KR20040057130A - 기지국용 업컨버터의 송신출력 제어 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기지국용 업컨버터에서 자동이득제어를 실시하여도 아날로그 소자들의 오차나 RF 검출기와 RF 필터의 특성에 의해 사용 FA 마다 그 송신출력의 레벨이 달라지는 것을 보상하는 기술에 관한 것이다. 이러한 본 발명은 I,Q 신호를 수신처리하여 아날로그 형태의 중간주파수신호로 출력하는 중간주파수 변환부(200A)와; 상기 중간주파수신호를 업컨버젼하여 고주파신호로 출력하는 고주파수 변환부(200B)와; 상기 고주파수 변환부(200B)의 출력 레벨을 제어함에 있어서, 기준 FA 대비 다른 FA에서 차이나는 만큼 보상하여 FA별 송신출력 레벨의 차이를 최소화하는 송신출력 제어부(200C)에 의해 달성된다.

Description

기지국용 업컨버터의 송신출력 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING TRANSMISSION OUTPUT OF UP CONVERTER FOR BASE STATION}

본 발명은 기지국용 업컨버터에서 FA(FA: Frequency Allocation)별 송신출력 레벨의 차이를 최소화하는 기술에 관한 것으로, 특히 자동이득제어를 구현하여도 아날로그 소자들의 오차나 RF 검출기와 RF 필터의 특성에 의해 사용 FA 마다 그 송신출력의 레벨이 달라지는 것을 보상하여 FA별 송신출력 레벨의 차이를 최소화할수 있도록 한 기지국용 업컨버터의 송신출력 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

종래 기술에 의한 업컨버터 IF/RF는 크게 3부분으로 이루어지는데, 첫째, 입력 레벨을 감지하는 입력 레벨 감지부, 둘째, 출력 레벨을 감지하는 출력 레벨 감지부, 셋째, 출력 변화를 보상하기 위한 자동이득제어(AGC) 회로부로 구성된다. 또한, 출력신호의 세기를 조절하는 기능과 온도 변화에 따른 출력신호 변화량을 보상하는 이동통신 기지국용 업컨버터는 DCS, PCS, WCDMA 등 각각의 시스템에 따라 각 기능을 동시에 수행하는 제2가변 감쇄기를 포함하여 구성된다.

이하, 종래 기술에 의한 기지국용 업컨버터의 작용을 도 1을 참조하여 설명한다.

분배기(110)에 의해 입력레벨 감지부로 입력되는 중간주파수신호(IF)의 세기는 입력레벨 감지기(IPD)(111)에 의해 아날로그 전압으로 변환된다. 한편, 방향성 결합기(121)를 통한 업컨버터의 RF 출력 커플링신호는 고주파신호단자(TX_RF OUT)로 출력되고, 다른 한편으로는 출력레벨 감지기(OPD)(122)에 의해 아날로그 전압으로 변환된다.

한편, 감쇄기(119)는 업컨버터의 출력신호의 세기를 조절하는 기능과 온도변화에 따른 출력신호의 변화량을 보상하는 기능을 동시에 수행한다. 출력신호의 세기는 중앙처리장치(109)에서 출력되는 콘트롤 전압에 의해 시스템의 특성에 맞게 제어된다.

온도가 상승되어 부품특성이 변화되고, 이에 의해 업컨버터 내의 이득이 감소하면 제2증폭기(117)의 출력전압의 레벨 변화량 "out"이 제1증폭기(112)의 출력전압의 레벨 변화량 "in"보다 작아지게 되어 "(in-out)"은 0보다 큰 값이 된다. 이때, 상기 감쇄기(119)의 콘트롤전압 "TX AGC"는 AGC 루프를 피드백하기 바로 전의 전압보다 "(in-out)"만큼 상승되어 그만큼 이 감쇄기(119)의 감쇄량이 줄어들어 출력 레벨이 보상된다.

기지국용 업컨버터의 AGC 회로에 있어서, 입출력 레벨 감지기가 아날로그 소자로 구현되므로, 소자 자체가 가지는 성능상의 오차, 시료별 편차에 의한 오차 등이 발생되는데, 종래에 있어서는 이러한 것들에 대한 대비책이 마련되지 않아 AGC 기능을 구현하여도 그 출력이 불안정하게 되는 문제점이 있었다. 또한, 온도 변화 등 환경변화에 따라 출력이 변화되고, FA별 출력 레벨의 차이 등이 발생하여 전체적인 AGC 기능 자체가 불안정하게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 자동이득제어를 구현하여도 아날로그 소자들의 오차나 RF 검출기와 RF 필터의 특성에 의해 사용 FA 마다 그 송신출력의 레벨이 달라지는 것을 방지하기 위하여, 기준 FA 대비 다른 FA에서 차이나는 만큼 보상하여 FA별 송신출력 레벨의 차이를 최소화하는 기지국용 업컨버터의 송신출력 제어 장치 및 방법을 제공함에 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 업컨버터의 블록도.

도 2는 본 발명에 의한 업컨버터의 블록도.

도 3은 본 발명에 의한 AGC 처리과정을 나타낸 신호 흐름도.

도 4는 본 발명과 종래 기술에 의한 FA별 송신기의 출력 비교 그래프.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***

200A : 베이스밴드/중간주파수 변환부

200B : 중간주파수/고주파수 변환부

200C : 송신출력 제어부

도 2는 본 발명에 의한 기지국용 업컨버터의 송신출력 제어장치의 일실시 구현예를 보인 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 모뎀으로부터 입력되는 I,Q 신호를 수신처리하여 아날로그 형태의 중간주파수신호(TX_IF IN)로 출력하는 중간주파수(IF) 변환부(200A)와; 상기 중간주파수신호(TX_IF IN)를 업컨버젼하여 고주파신호(TX_RF OUT)로 출력하는 고주파수(RF) 변환부(200B)와; 베이스밴드신호의 변화를 감지하는 BPD, RF 출력 커플링 신호의 레벨을 감지하는 RFP, RF 검출기의 교정(calibration) 값, RF별 출력을 교정한 값을 저장하고, 이들을 제어하는 송신출력 제어부(200C)로 구성한 것으로, 이와 같은 본 발명의 작용을 첨부한 도 3을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 업컨버터에서는 모뎀으로부터 입력되는 I,Q 신호가 디지털신호 처리부(201)와 아날로그신호 처리부(208)를 통해 IF 신호로 1차 업컨버젼되고, RF 로컬의 설정에 따라 원하는 FA의 송신출력이 제2믹서(213)에 의해 업컨버젼되어 출력되는데, 이때의 송신출력 레벨 조정 과정을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

중앙처리장치(221)는 디지털신호 처리부(201)의 BPD(BPD: Baseband Power Detector)가 감지하는 파워인 RSSI 값과 실제 출력되는 베이스밴드 파워의 관계를 나타내는 BPT(Baseband Power Table)와 출력레벨별 온도변화에 따른 RFPD(RFPD: RF Power Detector)의 변화량을 나타내는 온도 테이블, 상기 RFPD가 감지하는 파워인 RSSI와 실제 출력되는 송신 RF출력과의 관계를 교정하여 RFPT(RF Power Table)에 저장하는 교정 프로그램, FA별 RFPD가 감지하는 파워인 RSSI 값과 실제 출력되는 송신 RF 출력값을 측정하여 FA별 송신출력 레벨을 동일하게 하는 교정 프로그램 등을 구비하고 있다.

그리고, 이이피롬(EEPROM)(220)에는 송신(TX) 이득에 따른 베이스밴드 파워와 RF 파워 사이의 일정한 이득을 나타내는 이득 테이블이 저장되어 있다.

상기 중앙처리장치(221)를 이용하여 업컨버터의 송신 RF 출력과 RF 검출기의 RSSI와의 관계를 교정하여 RF 검출기 파워 테이블을 작성하고 이를 상기 이이피롬(220)에 저장한다.

또한, 상기 중앙처리장치(221)를 이용하여 업컨버터를 특정한 TX 이득으로 설정해 놓고 FA를 변환해 가면서 출력레벨을 측정한 후 하나의 FA의 출력레벨을 기준으로 다른 FA에서의 출력값을 보상하여 모든 FA에서 동일한 출력이 되도록 교정한 후 그 결과를 상기 이이피롬(220)에 저장한다.

이후, 업컨버터의 TX 이득값을 입력하면 도 3의 신호 흐름도에 따라 TX AGC 기능이 구현된다.

온도를 소정 주기로 모니터링하여 소정치 이상 변화된 것으로 판명되면, 도 3에서와 같이 온도 보상에 의한 새로운 파워 테이블이 계산되어 AGC 알고리즘에 적용된다.

FA가 바뀌면 도 3에서와 같이 FA별 교정에 의한 새로운 파워 테이블이 계산되어 AGC 알고리즘에 적용된다.

도 3에서 업컨버터 TX AGC 루프의 제어는 중앙처리장치(221)의 타이머의 인터럽트신호에 의하여 소정 주기로 수행된다. 이와 같이 인터럽트 발생 주기를 조정하는 이유는 현재 이득과 설정된 이득간에 차이가 발생될 때 좀더 짧은 간격으로 조정하여 보다 신속하게 안정화시키기 위함이다.

즉, TX 이득 제어값을 읽어와 이득 테이블을 이용하여 TX 제어 이득을 계산한다. 또한, 베이스밴드 검출값과 RF 검출값, FA 값을 읽어와 FA별 교정 데이터를 이용하여 고주파수검출(RFD) 파워 테이블을 보상한다.

검출된 현재 온도값을 읽어와 온도 테이블을 이용하여 RFD 파워 테이블을 보상한다. 베이스밴드 파워 테이블을 이용하여 베이스밴드 파워를 계산하고, 보상된 RFT 테이블을 이용하여 RF 파워를 계산한 후 RF 파워와 베이스밴드 파워의 차를 계산하여 현재 이득을 구한다.

이후, 제어 이득과 현재 이득을 비교하여 서로 같으면, 불필요하게 TX AGC 루프의 제어 주기를 짧게 조정할 필요가 없으므로 비교적 긴 타이머 인터럽트 주기가 유지하도록 한다.

하지만, 상기 비교 결과 제어 이득과 현재 이득이 서로 같지 않은 것으로 판명되면, 파워 차값, 오프셋값을 구하여 TX 이득을 제어하고, 보다 신속하게 안정화시키기 위하여 비교적 짧은 인터럽트 주기가 유지되도록 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 중앙처리장치를 이용하여 FA별 RF 검출 결과를 교정함으로써, FA별 송신출력을 일정하게 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 업컨버터의 AGC 회로에 있어서 입력레벨 감지기를 구현할 때, FPGA를 이용하여 디지털 BPD로 구현함으로써 부품의 오차, 부품별 편차에 의한 오차가 줄어드는 효과가 있다.

또한, 출력레벨 감지기인 RF 검출기를 구현할 때, 업컨버터마다 중앙처리장치를 이용하여 RF 검출기 파워 테이블을 계산하여 AGC를 구현하게 되므로 부품에의한 오차, 부품별 편차에 의한 오차가 줄어드는 효과가 있다.

또한, 많은 RF 검출기의 온도 시험을 통해 얻은 정밀한 데이터인 RSSI 변화를 온도 테이블로 저장한 후 온도가 변화될 때마다 중앙처리장치를 이용하여 업컨버터의 출력을 온도에 맞게 보상해 줌으로써, 온도 등의 환경 변화에 따른 업컨버터의 출력 변화가 줄어드는 효과가 있다.

또한, 중앙처리장치가 AGC 루프를 제어하게 되므로, 통상의 AGC 회로를 사용할 필요가 없어 설치 공간이 줄어들고 원가가 절감되는 효과가 있다.

Claims (2)

1. I,Q 신호를 수신처리하여 아날로그 형태의 중간주파수신호로 출력하는 베이스밴드/중간주파수 변환수단과; 상기 중간주파수신호를 업컨버젼하여 고주파신호로 출력하는 중간주파수/고주파수 변환수단과; 상기 중간주파수/고주파수 변환수단의 출력 레벨을 제어함에 있어서, 기준 FA 대비 다른 FA에서 차이나는 만큼 보상하여 FA별 송신출력 레벨의 차이를 최소화하는 송신출력 제어수단으로 구성한 것을 특징으로 하는 기지국용 업컨버터의 송신출력 제어장치.
2. 송신 이득 제어값을 읽어와 송신 제어 이득을 계산하고, 베이스밴드 검출값과 고주파수 검출값, 주파수 할당값(FA)을 읽어와 FA별 데이터를 이용하여 고주파수검출 파워 테이블을 보상하는 제1과정과; 현재 온도를 검출하여 고주파수검출 파워 테이블을 보상하고, 베이스밴드 파워와 고주파 파워를 계산하여 그 결과값을 근거로 현재 이득을 구하는 제2과정과; 상기 현재 이득과 제어이득의 비교 결과에 따라 송신 AGC 루프의 제어 주기를 조정하는 제3과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기지국용 업컨버터의 송신출력 제어방법.