KR100559756B1

KR100559756B1 - 부호 분할 다중 접속 시스템에서의 송신 전력 제어 회로 및 방법

Info

Publication number: KR100559756B1
Application number: KR1019990019161A
Authority: KR
Inventors: 모리시타가츠지
Original assignee: 쿄세라 코포레이션
Priority date: 1998-05-29
Filing date: 1999-05-27
Publication date: 2006-03-13
Also published as: BR9901684A; US6057732A; JP3493424B2; KR19990088590A; JPH11346133A

Abstract

본 발명은 CDMA 시스템에서의 송신 전력 제어 방법에 관한 것으로, 송신 신호를 증폭하는 자동 이득 제어(automatic gain control; AGC) 증폭기와 상기 AGC 증폭기의 출력을 증폭하는 RF 전력 증폭기가 배치되어 있고, 상기 AGC 증폭기의 이득이 송신 전력 제어 신호에 의해 제어되어 송신 전력을 제어하고, 송신 전력 제어 신호와 소정의 기준치를 비교하는 제 1 비교 수단과, 송신 전력을 검출하고, 검출된 송신 전력을 소정의 기준치와 비교하는 제 2 비교 수단이 배치되고, 상기 제 1 비교 수단만이 출력 신호를 출력할 때에, 송신 전력이 증가되는 방향의 신호가 생성되고, 상기 제 2 비교 수단만이 출력 신호를 출력할 때에, 송신 전력이 감소되는 방향의 신호가 생성되고 이 신호는 오프셋 신호로서 송신 전력 제어 신호에 가산되고 상기 제 1 및 제 2 비교 수단 모두가 출력 신호를 출력할 때 또는 상기 제 1 및 제 2 비교 수단 모두가 출력 신호를 출력하지 않을 때, 현재의 오프셋 신호를 유지한다.

송신 신호, 자동 이득 제어, 송신 전력 제어 방법, 전력 레벨 검출기

Description

부호 분할 다중 접속 시스템에서의 송신 전력 제어 회로 및 방법{Transmission power control circuit and method for CDMA system}

도 1은 본 발명의 송신 전력 제어 방법이 실시되는 CDMA 방식 송신 전력 제어 회로의 구성 예를 도시한 도면.

도 2는 종래의 송신기의 송신 전력 제어 회로의 구성 예를 도시한 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : AGC 증폭기 2 : RF 전력 증폭기

3 : 비교기 4 : 판정 회로

5 : 업/다운 카운터 6 : D/A 컨버터

8 : 전력 레벨 검출기 9 : 타이머

10 : 비교기

본 발명은 최대 송신 전력으로 동작할 때의 송신 전력을 제어하는 부호 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access; CDMA) 시스템에서의 제어 회로 및 방법에 관한 것이다.

종래, 이러한 종류의 기술로서 일본 특개평 8-46466호에는 송신기의 전력 제어 회로가 개시되어 있다. 도 2는 여기에 개시된 송신기의 전력 제어 회로의 구성 예를 도시한다. 도면에 도시된 것과 같이, 전력 제어 회로는 이득 가변 증폭기(22), RF(Radio Frequency) 전력 증폭기(23), 방향성 결합기(24), 검출 회로(26), 비교기(28), 스위치(29) 및 가산기(30)를 구비하고 있다.

이득 가변 증폭기(22), RF 전력 증폭기(23), 방향성 결합기(24), 검출 회로(26), 비교기(28), 스위치(29) 및 가산기(30)는 포화 방지 제어 루프(40)를 구성하도록 접속된다. 비교기(28)의 출력이 "H"(고레벨)의 경우에, 스위치(29)는 도통 상태로 되고, 출력이 "L"(저레벨)의 경우에, 스위치는 차단 상태(nonconductive state)로 된다. 시스템 전력 제어 단자(31), 가산기(30) 및 이득 가변 증폭기(22)는 시스템 전력 제어 루프(41)를 구성하도록 접속된다.

스위치(29)는 포화 방지 제어 루프(40)에 배치되므로, 포화 방지 제어 루프(40)는 증폭된 신호의 레벨이 기준치보다 클 때에만 작동한다. 상기 이외의 상태에서, 시스템 전력 제어 루프(41)는 시스템 전력 제어 단자(31)를 통해 공급되는 시스템 전력 제어 신호에 기초하여 적당히 동작한다.

송신이 시스템 전력 제어 루프(41)에 의해 최대 송신 전력으로 행해지는 경우, 출력이 온도 변화 등의 여러 가지 이유로 인해 최대 출력 전력을 초과하게 되면, 스위치(29)가 턴 온되어 시스템 전력 제어 전압을 낮춘다. 그 결과, RF 전력 증폭기(23)의 포화를 방지하고 그 선형 특성을 유지한다.

상기한 종래의 방법에 있어서, RF 전력 증폭기(23)의 포화는 포화 방지 제어 루프(40)로 방지할 수 있다. 그러나, 최대 송신 전력이 시스템 전력 제어 루프(41)에 의해 프리셋되어 있을지라도, 소정 전력은 온도 변화 등의 여러 가지 이유로 인해 송신되지 않는다. 이와 같은 경우, 보정이 행해지지 않으므로 통신가능 범위가 좁게 되는 문제가 발생하였다.

본 발명은 상기 문제를 감안하여 이루어진 것이다. 상기 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 목적은, 온도 변화 등으로 인한 최대 전력 송신의 특성 변화를 오프셋 전압을 제어 전압에 가산하여 보상하고, 안정한 제어를 실현할 수 있는 CDMA 시스템에서의 송신 전력 제어 방법 및 회로를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따르면, CDMA 시스템에서의 송신 전력을 제어하는 회로 및 방법에는 송신 신호를 증폭하는 AGC(automatic gain control) 증폭기와, AGC 증폭기의 출력을 증폭하는 RF 전력 증폭기가 배치되고, AGC 증폭기의 이득은 송신 전력 제어 신호에 의해 제어되어 송신 전력을 제어하고, 송신 전력 제어 신호를 소정 기준치와 비교하는 제 1 비교 수단과 송신 전력을 검출하고 검출된 송신 전력을 소정 기준치와 비교하는 제 2 비교 수단이 배치되고, 제 1 비교 수단만이 출력 신호를 출력할 때에, 송신 전력이 증가되는 방향의 신호가 생성되고, 제 2 비교 수단만이 출력 신호를 출력할 때에 송신 전력이 감소되는 방향의 신호가 생성되고 이 신호는 오프셋 신호로서 송신 전력 제어 신호에 가산되고, 제 1 및 제 2 비교 수단 모두가 출력 신호를 출력할 때 또는 제 1 및 제 2 비교 수단 모두가 출력 신호를 출력하지 않을 때, 현재의 오프셋 신호는 유지된다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 송신 전력 제어 방법이 실시되는 CDMA 시스템에서의 송신 전력 제어 회로의 구성 예를 도시한다. 도면에 도시된 것과 같이, 본 발명의 CDMA 시스템에서의 송신 전력 제어 회로는 AGC(automatic gain control) 증폭기(1), RF 전력 증폭기(2), 비교기(3), 판정 회로(4), 업/다운 카운터(5), D/A 컨버터(6), 가산기(7), 전력 레벨 검출기(8), 타이머(9) 및 비교기(10)를 포함한다.

송신 신호 S1는 AGC증폭기(1)에 의해 증폭되고 이후 송신 출력 신호 S2로서 출력될 RF 전력 증폭기(2)에 의해 전력-증폭된다. CDMA 방식에 있어서, 이동 단말들의 송신 신호들이 기지국에 의해 동일 레벨에서 수신되도록 이동 단말들의 송신 전력들이 제어되고 있다. 송신 전력 제어 전압 Vc은 송신 전력을 제어하는 시스템 전력 제어 루프를 위한 제어 전압이고 AGC신호로서 AGC 증폭기(1)에 가산기를 통해 공급되어 수신 신호 강도에 따라 설정되는 프리셋 값으로 송신 전력을 제어한다.

본 발명에 있어서, 이동 단말은 송신 전력이 최대 전력으로 설정되어 동작할 때, 주위 온도의 변화 등의 여러 원인에 의해 송신 전력이 최대 프리셋 값을 초과하고 RF 전력 증폭기(2)가 포화하는 현상이 일어나는 것을 방지하고, 출력이 최대 프리셋 값이하로 감소될 때, 프리셋 값은 유지된다. 상기 방지 및 유지를 실현하기 위해, 오프셋 전압 Vo이 발생되고 발생된 오프셋 전압은 가산기(7)에 의해 송신 전력 제어 전압 Vc에 가산 또는 감산된다. 이하, 동작에 대해 설명한다.

비교기(3)는 송신 전력 제어 전압 Vc과 기준 전압 e1 을 비교하고, 송신 전력 제어 전압 Vc이 기준 전압 e1을 초과할 경우, 출력 신호 V1를 출력한다. 기준 전압 e1이 최대 송신 전력에 대응하도록 설정된다(공장출하시). 송신 전력 제어 전압 Vc이 기준 전압 e1에 도달할지라도, 그러나 최대 송신 출력은 온도 변화 등의 여러 이유로 인해 종종 얻어질 수 없다(동작에 대해서는 나중에 상세히 설명한다).

전력 레벨 검출기(8)는 송신 출력 신호(전력)S2의 레벨을 검출한다. 전력 레벨 검출기(8)의 출력이 1.25msec 또는 그 이상 계속되면, 타이머(9)는 송신 출력 신호 S2 의 검출 레벨을 비교기(10)에 출력한다. CDMA 파에 있어서, 전력은 매우 높은 속도, 즉 1.25msec의 주기로 변동되고, 송신 구간은 음성의 유무에 따라 랜덤하게 변화된다. 그러므로, 타이머(9)는 비교기(10)의 오동작을 방지하기 위해 삽입된다.

비교기(1)는 전력 레벨 검출기(8)에 의해 검출되는 송신 출력 신호 S2 의 레벨과 기준 전압 e2을 비교하고, 검출된 레벨이 기준 전압 e2 을 초과하면, 출력 신호 V2를 판정 회로(4)에 공급한다. 기준 전압 e2은 송신 전력 설정 값이고 최대 송선 전력에 대응하도록 설정된다(공장출하시).

판정회로(4)는 비교기(3)의 출력 신호 V1가 입력되고 비교기(10)의 출력 신호 V2가 0일 때 업 신호 u를 업/다운 카운터(5)에 출력하고 비교기(10)의 출력 신 호 V2 가 입력되고 비교기(3)의 출력 신호 V1가 0일 때 다운 신호 d를 업/다운 카운터(5)에 출력한다. 양 출력 신호 V1와 V2가 0이거나, 양 출력 전압 V1과 V2가 입력되면, 판정 회로는 현재 출력이 유지되도록 홀드 신호(hold signal) h를 출력한다.

게이티드 신호 GS는 송신 신호 구간을 나타내는 신호이다. 게이티드 신호 GS가 존재하지 않을 때, 송신은 이루어지지 않는다. CDMA파에 있어서, 송신 구간은 음성의 유무에 따라 랜덤하게 변화한다. 그러므로, 게이티드 신호는 판정 회로(4)가 송신이 행해지지 않을지라도 오동작하는 것을 방지하기 위해 판정 회로(4)에 공급된다. 게이티드 신호 GS가 송신되는 기간중, 판정 회로(4)는 신호 u, d 및 h를 업/다운 카운터(5)에 1.25msec마다 송신한다.

업/다운 카운터(5)는 D/A컨버터(6)에 업 신호 u, 다운 신호 d 또는 홀드 신호 h(업 신호 u의 경우 양의 카운트 수, 다운 신호 d의 경우 음의 카운트 수)에 대응하는 디지탈 신호의 형태로 카운트 수를 공급한다. D/A 컨버터(6)는 업/다운 카운터(5)의 출력 신호를 D/A 변환하고, 이후 송신 전력 제어 전압 Vc과 업/다운 카운터(5)의 D/A 변환 출력 신호를 가산한다.

본 제어 방법에 따르면, 초기 설정(공장 출하시에 행해지는 설정)에 있어서, 양 기준 전압 e1, e2은 최대 송신 전력에 대응하도록 설정되고, 오프셋 전압 V0은 0으로 설정된다. 실제 필드에서 사용시, 이동 단말은 단말이 기지국으로부터 멀리 떨어져 있기 때문에 최대 송신 전력으로 사용될 경우, 최대 송신 출력은 송신 전력 제어 전압 Vc 이 기준 전압 e1에 도달할 지라도 온도 변화 등의 여러 이유로 인해 얻을 수 없을 때가 있다. 이 경우, 비교기(3)의 출력 신호 V1는 출력되고 비교기(10)의 출력 신호 V2는 출력되지 않는다. 그러므로, 판정 회로(4)는 업 신호 u를 업/다운 카운터(5)에 출력한다.

업/다운 카운터(5)는 D/A 컨버터(6)에 입력에 따른 업 신호 u의 카운트 수를 출력한다. D/A 컨버터(6)는 이 카운트 수를 아날로그 값으로 변환하고, 아날로그 값을 오프셋 전압 Vo으로 가산기(7)에 출력한다. 가산기(7)는 오프셋 전압 Vo을 송신 전력 제어 전압 Vc에 가산하고, 가산 결과를 AGC 신호로서 AGC 증폭기(1)에 출력함으로써 송신 출력 신호 S2가 증가된다. 이러한 증가는 전력 레벨 검출기(8)에 의해 검출된 송신 출력 신호 S2의 레벨이 기준 전압 e2이상으로 되고, 출력 신호 V2가 비교기(10)로부터 출력될 때까지 계속된다.

송신 전력 제어 전압 Vc이 기준 전압 e1에 도달하지 않고 비교기(3)의 출력 신호 V1가 0일지라도 송신 출력 신호 S2가 기준 전압 e2을 초과하면, 비교기(10)는 출력 신호 V2를 출력하고 판정 회로(4)는 다운 신호 d를 업/다운 카운터(5)에 출력한다. 업/다운 카운터(5)는 D/A 컨버터(6)에 입력에 따른 다운 신호 d의 카운트 수(음의 수)를 출력한다. D/A 컨버터(6)는 그 출력을 아날로그 값으로 변화시키고, 아날로그 값을 오프셋 전압 V0(음의 전압)으로서 가산기(7)에 출력한다. 가산기(7)는 오프셋 전압 V0과 송신 전력 제어 전압 Vc의 가산(감산)을 행하고, 가산(감산) 결과를 AGC 신호로서 AGC증폭기에 출력함으로써, 송신 출력 신호(전력) S2가 감소된다.

비교기(3)의 출력 신호 V1와 비교기(10)의 출력 신호 V2 모두가 출력될 경 우, 송신 전력 제어 전압 Vc은 최대 값으로 설정되고, 또한 전력 레벨 검출기(8) 에 의해 검출된 송신 출력 신호 S2는 최대이다. 그러므로, 판정 회로(4)는 홀드 신호 h를 업/다운 카운터(5)에 출력하고, 업/다운 카운터(5)의 현재 상태를 유지한다. 이 상태는 비교기(3)의 출력 신호 V1만이 출력되거나 비교기(10)의 출력 신호 V2만이 출력될 때 해제된다.

또한 비교기(3)의 출력 신호 V1와 비교기(10)의 출력 신호 V2 모두가 0일 때, 판정 회로(4)는 홀드 신호 h를 출력하고 상기와 같이 동작한다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 있어서, 송신이 최대 송신 전력으로 행해지고 송신 전력이 온도 변화 등의 여러 가지 이유로 인해 감소 또는 증가될 경우, 변화 보정용 오프셋 전압 Vo이 발생되고 오프셋 전압이 송신 전압 제어 전압 Vc에 가산되어 최대 송신 전력을 유지한다. 그러므로, 송신 출력을 위한 RF 전력 증폭기(2)는 포화가 방지되고 그 선형 특성이 유지된다. 더욱이, 최대 송신 전력은 프리셋 값이하로 감소되지 않으므로 통신 범위가 유지된다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 소정 기준치를 갖는 송신 전력 제어 신호를 비교하는 제 1 비교 수단, 송신 전력을 검출하고, 소정 기준치와 검출된 송신 전력을 비교하는 제 2 비교 수단이 배치되고, 제 1 비교 수단만이 출력 신호를 출력할 때에, 송신 전력이 증가하는 방향의 신호가 생성되고, 제 2 비교 수단만이 출력 신호를 출력할 때에, 송신 전력이 감소되는 방향의 신호가 생성되고 이 신호는 오프셋 신호로서 송신 전력 제어 신호에 가산되고, 제 1 및 제 2 비교 수단 모두가 출력 신호를 출력하거나 제 1 및 제 2 비교 수단 모두가 출력 신호를 출력하지 않을 때, 현재의 오프셋 신호는 유지된다. 그러므로, 본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 얻을 수 있는 것으로 기대된다.

소정 출력 전력이 온도 변화 등의 여러 가지 이유로 인해 송신되지 않을 때, 송신 전력은 제 2 초과 전력 검출 수단이 송신 전력을 검출할 때까지 증가된다. 그러므로, 통신가능 범위를 유지할 수 있다.

송신 전력 제어 신호가 최대 송신 전력에 도달하지 않을지라도 제 2 초과 전력 검출 수단이 신호를 출력할 경우, 송신 전력은 감소된다. 그러므로, 송신 장치인 RF 전력 증폭기의 포화를 방지하고 그 선형 특성을 유지할 수 있다.

Claims

자동 이득 제어(automatic gain control; AGC) 증폭기가 송신 신호를 증폭하고, RF 전력 증폭기가 상기 AGC 증폭기의 출력을 증폭하고, 상기 AGC 증폭기의 이득이 송신 전력 제어 신호에 의해 제어되어 송신 전력을 제어하는 부호 분할 다중 접속(CDMA) 시스템에서의 송신 전력 제어 방법에 있어서,

송신 전력 제어 신호를 제 1 소정 기준치와 비교하는 제 1 비교수단과, 송신 전력을 검출하고 검출된 송신 전력을 제 2 소정 기준치와 비교하는 제 2 비교 수단을 제공하는 단계와,

상기 제 1 비교 수단만이 출력 신호를 출력할 때에 상기 송신 전력을 증가시키는 상향 신호(upward signal)를 생성하고, 한편 상기 제 2 비교 수단만이 출력 신호를 출력할 때에 상기 송신 전력을 감소시키는 하향 신호(downward signal)를 생성하는 단계로서, 상기 상향 신호와 하향 신호는 오프셋 신호로서 송신 전력 제어 신호에 가산되는, 상기 상향 신호 및 하향 신호를 생성하는 단계와,

상기 제 1 및 제 2 비교 수단 모두가 출력 신호를 출력할 때 또는 상기 제 1 및 제 2 비교 수단 모두가 출력 신호를 출력하지 않을 때 현재의 오프셋 신호를 유지하는 단계를 포함하는, 부호 분할 다중 접속 시스템에서의 송신 전력 제어 방법.
부호 분할 다중 접속(CDMA) 시스템에서의 송신 전력 제어 회로에 있어서,

송신 신호를 증폭하는 AGC(자동 이득 제어) 증폭기로서, 그 증폭기의 이득이 송신 전력 제어 신호에 의해 제어되어 송신 전력을 제어하는, 상기 자동 이득 제어(AGC) 증폭기와,

상기 AGC 증폭기의 출력을 증폭하는 RF 전력 증폭기와,

상기 송신 전력 제어 신호와 제 1 소정 기준치를 비교하는 제 1 비교 수단과,

송신 전력을 검출하고 검출된 상기 송신 전력을 제 2 소정 기준치와 비교하는 제 2 비교 수단과,

상기 제 1 비교 수단만이 출력 신호를 출력할 때에 송신 전력을 증가시키기 위해 상향 신호를 생성하고, 한편 상기 제 2 비교 수단만이 출력 신호를 출력할 때에 송신 전력을 감소시키기 위해 하향 신호를 생성하는 판정 수단과,

상기 상향 신호와 하향 신호를 오프셋 신호로서 상기 송신 전력 제어 신호에 가산하는 가산 수단을 포함하고,

상기 판정 수단은 상기 제 1 및 제 2 비교 수단 모두가 출력 신호를 출력하거나 상기 제 1 및 제 2 비교 수단 모두가 출력 신호를 출력하지 않을 때 현재의 오프셋 신호를 유지하는, 부호 분할 다중 접속 시스템에서의 송신 전력 제어 회로.
제 2 항에 있어서, 상기 제 2 비교 수단은 검출된 상기 송신 전력과 상기 제 2 소정 기준치를 비교하는 비교기와, 상기 송신 전력의 레벨을 검출하는 전력 레벨 검출기 및 전력 레벨 검출기의 출력이 소정 기간이상 동안 계속될 때에만 상기 송신 전력의 검출된 레벨을 상기 비교기에 출력하는 타이머를 포함하는, 부호 분할 다중 접속 시스템에서의 송신 전력 제어 회로.