KR101138448B1 - 무선 수신기를 위한 초기 이득 선택 - Google Patents

무선 수신기를 위한 초기 이득 선택 Download PDF

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Abstract

OFDM 무선 수신기는 디지털 자동 이득 제어(AGC) 모듈(55)을 이용한다. 디지털 AGC 모듈은, 수신된 무선 신호(100)를 소정의 입력 범위를 갖는 입력 회로에 대한 제 1 전력값(106)으로 맵핑하기 위해 이득을 초기 이득값(104)으로 설정한다. 초기 이득값은 소정의 입력 범위 및 소정의 신호 대 잡음비에 대해 설정된다(200). 디지털 AGC 모듈이 수신된 무선 신호의 제 1 전력값이 소정의 입력 범위를 넘지 않는 다고 결정하는 경우(204), 디지털 AGC 모듈은 초기의 이득값 및 제 1 전력값에 대해 수신된 무선 신호에 대한 최적의 이득(102)을 계산하고(208); 제 1 전력값이 소정의 입력 범위를 넘는 경우, AGC 모듈은 이득을 최소 이득값(115)으로 설정(206)하는 것에 기초하여 최적의 이득을 결정한다.
무선 수신기, 최적 이득, 디지털 자동 이득 제어, 신호 대 잡음비

Description

무선 수신기를 위한 초기 이득 선택{INITIAL GAIN SELECTION FOR WIRELESS RECEIVER}
본 발명은 무선 수신기, 예를 들어 IEEE 802.11a 기반 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM) 수신기의 자동 이득 제어기(AGC) 모듈에 관한 것이다.
역사적으로, 근거리 통신망은 네트워크 케이블 또는 기타 매체를 이용하여 네트워크 상의 국들을 연결하였다. 무선 랜(즉, 고정 액세스 포인트를 갖는 무선 인프라구조), 무선 애드혹(ad hoc) 네트워크 등을 포함하여, 무선 근거리 네트워킹 애플리케이션들에 대해 OFDM 변조 기술을 이용하기 위한 보다 새로운 무선 기술이 개발되고 있다. 특히, 그 명칭이 "무선 LAN 매체 액세스 제어(MAC) 및 물리층(PHY) 사양: 5GHz 대역의 고속 물리층"인 IEEE 표준 802.11a는 최대 54 Mbps의 데이터 페이로드 통신 성능을 갖는 무선 LAN에 대한 OFDM PHY를 특정한다. IEEE 802.11a 표준은, 이진 또는 직교 위상 편이 키잉(BPSK/QPSK), 16-직교 진폭 변조(QAM) 또는 64-QAM을 이용하여 변조되는 52개의 서브 캐리어 주파수를 이용하는 PHY 시스템을 특정한다.
이에 따라, IEEE 표준 802.11a는 데이터 에러를 최소화하기 위해 복수의 기술들을 이용하여 고속의 무선 데이터 전송을 제공하는 OFDM PHY를 특정한다.
IEEE 802.11에 기초하는 OFDM PHY를 하드웨어로 구현하는 데에 있어서의 특정의 관심사는, 보다 작은 무선 디바이스로 구현될 수 있는 비용 효율적인 소형 디바이스를 제공하는 것을 포함한다. 이에 따라, 구현에 있어서의 관심사는 전형적으로 비용, 디바이스 크기 및 디바이스 복잡성을 포함한다.
특히, 수신된 무선 신호가 수신기의 아날로그 디지털(A/D) 변환기의 동적 범위에 매치하도록 확실하게 증폭되도록 하기 위해, 자동 이득 제어(AGC) 알고리즘이 이용된다. 통신 시스템은 전형적으로 아날로그 AGC 모듈을 이용하여, 수신기 안테나에 의해 검출되는 수신 무선 신호를 제어한다. 특히, AGC는 아날로그 증폭기를 제어하고, A/D 변환기의 입력 범위에 대해 증폭된 신호의 피크 신호 레벨을 결정하고, 증폭된 신호의 피크가 A/D 변환기의 입력 범위를 넘는 경우, AGC 모듈은 제어 피드백 시스템을 이용하여 아날로그 증폭기의 이득을 감소시킨다. 하지만, 신호를 측정하는 데에 필요한 시간에 의해 상당한 지연이 도입되어, 피드백 시스템에 대한 이득을 조정한다. 이러한 문제는 IEEE 802.11a에 따라 전송되는 디지털 무선 신호의 경우 커지게 되는데, 그 이유는 수신된 신호가 약 -90dBm 내지 -30dBm의 범위를 가질 수 있기 때문이다. 이에 따라, 아날로그 AGC 모듈에 대한 안정한 피드백 제어 시스템을 제공하는 데에 있어서 어려움이 발생하게 된다.
최소의 지연을 가지며 증폭기를 최적화된 이득으로 조정하여 무선 트랜스시버로 하여금 수신된 무선 신호를 증폭할 수 있게 함으로써, 결과적으로 수신된 무선 신호로부터 최소의 데이터 손실을 야기하는 구성이 필요하다.
상기 요구 및 기타 요구는, OFDM 무선 트랜스시버가 디지털 자동 이득 제어( AGC) 모듈을 이용하는 본 발명에 의해 달성된다. 디지털 AGC 모듈은 수신된 무선 신호를 소정의 입력 범위를 갖는 아날로그 디지털(A/D) 변환기에 대한 제 1 전력값으로 맵핑하기 위해 이득을 초기의 이득값으로 설정하도록 구성된다. 초기의 이득값은 소정의 입력 범위 및 소정의 신호 대 잡음비에 대해 설정된다. 디지털 AGC 모듈이 수신된 무선 신호의 제 1 전력값이 소정의 입력 범위를 넘지 않는 다고 결정하는 경우, 디지털 AGC 모듈은 초기의 이득값 및 제 1 전력값에 대해 수신된 무선 신호에 대한 최적의 이득을 계산하고, 제 1 전력값이 소정의 입력 범위를 넘는 경우, AGC 모듈은 이득을 최소의 이득값으로 설정하는 것에 기초하여 최적의 이득을 결정한다. 이에 따라, AGC 모듈은 수신된 무선 신호를 A/D 변환기에 대해 증폭시키기 위한 최적의 이득에 대한 급속한 수렴을 제공함으로써, OFDM 무선 트랜스시버에게 수신된 무선 신호와의 동기를 위한 부가적인 시간을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 양상은 무선 트랜스시버에서의 방법을 제공한다. 이 방법은, 수신된 무선 신호를 소정의 입력 범위를 갖는 입력 회로에 공급하기 위해, 상기 수신된 무선 신호를 제 1 전력값에 맵핑하기 위하여 이득을 초기의 이득값으로 설정하는 것을 포함한다. 이 방법은 또한, 초기 이득값에 의해 상기 수신된 무선 신호를 제 1 전력값으로 증폭시키는 것을 포함한다. 수신된 무선 신호의 제 1 전력값이 소정의 입력 범위를 넘지 않는 경우, 수신된 무선 신호에 대한 최적의 이득이 초기의 이득값 및 제 1 전력값에 대해 결정된다. 수신된 무선 신호의 제 1 전력값이 소정의 입력 범위를 넘는 경우, 수신된 무선 신호에 대한 최적의 이득이 이득을 최소의 이득값으로 설정하는 것에 기초하여 결정된다. 따라서, 수신된 무선 신호는 최적의 이득으로 출력된다.
본 발명의 다른 양상은 무선 트랜스시버를 제공한다. 이 무선 트랜스시버는 소정의 입력 범위를 갖는 입력 회로와, 디지털 이득 제어기를 포함한다. 디지털 이득 제어기는, (1) 수신된 무선 신호를 입력 회로에 공급하기 위해, 수신된 무선 신호를 제 1 전력값으로 맵핑시키기 위하여 이득을 초기의 이득값으로 설정하고, (2) 수신된 무선 신호를 초기의 이득값에 의해 제 1 전력값으로 증폭시키고, (3) 수신된 무선 신호의 제 1 전력값이 소정의 입력 범위를 넘지 않는 경우, 수신된 무선 신호에 대한 최적의 이득을 초기의 이득값 및 제 1 전력값에 대해 결정하고, 그리고 (4) 수신된 무선 신호의 제 1 전력값이 소정의 입력 범위를 넘는 경우, 이득을 최소의 이득값으로 설정하는 것에 기초하여 수신된 무선 신호에 대한 최적의 이득을 결정함으로써, 수신된 무선 신호를 소정의 입력 범위에 대해 최적의 이득값으로 증폭시키도록 구성된다.
본 발명의 부가적인 장점 및 신규 특징들은 하기의 상세한 설명으로부터 부분적으로 설명될 것이며, 하기의 내용을 검토함으로써 당업자에게 명백해지거나 또는 본 발명을 실시함으로써 습득될 수 있다. 본 발명의 장점들은 첨부된 청구항에 의해 특정하게 지정되는 수단 및 결합에 의해 구현 및 달성된다.
이제, 첨부 도면에 대해 설명하는 바, 동일한 참조 부호를 갖는 요소들은 도면 전체에 걸쳐서 동일한 요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 구현되는 IEEE 802.11a OFDM 트랜스시버의 수신기 모듈을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 1의 디지털 자동 이득 제어(AGC) 모듈을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, AGC 모듈에 의해, 수신된 무선 신호에 대한 최적의 이득을 계산하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
개시된 실시예는 IEEE 802.11a OFDM 트랜스시버의 개요와 관련하여 설명한 다음, 본 발명의 일 실시예에 따라 구현되는 디지털 자동 이득 제어(AGC) 모듈에 대해 상세히 설명한다.
수신기 아키텍쳐 개요
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, IEEE 802.11 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM) 트랜스시버의 수신기 모듈(50)의 아키텍쳐를 나타낸다. 디지털 회로로서 구현되는 수신기 모듈(50)은 I/Q 미스매치 보상 회로(52)를 포함하는 바, 이는 아날로그 디지털(A/D) 변환기를 갖는 R/F 아날로그 프론트 엔드 (AFE) 증폭기(40)로부터 검출된 무선 신호 샘플들을 (디지털 형태로) 수신한다. AFE 증폭기(40)의 이득은 AGC 모듈(55)에 의해 제어된다. 검출된 무선 신호 샘플들은 I 성분 및 Q 성분을 갖는 바, 이상적으로는 서로에 대해 직교하고 균일한 상대적 이득을 가져야 하는 이들 I 성분 및 Q 성분은 실제로 비 직교 위상 차이(즉, 90도 이외)를 가질 수 있고, 균일하지 않은 이득을 가질 수 있다. 이에 따라, I/Q 미스매치 보상 모듈 은 미스매치된 I/Q 성분들을 보상하여, 직교 위상 차이 및 균일한 상대적 이득을 갖는 매치된 I/Q 성분들을 갖는 보상된 신호 샘플들을 발생시키도록 구성된다.
수신기 모듈(50)은 또한 동적 범위 조정 모듈(54)을 포함한다. 이 동적 범위 조정 모듈(54)은, 최적화된 신호 처리를 위하여 상기 보상된 신호 샘플들의 이득을 소정의 동적 범위로 조정함으로써, 소정의 동적 범위에 따라 소정된 신호 샘플들을 출력하도록 구성된다.
로터 회로(rotor circuit)(56)은 무선 신호를 전송하는 데에 이용되는 원격 전송기 캐리어 주파수(즉, 원격 오실레이터)와 국부 수신기 캐리어 주파수(즉, 국부 오실레이터) 간을 보상하도록 구성된다. 특히, 코스/파인(coarse/fine) 주파수 오프셋 추정기(58)는 로컬 수신기 캐리어 주파수와 원격 수신기 캐리어 주파수 간의 주파수 차이를 추정한 다음, 그 차이를 페이저 회로(phasor circuit)(60)에 공급하도록 구성된다. 페이저 회로(60)는 상기 차이값을 (각도 정보를 포함하는) 복소 페이저 값으로 변환하는 바, 이 값은 로터 회로(56)에 공급된다. 이에 따라, 로터 회로(56)는 복소 페이저값에 기초하여 상기 조정된 신호 샘플들을 회전시키고, 회전된 신호 샘플들을 출력한다.
원형 버퍼(62)는 회전된 신호 샘플들을 버퍼링하도록 구성된다. 특히, 데이터 패킷의 시작은 회전된 신호 샘플들의 시퀀스 내의 동일 위치에 위치되도록 보장되지 않는다. 이에 따라, 회전된 신호 샘플들은, 소정의 지속 기간 내의 임의의 데이터 샘플(예를 들어, 1개의 최대 길이 데이터 패킷)이 원형 버퍼(62)에 위치되고 그로부터 검색될 수 있게 하는 방식으로 원형 버퍼(62)에 저장된다. 원형 버퍼(62) 의 용량이 다 차게 되면, 이 원형 버퍼(62)에 저장될 임의의 새로운 신호 샘들은 저장된 신호 샘플중 가장 오래된 것 위에 겹쳐쓰여진다. 이에 따라, 원형 버퍼(62)에 의해, 수신기(50)는 회전된 신호 샘플들의 시퀀스 내에서의 데이터 패킷의 "시작점"을 조정할 수 있게 된다.
고속 퓨리에 변환(FFT) 회로(64)는 회전된 신호 샘플들의 시간 기반 시퀀스를 소정의 주파수점(즉, 톤(tone))들의 주파수 도메인 기반의 열로 변환하도록 구성되는 바, 개시된 실시예에 따르면, FFT 회로(64)는 회전된 신호 샘플들을 52개의 이용가능한 톤들의 주파수 도메인으로 맵핑한다.
특히, 이용가능한 52개의 톤들을 이용하여 정보를 전송한다. 즉, 4개의 톤은 파일럿 톤으로서 이용되고, 나머지 48개의 톤은 데이터 톤인 바, 각 톤은 1 내지 6 비트의 정보를 전달할 수 있다. IEEE 802.11a/g 사양에 따르면, 물리층 데이터 패킷은 짧은 트레이닝 시퀀스, 긴 트레이닝 시퀀스, (페이로드의 길이 및 데이터 레이트를 나타내며, 6Mbps의 최하 데이터 레이트로 코드화되는) 신호 필드 및 6Mbps로부터 54Mbps까지의 8개의 데이터 속도중 하나로 엔코드되는 페이로드 데이터 심볼들을 포함해야 한다. FFT 회로(64)는 신호 필드로부터 데이터 속도를 결정하고, 데이터 톤을 복구한다.
FFT 회로(64)는, 제 1 버퍼부(66a), 제 2 버퍼부(66b) 및 스위치(66c)로서 도시되는 버퍼(66)에 톤 데이터의 그룹을 출력한다. FFT 회로(64)는 톤 데이터의 그룹을 버퍼부(66a 및 66b) 사이에 번갈아가며 출력함으로써, 스위치(66c)가 하나의 버퍼부(예를 들어, 66a)로부터의 하나의 톤 데이터 그룹을 출력할 수 있게 함과 동시에, FFT 회로(64)는 다른 버퍼부(예를 들어, 66b)에 다음 톤 데이터 그룹을 출력한다. 주목할 사항으로서, 실제 구현은 어드레싱 논리를 이용하여 스위치(66c)의 기능을 실행할 수 있다.
FFT(64)에 의해 출력되는 특정의 톤들은 무선 채널 상에서의 신호 감쇠 및 왜곡으로 인해 페이딩을 경험할 수 있기 때문에, 이러한 페이딩을 정정하기 위해서는 등화가 필요하다. 주파수 도메인 등화기(68)는 톤들이 경험하는 페이딩을 제거(reverse)하여 등화된 톤들을 제공하도록 구성된다. 채널 정보는 IEEE 802.11 프리앰블의 긴 트레이닝 시퀀스로부터 채널 추정기(70)에 의해 얻어지는 바, 이러한 채널 정보는 채널 특성을 추정하기 위해 채널 추정기(70)에 의해 이용되고, 추정된 채널 특성은 주파수 등화기(68)에 공급되어 각 톤의 등화를 가능하게 한다.
코스 및 파인 주파수 오프셋 추정기(58), 페이저 회로(60) 및 채널 추정기(70)에 부가적으로, 수신기 모듈(50)은 타이밍 동기 모듈(72), 주파수 추적 블럭(74), 채널 추적 블럭(76) 및 신호 상태를 제어하기 위한 타이밍 정정 블럭(78)을 또한 포함함으로써, 수신된 신호 샘플들이 적절하게 디코드되어, 데이터 심볼들을 정확하게 복구할 수 있게 한다.
디코드부(80)는 디지털 슬라이서 모듈(digital slicer module)(82), 디인터리버(deinterleaver)(84) 및 비테르비 디코더(Viterbi decoder)(86)를 포함한다. 디지털 슬라이서 모듈은, 프리앰블의 신호 필드에 특정되는 데이터 레이트에 기초하여, 각 톤으로부터 심볼 데이터의 최대 6 비트를 복구한다. 디인터리버(84)는 전송기 인터리버 회로와의 역의 동작(converse operation)을 수행하고, 데이터를 디인터리브된 데이터의 적절한 시퀀스로 다시 정렬한다. 비테르비 디코더(86)는, IEEE 802.11 사양에 따라, 디인터리브된 데이터를 디코드된 데이터로 디코드하도록 구성된다.
디스크램블러 회로(descrambler circuit)(90)는, IEEE 802.11 사양에 따라, 전송기의 스클램블러에 의해 발생되는 127 비트 시퀀스를 디스크램블링함으로써, 상기 디코드된 데이터로부터 초기의 직렬 비트 스트림을 복구하도록 구성된다. 디스크램블러 회로(90)는, 디스크램블링 동작을 위해, 씨드 추정 회로(seed estimation circuit)(92)에 의해 데이터 패킷의 서비스 필드로부터 복구되는 스크램블링 씨드를 이용한다. 프리앰블로부터의 신호 필드 정보 또한 신호 필드 버퍼(94)에 저장되는 바, 이 신호 필드 버퍼(94)는 데이터 패킷의 페이로드의 길이 및 데이터 레이트를 저장하도록 구성된다. 수신기(50)의 구성 요소들의 전체적인 제어는 상태 머신(96)에 의해 유지된다.
이에 따라, 디스크램블러 회로(90)에 의해 복구되는 직렬 비트 스트림은 IEEE 802.11을 따르는 매체 액세스 제어기(MAC)에 출력된다.
최적의 초기 이득 선택
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 1의 디지털 AGC 모듈(55)의 동작을 나타낸다. 디지털 AGC 모듈(55)은 입력 회로, 예를 들어 AFE(40)의 A/D 변환기의 소정의 입력 범위를 최적화하기 위해, 수신된 무선 신호(PIN)(100)를 최적 이득(GAIN)(102) 만큼 증폭시키는 것을 제어하도록 구성된다.
상기 설명한 바와 같이, 종래의 AGC 시스템이 당면하는 문제는, 아날로그 기반 AGC 알고리즘이 최적값으로 수렴하기 위해서는 상당히 긴 시간이 필요하게 되어, 수신기가 수신 무선 신호에 대해 동기화하는 데에 이용할 수 있는 시간을 제한한다는 것이다.
개시된 실시예에 따르면, 초기 이득(104)은 수신된 무선 신호 샘플(100)이 제 1 전력값(P1)(106)으로 맵핑되도록 소정의 동적 범위에 대해 계산된다(G=GINIT). 제 1 전력값(106)은 초기 이득(104)이 수신된 무선 신호(PIN)(100)를 입력 회로, 예를 들어 A/D 변환기의 소정의 동적 범위(즉, 입력 범위) 내에 맵핑되는 지의 여부를 결정하는 데에 이용된다. 디지털 AGC 모듈(즉, 디지털 이득 제어기)(55)은 증폭기(110), 포화 검출기(112), 초기 이득 선택기(114) 및 이득 계산기(116)를 포함한다.
개시된 실시예에 따르면, 초기 이득 선택기(114)는 비교적 작은 입력 레벨을 갖는 수신된 무선 신호(PIN)(100)가 입력 회로(예를 들어, A/D 변환기)의 입력 범위에 매칭하는 충분한 전력 레벨로 증폭될 수 있도록 이득값을 처음에 설정한다(G=GINIT). 예를 들어, 수신된 무선 신호(PIN)(100)는 -90dBm 내지 -30dBm(주: 0dBm은 종단 노드에 대한 1밀리와트(1mW)의 전력으로서 정의된다) 정도의 상당히 큰 입력 신호 범위를 가질 수 있고, A/D 변환기는, 1/512(2mV)의 양자화 잡음 플로어를 갖는 상태로, (50Ω에서의 13dBm에 등가하는) 1V의 입력 범위를 갖는 10비트 A/D로서 구성될 수 있다. 또한, 도 1의 아날로그 프론트 엔드(AFE) 증폭기(40)는 35dB의 최대 이득으로 설정될 수 있는 아날로그 이득(GANALOG)을 제공함으로써, 총 95dB의 총 최대 이득을 야기한다.
이에 따라, 초기 이득 선택기(114)는 이득(G)을 초기 이득값으로 설정(G=GINIT)하여, 상대적 최소 입력 레벨을 갖는 수신된 무선 신호(PIN)(100)가 입력 회로(예를 들어 A/D 변환기)의 양자화 잡음 레벨, 바람직하게는 양자화 잡음 레벨의 4배에 대해 검출가능해지도록 증폭될 수 있게 한다. 일단 수신된 무선 신호가 입력 회로의 입력 범위 내에서 제 1 전력값(106)으로 맵핑되면, 내부 계산기(116)는 수신된 무선 신호(100)에 대한 최적 이득(GAIN)(102)을 계산함으로써, 최적 이득값(102)이 2 단계 내에서, 즉 상태 머신(96)의 약 2개의 실행 주기 내에서 결정될 수 있게 한다.
포화 검출기(112)에 의해, 제 1 전력값(106)이 입력 회로에 대한 소정의 입력 범위를 넘음(이는 수신된 무선 신호(100)가 높은 입력 레벨을 가짐을 나타낸다)이 검출되면, 초기 이득 선택기(114)는 (예를 들어, 플래그(F)(115)를 설정하여 초기 이득 선택기(114)에 출력함으로써) 이득(104)을 최소 이득값으로 재설정하여, 초기 이득 선택기(114)가 최소 이득값(GMIN)으로 설정하는 이득에 기초하여 내부 계산기(116)가 최적 이득(102)을 결정할 수 있게 한다. 다시 말해, 내부 계산기(116)는 포화 검출기(112)에 의해 검출되는 포화의 부재 또는 존재에 각각 근거하여, 수신된 무선 신호(100)가 낮은 입력 레벨을 갖는지 아니면 높은 입력 레벨을 갖는 지에 기초하여 최적 이득(102)을 결정한다. 결과적으로, 내부 계산기(116)는, 검출된 포화가 높은 입력 레벨을 갖는 신호에 대응하는 것으로 결정하는 것에 기초하여 계산을 시작할 수 있는 바, 이에 의해 자동 이득 제어기는 2 단계 내에서, 즉 상태 머신(96)의 약 2개의 실행 주기 내에서 설계 이득(design gain)(102)을 얻을 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 최적의 초기 이득 선택을 수행하는 방법을 나타낸다. 단계(200)에서, 초기 이득 선택기(114)는, 입력 신호에 대한 기대되는 최소 신호 레벨(PIN-MIN)이 적절한 신호 대 잡음 비를 갖는 A/D 변환기의 양자화 잡음 레벨에 대해 검출가능하도록 초기 이득을 계산한다. 초기 이득은 또한 이득(102)의 최대값을 겸비하는 아날로그 프론트 엔드에 의해 발생되는 최대 아날로그 이득(GANALOG)에 기초한다.
일단 초기 이득이 설정되면, 단계(202)에서 증폭기(110)는 초기 이득(G=GINIT)을 더함으로써 수신된 신호(PIN)(100)를 증폭시켜, 제 1 전력값(P1)(106)을 얻는다. 단계(204)에서, 포화 검출기(112)가 증폭된 신호(106)의 포화를 검출하면, 초기 이득 선택기(114)는 단계(206)에서 이득(104)을 최소 이득값(G=GMIN)으로 재설정함으로써, 단계(206)에서 증폭기(110)로 하여금 최소 이득에 기초하여 새로운 증폭 신호(106)를 출력하게 한다. 이후, 단계(208)에서, 내부 계산기(116)에 의해 원하는 이득(102)이 계산되며, 이에 의해 내부 신호(100)가 입력 회로의 입력 범위와 매칭될 수 있도록 최적의 이득으로 출력될 수 있게 된다.
단계(204)에서, 포화 검출기(112)에 의해 어떠한 포화도 검출되지 않는 경우, 이득 계산기(116)는 단계(208)에서, 기존의 초기 이득(G=GINIT)에 의해 증폭되며 입력 회로의 입력 범위 내에 있는 증폭 신호(106)에 기초하여 원하는 이득을 계산한다.
이에 따라, 상기 개시된 이득 선택을 이용하게 되면, 이득 선택이 보다 신속하게 그리고 보다 정확하게 구현될 수 있게 된다.
무선 랜 응용에 대해 이진 서치를 이용하는 AGC 알고리즘
상기 설명한 실시예의 변형은 초기 이득 제어기(114)에 의해 새로운 이득을 초기의 최대 이득값의 반으로 설정하는 것을 포함한다. 특히, 기존의 AGC 알고리즘에 의해 수행되는, 정확한 이득을 결정하기 위한 시행착오 방법을 이용하게 되면, 잠재적인 진동(oscillation) 및 긴 수렴 시간을 야기할 수 있다.
이 문제를 해결하기 위해, 초기 이득은 최대 이득값으로 설정될 수 있다. 최대 이득에 의해 증폭된 이후 평균 신호가 측정되고, 포화가 검출되면, 새로운 이득은 이전 이득의 반(본 첫 번째 경우에서는, 최대 이득의 반)으로 설정된다. 이러한 과정은, 신호 레벨이 원하는 레벨과 실질적으로 같아지거나 또는 그와 가까워질 때까지 반복된다.
S자 함수(sigmoid function)의 가중치(wight)에 의한 AGC 알고리즘
이득을 조정함에 있어서의 다른 변형은 S자 함수의 기울기를 조정하는 것을 포함한다. 특히, 이득에는 가중치값이 곱해해지는 바, 포화가 일어나는 경우, 가중치는 1 미만으로 조정되고, 출력 신호 값이 너무 작은 경우, 가중치는 1 이상으로 조정된다.
이해될 사항으로서, 본 발명은 가장 실용적인 바람직한 실시예들로서 간주되는 것과 관련하여 설명되었지만, 본 발명은 개시된 실시예들로 한정되지 않고, 첨부된 청구항의 정신 및 범위 내에 포함되는 다양한 변형들 및 등가의 구성들을 망라하는 것으로 의도된다.

Claims (7)

  1. 무선 트랜스시버에서의 방법으로서,
    수신된 무선 신호(100)를 제 1 전력값(106)에 맵핑시켜, 상기 수신된 무선 신호를 소정의 입력 범위를 갖는 입력 회로에 공급할 수 있도록, 이득을 초기 이득값(104)으로 설정하는 단계와;
    상기 수신된 무선 신호를 상기 초기 이득값에 의해 상기 제 1 전력값으로 증폭시키는 단계(202)와;
    상기 수신된 무선 신호의 상기 제 1 전력값이 상기 소정의 입력 범위를 넘지 않는 경우(204), 상기 초기 이득값 및 상기 제 1 전력값에 대해 상기 수신된 무선 신호에 대한 최적 이득을 계산하는 단계(208)와;
    상기 수신된 무선 신호의 상기 제 1 전력값이 상기 소정의 입력 범위를 넘는 경우, 상기 이득을 최소 이득값으로 설정(206)하는 것에 기초하여 상기 수신된 무선 신호에 대한 상기 최적 이득을 결정하는 단계와; 그리고
    상기 수신된 무선 신호를 상기 최적 이득(102)으로 출력하는 단계를 포함하며,
    상기 이득을 초기 이득값(104)으로 설정하는 단계는 상기 무선 트랜스시버의 동적 범위에 기초하고 그리고 소정의 신호 대 잡음비에 기초하여 상기 초기 이득값(104)을 설정하는 단계(200)를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 트랜스시버에서의 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 동적 범위는 아날로그 프론트 엔드 증폭기에 의해 공급되는 최대 아날로그 이득, 및 상기 이득에 대한 최대 범위를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 트랜스시버에서의 방법.
  4. 소정의 입력 범위를 갖는 입력 회로와; 그리고
    (1) 수신된 무선 신호(100)를 제 1 전력값(106)에 맵핑시켜, 상기 수신된 무선 신호를 상기 입력 회로에 공급할 수 있도록, 이득을 초기 이득값(104)으로 설정하고, (2) 상기 수신된 무선 신호를 상기 초기 이득값에 의해 상기 제 1 전력값으로 증폭시키고(202), (3) 상기 수신된 무선 신호의 상기 제 1 전력값이 상기 소정의 입력 범위를 넘지 않는 경우, 상기 초기 이득값 및 상기 제 1 전력값에 대해 상기 수신된 무선 신호에 대한 최적 이득을 결정(208)하고, 그리고 (4) 상기 수신된 무선 신호의 상기 제 1 전력값이 상기 소정의 입력 범위를 넘는 경우, 상기 이득을 최소 이득값으로 설정(206)하는 것에 기초하여 상기 수신된 무선 신호에 대한 최적 이득을 결정함으로써, 상기 수신된 무선 신호(100)를 상기 소정의 입력 범위에 대해 최적 이득값(102)으로 증폭시키는 디지털 이득 제어기(55)를 포함하며,
    상기 디지털 이득 제어기(55)는 상기 무선 트랜스시버의 동적 범위에 기초하고 그리고 소정의 신호 대 잡음비에 기초하여 상기 초기 이득값을 설정하는 것을 특징으로 하는 무선 트랜스시버.
  5. 삭제
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 수신된 무선 신호를 최대 아날로그 이득까지 증폭시키고, 상기 수신된 무선 신호를 상기 디지털 이득 제어기(55)에 출력하는 아날로그 프론트 엔드 증폭기를 더 포함하며, 상기 동적 범위는 상기 최대 아날로그 이득 및 상기 이득에 대한 최대 범위를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 트랜스시버.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 무선 트랜스시버는 IEEE 802.11a 프로토콜에 따라 상기 수신 무선 신호를 수신하는 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM) 수신기로서 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 트랜스시버.
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