KR101171438B1 - 자동이득제어방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

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자동이득제어방법 및 이를 위한 장치가 개시된다. 자동이득제어방법은 주파수 대역 집합에 포함된 주파수 대역 신호 각각의 이득을 보정하기 위한 증감값을 계산하는 단계, 계산된 증감값들 중에서 최소값을 대표값으로 결정하는 단계, 및 결정된 대표값을 기초로 주파수 대역 집합 신호의 크기를 보정하기 위한 공통이득값을 보정하는 단계를 포함한다.
자동이득제어, AGC(Automatic Gain Control), 신호 크기 보정, 신호 크기 재보정

Description

자동이득제어방법 및 이를 위한 장치{MEHTOD AND APPARATUS FOR AUTOMATIC GAIN CONTROLLING}
본 발명은 복수개의 주파수 대역 신호로 이루어진 주파수 대역 집합의 이득을 자동으로 제어하는 기술과 관련된 것이다.
본 발명은 지식경제부 및 정보통신연구진흥원의 IT성장동력기술개발 사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2006-S-001-04, 과제명: 4세대 이동통신을 위한 적응 무선접속 및 전송 기술개발].
하나의 주파수 대역을 이용하는 유선 및 무선 통신 시스템에서는 하나의 주파수 신호를 하나의 A/D(Analog to Digital) 컨버터를 이용하여 디지털 신호로 변환한다. 이때, 종래에는 A/D(Analog to Digital) 컨버터에서 출력되는 신호의 크기가 항상 일정하게 유지되도록 이득을 자동으로 조정하여 수신된 신호의 이득을 자동으로 제어한다.
이러한, 종래의 자동이득제어방법에 따르면, 복수개의 주파수 대역 신호가 수신되는 경우, 복수의 주파수 대역 신호 중 어느 하나의 주파수 대역의 신호만을 이용하여 복수의 주파수 대역 신호 전체에 대해 일괄적으로 이득이 자동으로 제어 된다.
이에 따라, 복수의 주파수 대역 신호들 중 일부의 신호는 너무 크거나 혹은 너무 작게 신호의 크기가 조정되어, A/D(Analog to Digital) 컨버터에서 출력되는 신호가 디지털로 변환되는 영역을 벗어나거나, 신호의 해상도가 저하되거나, 혹은 자동이득제어방법을 수행하는 통신장치가 목표한 동작영역을 벗어나게 된다.
따라서, 복수개의 주파수 대역 신호가 수신되는 경우에도 복수개의 주파수 대역 신호 각각의 이득을 자동으로 제어할 수 있는 방안이 요구된다.
본 발명은 복수개의 주파수 대역 신호 각각의 이득을 보정하기 위한 증감값 및 대표값을 기초로 주파수 대역 집합의 이득을 자동으로 제어하는 기술을 제공한다.
또한, 본 발명은 복수개의 주파수 대역 신호 각각의 이득을 보정하기 위한 증감값 및 대표값을 기초로 주파수 대역 집합의 이득을 자동으로 재보정하는 기술을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자동이득제어방법은, 주파수 대역 집합에 포함된 주파수 대역 신호 각각의 이득을 보정하기 위한 증감값을 계산하는 단계, 상기 계산된 증감값들 중에서 최소값을 대표값으로 결정하는 단계, 및 상기 결정된 대표값을 기초로 주파수 대역 집합 신호의 크기를 보정하기 위한 공통이득값을 보정하는 단계를 포함한다.
본 발명은 복수개의 주파수 대역 신호 각각의 이득을 보정하기 위한 증감값 및 대표값을 이용하여 주파수 대역 집합의 이득을 자동으로 제어함으로써 신호의 해상도 저하를 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 기설정된 목표 동작영역에서 통신장치가 동작되도록 제어할 수 있다.
또한, 본 발명은 복수개의 주파수 대역 신호 각각의 이득 증감값 및 대표값 을 이용하여 주파수 대역 집합의 각 주파수 대역 신호 이득을 재보정함으로써 통신장치로 수신된 복수개의 주파수 대역 신호 각각의 이득을 모두 조정할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공기 기술 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자동이득제어장치의 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 자동이득제어장치는 RF 필터(110), 이득제어부(120), A/D(Analog to Digital) 컨버터(130), 대역통과필터부(140), 계산부(150), 판단부(160), 및 재보정부(170)를 포함한다.
RF 필터(110)는 입력되는 신호에서 복수개의 주파수 대역 신호로 이루어진 주파수 대역 집합 신호를 필터링하여 출력한다.
구체적으로, 주파수 대역 집합 신호가 20Mhz 대역 두개로 이루어져 있으면, RF 필터(110)는 입력되는 신호에서 40Mhz 대역의 신호들을 필터링 하여 출력한다.
이득제어부(120)는 후술될 판단부(160)로부터 피드백된 공통이득값을 이용하여 RF 필터(110)에서 필터링된 신호의 크기를 조정한다.
여기서, 공통이득값은 최초 한번은 기설정되며, 이후에는 수신된 현재 주파 수 대역 집합에 포함된 신호들을 기초로 보정된다. 공통이득값에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
A/D(Analog to Digital) 컨버터(130)는 이득제어부(120)에서 크기가 조정된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다. 예를 들면, A/D 컨버터(130)는 크기가 조정된 40 MHz 대역의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다.
대역통과필터부(140)는 제1 대역통과필터(141) 및 제2 대역통과필터(143)를 포함하며, A/D 컨버터(130)에서 변환된 디지털 신호를 입력받아 기설정된 주파수 대역의 신호들을 출력한다.
제1 대역통과필터(141)는 A/D 컨버터(130)에서 입력된 신호들 중 기설정된 제1 대역의 신호를 출력하고, 제2 대역통과필터(143)는 A/D 컨버터(130)에서 입력된 신호들 중 기설정된 제2 대역의 신호를 출력한다.
구체적으로, 제1 대역은 하위 20Mhz 신호로, 제2 대역은 상위 20MHz 신호로 기설정된 경우를 예로 들면, 제1 대역통과필터(141)는 A/D 컨버터(130)에서 입력된 40MHz 대역의 디지털 신호 중 0 에서 20MHz 대역의 디지털 신호를 출력하고, 제2 대역통과필터(143)는 A/D 컨버터(130)에서 입력된 40MHz 대역의 디지털 신호 중 20에서 40MHz 대역의 디지털 신호를 출력한다.
계산부(150)는 제1 계산부(151) 및 제2 계산부(153)를 포함하며, 출력 기준값을 이용하여 필터부(140)에서 필터링된 신호의 이득을 보정하기 위한 증감값을 계산하여 출력한다. 여기서, 출력 기준값은 A/D컨버터(130)에서 출력되는 신호가 원하는 파워가 되는 값이다. 이때, 증감값은, 주파수 대역 집합에 포함된 각 주파 수 대역 신호의 이득을 보정하기 위한 증감값을 나타낸다. 이 때, 증감값을 계산하는 알고리즘은 어떤 것이 사용되어도 본 발명의 성격과는 아무런 상관이 없다.
제1 계산부(151)는 제1 대역통과필터(141)로부터 입력된 신호의 크기와 출력 기준값을 이용하여 제1 대역통과필터(141)에서 필터링된 신호의 이득을 보정하기 위한 증감값을 계산한다.
구체적으로, 목표로 삼은 출력 기준값이 0dB 라고 가정하면, 제1 대역통과필터(141)에서 출력된 신호의 평균적인 파워가 -2dB인 경우를 예로 들면, 제1 계산부(151)는 출력 기준값 0dB와 제1 대역통과필터(141)에서 출력된 신호의 파워 -2dB 간의 차인 +2dB를 증감값으로 계산한다. 즉, 제1 계산부(151)는 제1 대역인 하위 20MHz 대역의 디지털 신호의 이득을 보정하기 위한 증감값을 +2dB 로 계산하여 출력한다.
제2 계산부(153)는 제1 계산부(151)와 동일한 방법으로 제2 대역통과필터(143) 에서 필터링된 신호의 이득을 보정하기 위한 증감값을 계산한다.
구체적으로, 제2 대역통과필터(143)에서 출력된 신호의 평균적인 파워가 1dB인 경우를 예로 들면, 제2 계산부(153)는 출력 기준값 0dB와 제2 대역통과필터(143)에서 출력된 신호의 파워 1dB 간의 차인 -1dB를 증감값으로 계산한다. 즉, 제2 계산부(153)는 제2 대역인 상위 20MHz 대역의 디지털 신호의 이득을 보정하기 위한 증감값을 -1dB 로 계산하여 출력한다.
판단부(160)는 제1 계산부(151) 및 제2 계산부(153)로부터 수신된 제1 및 제2 대역의 증감값들 중에서 최소값을 대표값으로 결정한다. 즉, 판단부(160)는 제 1 계산부(151)로부터 입력된 +2dB 및 제2 계산부(153)로부터 입력된 -1dB 중에서 최소값인 -1dB를 대표값으로 결정한다.
그리고, 판단부(160)는 대표값을 기초로 기설정된 공통이득값을 보정함으로써, 다음 주파수 대역 집합에 포함된 주파수 대역 신호의 크기를 보정하기 위한 공통이득값을 갱신한다.
즉, 공통이득값이 최초에 -30dB로 기설정된 경우를 예로 들면, 판단부(160)는 대표값 -1dB를 기초로 공통이득값 -30dB를 1dB 낮추어 -31dB로 보정한다. 이에 따라, 판단부(160)는 -30dB에서 -31dB로 보정된 공통이득값을 이득제어부(120)로 피드백하고, 이득제어부(120)는 공통이득값인 -31dB에 기초하여, 수신된 주파수 대역 집합 신호의 크기를 조정한다. 이때, 크기의 조정은 파워의 조정으로 이루어진다. 즉, 위에서 사용되는 dB값은 파워 단위이므로, 결과적으로 크기는 파워의 제곱근에 비례하게 조정되어질 수 있다.
또한, 판단부(160)는 결정된 대표값 및 계산부(150)에서 계산된 증감값들을 재보정부(170)로 피드백한다. 이때, 판단부(160)는 제1 계산부(151)에서 계산된 증감값 +2dB은 제1 재보정부(171)로, 제2 계산부(153)에서 계산된 증감값 -1dB는 제2 재보정부(173)로 피드백한다.
재보정부(170)는 제1 및 제2 재보정부(171, 173)를 포함하고, 판단부(160)로부터 피드백된 증감값 및 대표값을 기초로 필터부(130)에서 필터링된 신호의 크기를 재보정한다.
제1 재보정부(171)는 판단부(160)로부터 피드백된 증감값 +2dB와 대표값 -1dB 간의 차인 +3dB를 재보정값으로 계산한다. 제1 재보정부(171)는 제1 대역통과필터(141)에서 필터링된 신호의 파워를 재보정값인 3dB 증폭함으로써 필터링된 신호의 크기를 재보정한다. 이때, 제1 재보정부(171)에서 재보정된 신호는 주파수 대역 집합에 포함된 신호들 중 제1 대역통과필터(141)에서 필터링된 신호를 나타낸다.
제2 재보정부(173)는 판단부(160)로부터 피드백된 증감값 -1dB와 대표값 -1dB 간의 차인 0dB를 재보정값으로 계산하고, 재보정값이 0dB이므로 제2 재보정부(173)는 제2 대역통과필터(143)에서 필터링된 신호의 파워를 재보정없이 출력한다. 여기서, 제2 재보정부(173)에서 재보정하고자 하는 신호는 주파수 대역 집합에 포함된 신호들 중 제2 대역통과필터(143)에서 필터링된 신호를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자동이득제어방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 먼저, 계산부(150)는 현재 주파수 대역 집합에 포함된 각각의 주파수 대역 신호의 이득을 보정하기 위한 각각의 증감값을 계산한다(S210). 이때, 증감값들은 필터부(140)에서 필터링된 신호 각각에 대응하여 계산된다.
이어, 판단부(160)는 계산된 증감값들 중에서 최소값을 대표값으로 결정한다(S230). 이때, 판단부(160)는 다음 주파수 대역 집합에 포함된 주파수 대역 신호의 크기를 재보정하기 위해 증감값들 및 대표값을 재보정부(150)로 피드백한다.
그리고, 판단부(160)는 결정된 대표값을 기초로 공통이득값을 보정하고(S250), 보정된 공통이득값을 주파수 대역 집합 신호의 크기를 보정하기 위해 이 득제어부(120)로 피드백한다.
구체적으로, 공통이득값이 최초에 -30dB로 기설정된 경우를 예로 들면, S230단계에서 결정된 대표값 -1dB를 기초로, 판단부(160)는 공통이득값 -30dB를 1dB 낮추어 -31dB로 보정한다. 여기서, 공통이득값은 최초 한번은 기설정되며, 이후에는 수신된 현재 주파수 대역 집합에 포함된 신호들을 기초로 보정되어 갱신된다.
이어, 재보정부(170)는 다음 주파수 대역 집합에 포함된 각각의 주파수 대역 신호의 크기를 재보정한다(S270).
구체적으로, 재보정부(170)는 S230단계에서 피드백된 증감값들 각각과 대표값 간의 차를 재보정값으로 계산하고, 계산된 재보정값에 기초하여 필터부(130)에서 필터링된 신호의 크기를 재보정한다.
즉, 계산된 재보정값이 +3dB인 경우를 예로 들면, 재보정부(170)는 필터링된 신호의 파워를 3dB증폭함으로써 신호의 크기를 재보정하고, 재보정값이 -3dB인 경우를 예로 들면, 재보정부(170)는 필터링된 신호의 파워를 3dB 낮춤으로써 신호의 크기를 재보정하고, 재보정값이 0dB인 경우를 예로 들면, 재보정부(170)는 필터링된 신호의 크기를 재보정없이 출력한다.
한편, 본 실시 예에서는 수신된 신호들 중 2개의 대역에서 신호의 크기를 보정 및 재보정하는 것으로 한정하여 설명하였으나, 반드시 이에 한정되는 것이 아니라, 3개 이상의 주파수 대역에서 신호의 크기를 보정 및 재보정할 수 있다.
또한, 본 실시 예에서는 대역통과필터부(140), 계산부(150), 및 재보정 부(170)의 구성요소가 2개인 것으로 한정하여 설명하였으나, 반드시 이에 한정되는 것이 아니라, 대역통과필터부(140), 계산부(150), 및 재보정부(170)의 구성요소는 자동이득제어장치(100)에서 처리하고자 하는 주파수 대역의 개수에 대응하여 증가할 수 있다.
즉, n개의 주파수 대역을 처리고하고 하는 경우, 대역통과필터부(140)는 제1 내지 제n 대역통과필터를 포함하고, 계산부(150)는 제1 내지 제n 계산부를 포함하고, 재보정부(170)는 제1 내지 제n 재보정보를 포함할 수 있다. 여기서, n은 양수를 나타낸다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자동이득제어장치의 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자동이득제어방법을 나타낸 동작 흐름도이다.

Claims (8)

  1. 주파수 대역 집합에 포함된 주파수 대역 신호 각각의 이득을 보정하기 위한 증감값을 계산하는 단계;
    상기 계산된 증감값들 중에서 최소값을 대표값으로 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 대표값을 기초로 주파수 대역 신호의 크기를 보정하기 위한 공통이득값을 보정하는 단계
    를 포함하는 자동이득제어방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공통이득값을 기초로 보정된 상기 주파수 대역 집합에 포함된 주파수 대역 신호 각각의 크기를 재보정하는 단계
    를 더 포함하는 자동이득제어방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 계산하는 단계는,
    상기 주파수 대역 집합에 포함된 주파수 대역 신호 각각에 대응되는 증감값들을 계산하는 것을 특징으로 하는 자동이득제어방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 재보정하는 단계는,
    상기 계산된 증감값들 각각과 상기 결정된 대표값에 기초하여 상기 주파수 대역 집합에서 필터링된 각각의 주파수 대역 신호의 크기를 재보정하는 것을 특징으로 하는 자동이득제어방법.
  5. 주파수 대역 집합에 포함된 주파수 대역 신호 각각의 이득을 보정하기 위한 증감값을 계산하는 계산부; 및
    상기 계산된 증감값들 중에서 최소값을 대표값으로 결정하고, 상기 결정된 대표값을 기초로 주파수 대역 신호의 크기를 보정하기 위한 공통이득값을 보정하는 판단부
    를 포함하는 자동이득제어장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 공통이득값을 기초로 보정된 상기 주파수 대역 집합에 포함된 주파수 대역 신호 각각의 크기를 재보정하는 재보정부
    를 더 포함하는 자동이득제어장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 계산부는,
    상기 주파수 대역 집합에 포함된 주파수 대역 신호 각각에 대응되는 증감값들을 계산하는 것을 특징으로 하는 자동이득제어장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 재보정부는,
    상기 계산된 증감값들 각각과 상기 결정된 대표값에 기초하여 상기 주파수 대역 집합에서 필터링된 각각의 주파수 대역 신호의 크기를 재보정하는 것을 특징으로 하는 자동이득제어장치.
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