KR20010010813A

KR20010010813A - Ｒｆ 중계기의 전후방감쇄 자동조절장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR20010010813A
Application number: KR1019990029908A
Authority: KR
Inventors: 이영만
Original assignee: 박춘호; 주식회사 위다스
Priority date: 1999-07-23
Filing date: 1999-07-23
Publication date: 2001-02-15
Also published as: KR100316685B1

Abstract

본 발명은 입력신호의 강약에 따라 잡음지수와 출력 상호 변조왜곡(Inter-modutation distortion ; 이하 IMD라고 함) 값을 최적화할 수 있는 RF 중계기의 전후방감쇄 자동조절장치및 방법에 관한 것으로서, 전방감쇄기(13), 후방감쇄기(13a) 및 RF 증폭기(20a)를 가지는 IF 컨버터(20)방식의 RF 중계기에 있어서, 상기 RF 증폭기(20a)의 출력측에 연결된 신호세기 감지센서(10)와, 상기 신호세기감지센서(10)의 출력을 디지탈값으로 변환하는 A/D 변환기(10a)와, 상기 A/D변환기에서 입력되는 신호세기값을 처리하여 상기 전방감쇄기(13) 및 후방감쇄기(13a)를 제어하는 중앙처리장치(12a)로 구성되어 입력신호의 세기에 적응하는 전후방감쇄 자동조절장치를 구현하여, 낮은 잡음지수와 낮은 IMD 값을 제공하여 보다 향상된 특성을 가지는 중계기를 구현할 수 있다.

Description

ＲＦ 중계기의 전후방감쇄 자동조절장치 및 그 방법{an automatic control device for front and rear attenuators for a RF repeater and method therefor}

본 발명은 RF 중계기의 전후방감쇄 자동조절장치, 보다 상세하게는 입력신호의 강약에 따라 잡음지수와 출력 상호 변조왜곡(Inter-modutation distortion ; 이하 IMD라고 함) 값을 최적화할 수 있는 RF 중계기의 전후방감쇄 자동조절장치에 관한 것이다.

RF 중계기의 증폭도 조절은 전방가변감쇄기를 사용하는 것이 일반적이고 경우에 따라서 후방감쇄기를 겸용하기도 한다. 이 경우 증폭도를 낮게 하는 경우 후방감쇄기의 감쇄값을 높게 하여 잡음지수를 낮게 하고, 증폭도를 높게 하는 경우 전방감쇄기의 감쇄값을 높게 하여 IMD 값을 낮추는 방식을 사용한다.

위와 같은 종래의 장치는 증폭도에 따라 전방감쇄기의 감쇄값과 후방감쇄기의 감쇄값이 사전에 결정되어 고정되기 때문에, 입력신호가 강하여 증폭도가 낮은 경우 IMD 값이 높게 되고, 입력신호가 약하여 증폭도가 높은 경우 잡음지수가 높아지는 상황이 발생한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 RF 중계기의 전후방 감쇄조절장치의 단점을 해결하기 위한 것으로서, 입력신호의 강약에 따라 전방감쇄기와 후방감쇄기의 출력값을 자동조절함으로써 최적의 잡음지수와 IMD 값을 얻을 수 있는 RF 중계기의 전후방감쇄 자동조절장치및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예의 RF 중계기의 전후방감쇄 자동조절장치의 설명도,

도 2는 입력신호의 강약에 따른 전후방감쇄기 값의 배분을 보여주는 도면,

도 3(A)-(C)는 도 1의 장치의 증폭도와 전,후방 감쇄기의 감쇄값의 변화를 나타내는 도면,

도 4는 도 1의 장치에 의해 전,후방 감쇄기를 자동조절하는 방법을 나타내는 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 신호세기 감지센서 10a : A/D 변환기

11 : 증폭도 설정기 12 : 메인보드

12a : 중앙처리장치 13 : 전방감쇄기

13a : 후방감쇄기 16 : RF 중계기

18 : 듀플렉스 필터 19 : 저잡음증폭기

20 : IF 컨버터 20a : RF 증폭기

21 : 고출력증폭기

본 발명에 의한 RF 중계기의 전후방감쇄 자동조절장치는, 입력되는 신호를 증폭시키고 하나의 듀플렉스 필터에 접속된 저잡음증폭기(low noise amp. ; 이하 LNA라 함)와, 다른 하나의 듀플렉스 필터에 접속된 고출력증폭기(high power amp. ; 이하 HPA라 함)의 사이에, 전방감쇄기, RF 증폭기 및 후방감쇄기가 직렬로 연결된 IF 컨버터가 방식의 RF 중계기에 있어서, 상기 RF 증폭기의 출력신호의 세기를 감지하는 신호세기 감지센서와, 신호세기 감지센서에 연결된 A/D 변환기 및 상기 전방감쇄기와 상기 후방감쇄기에 제어 신호를 출력하는 중앙처리장치를 포함하여 구성된다.

본 발명에 의한 RF 중계기의 전후방감쇄 자동조절방법은 전방감쇄기(13), 후방감쇄기(13a) 및 RF 증폭기(20a)를 가지는 IF 컨버터(20) 방식의 RF 중계기에 있어서, 상기 전방감쇄기(13)에 감쇄값을 설정하는 단계와; 상기 RF증폭기(20a)에서 증폭되어 출력되는 신호의 세기를 상기 RF증폭기(20a)의 출력측에 연결된 신호세기 감지센서(10)에 의해 감지하는 단계와; 상기 감지된 입력신호를 A/D변환기(10a)에서 변환하는 단계와; 상기 변환된 입력신호를 dB 값으로 변환하여 미리 설정된 전방감쇄기의 값(dB)을 중앙처리장치(12a)에서 감산하는 단계와; 상기 감산결과가 상기 RF증폭기(20a)의 입력허용 임계값 a(dB) 보다 큰지를 상기 중앙처리장치(12a)에서 판단하는 단계와; 상기 감산결과가 입력허용 임계값 a(dB) 보다 크지 않은 경우, 전방감쇄기(13)의 감쇄값은 0로 하고, 후방감쇄기(13a)의 감쇄값은 RF 중계기의 출력이 통신에 적당한 증폭도를 갖도록 하며, 상기 감산결과가 입력허용 임계값 a(dB) 보다 큰 경우, 상기 전방감쇄기(13)의 감쇄값(Tf)은 증가시키고 후방감쇄기(13a)의 감쇄값은 감소시켜서 상기 전방감쇄기(13)의 감쇄값(Tf)과 상기 후방감쇄기(13a)의 감쇄값(Tb)의 합(Tf+Tb)이 상기 RF 중계기의 출력이 일정하게 유지되도록, 중앙처리장치(12a)가 상기 전방감쇄기(13)와 후방감쇄기(13a)를 제어하는 단계로 구성된다.

본 발명에 의한 RF 중계기의 전후방감쇄 자동조절장치에 의하면, 신호세기 감지장치에서 감지된 RF 신호가 전압으로 바뀌어 A/D 변환기에 입력되고, 이 입력전압신호는 A/D 변환기에서 디지털 값으로 바뀌어 중앙처리장치에 전달되며, 중앙처리장치에서 상기 RF 입력신호의 세기에 따라 상기 전방감쇄기와 후방감쇄기의 감쇄값을 제어하여 최적의 잡음지수와 상호변조왜곡(IMD) 값을 갖도록 제어한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참고로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 RF 중계기의 전후방감쇄 자동조절장치가 사용된 RF 중계기의 구성을 보여주는 도면이다.

도 1에 있어서, 본 발명의 실시예의 RF 중계기의 전후방감쇄 자동조절장치는 하나의 듀플렉스 필터(18)에 접속된 LNA(19)와, 다른 하나의 듀플렉스 필터(18)에 접속된 HPA(21)의 사이에, 전방감쇄기(13), RF 증폭기(20a), IF 필터(20b) 및 후방감쇄기(13a)가 직렬로 연결된 한쌍의 IF 컨버터(20)를 가진 RF 중계기(16)에 있어서, 상기 RF 증폭기(20a)의 출력측에 연결되어 출력신호의 세기를 감지하는 신호세기 감지센서(10)와, 상기 신호세기 감지센서(10)에서 감지한 신호의 세기를 디지탈 값으로 변환하는 A/D 변환기(10a) 및 중앙처리장치(12a)를 가지며 전방감쇄기(13)와 후방감쇄기(13a)에 제어신호를 출력하는 메인보드(12)와, 상기 A/D 변환기(10a)에서 입력되는 신호의 세기값을 처리하여 상기 전방감쇄기(13)와 후방감쇄기(13a)의 감쇄값을 제어하는 중앙처리장치(12a)와, 상기 중앙처리장치(12a)에 상기 RF증폭기(20a)의 증폭도를 출력하는 증폭도설정기(11)를 포함하여 구성된다.

위와 같은 RF 중계기의 전후방감쇄 자동조절장치의 동작을 설명하면 아래와 같다.

신호발생기(23)는 본 발명에 의한 RF 중계기(16)에 신호를 제공하는 신호원으로서 사용되며, 스펙트럼분석기(24)는 본 발명에 의한 RF 중계기(16)에서 출력되는 RF 신호의 주파수 성분을 측정하여 IMD특성과 잡음지수 특성을 확인하기 위해 사용된다. 상기 신호발생기(23)에서 출력되는 RF 신호는 RF 중계기(16)의 하나의 듀플렉스 필터(18)를 통해 LNA(19)에서 1차 증폭되고, IF 컨버터(20)를 통하여 중간 주파수 대역만 증폭되고 여과되어 HPA(21)에서 높은 출력으로 증폭되어 다른 듀플렉스 필터(18)를 통하여 외부로 출력된다. 한편, RF 신호는 전방감쇄기(13)에서 1차 감쇄가 되어, RF 증폭기(20a)를 거친 후 내부 IF 필터(20b)를 통하고, 후방감쇄기(13a)에서 2차 감쇄된다.

도 2는 같은 증폭 설정값에서(굵은선 표시) 전방감쇄기와 후방감쇄기의 감쇄값이 입력신호의 세기가 변화함에 따라서 적절히 배분됨을 보여준다. A영역은 입력신호의 세기가 작을 경우 잡음지수를 낮게 하기 위하여, 모든 감쇄값이 후방감쇄기에만 적용되는 것을 보여준다. B영역은 입력신호의 세기가 클 경우에 IMD 값을 낮게 하기 위해서 모든 감쇄값이 전방감쇄기에만 적용되는 것을 보여준다.

도 3(A)-(C)에 도 1의 장치의 증폭도와 전,후방 감쇄기의 감쇄값의 변화를 도시한다. RF의 입력신호는 기지국의 거리나, 사용자의 수에 의해서 세기가 변한다. 이때 입력신호가 RF증폭기(20a)의 선형증폭 범위내로 작게 검지되면(즉 입력신호의 세기가 도3(B)의 입력허용 임계값 a(dB) 보다 작은 경우), RF증폭기(20a)의 입력범위가 허용하는 한도내에서 전방감쇄기(13)의 감쇄값을 후방감쇄기(13a)에 더 부과시키면, 잡음지수가 낮아진다. 다시 말하면, 시스템 노이즈(예, 화이트 노이즈등)는 일정한 반면에, 입력신호의 세기가 더 작게 감쇄되어 잡음지수가 낮아진다. 또, RF입력신호가 RF증폭기(20a)의 선형증폭 범위보다 크게되면 RF증폭기(20a)의 입력이 선형 증폭범위의 입력허용 임계값 a(dB)을 넘지 않도록 후방감쇄기(13a)의 가중치를 전방감쇄기(13)로 옮기게 되면, RF 증폭기(20a)에 의해 증폭된 신호에 왜곡이 발생하지 않으므로, 출력상호변조(IMD)가 낮아진다.

도 4에 도 1의 장치에 의해 전,후방 감쇄기를 자동조절하는 방법을 나타낸다.

중앙처리장치(12a)는 상기 전방감쇄기(13)에 감쇄값을 설정하고, 신호세기 감지센서(10)에 의해서 RF증폭기(20a)에서 증폭되어 출력되는 신호를 전압으로 감지하고, 그 감지된 값을 A/D 변환기(10a)를 통해서 디지탈 값으로 인식한다(단계 S41). 상기 변환된 입력신호를 dB 값으로 변환하여 미리 설정된 전방감쇄기의 값(dB)을 중앙처리장치(12a)에서 감산하고(단계 S42), 상기 감산결과(TEMP)가 RF증폭기(20a)의 입력허용 임계값 a(dB) 보다 큰지를 판단한다(단계 43).

상기 감산결과(TEMP)가 RF증폭기(20a)의 입력허용 임계값 a(dB) 보다 큰 경우, 도 3(B) 및 (C)에 도시된 바와 같이, 전방감쇄기(13)의 감쇄값(Tf)와 후방감쇄기(13a)의 감쇄값(Tb)의 합(Tf+Tb)이 상기 RF 중계기(20a)의 출력이 통신에 적당한 증폭도를 갖도록 하면서 전방감쇄기(13)의 감쇄값(Tf)은 증가시키고 후방감쇄기(13a)의 감쇄값(Tb)은 감소시킨다. 즉, 후방감쇄기값이 0보다 큰지를 판단하고(단계 S44), 큰 경우 전방감쇄기(13)의 감쇄값은 +1증가시키고 후방감쇄기(13a)의 감쇄값은 -1 감소시킨다(단계 S45). 이렇게 조정하여 전방감쇄기값이 특정값 Tf이고, 후방감쇄기값이 특정값 Tb인지를 판단하여, 상기 각각의 값에 도달한 경우 제어를 종료하고 상기 각각의 값에 도달하지 않은 경우, 상기 전방감쇄기(13)의 감쇄값(Tf)을 증가시키고 후방감쇄기(13a)의 감쇄값(Tb)을 감소시키는 단계를 반복한다.

상기 감산결과가 RF증폭기(20a)의 입력허용 임계값 a(dB) 보다 크지 않은 경우, RF증폭기(20a)의 증폭에 왜곡이 발생하지 않으므로, 잡음지수가 가장 낮도록 도 3(B)및(C)에 도시된 바와 같이, 전방감쇄기(13)의 감쇄값은 0로 하고, 후방감쇄기(13a)의 감쇄값은 T로 한다. 먼저, 미리 설정된 전방감쇄기(13)의 감쇄값이 0보다 큰지를 판단하고(단계 S46), 큰 경우 전방감쇄기(13)의 감쇄값(Tf)은 -1감소시키고 후방감쇄기(13a)의 감쇄값(Tb)은 +1 증가시킨다(단계 S47). 이렇게 조정하여 전방감쇄기(13)의 감쇄값(Tf)이 0이고, 후방감쇄기(13a)의 감쇄값(Tb)이 특정값 T인지를 판단하여(단계 S48), 상기 각각의 값에 도달한 경우 제어를 종료하고 상기 각각의 값에 도달하지 않은 경우, 상기 전방감쇄기(13)의 감쇄값(Tf)을 감소시키고 후방감쇄기(13a)의 감쇄값(Tb)을 증가시키는 단계(S47)를 반복한다.

본 발명은, 상술한 바와 같이 RF 중계기에 있어서, 입력신호의 세기에 적응하는 전후방감쇄 자동조절장치를 구현하여, 낮은 잡음지수와 낮은 IMD 값을 제공하여 보다 향상된 특성을 가지는 중계기를 구현할 수 있도록 한 매우 유용한 발명이다.

Claims

전방감쇄기(13), 후방감쇄기(13a) 및 RF 증폭기(20a)를 가지는 IF 컨버터(20)방식의 RF 중계기에 있어서,

상기 RF 증폭기(20a)의 출력측에 연결된 신호세기 감지센서(10)와,

상기 신호세기 감지센서(10)의 출력을 디지탈값으로 변환하는 A/D 변환기(10a)와,

상기 A/D변환기에서 입력되는 신호세기값을 처리하여 상기 전방감쇄기(13) 및 후방감쇄기(13a)를 제어하는 중앙처리장치(12a)를 구비하는 것을 특징으로 하는, RF 중계기의 전후방감쇄 자동조절장치.
제1항에 있어서, 상기 RF증폭기(20a)의 입력신호의 세기가 RF증폭기(20a)의 입력허용 임계값 보다 크지 않은 경우, 전방감쇄기의 감쇄값은 0로 하여 잡음지수를 최소화하고, 후방감쇄기의 감쇄값은 RF 중계기의 출력이 적당하게 되도록 증폭도를 설정하며, 입력신호의 세기가 RF증폭기(20a)의 입력허용 임계값 보다 클 경우, 전방감쇄기의 감쇄값은 입력신호의 세기가 커짐에 따라 커지고, 후방감쇄기의 감쇄값은 입력신호의 세기가 커짐에 따라 커지고, 후방감쇄기의 감쇄값은 입력신호의 세기가 커짐에 따라 감소하게 하여 RF중계기의 IMD 특성을 높여주되 상기 전,후방 감쇄기의 감쇄값의 합에 의해 상기 RF 중계기의 출력이 일정하게 유지되도록, 상기 중앙처리장치(12a)가 상기 전방감쇄기(13)와 후방감쇄기(13a)를 제어하는 것을 특징으로 하는, RF 중계기의 전후방 감쇄 자동조절장치.
전방감쇄기(13), 후방감쇄기(13a) 및 RF 증폭기(20a)를 가지는 IF 컨버터(20)방식의 RF 중계기에 있어서,

상기 전방감쇄기(13)에 감쇄값을 설정하는 단계와;

상기 RF증폭기(20a)에서 증폭되어 출력되는 신호의 세기를 상기 RF증폭기(20a)의 출력측에 연결된 신호세기 감지센서(10)에 의해 감지하는 단계와;

상기 감지된 입력신호를 A/D변환기(10a)에서 변환하는 단계와;

상기 변환된 입력신호를 dB 값으로 변환하여 미리 설정된 전방감쇄기의 값(dB)을 중앙처리장치(12a)에서 감산하는 단계와;

상기 감산결과가 상기 RF증폭기(20a)의 입력허용 임계값 a(dB) 보다 큰지를 상기 중앙처리장치(12a)에서 판단하는 단계와;

상기 감산결과가 입력허용 임계값 a(dB) 보다 크지 않은 경우, 전방감쇄기(13)의 감쇄값은 0로 하고, 후방감쇄기(13a)의 감쇄값은 RF 중계기의 출력이 통신에 적당한 증폭도를 갖도록 하며, 상기 감산결과가 입력허용 임계값 a(dB) 보다 큰 경우, 상기 전방감쇄기(13)의 감쇄값(Tf)은 증가시키고 후방감쇄기(13a)의 감쇄값은 감소시켜서 상기 전방감쇄기(13)의 감쇄값(Tf)과 상기 후방감쇄기(13a)의 감쇄값(Tb)의 합(Tf+Tb)이 상기 RF 중계기의 출력이 유지되도록, 중앙처리장치(12a)가 상기 전방감쇄기(13)와 후방감쇄기(13a)를 제어하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는, RF 중계기의 전후방감쇄 자동조절방법.
제 3항에 있어서, 상기 감산결과가 입력허용 임계값 a(dB) 보다 큰 경우, 상기 전방감쇄기(13)와 후방감쇄기(13a)의 감쇄값(Tf,Tb)이 특정값에 이르렀는지를 판단하고;

상기 각각의 값에 도달한 경우 제어를 종료하고 상기 각각의 값에 도달하지 않은 경우, 상기 전방감쇄기(13)의 감쇄값(Tf)을 증가시키고 후방감쇄기(13a)의 감쇄값(Tb)을 감소시키도록; 중앙처리장치(12a)가 전방감쇄기(13)와 후방감쇄기(13a)의 제어를 반복하는 것을 특징으로 하는, RF 중계기의 전후방감쇄 자동조절방법.
제 3항에 있어서, 상기 감산결과가 입력허용 임계값 a(dB) 보다 크지 않은 경우, 미리 설정된 전방감쇄기(13)의 감쇄값이 0보다 큰지를 판단하고;

크지 않은 경우 제어를 종료하고, 큰 경우 전방감쇄기(13)의 감쇄값을 -1감소시키고 후방감쇄기(13a)의 감쇄값은 +1 증가시키며,

상기 전방감쇄기(13)의 감쇄값이 0이고, 후방감쇄기(13a)의 감쇄값이 특정값 T인지를 판단하여, 상기 각각의 값에 도달한 경우 제어를 종료하고, 도달하지 않은 경우, 상기 전방감쇄기(13)의 감쇄값을 감소시키고 후방감쇄기(13a)의 감쇄값을 증가시키도록; 중앙처리장치(12a)가 전방감쇄기(13)와 후방감쇄기(13a)의 제어를 반복하는 것을 특징으로 하는, RF 중계기의 전후방감쇄 자동조절방법.