KR101201207B1 - 다중밴드 ｏｆｄｍ 시스템의 수신기에서 이득 제어 장치 및방법 - Google Patents

다중밴드 ｏｆｄｍ 시스템의 수신기에서 이득 제어 장치 및방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템의 수신기의 이득 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 다중밴드 OFDM 방식을 사용하는 시스템의 수신기에서 이득 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 장치는, 다중밴드 OFDM 방식을 사용하는 무선통신 시스템의 수신기에서 수신 신호의 이득을 조정하기 위한 장치로서, 수신된 신호를 제1자동 이득 제어 신호에 의거하여 증폭하는 증폭기와, 상기 증폭된 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기와, 각 수신 밴드마다 상기 디지털 변환된 신호에서 원하는 수신 밴드의 신호를 추출하며 추출된 신호의 이득을 제2자동 이득 제어 신호에 조정하는 밴드별 수신 신호 추출기들과, 상기 디지털 변환된 신호로부터 전체 밴드의 수신 전력값을 검출하여 출력하는 수신전력 검출기와, 상기 검출된 전체 밴드의 수신 전력값을 이용하여 상기 제1자동이득 제어 신호를 생성하고, 전체 밴드의 전력 정보 및 각 밴드별 자원할당 정보 및 수신 밴드별 수신 전력을 이용하여 상기 각 밴드별 수신 신호 추출기들로 제공할 상기 제2자동 이득 제어 신호를 생성하는 다중밴드 기저대역 처리부를 포함한다.
다중밴드, OFDM, 이득 제어, 자원할당

Description

다중밴드 ＯＦＤＭ 시스템의 수신기에서 이득 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING GAIN IN A RECEIVER USING MULTI-BAND OFDM SYSTEM}
본 발명은 무선 통신 시스템의 수신기의 이득 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 다중밴드 OFDM 방식을 사용하는 시스템의 수신기에서 이득 제어 장치 및 방법에 관한 것이다. "본 발명은 지식경재부 및 정보통신연구진흥원의 IT성장동력 사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다.[과제고유번호: 2006-S-001-03, 과제명 : 4세대 이동통신을 위한 적응 무선접속 및 전송 기술개발]."
일반적으로 무선 통신 시스템은 신호의 송신 전력을 적절히 제어하여 송신하는 것이 전체 시스템의 용량측면에서 매우 중요하게 작용한다. 따라서 무선 통신 시스템에서는 신호를 송신할 때, 적절한 신호의 송신 전력으로 신호를 송신한다. 따라서 무선 통신 시스템의 수신기에서는 적절한 송신 전력으로 수신된 신호의 이득을 최대화하여 신호를 복원해야만 한다. 이와 같이 신호를 적절히 복원하기 위해서 일반적으로 사용되는 방식이 이득 제어 방법이다.
한편 무선 통신 시스템은 기술이 발전하면서 하나의 밴드로만 데이터를 송신하는 방법에서 발전하여 다수의 밴드를 사용하여 신호를 송신하는 방식으로 발전하였다. 이와 같이 다수의 밴드를 사용하여 신호를 송신하는 방법 중 대표적인 방식이 직교 주파수 분할 다중(OFDM) 신호를 사용하는 무선 통신 시스템이며, 다수의 밴드를 이용하는 방법을 다중밴드라 칭한다. 이와 같이 OFDM 방식을 사용하고, 다중 밴드를 사용하는 무선 통신 시스템의 수신기에서 수신된 신호의 이득을 제어는 단일 밴드를 사용하는 시스템에서보다 매우 중요한 요소가 된다.
그러면 일반적으로 다중 밴드를 사용하는 무선 통신 시스템의 수신기에서 수신된 신호의 이득을 조절하는 방법을 첨부된 도면을 참조하여 살펴보기로 한다.
도 1은 일반적으로 다중밴드 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 수신기의 자동 이득 제어를 위한 장치의 구성도이다.
수신된 신호는 자동 이득 증폭기(Auto Gain Controller : AGC)(101)로 입력된다. 자동 이득 증폭기(101)는 후술될 자동 이득 제어부(103)의 제어에 의한 이득 값만큼 수신 신호의 이득을 조정하여 출력한다. 이와 같이 출력된 수신 신호는 아날로그-디지털 변환기(102)로 입력된다. 아날로그-디지털 변환기(102)는 입력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다. 아날로그-디지털 변환기(102)에서 출력된 신호는 자동 이득 제어부(103)와 2개의 서로 다른 혼합기들(104, 105)로 입력된다.
먼저 자동 이득 제어부(103)는 디지털 신호로 입력된 신호의 전력 레벨을 미리 결정된 기준 값과 비교하고, 그 차에 대응하여 이득을 조정하고, 그 조정된 결 과를 자동 이득 증폭기(101)로 출력함으로써 이득을 조정한다. 또한 서로 다른 혼합기들(104, 105)은 각각의 밴드에 따른 신호를 추출하기 위한 혼합기들로, 밴드 이득 제어 회로부(106)로부터 수신된 제어 전력에 의거하여 수신 신호의 이득을 결정하여 출력한다. 밴드 이득 제어 회로부(106)는 모뎀 제어부(107)로부터 입력되는 각 밴드별 전력 레벨을 수신하고, 각각의 혼합기들(104, 105)에서 출력된 신호 레벨에 비교하고, 그 결과에 따라 각각의 혼합기들(104, 105)의 이득 값을 결정한다. 이상에서 설명한 바와 같이 일반적인 수신기에서 밴드별 이득 제어 방법은 각 밴드별로 미리 정해진 기준 값과 수신된 전력 레벨을 비교하여 자동 이득 제어를 수행함으로써, 수신 신호의 이득을 보상하게 된다.
그런데, 상술한 방법은 이득 제어가 각 밴드별로 수행되어야 하며, 기준 값과 비교하기 위해 일정시간 이상의 전력레벨에 대한 평균값을 구해 비교해야 한다. 따라서 각 밴드별 상태가 시간에 따라 급격히 변화하는 OFDM 시스템과 같은 버스트 모드를 사용하는 무선 통신 시스템에서는 오차를 발생시킬 수 있다. 이러한 오차는 재전송 횟수를 증가시킬 수 있고, 재전송으로 인하여 시스템 전체 throughput을 저하시키는 요인이 될 수 있다. 따라서 각 밴드별 상태가 시간에 따라 급격히 변화하는 시스템에서 밴드별로 자동 이득 조절 시 오차를 줄일 수 있는 장치 및 방법이 필요하다.
본 발명에서는 다중 밴드를 사용하는 무선 통신 시스템에서 밴드별로 이득을 조절하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한 본 발명에서는 다중 밴드를 사용하며 각 밴드의 상태가 시간에 따라 급격히 변화하는 시스템에서 throughput을 향상시킬 수 있는 수신기의 이득 제어 장치 및 방법을 제공한다.
또한 본 발명에서는 다중 밴드를 사용하며 각 밴드의 상태가 시간에 따라 급격히 변화하는 시스템에서 수신 신호의 오차를 줄일 수 있는 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 장치는, 다중밴드 OFDM 방식을 사용하는 무선통신 시스템의 수신기에서 수신 신호의 이득을 조정하기 위한 장치로서, 수신된 신호를 제1자동 이득 제어 신호에 의거하여 증폭하는 증폭기와, 상기 증폭된 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기와, 각 수신 밴드마다 상기 디지털 변환된 신호에서 원하는 수신 밴드의 신호를 추출하며 추출된 신호의 이득을 제2자동 이득 제어 신호에 조정하는 밴드별 수신 신호 추출기들과, 상기 디지털 변환된 신호로부터 전체 밴드의 수신 전력값을 검출하여 출력하는 수신전력 검출기와, 상기 검출된 전체 밴드의 수신 전력값을 이용하여 상기 제1자동이득 제어 신호를 생성하고, 전체 밴드의 전력 정보 및 각 밴드별 자원할당 정보 및 수신 밴드별 수신 전력을 이용하여 상기 각 밴드별 수신 신호 추출기들로 제공할 상기 제2자동 이득 제어 신호를 생성하는 다중밴드 기저대역 처리부를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 방법은, 다중밴드 OFDM 방식을 사용하는 무선통신 시스템의 수신기에서 수신 신호의 이득을 조정하기 위한 방법으로서, 다중밴드 신호를 수신하여 수신 전력을 검출하고, 상기 수신 전력을 이용하여 상기 다중밴드 신호의 이득을 제어하는 1차 이득 제어 과정과, 상기 다중밴드 전체에 할당된 전력 정보와 수신 밴드의 자원할당 정보를 이용하여 신호를 수신할 밴드의 이득을 제어하는 2차 이득 제어 과정을 포함한다.
본 발명의 구성에 따르면 각 밴드별 자원할당 정보와 전체 밴드 전력 정보를 이용하여 밴드별 자동 이득 제어를 수행함으로써, 밴드별 전력비만으로 간단히 전력 제어를 수행할 수 있고, 시간에 따라 변화하는 자원할당에 따른 전력 변화에 빠르게 대응할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어 당업자에게 자명한 부분에 대하여는 본 발명의 요지를 흩뜨리지 않도록 생략하기로 한다. 또한 이하에서 설명되는 각 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 사용된 것일 뿐이며, 각 제조 회사 또는 연구 그룹에서는 동일한 용도임에도 불구하고 서로 다른 용어로 사용될 수 있음에 유의해야 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수신기에서 자동 이득 제어를 위한 장치의 블록 구성도이다.
안테나(ANT)로부터 수신된 신호는 다중밴드 고주파 수신기(201)로 입력된다. 다중밴드 고주파 수신기(201)는 무선 통신 시스템에서 설정된 대역의 신호를 수신한다. 여기서는 다중밴드를 사용하는 시스템을 예로 들고 있으므로 특별히 다중밴드 고주파 수신기(201)로 기재하였으며, 통신 시스템에서 제공하는 수신대역의 신호만을 추출하는 수신부이다. 다중밴드 고주파 수신기(201)에서 수신된 신호는 다중밴드 가변이득 증폭기(202)로 입력된다. 다중밴드 가변 이득 증폭기(202)는 후술할 다중밴드 통합 기저대역 처리부(210)에서 제공되는 제 1 자동 이득 제어 신호를 수신하여 입력되는 다중밴드 신호를 증폭하여 출력한다. 이러한 다중밴드 가변 이득 증폭기(202)는 일반적인 자동 이득 증폭기로 구성되며, 여기서는 다중밴드 시스템을 예로 설명하고 있으므로 특별히 다중밴드 가변 이득 증폭기라 칭하였다. 따라서 이하의 설명에서 가변 이득 증폭기 또는 다중밴드 가변 이득 증폭기를 특별히 구분하지 않는 한 동일한 이득 증폭기임을 밝혀둔다.
다중밴드 가변 이득 증폭기(202)에서 이득 증폭된 신호는 아날로그-디지털 변환기(203)로 입력된다. 아날로그-디지털 변환기(203)는 다중밴드 가변 이득 증폭기(202)에서 증폭된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다. 이와 같이 아날로그-디지털 변환기(203)에서 출력된 신호는 제 1 혼합기(204)와 제 2 혼합기(205) 및 제 1 수신전력 검출기(208)로 입력된다. 여기서 제 1 혼합기(204)와 제 2 혼합기(205)만을 도시한 것은 도 2의 실시 예가 2개의 다중밴드의 신호를 수신하 는 수신기를 예시하였기 때문이다. 따라서 3개 또는 그 이상의 다중밴드의 신호를 수신하는 수신기의 경우 혼합기의 숫자는 3개 또는 그 이상의 혼합기들이 구비된다.
제 1 혼합기(204)는 제 1 밴드에 해당하는 디지털 변환된 신호를 추출한다. 즉, 제 1 혼합기(205)는 제 1 밴드의 신호를 중심 주파수가 0Hz인 신호로 변환하여 원하는 기저대역 신호를 출력한다. 이를 다시 설명하면, 제 1 혼합기(204)는 입력된 다중 밴드의 신호에서 제 1 밴드에 해당하는 신호를 추출하기 위한 주파수와 합성되어 제 1 밴드의 기저대역 신호를 출력한다. 이와 같이 기저대역 신호가 출력되면, 본 발명에 따른 제 1 가변 이득 저역 통과 필터(206)에서 제 1 대역의 기저대역 신호만 추출되어 출력된다. 또한 본 발명에 따른 제 1 가변 이득 저역 통과 필터(206)는 후술될 다중밴드 통합 기저대역 처리부(210)로부터 제공되는 제 2 자동 이득 제어 신호를 수신하여 해당 밴드의 신호에 이득을 보정하여 출력한다. 또한 본 발명의 실시 예로 도시한 도 2에서는 제 2 자동 이득 제어 신호가 가변 이득 저역 통과 필터(206)로 입력되는 것을 가정하였다. 그러나 수신 밴드별 이득 조정은 혼합기(204)에서 이루어질 수도 있다. 따라서 혼합기(204)의 이득이 가변되도록 구성할 수도 있음에 유의하자.
이상에서 설명한 바와 같이 이득 보정된 신호는 다중밴드 통합 기저대역 처리부(210)로 입력된다. 또한 제 1 혼합기(204)와 제 1 가변 이득 저역 통과 필터(206)는 제 1 밴드의 신호를 처리하는 부분이다. 또한 이에 대응하여 제 2 밴드의 신호를 처리하는 부분은 제 2 혼합기(205)와 제 2 가변 이득 저역 통과 필 터(207)가 된다. 따라서 제 2 밴드의 신호를 처리하는 부분은 단지 처리되는 신호만 다를 뿐 동일한 구성 및 동일한 동작을 수행하므로, 중복하여 설명하지 않기로 한다.
또한 아날로그-디지털 변환기(203)에서 디지털로 변환된 신호는 제 1 수신전력 검출기(208)로 입력된다. 제 1 수신전력 검출기(208)는 디지털 신호로 변환된 신호의 수신전력 레벨을 검사하고, 그 결과를 다중밴드 통합 기저대역 처리부(210)로 제공한다.
다중밴드 통합 기저대역 처리부(210)는 기저대역의 신호를 처리하기 위한 복조 및 복호기를 포함한다. 다중밴드 통합 기저대역 처리부(210)는 일반적인 무선 통신 시스템의 수신기에서는 기저대역 신호 처리부로서 모뎀으로 구성된다. 본 발명에서는 다중밴드의 신호를 처리하기 위한 발명이므로, 특히 다중밴드 통합 기저대역 처리부라 칭하였다. 이하의 설명에서는 특별한 설명이 있는 경우를 제외하고는 다중밴드 기저대역 처리부와 기저대역 처리부는 동일한 의미로 사용할 것임에 유의하자.
다중밴드 통합 기저대역 처리부(210)는 수신된 신호의 복조 및 복호를 수행하며, 제 1 수신전력 검출기(208)로부터 수신 전력의 전체 레벨을 검사하고, 각 밴드별 자원할당 정보를 이용하여 제 2 자동 이득 제어 신호를 생성하여 출력한다. 제 1 자동 이득 제어 신호는 자동 이득 증폭기(202)의 이득을 제어하기 위한 값이다. 또한 제 2 자동 이득 제어 신호는 각각의 밴드별 이득 제어 신호로, 제 1 밴드와 제 2 밴드에 따라 다른 이득 제어 신호가 출력될 수 있다. 만일 신호를 수신하 는 밴드가 3개의 밴드 또는 그 이상의 밴드들인 경우라면, 제 2 자동 이득 제어 신호는 3개의 이득 제어 신호 또는 그 이상의 이득 제어 신호가 출력될 것이다. 즉, 제 2 자동 이득 제어 신호는 각각의 밴드에 따른 이득 제어 신호를 출력하는 것이다.
그러면 본 발명에 따른 다중밴드 통합 기저대역 처리부(210)에서 수행되는 자동 이득 제어 방법에 대하여 상세히 살펴보기로 한다.
먼저 제 1 자동 이득 제어 신호에 의한 자동 이득 제어는 제 1 수신전력 검출기(208)로부터 수신된 신호를 이용하여 전체 밴드에 대한 수신 신호의 이득을 조정하는 것이다. 즉, 제 1 수신전력 검출기(208)에서 디지털 변환된 다중밴드의 수신신호 전체 전력량을 측정한다. 이와 같이 측정된 다중밴드의 수신신호 전체의 전력량은 다중밴드 통합 기저대역 처리부(210)로 입력된다. 다중밴드 통합 기저대역 처리부(210)는 전력 제어를 위해 미리 설정된 기준 값과 제 1 수신전력 검출기(208)에서 측정된 전력값을 비교하고, 그 차이만큼을 보상하기 위한 제 1 자동 이득 제어 신호를 생성하여 다중밴드 가변이득 증폭기(202)로 제공한다. 이를 통해 1차적으로 전체 밴드에 대한 이득을 조정할 수 있으며, 아날로그-디지털 변환기(203)로 입력되는 신호의 레벨이 항상 적절한 신호 레벨이 되도록 제어한다.
이와 같이 1차적으로 이득 조정이 이루어진 신호는 전체 대역에 대한 이득만 조정된 상태이므로, 각 밴드별 이득 조정이 다시 필요하게 된다. 즉, 각 밴드별로 할당된 전력이 상이할 수도 있고, 동일한 전력이 할당되었다고 하더라도 각 밴드별로 전송 선로 및 무선 환경 등의 영향으로 인하여 수신된 전력 레벨이 다를 수 있 다. 따라서 각각의 밴드별 전력 제어가 필요하다.
본 발명에서는 2차적으로 필요한 밴드별 전력 제어를 하기와 같은 방법으로 수행한다. 먼저 각 밴드별 수신 신호의 전력량을 이용할 수 있다. 또한 본 발명에서는 각 밴드별 수신 신호의 전력량만을 이용하지 않고, 각 밴드별로 할당된 주파수 자원을 이용하여 2차 이득 조정을 수행한다. 이를 설명하기에 앞서 도 3을 참조하여 OFDM 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 밴드의 구분에 대하여 살펴보기로 한다.
도 3은 무선 통신 주파수 대역에서 부 채널과 부 캐리어 및 자원 블록을 설명하기 위한 예시도이다.
일반적으로 OFDM 방식을 사용하는 무선 통신 시스템은 다수개의 부캐리어(sub-carrier)로 하나의 밴드 신호를 구성한다. 또한 수개의 부캐리어를 하나의 단위인 부채널(sub-channel) 혹은 자원블록(Resource Block)으로 구분한다. OFDM 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 기지국 시스템은 부채널 혹은 자원블록 단위로 주파수 자원을 할당하고, 송신할 데이터를 할당된 자원을 이용하여 각 단말로 송신한다. 그러면 각 단말은 자신에게 할당된 자원을 복조하여 통신을 수행하게 된다. 이때, 기지국 시스템은 자원블록 단위로 할당된 주파수 자원에 대한 정보를 모든 단말로 송신하여 단말에서 원활히 데이터를 수신하여 통신을 수행할 수 있도록 하고 있다. 도 3에서 다수의 부캐리어들로 구성된 부채널(310)을 도시하였다. 이러한 부채널은 하나의 자원블록으로 구성할 수도 있고, 다수의 자원블록들로 구성할 수도 있다.
또한 본 발명에서 기지국 시스템은 단말에서의 밴드별 자동 이득 제어를 위해 밴드별로 할당된 자원블록에 대한 정보를 모든 단말장치로 송신하는 것과 함께 전체 밴드에 대한 전력정보를 모든 단말로 송신한다.
따라서 본 발명에서는 단말의 수신기에서 밴드별 이득 조정을 위해 밴드별로 할당된 자원 블록에 대한 정보와 전체 밴드에 대한 전력정보를 이용하여 해당하는 밴드에 대한 이득 조정을 수행한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중밴드 통합 기저대역 처리부의 내부 기능 블록 구성도이다. 도 4의 예는 도 2에 도시한 구성에 따른 예를 도시한 것이므로 수신기에서 2개의 밴드만을 수신하는 경우를 도시한 것이다. 그러나 수신되는 밴드가 3개 또는 그 이상인 경우 첨부된 도 4를 참조하여 3개의 밴드 또는 그 이상의 밴드의 신호를 수신하기 위한 구성으로 확장할 수 있음은 당업자에게 자명한 사실이다.
다중밴드 통합 복조기(211)는 제 1 밴드 신호와 제 2 밴드 신호 및 앞에서 설명한 전체 밴드에 대한 전력 정보와 밴드별 자원할당 정보를 수신한다. 도 4에서는 전체 밴드에 대한 전력 정보와 밴드별 자원할당 정보를 수신하는 것에 대하여는 도시하지 않았다. 일반적으로 OFDM 시스템에서 전체 밴드에 대한 전력 정보와 밴드별 자원할당 정보는 각 밴드별로 데이터를 송신하기 전에 별도의 제어채널로 전송하거나 또는 송신되는 데이터의 헤더 부분에 이를 삽입하여 전송한다. 따라서 다중밴드 통합 복조기(211)는 별도의 제어채널 또는 헤더에 삽입된 정보를 복조 또는/및 복호하여 전체 밴드에 대한 전력 정보와 밴드별 자원할당 정보를 획득한다.
다중밴드 통합 복조기(211)는 이와 같은 획득한 정보를 제 1 밴드 자원할당 정보와 제 2 밴드 자원할당 정보 및 전제 밴드에 대한 전력 정보로 구분하여 이득 제어 신호 생성부의 연산기(212)로 제공한다. 여기서 이득 제어 신호 생성부는 연산기(212)와 제 2 수신전력 검출기(213)와 제 1 자동이득 제어 신호 발생기(214)와 제 2 자동이득 제어신호 발생기(215) 및 제 2 수신전력 검출기(216)로 구성된다.
한편, 제 1 밴드 신호는 제 2 수신전력 검출기(213a)로 입력되며, 제 2 밴드 신호 또한 제 2 수신전력 검출기(213b)로 입력된다. 제 1 밴드 신호를 수신하는 제 2 수신전력 검출기(213a)와 제 2 밴드 신호를 수신하는 제 2 수신전력 검출기(213b)는 하나의 수신전력 검출기로 구성할 수도 있고, 도 4에 도시한 바와 같이 별도의 수신전력 검출기로 구성할 수도 있다. 이러한 수신전력 검출기들(213a, 213b)은 각각의 밴드 신호를 수신하고, 각 밴드에 대한 수신 전력을 검출하여 각 밴드별 수신전력 신호를 연산기(212)로 제공한다. 또한 연산기(212)는 제 1 수신 전력 검출기(208)로부터 생성된 제 1 수신전력 검출 신호를 수신한다. 따라서 연산기(212)는 제 1 수신전력 검출 신호로부터 다중밴드 가변이득 증폭기(202)의 이득을 조정하기 위한 이득 제어 값을 생성하여 제 1 자동 이득 제어신호 발생기(214)로 제공한다. 그러면 제 1 자동 이득 제어신호 발생기(214)는 다중밴드 가변이득 증폭기(202)로 제공할 제 1 자동 이득 제어 신호를 생성하여 출력한다. 즉, 연산기(212)는 제 1 수신전력 검출신호와 미리 설정된 기준 값을 비교하여 제 1 자동이득제어 신호 발생기(214)를 통하여 제 1 자동 이득 제어 신호를 발생시킨다. 이를 통해 제 1 자동 이득 제어를 수행한다. 이와 같은 제 1 자동 이득 제어는 상술한 것과 같이 다중밴드 신호 전체에 대한 대략적인 자동 이득 제어이며, 아날로그-디지털 변환기에서의 포화를 방지하기 위한 것이다.
한편, 연산기(212)는 제 1 밴드로 수신된 신호에 대한 수신 전력과 제 2 밴드로 수신된 신호의 수신 전력을 수신하고, 다중밴드 통합 복조기(211)로부터 수신된 정보에 기반하여 각 밴드별로 이득을 조정하기 위한 신호를 생성하여 출력한다. 그러면 제 2 자동 이득 제어 신호 발생기(215)는 각 밴드별로 조정되어야 할 이득 값에 따라 제 2 자동이득 제어 신호를 생성하여 출력한다.
그러면 이하에서 연산기(212)에서 이루어지는 제 2 자동 이득 신호를 생성하기 위한 제어 신호 생성 방법에 대하여 첨부된 도 5를 참조하여 살펴보기로 한다.
도 5는 본 발명에 따른 제 2 자동이득 신호의 생성을 통해 이득 보정이 이루어지는 과정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5에 도시한 바와 같이 기지국 시스템에서 제 1 밴드의 신호에 대하여 전력레벨을 A로, 그리고 제 2 밴드의 신호에 대하여 전력 레벨이 B로 하여 신호를 송신한 것으로 가정한다. 그리고 송신되는 신호의 전체 전력레벨을 T로 가정한다. 이러한 경우 무선 통신 시스템의 특성에 따라 각각의 밴드별 신호는 동일한 수신기에서 신호를 수신하더라도 동일한 신호 레벨의 전력 감쇄가 이루어지지 않는다. 즉, 각 밴드별로 다른 감쇄를 겪어 수신된다. 따라서 (a)에 도시한 바와 같은 송신 신호가 (b)와 같이 수신될 수 있다. (b)에 수신된 신호에서 제 1 밴드의 수신 전력레벨이 As이고, 제 2 밴드의 수신 전력레벨이 Bs이며, 전체 수신전력 레벨이 Ts라 가정하자.
그러면 연산기(212)는 기지국 시스템으로부터 수신된 전체전력 정보인 T와 자원할당 정보로부터 밴드별 최적 전력비를 계산할 수 있다. 즉, 연산기(212)는 위 정보들을 이용하여 제 1 밴드에 대한 최적 전력비는 A/T임을 알 수 있고, 제 2 밴드에 대한 전력비는 B/T가 됨을 알 수 있다. 또한 연산기(212)는 제 1 자동 이득 제어 신호를 통해 자동이득 조정된 신호의 전력 레벨을 수신하므로, 각 밴드별로 제 1 자동이득 제어를 수행한 값을 수신하게 된다. 즉, 제 1 밴드의 경우 제 1 자동이득 조절되어 제 1 밴드에 대한 제 2 수신전력 검출기(213a)에서 입력된 값은 As/Ts임을 알 수 있고, 제 2 밴드의 경우 제 1 자동이득 조절되어 제 2 밴드에 대한 제 2 수신전력 검출기(213b)에서 입력된 값은 Bs/Ts임을 알 수 있다.
즉, 연산기(212)는 각 밴드별로 연산된 A/T와 B/T 및 각 밴드별 수신전력을 측정하여 얻은 As/Ts와 Bs/Ts를 비교하여 각 밴드별 이득을 조정할 수 있다. 즉, 도 5의 (c)에 도시한 바와 같이 복조 및 복호를 원활히 수행하기 위해서 필요한 밴드별 전력 값을 각각 제 1 밴드의 경우 Af라 하고, 제 2 밴드의 경우 Bf라 하면, 위의 값들을 이용하여 Af와 Bf가 되도록 각 밴드별로 제 2 자동 이득 제어 신호를 생성할 수 있게 된다. 이는 도 5의 예를 참조하여 살펴보면, 제 1 밴드에는 적은 이득을 갖도록 제어하며, 제 2 밴드에는 보다 많은 이득을 갖도록 각 밴드별 이득을 조정할 수 있다. 이를 통해 다중밴드를 사용하는 무선 통신 시스템에서 밴드별로 원하는 이득을 얻을 수 있으며, 수신 신호의 복조 및 복호가 용이해진다.
연산기(212)는 각 밴드별로 연산되고 A/T와 B/T, 그리고 검출된 신호의 전력레벨인 As/Ts와 Bs/Ts를 비교하여 각 밴드별로 제 2 자동이득제어신호를 발생시켜 제 2 자동 이득 제어를 수행한다. 따라서 연산기(212)의 제어에 의해 최종적으로 전체 전력 레벨이 Tf이고 각 밴드별 전력 레벨이 Af, Bf인 다중밴드 신호로 수신 신호를 제어하게 된다. 이와 같이 제어된 신호의 전력비 Af/Tf, Bf/Tf는 송신신호의 전력비인 A/T, B/T와 각각 일치하게 됨을 알 수 있다.
상술한 전력제어 방법은 시간에 따라 변화하는 자원할당 정보를 기초로 자동이득 제어를 수행하도록 함으로써 기존에 제시된 방법인 측정된 전력레벨과 미리 정해진 기준 값을 비교하여 전력제어를 수행하는 방법에 비해 보다 빠른 전력제어를 수행할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 일반적으로 다중밴드 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 수신기의 자동 이득 제어를 위한 장치의 구성도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수신기에서 자동 이득 제어를 위한 장치의 블록 구성도,
도 3은 무선 통신 주파수 대역에서 부 채널과 부 캐리어 및 자원 블록을 설명하기 위한 예시도,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중밴드 통합 기저대역 처리부의 내부 기능 블록 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 제 2 자동이득 신호의 생성을 통해 이득 보정이 이루어지는 과정을 설명하기 위한 개념도.

Claims (9)

  1. 다중밴드 OFDM 방식을 사용하는 무선통신 시스템의 수신기에서 수신 신호의 이득을 제어하기 위한 장치에 있어서,
    수신 신호를 제1자동 이득 제어 신호에 의거하여 증폭하는 증폭기;
    상기 증폭된 수신 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기;
    상기 디지털 변환된 수신 신호에서 각 수신 밴드 별로 해당 수신 밴드 신호를 추출하며, 상기 추출된 해당 수신 밴드 신호의 이득을 제2자동 이득 제어 신호에 의거하여 조정하는 각 수신 밴드 별 수신 신호 추출기들;
    상기 디지털 변환된 수신 신호로부터 전체 수신 밴드의 수신 전력값을 검출하는 수신 전력 검출기; 및
    상기 검출된 전체 수신 밴드의 수신 전력값을 이용하여 상기 제1자동 이득 제어 신호를 생성하고, 상기 전체 수신 밴드의 전력 정보 및 각 수신 밴드 별 자원 할당 정보 및 각 수신 밴드 별 수신 전력을 이용하여 상기 제2자동 이득 제어 신호를 생성하는 다중밴드 기저대역 처리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중밴드 OFDM 시스템의 수신기에서 이득 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 각 수신 밴드 별 수신 신호 추출기들은,
    상기 디지털 변환된 수신 신호를 기저대역 신호로 변환하는 혼합기; 및
    상기 변환된 기저대역 신호 중 상기 해당 수신 밴드 신호만을 추출하는 저역통과 필터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중밴드 OFDM 시스템의 수신기에서 이득 제어 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 혼합기는,
    상기 제2자동 이득 제어 신호를 수신하여 상기 해당 수신 밴드 신호의 이득을 조정하는 것을 특징으로 하는 다중밴드 OFDM 시스템의 수신기에서 이득 제어 장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 저역통과 필터는,
    상기 제2자동 이득 제어 신호를 수신하여 상기 해당 수신 밴드 신호의 이득을 조정하는 다중밴드 OFDM 시스템의 수신기에서 이득 제어 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기저대역 처리부는,
    상기 전체 수신 밴드의 전력 정보와 상기 각 수신 밴드 별 자원 할당 정보를 생성하는 복조기; 및
    상기 검출된 전체 수신 밴드의 수신 전력값을 이용하여 상기 제1자동 이득 제어 신호를 생성하며, 상기 전체 수신 밴드의 전력 정보와 상기 각 수신 밴드 별 자원 할당 정보 및 상기 각 수신 밴드 별 수신 전력을 이용하여 상기 제2자동 이득 제어 신호를 생성하는 이득 제어 신호 생성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중밴드 OFDM 시스템의 수신기에서 이득 제어 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 이득 제어 신호 생성부는,
    상기 각 수신 밴드 별 수신 전력을 검출하는 각각의 수신 전력 검출기;
    상기 전체 수신 밴드의 전력 정보와 상기 각 수신 밴드 별 자원 할당 정보 및 상기 각 수신 밴드 별 수신 전력을 이용하여 제2자동 이득값을 계산하며, 상기 검출된 전체 수신 밴드의 수신 전력값을 이용하여 제1자동 이득값을 계산하는 연산기;
    상기 제1자동 이득값을 수신하여 상기 제1자동 이득 제어 신호를 생성하는 제1자동 이득 신호 발생기; 및
    상기 제2자동 이득값들을 수신하여 상기 각 수신 밴드 별로 출력할 상기 제2자동 이득 제어 신호를 생성하는 제2자동 이득 신호 발생기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중밴드 OFDM 시스템의 수신기에서 이득 제어 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 연산기는,
    상기 제2자동 이득값 계산 시, 상기 각 수신 밴드 별 수신 전력과 상기 각 밴드 별 자원 할당 정보 및 상기 전체 수신 밴드의 전력 정보를 이용하여, 상기 각 수신 밴드의 전체 전력비가 송신 시의 전력비와 같도록 상기 제2자동 이득값을 계산하는 것을 특징으로 하는 다중밴드 OFDM 시스템의 수신기에서 이득 제어 장치.
  8. 다중밴드 OFDM 방식을 사용하는 무선통신 시스템의 수신기에서 수신 신호의 이득을 제어하기 위한 방법에 있어서,
    다중밴드를 통해 수신 신호를 수신하여 수신 전력을 검출하고, 상기 수신 전력을 이용하여 상기 수신 신호의 이득을 제어하는 1차 이득 제어 과정;
    상기 다중밴드의 전체 밴드에 할당된 전력 정보와 상기 다중밴드의 각 수신 밴드 별 자원 할당 정보를 이용하여, 상기 수신 신호를 수신할 수신 밴드의 이득을 제어하는 2차 이득 제어 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중밴드 OFDM 시스템의 수신기에서 이득 제어 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 2차 이득 제어 과정은,
    상기 수신할 수신 밴드의 수신 전력과 상기 각 수신 밴드 별 자원 할당 정보 및 상기 전체 밴드에 할당된 전력 정보를 이용하여, 상기 수신할 수신 밴드의 전체 전력비가 송신 시의 전력비와 같도록 제어하는 다중밴드 OFDM 시스템의 수신기에서 이득 제어 방법.
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