KR20020095994A - 이동 통신 시스템의 송신 전력 측정 및 제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동 통신 시스템의 송신 전력 측정 및 제어 장치에 관한 것으로, 특히 다수의 송신 신호에 대한 전력을 각각 측정하여 송신 신호의 전력을 제어한 이동 통신 시스템의 송신 전력 측정 및 제어 장치에 관한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 다수의 디지털데이터신호를 각각의 반송주파수로 변조하고 각각의 송신전력제어신호에 의해 이 변조된 신호를 이득 조절하여 고주파무선신호를 송출하는 무선주파수송신부와; 상기 고주파무선신호를 커플러를 통해 추출한 고주파추출신호와 국부발진기에서 출력된 국부발진주파수신호를 혼합하여 주파수 대역이 낮은 저주파조절신호를 출력하는 주파수다운부와; 상기 저주파신호를 샘플링하여 디지털샘플신호를 출력하는 아날로그/디지털변환부와; 상기 디지털샘플신호를 입력받아 신호 처리하여 하나의 디지털추출신호를 출력하는 디지털신호처리부와; 상기 하나의 디지털추출신호를 입력받아 송신 전력을 추정하여 그에 대응한 상기 송신전력제어신호를 출력하는 송신전력추정부로 구성된다.

Description

이동 통신 시스템의 송신 전력 측정 및 제어 장치{TRANSMISSION POWER MEASUREMENT AND CONTROL APPARATUS FOR MOBILE RADIO COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 이동 통신 시스템의 송신 전력 측정 및 제어 장치에 관한 것으로, 특히 다수의 송신 신호에 대한 전력을 각각 측정하여 송신 신호의 전력을 제어한 이동 통신 시스템의 송신 전력 측정 및 제어 장치에 관한 것이다.

도 1은 종래 이동 통신 시스템의 송신 전력 측정 및 제어 장치를 보인 블록도로서, 이에 도시된 바와 같이 디지털데이터신호를 반송주파수로 변조하고 송신전력제어신호에 의해 이 변조된 신호를 이득 조절하여 고주파무선신호를 송출하는 무선주파수송신부(10)와; 상기 고주파무선신호를 커플러를 통해 추출한 고주파추출신호와 국부발진기에서 출력된 국부발진주파수신호를 혼합하여 주파수 대역이 낮은 저주파신호를 출력하는 주파수다운부(21)와; 상기 저주파신호를 입력받아 송신 전력을 추정하여 그에 대응한 상기 송신전력제어신호를 출력하는 송신전력추정부(22)로 구성된다.

상기 무선주파수송신부(10)는 디지털데이터신호를 반송주파수로 변조하고 송신전력제어신호에 의해 이 변조된 신호를 이득 조절하여 전송신호를 출력하는 전송신호처리부(11)와; 상기 전송신호를 안테나를 통해 외부로 송출할 수 있도록 증폭시켜 고주파무선신호를 출력하는 증폭부(12)와; 모니터링 등의 용도로 사용하기 위해 상기 고주파무선신호 중 일부의 신호만을 추출하여 고주파추출신호를 출력하는 커플러(13)와; 상기 고주파무선신호를 송출하는 안테나(14)로 구성된다.

상기 주파수다운부(21)는 고주파추출신호를 입력받아 이득 조절하여 고주파조절신호를 출력하는 이득조절부(21a)와; 국부발진기(21c)에서 출력된 국부발진주파수신호와 상기 고주파조절신호를 혼합하여 주파수 대역이 낮은 저주파신호를 출력하는 주파수혼합기(21b)로 구성된다.

상기 송신전력추정부(22)는 저주파신호를 입력받아 그 크기를 측정하여 전력측정신호를 출력하는 전력검파기(22a)와; 상기 전력측정신호를 입력받아 처리하여 그에 대응한 상기 송신전력제어신호를 출력하는 신호처리부(22b)로 구성된다.

이와 같이 구성된 종래의 이동 통신 시스템의 송신 전력 측정 및 제어 장치에 대해 상세히 설명하면, 전송신호처리부(11)에서 출력된 전송신호는 증폭부(12)에서 증폭되고 커플러(13)를 거친 후 안테나(14)를 통해 송출된다.

전송신호가 증폭부(12)에서 증폭된 고주파무선신호는 커플러(13)를 통해 일부의 신호가 추출되어 고주파추출신호가 된다.

이 고주파추출신호는 이득조절부(21a)에서 이득이 조절되고 주파수혼합부(21b)에 입력된다. 주파수혼합부(21b)에 입력된 고주파추출신호는 국부발진기(21c)에서 출력된 국부발진주파수신호와 혼합되어 주파수 대역이 낮은 저주파신호가 된다.

전력검파기(22a)는 이 저주파신호를 입력받아 그 크기가 측정하여 직류 신호 형태인 전력측정신호를 신호처리부(22b)측으로 출력한다.

신호처리부(22b)는 이 전력측정신호를 입력받아 그에 대응한 송신전력제어신호를 출력한다.

상기 전송신호처리부(11)는 이 송신전력제어신호를 입력받아 전송신호의 이득을 조절하는 변수로 사용한다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술에 있어서, 이동 통신 시스템의 전송신호처리장치가 다수의 전송 신호를 처리 시에 이 각각의 전송 신호를 제어하기 위해서는 필터를 이용하는 장치가 사용될 수 있다.

이 장치는 안테나로 송출되는 무선주파수신호를 커플러를 통해 추출한 신호를 주파수 혼합기를 사용하여 저역 신호로 바꾼 후, 필요한 신호 성분 이외의 다른 신호 성분들을 제거하기 위해 그 신호 성분에 해당하는 아주 첨예한 특성을 가지는 필터를 사용하여 원하는 신호 성분 이외의 성분은 모두 제거한다.

그러나 이 장치에서 필요한 대역폭만을 통과 대역으로 가지는 필터의 제작이 용이하지 않고 국부발진기의 주파수를 정확히 필요한 주파수로 조정해야 하는 문제점이 있다.

위와 같은 필터 혹은 국부 발진기의 문제점을 해결하기 위해서는 각각의 신호 성분마다 위와 같은 장치를 제작하여 사용하는 것이다. 그러나 점점 시스템의 용량이 증가되며 이에 따른 다중의 주파수로 동작하는 환경에서 위와 같이 여러 개의 동일한 기능을 가지는 장치를 사용하면 비용이 증가하고, 시스템의 복잡성이 가중되고, 신뢰성이 낮아지는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 것으로, 각 신호 성분별 송신 전력 측정 장치를 증가시키지 않고 저렴한 비용으로 구현하여 소형 경량화가 가능한 이동 통신 시스템의 송신 전력 측정 및 제어 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 이동 통신 시스템의 송신 전력 측정 및 제어 장치를 보인 블록도.

도 2는 본 발명 이동 통신 시스템의 송신 전력 측정 및 제어 장치를 보인 블록도.

도 3은 도 2의 디지털신호처리부의 입출력 신호의 주파수 스펙트럼을 보인 예시도.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

100 : 무선주파수송신부 210 : 주파수다운부

220 : 아날로그/디지털변환부 230 : 디지털신호처리부

240 : 송신전력추정부

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 다수의 디지털데이터신호를 각각의 반송주파수로 변조하고 각각의 송신전력제어신호에 의해 이 변조된 신호를 이득 조절하여 고주파무선신호를 송출하는 무선주파수송신부와; 상기 고주파무선신호를 커플러를 통해 추출한 고주파추출신호와 국부발진기에서 출력된 국부발진주파수신호를 혼합하여 주파수 대역이 낮은 저주파조절신호를 출력하는 주파수다운부와; 상기 저주파신호를 샘플링하여 디지털샘플신호를 출력하는 아날로그/디지털변환부와; 상기 디지털샘플신호를 입력받아 신호 처리하여 하나의 디지털추출신호를 출력하는 디지털신호처리부와; 상기 하나의 디지털추출신호를 입력받아 송신 전력을 추정하여 그에 대응한 상기 송신전력제어신호를 출력하는 송신전력추정부로 구성한 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 이동 통신 시스템의 송신 전력 측정 및 제어 장치를 첨부한 도 2를 참조하여 설명한다.

도 2는 본 발명 이동 통신 시스템의 송신 전력 측정 및 제어 장치에 대한 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시한 바와 같이 다수의 디지털데이터신호를 각각의 반송주파수로 변조하고 각각의 송신전력제어신호에 의해 이 변조된 신호를 이득 조절하여 고주파무선신호를 송출하는 무선주파수송신부(100)와; 상기 고주파무선신호를 커플러(103)를 통해 추출한 고주파추출신호와 국부발진기(213)에서 출력된 국부발진주파수신호를 혼합하여 주파수 대역이 낮은 저주파조절신호를 출력하는 주파수다운부(210)와; 상기 저주파신호를 샘플링하여 디지털샘플신호를 출력하는 아날로그/디지털변환부(220)와; 상기 디지털샘플신호를 입력받아 신호 처리하여 하나의 디지털추출신호를 출력하는 디지털신호처리부(230)와; 상기 하나의 디지털추출신호를 입력받아 송신 전력을 추정하여 그에 대응한 상기 송신전력제어신호를 출력하는 송신전력추정부(240)로 구성한다.

상기 무선주파수송신부(100)는 다수의 디지털데이터신호를 각각의 반송주파수로 변조하고 각각의 송신전력제어신호에 의해 이 변조된 신호를 이득 조절하여 다수의 전송신호를 출력하는 다중전송신호처리부(101)와; 상기 다수의 전송신호를 안테나(104)를 통해 외부로 송출할 수 있도록 증폭시켜 고주파무선신호를 출력하는 선형증폭부(102)와; 모니터링 등의 용도로 사용하기 위해 상기 고주파무선신호 중 일부의 신호만을 추출하여 고주파추출신호를 출력하는 커플러(103)와; 상기 고주파무선신호를 송출하는 안테나(104)로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 주파수다운부(210)는 고주파추출신호를 입력받아 이득 조절하여 고주파조절신호를 출력하는 제1이득조절부(211)와; 국부발진기(213)에서 출력된 국부발진주파수신호와 상기 고주파조절신호를 혼합하여 주파수 대역이 낮은 저주파신호를 출력하는 주파수혼합기(212)와; 상기 저주파신호를 입력받아 이득 조절하여 저주파조절신호를 출력하는 제2이득조절부(214)로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 디지털신호처리부(230)는 디지털샘플신호의 불필요한 하모닉스 성분을 제거하여 디지털저역신호를 출력하는 디지털저역필터(231)와; 디지털국부발진기(233)에서 출력된 디지털국부발진주파수신호와 상기 디지털저역신호를 혼합하여 기저대역 신호인 디지털기저대역신호를 출력하는 디지털주파수혼합기(232)와; 상기 디지털기저대역신호와 상기 다수의 디지털데이터신호를 상관 분석하여 하나의 디지털추출신호를 출력하는 상관기(234)로 구성된 것으로, 이와 같이 구성한 본 발명의 동작을 설명한다.

다중전송신호처리부(101)는 다수의 디지털데이터신호를 각각의 반송주파수로 변조하여 다수의 전송신호를 출력한다.

다중전송신호처리부(101)에서 출력된 다수의 전송신호는 선형증폭부(102)에서 증폭되고 커플러(103)를 거친 후 안테나(104)를 통해 송출된다.

다수의 전송신호가 선형증폭부(102)에서 증폭된 고주파무선신호는 커플러(103)를 통해 일부의 신호가 추출되어 고주파추출신호가 된다.

이 고주파추출신호는 제1이득조절부(211)에서 이득이 조절되고 주파수혼합기(212)에 입력된다. 주파수혼합기(212)에 입력된 고주파추출신호는 국부발진기(213)에서 출력된 국부발진주파수신호와 혼합되어 주파수 대역이 낮은 저주파신호가 된다. 여기서, 국부발진기(213)는 위상고정루프(PLL : Phase Locked Loop)를 사용하여 출력되는 국부발진주파수신호를 안정화시킨다.

이 저주파신호는 제2이득조절부(214)에서 다시 이득이 조절되고 아날로그/디지털변환부(220)에서 샘플링되어 디지털샘플신호가 된다.

이 디지털샘플신호는 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 주기적인 신호 형태를 보인다. 여기서, 도 3의 (a)~(d)에서 빗금친 부분은 제어하고자 하는 신호 성분을나타낸 것이다.

이 디지털샘플신호는 디지털저역필터(231)에서 불필요한 하모닉스 성분이 제거되어 디지털저역신호가 된다. 이를 도시하면 도 3의 (b)와 같다.

디지털주파수혼합기(232)에 입력된 디지털저역신호는 디지털국부발진기(233)에서 출력된 디지털국부주파수신호와 혼합되어 디지털기저대역신호가 된다. 이를 도시하면 도 3의 (c)와 같다. 여기서, 디지털국부발진기(233)는 수치 제어 발진기(Numerically Controlled Oscillator)를 통해 디지털국부주파수신호를 출력한다.

상관기(234)는 상기 디지털기저대역신호를 입력받아 상기 다중전송신호처리부(101)에서 출력된 다수의 디지털데이터신호와 상관 분석하여 원하는 신호 성분인 디지털추출신호를 송신전력추정부(240)측으로 출력한다. 이 디지털추출신호를 도시하면 도 3의 (d)와 같다.

상기 송신전력추정부(240)는 이 디지털추출신호를 입력받아 그에 대응한 전력을 측정하여 상기 다중전송신호처리부측으로 송신전력제어신호를 출력한다.

상기 다중전송신호처리부(101)는 이 송신전력제어신호를 입력받아 그에 대응한 전송신호의 이득을 조절하는 변수로 사용한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 다 채널 전송장치에서 각 전송 신호에 대해 송신 전력을 디지털신호처리 장치를 통해 측정함으로써 각 신호 성분별 송신 전력 측정 장치를 증가시키지 않으므로 저렴한 비용으로 통신 시스템을구현할 수 있는 효과가 있다.

또 다른 효과로, 신호 성분 선택과정이 필터 등을 사용하지 않고 디지털신호처리 장치를 사용함으로써 측정하고자 하는 주파수 대역의 신호를 선택하여 제어할 수 있는 효과가 있다.

또 다른 효과로, 디지털신호처리 장치를 하나의 칩으로 구현이 가능함에 따라 제품의 설계시 소형 경량화가 가능한 효과가 있다.

또 다른 효과로, 디지털 혼합기의 디지털국부발진주파수신호를 수치 제어 발진기(Numerically Controlled Oscillator)를 통해 제어함으로써 디지털국부발진기의 오차 요소를 줄인 효과가 있다.

Claims (5)

1. 다수의 디지털데이터신호를 각각의 반송주파수로 변조하고 각각의 송신전력제어신호에 의해 이 변조된 신호를 이득 조절하여 고주파무선신호를 송출하는 무선주파수송신부와; 상기 고주파무선신호를 커플러를 통해 추출한 고주파추출신호와 국부발진기에서 출력된 국부발진주파수신호를 혼합하여 주파수 대역이 낮은 저주파조절신호를 출력하는 주파수다운부와; 상기 저주파신호를 샘플링하여 디지털샘플신호를 출력하는 아날로그/디지털변환부와; 상기 디지털샘플신호를 입력받아 신호 처리하여 하나의 디지털추출신호를 출력하는 디지털신호처리부와; 상기 하나의 디지털추출신호를 입력받아 송신 전력을 추정하여 그에 대응한 상기 송신전력제어신호를 출력하는 송신전력추정부로 구성된 것을 특징으로 하는 이동 통신 시스템의 송신 전력 측정 및 제어 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 무선주파수송신부는 다수의 디지털데이터신호를 각각의 반송주파수로 변조하고 각각의 송신전력제어신호에 의해 이 변조된 신호를 이득 조절하여 다수의 전송신호를 출력하는 다중전송신호처리부와; 상기 다수의 전송신호를 안테나를 통해 외부로 송출할 수 있도록 증폭시켜 고주파무선신호를 출력하는 선형증폭부와; 모니터링 등의 용도로 사용하기 위해 상기 고주파무선신호 중 일부의 신호만을 추출하여 고주파추출신호를 출력하는 커플러와; 상기 고주파무선신호를 송출하는 안테나로 구성된 것을 특징으로 하는 이동 통신 시스템의 송신 전력측정 및 제어 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 주파수다운부는 고주파추출신호를 입력받아 이득 조절하여 고주파조절신호를 출력하는 제1이득조절부와; 국부발진기에서 출력된 국부발진주파수신호와 상기 고주파조절신호를 혼합하여 주파수 대역이 낮은 저주파신호를 출력하는 주파수혼합기와; 상기 저주파신호를 입력받아 이득 조절하여 저주파조절신호를 출력하는 제2이득조절부로 구성된 것을 특징으로 하는 이동 통신 시스템의 송신 전력 측정 및 제어 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 디지털신호처리부는 디지털샘플신호의 불필요한 하모닉스 성분을 제거하여 디지털저역신호를 출력하는 디지털저역필터와; 디지털국부발진기에서 출력된 디지털국부발진주파수신호와 상기 디지털저역신호를 혼합하여 기저대역 신호인 디지털기저대역신호를 출력하는 디지털주파수혼합기와; 상기 디지털기저대역신호와 상기 다수의 디지털데이터신호를 상관 분석하여 하나의 디지털추출신호를 출력하는 상관기로 구성된 것을 특징으로 하는 이동 통신 시스템의 송신 전력 측정 및 제어 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 디지털국부발진기는 수치 제어 발진기를 사용하여 주파수의 변동에 따른 디지털국부발진주파수의 오차를 줄인 것을 특징으로 하는 이동 통신 시스템의 송신 전력 측정 및 제어 장치.