KR101041349B1

KR101041349B1 - 게인 보상 기능에 따른 과출력 발생을 방지하는 중계기 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR101041349B1
Application number: KR1020090065444A
Authority: KR
Inventors: 김두현
Original assignee: 주식회사 엘지유플러스
Priority date: 2009-07-17
Filing date: 2009-07-17
Publication date: 2011-06-16
Also published as: KR20110007812A

Abstract

본 발명은 게인 보상 기능에 따른 과출력 발생을 방지하는 중계기 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 입력 신호와 출력 신호 중 적어도 어느 하나의 전력 레벨이 제1 설정값 이하로 떨어지는 경우 떨어지는 전력 레벨에 비례하여 게인 보상을 수행하는 중계기의 제어방법은, 상기 제1 설정값보다 더 작은 제2 설정값을 설정 등록하는 단계와; 게인 보상 기능이 활성화된 상태에서 입력 신호와 출력 신호 중 적어도 어느 하나의 전력 레벨을 검출하는 단계와; 상기 검출되는 전력 레벨이 상기 제2 설정값보다 작은 경우 상기 게인 보상 기능을 비활성화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

게인 보상 기능에 따른 과출력 발생을 방지하는 중계기 및 그 제어방법{REPEATER FOR PREVENTING POWER FROM GENERATING EXCESSIVELY CAUSED BY GAIN COMPENSATION FUNCTION AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 중계기 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 게인 보상 기능에 따른 과출력 발생을 방지하는 중계기 및 그 제어방법에 관한 것이다.

무선 통신 중계기 등 중계기는 입력신호를 수신하고, 입력신호에 소정의 게인을 인가하여 그 크기를 키운 후에 출력신호를 송출하는 기능을 수행하여, 신호의 이동거리가 증가함에 따라 발생하는 신호 감쇠 및 왜곡을 개선시키는 기능을 수행하는 것이다.

그런데, 입력신호에 인가하는 게인 값이 고정되어 있는 경우에는 입력신호의 크기(즉, 전력)가 줄어드는 경우에 출력신호도 함께 줄어들어 중계기 본연의 기능을 수행하지 못하는 문제점이 있다.

따라서 이러한 문제점을 해결하기 위해 게인 보상 기능이 제시된 바 있다.

즉, 게인 보상 기능은 예를 들어 정상적인 게인을 인가하고 있는 상태에서 입력신호가 크게 떨어져 결과적으로 출력신호의 전력 레벨이 낮아지는 경우 기 설 정된 게인 크기를 증가시켜 적정량의 출력 신호가 송출되도록 하는 것이다.

그런데 이처럼 입력이나 출력 신호의 크기가 떨어지는 경우 게인 값을 크게 하는 게인 보상 기능은 또 다른 문제점을 발생시키고 있다.

게인 보상 기능의 원리는 입력 신호 또는 출력 신호의 전력 레벨이 기 설정된 값 이하로 떨어지는 경우 떨어지는 전력 레벨에 비례하여 게인 보상을 수행하는 것으로서, 입력 신호나 출력 신호의 전력 레벨이 많이 떨어지면 그만큼 게인 보상을 크게 한다.

그런데 이처럼 게인 보상 기능이 동작되는 상태에서는 입력 신호의 크기가 작은 경우 게인 보상 기능에 의해 중계기 게인이 풀(full)로 동작하게 되는데, 이 상태에서 갑작스럽게 입력 신호가 수신되면 풀 게인에 의해 과도한 출력이 발생하게 된다.

즉, 중계기의 과출력 상태가 발생하는 것이다.

이러한 상황은 예를 들어 기지국 로딩 상황에서 발생하곤 한다. 즉, 기지국 로딩 시작 시점에는 중계기에 입력되는 신호가 큰 폭으로 저하되고 기지국 로딩이 종료되는 시점에는 중계기에 입력되는 신호가 큰 폭으로 상승하게 되는 것이다.

따라서 기지국 로딩 시작 시점에 게인 보상 기능이 동작하여 중계기에 풀 게인이 발생하고 기지국 로딩이 종료되어 기지국으로부터 신호가 갑자기 입력되는 경우 중계기에는 과출력 상태가 발생하게 된다.

과출력 상태가 빈번히 발생하는 경우 중계기 내에 구비된 HPA(High Power Amplifier)에는 소손이 발생하여 타 버릴 수도 있고, 또는 별도의 과출력 보호 회 로에 의해 일단 HPA가 강제 종료되기도 한다. HPA가 강제 종료된 경우에는 관리자에 의해 원격으로 리셋 시키는 별도의 과정이 필요하게 된다.

상기한 바와 같은 종래의 전체적인 중계기에서 이루어지는 처리과정이 도 1에 도시되었다.

즉, 기지국 로딩이 시작되면(단계 S1) 중계기는 저 입력 상태를 감지하고(단계 S3), 게인 보상 기능을 활성화시킨다(단계 S5).

게인 보상 기능의 활성화된 상태에서 지속적인 입력 신호의 저하가 발생하면 중계기는 풀 게인에 도달한다(단계 S7). 이 상태에서는 풀 게인에 도달하더라도 입력되는 신호의 크기가 미약하므로 중계기를 손상시키지는 않는다.

그런데 기지국 로딩이 종료되어 정상 입력 신호가 수신되면(단계 S9) 풀 게인 상태에 의해 과출력이 발생하고(단계 S11), 심한 경우 HPA 셧다운 된다(단계 S13).

이에 중계기는 HPA 셧다운에 따른 에러 알람을 발생시키고(단계 S15), 관리자의 원격 제어에 따라 시스템 리셋이 수행된 후에야(단계 S17) 정상 동작하게 된다(단계 S19).

이처럼 중계기에 있어서 게인 보상 기능은 출력 신호의 전력 레벨이 일시 떨어지는 경우 이를 보상하기 위해 구비된 것인데 오히려 과출력 발생으로 인한 여러 가지 문제점을 발생시키고 있다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 게인 보상 기능에 의한 과출력을 방지할 수 있도록 하는 중계기 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 게인 보상 기능에 따른 과출력 발생을 방지하는 중계기는, 입력 신호와 출력 신호 중 적어도 어느 하나의 전력 레벨을 검출하는 전력 검출부와; 소정의 게인 값을 기초로 상기 입력 신호를 증폭하는 증폭부와; 게인 보상 기능의 동작을 위한 제1 설정값 및 상기 제1 설정값보다 더 작은 제2 설정값이 설정 저장되는 설정 저장부와; 상기 전력 검출부에서 검출된 전력 레벨이 상기 제1 설정값 이하로 떨어지는 경우 활성화되어, 상기 떨어지는 전력 레벨에 비례하여 상기 증폭부에 대한 게인 보상을 수행하는 게인 보상 기능부와; 상기 게인 보상 기능부가 활성화된 상태에서 상기 전력 검출부에서 검출된 전력 레벨과 상기 설정 저장부에 저장된 상기 제2 설정값을 비교하는 비교부와; 상기 비교부의 비교 결과 상기 검출된 전력 레벨이 상기 제2 설정값보다 작은 경우 상기 게인 보상 기능부를 비활성화시키는 게인 보상 기능 제어부를 포함하여 구성된다.

또, 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 입력 신호와 출력 신호 중 적어도 어느 하나의 전력 레벨이 제1 설정값 이하로 떨어지는 경우 떨어지는 전력 레벨에 비례하여 게인 보상을 수행하는 중계기의 제어방법은, 상기 제1 설정값보다 더 작은 제2 설정값을 설정 등록하는 단계와; 게인 보상 기능이 활성화된 상태에서 입력 신호와 출력 신호 중 적어도 어느 하나의 전력 레벨을 검출하는 단계와; 상기 검출되는 전력 레벨이 상기 제2 설정값보다 작은 경우 상기 게인 보상 기능을 비활성화시키는 단계를 포함하여 이루어진다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 게인 보상 기능의 세분화된 제어에 의해 중계기의 과출력 발생 상황을 미연에 방지할 수 있다.

즉, 게인 보상 기능이 동작하는 상태에서도 입력 신호나 출력 신호의 크기(전력 레벨)가 기 설정된 값 이하로 떨어지는 경우에는, 게인 보상 기능을 비활성화시키고 또한 게인 보상 기능이 제어하는 감쇠기의 감쇠 전력 레벨을 소정의 기준 값으로 재설정함으로써 갑작스런 입력 신호의 유입에 의한 과출력을 예방할 수 있다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 게인 보상 기능에 따른 과출력 발생을 방지하는 중계기는 도 2에 도시된 바와 같이 신호 입력부(110), 증폭부(120), 신호 출력부(130), 게인 보상 기능부(140), 게인 보상 기능 제어부(150), 비교부(160), 전력 검출부(170), 설정 저장부(180)를 포함하여 구성된다.

신호 입력부(110)는 소정의 RF(Radio Frequency) 신호를 수신하는 기능을 수행하는 것으로서, RF 신호가 광(Photo) 신호 형태로 입력될 수도 있다.

증폭부(120)는 신호 입력부(110)를 통해 입력된 신호를 소정의 게인만큼 증폭하는 기능을 수행한다. 증폭부(120)는 다단 증폭 형태로 구성될 수 있고, 이러한 증폭기에는 감쇠기(121)가 구비될 수 있다.

감쇠기(121)는 고주파회로에서 레벨 조정용, 측정용, 매칭용 등의 용도로 사용되는 것으로서 신호를 일정 전력 레벨로 감쇠시키는 기능을 수행한다.

여러 가지 고주파 컴포넌트가 합쳐진 회로의 경우, 레벨 다이어그램을 검토하다보면 전력 레벨을 조정하기 위해 감쇠기(121)를 삽입해야 할 경우가 있는데, 예를 들어 다단증폭기의 경우, 입출력간 이득을 정해진 규정 값에 딱 맞추려면 어딘가에 감쇠기(121)를 넣어서 이득을 조정해야 한다.

이처럼 증폭부(120)에는 감쇠기(121)가 여러 가지 이유로 포함될 수 있는데, 감쇠기(121)에 설정되는 감쇠 전력 레벨을 조정하는 것에 의해 결과적으로 증폭부(120)의 전체 증폭 게인을 변화시킬 수 있다.

즉, 감쇠기(121)가 입력 신호(신호 입력부(110)를 통해 입력되는 신호 또는 증폭 단계 중간의 신호)를 감쇠시키는 정도를 조절함으로써 신호 출력부(130)를 통해 출력되는 신호의 크기(전력 레벨)를 변화시킬 수 있고, 이는 결과적으로 감쇠기(121)를 제어하여 증폭부(120)의 전체 증폭 게인을 조절할 수 있음을 의미한다.

즉, 감쇠기(121)의 감쇠 전력 레벨을 높이면(즉, 입력 신호를 많이 감쇠하면) 증폭부(120)의 전체 증폭 게인이 줄어들고, 감쇠기(121)의 감쇠 전력 레벨을 낮추면(즉, 입력 신호를 적게 감쇠하면) 증폭부(120)의 전체 증폭 게인이 늘어날 수 있다.

감쇠기(121)에는 사용자에 의해 조절되는 감쇠 기준값(예를 들어 15dB)과 출력보정용 감쇠 기준값(예를 들어 6dB)이 저장되어 있고, 감쇠기는 이러한 감쇠 기준값보다 더 낮은 값으로 설정되는 감쇠 전력 레벨에 따라 신호의 감쇠를 수행한다.

시스템 리셋 등이 발생하였을 때 감쇠기(121)의 감쇠 전력 레벨은 감쇠 기준값으로 자동 설정될 수 있다.

신호 출력부(130)는 이처럼 증폭부(120)에 의해 증폭된 신호를 출력하는 기능을 수행한다.

전력 검출부(170)는 입력 신호와 출력 신호 중 적어도 어느 하나의 전력 레벨을 검출하는 기능을 수행한다. 즉, 전력 검출부(170)는 신호 입력부(110)와 연계하여 입력되는 신호의 크기(즉, 전력 레벨)를 측정할 수도 있고, 신호 출력부(130)와 연계하여 출력되는 신호의 크기(즉, 전력 레벨)를 측정할 수도 있다.

이하 본 실시예를 설명함에 있어서 전력 검출부(170)는 신호 출력부(130)와 연계하여 출력되는 신호의 전력 레벨을 측정하는 것을 일 예로 한다.

설정 저장부(180)에는 게인 보상 기능의 동작을 위한 제1 설정값 및 제1 설정값보다 더 작은 제2 설정값이 설정 저장된다.

여기서 제1 설정값과 제2 설정값은 모두 게인 보상 기능의 동작의 기준이 되는 값으로서 이에 대한 보다 상세한 설명은 후술토록 한다.

비교부(160)는 상기 전력 검출부(170)에 검출된 전력 레벨과 설정 저장부(180)에 저장된 제1 설정값 및 제2 설정값을 비교하는 기능을 수행한다.

게인 보상 기능부(140)는 전력 검출부(170)에서 검출된 전력 레벨이 제1 설정값 이하로 떨어지는 경우 활성화되어 동작하는 것으로서, 그 떨어지는 전력 레벨에 비례하여 증폭부(120)에 게인 보상을 수행한다.

여기서 게인 보상은 증폭부(120)에 기 설정된 게인 값에 의해서는 정상 출력이 발생하지 않는 경우 정상 출력을 발생시키기 위해 증폭부(120)의 게인을 높이도록 제어하는 것을 의미한다.

게인 보상 기능부(140)가 증폭부(120)에 대해 게인 보상을 수행하는 일 예로써, 증폭부(120)에 포함된 감쇠기(121)의 감쇠 전력 레벨을 기 설정된 감쇠 기준 값보다 더 작은 값으로 설정하는 방법으로 게인 보상을 수행할 수 있다.

예를 들어 감쇠기(121)는 설정되는 감쇠 전력 레벨에 따라 신호의 감쇠를 수행하는데, 게인 보상 기능부(140)는 소정의 감쇠 기준값(미리 설정 저장되어 있음)보다 더 작은 값으로 감쇠기(121)의 감쇠 전력 레벨을 설정함으로써, 감쇠기(121) 가 신호를 감쇠하는 정도를 줄이고 결과적으로 게인 보상이 이루어지도록 한다.

게인 보상 기능 제어부(150)는 비교부(160)의 비교 결과 전력 검출부(170)에서 검출된 전력 레벨이 제1 설정값보다 작은 경우 게인 보상 기능부(140)를 활성화 시킨다.

특히, 게인 보상 기능 제어부(150)는 게인 보상 기능이 활성화된 상태에서 비교부(160)의 비교결과 전력 검출부(170)에서 검출된 전력 레벨이 제2 설정값보다 작은 경우에는 게인 보상 기능부(140)를 비활성화 시킨다.

여기서 게인 보상 기능 제어부(150)는 게인 보상 기능부(140)를 비활성화시킨 경우 감쇠기(121)의 감쇠 전력 레벨을 기 저장된 감쇠 기준값으로 재설정할 수 있다.

또한, 게인 보상 기능 제어부(150)는 게인 보상 기능부(140)를 비활성화시킨 이후에, 비교부(160)의 비교 결과 전력 검출부(170)에서 검출된 전력 레벨이 제2 설정값보다 큰 경우 게인 보상 기능부(140)를 다시 활성화시킬 수 있다. 물론 이때 제1 설정값보다는 전력 레벨이 작은 경우에 한하여 게인 보상 기능부(140)를 재 활성화시킬 수 있다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 게인 보상 기능에 따른 과출력 발생을 방지하는 중계기의 제어과정을 도 3을 참조하여 설명한다.

본 실시예를 설명함에 있어서 먼저 기지국 로딩이 시작되는 상황임을 가정하기로 한다.

즉, 중계기는 기지국 로딩 시작에 따른 저 입력 신호를 수신한다(단계 S31).

중계기의 게인 보상 기능 제어부(150)는 비교부(160)의 비교 결과 전력 검출부(170)에 검출된 출력 신호의 전력 레벨이 설정 저장부(180)에 저장된 제1 설정값(예를 들어 40dBm)보다 작은 경우(단계 S33) 게인 보상 기능부(140)를 활성화 시킨다(단계 S35).

이에 따라 게인 보상 기능부(140)는 출력신호의 전력 레벨에 비례하여 감쇠기(121)의 감쇠 전력 레벨을 떨어뜨리는 방식으로 게인 보상을 수행한다(단계 S36).

여기서 출력 신호의 전력 레벨에 비례한다는 것은 출력 신호와 설정 저장부(180)에 저장된 제1 설정값 간의 차이가 커짐에 따라 감쇠기(121)의 감쇠 전력 레벨을 더 큰 폭으로 떨어뜨림을 의미한다.

감쇠기(121)는 설정되는 감쇠 전력 레벨에 맞춰 신호의 감쇠를 수행하므로, 감쇠 전력 레벨이 떨어질수록 신호에 대한 감쇠 정도를 줄이게 되고, 결과적으로 증폭부(120)의 전체 게인이 증가하게 된다.

예를 들어 게인 보상 기능부(140)는 감쇠기(121)에 기 저장된 감쇠 기준값(일 예로 6dB)보다 더 작은 값(일 예로 2dB)으로 감쇠 전력 레벨을 설정함으로써 게인 보상이 이루어지도록 할 수 있다.

한편, 전력 검출부(170)는 게인 보상 기능이 활성화된 상태에서도 출력 신호의 전력 레벨을 지속적으로 감지하고, 비교부(160)는 전력 검출부(170)에서 검출되는 출력 신호의 전력 레벨과 설정 저장부(180)에 제1 설정값(예를 들어 40dBm)보다 더 작은 값으로 설정 저장된 제2 설정값(예를 들어 25dBm)을 비교한다.

게인 보상 기능 제어부(150)는 비교부(160)의 비교 결과 출력 신호의 전력 레벨이 제2 설정값보다 작은 경우(단계 S37) 게인 보상 기능을 비활성화시킨다(단계 S39).

그리고 게인 보상 기능 제어부(150)는 게인 보상 기능부(140)의 동작에 따라 떨어진 감쇠 전력 레벨을 기 저장된 감쇠 기준값(예를 들어 6dB)으로 재설정한다(단계 S41).

이처럼 게인 보상 기능이 비활성화되고 감쇠 전력 레벨이 일종의 초기값으로 설정됨으로써 중계기의 전체 게인은 풀 게인이 아니라 적정 게인을 유지하게 되고, 따라서 기지국 로딩 종료에 따른 입력 신호가 수신되는 경우(단계 S43) 과출력으로 인한 기지국 HPA(High Power Amplifier) 등의 소손이나 셧다운 없이 정상 동작하게 되고 이후 단계 S33으로부터 반복된다.

즉, 기지국 로딩 종료에 따라 입력 신호가 수신되는 상태에서 해당 입력 신호에 기초한 출력 신호의 전력 레벨이 제1 설정값보다 작은 경우에는 중계기의 게인 보상 기능 제어부는 게인 보상 기능부를 활성화시키는 것이다.

한편, 본 발명은 상기한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 변형 및 수정하여 실시할 수 있는 것이다. 이러한 변형 및 수정이 첨부되는 특허청구범위에 속한다면 본 발명에 포함된다는 것은 자명할 것이다.

도 1은 종래의 중계기에서 이루어지는 처리 과정의 일 예이고,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 게인 보상 기능에 따른 과출력 발생을 방지하는 중계기의 기능 블록도이고,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 게인 보상 기능에 따른 과출력 발생을 방지하는 중계기의 제어 흐름도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

110 : 신호 입력부 120 : 증폭부

121 : 감쇠기 130 : 신호 출력부

140 : 게인 보상 기능부 150 : 게인 보상 기능 제어부

160 : 비교부 170 : 전력 검출부

180 : 설정 저장부

Claims

입력 신호와 출력 신호 중 적어도 어느 하나의 전력 레벨이 제1 설정값 이하로 떨어지는 경우 떨어지는 전력 레벨에 비례하여 게인 보상을 수행하는 중계기의 제어방법에 있어서,

(a) 상기 제1 설정값보다 더 작은 제2 설정값을 설정 등록하는 단계와;

(b) 게인 보상 기능이 활성화된 상태에서 입력 신호와 출력 신호 중 적어도 어느 하나의 전력 레벨을 검출하는 단계와;

(c) 상기 검출되는 전력 레벨이 상기 제2 설정값보다 작은 경우 상기 게인 보상 기능을 임시로 비활성화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 게인 보상 기능에 따른 과출력 발생을 방지하는 중계기의 제어방법.
제1항에 있어서,

상기 게인 보상 기능은 입력 신호에 대한 감쇠 전력 레벨을 기 저장된 감쇠 기준값보다 더 작은 값으로 설정하는 방법으로 수행되고,

상기 (c) 단계는, 게인 보상 기능의 동작에 기초가 되는 상기 입력 신호에 대한 감쇠 전력 레벨을 상기 감쇠 기준값으로 재설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 게인 보상 기능에 따른 과출력 발생을 방지하는 중계기의 제어방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 (c) 단계 이후에,

입력 신호와 출력 신호 중 적어도 어느 하나의 전력 레벨이 상기 제2 설정값보다 큰 경우 상기 게인 보상 기능을 다시 활성화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 게인 보상 기능에 따른 과출력 발생을 방지하는 중계기의 제어방법.
입력 신호와 출력 신호 중 적어도 어느 하나의 전력 레벨을 검출하는 전력 검출부와;

소정의 게인값을 기초로 신호를 증폭하는 증폭부와;

게인 보상 기능의 동작을 위한 제1 설정값 및 상기 제1 설정값보다 더 작은 제2 설정값이 설정 저장되는 설정 저장부와;

상기 전력 검출부에서 검출된 전력 레벨이 상기 제1 설정값 이하로 떨어지는 경우 활성화되어, 상기 떨어지는 전력 레벨에 비례하여 상기 증폭부에 대한 게인 보상을 수행하는 게인 보상 기능부와;

상기 게인 보상 기능부가 활성화된 상태에서 상기 전력 검출부에서 검출된 전력 레벨과 상기 설정 저장부에 저장된 상기 제2 설정값을 비교하는 비교부와;

상기 비교부의 비교 결과 상기 검출된 전력 레벨이 상기 제2 설정값보다 작은 경우 상기 게인 보상 기능부를 임시로 비활성화시키는 게인 보상 기능 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 게인 보상 기능에 따른 과출력 발생을 방지하는 중계기.
제4항에 있어서,

상기 증폭부는 설정되는 소정의 감쇠 전력 레벨만큼 입력 신호의 감쇠를 수행하는 감쇠기를 포함하고,

상기 게인 보상 기능부는 상기 감쇠기의 감쇠 전력 레벨을 기 저장된 감쇠 기준값보다 더 작은 값으로 설정하는 방법으로 게인 보상을 수행하고,

상기 게인 보상 기능 제어부는 상기 게인 보상 기능부를 비활성화시킨 경우 상기 감쇠기의 감쇠 전력 레벨을 상기 감쇠 기준값으로 재설정하는 것을 특징으로 하는 게인 보상 기능에 따른 과출력 발생을 방지하는 중계기.
제4항 또는 제5항에 있어서,

상기 게인 보상 기능 제어부는 상기 게인 보상 기능부를 비활성화시킨 이후에, 상기 전력 검출부에서 검출된 전력 레벨이 상기 제2 설정값보다 큰 경우 상기 게인 보상 기능부를 다시 활성화시키는 것을 특징으로 하는 게인 보상 기능에 따른 과출력 발생을 방지하는 중계기.