KR20000033412A - 시디엠에이용 송신장치 및 그 방법 - Google Patents

시디엠에이용 송신장치 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20000033412A
KR20000033412A KR1019980050260A KR19980050260A KR20000033412A KR 20000033412 A KR20000033412 A KR 20000033412A KR 1019980050260 A KR1019980050260 A KR 1019980050260A KR 19980050260 A KR19980050260 A KR 19980050260A KR 20000033412 A KR20000033412 A KR 20000033412A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
output
amplifier
voltage
high output
Prior art date
Application number
KR1019980050260A
Other languages
English (en)
Inventor
이경국
Original Assignee
서평원
엘지정보통신 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 서평원, 엘지정보통신 주식회사 filed Critical 서평원
Priority to KR1019980050260A priority Critical patent/KR20000033412A/ko
Priority to US09/223,747 priority patent/US6473416B1/en
Priority to CN99100254A priority patent/CN1254997A/zh
Publication of KR20000033412A publication Critical patent/KR20000033412A/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/04—TPC
    • H04W52/30—TPC using constraints in the total amount of available transmission power
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69—Spread spectrum techniques
    • H04B1/707—Spread spectrum techniques using direct sequence modulation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/04—TPC
    • H04W52/52—TPC using AGC [Automatic Gain Control] circuits or amplifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B2201/00—Indexing scheme relating to details of transmission systems not covered by a single group of H04B3/00 - H04B13/00
    • H04B2201/69—Orthogonal indexing scheme relating to spread spectrum techniques in general
    • H04B2201/707—Orthogonal indexing scheme relating to spread spectrum techniques in general relating to direct sequence modulation
    • H04B2201/70706—Orthogonal indexing scheme relating to spread spectrum techniques in general relating to direct sequence modulation with means for reducing the peak-to-average power ratio

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transmitters (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

본 발명은 시디엠에이(CDMA)방식 기지국의 송신기에 사용되는 고출력 증폭기에 관한 것으로, 특히, 적은 출력의 증폭기로서 큰 출력의 증폭기와 동일하게 사용할 수 있는 시디엠에이 고출력 증폭기의 입력 피에이알(PAR : Peak to Average Ratio)을 제한하는 장치 및 그 방법을 제공하는 것이 그 목적으로서, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 디지털 비트의 에러 발생 확률과 현재 공업적으로 통용되는 규격을 분석 및 적용하여 해결하는 것이다. 다수의 가입자 채널 신호의 디지털 신호를 멀티플렉서 하는 기능의 디지털 멀티플렉서와, 입력되는 신호의 전압을 제한하여 출력하는 기능의 전압 제한기와, 특정 밴드의 신호를 통과하지 못하게 하는 기능의 밴드 제한 필터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하고, 다른 특징은, 멀티플렉싱 되는 다수의 가입자 채널 수에 의해 산정되는 증폭기의 입력 전압을 제한하여 임의의 낮은 비트 에러 발생률을 고의로 발생시키는 방법이고, 또 다른 특징은, 고출력 증폭기의 입력 전압을 사전에 제한하고, 밴드 제한 필터를 사용하여, 고출력 증폭기의 출력에서 불요파 및 일그러짐에 의한 잡음이 발생하지 못하게 하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 송신기의 가격이 싸지며, 항상 동작되는 고출력의 송신기에 의해 발생되는 열을 줄일 수 있고, 불필요한 전력을 절약할 수 있으며, 송신기의 크기를 줄일 수 있는 효과뿐만 아니라, 많은 가입자 채널을 하나의 송신 채널에 멀티플렉싱(Multiplexing)하여 송부 하는 CDMA 방식의 디지털 통신에 동일한 고출력 증폭기로 더 많은 가입자 채널을 멀티플렉싱 할 수 있는 방법을 제시하는 효과가 있다.

Description

시디엠에이용 송신장치 및 그 방법
본 발명은 시디엠에이(CDMA)방식 기지국의 송신기에 사용되는 고출력 증폭기(HPA:High Power Amplifier)에 관한 것으로, 특히, 적은 출력의 증폭기로서 큰 출력의 증폭기와 동일하게 사용할 수 있으며, 동일한 출력의 증폭기로 더 많은 가입자를 수용할 수 있는 것으로서, 시디엠에이 고출력 증폭기의 입력 피에이알(PAR : Peak to Average Ratio)을 제한하는 장치 및 그 방법 에 관한 것이다.
시디엠에이(CDMA) 방식의 디지털 신호를 송신하려면 최대 출력(Peak Power)을 산정하고, 상기의 최대 출력을 증폭기의 선형(Linear) 증폭 영역에서 일정한 증폭율로 증폭하여 송신할 수 있는 기능의 충분한 출력을 갖고 있는 고출력 증폭기를 사용하여야 한다.
CDMA 방식의 통신은 여러 가입자 채널을 각각 디지털 신호로 변환하고, 멀티플렉싱(Multiplexing) 한 후, 하나의 통신 채널을 이용하여 동시에 보낼 수 있는 방식으로서, 주파수를 효율적으로 사용할 수 있는 장점이 있다. 그러나, CDMA 방식에 사용되는 송신기는 다수의 가입자 채널의 신호를 각각 디지털 화하고, 다중화(Multiplexing)하여 하나의 전송 채널을 통하여 다수의 가입자 신호를 전송하기 위해서는, 하나의 가입자 채널이 필요로 하는 평균 출력(Average Power)에 평균율에 의한 최대치(PAR : Peak to Average Ratio)를 곱한 값과 같은 출력을 내는 고출력 증폭기를 사용하는 송신기를 사용하여야 한다.
일 실시예로서, 각 가입자의 30개 채널을 각 채널당 1Watt의 출력으로서, CDMA 방식을 이용하고, 다중화(Multiplexing)하여 하나의 통신 채널을 통하여 송신한다면 다음과 같은 식에 의하여 계산된 출력의 고출력 증폭기가 필요하다.
PP = CP * CH * PAR = AP * PAR = 〔 식 1 〕
1 Watt * 30 CH * 30 = 900 Watt
PP = Peak Power(Watt)
CP = Channel Power(Watt)
CH = Channel
PAR = Peak to Average Ratio
AP = Average Power(Watt)
즉, CDMA 방식 기지국의 송신기에 사용되는 증폭기는 선형 증폭 영역의 최대 출력이 900 Watt인 고출력 증폭기이어야 만 한다.
다시 말하면, 기지국의 송신기는, 입력되는 신호를 일정한 증폭 비율로 증폭하는 증폭기의 비포화 영역인 선형 증폭 영역에서, 최대출력 900W 출력을 낼 수 있는 고출력 증폭기를 사용하여야 만 한다.
상기와 같이 필요한 출력을 내는 증폭기는 고주파(Radio Frequency)용이면서도 입력된 신호를 증폭하는 영역은 증폭율이 직선적으로 변화하는 비포화 영역의 선형(Linear) 증폭 영역이어야 한다. 따라서, 증폭기의 가격이 일반적으로 고가이며, 출력이 높을수록 그 가격은 급격히 비싸 진다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 CDMA 방식에 사용되는 종래 기술에서의 고출력 증폭기 사용예를 설명한다.
도1 은 종래의 기술에 의한 CDMA 방식 신호를 송신하는 기지국의 기능 블럭도 이고, 도2 는 CDMA 방식에서 채널의 수에 따라 필요한 출력(Power)을 보여주는 출력 레벨도로서, 도2a는 종래 기술에 의한 일 실시예로서 1채널의 출력 레벨도 이고, 도2b는 종래 기술에 의한 일 실시예로서 2채널의 출력 레벨도 이고, 도2c는 종래 기술에 의한 일 실시예로서 N 채널의 출력 레벨도 이다.
종래의 기술에 의한 기지국 송수신 장비는 각 채널별 CDMA 신호를 인가 받아 아날로그 멀티플렉서(80)에서 다중화(Multiplexing)한 후, 상향 변조기(20)에 인가한다. 상기의 상향 변조기(20)는 국부 발진기(10)의 국부 발진 주파수와 상기 아날로그 멀티플렉서(80)로부터 인가된 신호를 혼합하여 고주파로 변조하고, 드라이버 증폭기(30)에 인가한다.
상기 드라이버 증폭기(30)는 입력된 신호를 고출력 증폭기(HPA : High Power Amplifier)(40)를 구동할 수 있는 입력 레벨로 증폭하고, 상기 고출력 증폭기(40)의 입력단에 인가한다. 상기 고출력 증폭기(40)의 출력은 듀플렉스(50)의 송신측에 인가되어 안테나를 통하여 송신된다.
상기와 같은 종래 기술에 의한 기지국 송신기에서의 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
일 실시예로서, 하나의 가입자 채널에 의한 신호가 인가될 때는 도2a에 도시된 바와 같이, 최종출력으로 1 Watt가 필요한 하나의 가입자 채널이 상기의 아날로그 멀티플렉서(80)에 인가되고, 상기 상향 변조기(20)에서, 상기 국부 발진기(10)의 발진 주파수와 혼합되어 고주파로 변조된다. 상기의 상향 변조기(20)에서 변조된 출력은 드라이버 증폭기(30)에 인가되어 증폭됨으로서, 고출력 증폭기(40)를 구동할 수 있는 신호 레벨이 된다.
따라서, 이때의 상기 고출력 증폭기(40)는 상기의 〔식1〕에 의한 계산으로서, 하나의 입력 채널에 의한 평균 출력 1 Watt, 평균율에 의한 최대치 1, 따라서 최대출력 1 Watt가 필요하게 된다.
상기와 같은 과정을 통하여, 다른 일 실시예로서, 두 개의 가입자 채널 신호가 인가될 때는 도2b와 같이, 두 개의 채널에 의한 평균 출력 2 Watt, 평균율에 의한 최대치 2, 따라서 〔식1〕에 의하여 최대출력 4 Watt가 필요하게 된다.
또 다른 일 실시예로서, N 개의 가입자 채널로부터 신호가 인가되는 경우는 도2c와 같이 평균 출력 N Watt, 평균율에 의한 최대치 N, 따라서 〔식1〕에 의한 최대출력 N**2 Watt의 출력이 필요하게 된다. 즉, 채널이 N개인 경우 하나의 채널 출력의 N배인 N Watt 출력에, 평균율에 의한 최대치 N을 곱한 만큼의 출력이 필요하다. 즉, N * N = N**2 Watt 출력의 고출력 증폭기(40)가 필요하다.
다시 말하면, CDMA 기지국의 최종 출력단에서 필요한 송신기는 평균 출력(Average Power)에 평균율에 의한 최대치(PAR)를 곱한 만큼의 최대 출력을 갖는 고출력의 증폭기(40)가 필요하게 된다.
그러므로, 종래의 기술에 의한 상기와 같은 고출력 증폭기(40)는 선형 동작 영역에서 필요한 출력을 증폭할 수 있어야 하므로, 고주파(Radio Frequency)를 증폭하는 고출력 증폭기(40)의 가격이 비싸 지게 되고, 상기와 같은 고출력의 송신기에 의해 발생되는 열이 많음으로 인하여 고용량의 방열 장치를 별도로 사용하여야 하고, 고출력 증폭기(40)를 사용하는 CDMA 기지국의 전체 송신기의 부피가 커지고, 상기의 고출력 증폭기(40)가 소모하는 전력이 많은 등의 문제점이 있었다.
상기와 같은 종래 기술에 있어서, 고출력 증폭기(HPA:High Power Amplifier)에 입력되는 입력 전압을 줄이면서도 다수의 가입자 채널을 모두 수용하고, 보다 가격이 저렴한 고출력 증폭기를 사용할 수 있으며, 전력 소모도 작고, CDMA 기지국 시스템의 송신기 크기를 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 기지국 시스템의 성능과 소비자에 대한 신뢰도를 판가름하는 비트 에러 발생 확률을 줄일 수 있는 장치 및 그 방법을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
도1 은 종래의 기술에 의한 CDMA 방식 신호를 송신하는 기지국의 기능 블럭도 이고,
도2a는 종래 기술에 의한 일 실시예로서 1 채널의 출력 레벨도 이고,
도2b는 종래 기술에 의한 일 실시예로서 2 채널의 출력 레벨도 이고,
도2c는 종래 기술에 의한 일 실시예로서 N 채널의 출력 레벨도 이고,
도3a 는 본 발명에 의하여 멀티플렉싱 된 다수의 가입자 신호의 발생 확률 분포도로서, 고의로 에러를 발생시키는 영역을 도시한 그래프 이고,
도3b는 본 발명에 의하여 고출력 증폭기의 입력단에 제한되어 입력되는 신호의 확률 분포도를 나타내는 그래프 이고,
도3c 는 본 발명에 의해 활용되는 증폭기의 선형 증폭 영역과 비선형 증폭 영역을 나타내는 그래프 이고,
도4a 는 본 발명에 의하여 CDMA 방식 디지털 신호 중 평균율에 의한 최대치를 제한하여 송신하는 기지국 기능 블록도 이고,
도4b 는 본 발명에 의한 전압 제한기의 입출력 신호 전달 특성도 이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
20 : 변조기 40 : 고출력 증폭기
60 : 전압 제한기 70 : 밴드 제한 필터
100 : 디지털 멀티플렉서 110 : 에러 발생 영역
120 : 비선형 증폭 영역 130 : 선형 증폭 영역
상기한 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은 CDMA 시스템의 기지국 장비에서, 디지털 비트의 에러 발생 확률과, 현재 공업적으로 통용되는 비트 에러(Error) 발생 제한 규격 등을 분석 및 적용하여 종래 기술의 문제점을 해결하는 것으로서, 다수의 가입자 채널 신호의 디지털 신호를 멀티플렉싱 하는 기능의 디지털 멀티플렉서와, 입력되는 신호의 전압을 제한하여 출력하는 기능의 전압 제한기와, 특정 밴드의 신호를 통과하지 못하게 하는 기능의 밴드 제한 필터를 포함하여 구성되는 것이고,
다른 특징은, 멀티플렉싱 되는 다수의 가입자 채널 수에 의해 산정 되는 증폭기의 입력 전압을 제한하여 임의의 낮은 비트 에러 발생률을 고의로 발생시키는 방법이고,
또 다른 특징은, 고출력 증폭기의 입력 전압을 사전에 제한하고, 밴드 제한 필터를 사용하여, 고출력 증폭기의 출력에서 불요파 및 일그러짐에 의한 잡음이 발생하지 못하게 하는 방법에 관한 것이다.
CDMA 방식의 디지털 통신을 제안한 미국의 켈컴(Qualcomm)사의 디지털 송신 시스템의 규격에 의하면, 공중선을 통하여 송신되는 디지털 정보는 그 전달되는 디지털 신호의 비트 에러(Bit Error) 발생률이 음성신호인 경우 10-2∼10-3이하가 되어야 하고, 데이터 신호인 경우 10-6이하가 되어야 한다고 제한 및 규정하고 있다.
상기와 같은 규격을 다시 분석하면, 디지털 송신기를 통하여 무선으로 송신되는 디지털 신호가 음성 신호인 경우, 상기의 비트 에러 발생 제한 규격 10-2∼10-3이하의 에러를 사전에 송신측에서 발생시켜도 되고, 디지털 신호인 경우, 상기의 비트 에러 발생 제한 규격 10-6이하의 에러를 사전에 송신측에서 발생시켜도 된다는 의미로 해석할 수 있다.
즉, 비트 에러가 어느 정도 이상 발생되지 않아야 된다는 상기와 같은 제한 규격에 표시된 비트 에러 발생 제한율의 1/10∼1/100배가되는 비트 에러 발생 제한율을 계산하고, 상기 계산된 만큼의 비트 에러는 발생시켜도 시스템의 성능에 전혀 문제없이 안전한 동작을 한다는 의미로 해석할 수 있다.
일 실시예로서, N채널의 음성신호인 경우, 출력의 최대치인 N**2 Watt가 발생될 확율값을 구하고, 계산된 확율값이 상기의 에러 발생 제한 규격 값인 10-2∼10-3의 1/10∼1/100 배 보다 작을 경우, 상기의 최대 출력 N**2 Watt가 출력되지 못하게 제한한다.
즉, 최대 출력 N**2에 해당하는 디지털 비트를 송신되지 못하게 함으로서, 고의적인 에러를 발생시킨다.
또한, 그 다음 최대 출력인 (N**2)-N Watt의 출력이 발생될 확율값을 구하고, 상기의 최대 출력 N**2 Watt와 그 다음 최대 출력 (N**2)-N Watt가 발생할 확율값이 상기의 음성신호 비트 에러 발생 제한 규격 값인 10-2∼10-3의 1/10∼1/100 배 보다 작을 경우, 최대출력 N**2 Watt와 그 다음 최대 출력 (N**2)-N Watt가 출력되지 못하게 제한함으로서 고의적인 에러를 발생한다.
또 다시, 그 다음 최대 출력인 (N**2)-2N Watt의 출력이 발생될 확률 값을 구하고, 상기의 최대 출력 N**2 Watt와 그 다음 최대 출력 (N**2)-N Watt 및 (N**2)-2N Watt가 발생할 확률 값이 상기의 음성신호 비트 에러 발생 제한 규격 값인 10-2∼10-3의 1/10∼1/100 배 보다 작을 경우, 최대출력 N**2 Watt와 그 다음 최대 출력 (N**2)-N Watt 및 (N**2)-2N Watt가 출력되지 못하게 제한함으로서 고의적인 에러를 발생한다.
상기와 같은 계산 과정을 계속 반복하여, 출력이 높은 부분부터 차례로 출력되지 못하도록 제한하고, 고의적으로 출력되지 못하게 제한함으로서, 고의적으로 발생되는 비트 에러의 합계 값은, 상기와 같이 켈컴(Qualcomm)사에서 규정하고 제한한 CDMA 방식 디지털 통신의 음성 신호 비트 에러 발생 제한 규격 값인 10-2∼10-3보다 훨씬 작은 값인 1/10∼1/100 배가 될 때 까지만 계산하여 적용한다.
따라서, 최대 출력이 높은 부분들을 제한하여 출력되지 못하게 하고, 그로 인하여 발생되는 비트 에러 발생 제한율이 켈컴(Qualcomm)사의 에러 발생 제한 규격에 영향을 주지 않을 정도인 1/10∼1/100배의 경우, 상기 켈컴(Qualcomm)사의 디지털 신호 비트 에러 발생 제한 규격을 크게 만족시키고, 가입자의 실제 음성 통화의 품질에 전혀 장애가 없으면서, 가격도 싸고, 출력이 약간 낮아도 되는 고출력 증폭기를 사용할 수 있다는 결론이 나온다.
또 다른 일 실시예로서, 10-6의 송신 비트 에러 발생 제한율로 규격화되고 제한되어 있는 DATA통신 Channel의 경우, 상기의 제한 규격 값의 1/10∼1/100배인 10-7∼10-8의 송신 비트 에러 발생이 상기 고출력 증폭기(HPA)의 최대 출력 부분에서 만 발생 되도록 제한하면, 저가의 HPA로서 규격에 충분히 적합하고, DATA 통신에 지장 없는 통신 품질을 만족시킬 수 있다는 결론이다.
이하, 고출력 증폭기에 입력되는 입력 신호 전압을 제한하여 선형 증폭 영역이 작은 저가격의 고출력 증폭기를 사용할 수 있으며, 고출력의 증폭기와 동일한 특성으로 동작하고, 켈컴(Qualcomm)사가 제시한 CDMA 방식의 비트 에러 발생 제한 규격에 충분히 만족하는 본원 발명의 내용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도3a 는 본 발명에 의하여 멀티플렉싱 된 다수의 가입자 신호의 발생 확률 분포도로서, 고의로 에러를 발생시키는 영역을 도시한 그래프 이고, 도3b는 본 발명에 의하여 고출력 증폭기의 입력단에 제한되어 입력되는 신호의 확률 분포도를 나타내는 그래프 이고, 도3c 는 본 발명에 의해 활용되는 증폭기의 선형 증폭 영역과 비선형 증폭 영역을 나타내는 그래프 이고, 도4a 는 본 발명에 의하여 CDMA 방식 디지털 신호 중 평균율에 의한 최대치를 제한하여 송신하는 기지국 기능 블록도 이고, 도4b 는 본 발명에 의한 입력 전압 제한기의 입출력 신호 전달 특성도 이다. 도면에서, 종래 기술과 동일한 기능을 하는 불럭은 동일한 부재 번호를 사용하였다.
다수의 가입자 채널로부터 인가 받은 디지털 신호를 멀티플렉싱 하는 기능의 디지털 멀티플렉서(100)와, 상기 디지털 멀티플렉서(100)로부터 인가 받은 입력 신호의 전압을 제한하여 출력하는 기능의 입력 전압 제한기(60)와, 상기 입력 전압 제한기(60)로부터 인가 받은 신호의 특정 대역(Band)을 통과하지 못하도록 제한하는 기능의 밴드 제한 필터(70)로 구성되는 장치이고,
또한, 멀티플렉싱 되는 다수의 채널 수에 의해 산정 되는 고출력 증폭기(40)의 입력 전압을 입력 전압 제한기(60)에서 제한하여 출력함으로서, 임의의 낮은 비트 에러 발생률을 고의로 발생시키는 방법을 특징으로 하고,
또한, 고출력 증폭기(40)의 입력 전압을 사전에 제한하고, 밴드 제한 필터(70)를 사용하여, 상기 고출력 증폭기(40)의 출력으로부터 불요파 발생 및 일그러짐에 의한 잡음이 발생하지 못하도록 하는 방법을 특징으로 하여 구성된다.
이하, 상기와 같은 구성의 본 발명에 대한 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
상기의 디지털 멀티플렉서(100)는 다수의 각 가입자 채널로부터 인가되고 디지털 화된 CDMA 신호를 하나의 전송 채널을 통하여 전송하기 위하여 다중화 하는 기능을 수행한다. 상기의 디지털 멀티플렉서(100)에 의하여 다수의 가입자 신호가 하나의 채널 신호로 다중화된 신호를 인가 받는 상기의 전압 제한기(60)는 절대값 기준으로 일정 레벨 이상의 신호는 출력되지 못하게 제한한다.
상기 전압 제한기(60)의 입력 대비 출력 신호의 특성을 도4b에 도시하였다.
상기의 전압 제한기(60)로부터 제한되어 출력된 신호를 인가 받은 밴드 제한 필터(70)는 신호 밴드 이외의 신호를 통과하지 못하게 제한함으로서, 불필요한 입력 신호에 의한 불요파 및 일그러짐 노이즈를 미리 제거한다. 상기 밴드 제한 필터(70)를 통과한 신호는 상향 변조기(20)에 인가되어 국부 발진기(10)로부터 인가된 주파수와 혼합됨으로서 고주파 신호로 변조된다. 상기 상향 변조기(20)에 의하여 출력 신호를 인가 받은 드라이버 증폭기(30)는 다음단 증폭기의 입력단에 인가하기 위한 적정 레벨로 증폭한 후 출력한다. 상기 드라이버 증폭기(30)의 출력을 인가 받은 고출력 증폭기(HPA:High Power Amplifier)(40)는 최종적으로 고주파 신호를 충분한 전력 레벨로 증폭한 후, 듀플렉서(50)의 송신측에 인가하고, 상기 듀플렉서(50)는 안테나를 통하여 공중으로 전파를 송신하게 된다.
본 발명에 의한 작용을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도3a에서 볼 수 있듯이, 각 가입자 채널의 신호가 CDMA 방식으로 코드 확산되면, +1 또는 -1의 디지털 신호로 변환되고, 상기의 각 가입자 채널의 신호가 멀티플렉스 되어 출력되는 경우, 전압의 레벨은 이항 분포(Binominal Distribution)에 의하여 중첩되는 신호 레벨의 발생 확률 분포를 표시 할 수 있다.
이때, 멀티프렉스된 전압 레벨이 +N 혹은 -N에 가까운 부분은, 그 나타날 확률이 상기의 이항분포에 의하여 2-N에 비례하여 나타난다.
일 실시예로서, CDMA 방식 기지국의 경우, 동시에 수용할 수 있는 가입자 채널 N이 평균적으로 약 30채널 정도이므로, 상기 30개의 채널이 같은 시간대에 동시에 +1V 또는 -1V로 나타날 확률 즉, 30개의 모든 채널이 같은 시간대에 동시에 +1V 또는 -1V가 됨으로, 멀티플렉스되어 +30V 또는 -30V가 되는 확률은 이항 분포에 의하여 2×2-30≒2×10-9가 된다.
따라서, 상기의 일 실시예와 같이, 30개의 모든 채널이 같은 시간대에 동시에 +1V 또는 -1V가 되고, 멀티플렉스되어 +30V 또는 -30V가 되는 확률은 상기에서 와 같이 2×10-9가 됨으로, 상기의 +30 또는 -30V가 출력되지 않게 제한하여도, 켈컴(Qualcomm)사에서 제시한 시스템에서 음성 통신에서의 10-2∼10-3이하의 에러 발생 제한 조건 및 데이터 통신에서의 10-6이하의 에러 발생 제한 조건을 훨씬 못 미치게 된다.
다시 말하면, 상기의 일 실시예와 같이 +30V 또는 -30V를 상기의 고출력 증폭기(40)에 입력되지 못하게 제한하여도 즉, 상기의 고출력 증폭기(40)의 입력을 +29V 또는 -29V로 제한하여, 에러를 고의로 발생시켜도 음성 통신 및 데이터 통신에 전혀 지장을 주지 않게 된다.
또한, CDMA 방식의 특성상, 상기의 일 실시예와 같이, 송신측에서, 상기 고출력 증폭기(40)에 입력되는 전압을 제한함으로서 발생되는 잡음(Noise) 성분은 수신부의 처리(Processing)부의 이득(Gain)에 의하여 개선됨으로, 실제, 수신되는 데이터의 에러율은 상기의 계산치 보다 훨씬 작게 된다.
따라서, 상기의 일 실시예에의한 계산을 반복하여, 에러 발생 확률이 합계(Total)로서 10-6미만이 되는 전압을 상기 고출력 증폭기(40)의 입력단에서 제한하여도 시스템에서 요구하는 에러 발생 제한 조건에 충분히 만족하게 된다.
상기와 같이 반복 계산하여 에러 발생 확률의 합계(Total)가 시스템의 에러 발생 제한 조건인 10-6미만이 되는 지점은 도3a에서의 절대값 ｜K｜ 지점(Point)이 된다.
그러므로, N 채널의 기지국에서, 도3a의 절대값 ｜K｜ 지점에 해당하는 +KV 및 -KV 까지 상기 고출력 증폭기(40)에 입력되는 CDMA 신호의 전압을 제한하여도, 상기 CDMA 시스템의 비트 에러 발생 제한 조건을 만족한다면, 이에 따른 고출력 증폭기(40)의 출력 요구 조건을 크게 완화시키게 된다. 따라서, 보다 가격이 싼 고출력 증폭기(40)를 사용할 수 있다.
상기와 같은 일 실시예에 의하여, 고출력 증폭기(40)에 입력되는 전압을 절대값 ｜K｜ 지점(Point)에서 제한하였을 때의 상기 고출력 증폭기(40)에 입력되는 신호의 발생 확률 분포도를 도3b에 도시하였다.
다시 설명하면, 상기 고출력 증폭기(40)의 최대 입력 전압이 N 볼트(Volt)인 경우, 상기 고출력 증폭기의 최대 출력(Peak Power)은 다음 식과 같이 계산된다.
PP(Watt) = A × N2〔 식 2 〕
PP ; Peak Power
A ; 고출력 증폭기의 증폭율
N ; 고출력 증폭기의 입력 전압
따라서, 상기의 계산 〔식2〕에 의하여 계산된 최대 출력에서도 상기의 고출력 증폭기는 도3c에서의 선형 증폭 영역(130)과 같이 증폭의 선형성을 유지하여야 한다.
그러나, 상기 고출력 증폭기(40)에 입력되는, 상기의 최대 입력 전압 N 을 상기의 계산 〔식2〕에 의하여 허용되는 에러 발생 확률의 합계 값 ｜K｜ Volt로 제한하는 경우, 상기 고출력 증폭기의 최대 출력은 "A×K2" 와트(Watt)이면 됨으로, 상기 고출력 증폭기의 필요한 최대 출력이 (K/N)2비율로 줄어들게 된다.
즉, 도3c 에서의 선형 증폭 영역(130)이, 종래의 증폭기에서 요구되는 최대 출력 N2의 고출력 증폭기 대신에, 본 발명을 적용하면 고출력 증폭기(40)는 K2의 출력을 낼 수 있는 것으로서, 종래의 N2의 고출력 증폭기와 동일한 기능 및 성능을 발휘할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 기술은 멀티플렉싱 되는 채널의 수가 많으면 많을수록 더욱 (K/N)2값을 적게 할 수 있다. 즉, 더욱 시스템의 가격이 싸지게 되고, 단말기에 적용하는 경우 단말기의 가격 및 부피를 줄일 수 있으며, 배터리의 소모 시간을 연장시킬 수 있다.
상기에서 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 시디엠에이 고출력 증폭기의 입력 피에이알을 줄이는 장치 및 방법을 적용하면, 최대출력(Peak Power)이 (K/N)2비율만큼 낮은 증폭기를 사용할 수 있고, 따라서 고출력 증폭기를 사용하는 송신기의 가격이 싸지며, 고출력의 송신기에 의해 발생되는 열을 줄일 수 있고, 불필요한 전력을 절약할 수 있으며, 송신기의 크기를 줄일 수 있는 효과뿐만 아니라, 많은 가입자 채널을 하나의 송신 채널에 멀티플렉싱(Multiplexing)하여 송부 하는 CDMA 방식의 디지털 통신에서 가입자 채널을 더욱 효율적으로 멀티플렉싱 할 수 있는 방법을 제시하는 효과가 있다.
또한, 다중 채널 단말기에도 사용할 수 있으며, 멀티 코드(Multi-code) 방식의 CDMA 및 OFDM(Orthgonal Frequency Division Multiplex) 방식의 CDMA 등, Peak-to-Average(PAR)이 큰 모든 CDMA 방식의 기지국 및 단말기에 적용하여 동일한 효과를 볼 수 있다.

Claims (8)

  1. 시디엠에이용 송수신 시스템에 있어서,
    다수 가입자 채널의 디지털 신호를 다중화 하는 기능의 디지털 멀티플렉서와,
    상기 디지털 멀티플렉서로부터 인가 받은 입력 신호 전압을 제한하여 일정 레벨 이상 출력되지 못하도록 하는 기능의 전압 제한 수단과,
    인가된 신호를 고출력으로 증폭하는 기능의 고출력 증폭기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 시디엠에이용 송신 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 전압 제한기의 출력을 밴드제한 필터에 인가하여 특정 밴드의 신호가 통과되지 못하도록 하는 것을 특징으로 하는 시디엠에이용 송신 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제한되는 일정 레벨의 범위는 시스템의 성능에 영향을 미치지 않는 범위인 것을 특징으로 하는 시디엠에이용 송신 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 영향을 미치지 않는 범위의 에러 발생율은 음성 신호의 경우, 10-3보다 작고, 데이터 신호의 경우 10-7보다 작도록 조정하는 것을 특징으로 하는 시디엠에이용 송신 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 고출력 증폭기는 고주파로 변조된 신호를 인가받아 증폭하는 것을 특징으로 하는 시디엠에이용 송신 장치.
  6. 시디엠에이용 송수신 시스템에 있어서,
    다수의 가입자 채널을 디지털 멀티플렉싱 시키는 디지털 멀티플렉싱 단계와,
    상기의 단계에서 다수 가입자의 채널이 멀티플렉싱 된 신호의 전압 레벨을 일정 레벨 이상 출력되지 못하게 하는 전압 제한 단계와,
    상기와 같은 전 단계에서 처리된 신호의 불요파 및 일그러짐에 의한 잡음이 발생하지 못하도록 하는 밴드 제한 필터 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 시디엠에이용 송신 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 밴드 제한 필터 단계의 다음 단계에서 고주파로 변조한 후, 상기 고출력 증폭 단계로 진행하는 것을 특징으로 하는 시디엠에이용 송신 방법.
  8. 증폭기의 입력 전압을 제한함으로서 고의로 임의의 비트 에러를 발생시키고, 밴드 제한 필터를 사용함으로서 불요파 및 일그러짐에 의한 잡음이 고출력 증폭기에 인가되지 못하도록 하는 것을 특징으로 하는 시디엠에이 송신 방법.
KR1019980050260A 1998-11-23 1998-11-23 시디엠에이용 송신장치 및 그 방법 KR20000033412A (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019980050260A KR20000033412A (ko) 1998-11-23 1998-11-23 시디엠에이용 송신장치 및 그 방법
US09/223,747 US6473416B1 (en) 1998-11-23 1998-12-31 Transmission apparatus for CDMA communication system
CN99100254A CN1254997A (zh) 1998-11-23 1999-01-25 码分多址通信系统的发送装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019980050260A KR20000033412A (ko) 1998-11-23 1998-11-23 시디엠에이용 송신장치 및 그 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20000033412A true KR20000033412A (ko) 2000-06-15

Family

ID=19559356

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019980050260A KR20000033412A (ko) 1998-11-23 1998-11-23 시디엠에이용 송신장치 및 그 방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6473416B1 (ko)
KR (1) KR20000033412A (ko)
CN (1) CN1254997A (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7058037B1 (en) * 1999-09-13 2006-06-06 Utstarcom, Inc. Radio frequency transmitting device of mobile radio communication base station system in code division multiple access system
US7869528B2 (en) * 2003-10-31 2011-01-11 Northrop Grumman Systems Corporation Multi-carrier transceiver assembly
US7982501B2 (en) * 2005-05-16 2011-07-19 Altera Corporation Low-power routing multiplexers
DE102005030563B4 (de) 2005-06-30 2009-07-09 Infineon Technologies Ag Mehrkanal-Digital/Analog-Wandleranordnung

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5132634A (en) * 1991-03-25 1992-07-21 Motorola, Inc. Amplifier circuit with envelope smoothing
US5278994A (en) * 1991-06-03 1994-01-11 Motorola, Inc. Power amplifier saturation detection and correction method and apparatus
DE4324895A1 (de) * 1993-07-24 1995-01-26 Philips Patentverwaltung Übertragungssystem für Zeitmultiplex-Signalübertragung
US5426641A (en) * 1994-01-28 1995-06-20 Bell Communications Research, Inc. Adaptive class AB amplifier for TDMA wireless communications systems

Also Published As

Publication number Publication date
CN1254997A (zh) 2000-05-31
US6473416B1 (en) 2002-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100430458B1 (ko) 무선 주파수 증폭기에 대한 적응성 프리리미터
KR100659999B1 (ko) Ｒｆ 전력 증폭기의 동적 바이어스를 위한 가입자 장치 및 방법
CA2435310C (en) High efficiency wideband linear wireless power amplifier
CA2247890C (en) Hybrid analog/digital method and apparatus for controlling the transmission power level of a radio transceiver
US6570929B1 (en) Power control scheme for maximizing carrier signal-to-noise ratio in multicarrier transmitters
EP0676100B1 (en) Method and apparatus for controlling a peak envelope power of a power amplifier
EP0645899A2 (en) Mobile communication apparatus with linear power control over wide dynamic range
US20050135503A1 (en) System and method for adjusting a power level of a transmission signal
KR20070037704A (ko) 포락선 제거와 복구를 통한 신호 증폭 방법 및 시스템
US6675000B1 (en) Radio communication apparatus and transmission power control method therein
US6771940B2 (en) Multi-channel peak power smoothing
KR20020048990A (ko) 멀티캐리어 전송 장치, 기지국 장치, 통신 단말 장치 및멀티캐리어 전송 방법
US7095799B2 (en) Systems and methods for providing baseband-derived predistortion to increase efficiency of transmitters
US20100128775A1 (en) Apparatus and method for transmitting signal in wireless communication system
US6392482B1 (en) Method for linearizing, over a wide frequency band a transmission chain comprising a power amplifier
KR20000033412A (ko) 시디엠에이용 송신장치 및 그 방법
WO1993020621A1 (en) Method and apparatus for intermodulation noise suppression in rf power amplifiers
JP2004349941A (ja) 送信装置、無線基地局及びクリッピング方法
US6507244B2 (en) Transmitter with a sliding compression point
EP1569350B1 (en) Power limit device and digital radio transmitter using the same
US7280841B2 (en) System for controlling power on a mobile station and supporting method and apparatus
KR20030037108A (ko) 이동통신 기지국 송신부의 피크 제거 장치
US6430392B1 (en) Dynamic compensation of signals for space telecommunication repeaters
US20030008683A1 (en) Base-station amplifier device
US6580702B1 (en) Data transmission apparatus for CDMA communication system and method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120914

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130913

Year of fee payment: 14

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140916

Year of fee payment: 15

LAPS Lapse due to unpaid annual fee