KR20030046614A - 이동 통신 단말기에서 선형 자동 이득 제어를 위한 선형화장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

이동 통신 단말기에서 선형 자동 이득 제어를 위한 선형화장치 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동 통신 단말기 시스템에 관한 것으로서, 특히 제1 개수의 입력 레벨들을 제2 개수의 엔트리 구간들로 분할하고, 상기 엔트리 구간들 각각에 대한 슬로프 값을 저장한 슬로프 테이블을 구비하여, 상기 제2 개수의 비트들로 구성된 입력 레벨 제어 신호가 입력되면 해당 엔트리 구간과 상기 해당 엔트리 구간에서 해당 위치 값을 검출한 후, 미리 설정한 초기값이 존재하는 엔트리 구간의 슬로프 값부터 상기 해당 엔트리 구간까지의 슬로프 값을 엔트리 구간 크기값과 각각 해상도를 고려하여 순차적으로 곱한 값을 상기 초기값과 가산하여 상기 해당 엔트리 구간의 임계값을 검출하고, 상기 검출한 해당 엔트리 구간의 임계값과, 상기 해당 엔트리 구간의 슬로프 값을 해상도를 고려하여 상기 해당 위치 값과 곱한 값을 가산하여 출력 레벨 제어 신호로 생성한다.

Description

이동 통신 단말기에서 선형 자동 이득 제어를 위한 선형화 장치 및 그 제어 방법{LINEARIZER APPARATUS FOR LINEAR AUTOMATIC GAIN CONTROL APPARATUS IN MOBILE COMMUNICATION TERMINAL AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 이동 통신 단말기 시스템에 관한 것으로서, 특히 메모리 용량을최소화시키는 선형 자동 이득 제어를 위한 선형화 장치 및 방법에 관한 것이다.
이동 통신 단말기(mobile communication terminal)는 송수신되는 무선 주파수(RF: Radio Signal) 신호를 처리하는 송신기(transmitter) 및 수신기(receiver) 구조에 있어서 소정 제어 신호(control signal)에 따라 상기 송신기기에서 송신할 신호 및 상기 수신기를 통해 수신되는 신호에 대한 증폭 이득(gain)을 가변적으로 하는 가변 이득 증폭기를 포함한다. 그리고, 상기 제어신호는 상기 이동 통신 단말기의 주제어기(main controller) 등과 같은 제어 프로세서(processor)에서 제공되며, 상기 제어 신호에 따라 상기 가변 이득 증폭기가 상기 송신 혹은 수신되는 무선 주파수 신호의 증폭 이득을 가변적으로 제어하는 방법을 "자동 이득 제어(AGC: Auto Gain Control)" 방법이라고 한다. 상기 자동 이득 제어 방법이 적용된 이동 통신 단말기의 송수신기 내부 구조를 도 1을 참조하여 설명하기로 한다.
상기 도 1은 선형 자동 이득 제어를 위한 선형화 장치를 구비하는 통상적인 이동 통신 단말기의 송수신기 내부 구조를 도시한 블록도이다.
첫 번째로, 상기 도 1에 도시되어 있는 이동 통신 단말기 구조에서 송신기 구조를 먼저 설명하기로 한다.
상기 이동 통신 단말기에서 에어(air)상으로 송신하고자 하는 송신 신호(디지털 신호)가 발생하면, 상기 송신할 디지털 송신 신호가 기저대역 아날로그(BBA: Base Band Analog) 프로세서(103)로 출력된다. 상기 기저대역 아날로그 프로세서(103)는 상기 입력되는 디지털 송신 신호를 중간 주파수(IF: Intermediate Frequency) 대역 아날로그 신호로 변환한 후, 그 변환된 중간 주파수 대역 아날로그 신호를 송신 증폭기(TX AMP: TX AMPlifier)(105)로 출력한다. 그러면 상기 송신 증폭기(105)는 상기 기저대역 아날로그 프로세서(103)에서 출력한 아날로그 신호를 자동 이득 제어 신호에 의해 제어된 증폭 이득으로 증폭한 후 송신 믹서(TX MIXER)(113)로 출력한다.
여기서, 상기 송신 증폭기(105)는 일반적인 증폭기 증폭 이득 특성상 상기 송신 증폭기(105)로 입력되는 자동 이득 제어 신호의 레벨이 증가함에 따라서 상기 송신 증폭기(105)에서 고정된 레벨의 입력 신호에 대해 출력되는 출력 신호의 증폭된 출력 레벨이 선형적으로 증가되지 않는다. 즉, 상기에서 설명한 바와 같이 고정된 레벨의 입력 신호에 대해 상기 송신 증폭기(105)의 상기 입력 자동 이득 제어 신호의 레벨이 선형적으로 변화하더라도, 상기 송신 증폭기(105)의 출력 신호의 증폭된 출력 레벨이 선형적으로 변화하지 않는 이유는 상기 송신 증폭기(105) 자체의 증폭 이득 특성이 정확한 선형성(linearity)을 가지지 못하기 때문이다. 물론 상기 송신 증폭기(105)를 그 자체의 증폭 이득 특성이 매우 선형적인, 즉 증폭 이득 특성이 매우 우수한 증폭기로 선택하여 사용할 경우에는 상기 입력 자동 이득 제어 신호의 레벨 변화에 따라서 출력 신호의 출력 레벨 변화가 선형적으로 유지될 수도 있다. 그러나, 상기 증폭 이득 특성의 선형성이 매우 우수한 증폭기는 그 소자(device) 비용면에서 단가가 높아 일반적인 이동 통신 단말기 생산 단가에 부적합하여 일반적으로 사용되고 있지 않다. 이런 문제로 인해서, 상기 송신 증폭기(105)의 입력 자동 이득 제어 신호의 레벨 변화에 따른 송신 증폭기(105)의 입력 신호에 대한 출력 신호의 출력 이득의 선형성을 유지시키기 위해서 상기 송신증폭기(105)에 입력 자동 이득 제어 신호에 대해 선형화기(110)를 통해 신호의 왜곡(distortion)을 수행하고, 상기 선형화기(110)에 의해 상기 송신 증폭기(105)의 입력 신호에 대한 출력 신호의 출력 이득의 선형성을 유지시키게 된다. 여기서, 상기 송신 증폭기(105)에 대한 자동 이득 제어는 선형 자동 이득 제어(Linear AGC)이다.
상기 송신 증폭기(105)에 대한 선형 자동 이득 제어는 송신 증폭기(TX AMP) 선형화기(110)에 의해 수행되는데 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 이동 통신 단말기의 주제어기(도시하지 않았음, 일반적으로 "main controller")는 상기에서 설명한 바와 같이 송신할 디지털 송신 신호가 발생하면 상기 송신 증폭기 선형화기(110)로 송신 증폭기 자동 이득 제어신호를 출력한다. 여기서, 상기 송신 증폭기 제어신호는 상기 디지털 송신 신호의 전력 레벨(power level)에 상응하여 생성된다. 즉 상기 송신 증폭기(105)에서 출력하는 출력 신호의 출력 레벨 증가를 선형적으로 획득하기 위해서 상기 발생된 증폭기 자동 이득 제어 신호는 상기 송신 증폭기 선형화기(110)를 통하는 신호에 왜곡을 주게 된다. 여기서, 상기 송신 증폭기 선형화기(110)에서 발생하는 선형 자동 이득 제어 신호를 "제1 선형 자동 이득 제어 신호"라 칭하기로 하며, 결국 상기 제1 선형 자동 이득 제어 신호는 상기 송신 증폭기(105)로 입력되는 입력 신호(상기 디지털 송신 신호를 기저대역 아날로그 프로세서(103)에서 IF 대역으로 아날로그 변환한 신호)를 상기 송신 증폭기(105)에 대한 증폭 이득 특성의 선형성을 유지시키기 위해 일부러 왜곡(distortion)한 신호가 되는 것이다. 상기 송신 증폭기선형화기(110)에서 발생한 제1 선형 자동 이득 제어 신호는 펄스폭 변조기(PDM: Pulse Duration Modulation)(121)로 입력되고, 상기 펄스폭 변조기(121)는 상기 제1 선형 자동 이득 제어 신호를 펄스폭 변조한 후 상기 송신 증폭기(105)로 출력한다.
그러면 상기 송신 증폭기(105)는 상기 제1 선형 자동 이득 제어 신호에 의해 제어되어 상기 기저대역 아날로그 프로세서(103)에서 출력한 송신 중간 주파수 신호를 증폭한 후 상기 송신 믹서(113)로 출력한다. 상기 송신 믹서(113)는 상기 송신 증폭기(105)에서 출력한 신호와 발진기(oscillator)(114)에서 발진한 주파수와 믹싱한 후 전력 증폭기(PA: Power Amplifier)(106)로 출력한다. 여기서, 상기 송신 믹서(113)는 상기 중간 주파수대의 신호를 실제 에어(air)상에서 전송되는 무선 주파수로 주파수 상향 변환(frequency up converting)하는 것이다. 상기 전력 증폭기(106)는 상기 송신 믹서(113)에서 출력한 신호를 해당 증폭 이득으로 증폭한 후 듀플렉서(duplexer)(104)로 출력한다.
여기서, 상기 전력 증폭기(106) 역시 일반적인 증폭기 증폭 이득 특성상 상기 전력 증폭기(106)로 입력되는 자동 이득 제어 신호의 레벨이 증가함에 따라서 상기 전력 증폭기(106)에서 출력되는 출력 신호의 출력 레벨이 선형적으로 증가되지 않는다. 즉, 상기에서 설명한 바와 같이 상기 전력 증폭기(106)의 상기 입력 자동 이득 제어 신호의 레벨이 선형적으로 변화하더라도, 상기 전력 증폭기(106)의 출력 신호의 증폭된 출력 레벨이 선형적으로 변화하지 않는 이유는 상기 전력 증폭기(106) 자체의 증폭 이득 특성이 정확한 선형성(linearity)을 가지지 못하기 때문이다. 물론 상기 전력 증폭기(106) 역시도 그 자체의 증폭 이득 특성이 매우 선형적인, 즉 증폭 이득 특성이 매우 우수한 증폭기로 선택하여 사용할 경우에는 상기 자동 이득 제어 신호의 레벨 증가에 따라서 출력 신호의 출력 이득의 출력 레벨 증가가 선형적으로 유지될 수도 있다. 그러나, 상기 증폭 이득 특성의 선형성이 매우 우수한 증폭기는 상기에서 설명한 바와 같이 그 소자(device) 비용면에서 단가가 높아 일반적인 이동 통신 단말기 생산 단가에 부적합하여 일반적으로 사용되고 있지 않다. 이런 문제로 인해서, 상기 전력 증폭기(106)의 입력 자동 이득 제어 신호의 레벨 변화에 따른 전력 증폭기(106)의 입력 신호에 대한 출력 신호의 출력 이득의 선형성을 유지시키기 위해서 상기 전력 증폭기(106)에 입력 자동 이득 제어 신호에 대해 선형화기(112)를 통해 신호의 왜곡을 수행하고, 상기 선형화기(112)에 따라서 상기 전력 증폭기(106)의 입력 신호에 대한 출력 신호의 출력 이득의 선형성을 유지시키게 된다. 여기서, 상기 전력 증폭기(106)에 대한 자동 이득 제어는 선형 자동 이득 제어(Linear AGC)이다.
상기 전력 증폭기(106)에 대한 선형 자동 이득 제어는 전력 증폭기(PA) 선형화기(112)에 의해 수행되는데 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 이동 통신 단말기의 주제어기는 상기 전력 증폭기(106)에서 증폭할 신호가 발생됨을 감지하면, 상기 전력 증폭기 선형화기(112)로 전력 증폭기 자동 이득 제어신호를 출력한다. 여기서, 상기 전력 증폭기 제어신호는 상기 전력 증폭기(106)로 입력되는 신호의 전력 레벨(power level)에 상응하여 생성된다. 즉 전력 증폭기(106)로 입력되는 자동 이득 제어 신호의 증가에 따라서 상기 전력 증폭기(106)에서 출력하는 출력 신호의 출력 레벨 증가를 선형적으로 획득하기 위해서, 상기 증폭기 자동 이득 제어 신호는 상기 전력 증폭기 선형화기(112)를 통해 신호의 왜곡을 주게 된다. 여기서, 상기 전력 증폭기 선형화기(112)에서 발생하는 선형 자동 이득 제어 신호를 "제2 선형 자동 이득 제어 신호"라 칭하기로 하며, 결국 상기 제2 선형 자동 이득 제어 신호는 상기 전력 증폭기(106)로 입력되는 입력 신호(상기 송신 믹서(113)에서 출력되는 신호)를 상기 전력 증폭기(106)에 대한 증폭 이득 특성의 선형성을 유지시키기 위해 일부러 왜곡(distortion)한 신호가 되는 것이다. 상기 전력 증폭기 선형화기(112)에서 발생한 제2 선형 자동 이득 제어 신호는 펄스폭 변조기(122)로 입력되고, 상기 펄스폭 변조기(122)는 상기 제2 선형 자동 이득 제어 신호를 펄스폭 변조한 후 상기 전력 증폭기(106)로 출력한다.
그러면 상기 전력 증폭기(106)는 상기 제2 선형 자동 이득 제어 신호에 의해 제어되어 상기 송신 믹서(113)에서 출력한 신호를 증폭한 후 상기 듀플렉서(104)로 출력한다. 상기 듀플렉서(104)는 상기 전력 증폭기(106)에서 출력한 신호를 듀플렉싱하여 안테나(ANTENNA)(116)를 통해 에어상으로 송신한다.
두 번째로, 상기 도 1에 도시되어 있는 이동 통신 단말기 구조에서 수신기 구조를 설명하기로 한다.
상기 안테나(116)를 통해 에어상으로부터 무선 주파수 신호가 수신되면, 상기 안테나(116)를 통해 수신된 무선 주파수 신호는 상기 듀플렉서(104)로 출력된다. 상기 듀플렉서(104)는 상기 안테나(116)로부터 출력된 신호를 입력한 후 듀플렉싱하여 저잡음 증폭기(LNA: Low Noise Amplifier)(101)로 출력한다. 상기 저잡음증폭기(101)는 상기 듀플렉서(104)에서 출력한 신호를 입력하여 해당 증폭 이득으로 저잡음 증폭한 후 그 저잡음 증폭된 신호를 수신 믹서(115)로 출력한다.
여기서, 상기 저잡음 증폭기(101) 역시 일반적인 증폭기 증폭 이득 특성상 상기 저잡음 증폭기(101)로 입력되는 자동 이득 제어 신호의 레벨이 증가함에 따라서 상기 저잡음 증폭기(101)에서 출력되는 출력 신호의 출력 레벨이 선형적으로 증가되지 않는다. 즉, 상기에서 설명한 바와 같이 상기 저잡음 증폭기(101)의 상기 입력 자동 이득 제어 신호의 레벨이 선형적으로 변화하더라도, 고정된 레벨의 입력 신호에 대해 상기 저잡음 증폭기(101)의 출력 신호의 증폭된 출력 레벨이 선형적으로 변화하지 않는 이유는 상기 저잡음 증폭기(101) 자체의 증폭 이득 특성이 정확한 선형성(linearity)을 가지지 못하기 때문이다. 물론 상기 저잡음 증폭기(101) 역시 그 자체의 증폭 이득 특성이 매우 선형적인, 즉 증폭 이득 특성이 매우 우수한 증폭기로 선택하여 사용할 경우에는 상기 자동 이득 제어 신호의 레벨 증가에 따라서 출력 신호의 출력 레벨 증가가 선형적으로 유지될 수도 있다. 그러나, 상기 증폭 이득 특성의 선형성이 매우 우수한 증폭기는 그 소자(device) 비용면에서 단가가 높아 일반적인 이동 통신 단말기 생산 단가에 부적합하여 일반적으로 사용되고 있지 않다. 이런 문제로 인해서, 상기 저잡음 증폭기(101)의 입력 자동 이득 제어 신호의 레벨 변화에 따른 저잡음 증폭기(101)의 입력 신호에 대한 출력 신호의 출력 이득의 선형성을 유지시키기 위해서 상기 저잡음 증폭기(101)에 입력 자동 이득 제어 신호에 대해 선형화기(108)를 통해 신호의 왜곡(distortion)을 수행하고, 상기 선형화기(108)에 따라서 상기 저잡음 증폭기(101)의 입력 신호에 대한 출력신호의 출력 이득의 선형성을 유지시키게 된다. 여기서, 상기 저잡음 증폭기(101)에 대한 자동 이득 제어는 선형 자동 이득 제어(Linear AGC)이다.
상기 저잡음 증폭기(101)에 대한 선형 자동 이득 제어는 저잡음 증폭기(LNA) 선형화기(108)에 의해 수행되는데 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 이동 통신 단말기의 주제어기가 상기 저잡음 증폭기(101)로 신호가 입력됨을 감지하면 상기 저잡음 증폭기 선형화기(108)로 저잡음 증폭기 자동이득 제어신호를 출력한다. 여기서, 상기 저잡음 증폭기 제어신호는 상기 저잡음 증폭기(101)로 입력되는 신호의 전력 레벨(power level)에 상응하여 생성된다. 즉 상기 저잡음 증폭기(101)에서 출력하는 출력 신호의 출력 레벨 증가를 선형적으로 획득하기 위해서 상기 발생된 증폭기 자동이득 제어신호는 상기 저잡음 증폭기 선형화기(108)를 통해 신호의 왜곡을 주게 된다. 여기서, 상기 저잡음 증폭기 선형화기(108)에서 발생하는 선형 자동 이득 제어 신호를 제3 선형 자동 이득 제어 신호라 칭하기로 하며, 결국 상기 제3 선형 자동 이득 제어 신호는 상기 저잡음 증폭기(101)로 입력되는 입력 신호(상기 듀플렉서(104)에서 출력되는 신호)를 상기 저잡음 증폭기(101)에 대한 증폭 이득 특성의 선형성을 유지시키기 위해 일부러 왜곡(distortion)한 신호가 되는 것이다. 상기 저잡음 증폭기 선형화기(108)에서 발생한 제3 선형 자동 이득 제어 신호는 펄스폭 변조기(123)로 입력되고, 상기 펄스폭 변조기(123)는 상기 제3 선형 자동 이득 제어 신호를 펄스폭 변조한 후 상기 저잡음 증폭기(101)로 출력한다.
그러면 상기 저잡음 증폭기(101)는 상기 제3 선형 자동 이득 제어 신호에 의해 제어되어 상기 듀플렉서(104)에서 출력한 신호를 증폭한 후 상기 수신 믹서(115)로 출력한다. 상기 수신 믹서(115)는 상기 저잡음 증폭기(101)에서 출력한 신호를 상기 발진기(114)에서 발진한 주파수와 믹싱한 후 수신 증폭기(RX AMP)(102)로 출력한다. 여기서, 상기 수신 믹서(115)는 상기 에어상으로부터 수신된 실제 무선 주파수대의 신호를 중간 주파수 대역으로 주파수 하향 변환(frequency down converting)하는 것이다. 그리고 상기 수신 증폭기(102)는 상기 수신 믹서(115)에서 출력한 신호를 미리 설정되어 있는 설정 이득으로 증폭한 후 상기 기저대역 아날로그 프로세서(103)로 출력한다.
여기서, 상기 수신 증폭기(102) 역시 일반적인 증폭기 증폭 이득 특성상 상기 수신 증폭기(102)로 입력되는 자동 이득 제어 신호의 레벨이 증가함에 따라서 상기 수신 증폭기(102)에서 출력되는 출력 신호의 출력 레벨이 선형적으로 증가되지 않는다. 즉, 상기에서 설명한 바와 같이 상기 수신 증폭기(102)의 상기 입력 자동 이득 제어 신호의 레벨이 선형적으로 변화하더라도, 고정된 레벨의 입력 신호에 대해 상기 수신 증폭기(102)의 출력 신호의 증폭된 출력 레벨이 선형적으로 변화하지 않는 이유는 상기 수신 증폭기(102) 자체의 증폭 이득 특성이 정확한 선형성(linearity)을 가지지 못하기 때문이다. 물론 상기 수신 증폭기(102) 역시 그 자체의 증폭 이득 특성이 매우 선형적인, 즉 증폭 이득 특성이 매우 우수한 증폭기로 선택하여 사용할 경우에는 상기 자동 이득 제어 신호의 레벨 증가에 따라서 출력 신호의 출력 레벨 증가가 선형적으로 유지될 수도 있다. 그러나, 상기 증폭 이득 특성의 선형성이 매우 우수한 증폭기는 그 소자(device) 비용면에서 단가가높아 일반적인 이동 통신 단말기 생산 단가에 부적합하여 일반적으로 사용되고 있지 않다. 이런 문제로 인해서, 상기 수신 증폭기(102)의 입력 자동 이득 제어 신호의 레벨 변화에 따른 수신 증폭기(102)의 입력 신호에 대한 출력 신호의 출력 이득의 선형성을 유지시키기 위해서 상기 수신 증폭기(102)에 입력 자동 이득 제어 신호에 대해 선형화기(109)를 통해 신호의 왜곡(distortion)을 수행하고, 상기선형화기(109)에 따라서 상기 수신 증폭기(102)의 입력 신호에 대한 출력 신호의 출력 이득의 선형성을 유지시키게 된다. 여기서, 상기 수신 증폭기(102)에 대한 자동 이득 제어는 선형 자동 이득 제어(Linear AGC)이다.
상기 수신 증폭기(102)에 대한 선형 자동 이득 제어는 수신 증폭기(RX AMP) 선형화기(109)에 의해 수행되는데 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 이동 통신 단말기의 주제어기는 상기 수신 증폭기(102)로 신호가 입력됨을 감지하면 상기 수신 증폭기 선형화기(109)로 수신 증폭기 자동이득 제어신호를 출력한다. 여기서, 상기 수신 증폭기 제어신호는 상기 수신 증폭기(102)로 입력되는 신호의 전력 레벨(power level)에 상응하여 생성된다. 즉 상기 수신 증폭기(102)에서 출력하는 출력 신호의 출력 레벨 증가를 선형적으로 획득하기 위해서 상기 발생된 증폭기 자동이득 제어신호는 상기 수신 증폭기 선형화기(109)를 통해 신호의 왜곡을 주게 된다. 여기서, 상기 수신 증폭기 선형화기(109)에서 발생하는 선형 자동 이득 제어 신호를 제4 선형 자동 이득 제어 신호라 칭하기로 하며, 결국 상기 제4 선형 자동 이득 제어 신호는 상기 수신 증폭기(102)로 입력되는 입력 신호(상기 수신 믹서(115)에서 출력되는 신호)를 상기 수신 증폭기(102)에 대한 증폭이득 특성의 선형성을 유지시키기 위해 일부러 왜곡(distortion)한 신호가 되는 것이다. 상기 수신 증폭기 선형화기(109)에서 발생한 제4 선형 자동 이득 제어 신호는 펄스폭 변조기(124)로 입력되고, 상기 펄스폭 변조기(124)는 상기 제4 선형 자동 이득 제어 신호를 펄스폭 변조한 후 상기 수신 증폭기(102)로 출력한다.
그러면 상기 수신 증폭기(102)는 상기 제4 선형 자동 이득 제어 신호에 의해 제어되어 상기 수신 믹서(115)에서 출력한 신호를 증폭한 후 상기 기저대역 아날로그 프로세서(103)로 출력한다. 상기 기저대역 아날로그 프로세서(103)는 상기 수신 증폭기(102)에서 출력한 신호, 즉 아날로그 형태의 신호를 디지털 변환한 후 출력한다.
상기 도 1에서 설명한 펄스폭 변조기들(121),(122),(123),(124)과, 상기 펄스폭 변조기들(121),(122),(123),(124)각각에 대응되는 선형화기들, 즉 상기 펄스폭 변조기(121)에 대응되는 송신 증폭기 선형화기(110)와, 상기 펄스폭 변조기(122)에 대응되는 전력 증폭기 선형화기(112)와, 상기 펄스폭 변조기(123)에 대응되는 저잡음 증폭기 선형화기(108)와, 상기 펄스폭 변조기(124)에 대응되는 수신 증폭기 선형화기(109)는 하나의 디지털(digital) 변복조기(MODEM)(107) 형태로 구현된다. 또한 상기 송신 증폭기 선형화기(110)와, 전력 증폭기 선형화기(112)와, 저잡음 증폭기 선형화기(108)와, 수신 증폭기 선형화기(109)는 디지털 전치 왜곡 선형화기 형태이다.
상기 도 1에서는 선형 자동 이득 제어를 위한 선형화 장치를 적용하는 통상적인 이동 통신 단말기의 송수신기 내부 구조를 설명하였는데, 상기 도 1에서 설명한 각각의 선형화기들, 즉 저잡음 증폭기 선형화기(108)와, 수신 증폭기 선형화기(109)와, 송신 증폭기 선형화기(110) 및 전력 증폭기 선형화기(112)들은 각각의 입력 제어 신호와 출력 제어 신호의 형태만이 상이할 뿐 상기 입력 제어신호에 따라서 해당하는 출력 제어 신호를 생성해내는 형태는 동일하다. 그러므로 상기 선형화기들에서 입력 제어 신호에 따라서 출력 제어 신호를 발생하는 구조를 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.
상기 도 2는 통상적인 선형 자동 이득 제어를 위한 선형화 장치 내부 구성을 도시한 블록도이다.
상기 도 2를 설명하기에 앞서, 상기 송신 증폭기 선형화기(110)와, 전력 증폭기 선형화기(112)와, 저잡음 증폭기 선형화기(108)와, 수신 증폭기 선형화기(109) 모두는 직접 룩업 테이블(lookup table)로도 구현하는 것이 가능하다. 상기 룩업 테이블이라 함은 상기 송신 증폭기 선형화기(110)와, 전력 증폭기 선형화기(112)와, 저잡음 증폭기 선형화기(108)와, 수신 증폭기 선형화기(109) 각각에 입력되는 입력 레벨 제어 신호의 입력 레벨이 일 예로 n개라고 할 경우, 상기 n개의 입력 레벨들 각각에 상응하게 n개의 엔트리(entry)들을 구비하여 상기 n개의 엔트리들 각각에 해당하는 출력 레벨을 설정하여 저장한 테이블을 의미한다. 그러나 상기 룩업 테이블을 직접 구비할 경우 상기에서 설명한 바와 같이 n개의 입력 레벨들 각각에 대응하는 n개의 엔트리들을 구비하여야만 하기 때문에 상기 룩업 테이블을 저장하기 위한 메모리(memory) 용량이 큰 형태가 되므로 바람직한 형태가 아니다. 그래서 하기에서 설명할 도 2와 같이 상기 n개의 입력 레벨들을 각각에 대해서 일대일로 엔트리를 구비하지 않고 상기 n개의 입력 레벨들을 소정 개수, 일 예로 k개의 구간으로 나누어 상기 k개의 구간별로 엔트리를 구비하도록 한다.
상기 송신 증폭기 선형화기(110)와, 전력 증폭기 선형화기(112)와, 저잡음 증폭기 선형화기(108)와, 수신 증폭기 선형화기(109)들 각각이 상기 선형 자동 이득 제어를 위한 선형화 장치가 되는 것이며, 상기 선형 자동 이득 제어 장치의 일 예를 상기 저잡음 증폭기 선형화기(108)로 하여 상기 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.
상기 도 2를 참조하면, 먼저 상기 저잡음 증폭기(101)로 신호가 입력되면 상기 이동 통신 단말기의 주제어기는 상기 저잡음 증폭기(101)로 입력되는 신호의 전력 레벨에 상응한 입력 레벨 자동 이득 제어 신호, 즉 저잡음 증폭기 자동 이득 제어 신호(108)를 상기 저잡음 증폭기 선형화기(108)로 출력한다. 여기서, 상기 입력 레벨 자동 이득 제어 신호는 상기 도 1에서 설명한 주제어기에서 각각의 선형화기들로 제공하는 자동 이득 제어 신호들, 즉 저잡음 증폭기 선형화기(108)로 제공하는 저잡음 증폭기 자동 이득 제어신호, 수신 증폭기 선형화기(109)로 제공하는 수신 증폭기 자동 이득 제어신호, 송신 증폭기 선형화기(110)로 제공하는 송신 증폭기 자동 이득 제어 신호, 전력 증폭기 선형화기(112)로 제공하는 전력 증폭기 자동 이득 제어신호와 같은 자동 이득 제어신호이다.
그리고 상기 입력 레벨 제어 신호, 즉 저잡음 증폭기 제어 신호는 소정 비트들, 상위 b 비트들은 엔트리(entry) 구간을 나타내며, 이때 2b는 k개의 엔트리가 되고, 상기 상위 b 비트들을 제외한 나머지 비트들은 상기 엔트리 구간에서 해당위치를 나타낸다. 여기서는 상기 저잡음 증폭기 제어 신호는 8비트 신호로 하고, 상기 b값을 4(b=4)로 하는 경우를 일 예로 하며, 그 중 상위 4비트는 엔트리 구간을 나타내므로 16(k=2b=24)개의 엔트리를 갖고, 나머지 하위 4비트는 상기 엔트리 구간에서 실제 해당 위치값이 된다. 그리고 상기 k개의 엔트리 구간들 각각의 첫 번째 위치에는 오프셋(offset) 값이 설정되어 있다. 여기서, 상기 오프셋 값이라 함은 상기 n개의 입력 레벨들을 상기 k개의 구간으로 나누었을 경우, 상기 각각의 구간들, 즉 k개의 엔트리 구간들 각각에서 첫 번째 위치의 위치값인 임계값이 된다.
상기와 같은 저잡음 증폭기 자동 이득 제어 신호가 입력되면 제어기(도시하지 않음)는 상기 8비트 구조의 저잡음 증폭기 자동 이득 제어 신호에서 상위 4비트들이 나타내는 엔트리 구간을 검출하고, 또한 하위 4비트들이 나타내는 상기 검출한 엔트리 구간에서의 실제 해당 위치를 검출한다. 그리고 상기 제어기는 상기 검출한 엔트리 구간을 가지고서 오프셋 테이블(offset table) 저장부(200)에 저장되어 있는 오프셋 테이블을 읽어 상기 검출한 엔트리 구간에 해당하는 오프셋 값을 검출하고, 또한 상기 검출한 엔트리 구간을 가지고서 슬로프 테이블(slope table) 저장부(201)에 저장되어 있는 슬로프 테이블을 읽어 상기 검출한 엔트리 구간에 해당하는 슬로프값을 검출한다. 여기서, 상기 오프셋 테이블 저장부(200) 및 슬로프 테이블 저장부(201)는 램(RAM: Random Access Memory) 형태로 구현되며, 상기 오프셋 테이블은 상기 k개의 엔트리 구간들 각각에 대한 오프셋 값을 저장하는 테이블이며, 슬로프 테이블은 상기 k개의 엔트리 구간들 각각에 대한 슬로프값을 저장하는 테이블이다.
상기 제어기의 제어에 따라 상기 오프셋 테이블 저장부(200)는 해당 엔트리 구간의 오프셋 값을 가산기(203)로 출력하고, 또한 상기 슬로프 테이블 저장부(201)는 해당 엔트리 구간의 슬로프 값을 곱셈기(202)로 출력한다. 상기 곱셈기(202)는 상기 슬로프 테이블 저장부(201)에서 출력한 슬로프 값과 상기 저잡음 증폭기 제어 신호의 하위 4비트값, 즉 해당 위치값을 곱한 후 해상도 결정기(204)로 출력한다.
상기 해상도 결정기(204)는 상기 곱셈기(202)에서 출력한 신호를 상수 c로 나누어주어 상기 출력한 해당 슬로프값의 해상도를 결정한 후 상기 가산기(203)로 출력한다. 여기서, 상기 해상도를 결정하기 위한 상수 c는 상기 슬로프값을 저장하는 레지스터(register)와 연관되어 생성된다. 상기 가산기(203)는 상기 오프셋 테이블 저장부(200)에서 출력한 오프셋 값과 상기 해상도 결정기(204)에서 출력한 신호를 가산하여 출력 레벨 자동 이득 제어 신호, 즉 제3 선형 자동 이득 제어 신호로 출력한다. 여기서, 상기 가산기(203)에서 출력하는 출력 레벨 제어 신호는 m개의 출력 레벨들을 가질 수 있다.
한편, 상기 도 2에서 설명한 선형 자동 이득 제어를 위한 선형화 장치의 동작 과정에 따른 알고리즘(algorithm)은 하기 수학식 1과 같이 표현 가능하다.
단, 상기 수학식 1에서;
Y(i,j): 출력 레벨 제어 신호
i: 입력 레벨 제어 신호의 최상위 b 비트 값 {0,1,2, … ,(k-1)}
j: 입력제어신호의 최상위 b 비트를 제외한 나머지 하위 비트 값 {0,1,2, … ,(n/k-1)}
k: 엔트리의 수 (k = 2b)
c: 슬로프 해상도를 결정하는 상수(슬로프 레지스터의 비트수와 연관됨)
O: 오프셋 레지스터 (m의 값에 따라 비트수가 결정)
S: 슬로프 레지스터 (c의 값과 연관하여 비트수가 결정)
n: 입력 레벨 제어 신호의 최대 입력 레벨들 개수
m: 출력 레벨 제어 신호의 최대 출력 레벨들 개수
결국 상기 도 2에서 설명한 선형 자동 이득 제어를 위한 선형화 장치의 동작 알고리즘은 n개의 입력 레벨들 각각에 대하여 일정 간격(n/k)으로 분할하여 생긴 k개의 엔트리들 각각에 오프셋 값을 저장하고, 각각의 해당 엔트리 구간의 오프셋 값을 기준으로 하며 상기 해당 엔트리 구간의 슬로프 값을 c로 나눈 값을 기울기로 갖는 직선으로 연결하는 알고리즘이다. 이런 알고리즘은 직접 룩업 테이블로 구성할 때 보다 회로 구성을 간단하게 하며, 상기 이동 통신 단말기에 저장되어야 할 정보 데이터량을 감소시키게 된다.
그런데, 상기 이동 통신 시스템(mobile communication system)이 급속하게 발전해 나감에 따라서 전세계적으로 상기 이동 통신 시스템을 사용하기 위한 다양한 표준 규격(standard-specification)들이 개발되고 있고, 또한 전세계 각국들은 상기 개발된 다양한 표준 규격들 중 자국의 무선 환경 및 개발 환경에 적합한 표준 규격을 선택하여 사용하고 있다. 일 예로 이동 통신 시스템에서 제3세대(3rd Generation) 이동 통신 시스템인 IMT-2000 시스템은 유럽과 일본이 주도하고 있는 광대역 코드 분할 다중 접속(WCDMA: Wide-band Code Division Multiple Access) 표준 규격과, 미국이 주도하고 있는 코드 분할 다중 접속 2000(CDMA2000: Code Division Multiple Access) 표준 규격과, 중국이 주도하고 있는 시분할-동기식 코드 분할 다중 접속(TD-SCDMA: Time Division- Synchronous Code Division Multiple Access) 표준 규격으로 3분화되어 발전하고 있는 추세에 있다.
그리고 상기와 같은 다중 표준 규격들 각각에는 그 통신 방식에 따라서 다수개의 채널들이 존재한다. 일 예로 현재 상용화중인 코드 분할 다중 접속 디지털 모드(digital mode)에 대해서는 정보통신부공고 제1996-6호에 의해 20개의 채널들이 할당되게 되어 있다. 만약에 상기 코드 분할 다중 접속 디지털 모드에 대해서 상기 이동 통신 단말기가 상기 선형 자동 이득 제어 장치를 사용할 경우는 상기 20개의 채널들 각각에 대한 선형 증폭 이득 특성을 위한 RAM 테이블 형태의 정보를 저장하고 있어야만 한다. 상기 20개의 채널들 각각에 대한 선형 증폭 이득 특성을 위한 정보는 상기 이동 통신 단말기의 EEPROM(Electrically Erasable and Programmable ROM)에 저장되며, 상기 선형 자동 이득 제어 장치가 그때 그때의 상황에 적응하도록 상기 EEPROM에 저장되어 있는 정보를 읽어 사용하게 된다. 그러므로 상기 EEPROM의 저장 용량은 상대적으로 적은 메모리 용량이 아니게 되며, 상기에서 설명한 바와 같이 3세대 이동 통신 시스템의 경우 다중 표준 규격들 각각이 현재 상용화되고 있는 상기 코드분할 다중 접속 디지털 모드에서보다 훨씬 더 많은 개수의 채널들을 할당하여 사용하기 때문에, 상기 증가된 채널들 각각에 대한 램 테이블을 구비하여야 하므로 상기 EEPROM 용량이 크게 증가하게 된다는 문제점이 있었다. 또한 하나 이상의 표준을 제공하는 듀얼 모드 이상의 단말기에서는 물론 더 많은 상기 EEPROM의 용량 증가뿐만 아니라 상기 선형 자동 이득 제어를 위한 선형화 장치 내부에 구비하고 있는 RAM의 용량 역시 증가하게 된다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 메모리 용량을 최소화시키는 선형 자동 이득 제어를 위한 선형화 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은; 제1 개수의 입력 레벨들을 제2 개수의 엔트리 구간들로 분할하고, 상기 엔트리 구간들 각각에 대한 슬로프 값을 저장한 슬로프 테이블을 구비하는 이동 통신 단말기에서 선형 자동 이득 제어 장치 제어 방법에 있어서, 상기 제2 개수의 비트들로 구성된 입력 레벨 제어 신호가 입력되면, 상기 입력 레벨 제어 신호의 상기 제2 개수의 비트들중 상위 제3 개수의 비트들 값을 읽어 해당 엔트리 구간을 검출하고, 상기 상위 제3 개수의 비트들을 제외한 하위 제4 개수의 비트들 값을 읽어 상기 해당 엔트리 구간에서 해당 위치 값을 검출하는 과정과, 상기 해당 엔트리 구간과 해당 위치 값을 검출한 후, 미리 설정한 초기값이 존재하는 엔트리 구간의 슬로프 값부터 상기 해당 엔트리 구간까지의 슬로프 값을 엔트리 구간 크기값과 각각 해상도를 고려하여 순차적으로 곱한 값을 상기 초기값과 가산하여 상기 해당 엔트리 구간의 임계값을 검출하는 과정과, 상기 해당 엔트리 구간의 임계값과, 상기 해당 엔트리 구간의 슬로프 값을 해상도를 고려하여 상기 해당 위치 값과 곱한 값을 가산하여 출력 레벨 제어 신호로 생성하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는; 제1 개수의 입력 레벨들을 제2 개수의 엔트리 구간들로 분할하고, 상기 엔트리 구간들 각각에 대한 슬로프 값을 저장한 슬로프 테이블을 구비하는, 이동 통신 단말기에서 선형 자동 이득 제어를 위한 선형화 장치에 있어서, 상기 제2 개수의 비트들로 구성된 입력 레벨 자동 이득 제어 신호가 입력되면, 상기 입력 레벨 자동 이득 제어 신호의 상기 제2 개수의 비트들중 상위 제3 개수의 비트들 값을 읽어 해당 엔트리 구간을 검출하고, 상기 상위 제3 개수의 비트들을 제외한 하위 제4 개수의 비트들 값을 읽어 상기 해당 엔트리 구간에서 해당 위치 값을 검출하며, 상기 입력 레벨 자동 이득 제어 신호가 입력되면 미리 설정한 초기값을 출력하도록 제어하는 제어기와, 상기 초기값이 존재하는 엔트리 구간의 슬로프 값부터 상기 해당 엔트리 구간까지의 슬로프 값을 엔트리 구간 크기값과 각각 해상도를 고려하여 순차적으로 곱한 값과 상기 초기값을 가산하여 상기 해당 엔트리 구간의 임계값을 검출하는 임계값 검출기와, 상기 임계값 검출기에서 출력한 해당 엔트리 구간의 임계값과, 상기 해당 엔트리 구간의 슬로프 값을 해상도를 고려하여 상기 해당 위치 값과 곱한 값을 가산하여 출력 레벨 제어 신호로 출력하는 출력 레벨 자동 이득 제어 신호 생성기를 포함함을 특징으로한다.
도 1은 선형 자동 이득 제어를 위한 선형화 장치를 구비하는 통상적인 이동 통신 단말기의 송수신기 내부 구조를 도시한 블록도
도 2는 통상적인 선형 자동 이득 제어를 위한 선형화 장치 내부 구성을 도시한 블록도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 자동 이득 제어를 위한 선형화 장치 내부 구성을 도시한 블록도
도 4는 도 3의 선형 자동 이득 제어를 위한 선형화 장치의 이득 특성 곡선을 도시한 그래프
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 선형 이득 자동 제어를 위한 선형화 장치 내부 구성을 도시한 블록도이다.
상기 도 3을 설명하기에 앞서, 상기 선형 이득 자동 제어를 위한 선형화 장치는 상기 도 1에서 설명한 바와 같은 이동 통신 단말기의 송수신기 구조에서 선형화기들 각각에 대한, 즉 송신 증폭기 선형화기(110)와, 전력 증폭기 선형화기(112)와, 저잡음 증폭기 선형화기(108)와, 수신 증폭기 선형화기(109)에 대한 공통 구조이며, 단지 입력 레벨 자동 이득 제어 신호와 출력 레벨 자동 이득 제어 신호가 다른 형태로 존재하는 것이다. 여기서 상기 입력 레벨 자동 이득 제어 신호는 상기 도 1에서 설명한 이동 통신 단말기의 주제어기에서 각각의 선형화기들로 제공하는 자동 이득 제어 신호들, 즉 저잡음 증폭기 선형화기(108)로 제공하는 저잡음 증폭기 자동 이득 제어신호, 수신 증폭기 선형화기(109)로 제공하는 수신 증폭기 자동 이득 제어신호, 송신 증폭기 선형화기(110)로 제공하는 송신 증폭기 자동 이득 제어 신호, 전력 증폭기 선형화기(112)로 제공하는 전력 증폭기 자동 이득 제어신호와 같은 자동 이득 제어신호이다. 그리고 출력 레벨 자동 이득 제어 신호는 상기 저잡음 증폭기 선형화기(108)에서 출력하는 제3 선형 자동 이득 제어 신호와, 상기 수신 증폭기 선형화기(109)에서 출력하는 제4 선형 자동 이득 제어 신호와, 상기 송신 증폭기 선형화기(110)에서 출력하는 제1 선형 자동 이득 제어 신호와, 상기 전력 증폭기 선형화기(112)에서 출력하는 제2 선형 자동 이득 제어 신호와 같은 자동 이득 제어신호이다.
그리고, 상기 도 3에서도 역시 상기 도 2에서 설명한 바와 마찬가지로 상기 입력 레벨 자동 이득 제어 신호의 n개의 입력 레벨들 각각에 대해서 일대일로 엔트리(entry)를 구비하지 않고 상기 n개의 입력 레벨들을 소정 개수, 일 예로 n/k개로 분할하여 k개의 구간으로 생성하고, 상기 k개의 구간별로 엔트리를 구비하도록 한다. 그리고 상기 도 2에서 설명한 바와 마찬가지로 상기 k개의 엔트리들 각각에 대해서 해당 슬로프(slope) 값을 테이블 형태로 저장하게 된다.
상기와 같은 사항들을 참조하면서 상기 도 3에서 상기 선형 이득 자동 제어를 위한 선형화 장치를 일 예로 상기 저잡음 증폭기 선형화기(108)로 하여 설명하기로 한다.
상기 도 3을 참조하면, 먼저 상기 저잡음 증폭기(101)로 신호가 입력됨을 감지하면 상기 이동 통신 단말기의 주제어기는 상기 저잡음 증폭기(101)로 입력되는 신호의 전력 레벨에 상응한 입력 레벨 자동 이득 제어 신호, 즉 저잡음 증폭기 자동 이득 제어 신호(108)를 상기 저잡음 증폭기 선형화기(108)로 출력한다. 여기서, 상기 입력 레벨 자동 이득 제어 신호는 상기에서 설명한 바와 같이 상기 도 1에서설명한 주제어기에서 각각의 선형화기들로 제공하는 자동 이득 제어 신호들, 즉 저잡음 증폭기 선형화기(108)로 제공하는 저잡음 증폭기 자동 이득 제어신호, 수신 증폭기 선형화기(109)로 제공하는 수신 증폭기 자동 이득 제어신호, 송신 증폭기 선형화기(110)로 제공하는 송신 증폭기 자동 이득 제어 신호, 전력 증폭기 선형화기(112)로 제공하는 전력 증폭기 자동 이득 제어신호와 같은 자동 이득 제어신호이다.
그리고 상기 입력 레벨 제어 신호, 즉 저잡음 증폭기 제어 신호는 소정 비트들, 상위 b 비트들은 엔트리(entry) 구간을 나타내며, 이때 2b는 k개의 엔트리가 되고, 상기 상위 b 비트들을 제외한 나머지 비트들은 상기 엔트리 구간에서 해당 위치를 나타낸다. 여기서는 상기 저잡음 증폭기 제어 신호는 8비트 신호로 하고, 상기 b값을 4(b=4)로 하는 경우를 일 예로 하며, 그 중 상위 4비트는 엔트리 구간을 나타내므로 16(k=2b=24)개의 엔트리를 갖고, 나머지 하위 4비트는 상기 엔트리 구간에서 실제 해당 위치값이 된다. 그리고 상기 k개의 엔트리 구간들 중 임의의 어느 한 엔트리 구간(본 발명의 실시예에서는 첫 번째 엔트리 구간을 일 예로 한다.)의 첫 번째 위치에는 초기값(initial value)이 설정되어 있다. 여기서, 상기 초기값이라 함은 상기 n개의 입력 레벨들을 상기 k개의 구간으로 나누었을 경우, 상기 구간들, 즉 k개의 엔트리 구간들 중에서 어느 한 엔트리 구간에서 첫 번째 위치의 위치값인 임계값이 된다.
상기와 같은 저잡음 증폭기 자동 이득 제어 신호가 입력되면 제어기(도시하지 않음)는 상기 8비트 구조의 저잡음 증폭기 자동 이득 제어 신호에서 상위 4비트들이 나타내는 엔트리 구간을 검출하고, 또한 하위 4비트들이 나타내는 상기 검출한 엔트리 구간에서의 실제 해당 위치를 검출한다. 그리고 상기 제어기는 상기 검출한 엔트리 구간을 가지고서 슬로프 테이블(slope table) 저장부(304)에 저장되어 있는 슬로프 테이블을 읽어 상기 검출한 엔트리 구간에 해당하는 슬로프값을 검출한다. 여기서, 상기 슬로프 테이블 저장부(304)는 램(RAM: Random Access Memory) 형태로 구현되며, 상기 슬로프 테이블은 상기 k개의 엔트리 구간들 각각에 대한 슬로프값을 저장하는 테이블이다.
그리고 상기 제어기는 상기 임계값 검출기(308)로 상기 초기값을 출력하고, 상기 슬로프 테이블 저장부(304)에서 상기 초기값이 존재하는 엔트리 구간부터 상기 검출한 엔트리 구간까지의 슬로프값을 출력하도록 제어한다. 즉, 상기 제어기는 상기 임계값 검출기(308)의 곱셈기(309)로 상기 슬로프 테이블 저장부(304)에서 출력하는, 상기 초기값이 존재하는 엔트리 구간의 슬로프값부터 상기 검출한 해당 엔트리 구간의 슬로프값까지 차례대로 곱셈기(309)에 입력되도록 제어한다.
그러면 상기 곱셈기(309)는 첫 번째로 상기 초기값이 존재하는 엔트리 구간의 슬로프값과 상기 엔트리 구간의 구간 크기값인 n/k(307)를 곱한 후 해상도 결정기(310)로 출력한다. 상기 해상도 결정기(310)는 상기 곱셈기(309)에서 출력한 신호를 상수 c로 나누어주어 상기 초기값이 존재하는 엔트리 구간의 슬로프값의 해상도를 결정한 후 가산기(302)로 출력한다. 여기서, 상기 해상도를 결정하기 위한 상수 c는 상기 슬로프값을 저장하는 레지스터(register)와 연관되어 생성된다. 상기가산기(302)는 상기 해상도 결정기(310)에서 출력한 값과 선택기(selector)(301)에서 출력한 신호를 가산하여 출력한다.
상기 선택기(301)는 상기 초기값(300)과 상기 가산기(302)에서 출력한 신호중 하나를 선택하여 상기 가산기(302)로 출력하도록 한다. 여기서, 상기 선택기(301)는 최초에는 상기 제어기의 제어에 따라 상기 초기값(300)을 선택하여 출력하며, 상기 초기값(300)을 선택한 이후에는 상기 가산기(302)에서 출력한 값을 선택하여 상기 가산기(302)로 출력한다. 상기 가산기(302)는 상기 선택기(301)에서 출력한 값과 상기 해상도 결정기(310)에서 출력한 값을 가산하여 선택기(303)로 출력한다. 상기 선택기(303) 역시 상기 제어기의 제어 따라 그 선택 동작이 제어되며, 상기 임계값 검출기(308)에서 최종적으로 임계값 검출이 종료되었을 경우, 즉 상기 검출한 해당 엔트리 구간의 임계값 검출이 완료되었을 경우에 가산기(306)로 상기 가산기(302)의 신호를 선택하여 출력한다.
상기와 같이 최초에 상기 초기값이 존재하는 엔트리 구간에 대한 슬로프값에 대해서 상기 임계값 검출기(308)가 동작하면, 상기 가산기(302)에서는 상기 선택기(301)에서 출력한 초기값과 상기 해상도 결정기(310)에서 출력한 상기 초기값이 존재하는 엔트리 구간에 해당하는 엔트리 구간 크기값을 가산하여 결론적으로 상기 초기값이 존재하는 엔트리 구간 다음 엔트리 구간의 임계값을 검출하게 된다. 여기서, 상기 엔트리 구간 크기값이라 함은 상기 해당 엔트리 구간의 슬로프값과 상기 엔트리 구간의 구간 크기값 n/k를 곱한 값에 해상도를 고려한 값이 된다.
이렇게 상기 최초에 상기 초기값이 존재하는 엔트리 구간에 대해서 상기 임계값 검출기(308)가 동작하면 상기 초기값이 존재하는 엔트리 구간 다음 엔트리 구간의 임계값이 검출되고, 두 번째로 상기 다음 엔트리 구간의 슬로프 값을 가지고서 상기와 같은 동작들을 수행하면 상기 다음 엔트리 구간의 다음 엔트리 구간. 즉 상기 초기값이 존재하는 엔트리 구간의 다음 엔트리 구간을 제1엔트리 구간이라고 할 경우 상기 제1엔트리 구간의 다음 엔트리 구간의 임계값이 검출된다. 이런 식으로 상기 저잡음 증폭기 제어 신호의 상위 4비트가 나타내고 있는 엔트리 구간 바로 전 엔트리 구간까지의 슬로프값을 가지고서 상기와 같은 동작, 즉 임계값 검출 동작을 수행하면 상기 상위 4비트가 나타내고 있는 엔트리 구간의 임계값을 검출할 수 있다.
이렇게 상기 임계값 검출기(308)가 상기 저잡음 증폭기 제어 신호의 상위 4비트가 나타내는 엔트리 구간의 임계값을 검출하면 상기 검출된 임계값은 상기 가산기(306)로 출력된다. 그리고, 상기 제어기는 상기 슬로프 테이블 저장부(304)에서 상기 상위 4비트가 나타내는 엔트리 구간의 슬로프를 곱셈기(305)로 출력되도록 제어하고, 이에 상기곱셈기(305)는 상기 슬로프 테이블 저장부(304)에서 출력한 슬로프값과 상기 저잡음 증폭기 제어 신호의 하위 4비트가 나타내는 해당 위치값을 곱한 후 해상도 결정기(311)로 출력한다.
상기 해상도 결정기(311)는 상기 곱셈기(305)에서 출력한 신호를 상수 c로 나누어주어 상기 상위 4비트가 나타내는 엔트리 구간의 슬로프값의 해상도를 결정한 후 상기 가산기(306)로 출력한다. 여기서, 상기 해상도를 결정하기 위한 상수 c는 상기 슬로프값을 저장하는 레지스터(register)와 연관되어 생성된다. 상기 가산기(306)는 상기 선택기(303)에서 출력한 상기 상위 4비트가 나타내는 엔트리 구간의 임계값과 상기 해상도 결정기(311)에서 출력한 값을 가산하여 출력 레벨 자동 이득 제어 신호, 즉 제3 선형 자동 이득 제어 신호로 출력한다.
한편, 상기 도 3에서 설명한 선형 자동 이득 제어를 위한 선형화 장치의 동작 과정에 따른 알고리즘(algorithm)은 하기 수학식 2와 같이 표현 가능하다.
상기 수학식 2에서;
Y(i,j): 출력 레벨 제어 신호
i: 입력 레벨 제어 신호의 최상위 b 비트 값 {0,1,2, … ,(k-1)}
j: 입력 레벨 제어 신호의 최상위 b 비트를 제외한 나머지 하위 비트 값 {0,1,2, … ,(n/k-1)}
k: 엔트리의 수 (k = 2b)
a: 초기값(n이 0일때의 값)
c: 슬로프 해상도를 결정하는 상수(슬로프 레지스터의 비트수와 연관됨)
S: 슬로프 레지스터 (c의 값과 연관하여 비트수가 결정)
n: 입력 레벨 제어 신호의 최대 입력 레벨들 개수
m: 출력 레벨 제어 신호의 최대 출력 레벨들 개수
결국 상기 도 3에서 설명한 선형 자동 이득 제어를 위한 선형화 장치의 동작알고리즘은 n개의 입력 레벨들에 대하여 일정 간격(n/k)으로 분할하여 생긴 k개의 엔트리의 슬로프 값을 저장하고, 입력 레벨 0에서부터 초기값(300)을 기준으로 슬로프 값을 c로 나눈 기울기를 갖는 직선으로 연결하여 다음 엔트리의 임계값을 찾아내는 알고리즘이다. 즉 k개의 엔트리들의 임계값을 이전 슬로프의 기울기 직선으로 찾아내서 연결하는 알고리즘이다. 초기값을 기준으로 순차적으로 각각의 슬로프에 값에 따라 엔트리들 각각의 임계값이 계산되고, n개의 입력 레벨 자동 이득 제어 신호에 대해 상위 b비트(일 예로 4비트)의 i값에 의해서 해당 엔트리의 임계값과 슬로프 값이 선택되고, 이 선택된 해당 엔트리의 임계값에 해당 엔트리의 슬로프 값의 기울기를 상기 하위 j 비트(일 예로 4비트) 값에 곱하여 상기 상수 c로 나눈 값을 더하면 출력 레벨 자동 이득 제어 신호가 된다.
한편, 본 발명과 같이 엔트리들마다 임계값을 별도로 저장하지 않고 초기값과 기울기를 가지고서 해당 엔트리 구간의 해당위치에 대한 출력 레벨 제어 신호를 생성하는 것은 순차적인 계산 및 그에 따른 누적 구조로 인해 엔트리에 개수만큼을 슬로프 램을 읽어 보아야만 동작을 할 수 있기 때문에 계산으로 인한 소요시간에 있어 문제 발생을 고려해볼 수도 있다. 그러나 자동 이득 제어 과정이 발진(oscillation)의 문제로 인해서 일정한 시간을 단위로 하여 동작하고, 또한 출력이 PDM 신호로 외부 아날로그 디바이스(analog device)를 제어하기 때문에 일정한 시간 후에 업 데이트 되어야만 한다. 그래서 상기 자동 이득 제어를 위한 선형화 장치의 동작에는 충분한 타임 마진(time margin)이 있기 때문에 상기 계산과정으로 인한 소요 시간 문제는 발생하지 않게 된다.
그러면, 상기 도 3에서 설명한 선형 자동 이득 제어를 위한 선형화 장치의 입력 레벨 자동 이득 제어 신호 및 출력 레벨 자동 이득 제어 신호의 관계를 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.
상기 도 4는 도 3의 선형 자동 이득 제어를 위한 선형화 장치의 특성 곡선을 도시한 그래프이다.
상기 도 4를 참조하면, 우선 x축은 n개의 입력 레벨을 가지는 입력 레벨 자동 이득 제어 신호를 나타내며, y축은 m 개의 출력 레벨을 가지는 출력 레벨 자동 이득 제어 신호를 나타낸다. 상기 도 3에서 설명한 초기값은 상기 n개의 입력 레벨들을 일정 단위(n/k)로 분할한 k개의 엔트리들 중 최초 엔트리 구간의 임계값으로서 (a)로 도시하였다. 그리고 종래 기술에서처럼 상기 k개의 엔트리 구간들 각각에 대한 오프셋 값을 저장하는 것이 아니라 상기 초기값 (a)만을 알면 상기 초기값(a)에 근거로 하여 상기 도 3에서 설명한 바와 같이 슬로프 값을 상수 c로 나눈 기울기로 다음 엔트리 구간의 임계값을 찾아내는 것이 가능하다. 그래서 종래 기술에서처럼 상기 k개의 엔트리 구간들 각각에 대한 오프셋값들을 별도로 저장할 필요가 없어지고, 이에 상기 오프셋 값들을 저장하던 메모리 용량의 필요성을 제거하게 되는 것이다.
또한, 상기 선형 자동 이득 제어 장치는 결국 상기 도 4에 도시한 바와 같이 증폭기의 입력 자동 이득 제어 신호의 선형적 전력 레벨 증가에 고정된 레벨의 입력 신호에 대해서 상기 증폭기의 출력 신호의 선형적 출력 레벨 증가가 이루어지도록 하기 위한, 즉 상기 도 4에 도시한 ideal한 증폭 이득 특성(400)을 구현하기 위한 동작을 수행하는 것이다. 실제 증폭기들, 즉 상기 도 1에서 설명한 저잡음 증폭기(101)와, 수신 증폭기(102)와, 송신 증폭기(105) 및 전력 증폭기(106)의 실제 증폭 이득 특성 곡선(401)은 입력 자동 이득 제어 신호의 증가에 따라 출력 신호의 전력 레벨 증가가 선형적이지 못하다. 그래서 상기 선형 자동 이득 제어를 위한 선형화 장치가 상기 증폭기로 입력되는 입력 자동 이득 제어 신호를 의도적으로 왜곡한 출력 자동 이득 제어 신호로 바뀌어서 변형된 형태의 이득 특성 곡선(402)을 제공하게 되는 것이다. 그러면 결과적으로 상기 실제 증폭기 이득 특성 곡선(401)과 상기 선형 자동 이득 제어를 위한 선형화 장치의 이득 특성 곡선(402)간의 상쇄 작용으로 상기 이상적인(ideal) 증폭 이득 특성 곡선(400)을 구현하게 되는 것이다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같은 본 발명은, 이동 통신 단말기의 송수신기 구조에서 구비되는 증폭기들의 특성을 선형적으로 제어하기 위해서 사용하는 선형 자동 이득 제어를 위한 선형화 장치의 메모리 용량을 최소화시킨다는 이점을 가진다. 이렇게 상기 메모리 용량의 감소는 상기 이동 통신 단말기의 하드웨어적인 크기를 감소시키며,또한 하드웨어적인 자원 효율성을 증가시키며, 이와 동시에 메모리 용량 최소화로 인한 상기 이동 통신 단말기 제조 단가를 절약한다는 이점을 가진다.

Claims (12)

  1. 제1 개수의 입력 레벨들을 제2 개수의 엔트리 구간들로 분할하고, 상기 엔트리 구간들 각각에 대한 슬로프 값을 저장한 슬로프 테이블을 구비하는, 이동 통신 단말기에서 선형 자동 이득 제어를 위한 선형화 장치에 있어서,
    상기 제1 개수의 비트들로 구성된 입력 레벨 제어 신호가 입력되면, 상기 입력 레벨 자동 이득 제어 신호의 상기 제1 개수의 비트들중 상위 제3 개수의 비트들 값을 읽어 해당 엔트리 구간을 검출하고, 상기 상위 제3 개수의 비트들을 제외한 하위 제4 개수의 비트들 값을 읽어 상기 해당 엔트리 구간에서 해당 위치 값을 검출하며, 상기 입력 레벨 자동 이득 제어 신호가 입력되면 미리 설정한 초기값을 출력하도록 제어하는 제어기와,
    상기 초기값이 존재하는 엔트리 구간의 슬로프 값부터 상기 해당 엔트리 구간까지의 슬로프 값을 엔트리 구간 크기값과 각각 해상도를 고려하여 순차적으로 곱한 값과 상기 초기값을 가산하여 상기 해당 엔트리 구간의 임계값을 검출하는 임계값 검출기와,
    상기 임계값 검출기에서 출력한 해당 엔트리 구간의 임계값과, 상기 해당 엔트리 구간의 슬로프 값을 상기 해당 위치 값과 곱한 값을 해상도를 고려하여 가산하여 출력 레벨 자동 이득 제어 신호로 출력하는 출력 레벨 제어 신호 생성기를 포함함을 특징으로 하는 이동 통신 단말기에서 선형 자동 이득 제어를 위한 선형화 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 초기값은 상기 제2 개수의 엔트리 구간들 중 임의의 한 엔트리 구간에서 최초 위치의 출력 레벨 값임을 특징으로 하는 이동 통신 단말기에서 선형 자동 이득 제어를 위한 선형화 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 엔트리 구간 크기값은 상기 제1개수를 상기 제2개수로 나눈 값임을 특징으로 하는 이동 통신 단말기에서 선형 자동 이득 제어를 위한 선형화 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 임계값 결정기는;
    상기 제어기의 제어에 따라 입력되는 슬로프 값과 상기 엔트리 구간 크기 값을 곱셈하는 곱셈기와,
    상기 슬로프 값과 엔트리 구간 크기 값을 곱한 값에 해상도를 고려한 엔트리 구간 출력 레벨 값으로 출력하는 해상도 결정기와,
    상기 제어기의 제어에 따라 최초에 상기 초기값을 출력하고, 상기 초기값을출력한 이후에는 소정 값을 피드백하여 출력하는 선택기와,
    상기 선택기에서 출력되는 값과 상기 엔트리 구간 출력 레벨 값과 가산하는 가산기를 포함함을 특징으로 하는 이동 통신 단말기에서 선형 자동 이득 제어 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 피드백하는 값은 상기 가산기의 출력값임을 특징으로 하는 이동 통신 단말기에서 선형 자동 이득 제어를 위한 선형화 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 해당 엔트리 구간 바로 이전의 엔트리 구간에 대한 슬로프 값이 입력될 때까지 상기 가산기의 출력값을 피드백함을 특징으로 하는 이동 통신 단말기에서 선형 자동 이득 제어를 위한 선형화 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 출력 레벨 자동 이득 제어 신호 생성기는;
    상기 해당 엔트리 구간의 슬로프 값과 상기 해당 위치값을 곱하는 곱셈기와,
    상기 해당 엔트리 구간의 슬로프 값과 상기 해당 위치값을 곱한 값에 해상도를 고려한 기울기값을 출력하는 해상도 결정기와,
    상기 기울기값과 상기 해당 엔트리 구간의 임계값을 가산하여 출력 레벨 제어 신호로 출력하는 가산기를 포함함을 특징으로 하는 이동 통신 단말기에서 선형 자동 이득 제어를 위한 선형화 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 선형화 장치는 저잡음 증폭기와, 전력 증폭기와, 수신 증폭기 및 송신 증폭기에 적용됨을 특징으로 하는 이동 통신 단말기에서 선형 자동 이득 제어를 위한 선형화 장치.
  9. 제1 개수의 입력 레벨들을 제2 개수의 엔트리 구간들로 분할하고, 상기 엔트리 구간들 각각에 대한 슬로프 값을 저장한 슬로프 테이블을 구비하는 이동 통신 단말기에서 선형 자동 이득 제어를 위한 선형화 장치 제어 방법에 있어서,
    상기 제1개수의 비트들로 구성된 입력 레벨 제어 신호가 입력되면, 상기 입력 레벨 자동 이득 제어 신호의 상기 제1개수의 비트들중 상위 제3 개수의 비트들 값을 읽어 해당 엔트리 구간을 검출하고, 상기 상위 제3 개수의 비트들을 제외한 하위 제4 개수의 비트들 값을 읽어 상기 해당 엔트리 구간에서 해당 위치 값을 검출하는 과정과,
    상기 해당 엔트리 구간과 해당 위치 값을 검출한 후, 미리 설정한 초기값이 존재하는 엔트리 구간의 슬로프 값부터 상기 해당 엔트리 구간까지의 슬로프 값을 엔트리 구간 크기값과 각각 해상도를 고려하여 순차적으로 곱한 값을 상기 초기값과 가산하여 상기 해당 엔트리 구간의 임계값을 검출하는 과정과,
    상기 해당 엔트리 구간의 임계값과, 상기 해당 엔트리 구간의 슬로프 값을 해상도를 고려하여 상기 해당 위치 값과 곱한 값을 가산하여 출력 레벨 자동 이득 제어 신호로 생성하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 이동 통신 단말기에서 선형 자동 이득 제어를 위한 선형화 장치 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 초기값은 상기 제2 개수의 엔트리 구간들 중 임의의 한 엔트리 구간에서 최초 위치의 출력 레벨 값임을 특징으로 하는 이동 통신 단말기에서 선형 자동 이득 제어를 위한 선형화 장치 제어 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 엔트리 구간 크기값은 상기 제1개수를 상기 제2개수로 나눈 값임을 특징으로 하는 이동 통신 단말기에서 선형 자동 이득 제어를 위한 선형화 장치 제어방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 출력 레벨 자동 이득 제어 신호를 생성하는 과정은;
    상기 해당 엔트리 구간의 슬로프 값과 상기 해당 위치값을 곱하는 과정과,
    상기 해당 엔트리 구간의 슬로프 값과 상기 해당 위치값을 곱한 값에 해상도를 고려한 기울기값을 출력하는 과정과,
    상기 기울기값과 상기 해당 엔트리 구간의 임계값을 가산하여 출력 레벨 자동 이득 제어 신호로 출력하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 이동 통신 단말기에서 선형 자동 이득 제어를 위한 선형화 장치 제어 방법.
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