KR100651493B1

KR100651493B1 - 수신기에서 이득 제어 장치 및 방법

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Publication number: KR100651493B1
Application number: KR1020050081277A
Authority: KR
Inventors: 유현석; 정경훈; 한금구; 김태일; 정재영; 이일호; 박영오; 남혜원
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-09-01
Filing date: 2005-09-01
Publication date: 2006-11-29

Abstract

본 발명은 RF 전단부에서 상호 변조(IM)나 인접 채널 간섭(ACI)등으로 인해 증폭기가 포화되는 경우를 미리 방지하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

증폭기의 포화를 방지하기 위해 본 발명에서는 RF 전단부에 구비된 아날로그 필터의 입력과 출력부분의 전압 차이가 미리 정해진 임계 값보다 클 경우 기저대역 처리부에서 상호 변조나 인접 채널 간섭이 발생했음을 인지하고, 해당 증폭 소자의 이득을 감소시킴을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명을 적용하면, RF 전단부에서 IM 및 ACI를 측정하여 각 증폭 소자의 포화 상태를 미리 감지하여 LNA와 믹서와 같은 증폭 소자의 포화를 방지하여 각종 간섭 신호 성분이 많이 존재하는 대역에서 수신 감도의 향상을 가져올 수 있다.

포화(Saturation), LNA, 믹서, Zero-IF, AGC

Description

수신기에서 이득 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLIN GAIN IN RECEIVER}

도 1은 일반적인 수신기에서 RF 전단부의 블록 구성도,

도 2는 일반적인 수신기 RF 전단부의 LNA, 믹서, VGA의 이득 제어 방식을 도시한 도면,

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 수신기의 전단부 구성을 도시한 블록 구성도,

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 AGC부의 블록 구성도,

도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 가산기에서 계산한 포화상태 측정값에 따른 포화 상태 측정부가 포화 상태 여부를 판단하는 동작을 도시한 도면,

도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 포화상태 여부를 판단하기 위한 RF 전단부의 동작 흐름도.

본 발명은 무선 통신 시스템에서 신호를 수신하기 위한 수신 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 무선 통신 시스템의 수신기에서 이득을 제어하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

통상적으로 무선 통신 시스템이라 함은, 단말까지 고정적인 유선 네트워크를 연결하여 사용할 수 없는 경우를 위해 개발된 시스템이다. 이러한 무선 통신 시스템의 대표적인 시스템으로는 이동 통신 시스템, 무선 랜, 와이브로(Wibro), 이동 애드 혹(Mobile Ad Hoc) 네트워크 등을 들 수 있다.

이러한 통신 시스템은 크게 음성, 데이터 등을 변조하여 RF 신호로 전송하는 송신기와 송신기에서 변조하여 에어(Air) 상으로 전송한 RF 신호를 수신하여 복조하는 수신기로 구성된다. 무선 통신에서 기저대역(Baseband)의 신호는 송신기에서 반송파 주파수(Carrier Frequency)로 주파수 상향 변환되어 안테나(100a)를 통해 RF 신호로 송신되며, 수신기에서 안테나(100a)를 통해 수신된 RF 신호는 기저대역 신호로 주파수 하향 변환된다.

이러한 송수신의 관점에서 볼 때, 송신시의 주파수 변환을 상향 변환(Up conversion)이라 하며, 수신시의 주파수 변환을 하향 변환(Down conversion)이라 한다. 상향 변환은 기저대역의 신호가 이보다 주파수가 높은 반송파 신호로 변환됨을 의미하며, 하향 변환은 반송파 신호로부터 이보다 주파수가 낮은 기저대역신호로 변환됨을 의미한다.

또한, 송수신의 방식은 크게 호모다인(Homodyne)과 헤테로다인(Heterodyne)방식으로 나누어진다.

상기 헤테로다인 방식은 RF 신호와 기저대역 신호간의 신호 변환을 위해 중 간 주파수(Intermediate Frequency : IF)를 이용하는 것으로, IF 신호는 송신 시에 RF 신호보다 낮은 주파수를 갖으며, 송수신 시스템의 증폭이 용이하고 선택도 및 충실도를 높게 하기 위해 사용된다.

상기 호모다인 방식은 직접 변환(Direct Conversion) 또는 Zero-IF으로 불리워지는 것으로, IF 신호를 이용하지 않고 RF 신호를 기저대역 신호로 직접 변환하는 방식이다. 즉, 송수신 시스템에서 직접 변환은 RF 를 IF로 변환하지 않고 기저대역으로 직접 변환하는 것이다. 이러한 직접 변환 방식은 송수신기 하드웨어의 구성을 간단하게 하고, 전력소모를 최소화할 수 있다는 장점을 가진다.

도 1은 일반적인 수신기에서 RF 전단부의 블록 구성도이다.

일반적인 수신기의 RF(Radio Frequency) 전단부(Front End)(100)는 안테나(100a)와 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier : LNA)(100b), 믹서(Mixer)(100c), 저역 통과 필터(Low Pass Filter : LPF)(100d) 그리고, 가변 이득 증폭기(Variable Gain Amplifier : VGA)(100e)로 구성되어 있다. 믹서(100c)는 입력된 RF 신호에 소정의 국부발진(Local Oscillator : LO) 신호를 혼합하여 RF 신호를 기저대역 신호 또는 중간 주파수 대역의 신호로 변환하여 출력한다. 여기서 입력된 신호란, 저잡음 증폭기(LNA)(100b)를 통해 저잡음 증폭된 고대역의 RF 신호이다.

즉, 믹서(100c)는 경우에 따라 LNA(100b)로부터 수신된 신호를 기저 대역(Base Band) 또는 중간 주파수 대역(Intermediate Frequency : IF)으로 신호를 하향 변환(Down-Conversion)하는 역할을 수행한다. 상기 도 1에서는 아날로그 필터로 저역 통과 필터(100d)를 도시하였지만, 수신기에서 중간 주파수를 사용하지 않고, 직접 변환(Direct-Conversion)방식을 사용할 경우에는 저역 통과 필터(Low Pass Filter : LPF)를 사용하며, 헤테로다인(Heterodyne) 방식을 사용할 경우에는 LPF 대신 대역 통과 필터(Band Pass Filter : BPF)를 사용한다. 일단 안테나(100a)로 수신된 신호는 LNA(100b)에 의해 증폭되며, 증폭된 신호는 믹서(100b)에 의해 하향 변환된다.

상기 기저대역 처리부(102)의 자동 이득 제어부(Automatic Gain Control : AGC)(102a)는 LNA(100b)와 믹서(100f)의 이득을 제어할 수 있다. AGC(102a)에 의해 조절된 이득으로 LNA(100b)와 믹서(100c)로부터 출력되는 이득 제어된 신호는 상술한바와 같이 제로(Zero)-IF 방식의 경우 LPF(100d)로 필터링을 하며, 헤테로다인(Heterodyne) 방식의 경우 BPF로 필터링을 수행한다. VGA(100e)는 LNA(100b)와 믹서(100c)에 의해 대략적으로 이득이 제어된 신호의 이득을 보다 정밀하게 제어하는 역할을 수행한다. 상기 VGA(100c)로부터 출력되는 신호는 아날로그 디지털 컨버터(Analog - Digital Converter : ADC)(102b)를 거쳐서 디지털 신호로 변환되고, 도시되지 않은 복호기 등을 통해 복호된다.

한편 도 1에서 광대역 검출기(Wide Band Detector: WBD)(104)는 RF 단(112)을 통과하는 RF 신호의 수신전력을 측정하여 포화가 발생할 경우 기저대역 처리부(102)의 AGC부(102a)로 수신전력의 포화발생을 알리는 소정 제어신호를 인가한다. 그러면 상기 AGC부(102a)는 상기 WBD(104)로부터 입력된 제어신호를 근거로 다시 LNA(100b), 믹서(100c), VGA(100c)의 이득을 제어한다. 이때 믹서(100c)의 이득은 AGC부(102a)로부터 믹서 이득 제어신호를 전달받은 믹서 이득 제어부(100f)를 통해 제어된다. WBD(104)가 광대역의 신호를 검출하게 되면, 이는 곧 수신기가 원하는 신호 이외에 다른 신호가 포함된 신호가 수신되어, RF 수신기(100)가 포화 상태가 되었음을 알 수 있게 된다. 이러한 정보는 WBD(104)가 AGC부(102a)로 소정 신호를 통해 알려 주게 된다.

상기와 같이 RF 전단부(100)에서 수신 신호의 이득을 조절할 수 있는 아날로그 소자는 LNA(100b), 믹서(100c), VGA(100e) 등이 주로 사용되며, 이중에 일부만 쓰이거나 추가적인 증폭기가 더 구비될 수 있다. 상기 도 1처럼 여러 개의 증폭소자를 사용하여 이득을 조절하는 근본적인 이유는 하나의 증폭기를 사용하여 선형적으로 증폭할 수 있는 동적 범위에는 제한이 있기 때문이며, 이 경우 여러 개의 증폭기를 연결하여 사용하면 문제를 해결 할 수 있기 때문이다.

일반적인 RF 전단부를 구성하는 증폭 소자들의 이득 제어 방식에는 여러 가지가 있으나 이하에서는 일반적인 이동 통신 단말에서 사용하는 방식을 예로 들어 설명하기로 한다. 일반적인 RF 전단부(100)의 구조에서는 LNA(100b)와 믹서(100c)는 단계적인 이득을 가지도록, 즉 계단식(Step-wise)으로 제어되며, VGA(100e)의 경우에는 연속적으로 이득의 정밀 제어(Fine Control)가 가능하도록 구성이 된다. 이러한 제어 방식은 하기에서 설명할 도 2에 도시되어 있다.

도 2는 일반적인 수신기 RF 전단부(100)의 LNA(100b), 믹서(100c)의 이득 제어 방식을 도시한 것이다.

상기 도 1에 도시된 일반적인 수신기에서는 수신하기 원하는 신호를 AGC부(102a)가 안테나(100a)로부터 수신하여 신호의 전력을 측정하고, 그 측정된 값에 따라 상기 도 2와 같이 단계적으로 LNA(100b)와 믹서(100c)의 제어 상태(Control State)를 변경한다. 그러나, 상술한 바와 같이 WBD(104)가 안테나(100a)로부터 수신된 신호가 광대역임을 인지하고, WBD(104)로부터 AGC부(102a)가 현재 RF 수신기가 포화상태임을 나타내는 소정 제어신호를 수신받으면, LNA(100b)와 믹서(100c)의 이득을 감소시키는 동작을 취하게 된다.

그리고 그 나머지 이득은 VGA(100e)의 정밀 제어로 보상이 된다. 이러한 제어 신호를 만들어 주는 장치를 자동 이득 조절부(AGC: Automatic Gain Control)이라고 칭하며 AGC부(102a)의 동작은 ADC(102b)로 인한 양자화 잡음과 포화(Saturation)로 인한 성능 열화를 최소화시키는 것이 그 목적이다. AGC부(102a)는 수신 전력을 계산하고 그 수신 전력이 항상 최적의 기준 전력이 되도록 LNA(100b), 믹서(100c), VGA(100e) 등으로부터 얻어지는 전체 이득을 조절해 주는 역할을 한다.

상술한 아날로그 디지털 컨버터(102b)와 AGC부(102a)는 기저대역 처리부(102)에 구비되는데, 아날로그 디지털 컨버터(Analog Digital Converter : ADC)(102b)는 RF 전단부(100)로부터 수신된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다.

그리고, 일반적으로 AGC부(102a)는 수신 전력이 커지면 그에 따라서 전체 이득을 감소시키고 수신 전력이 줄어들면 반대로 이득을 증가시키는 동작을 취한다. 그러나 상기 도 1에서 도시된 바와 같이 일반적인 RF 전단부(100)는 LPF(100d)와 같은 아날로그 필터를 포함하고 있으며 이는 실제 무선 통신 수신기로 수신된 신호 가 LNA(100b), 믹서(100c)까지는 상당히 큰 수신 전력이라고 할지라도 수신된 신호가 LPF(100d)에서 필터링됨에 따라, 최종적으로 ADC(102b) 이후에 계산된 수신 전력은 최초 안테나로 통해 수신된 전력에 비해 많이 감소된다.

RF 전단부에 구비된 증폭기에 포화가 발생하는 원인으로는 특히 인접 채널 간섭(ACI : Adjacent Channel Interference)와 상호 변조(Inter-Modulation : IM)의 경우에 잘 나타나며 실제로는 RF단(112)의 각 증폭 소자가 포화상태(Saturation)가 되었는데도 AGC부(102a)는 이를 인식하지 못하고 상기 각 증폭 소자의 이득을 제어할 수 있다. 일단 RF 전단부(100)의 여러 증폭 소자에서 포화가 발생하면 증폭 소자의 비선형 특성으로 인해 넓은 대역에 걸쳐 톤 및 잡음 신호가 발생하며 이는 수신 성능을 크게 열화시킨다.

이를 막기 위해서 일반적인 RF 전단부(100)에서는 상기 도 1의 WBD(104)를 구비하여 RF 단(112)에서 신호의 전력을 계산해서 기저 대역 처리부(102)의 AGC부(102a)로 전송하는 장치를 사용하는 경우가 많다. WBD(104)는 전술한 바와 같이 넓은 대역의 수신 전력을 추정하여 검출하는 기능을 가지는 장치로서 광대역 검출기라는 명칭으로 불리운다.

일반적인 RF 수신기에서는 앞서 언급한 IM이나 ACI로 인한 RF 전단부(100) 증폭 소자들의 포화를 방지하지 못함으로 인해 발생하는 성능 열화도 문제가 되지만, 그러한 문제를 막기 위해 사용되는 WBD를 사용하는 경우에도 문제가 될 수 있다. 왜냐하면, WBD 동작을 위해서는 상기 도 1의 참조번호 130과 같이 RF단(112)에서 분기가 일어나야 하고, 그에 따라 수신된 신호의 SNR이 3dB 의 손실이 발생함으 로인하여 수신기의 성능이 크게 떨어질 수 있으며, 또한 안테나(100a)와의 임피던스 매칭에도 문제가 발생하게 된다. 따라서 실제 앞서 상술한 바와 같이 RF단(112)에서 수신 신호 전력을 측정하는 방식과, ADC(102b)를 통과한 수신 신호 전력을 측정하는 방식으로 RF 수신기의 증폭 소자의 포화 상태를 감지하는 방식은 바람직 하지 않다.

상술한 바와 같이 RF단(112)에서 증폭소자들이 포화상태인지 여부를 검사하는 방식은 수신기의 성능을 저하시킬 수 있다. 반면에 베이스밴드 처리부(102)의 ADC(102b)에서 수신된 신호에 대해 IM/ACI의 검출을 수행하는 방식은 이미 LPF 또는 BPF(200d)를 통과한 수신 신호의 경우는 수신 신호의 IM/ACI가 상당히 감소했다는 측면에서 유용성이 떨어진다.

그럼으로 수신기의 성능을 저하시키지 않고 증폭 소자의 포화를 방지할 대안이 필요하게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 RF 전단부의 증폭 소자들의 증폭 소자들의 증폭 이득을 조절할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 RF 전단부의 증폭 소자들에서 포화가 발생할 때에 해당 증폭 소자의 이득을 낮추기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 RF 전단부에서 IF 단에서 포화상태를 검출하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 장치는, 수신기에서 증폭 소자의 이득을 조절하기 위한 장치에 있어서, 안테나가 수신한 신호를 저 잡음 증폭하는 저 잡음 증폭기(LNA)와, 상기 저잡음 증폭기로부터 수신된 신호를 하향 변환하는 믹서와, 상기 하향 변환된 신호를 아날로그 필터의 입력 부분으로부터 수신받아 디지털 신호로 변환된 제1 신호를 출력하는 제1 저속 아날로그 디지털 컨버터(ADC)와, 상기 아날로그 필터의 출력 부분으로부터 신호를 수신받아 디지털 신호로 변환된 제2 신호를 출력하는 제2 저속 아날로그 디지털 컨버터(ADC)와, 상기 제1 신호와 상기 제2 신호의 차를 계산하여 포화 상태 측정값을 출력하는 가산기와, 상기 포화 상태 측정 값을 수신받아 미리 설정된 임계 값보다 큰지를 결정하고, 상기 가산기의 포화 상태 측정 값이 상기 미리 설정된 임계 값보다 큰 경우 상기 수신기의 증폭 소자의 이득을 제어하는 자동 이득 제어부(AGC)를 포함한다.

상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 방법은, 수신기의 RF 전단부에서 증폭 소자의 이득을 조절하기 위한 방법에 있어서, 안테나를 통해 수신된 신호를 저 잡음 증폭하는 과정과, 상기 저 잡음 증폭된 수신 신호의 주파수를 하향 변환하여 아날로그 필터로 전달하는 과정과, 상기 아날로그 필터의 입력단으로부터 추출된 수신 신호를 디지털 신호로 변환하여 제1 신호를 출력하는 과정과, 상기 아날로그 필터의 출력단으로부터 추출된 수신 신호를 디지털 신호로 변환하여 제2 신호를 출력하는 과정과, 상기 제1 신호와 상기 제2 신호의 차를 계산하여 포화상태 측정값으로 출력하는 과정과, 상기 포화상태 측정값과 미리 설정된 임계 값의 크기를 비교하여 포화상태 여부를 판단하는 과정과, 상기 포화상태 측정값이 상기 임계 값 이상인 경우 상기 RF 전단부내 증폭 소자의 이득을 제어하는 과정을 포함한다.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하겠다. 도면들 중 동일한 구성들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들을 나타내고 있음을 유의해야 한다. 하기에서 구체적인 특정사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해 제공된 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 수신기의 RF 전단부 구성을 도시한 블록 구성도이다.

안테나(300a)를 통해 도시되지 않은 송신단에서 전송한 신호를 수신하여 LNA(300b)에서 증폭한다. LNA(300b)의 증폭과정에서 포화가 일어날 정도로 큰 IM/ACI 가 수신되고 있다면 LNA(300b)의 출력단에서는 상당히 큰 전력이 관측 가능하다. 그러나 종래기술에서 언급된 바와 같이 RF 단에서 WBD와 같은 브런치를 추가하는 것은 성능 열화와 임피던스 부정합 등과 같은 회로 문제를 야기하므로 이에 갈음할 수 있는 다른 방법을 본 발명에서는 제안한다.

본 발명의 실시 예에서는 증폭 소자의 포화상태 여부를 측정하기 위해 아날로그 필터인 LPF(직접 변환(Zero-IF)가 아니라면 즉, 헤테로다인 방식이라면, "BPF")(300d)의 입력과 출력 신호의 전압 차이를 비교하는 방법을 제안한다.

LNA(300b)에서 저잡음 증폭된 수신 신호는 믹서(300c)를 통해 기저 대역 또는 중간 주파수 대역으로 하향 변환(Down Conversion)된다. 그리고, 믹서(300c)에서 하향 변환된 수신 신호는 LPF(300d)로 입력되어 원하는 주파수 대역으로 필터링 되며, 그 후 가변 이득 증폭기(VGA)(300e)에 의해 이득이 정밀 제어된 뒤 ADC(310)으로 입력되게 된다. ADC(310)는 입력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고, 변환된 디지털 데이터는 도시되지 않은 복조부로 전송한다.

본 발명의 실시 예에 따라 상기 도 3에서는 LPF(300d)의 전후 구간에서 각각 디퍼런셜 라인(Differential Line)(302a, 302b)으로 측정된 신호의 전압을 제1 저속 ADC(306)와 제2 저속 ADC(308)가 수신한다. 여기서, 저속 ADC(306, 308)은 수신 신호에 IM 또는 ACI가 발생했는지 여부를 알기 위해서 참조번호 310과 같은 고속의 ADC가 필요하지 않기 때문에 본 발명의 실시 예에서 사용이 가능하다.

제1 저속 ADC(306)는 LPF(300d)의 입력 신호 전압(302a)을, 제2 저속 ADC(308)는 LPF(300d)의 출력 신호 전압(302b)을 입력받는다. 그리고, 상기 제1 저속 ADC(306)와 상기 제2 저속 ADC(308)는 각각 상기 아날로그 필터의 입출력 신호 전압을 전압을 나타내는 디지털 신호로 변환하여 가산기(312)로 출력한다. 가산기(312)는 상기 제1 저속 ADC(306)와 상기 제2 저속 ADC(308)로부터 디지털로 변환된 신호의 차를 계산하고, 그 결과를 AGC부(314)로 출력한다.

AGC부(314)는 상기 가산기(312)로부터 수신된 디지털 신호가 미리 정해진 소정 임계 값보다 큰지 여부를 결정한다. 만일, 상기 가산기(312)로부터 수신된 신호가 상기 임계 값보다 크다면, LPF(300d)의 입력부분의 전압이 출력부분의 전압보다 매우 크다는 것을 인지할 수 있으며, 그 뜻은 수신 신호에 IM이나 ACI가 발생하여 증폭 소자가 포화상태가 되었음을 의미하게 된다.

AGC부(314)는 가산기(312)가 계산한 결과가 임계 값보다 크다면, 수신단에 구비된 각 증폭 소자들이 포화상태임을 인식하고, LNA(300b)와 믹서(300c)의 이득을 조절하게 된다.

일반적으로는 포화상태임이 감지되면, AGC부(214)는 LNA(200b)나 믹서(200c)의 제어 출력 신호인 LNA 제어나 믹서 제어 신호를 발생하여 LNA(200b)와 믹서(200c)의 이득을 줄임으로써 수신기의 증폭 소자에서의 포화발생을 방지할 수 있게된다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 AGC부(314)의 블록 구성도이다.

먼저, AGC부(314)는 상기 가산기(312)가 출력한 차(Differential) 신호인 포화 상태 측정 값을 입력받아 미리 저장된 소정 임계 값과 크기를 비교하는 포화 상태 판단부(400)와 상기 포화 상태 판단부(400)의 검사 결과 상기 차 신호가 미리 저장된 소정 임계 값보다 크다면, LNA(300b), 믹서(300c)의 이득을 각기 조절하기 위한 LNA 이득 제어부(402)와 믹서 이득 제어부(404)로 구성되어 있다. 상기 임계 값과 상기 가산기(312)가 출력한 상기 포화 상태 측정 값을 근거로 AGC부(214)는 현재 RF 전단부(300)의 포화 상태 여부를 판단할 수 있게 된다. 또한, 상기 임계 값은 상승 임계 값과 하강 임계 값으로 나뉠 수 있으며, 이에 관해서는 하기에서 설명하기로 하겠다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 가산기(312)에서 계산한 포화상태 측정값 에 따라 포화 상태 측정부(400)가 RF 전단부에 포화가 발생했는지 여부를 판단하는 동작을 도시한 도면이다.

포화상태 측정부(400)는 RF 수신기의 포화 상태를 제어할 임계 값을 하나만 설정하여 가산기(312)가 측정한 포화 상태 측정 값이 상기 임계 값을 넘으면 포화 상태로 인지하고, 상기 임계 값 이하라면, 포화 상태가 아님을 인지할 수 있다. 하지만, 본 발명에서는 바람직하게 상기 도 5와 같이 잡음 신호나 기타 스퓨리어스 신호(Sprious Signal)들로 인한 잦은 상태 천이 상태를 막기 위해 하강 임계 값(FALL_THRESHOLD)와 상승 임계값(RISE_THRESHOLD)으로 나누어 하강 임계 값과 상승 임계 값을 갖는 2단계의 히스테리시스(Hysteresis)로 동작을 하게 하였다.

포화 상태 판단부(400)는 B지점에서와 같이 포화 상태 측정값이 미리 정해진 상승 임계 값(RISE_THRESHOLD)보가 크다면, 현재 포화상태임을 인지하고, LNA 이득 제어부(402)와 믹서 이득 제어부(404)로 하여금 해당 LNA(200b)와 믹서(300c)의 이득 제어 신호를 발생시켜 이득을 낮추게 제어한다.

반면, A지점에서는 포화 상태 판단부(400)가 현재 포화상태임을 인지하고, LNA(300b)와 믹서(300c)의 이득을 낮추어 제어하고 있다가, 포화 상태가 종료되었음을 인지하게 된다. 상기 A 지점에서 포화 상태 판단부(400)는 포화 상태 측정값이 하강 임계 값(FALL_THRESHOLD)보다 작다면, 현재 포화상태임이 아님을 인지하고, 일반적인 동작을 수행한다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 포화상태 여부를 판단하기 위한 RF 전단부(300)의 동작 흐름도이다.

600단계에서 LNA(300b)는 안테나(300a)로부터 신호를 수신받는다. 602단계에서 제1 ADC(306)는 BPF 또는 LPF(300d)의 입력 신호를 수신하여, 기저대역 처리부(304)에서 처리할 수 있는 디지털 신호로 변환하여 출력하며, 제2 ADC(308)는 BPF 또는 LPF(300d)의 출력 신호를 수신하여, 디지털 신호로 변환하여 출력한다.

604단계에서 가산기(312)가 상기 제1 ADC(306)과 상기 제2 ADC(308)의 출력을 가산한다. 606단계에서 포화 상태 판단부(400)는 상기 가산기(312)가 계산하여 출력한 포화 상태 측정 값이 가 미리 정해진 임계 값(RISE_THRESHOLD)이상이라면, 608단계로 진행하여 현재 RF전단부(300)의 증폭 소자들이 포화 상태 즉, 수신된 신호에 IM/ACI가 발생했음을 판단한다. 여기서, 포화 상태가 발생되었다는 뜻은, 상기 두 저속 ADC의 출력의 차가 미리 정해진 임계 값(Threshold)이상이 되었음을 의미한다. 반면, 측정된 포화 상태 측정 값이 하강 임계 값(RISE_THRESHOLD) 이하라면, RF 수신기에 포화가 일어나지 않았음을 인지하고, 607단계로 진행하여 일반적인 동작을 수행한다.

상기 606단계의 판단 결과, 포화 상태 측정 값이 상승 임계 값보다 크다면, 증폭기에 포화가 일어난 것이므로, 608단계에서 포화 상태 판단부(400)는 포화 상태임을 인지한다. 상기 608단계에서 포화 상태임을 인지한 포화 상태 판단부(400)는 LNA 이득 제어부(402)와 믹서 이득 제어부(404)로 하여금 LNA(300b)와 믹서(300c)의 이득을 제어시키기 위한 제어 신호를 발생시킨다.

Claims

수신기의 RF 전단부에서 증폭 소자의 이득을 조절하기 위한 방법에 있어서,

안테나를 통해 수신된 신호를 저 잡음 증폭하는 과정과,

상기 저 잡음 증폭된 수신 신호의 주파수를 하향 변환하여 아날로그 필터로 전달하는 과정과,

상기 아날로그 필터의 입력단으로부터 추출된 수신 신호를 디지털 신호로 변환하여 제1 신호를 출력하는 과정과,

상기 아날로그 필터의 출력단으로부터 추출된 수신 신호를 디지털 신호로 변환하여 제2 신호를 출력하는 과정과,

상기 제1 신호와 상기 제2 신호의 차를 계산하여 포화상태 측정값으로 출력하는 과정과,

상기 포화상태 측정값과 미리 설정된 임계 값의 크기를 비교하여 포화상태 여부를 판단하는 과정과,

상기 포화상태 측정값이 상기 임계 값 이상인 경우 상기 RF 전단부내 증폭 소자의 이득을 제어하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 수신기에서 이득 제어 방법.
제1 항에 있어서, 상기 증폭 소자의 이득을 제어하는 과정은,

저잡음 증폭기와 믹서의 이득을 낮추게 제어하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 수신기에서 이득 제어 방법.
제1 항에 있어서, 상기 아날로그 필터는,

상기 수신기가 직접 변환(Direct Conversion)방식을 사용할 경우에는 저역 통과 필터(LPF)를 사용함을 특징으로 하는 수신기에서 이득 제어 방법.
제1 항에 있어서, 상기 아날로그 필터는,

상기 수신기가 헤테로다인 방식을 사용할 경우에는 대역 통과 필터(BPF)임을 특징으로 하는 수신기에서 이득 제어 방법.
제1 항에 있어서, 상기 임계 값을 상승 임계 값과 하강 임계 값으로 구분하여 설정하는 경우,

상기 포화 상태 측정 값이 상기 상승 임계 값보다 클 경우 상기 수신기의 증폭 소자가 포화 상태임을 판단함을 특징으로 하는 수신기에서 이득 제어 방법.
제5 항에 있어서, 상기 포화 상태 측정 값이 상기 하강 임계 값보다 작을 경우 상기 수신기의 증폭 소자가 비포화 상태임을 판단함을 특징으로 하는 수신기에서 이득 제어 방법.
수신기에서 증폭 소자의 이득을 조절하기 위한 장치에 있어서,

안테나가 수신한 신호를 저 잡음 증폭하는 저 잡음 증폭기(LNA)와,

상기 저잡음 증폭기로부터 수신된 신호를 하향 변환하는 믹서와,

상기 하향 변환된 신호를 아날로그 필터의 입력 부분으로부터 수신받아 디지털 신호로 변환된 제1 신호를 출력하는 제1 저속 아날로그 디지털 컨버터(ADC)와,

상기 아날로그 필터의 출력 부분으로부터 신호를 수신받아 디지털 신호로 변환된 제2 신호를 출력하는 제2 저속 아날로그 디지털 컨버터(ADC)와,

상기 제1 신호와 상기 제2 신호의 차를 계산하여 포화 상태 측정값을 출력하는 가산기와,

상기 포화 상태 측정 값을 수신받아 미리 설정된 임계 값보다 큰지를 결정하고, 상기 가산기의 포화 상태 측정 값이 상기 미리 설정된 임계 값보다 큰 경우 상기 수신기의 증폭 소자의 이득을 제어하는 자동 이득 제어부(AGC)를 포함함읕 특징으로 하는 수신기에서 이득 제어 장치.
제7 항에 있어서, 자동 이득 제어부는,

상기 포화 상태 측정 값과 상기 미리 설정된 임계 값을 비교하여 상기 포화 상태 측정 값이 크다면, 수신기의 상태가 포화 상태임을 판단하는 포화 상태 측정부와,

상기 포화 상태 측정부의 검사 결과, 포화 상태라면, 상기 저 잡음 증폭기의 이득을 제어하는 저 잡음 증폭기 이득 제어부와,

상기 포화 상태 측정부의 검사 결과, 포화 상태라면, 상기 믹서의 이득을 제어하는 믹서 이득 제어부를 포함함을 특징으로 하는 수신기에서 이득 제어 장치.
제8 항에 있어서, 상기 자동 이득 제어부가 상기 임계 값을 상승 임계 값과 하강 임계 값으로 구분하여 설정하는 경우,

상기 포화 상태 측정 값이 상기 상승 임계 값보다 클 경우 상기 수신기의 증폭 소자가 포화 상태임을 판단함을 특징으로 하는 수신기에서 이득 제어 장치.
제9 항에 있어서, 상기 포화 상태 측정 값이 상기 하강 임계 값보다 작을 경우 상기 자동 이득 제어부가 상기 수신기의 증폭 소자가 비포화 상태임을 판단함을 특징으로 하는 수신기에서 이득 제어 장치.
제8 항에 있어서, 상기 저 잡음 증폭기 이득 제어부는 포화 상태라면, 상기 저 잡음 증폭기의 이득을 낮추게 제어함을 특징으로 하는 수신기에서 이득 제어 장치.
제8 항에 있어서, 상기 믹서 이득 제어부는 포화 상태라면, 상기 믹서의 이득을 낮추게 제어함을 특징으로 하는 수신기에서 이득 제어 장치.
제7 항에 있어서, 상기 수신기가 직접 변환(Direct Conversion)방식을 사용할 경우 상기 아날로그 필터는 저역 통과 필터(LPF)임을 특징으로 하는 수신기에서 이득 제어 장치.
제7 항에 있어서, 상기 수신기가 헤테로다인 방식을 사용할 경우 상기 아날로그 필터는 대역 통과 필터(BPF)임을 특징으로 하는 수신기에서 이득 제어 방법.