KR20010038979A - 이동통신 시스템에서의 송신전력 제어회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동통신 시스템의 기지국에서 방사되는 아날로그 IF신호인 송신전력의 크기를 제한하여 일정 출력 범위내에 안정하게 유지시킬 수 있도록 한 이동통신 시스템에서의 송신전력 제어회로에 관한 것으로, 제어전압에 따라 단말국으로 방사하기 위한 송신전력의 크기를 증가 또는 감소하여 일정 출력 범위내에 안정하게 유지시켜 단말국으로 송신전력을 출력하는 경우, 상기 송신전력을 궤환 입력하여 그 크기를 검출한 결과 송신전력의 크기가 너무 높거나 너무 낮은 경우 송신전력의 크기를 일정 출력 범위내, 즉 최대 전압 또는 최소 전압으로 제한하여 단말국으로 방사되는 송신전력의 크기를 제한하도록 함을 특징으로 하며, 이와 같이 송신전력의 크기가 너무 높거나 너무 낮은 경우에 송신전력의 크기를 일정 출력 범위내로 제한하여 송신전력의 출력을 안정하게 유지시켜 줌으로써 종래 송신전력에 대한 고출력 또는 저출력 현상의 발생을 방지하여 이동통신 시스템의 안정성은 물론 서비스 품질도 향상시킬 수 있게 되는 효과가 있다.

Description

이동통신 시스템에서의 송신전력 제어회로 {Transmission power control circuit of mobile communication system}

본 발명은 이동통신 시스템의 기지국에서 방사되는 아날로그 IF(Intermediate Frequency)신호인 송신전력(Tx Power)의 크기를 제한하여 일정 출력 범위내에 안정하게 유지시킬 수 있도록 한 이동통신 시스템에서의 송신전력 제어회로에 관한 것이다.

일반적으로 이동통신 시스템의 기지국에서는 단말국으로 방사되는 아날로그 IF신호인 송신전력의 크기가 변동하여도 항상 일정한 크기를 유지할 수 있도록 제어하여 안정된 통신을 수행할 수 있도록 하고 있다.

그러나, 종래 이동통신 시스템의 기지국이 정상적으로 운용됨에도 불구하고 송신전력을 아주 높게 또는 아주 낮게 하여 방사하는 경우가 종종 있다.

즉, 종래에는 송신전력의 크기에 대한 제한기능이 전혀 없어 송신전력의 고출력 현상 또는 저출력 현상이 발생하였다.

상기와 같은 현상으로 인하여 증폭기의 포화(Saturation)현상에 따라 음성이 깨지거나 아예 서비스 자체가 되지 않는 등 각종 문제점을 초래하게 되어 이동통신 시스템의 서비스 품질에 막대한 영향을 미치게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 그 목적은 이동통신 시스템의 기지국에서 방사되는 송신전력의 크기를 제한하여 일정 출력 범위내에 안정하게 유지시켜 줌으로써 종래 송신전력에 대한 고출력 또는 저출력 현상의 발생을 방지하여 이동통신 시스템의 안정성은 물론 서비스 품질도 향상시킬 수 있도록 한 이동통신 시스템에서의 송신전력 제어회로를 제공하는 데에 있다.

도 1은 본 발명에 의한 이동통신 시스템에서의 송신전력 제어회로의 블록 구성도,

도 2는 본 발명에 의한 전력 검출부의 회로 구성도,

도 3은 본 발명에 의한 증폭부의 회로 구성도,

도 4의 (가)는 본 발명에 의한 제한 회로부의 회로 구성도이고, (나)는 제한 회로부의 동작 설명도이며, (다)는 제한 회로부의 출력 특성도,

도 5는 본 발명에 의한 전압 안정화부의 회로 구성도,

도 6은 본 발명에 의한 VCA의 출력 특성도.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

10 : 송신전력 발생부 20 : VCA

30 : 전력 검출부 40 : 증폭부

50 : 제한 회로부 60 : 전압 안정화부

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이동통신 시스템에서의 송신전력 제어회로는, 제어전압에 따라 단말국으로 방사하기 위한 송신전력의 크기를 증가 또는 감소하여 일정 출력 범위내에 안정하게 유지시켜 단말국으로 송신전력을 출력하는 경우, 상기 송신전력을 궤환 입력하여 그 크기를 검출한 결과 송신전력의 크기가 너무 높거나 너무 낮은 경우 송신전력의 크기를 일정 출력 범위내, 즉 최대 전압 또는 최소 전압으로 제한하여 단말국으로 방사되는 송신전력의 크기를 제한하도록 함을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 이동통신 시스템에서의 송신전력 제어회로의 구성 및 동작을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 이동통신 시스템에서의 송신전력 제어회로의 블록 구성도로서, 기저대역(Baseband) 신호를 아날로그 IF신호로 변환하여 단말국으로 방사하기 위한 송신전력을 발생하는 송신전력 발생부(10)와, 전압 안정화부에서 출력되는 제어전압에 따라 상기 송신전력 발생부(10)의 송신전력의 크기를 증가 또는 감소하여 일정 출력 범위내에 안정하게 유지시켜 송신전력을 출력하는 VCA(Voltage Control Attenuator)(20)와, 상기 VCA(20)에서 출력되는 송신전력을 궤환 입력하여 그 크기를 검출하는 전력 검출부(30)와, 상기 전력 검출부(30)에서 검출된 송신전력을 소정 레벨 증폭하는 증폭부(40)와, 상기 증폭부(40)에서 증폭된 송신전력의 크기가 일정 출력 범위 이상 또는 이하인 경우에 송신전력의 크기를 일정 출력 범위내로 제한하는 제한 회로부(50)와, 상기 제한 회로부(50)에서 제한된 송신전력을 상기 VCA(20)에서 사용 가능한 제어전압으로 변환하여 VCA(20)로 출력하는 전압 안정화부(60)로 구성된다.

상기 전력 검출부(30)는 도 2에 도시된 바와 같이 두 개의 다이오드(D1,D2)와 캐패시터(C1,C2)로 이루어지는 전파 배전압 정류회로로 구성되어, 상기 VCA(20)에서 출력되는 송신전력의 크기를 아날로그 신호의 크기로 검출하여 직류전압으로 변환한다.

상기 증폭부(40)는 도 3에 도시된 바와 같이 저항(R)과 가변저항(VR) 및 OP 앰프(A1)로 이루어지며, 상기 제한 회로부(50)는 도 4의 (가)에 도시된 바와 같이 저항(R)과 두 개의 다이오드(D1,D2) 및 제너 다이오드(ZD1,ZD2)로 구성되며, 상기 전압 안정화부(60)는 도 5에 도시된 바와 같이 직렬저항(R1)과 병렬저항(R2)으로 이루어진다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 이동통신 시스템에서의 송신전력 제어회로의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 송신전력 발생부(10)에서는 기저대역 신호를 아날로그 IF신호로 변환하여 단말국으로 방사하기 위한 송신전력을 VCA(20)로 발생한다.

그러면, VCA(20)에서는 전압 안정화부(60)에서 출력되는 제어전압에 따라 상기 송신전력 발생부(10)에서 발생되는 송신전력의 크기를 증가 또는 감소하여 일정 출력 범위내에 안정하게 유지시켜 단말국으로 송신전력을 방사한다.

이때, 상기 전압 안정화부(60)에서 VCA(20)로 출력되는 제어전압은 제한 회로부(50)의 출력전압에 의해 결정된 것으로서, VCA(20)의 출력 특성도를 살펴보면 도 6에 도시된 바와 같이 정상 동작 범위인 일정 출력 범위내에서는 송신전력의 증가 및 감소가 가능하지만, 일정 출력 범위 이상이나 이하에서는 상기 제한 회로부(50)의 출력전압에 의한 전압 안정화부(60)의 제어전압에 따라 일정한 크기의 송신전력만이 출력됨을 볼 수 있다.

즉, 본 발명에서는 일정 출력 범위내에서는 송신전력의 증가 및 감소와 같이 송신전력 제어가 이루어질 수 있도록 하고, 송신전력의 크기가 너무 높거나 너무 낮은 경우에는 송신전력의 크기를 일정 출력 범위내로 제한하여 단말국으로 방사되는 송신전력의 크기를 제한하도록 한다.

상기와 같은 동작을 수행하기 위해 먼저 전력 검출부(30)에서는 상기 VCA(20)에서 출력되는 송신전력을 궤환 입력하여 그 크기를 검출한다.

즉, 전력 검출부(30)에서는 도 3에 도시된 전파 배전압 정류회로를 이용하여 상기 VCA(20)에서 출력되는 송신전력의 크기를 아날로그 신호의 크기로 검출하여 직류전압으로 변환시킨다.

여기서, 보다 상세한 동작을 살펴보면, 사인파 형태의 증폭된 송신전력인 IF신호가 입력되는 경우, 입력신호의 첫 번째 +반주기가 입력되는 동안에는 다이오드(D1)가 도통되고 캐패시터(C1)에 입력 최대 전압인 V_in까지 충전되며, 나머지 다이오드(D2)는 차단 상태가 되어 동작하지 않는다.

그런 다음, 입력신호의 -반주기가 입력되면 다이오드(D1)는 차단 상태가 되고 다이오드(D2)는 도통되며 캐패시터(C2)에는 V_in의 전압이 충전되어 최종 출력은 입력 전압의 2배가 되는 직류전압이 출력된다.

이러한 방식을 통해 전력 검출부(30)는 아주 작은 미소 신호까지도 검출할 수 있다.

이어, 증폭부(40)에서는 도 3에 도시된 회로를 통해 상기 전력 검출부(30)에서 검출된 송신전력, 즉 직류전압의 크기가 작은 경우 그 직류전압을 소정 레벨 증폭하여 제한 회로부(50)에서의 제한 동작이 용이해질 수 있도록 한다.

그리고 나서, 제한 회로부(50)에서는 도 4의 (가)에 도시된 회로를 통해 상기 증폭부(40)에서 증폭된 송신전력, 즉 직류전압의 크기를 일정 출력 범위내로 제한한다.

즉, 도 4의 (나) 및 (다)를 참조하면 다이오드(D1)가 도통되고 다이오드(D2)가 차단 상태인 경우에는 송신전력을 최소 전압(VR2)까지 제한하도록 하고, 다이오드(D1)가 차단 상태이고 다이오드(D2)가 도통되면 송신전력을 최대 전압(VR1)까지 제한하도록 하며, 두 개의 다이오드(D1,D2)가 모두 차단 상태인 경우에는 송신전력이 정상 동작 범위인 일정 출력 범위내에 유지되므로 송신전력을 제한하지 않도록 한다.

즉, 상기에서도 설명하였듯이 일정 출력 범위내에서는 VCA(20)의 제어전압에 따라 송신전력 발생부(10)의 송신전력을 증가 또는 감소하도록 하고, 송신전력의 크기가 너무 높거나 너무 낮은 경우에는 송신전력의 크기를 최대 전압(VR1) 또는 최소 전압(VR2)으로 제한하여 단말국으로 방사되는 송신전력의 크기를 제한하도록 한다.

이후, 전압 안정화부(60)에서는 도 5에 도시된 직렬저항(R1)과 병렬저항(R2)을 통해 상기 제한 회로부(50)에서 제한된 송신전력, 즉 직류전압을 상기 VCA(20)에서 사용 가능한 제어전압으로 변환하여 VCA(20)로 출력한다.

이에 따라, VCA(20)에서는 상기 전압 안정화부(60)를 통해 출력되는 제한 회로부(50)의 제어전압에 따라 송신전력의 크기가 너무 높거나 너무 낮은 경우 송신전력의 크기를 일정 출력 범위내로 제한하여 단말국으로 방사되는 송신전력의 크기를 제한하도록 한다.

이상, 상기 설명에서와 같이 본 발명은 송신전력의 크기가 너무 높거나 너무 낮은 경우에 송신전력의 크기를 일정 출력 범위내로 제한하여 송신전력의 출력을 안정하게 유지시켜 줌으로써 종래 송신전력에 대한 고출력 또는 저출력 현상의 발생을 방지하여 이동통신 시스템의 안정성은 물론 서비스 품질도 향상시킬 수 있게 되는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 이동통신 시스템의 기지국에서 단말국으로 방사되는 송신전력의 크기를 제어하는 송신전력 제어회로에 있어서,

   기저대역 신호를 아날로그 IF신호로 변환하여 단말국으로 방사하기 위한 송신전력을 발생하는 송신전력 발생부와,

   전압 안정화부에서 출력되는 제어전압에 따라 상기 송신전력 발생부의 송신전력의 크기를 증가 또는 감소하여 일정 출력 범위내에 안정하게 유지시켜 송신전력을 출력하는 VCA와,

   두 개의 다이오드와 캐패시터로 이루어지는 전파 배전압 정류회로로 구성되어, 상기 VCA에서 출력되는 송신전력을 궤환 입력하여 그 크기를 검출하는 전력 검출부와,

   저항과 가변저항 및 OP 앰프로 구성되어, 상기 전력 검출부에서 검출된 송신전력을 소정 레벨 증폭하는 증폭부와,

   저항과 두 개의 다이오드 및 제너 다이오드로 구성되어, 상기 증폭부에서 증폭된 송신전력의 크기가 일정 출력 범위 이상 또는 이하인 경우에 송신전력의 크기를 일정 출력 범위내로 제한하는 제한 회로부와,

   상기 제한 회로부에서 제한된 송신전력을 상기 VCA에서 사용 가능한 제어전압으로 변환하여 VCA로 출력하는 전압 안정화부로 구성되는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서의 송신전력 제어회로.