KR101081452B1 - 자동 이득 제어기, 그것을 포함한 송수신기, 및 그것의자동 이득 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 통신 시스템의 자동 이득 제어 방법은, 제 1 송수신기 및 제 2 송수신기 사이의 통신 거리를 측정하는 단계, 및 상기 측정된 통신 거리에 따라 상기 제 1 및 제 2 송수신기들 각각의 송수신단의 이득 값을 제어하는 단계를 포함한다.
Figure R1020080034310
거리측정,위치, 시스템

Description

자동 이득 제어기, 그것을 포함한 송수신기, 및 그것의 자동 이득 제어 방법{AUTOMATIC GAIN CONTROLLOR, TRANSMITTER HAVING ITS, AND AUTOMATIC GAIN CONTROLLING METHOD THEREOF}
본 발명은 통신 시스템에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 측정된 통신 거리에 따라 자동 이득 제어를 수행하는 자동 이득 제어기, 그것을 포함한 송수신기, 및 그것의 자동 이득 제어 방법에 관한 것이다.
본 발명은 정보통신부의 IT성장동력기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호 : 2006-S-070-02, 과제명 : 홈네트워크용 Conitive 무선 시스템 개발].
일반적으로 통신시스템에서는 수신 신호의 세기를 이용하여 송수신단의 이득을 자동으로 제어하는 자동 이득 제어(AGC:Automatic Gain Control) 기능이 수행된다. 이러한 자동 이득 제어 기능을 수행하는 통신 시스템에서는, 수신시 거리 변화 및 이동에 따른 수신 전력의 시간적인 변화인 페이딩(fading) 현상을 보상하기 위하여 증폭기의 이득을 적절히 조절해 준다.
도 1은 종래의 신호 전력 크기 검출을 이용한 자동 이득 제어기들에 대한 실 시예이다. 도 1a은 아날로그 자동 이득 제어기(10)를 보여주는 도면이다. 도 1a를 참조하면, 아날로그 자동 이득 제어기(10)는 증폭된 아날로그 신호(SO)의 출력을 검출하고, 피드백을 통하여 가변 이득 증폭기(11)를 제어하여 출력되는 신호(SO)의 크기를 일정하게 유지한다. 이때, 원하는 크기의 출력 신호(SO)를 얻기 위하여 기준 출력 신호가 입력된다. 도 1b는 피드백(feedback) 혼합 자동 이득 제어기(20)를 보여주는 도면이다. 도 1b을 참조하면, 피드백 혼합 자동 이득 제어기(20)는 디지털로 변환된 출력 신호(DSO)로부터 신호 전력을 검출하고, 검출된 결과에 따라 아날로그적이거나 디지털적이거나 가변 이득 증폭기(21)를 제어한다. 이러한 자동 이득 제어 방식은 아날로그 및 디지털 블록들이 혼용되었다고 하여 혼합 모드(Mixed Mode) 방식이라고 불리운다. 도 1c는 피드포워드(feedforward) 혼합 자동 이득 제어기(30)를 보여주는 도면이다. 도 1c를 참조하면, 피드포워드 혼합 자동 이득 제어기(30)는 크기가 변화는 입력 신호(SI)에 대하여 직접 제어 신호를 생성하여 가변 이득 증폭기(31)를 제어한다.
상술된 자동 이득 제어기에 대한 자세한 설명은 "Analog AGC Circuitry for a CMOS WLAN Receiver"( OKjune Jeon, et all, IEEE Journal of Solid-State Circuits, VOL.41,NO 10, pp. 2291-2300, Oct.2006), "On Optimal AGC Structure for Direct Sequence Spread Spectrum PN-Code Tracking"(Arnold L. Welti,et all, IEEE Transaction on Communications, VOL.42, NO 2/3/4, pp. 680-688, Feb.19994) 및 "Method and System for Mixed Analog-Digital Automatic Gain Control"(Brad Delanghe, Aleckasdr Movshovish, US2007/0188361A1, Aug.16,2007)라는 제목으로 게재되어 있으며, 이 출원의 레퍼런스로 포함될 것이다.
도 2는 신호 전력을 검출하여 자동 이득 제어를 수행하는 자동 이득 제어기(40)에 대한 실시예이다. 도 2을 참조하면, 자동 이득 제어기(40)는 가변 이득 증폭기(41), 아날로그 디지털 컨버터(42), 및 디지털 신호 프로세서(43)를 포함하고 있다. 여기서 디지털 신호 프로세서(43)는 전력 감지부(44) 및 이득 제어부(45)를 포함하고 있다. 가변 이득 증폭기(41)는 무선으로 입력된 신호(SI)의 크기에 따라 이득을 조절하는 증폭기이다. 수신된 신호(SO)는 일반적으로 아날로그 디지털 컨버터(42)를 통하여 디지털 신호(DSO)로 변환된다. 전력 감지부(44)는 이렇게 변환된 디지털 신호(DSO)로부터 신호 전력의 크기를 검출한다.
이득 제어부(45)는 검출결과로써 신호 전력의 크기가 크다고 판단되면 가변 이득 증폭기(41)의 이득을 작게 하고, 신호 전력의 크기가 작다고 판단되면 가변 이득 증폭기(41)의 이득을 크게 한다. 여기서 이득 제어부(45)의 출력은 디지털 신호이다. 이득 제어부(45)의 출력은 가변 이득 증폭기(41)를 디스크릿(discrete)하게 제어하거나 혹은 디지털 아날로그 컨버터(도시되지 않음)를 경유하여 아날로그적으로 제어할 수 있다. 도 2 도시된 자동 이득 제어기에 대한 자세한 설명은 "Automatic Gain Control For A Wireless Receiver"(Qualcomm Incorporated, US2006/0222118A1, Oct.5,2006)라는 제목으로 게재되어 있으며, 이 출원의 레퍼런스로 포함될 것이다.
본 발명의 목적은 거리 변화에 따라 수신 신호의 크기가 변할 때 측정된 통신 거리를 이용하여 가변 이득 증폭기를 제어하는 송수신기 및 그것의 자동 이득 제어 방법을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 목적은 신호 대비 잡음 성능이 개선된 송수신기 및 그것의 자동 이득 제어 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 통신 시스템의 자동 이득 제어 방법은: 제 1 송수신기 및 제 2 송수신기 사이의 통신 거리를 측정하는 단계; 및 상기 측정된 통신 거리에 따라 상기 제 1 및 제 2 송수신기들 각각의 송수신단의 이득 값을 제어하는 단계를 포함한다.
실시예에 있어서, 상기 통신 거리를 측정하는 단계는, 상기 제 1 송수신기로부터 거리 측정 신호를 발생하는 단계; 상기 발생된 거리 측정 신호를 상기 제 2 송수신기로 전송하는 단계; 상기 전송된 거리 측정 신호를 상기 제 1 송수신기로 전송하는 단계; 및 상기 거리 측정신호가 발생될 때부터 다시 전송되기까지의 시간을 이용하여 상기 통신 거리를 계산하는 단계를 포함한다.
실시예에 있어서, 상기 거리 측정 신호는 주기적으로 생성되는 것을 특징으로 한다.
실시예에 있어서, 상기 측정된 통신 거리가 멀어질수록 상기 송수신단의 이득 값이 증가되고, 상기 측정된 통신 거리가 가까울수록 상기 송수신단의 이득 값이 감소되는 것을 특징으로 한다.
실시예에 있어서, 상기 통신 시스템의 개시 동작시, 상기 제 1 및 제 2 송수신기들 각각은 상기 측정된 통신 거리에 따라 최적의 이득 값을 추적하는 것을 특징으로 한다.
실시예에 있어서, 상기 제 1 혹은 제 2 송수신기들의 이동시 인식 가능한 범위 내의 이득 값들 중에서 중간 값을 상기 송수신단의 이득 값으로 선택하되, 상기 인식 가능한 범위는 상기 최적의 이득 값에 따라 대상의 이동을 추적할 수 있는 범위인 것을 특징으로 한다.
실시예에 있어서, 상기 제 1 혹은 제 2 송수신기들의 이동시 최대 인식 거리에 위치할 때, 인식 가능한 범위 내의 이득 값들 중에서 최대 값을 상기 송수신단의 이득 값으로 선택하되, 상기 최대 인식 거리는 상기 제 1 및 제 2 송수신기들이 인식 가능한 최대의 통신 거리이고, 상기 인식 가능한 범위는 상기 최적의 이득 값에 따라 대상의 이동을 추적할 수 있는 범위인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 자동 이득 제어기는: 외부로부터 입력된 신호를 증폭하여 출력하는 입력 가변 이득 증폭기; 상기 입력 가변 이득 증폭기로부터 출력된 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터; 내부의 디지털 신호를 입력받아 아날로그 신호로 변환하는 디지털 아날로그 컨버터; 상기 디지털 아날로그 컨버터의 출력을 증폭하여 상기 외부로 출력하는 출력 가변 이득 증폭기; 및 상기 아날로그 디지털 컨버터의 출력을 입력받아 처리하되, 측정된 통신 거리에 따라 상기 입력 가변 이득 증폭기 및 상기 출력 가변 이득 증폭기 각각의 이득 값을 제어하는 디지털 신호 프로세서를 포함한다.
실시예에 있어서, 상기 디지털 신호 프로세서는, 상기 통신 거리를 측정하는 거리 측정부; 및 상기 측정된 통신 거리에 따라 상기 입력 가변 이득 증폭기 및 상기 출력 가변 이득 증폭기 각각의 이득 값을 제어하는 이득 제어부를 포함한다.
본 발명에 따른 송수신기는: 통신 거리를 측정하는 거리 측정부; 및 상기 측정된 통신 거리에 따라 자동으로 증폭기의 출력을 일정하게 유지시키는 자동 이득 제어기를 포함한다.
실시예에 있어서, 상기 자동 이득 제어기는, 외부로부터 입력된 신호를 증폭하여 출력하는 입력 가변 이득 증폭기; 상기 입력 가변 이득 증폭기로부터 출력된 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터; 내부의 디지털 신호를 입력받아 아날로그 신호로 변환하는 디지털 아날로그 컨버터; 상기 디지털 아날로그 컨버터의 출력을 증폭하여 상기 외부로 출력하는 출력 가변 이득 증폭기; 및 상기 아날로그 디지털 컨버터의 출력을 입력받아 처리하되, 상기 거리 측정부로부터 측정된 상기 통신 거리에 따라 상기 입력 가변 이득 증폭기 및 상기 출력 가변 이득 증폭기 각각의 이득 값을 제어하는 디지털 신호 프로세서를 포함한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 통신 시스템은 측정된 통신 거리에 따라 송수신단의 이득을 제어하는 자동 이득 제어기를 포함한다. 이로 인하여, 신호 전력의 크기를 검출하기 어려운 통신 시스템일지라도 쉽게 자동 이득 제어를 수행할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 자동 이득 제어기는 구현하기 위한 구조가 간단하다.
또한, 본 발명의 통신 시스템은 UWB 통신에 매우 효과적으로 이용될 수 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 자동 이득 제어기는 측정된 통신 거리에 따라 송수신단의 이득을 제어한다. 따라서, 본 발명에 따른 자동 이득 제어기를 포함한 통신 시스템은 신호 전력의 크기를 검출하기 어려운 통신 시스템이더라도 쉽게 자동 이득 제어 동작을 수행할 수 있게 된다.
도 3는 본 발명에 따른 통신 시스템을 보여주는 도면이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 통신 시스템은 거리 측정부들(132,232)을 각각 갖는 제 1 및 제 2 송수신기들(100,200)을 포함한다. 이러한 통신 시스템은 거리 측정 통신 시스템이라 부르겠다. 각각의 거리 측정부들(132,232)은 제 1 및 제 2 송수신기들(100,200) 사이의 통신 거리를 측정한다. 여기서 통신 거리는 제 1 송수신기(100) 및 제 2 송수신기(200) 사이의 거리이다. 본 발명의 제 1 및 제 2 송수신기들(100,200)은 측정된 통신 거리에 따라 송수신단의 이득을 제어한다.
도 3을 다시 참조하면, 제 1 송수신기(100)의 거리 측정부(132)는 타이머(133) 및 거리 계산기(134)를 포함한다. 거리 측정부(132)는 통신 개시 동작시 거리 측정 신호를 생성하여 제 2 송수신기(200)로 송신한다. 한편, 제 2 송수신 기(200)는 수신된 거리 측정 신호를 입력받아 제 1 송수신기(100)로 송신한다. 제 1 송수신기(100)의 타이머(133)는 거리 측정 신호를 송신할 때부터 제 2 송수신기(200)로부터 송신된 거리 측정 신호를 수신할 때까지 시간을 측정한다. 거리 계산기(134)는 타이머(133)로부터 측정된 시간을 이용하여 제 1 송수신기(100) 및 제 2 송수신기(200) 사이의 통신 거리를 계산한다. 여기서, 거리 계산기(134)는 전파 전달 시간, 전파 전달 속도, 송수신기들(100,200)의 내부에서 데이터 처리 시간 등을 고려하여 통신 거리를 계산한다.
본 발명의 통신 시스템에서는 거리 측정부들(132,232)이 타이머들(133,233) 및 거리 계산기들(134,234)로 구현된다. 하지만, 본 발명의 통신 시스템의 거리 측정부가 반드시 타이머 및 거리 계산기로 구현될 필요가 없다는 것은 당업자에게 자명하다. 본 발명의 통신 시스템에 사용되는 거리 측정부는 신호 전력의 크기를 측정하는 방법 외에 다른 방법으로 구현된 거리 측정 수단이 될 수 있다.
본 발명의 통신 시스템은 위치 추적 시스템에 적용가능하다. 본 발명의 통신 시스템은 UWB(Ultra Wide Band)를 이용한 거리 측정 시스템에 적용가능하다. 예를 들어 본 발명의 통신 시스템은 간섭을 최소화시키면서 수십 Cm 급 이하의 추적 정밀도를 갖는 물류 관리, 로봇 추적, 사람 위치 추적 등에 사용될 수 있다.
종래의 UWB를 이용한 통신 시스템은 송수신 되는 UWB 신호의 크기를 검출하였다. 그러나 이러한 UWB 신호는 매우 간헐적으로 송수신된다. 이에 전력 검출하는 것이 어렵다. 결국 종래의 UWB를 이용한 통신 시스템은 통신 거리에 따라 이득을 조절할 수 없었다. 따라서 종래의 UWB를 이용한 통신 시스템은 수신 능력이 매우 저하되고, 대상 인식 거리도 매우 제한적이었다.
반면에, 본 발명에 따른 통신 시스템은 신호 크기를 검출하지 않는 방식으로 통신 거리를 측정하다. 본 발명의 통신 시스템은 측정된 통신 거리에 따라 송수신단의 이득을 제어한다. 따라서, 본 발명의 통신 시스템은 통신 거리에 따라 이득을 조절할 수 있으며, 이에 따라 수신 능력이 향상되고, 대상 인식 거리도 확대된다.
도 4는 도 3에 도시된 제 1 송수신기(100)의 자동 이득 제어기(101)에 대한 실시예를 보여주는 도면이다. 도 4를 참조하면, 자동 이득 제어기(101)는 입력 가변 이득 증폭기(110), 아날로그 디지털 컨버터(120), 디지털 신호 프로세서(130), 디지털 아날로그 컨버터(140), 및 출력 가변 이득 증폭기(150)를 포함한다. 본 발명의 자동 이득 제어기(101)는 측정된 통신 거리에 따라 자동으로 입력 가변 이득 증폭기(110) 및 출력 가변 이득 증폭기(150)를 제어한다.
수신 동작시 입력 가변 이득 증폭기(110)는 수신된 신호(RXSI)를 증폭한다. 아날로그 디지털 컨버터(120)는 입력 가변 이득 증폭기(110)의 출력 신호(RXSO)를 디지털 신호로 변환한다. 디지털 신호 프로세서(130)는 아날로그 디지털 컨버터(120)의 출력 신호(RXDSO)를 처리한다. 디지털 신호 프로세서(130)는 통신 거리를 측정하는 거리 측정부(132)를 포함한다. 이득 제어부(136)는 측정된 통신 거리에 따라 입력 가변 이득 증폭기(110)의 이득을 자동으로 제어한다. 이러한 자동 이득 제어로 인하여 입력 가변 이득 증폭기(110)의 출력 신호(RXSO)의 크기는 일정하게 유지된다.
송신 동작시 디지털 신호 프로세서(130)는 송신하고자 하는 디지털 신 호(TXDSI)를 생성한다. 디지털 아날로그 컨버터(140)는 디지털 신호 프로세서(130)로부터 출력된 디지털 신호(TXDSI)를 입력받아 아날로그 신호(TXSI)로 변환한다. 출력 가변 이득 증폭기(150)는 디지털 아날로그 컨버터(140)의 출력 신호(TXSI)를 증폭한다. 여기서 증폭된 신호(TXSO)는 송신된다. 이득 제어부(136)는 측정된 통신 거리에 따라 출력 가변 이득 증폭기(150)의 이득을 자동으로 제어한다. 이러한 자동 이득 제어로 인하여 출력 가변 이득 증폭기(150)의 출력 신호(TXSO)의 크기는 일정하게 유지된다.
본 발명의 이득 제어부(136)는 입력 가변 이득 증폭기(110) 및 출력 가변 이득 증폭기(150)를 제어하기 위한 이득 제어 신호들(RXGCS,TXGCS)을 생성한다. 생성된 제어 신호들(RXGCS,TXGCS)에 따라 입력 가변 이득 증폭기(110) 및 출력 가변 이득 증폭기(150)들이 각각 제어된다. 일반적으로, 이득 제어부(136)는 측정된 통신 거리가 길어질수록 이득 값이 커지도록 구현되며, 측정된 통신 거리가 짧아질수록 이득 값이 작아지도록 구현된다. 즉, 이득 제어부(136)에서 생성된 제어신호들(RXGCS,TXGCS) 각각은 입력 가변 이득 증폭기(110) 및 출력 가변 이득 증폭기(150)의 출력 신호들(RXSO,TXSO)이 일정한 크기로 유지시킨다. 이득 제어부(136)는 통신 상황에 따라 송신단만, 수신단만 혹은 송수신단 모두를 제어할 수 있다.
한편, 입력 가변 이득 증폭기(110) 및 출력 가변 이득 증폭기(120)의 자동 이득 제어는 아날로그 방식, 디지털 방식, 혹은 혼용 방식으로 구현될 수 있다. 즉, 입력 가변 이득 증폭기(110) 및 출력 가변 이득 증폭기(120)는 아날로그 증폭기 혹은 디지털 증폭기일 수 있다. 만일 가변 이득 증폭기가 아날로그 증폭기라면, 제어신호들(RXGCS,TXGCS)로는 아날로그 신호가 생성될 것이다. 만일 가변 이득 증폭기가 디지털 증폭기라면, 제어신호들(RXGCS,TXGCS)로는 디지털 신호가 생성될 것이다.
또한, 본 발명의 이득 제어부(136)에는 통신 거리에 따라 최적의 송수신단의 이득 값들이 저장된다. 저장된 최적의 이득 값에 따라 제어신호들(RXGCS,TXGCS)의 크기가 결정된다.
본 발명에 따른 송수신기는 통신 거리에 따라 송수신단의 이득을 제어하는 자동 이득 제어기를 포함한다.
본 발명의 자동 이득 제어기는 도 4에 도시된 바와 같이 디지털 신호 프로세서는 통신 거리를 측정하는 거리 측정부를 포함하고 있다. 하지만, 거리 측정부가 반드시 디지털 신호 프로세서에 포함된다고 한정할 필요가 없다는 것은 당업자에게 자명하다. 통신 거리를 측정하는 거리 측정부는 송수신기 내부이고 자동 이득 제어기 외부의 블록에 구현될 수 있다. 즉, 본 발명의 송수신기는 통신 거리를 측정하는 거리 측정부 및 측정된 통신 거리에 따라 자동으로 가변 이득 제어기의 이득 값을 제어하는 자동 이득 제어기를 포함되도록 구현이 가능하다.
도 5는 임의의 채널 특성에 대하여 본 발명에 따른 자동 이득 제어기의 동작 관계를 보여주는 도면이다. 도 5를 참조하면, 수신되는 신호 전력의 크기는 통신 거리가 멀어질수록 감소된다. 따라서, 제어되는 가변 이득 제어기의 이득은 거리가 멀어질수록 증가된다. 본 발명에 따른 자동 이득 제어기는 효율적으로 운용하여 최적의 이득 제어가 가능하도록 구현된다.
도 6은 본 발명에 따른 자동 이득 제어기의 자동 제어 방법의 실시예에 대한 흐름도이다. 도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 자동 제어 방법은 다음과 같다. 아래에서는 설명의 편의를 위하여, 제 1 송수신기(100)에서만 자동 이득 제어 동작이 수행된다고 가정하겠다. 그러나 본 발명의 자동 이득 제어 동작이 반드시 제 1 송수신기에서만 수행된다고 한정할 필요는 없다. 본 발명의 자동 이득 제어 동작은 제 1 송수신기(100) 및 제 2 송수신기(200)에서 동시에 수행될 수 있다.
통신 개시 동작시 제 1 송수신기(100)의 거리 측정부(132)는 제 1 송수신기(100) 및 제 2 송수신기(200) 사이의 통신 거리를 측정한다(S110). 거리 측정부(132)는 통신 거리를 측정하기 위하여 거리 측정 신호를 발생하여 제 2 송수신기(200)로 송신한다. 제 2 송수신기(200)는 수신된 거리 측정 신호를 제 1 송수신기(100)로 송신한다. 거리 측정부(132)는 거리 측정 신호를 발생할 때부터 제 2 송수신기(200)로부터 수신할 때까지의 시간을 측정하고, 측정된 시간에 따라 통신 거리를 계산한다. 여기서는 통신 거리를 측정하는 것에 대한 자세한 설명은 도 3에서 설명하였으므로 생략하겠다.
통신 대상 즉 제 2 송수신기(200)는 이동 상태에 있을 수 있다. 이때, 측정된 통신 거리에 따라 송수신단을 최적의 이득 값으로 제어하기 위해서는 제 1 송수신기(100)는 최적의 이득 값을 추적할 필요가 있다. 제 2 송수신기(200)가 이동한다면, 제 1 송수신기(100)는 송수신단의 최적의 이득 값을 추적한다(S120). 최적의 이득 값을 추적하는 것에 대한 설명은 도 7a 및 도 7b에서 자세히 설명하도록 하겠다. 제 1 송수신기(100)는 추적된 최적의 이득 값으로 송수신단을 제어한다(S130). 이 후, 제 1 송수신기(100) 및 제 2 송수신기(200)는 최적의 이득 값에 따라 통신을 수행한다.
도 6에 도시된 자동 이득 제어기의 자동 이득 제어 방법은 실시예에 불과하다. 본 발명에 따른 자동 이득 제어 방법은 다양한 방법으로 구현될 수 있다는 것은 당업자에게 자명하다.
도 7은 본 발명에 따른 자동 이득 제어 방법의 최적의 이득 값을 추적하는 방법에 대한 실시예를 보여주는 도면이다. 아래에서는 제 1 송수신기(100)는 A라고 하고, 제 2 송수신기(200)는 B라고 하겠다. 도 7a는 B가 최대 인식 거리의 중간에 위치할 경우 최적의 이득 값을 추적하는 방법을 보여주는 도면이다. 여기서, 최대 인식 거리(d)는 A가 인식할 수 있는 최대의 통신 거리이다. Gopt는 임의의 통신 거리에서 이득 값이다. 가용 이득 제어 범위는 임의의 통신 거리에서 제 1 송수신기(100)이 B의 이동을 추적할 수 있는 이득 값의 범위이다. 만약, 가용 이득 제어 범위를 벗어나면, A는 B의 위치를 인식할 수 없다. A와 B 사이에 통신을 시작하고자 할 때, 초기에는 추적 대상 B가 인식되지 못할 경우가 있다. 이때 A는 추적 가능한 거리 안에서 이득 값을 가변시킴으로 추적 대상(B)을 찾아내야 한다. 만약, A가 추적 대상(B)을 찾으면, A는 통신 거리에 따라 최적의 이득 값(Gopt)을 선택하여 송수신단의 이득 값을 제어한다.
도 7a을 다시 참조하면, 최대 인식 거리(d)의 중간에 추적 대상(B)이 위치할 경우에는 통신 거리에 대응하는 가용 이득 제어 범위에서 중간 이득 값이 최적의 이득 값(Gopt)으로 선택된다. 이로 추적 대상(B)의 이동에 유연하게 대처할 수 있 게 한다.
한편, 도 7b와 같이, 최대 인식 거리(d) 부근에 추적 대상(B)가 위치할 수도 있다. 이때는 통신 거리에 대응하는 가용 이득 제어 범위에서 최대 인식 거리 근처의 최대 이득 값이 최적의 이득 값(Gopt)으로 선택된다.
본 발명에 따른 송수신기는 통신 시스템에 적용가능하다. 발명에 따른 통신 시스템은, 제 1 송수신기, 및 제 2 송수신기를 포함하되, 상기 제 1 및 제 2 송수신기는 측정된 통신 거리에 따라 자동 이득 제어를 수행한다. 실시예에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 송수신기들 각각은 상기 통신 거리를 측정하기 위한 거리 측정부를 포함한다.
여기서, 상기 제 1 및 제 2 송수신기들 각각은, 상기 측정된 통신 거리에 따라 자동 이득 제어를 수행하는 자동 이득 제어기를 포함하되, 상기 자동 이득 제어기는, 외부로부터 입력된 신호를 증폭하여 출력하는 입력 가변 이득 증폭기, 상기 입력 가변 이득 증폭기로부터 출력된 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터, 내부의 디지털 신호를 입력받아 아날로그 신호로 변환하는 디지털 아날로그 컨버터, 상기 디지털 아날로그 컨버터의 출력을 증폭하여 상기 외부로 출력하는 출력 가변 이득 증폭기, 및 상기 아날로그 디지털 컨버터의 출력을 입력받아 처리하되, 상기 측정된 통신 거리에 따라 상기 입력 가변 이득 증폭기 및 상기 출력 가변 이득 증폭기 각각의 이득 값을 제어하는 디지털 신호 프로세서를 포함한다.
여기서 상기 디지털 신호 프로세서는 상기 측정된 통신 거리에 따라 최적의 이득 값이 선택되도록 하는 정보를 저장하고 있는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 디지털 신호 프로세서는 상기 통신 시스템의 개시 동작시 상기 측정된 통신 거리에 따라 최적의 이득 값을 추적하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 디지털 신호 프로세서는 상기 제 1 혹은 제 2 송수신기들의 이동시 인식 가능한 범위 내의 이득 값들 중에서 중간 값을 상기 가변 이득 제어기의 이득 값으로 선택하되, 상기 인식 가능한 범위는 상기 최적의 이득 값에 따라 대상의 이동을 추적할 수 있는 범위인 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 디지털 신호 프로세서는 상기 제 1 혹은 제 2 송수신기들의 이동시 최대 인식 거리에 위치할 때 인식 가능한 범위 내의 이득 값들 중에서 최대 값을 상기 가변 이득 제어기의 이득 값으로 선택하되, 상기 최대 인식 거리는 상기 제 1 및 제 2 송수신기들이 인식 가능한 최대의 통신 거리이고, 상기 인식 가능한 범위는 상기 최적의 이득 값에 따라 대상의 이동을 추적할 수 있는 범위인 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지로 변형할 수 있다. 그러므로 본 발명의 범위는 상술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 종래의 자동 이득 제어기들에 대한 도면이다.
도 2는 자동 이득 제어 방법을 보여주는 자동 이득 제어기에 대한 실시예이다.
도 3는 본 발명에 따른 통신 시스템을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 자동 이득 제어기에 대한 실시예를 보여주는 도면이다.
도 5는 임의의 채널 특성에 대하여 본 발명에 따른 자동 이득 제어기의 동작 관계를 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 자동 이득 제어기의 자동 이득 제어 방법을 보여주는 도면이다.
도 7는 본 발명에 따른 통신 시스템의 최적의 자동 이득 값을 추적하는 방법에 대한 실시예를 보여주는 도면이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10,20,30,40,101: 자동 이득 제어기 100,200: 송수신기
110: 입력 가변 이득 증폭기 150: 출력 가변 이득 증폭기
120: 아날로그 디지털 컨버터 140: 디지털 아날로그 컨버터
130: 디지털 신호 프로세서 132: 거리 측정부
133: 타이머 134: 거리 계산기
136: 이득 제어부

Claims (11)

  1. 통신 시스템의 자동 이득 제어 방법에 있어서:
    제 1 송수신기 및 제 2 송수신기 사이의 통신 거리를 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 통신 거리에 따라 상기 제 1 및 제 2 송수신기들 각각의 송수신단의 이득 값을 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 통신 거리를 측정하는 단계에서, 상기 제 1 송수신기 및 상기 제 2 송수신기 사이에 거리 측정 신호가 전송되는 시간을 이용하여 상기 측정된 통신 거리가 계산되는 통신 시스템의 자동 이득 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 통신 거리를 측정하는 단계는,
    상기 제 1 송수신기로부터 상기 거리 측정 신호를 발생하는 단계;
    상기 발생된 거리 측정 신호를 상기 제 2 송수신기로 전송하는 단계;
    상기 전송된 거리 측정 신호를 상기 제 1 송수신기로 전송하는 단계;
    상기 거리 측정 신호가 상기 제 1 송수신기로부터 발생될 때부터 상기 제 1 송수신기로 다시 전송되기까지의 시간을 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 시간을 이용하여 상기 통신 거리를 계산하는 단계를 포함하는 통신 시스템의 자동 이득 제어 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 거리 측정 신호는 주기적으로 생성되는 통신 시스템의 자동 이득 제어 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 측정된 통신 거리가 멀어질수록 상기 송수신단의 이득 값이 증가되고, 상기 측정된 통신 거리가 가까울수록 상기 송수신단의 이득 값이 감소되는 것을 특징으로 하는 통신 시스템의 자동 이득 제어 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 통신 시스템의 개시 동작시,
    상기 제 1 및 제 2 송수신기들 각각은 상기 측정된 통신 거리에 따라 최적의 이득 값을 추적하는 통신 시스템의 자동 이득 제어 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 혹은 제 2 송수신기들의 이동시 인식 가능한 범위 내의 이득 값들 중에서 중간 값을 상기 송수신단의 이득 값으로 선택하되,
    상기 인식 가능한 범위는 상기 최적의 이득 값에 따라 대상의 이동을 추적할 수 있는 범위인 것을 특징으로 하는 통신 시스템의 자동 이득 제어 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 혹은 제 2 송수신기들의 이동시 최대 인식 거리에 위치할 때, 인식 가능한 범위 내의 이득 값들 중에서 최대 값을 상기 송수신단의 이득 값으로 선택하고,
    상기 최대 인식 거리는 상기 제 1 및 제 2 송수신기들이 인식 가능한 최대의 통신 거리이고,
    상기 인식 가능한 범위는 상기 최적의 이득 값에 따라 대상의 이동을 추적할 수 있는 범위인 통신 시스템의 자동 이득 제어 방법.
  8. 외부로부터 입력된 신호를 증폭하여 출력하는 입력 가변 이득 증폭기;
    상기 입력 가변 이득 증폭기로부터 출력된 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터;
    상기 변환된 디지털 신호를 입력받아 아날로그 신호로 변환하는 디지털 아날로그 컨버터;
    상기 변환된 아날로그 신호를 증폭하여 상기 외부로 출력하는 출력 가변 이득 증폭기; 및
    상기 아날로그 디지털 컨버터의 상기 변환된 아날로그 신호를 입력받아 처리하고, 측정된 통신 거리에 따라 상기 입력 가변 이득 증폭기 및 상기 출력 가변 이득 증폭기들 각각의 이득 값을 제어하는 디지털 신호 프로세서를 포함하는 자동 이득 제어기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 디지털 신호 프로세서는,
    통신 거리를 측정하는 거리 측정부; 및
    상기 측정된 통신 거리에 따라 상기 입력 가변 이득 증폭기 및 상기 출력 가변 이득 증폭기 각각의 이득 값을 제어하는 이득 제어부를 포함하는 자동 이득 제어기.
  10. 통신 거리를 측정하는 거리 측정부; 및
    상기 측정된 통신 거리에 따라 자동으로 증폭기의 출력을 일정하게 유지시키는 자동 이득 제어기를 포함하고,
    상기 거리 측정부는 다른 송수신기에 거리 측정 신호가 전송되는 시간을 이용하여 상기 측정된 통신 거리를 계산하는 송수신기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 자동 이득 제어기는,
    외부로부터 입력된 신호를 증폭하여 출력하는 입력 가변 이득 증폭기;
    상기 입력 가변 이득 증폭기로부터 출력된 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터;
    상기 변환된 디지털 신호를 입력받아 아날로그 신호로 변환하는 디지털 아날로그 컨버터;
    상기 변환된 아날로그 신호를 증폭하여 상기 외부로 출력하는 출력 가변 이득 증폭기; 및
    상기 변환된 아날로그 신호를 입력받아 처리하고, 상기 측정된 통신 거리에 따라 상기 입력 가변 이득 증폭기 및 상기 출력 가변 이득 증폭기들 각각의 이득 값을 제어하는 디지털 신호 프로세서를 포함하는 송수신기.
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