KR19990046697A - 중계기이득자동제어회로 - Google Patents

Abstract

개시된 중계기는 수신되는 RF 신호를 미리 설정된 기준신호와 비교하여 레벨을 판단하고 판단한 레벨에 따라 중계기의 이득을 자동으로 조절하여 RF 신호의 레벨을 일정하게 조절하는 것이다.

무선 단말기와 기지국간의 RF 신호를 중계하는 중계기에 있어서, 송수신 채널을 구비하고 안테나를 통해 수신된 수신 RF 신호를 필터링하고 송신할 RF 신호는 안테나를 통해 출력하는 제 1 및 제 2 송수전환기; 제 1 및 제 2 송수 전환기가 수신한 RF 신호를 증폭하는 전치 증폭부; 전치 증폭부에서 출력되는 RF 신호의 이득을 이득제어 관련신호에 따라 조절하는 이득제어수단; 이득제어수단에서 출력되는 RF 신호를 증폭하고 원하는 대역의 RF 신호만을 필터링하는 증폭 및 필터링부; 증폭 및 필터링부에서 출력되는 RF 신호를 일정 레벨의 신호로 증폭하여 제 1 및 제 2 송수전환기에 송신 RF 신호로 입력시키는 구동 증폭부; 구동 증폭부에서 출력되는 RF 신호의 레벨을 미리 설정된 기준 신호와 비교하고 비교 결과의 신호를 이득제어수단에 이득제어 관련신호로 피드백시키는 커플링수단을 구비하여, 입력되는 RF 신호의 세기에 관계없이 출력되는 RF 신호의 세기를 미리 설정된 일정한 기준 레벨로 유지하도록 함으로써 상호변조 현상 및 포화현상을 최대한으로 감소시켜 중계기의 성능을 향상시킨다.

Description

중계기 이득 자동 제어회로{Automatic gain control circuit of repeater}

본 발명은 무선 통신을 중계하는 중계기(Repeater)에 관한 것으로서, 특히 중계하는 RF 신호의 레벨을 미리 설정된 기준신호와 비교하고, 비교 결과에 따라 중계하는 RF 신호의 이득을 자동으로 조절하여 RF 신호의 레벨을 일정하게 조절하는 중계기의 이득 자동 제어회로에 관한 것이다.

정보통신 기술의 발전과 생활 형태의 변화 및 경제의 성장 등으로 통신 문화의 형태가 급속도로 변화되고, 정보화 시대에 있어 고속의 정보전달에 대한 요구로 때와 장소에 구애받지 않고 지하, 공중, 해상 및 산악 지역에서도 통신 서비스를 받을 수 있는 이동 통신은 일상 생활에 없어서는 안될 중요한 통신 매체로 자리잡고 있다.

이동 통신 시스템은, 서비스 지역을 하나의 넓은 지역으로 사용하는 광역 방식과는 달리 전체 서비스 지역을 셀(Cell)이라는 소규모의 서비스 영역으로 분할하고, 각 셀 내에서는 사용 가능한 일정한 수의 무선 채널을 할당하게 된다.

그리고 각 셀 내에 설치된 무선 기지국(Cell Site)들은 교환 시스템에서 집중 제어하고, 중계기는 기지국과 사용자 단말기간의 원활한 통신을 위하여 무선 기지국과 단말기로부터 송출된 낮은 출력의 음성 데이터를 수신하여 원하는 대역의 주파수를 선택하며, 증폭하여 무선 단말기와 기지국으로 RF 신호를 송출하는 역할을 하게 된다.

도 1은 일반적인 중계기의 구성을 개략적으로 보인 블록도이다.

이에 도시된 바와 같이 전파를 매체로 한 RF 신호를 송신 및 수신하는 복수의 송수신 안테나(1, 1a)와, RF 신호를 안테나(1, 1a)로 전송하거나 상기 안테나(1, 1a)로부터 전송 받을 수 있고 RF 신호를 동시에 양방향으로 처리할 수 있는 복수의 송수 전환기(11, 11a)와, 상기 송수 전환기(11, 11a)를 통해 출력된 RF 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기(13, 13a)와, 상기 저잡음 증폭기(13, 13a)에서 출력되는 RF 신호들 중에서 원하는 주파수 대역의 RF 신호를 통과시키는 필터(15, 15a)와, 상기 필터(15, 15a)를 통해 출력되는 RF 신호를 증폭한 후 상기 송수 전환기(11a, 11) 및 안테나(1a, 1)를 통해 송출하는 구동 증폭기(17, 17a)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 중계기는 정방향(forward)과 역방향(reverse) 채널이 동일하게 구성되어 있으며, 전파의 수신 감도가 약한 지역이나 건물 내에 설치되어 이동통신서비스의 영역을 보다 넓게 확장시키며, 통화 품질을 개선하게 된다.

전파의 특성상 출력하는 RF 신호의 레벨이 적정한 레벨로 제어되지 않으면, 상호변조와 포화현상을 초래하게 된다. 중계기의 성능을 저하시키고, 통화 품질을 악화시키게 된다.

그러나 상기한 종래의 중계기는 수신되는 RF 신호의 레벨에 관계없이 수신 RF 신호를 증폭하여 송출하므로 수신되는 RF 신호의 레벨이 높을 경우에 송신하는 RF 신호의 레벨이 너무 높아 상호변조와 포화현상을 초래하고, 이로 인하여 중계기의 성능을 저하시키고, 통화 품질을 악화시키게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 중계하는 RF 신호의 레벨을 미리 설정된 기준전압과 비교하고, 비교 결과에 따라 중계기의 이득을 자동으로 조절하여 중계 및 송출하는 RF 신호의 레벨을 일정하게 함으로써 강전계의 RF 신호에 의하여 중계기의 내부에서 발생하는 상호변조 및 포화현상을 최대한으로 감소시켜 중계기의 성능을 향상시키는 중계기 이득 자동 제어회로를 제공하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자동 이득 제어장치에 따르면, 무선 단말기와 기지국간의 RF 신호를 중계하는 중계기에 있어서, 송수신 채널을 구비하고 안테나를 통해 수신된 수신 RF 신호를 필터링하고 송신할 RF 신호는 안테나를 통해 출력하는 제 1 및 제 2 송수전환기; 제 1 및 제 2 송수 전환기가 수신한 RF 신호를 증폭하는 전치 증폭부; 전치 증폭부에서 출력되는 RF 신호의 이득을 이득제어 관련신호에 따라 조절하는 이득제어수단; 이득제어수단에서 출력되는 RF 신호를 증폭하고 원하는 대역의 RF 신호만을 필터링하는 증폭 및 필터링부; 증폭 및 필터링부에서 출력되는 RF 신호를 일정 레벨의 신호로 증폭하여 제 1 및 제 2 송수전환기에 송신 RF 신호로 입력시키는 구동 증폭부; 구동 증폭부에서 출력되는 RF 신호의 레벨을 미리 설정된 기준 신호와 비교하고 비교 결과의 신호를 이득제어수단에 이득제어 관련신호로 피드백시키는 커플링수단을 구비한다.

그러므로 본 발명에 따르면, 입력되는 RF 신호의 세기에 관계없이 출력되는 RF 신호의 세기를 항상 설정된 일정한 기준 레벨로 유지함으로써 상호변조 현상 및 포화현상을 최대한으로 감소시켜 중계기의 성능을 향상시킬 수 있다.

도 1은 일반적인 중계기의 구성을 개략적으로 보인 블록도이고,

도 2는 본 발명에 따른 이득 자동 제어회로를 보인 블록도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

110, 180 : 송수 전환기(Duplexer) 130 : 이득제어수단

120, 140, 160 : 증폭기 150 : 필터(표면탄성파 필터)

170 : 커플링수단(Coupler) 200 : 무선 단말기(Cellular Phone)

이하, 첨부된 도 2의 도면을 참조하여 본 발명의 자동 이득 제어회로를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 의한 이득 자동 제어회로를 보인 블록도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명은 제 1 및 제 2 송수전환기(110, 180), 전치 증폭기(120), 이득제어수단(130), 증폭기(140), 필터(150), 구동 증폭기(160) 및 커플링수단(170) 등을 구비한다.

여기서, 중계기의 일방향 채널(RX; forward channel)만을 도시하였다.

상기 중계기의 제 1 송수 전환기(110)는, 송수신 밴드패스필터(미 도시)를 구비하여 송수신 채널(Tx, Rx)을 형성하고, 송수신 안테나(100)에 유기된 공중 무선신호들 중에서 원하는 대역의 RF 신호를 필터링하여 검출하거나 송출할 RF 신호를 필터링하여 송수신 안테나(100)를 통해 송출하고, 제 2 송수 전환기(180)는 송수신 밴드패스필터를 구비하여 송수신 채널(Tx, Rx)을 형성하고 안테나(190)를 통해 무선 단말기(200)로부터 수신되는 RF 신호를 필터링하여 검출하거나 무선 단말기(200)로 송출할 RF 신호를 필터링하여 안테나(190)로 출력하도록 구성되어 있다.

그리고 전치 증폭기(120)는, 제 1 송수 전환기(110)를 통해 출력된 RF 신호를 증폭하도록 구성되어 있고, 이득 제어수단(130)은 입력신호의 이득제어 관련신호를 중계기의 출력단으로부터 피드백 받고 그 피드백 신호에 따라 전치 증폭기(120)에서 출력되는 RF 신호의 이득을 조절하도록 구성되어 있다.

또한 증폭기(140)는, 상기 이득제어 수단(130)에서 출력되는 RF 신호를 증폭하도록 구성되어 있고, 필터(150)는 증폭기(140)를 통해 출력되는 RF 신호에서 원하는 주파수 대역의 RF 신호를 정밀하게 선택하고 필터링하도록 구성되어 있고, 구동 증폭기(160)는 필터(150)를 통한 RF 신호를 일정 이득으로 증폭시키는 복수의 직렬 증폭기로 구성되어 있다.

그리고, 커플링수단(170)은, 구동 증폭기(160)를 통해 출력되는 RF 신호를 검출하여 미리 설정된 출력 기준신호와 비교한 후 그 비교 결과에 해당하는 값('하이' 또는 '로우' 신호)을 이득제어수단(130)으로 피드백시키도록 구성되어 있다.

도 2에 도시하지 않은 역방향 채널(reverse channel: TX)은 정방향 채널(forward channel; RX)과 동일한 구성을 갖고 있으며, 정방향 채널과 동일하게 동작한다.

안테나(100)에 유기되는 RF 신호는 제 1 송수 전환기(110)의 수신 채널(RX)의 필터(미 도시)를 통하면서 특정 주파수 대역의 RF 신호가 1차로 선택된다.

이득제어 수단(130)은 중계기의 출력단으로부터 피드백된 이득관련 제어신호에 따라 전치 증폭기(120)를 통해 출력되는 RF 신호의 이득을 자동으로 결정하게 되는 데, 예를 들면 피드백 신호가 '하이'일 경우 RF 입력신호의 이득을 감소시키고, 피드백 신호가 '로우'이면 RF 입력신호의 이득을 감소시키지 않는 방식으로 출력하게 되는 것이다.

그리고, 이득제어수단(130)을 통한 RF 신호를 증폭기(140)와 필터(150)를 통해 원하는 주파수 대역의 RF 신호를 필터링하고 증폭한 후 구동 증폭기(160)로 출력한다.

구동 증폭기(160)는 복수의 직렬 증폭기(미 도시)를 통해 RF 신호를 증폭시키고, 커플링수단(170)을 통해 제 2 송수전환기(180)의 수신채널(RX)로 출력시키게 된다.

이때, 커플링수단(170)은 구동 증폭기(160)에서 제 2 송수전환기(180)로 출력되는 신호를 검출하여 정류하고, 정류한 DC 전압을 비교기(175)의 비반전단자(＋)로 입력받고 기준신호에 해당하는 설정 출력레벨을 반전단자(－)로 입력받아 두 신호를 상호 비교한 후 비교 결과에 따른 '하이' 또는 '로우' 신호를 이득제어수단(130)으로 피드백 시키게 된다.

상기와 같이 중계기에서 중계하는 RF 신호의 레벨이 설정된 레벨보다 높게 출력될 경우에 이득제어 회로를 이용하여 중계기의 증폭 이득을 적정한 수준으로 제어함으로써 RF 신호의 상호변조와 포화현상을 최대한으로 감소시킬 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명은 입력되는 RF 신호의 세기에 관계없이 RF 신호를 적정한 레벨로 증폭하여 출력시킴으로써 RF 신호의 상호변조 현상과 포화현상을 최대한으로 감소시켜 중계기의 성능을 향상시키고, 무선통신 품질을 개선할 수 있다.

Claims (1)

1. 무선 단말기와 기지국간의 RF 신호를 중계하는 중계기에 있어서,

   송수신 채널을 구비하고 안테나를 통해 수신된 수신 RF 신호를 필터링하고 송신할 RF 신호는 상기 안테나를 통해 출력하는 제 1 및 제 2 송수전환기;

   상기 제 1 및 제 2 송수 전환기가 수신한 RF 신호를 증폭하는 전치 증폭부;

   상기 전치 증폭부에서 출력되는 RF 신호의 이득을 이득제어 관련신호에 따라 조절하는 이득제어수단;

   상기 이득제어수단에서 출력되는 RF 신호를 증폭하고 원하는 대역의 RF 신호만을 필터링하는 증폭 및 필터링부;

   상기 증폭 및 필터링부에서 출력되는 RF 신호를 일정 레벨의 신호로 증폭하여 제 1 및 제 2 송수전환기에 송신 RF 신호로 입력시키는 구동 증폭부; 및

   상기 구동 증폭부에서 출력되는 RF 신호의 레벨을 미리 설정된 기준 신호와 비교하고 비교 결과의 신호를 상기 이득제어수단에 이득제어 관련신호로 피드백시키는 커플링수단으로 구성됨을 특징으로 하는 중계기의 이득 자동 제어회로.