한 결과치(S34)의 절대치가 허용 오차보다 크거나 같은지를 비교 판단하여 그 허용 오차보다 크거나 같으면 보상이 필요하게 된다.(S35)

상기 보상을 해주기 위해 상기 절대치를 하지 않은 결과치 즉, 상기 출력 수정값에 상기 이득 편차를 가산하고 출력 전력레벨을 차감한 상기 결과치가 양(+)인가를 판단한다.(S36)

상기 결과치의 비교 판단결과 양(+)이면, 즉 상기 출력 전력레벨이 예상치보다 적게 나온 경우는 상기 출력 수정값을 1씩 증가시키고(S37), 음(-)이면, 즉 상기 출력 레벨이 예상치보다 크게 나온경우는 상기 출력 수정값을 1씩 감소시킨다.(S38)

그러나 이상적으로 동작하게 되면 상기 결과치의 판단 결과는 '0'이된다.

이에 따라, 상기 과정을 통해 상기 허용 오차를 만족하여 상기 전력 스케일링부(24)를 통과한 신호는 상기 출력 수정값을 상기 출력전력 향상 요소로 나누어(6dB/12=0.5dB), 오차가 보상된 신호는 주파수 상향변환부(25)를 거쳐 자동 이득조정(AGC) 루프를 형성한다.(S39)

상기에서는 상기 출력전력 향상 요소를 12로 했으나 그 출력전력 향상 요소의 곱셈과 나눗셈의 편리를 위하여 2ⁿ으로 한다.

이에 의해, 디지털/아날로그 컨버터부(25a)는 상기 전력스케일링부(24)의 출력을 입력받아 아날로그 신호로 변환하고, 그 아날로그 신호는 제1 증폭부(25b)에 의해 소정 증폭된후 제1 혼합기(25c)로 출력된다.

상기 제1 혼합기(25c)는 제1 로컬주파수 발생기(25l)의 중간주파수 대역신호와 함께 혼합되어 상향 변환된 신호를 얻게 되고, 탄성표면파 필터부(25d)는 그 상향 변환된 신호를 필터링하여 제2 증폭부(25e)로 출력하게 된다.

상기 제2 증폭부(25e)에 의해 증폭된 출력신호는 제2 로컬주파수 발생기(25m)의 고주파 대역신호와 함께 제2 혼합기(25f)를 통해 혼합되고, 그 혼합된 신호는 대역통과 필터부(25g)에 의해 일정 주파수만 필터링되고, 그 필터링된 신호는 제3 증폭부(25h)를 통해 소정 증폭되어 커플러(25i)로 출력된다.

이에 의해, 상기 커플러(25i)는 상기 소정 증폭된 신호를 커플링하여 고출력 증폭부(26)와 고주파 신호검출부(25j)로 상향 변환된 신호를 출력한다.

여기서, 상기 전력 스케일링부(25a)는 상기 고주파 신호검출부(25j) 및 아날로그/디지털 컨버터부(25k)를 통해 피드백되어 입력되는 신호에 의해 출력값을 달리하게 된다.

또한, 상기 커플러(25i)의 출력신호를 입력받는 고출력 증폭부(26)는 소정증폭하여 증폭된 신호를 프런트 엔드 필터부(27)로 출력하고, 그 프런트 엔드 필터부(27)는 송신 안테나로 송신 신호를 전송한다.

따라서, 본 발명 이동통신 기지국의 송신 장치는 상기와 같은 절차에 의해 디지털 신호는 아날로그 신호로 변환되고, 중간주파수를 고주파로 상향 변환함과 아울러 증폭 및 필터링하여 상기 송신안테나를 통해 송신 신호를 전송한다..

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 송신전력 제어를 위한 자동 이득 조정회로를 디지털적으로 구현함으로써 소프트웨어적으로 튜닝이 가능해지고, 그 튜닝을 위한 소비시간을 줄일 수 있다.

또한, 아날로그적으로 구성되었던 송신전력 제어를 위한 상기 자동 이득 조정회로에 필요했던 입력신호 검출회로 및 자동 이득 조정을 위해 가변 감쇠부등의 부품을 사용하지 않게되어 비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims

변조된 데이터 신호를 아이(I), 큐(Q) 신호로 출력하는 데이터 생성부와; 상기 아이(I), 큐(Q) 신호를 입력받아 업-표본화하여 소정주파수대역을 필터링하는 필터부와; 상기 필터부의 출력을 입력받아 소정연산하여 변조신호를 출력하는 디지털신호 변조부와; 상기 디지털신호 변조부의 출력과 출력 전력 레벨의 디지털신호를 입력받아 소정 연산한 결과치와 허용오차의 대소를 비교하여 오차가 보상된 신호를 출력하는 전력 스케일링부와; 상기 전력 스케일링부의 출력신호의 주파수를 상향 조정하여 출력함과 아울러 출력 전력 레벨을 검출하고 그 출력 전력 레벨의 디지털 신호를 상기 전력 스케일링부에 출력하는 주파수 상향 변환부와; 상기 주파수 상향 변환부의 출력을 소정 증폭하여 출력하는 고출력 증폭부와; 상기 고출력 증폭부의 출력신호를 필터링하여 송신안테나측으로 출력하는 프런트엔드 필터부로 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신 기지국의 송신신호 장치.
삭제
제1 항에 있어서, 상기 필터부는 아이(I) 신호를 입력받아 필터링하는 제1 필터부와; 큐(Q) 신호를 입력받아 필터링하는 제2 필터부로 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신 기지국의 송신신호 장치.
제3 항에 있어서, 상기 디지털신호 변조부는 제1 필터부의 출력신호와 엔씨오(NCO)로부터 발생된 Cos(2π*f_nco/f_s*N)을 곱하여 출력하는 제1 곱셈기와; 제2 필터부의 출력신호와 상기 엔씨오(NCO)로부터 발생된 -Sin(2π*f_nco/f_s*N)을 곱하여 출력하는 제2 곱셈기와; 상기 제1,제2 곱셈기의 출력신호를 합하여 출력하는 가산기로 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신 기지국의 송신신호 장치.

여기서, f_nco는 상기 엔씨오의 주파수로서 아날로그대역에 해당되고, f_s는 입력 데이터의 샘플링주파수이며, N은 정수이다.
제1 항에 있어서, 상기 전력 스케일링부는 상기 디지털 신호변조부의 출력에 따른 기저대역의 전력을 검출하고, 그 검출된 전력에 송신 경로상의 예상되는 이득 편차 및 자동이득조정을 고려하여 출력전력 향상 요소를 곱하여 출력 수정값을 얻고, 상기 출력 수정값에 상기 이득 편차를 가산하고 아날로그/디지털 컨버터의 출력 전력레벨을 차감한 결과치와 허용 오차를 비교하여 그 허용오차보다 크거나 같을경우 송신 경로상 발생한 오차를 보상하여 출력하게 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신 기지국의 송신신호 장치.
제1 항 또는 제5 항에 있어서, 상기 전력 스케일링부는 출력 수정값에 이득 편차를 가산하고 출력 전력레벨의 디지털 신호를 차감한 결과치가 허용 오차보다 크거나 같을때 그 결과치가 양(+)이면 그 출력 수정값을 1씩 증가시키고, 음(-)이면 그 출력 수정값을 1씩 감소시키게 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신 기지국의 송신신호 장치.
제2 항 또는 제5 항에 있어서, 상기 전력 스케일링부는 출력 수정값에 이득 편차를 가산하고 출력 전력레벨의 디지털 신호를 차감한 결과치가 허용오차보다 작으면 그 출력 수정값을 출력전력 향상 요소로 나누어 얻은 결과치를 출력하여 오차를 보상하게 구성한 것을 특징으로 하는 이동통신 기지국의 송신신호 장치.