KR20020028458A - 주파수 상향 변환기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 주파수 상향 변환기에 관한 것으로, 종래의 기술에 있어서는 적절한 이득을 얻기 위한 튜닝(Tunning) 포인트의 수가 많음으로써 튜닝에 소요되는 시간 및 인력이 많이 소요되고, 또한 각 개인의 튜닝 방법에 따라 실제 출력에 많은 차이를 발생할 수 있으며, 송신출력의 제어를 위한 송신이득값을 아날로그로 변환 출력하기 위한 소자로 디에이 컨버터를 사용함으로서 생산단가가 상승하게 되는 문제점이 있었다. 따라서, 본 발명은 기존의 아날로그 방식으로 제어하던 이득을 디지털 방식으로 제어할 수 있도록 함으로써, 튜닝에 소요되는 시간 및 인력을 줄일 수 있고 디에이 컨버터 대신 포텐셔미터를 사용하여 생산단가를 낮출 수 있도록 하는 효과가 있다.

Description

주파수 상향 변환기{FREQUENCY UP CONVERTER}
본 발명은 주파수 상향 변환기에 관한 것으로, 특히 이동통신 기지국의 송신부의 이득조정시에 기존의 아날로그 방식으로 제어하던 주파수 상향 변환기의 이득을 디지털 방식으로 제어할 수 있도록 하는 주파수 상향 변환기에 관한 것이다.
일반적으로 주파수 상향 변환기는, 동상(I) 및 직교(Q) 성분의 디지털 기저대역 신호가 혼잡(Traffic)수 및 신호의 이득(Gain) 등에 따른 전력(Power)의 변화를 보상하여 입력에 대한 출력이 일정한 이득을 갖도록 하고, 또한 출력을 일정하게 유지하도록 하는 역할을 한다.
도1은 종래 주파수 상향 변환기의 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시된 바와 같이 동상(I) 및 직교(Q) 성분의 신호를 입력받아 이득 조정(AGC)하여 출력하는 주파수 상향 변환부(1)와; 상기 주파수 상향 변환부(1)에서 중간주파 변조된 입력신호를 검출하는 입력신호 검출부(2)와; 상기 주파수 상향 변환부(1)에서 최종적으로 출력되는 신호를 검출하는 출력신호 검출부(3)와; 상기 출력신호 검출부(3)에서 출력된 신호에 의해 이득 조정에 대한 정보를 출력하는 제어회로부(4)와; 상기 입력신호 검출부(2), 출력신호 검출부(3) 및 제어회로부(4)에서 출력된 신호를 조합하여 주파수 상향 변환부(1)의 감쇠기(ATT)를 제어하기 위한 송신이득 제어전압(TX_AGC VOLTAGE)을 출력하는 송신이득 제어부(TX AGC CIRCUIT)(5)를 포함하여 구성된다.
여기서, 설명이 생략된 중간주파 발진부(TX_IF_LO)(6)는 기저대역 신호를 중간주파수로 변환하는데 필요한 신호를 발생시켜 주파수 상향 변환부(1)의 변조기(MOD)에 인가하는 부분이고, 마찬가지로 고주파 발진부(TX_RF_LO)(7)는 송신 주파수로의 주파수 상향을 위해 필요한 고주파 신호를 발생시키는 부분이다.
또한, 주파수 상향 변환부(1) 최종 출력단의 고전력 증폭기(HPA : High Power Amplifier)(8)는 안테나(ANT)를 통해 신호를 출력할 수 있도록 전력 증폭을 하기 위한 것이고, 다음 그 최종 출력 신호의 검출 및 한 주파수대의 신호만을 필터링하여 출력하는 F.E.U(Front End Filtering Unit)(9)를 포함하고 있다.
이하, 상기와 같이 구성된 장치의 동작 및 작용을 설명하면 다음과 같다.
일단, 주파수 상향 변환부(1)에서는 동상(I), 직교(Q) 성분의 디지털 신호가 디에이 컨버터(D/A)를 통해 아날로그로 변환된 후 저역필터(LPF)를 통해 필터링되어 변조기(MOD)로 입력된다.
변조기(MOD)에 입력된 동상(I), 직교(Q) 신호는 중간주파 발진부(TX_IF_LO)(6)에서 발진되는 주파수와 합성되어 중간주파 신호로 1차 주파수 상향 변환된다.
또한, 이 중간주파 신호는 일부가 신호 분배되어 입력신호 검출부(2)에 입력된다.
이에 따라, 입력신호 검출부(2)는 그 신호를 증폭기(OP-AMP)에 의해 소정 레벨 증폭하고 그때 출력되는 중간주파 신호의 전압레벨(IF_LVL)과 기준전압(Vref)을 비교하여 그 차에 해당하는 전압을 출력하여 송신이득 제어부(TX AGC CIRCUIT)(5)에 인가한다.
다음, 출력신호 검출부(3)는 F.E.U(9)를 통해 출력신호를 검출하여 제어회로부(4) 및 송신이득 제어부(5)에 인가한다.
이에 따라, 제어회로부(4)는 상기 신호를 에이디 변환하여 입력신호에 대한 적정 이득이 아닐 경우, 모니터링 신호를 출력하고 송신 출력을 제어하기 위한 송신이득값을 디에이 변환한 후 그 값(TX_RF_GAIN)을 송신이득 제어부(5)에 출력한다.
따라서, 송신이득 제어부(5)는 상기 송신이득값(TX_RF_GAIN)과 입력신호 검출부(2) 및 출력신호 검출부(3)에서 출력된 전압을 입력받아 감쇠기(ATT)를 제어하여 적절한 이득이 얻어질 수 있도록 이득 제어전압(TX_AGC VOLTAGE)을 출력한다.
그러나, 상기 종래의 기술에 있어서는 적절한 이득을 얻기 위한 튜닝(Tunning) 포인트의 수가 많음으로써 튜닝에 소요되는 시간 및 인력이 많이 소요되고, 또한 각 개인의 튜닝 방법에 따라 실제 출력에 많은 차이를 발생할 수 있으며, 송신출력의 제어를 위한 송신이득값을 아날로그로 변환 출력하기 위한 소자로 디에이 컨버터를 사용함으로서 생산단가가 상승하게 되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 기존의 아날로그 방식으로 제어하던 자동이득조정(AGC)기능을 디지털 방식으로 제어할 수 있도록 함으로써, 튜닝에 소요되는 시간 및 인력을 줄일 수 있고 디에이 컨버터 대신 포텐셔미터를 사용하여 생산단가를 낮출 수 있도록 하는 주파수 상향 변환기를 제공함에 그 목적이 있다.
도1은 종래 주파수 상향 변환기의 구성을 보인 블록도.
도2는 본 발명에 의한 주파수 상향 변환기의 구성을 보인 블록도.
***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***
10 : 주파수 상향 변환부 11 : 입력신호 검출부
12 : 출력신호 검출부 13 : 제어회로부
14 : 송신이득 제어부 11a : 입력신호 검출기
11b : 포텐셔미터 13a : 에이디 변환부
13b : 제어부 13c : 포텐셔미터
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 동상(I) 및 직교(Q) 성분의 신호를 입력받아 이득 조정하여 출력하는 주파수 상향 변환부와; 상기 주파수 상향 변환부에입력되는 동상(I)과 직교(Q) 성분의 기저대역 신호를 검출하여 디지털 방식에 의해 해당전압을 출력하는 입력신호 검출부와; 상기 주파수 상향 변환부에서 최종적으로 출력되는 신호를 검출하는 출력신호 검출부와; 송신 이득조정 정보를 출력하는 제어회로부와; 상기 입력신호 검출부, 출력신호 검출부 및 제어회로부에서 출력된 신호를 조합하여 주파수 상향 변환부의 감쇠기를 제어하기 위한 송신이득 제어부를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도2는 본 발명에 의한 주파수 상향 변환기의 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시된 바와 같이 동상(I) 및 직교(Q) 성분의 신호를 입력받아 이득 조정(AGC)하여 출력하는 주파수 상향 변환부(10)와; 상기 주파수 상향 변환부(10)에 입력되는 동상(I)과 직교(Q) 성분의 기저대역 신호를 검출하여 디지털 방식에 의해 해당전압을 출력하는 입력신호 검출부(11)와; 상기 주파수 상향 변환부(10)에서 최종적으로 출력되는 신호를 검출하는 출력신호 검출부(12)와; 송신 이득조정 정보를 출력하는 제어회로부(13)와; 상기 입력신호 검출부(11), 출력신호 검출부(12) 및 제어회로부(13)에서 출력된 신호를 조합하여 주파수 상향 변환부(10)의 감쇠기(ATT)를 제어하기 위하여 송신이득 제어전압(TX_AGC VOLTAGE)을 출력하는 송신이득 제어부(TX AGC CIRCUIT)(14)를 포함하여 구성한다.
여기서, 설명이 생략된 중간주파 발진부(TX_IF_LO)(15) 및 고주파 발진부(TX_RF_LO)(16), 고전력 증폭기(HPA : High Power Amplifier)(17),F.E.U(Front End Filtering Unit)(18)는 종래 도1에서 설명된 동작과 같은 역할을 한다.
또한, 상기 구성은 입력신호와 출력신호를 검출하여 그로부터 감쇠정도에 따라 적정한 이득으로 보상하도록 제어하기 위한 것으로, 도1에 도시된 종래의 구성과 비슷하다.
다만, 본 발명에서는 이득 조정을 위한 튜닝을 디지털 방식에 의해 자동으로 수행되도록 함으로써, 개인 능력에 따른 튜닝 오차를 최소화할 수 있게 된다.
또한, 장치 운용시에 구성 부품들의 이득 또는 손실 등에 변화가 발생하게 되는데, 이러한 변화를 디지털 영역에서 입력신호를 검출하여 보상해 줌으로써 보상 영역이 넓어지게 된다.
그럼, 상기 각 구성에 대해서 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 입력신호 검출부(11)는 주파수 상향 변환부(10)에 입력되는 동상(I), 직교(Q) 성분의 디지털 기저대역 신호(I2+Q2)를 검출하여 포텐셔미터(11b) 제어를 위한 디지털 신호를 출력하는 입력신호 검출기(DIGITAL DETECTION CIRCUIT)(11a)와; 상기 출력된 신호에 해당하는 레벨의 전압을 출력하는 포텐셔미터(11b)로 구성된다.
이때, 상기 디지털 기저대역 신호는 혼잡(Traffic)수, 디지털 이득 등에 따라 변화가 발생한다.
또한, 상기 제어회로부(13)는 출력신호 검출부(12)를 통해 검출된 주파수 상향 변환부(10)에서 출력되는 신호를 에이디 변환하는 에이디 변환부(13A)와; 그 에이디변환된 입력신호에 대한 적정 이득이 아닐 경우, 이를 보상하기 위한 송신이득값을 연산하는 제어부(13B)와; 상기 송신이득값을 디에이 변환하기 위한 포텐셔미터(13C)로 구성한다.
일반적으로 포텐셔미터란, 정밀형 권선바리움을 말하지만 본 발명에 사용되는 포텐셔미터(11b)(13C)는 디지털 방식으로 제어되는 것으로, 단순한 디에이 변환 동작뿐 아니라 디지털 신호에 매핑되는 전압을 출력할 수 있도록 할 수 있다.
즉, 포텐셔미터 내부에 메모리, 전압제어 소자 및 그 소자들을 제어하기 위한 제어수단(미도시)이 함께 내장되어 있어 사용자의 의도에 따라 적절한 전압이 출력될 수 있도록 프로그램할 수 있는 것이다.
이에 따라, 상기 입력신호 검출부(11)의 포텐셔미터(11b)는 입력신호에 해당하는 전압 레벨을 출력하는 역할을 하고, 제어회로부(13)의 포텐셔미터(13C)는 송신이득값(TX_RF_GAIN)을 디에이 변환하는 역할을 한다.
따라서, 입력신호 검출부(11)는 종래와 마찬가지로 입/출력의 신호를 검출, 두 신호를 비교함에 의해 출력을 제어할 때 그 기준이 되는 입력신호를 검출하여 입력에 따른 아날로그 전압을 출력하는 부분으로서, 입력에 따라 포텐셔미터(11b)의 내장 메모리에 매핑된 해당 아날로그 전압을 출력한다.
다음, 제어회로부(13)에서 제어부(13B)를 통한 송신이득값(TX_RF_GAIN)을 포텐셔미터(13C)에 의해 아날로그 값으로 변환하여 송신이득 제어부(14)에 출력한다.
따라서, 송신이득 제어부(14)는 종래와 마찬가지로 상기 송신이득값(TX_RF_GAIN)과 입력신호 검출부(11) 및 출력신호 검출부(12)에서 출력된 전압을 입력받아감쇠기(ATT)를 제어하여 적절한 이득이 얻어질 수 있도록 이득 제어전압(TX_AGC VOLTAGE)을 출력한다.
본 실시예에서 상기 제어회로부(13)는 외부에서 별도의 신호를 인가하여 송신이득값을 제어하고 있으나, 출력신호 검출부(12)를 통해 검출된 주파수 상향 변환부에서 출력되는 신호를 에이디 변환하고, 그 에이디 변환된 송신출력을 제어하기 위한 송신 이득값을 출력하도록 구성할 수 있는 것은 자명하다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 주파수 상향 변환기는 기존의 아날로그 방식으로 제어하던 이득을 디지털 방식으로 제어할 수 있도록 함으로써, 튜닝에 소요되는 시간 및 인력을 줄일 수 있고 디에이 컨버터 대신 포텐셔미터를 사용하여 생산단가를 낮출 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 동상(I) 및 직교(Q) 성분의 신호를 입력받아 이득 조정하여 출력하는 주파수 상향 변환부와; 상기 주파수 상향 변환부에 입력되는 동상(I)과 직교(Q) 성분의 기저대역 신호를 검출하여 디지털 방식에 의해 해당전압을 출력하는 입력신호 검출부와; 상기 주파수 상향 변환부에서 최종적으로 출력되는 신호를 검출하는 출력신호 검출부와; 송신 이득조정에 대한 정보를 출력하는 제어회로부와; 상기 입력신호 검출부, 출력신호 검출부 및 제어회로부에서 출력된 신호를 조합하여 주파수 상향 변환부의 감쇠기를 제어하기 위한 송신이득 제어부를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 주파수 상향 변환기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 입력신호 검출부는 주파수 상향 변환부에 입력되는 동상(I), 직교(Q) 성분의 디지털 기저대역 신호(I2+Q2)를 검출하여 포텐셔미터 제어를 위한 디지털 신호를 출력하는 입력신호 검출기와; 상기 출력된 신호에 해당하는 레벨의 전압을 출력하는 포텐셔미터로 구성한 것을 특징으로 하는 주파수 상향 변환기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어회로부는 출력신호 검출부를 통해 검출된 주파수 상향 변환부에서 출력되는 신호를 에이디 변환하는 에이디 변환부와; 송신출력을 제어하기 위한 송신 이득값을 출력하는 제어부와; 상기 송신이득값을 디에이 변환하여 출력하는 디지털 방식 포텐셔미터로 구성한 것을 특징으로 하는 주파수 상향 변환기.
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