KR200425602Y1 - Ｔｄｄ방식을 사용하는 무선통신 시스템에서의자동이득제어 장치 및 송수신기 - Google Patents

Ｔｄｄ방식을 사용하는 무선통신 시스템에서의자동이득제어 장치 및 송수신기 Download PDF

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KR200425602Y1 KR2020060017300U KR20060017300U KR200425602Y1 KR 200425602 Y1 KR200425602 Y1 KR 200425602Y1 KR 2020060017300 U KR2020060017300 U KR 2020060017300U KR 20060017300 U KR20060017300 U KR 20060017300U KR 200425602 Y1 KR200425602 Y1 KR 200425602Y1
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Abstract

본 고안은 TDD(Time Division Duplex) 방식을 사용하는 무선통신 시스템에서의 자동이득제어 장치에 관한 것이다.
본 고안에 따르면, 수신경로 상의 TDD(Time Division Duplex) 프레임 신호에 대하여 전력을 검출하는 전력 검출부; 상기 TDD 프레임의 하향링크 구간 및 상향링크 구간 중 어느 하나의 구간에만 활성화되거나 아니면 비활성화되는 AGC(Automatic Gain Control) 동기신호를 생성하는 AGC 동기신호 생성부; 상기 AGC 동기신호에 상응하여, 상기 TDD 프레임의 하향링크 구간 및 상향링크 구간 중 어느 하나의 구간에 대하여만 상기 전력 검출부에서 검출된 전력값에 대한 이득조절값을 산출하는 자동이득 계산부; 및 상기 산출된 이득조절값에 기초하여 상기 수신경로 상의 TDD 프레임 신호에 대한 이득제어를 수행하는 자동이득 제어부를 포함함으로써,
실제 수신구간에 대하여만 자동이득제어를 수행하여 최적화된 복조성능을 유지시킬 수 있다.

Description

ＴＤＤ방식을 사용하는 무선통신 시스템에서의 자동이득제어 장치 및 송수신기{Automatic Gain Control Apparatus in Wireless Telecommunication System based on Time Division Duplex}
도 1은 무선통신 시스템의 수신기에 있어 자동 이득 제어의 개념을 설명하는 도면이다.
도 2는 FDD 방식을 사용하는 무선통신 시스템에서의 송수신기 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 TDD 방식을 사용하는 무선통신 시스템에서의 송수신기 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 TDD 방식을 사용하는 무선통신 시스템에서 이용될 수 있는 프레임 구조를 예시한 도면이다.
도 5는 본 고안에 따른 TDD 방식을 사용하는 무선통신 시스템에서의 자동이득제어 장치의 구조도이다.
도 6은 TDD 방식의 프레임과 관련하여 AGC 동기신호를 추출하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 7은 본 고안에 따른 TDD 방식을 사용하는 무선통신 시스템에서의 송수신기의 구조도이다.
도 8은 본 고안에 따른 TDD 방식을 사용하는 RAS에서의 자동이득제어 장치의 동작 과정을 설명하는 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
500: 자동이득제어장치 510: 전력 검출부
520: AGC 동기신호 생성부 530: 자동이득 계산부
540: 자동이득 제어부 700: 송수신 유니트
701: 송신경로 702: 수신경로
703: VVA 710: 자동이득제어 유니트
711: 전력 검출기 712: ADC
713: CPU 714: AGC 동기신호 생성기
715: DAC 716: VVA 제어기
본 고안은 TDD(Time Division Duplex) 방식을 사용하는 무선통신 시스템에서의 자동이득제어 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 TDD 방식을 사용하는 휴대인터넷(Wibro; Wireless Broadband Internet)에서 수신경로상의 신호 강도를 측정하여 이득을 가변시킴으로써 통신 커버리지(coverage)내의 송신기의 전력(power) 변화에 대응하여 일정한 범위 내의 복조 성능을 유지시키는 TDD 방식을 사용하는 무선통신 시스템에서의 자동이득제어 장치에 관한 것이다.
통신 시스템에 있어 수신경로 상의 자동이득제어(AGC; Automatic Gain Control) 기술은 수신복조 성능을 좌우하는 핵심 기술 중의 하나이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 수신기로 입력되는 신호의 레벨은 송신기(특히, 단말기)의 전력 변화, 기지국과 단말기 사이의 거리 변동, 장애물에 의한 간섭, 단말기의 움직임, 단말기 주변환경의 변화 등에 따라 변동될 수 있으며, 수신기는 신호 레벨이 상이한 입력신호를 자동이득제어를 통해 그 레벨을 일정 범위 내로 유지시킴으로써 복조성능을 향상시킨다. 즉, 자동이득제어는 통신 시스템의 수신경로 상의 수신감도/수신강도에 있어 필수적인 알고리즘이며, 최적화된 알고리즘은 무선통신 시스템의 커버리지를 확대시킬 수 있다.
도 2는 FDD(Frequency Division Duplex) 방식을 사용하는 무선통신 시스템에서의 송수신기 구조를 나타내는 도면으로, 서로 다른 주파수 대역으로 분리(isolation)되어 있는 송수신 경로를 설명한다. 상술하면, 기존의 FDD 방식을 사용하는 무선통신 시스템은 주파수 분할을 통하여 양방향 통신을 수행하는 것으로, 송수신 경로가 서로 다른 주파수 대역(도 2에서 송신 주파수는 fT, 수신 주파수는 fR로 표시)으로 분리되어 있어 독립적인 경로를 사용하고, 따라서 송수신기에서는 송신경로에 관계없이 수신경로에 대한 실시간 자동이득제어 기술을 적용하였다.
그러나, 도 3에 도시된 바와 같이, TDD 방식을 사용하는 무선통신 시스템에 있어서는 송수신 경로가 동일한 주파수 대역(도 3에서 송수신 주파수를 fTR로 표시)을 사용하는 동일 경로이므로 기존의 FDD 방식에서 사용하는 자동이득제어 기술은 적용할 수 없으며, 시분할에 의해 구분되어 동작하는 자동이득제어 기술이 적용되어야 한다.
이와 관련된 종래기술로는, 인터디지탈 테크날러지 코포레이션에서 출원한 특허출원 제10-2003-7033895호 "선택적으로 활성화되는 AGC 신호 측정 장치" 및 제10-2003-7033864호 "시분할 듀플렉스 수신기에 대한 자동 이득 제어" 등이 있다. 상기 특허출원 제10-2003-7033895호에는 반복적인 시간 프레임을 이용하여 복수의 송신기와 복수의 수신기 사이에 통신하기 위한 자동이득제어 장치가 개시되어 있는데, 여기서 시간 프레임은 복수의 시간 슬롯으로 세분화되고 각각의 시간 슬롯은 한 쌍의 송신기와 수신기에 할당되어, 각각의 송신기/수신기 쌍은 관련된 시간 슬롯 동안에만 수신신호의 강도를 측정하여 자동이득제어를 수행한다. 한편, 상기 특허출원 제10-2003-7033864호에는 시분할 듀플렉스(TDD), 시분할 다중 액세스(TDMA), 또는 시분할-코드분할 다중 액세스(TD-CDMA) 수신기에 대한 자동이득제어 방법 및 시스템이 개시되어 있는데, 여기서 TDD 프레임의 프리앰블(preamble)은 2진 위상 시프트 키잉(BPSK; Binary Phase Shift Keying) 포맷으로 구성되며, 자동이득제어 시스템은 시간 슬롯의 개시부에 위치하는 프리앰블의 BPSK 기호의 전력 레벨을 검출하여 자동이득제어를 수행한다.
그러나, 전술한 종래기술에 따른 자동이득제어 기술은, 복수의 송신기/수신기 쌍에 대한 전체 시간 슬롯에서 해당 송신기/수신기 쌍과 관련된 시간 슬롯 동안에만 동작하거나(특허출원 제10-2003-7033895호), BPSK 포맷을 사용하는 프리앰블을 이용하여 전력 레벨을 검출하는 방식이며(특허출원 제10-2003-7033864호), 프레 임에 있어 하향링크(DL; DownLink) 구간과 상향링크(UL; UpLink) 구간을 구분하여 수신 구간 동안에만 개별적으로 자동이득제어가 이루어지는 기술은 존재하지 않았다.
본 고안의 목적은 TDD 방식을 사용하는 무선통신 시스템에서 하향링크 구간과 상향링크 구간의 연속된 시분할 행정에서 수신 구간 동안에만 자동이득제어를 수행하는 자동이득제어 장치를 제공하는 것이다.
본 고안의 다른 목적은 TDD 방식을 사용하는 RAS(Radio Access Station)의 수신감도, 수신강도 등의 복조성능을 최적화하여 일정한 범위의 수신 커버리지를 확보할 수 있는 자동이득제어 장치를 제공하는 것이다.
본 고안의 다른 목적은 TDD 방식을 사용하는 단말기의 수신감도, 수신강도 등의 복조성능을 최적화하여 일정한 범위의 수신 커버리지를 확보할 수 있는 자동이득제어 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 위하여, 본 고안에 따른 TDD 방식을 사용하는 무선통신 시스템에서의 자동이득제어 장치는, 수신경로 상의 TDD(Time Division Duplex) 프레임 신호에 대하여 전력을 검출하는 전력 검출부; 상기 TDD 프레임의 하향링크 구간 및 상향링크 구간 중 어느 하나의 구간에 대하여만 동기되는 AGC(Automatic Gain Control) 동기신호를 생성하는 AGC 동기신호 생성부; 상기 AGC 동기신호에 상응하여, 상기 TDD 프레임의 하향링크 구간 및 상향링크 구간 중 어느 하나의 구간에 대 하여만 상기 전력 검출부에서 검출된 전력값에 대한 이득조절값을 산출하는 자동이득 계산부; 및 상기 산출된 이득조절값에 기초하여 상기 수신경로 상의 TDD 프레임 신호에 대한 이득제어를 수행하는 자동이득 제어를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 고안에 따른 TDD 방식을 사용하는 무선통신 시스템에서의 송수신기는, 기저대역 유니트에서 생성된 TDD 프레임 신호를 안테나로 전송하는 송신경로와 상기 안테나로부터 수신된 TDD 프레임 신호를 상기 기저대역 유니트로 전송하는 수신경로를 포함하는 송수신 유니트; 및 상기 TDD 프레임의 상향링크 프레임 구간에 대하여 상기 수신경로 상의 TDD 프레임 신호에 대한 전력을 검출하고, 상기 검출된 전력값에 기초하여 이득조절값을 산출하여 상기 수신경로의 자동이득제어를 수행하는 자동이득제어 유니트를 포함하며, 상기 TTD 프레임은 하향링크 프레임, 상향링크 프레임, 하향링크 프레임과 상향링크 프레임을 구별하는 제1 구간, 및 상향링크 프레임과 다음의 하향링크 프레임을 구별하는 제2 구간으로 구성된다.
이하에서는 첨부 도면 및 바람직한 실시예를 참조하여 본 고안을 상세히 설명한다. 참고로, 하기 설명에서 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략하였다.
먼저, 도 4를 참조하여 TDD 방식을 사용하는 무선통신 시스템에서의 프레임 구조를 간단히 살펴본다. TDD 방식은 시분할 전송 방식에서 하나의 프레임 내부를 시간적으로 송신용과 수신용으로 분할하여 사용하는데, 도 4에 도시된 바와 같이, 하나의 프레임을 하향링크 프레임(410)과 상향링크 프레임(420)으로 분할하여 동일한 주파수로 양방향 통신을 수행한다. 하나의 프레임은 다수개의 샘플들로 구성되 는데, 도 4에서는 하나의 프레임이 Nfrm개의 샘플들로 구성되고, 하향링크 프레임 (410)은 NDL개의 샘플들로 구성되며, 상향링크 프레임(420)은 NUL개의 샘플들로 구성된 것을 보여준다. 그리고 하향링크 프레임(410)과 상향링크 프레임(420) 사이에는 TTG(Transmit/receive Transition Gap) 구간(제1 구간)(430)이 존재하고, 프레임의 마지막에는 현재의 상향링크 프레임(420)과 다음의 하향링크 프레임(410)을 구별하기 위하여 RTG(Receive/transmit Transition Gap) 구간(제2 구간)(440)이 존재한다. 한편 하향링크 프레임(410)과 상향링크 프레임(420)에서 Nsymb개의 샘플들이 모여 하나의 심볼을 형성하게 되는데, 이러한 관점에서 하나의 프레임은 다수의 심볼로 구성되어 있다. 휴대인터넷 시스템에서, 하향링크 프레임의 첫번째 심볼(450)은 프리앰블이며, 특정 [PN] 랜덤 코드가 주파수 축 상에서 BPSK 변조되어 전송된다. 이러한 프리앰블 심볼은 초기 동기, 셀(cell) 탐색, 주파수 오프셋 및 채널 추정 등에 사용된다.
도 5는 본 고안에 따른 TDD 방식을 사용하는 무선통신 시스템에서의 자동이득제어 장치의 구조도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 자동이득제어 장치(500)는 전력 검출부(510), AGC 동기신호 생성부(520), 자동이득 계산부(530), 및 자동이득 제어부(540)를 포함한다.
먼저, 전력 검출부(510)는 수신경로 상으로 수신되는 TDD(Time Division Duplex) 프레임 신호에 대하여 전력을 검출한다. 그리고, AGC 동기신호 생성부(520)는 TDD 프레임 동기신호와 1PPS(Packet Per Second) 신호에 기초하여 AGC 동기신호를 생성한다. 상기 AGC 동기신호는 TDD 프레임의 하향링크 구간 및 상향링크 구간 중 어느 하나의 구간에서만 활성화되거나 아니면 비활성화되는 신호로서, 이에 의해 정확한 수신 구간을 알 수 있다. 부언하면, 자동이득제어 장치(500)가 RAS의 수신경로 상에 구비되는 경우, AGC 동기신호는 수신 구간인 상향링크 구간에서만 활성화되거나 아니면 비활성되는 신호가 될 것이다. 반대로, 자동이득제어 장치(500)가 단말기(PSS; Portable Subscriber Station)의 수신경로 상에 구비되는 경우, AGC 동기신호는 하향링크 구간에서만 활성화되거나 아니면 비활성화되는 신호가 될 것이다. 상기 AGC 동기신호에 대한 구체적 생성 과정은 후술한다.
한편, 자동이득 계산부(530)는 상기 AGC 동기신호에 상응하여 상기 TDD 프레임의 하향링크 구간 및 상향링크 구간 중 어느 하나의 구간에 대하여만 상기 전력 검출부(510)에서 검출된 전력값에 대하여 이득조절값을 산출한다. 이는, 사전에 상기 전력 검출부(510)가 AGC 동기신호에 상응하여 상기 TDD 프레임의 하향링크 구간 및 상향링크 구간 중 어느 하나의 구간에 대하여만 전력값을 검출하도록 함으로써 구현될 수도 있다. 또한, 상기 자동이득 계산부(530)는 전력값에 대응하는 사전 측정된 이득조절값이 테이블 형태로 저장된 룩업테이블(LUT; Look-Up Table)이 내장된 ROM(Read Only Memory)을 포함한다. 이 경우 ROM의 입력 어드레스는 디지털 신호로 변환된 전력값을 사용하는 것이 바람직하며, ROM은 이득조절값을 출력하게 된다. 마지막으로, 자동이득 제어부(540)는 자동이득 계산부(530)에서 산출된 이득조절값에 기초하여 수신경로 상의 TDD 프레임 신호에 대한 이득제어를 수행한 다.
이하에서는 도 6 내지 도 8을 참조하여 TDD 방식을 사용하는 무선통신 시스템(특히, 휴대인터넷 시스템)에 있어 송수신기의 수신경로에 적용되는 자동이득제어 장치를 설명한다.
TDD 방식을 사용하는 휴대인터넷 시스템에서 하향링크는 기지국(RAS, 이하 'RAS')에서 단말기(PSS)로의 전송 경로이며, 상향링크는 단말기(PSS)에서 RAS로의 전송 경로이다. 즉, RAS의 측면에서 살펴볼 때, 하향링크는 송신경로가 되며, 상향링크는 수신경로가 된다. 그리고, 하향링크와 상향링크는 반복되어 시분할된 연속적 행정을 가지며, RAS에서의 자동이득제어는 하향링크와 상향링크의 반복적인 시분할 행정 중 수신경로인 상향링크 구간에서만 동작되도록 구현되며, 단말기에서의 자동이득제어는 수신경로인 하향링크 구간에서만 동작되도록 구현된다. 그러므로, 본 고안을 구현하기 위하여는 자동이득제어가 수행될 상향링크 구간 또는 하향링크 구간을 알 수 있는 동기신호가 필요하다.
도 6은 TDD 방식의 프레임에 있어서 상향링크 구간을 추출하는 과정, 즉 RAS에서 자동이득제어를 수행할 AGC 동기신호를 생성하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 6의 (a)는 RAS의 기저대역 유니트(Baseband Unit)에서 실제 생성되는 데이터 신호를 나타낸 도면이다. 데이터는 시간(t)축 상의 하향링크(DL) 구간에만 존재하고, TTG, 상향링크(UP), RTG 구간에는 존재하지 않음을 알 수 있다. 도 6의 (b)는 (a)의 실제 데이터가 생성될 때의 동기를 맞추기 위해 RAS의 기저대역 유니트로부터 제공되는 TDD 프레임 동기신호다. 그리고, 도 6의 (c)는 RAS의 동기 유 니트(GPS)로부터 제공된 1PPS(Packet Per Second) 신호이다. 상기 TDD 프레임 동기신호는 상기 1PPS 신호를 기준으로 기저대역 유니트에서 생성된다. 도 6의 (d)는 RAS에서 실제 자동이득제어를 수행하기 위하여 추출된 AGC 동기신호이다. AGC 동기신호는 TDD 프레임 동기신호와 1PPS 신호의 일정 간격 반복 매핑(Iteration Mapping) 과정을 통해 카운터(counter)하여 추출되며, 이러한 과정을 통해 추출된 AGC 동기신호는 자동이득제어 루프 상의 CPU로 전송되어 자동이득제어를 위한 타이밍(timing)도로서 사용된다. 도 6의 (e)는 도 6의 (d) AGC 동기신호를 반전(inverting)한 신호이다. 상기 도 6의 (d)와 (e) 신호는 하드웨어적 구성에 따라 선택적으로 사용될 수 있으며, 상향링크 구간과 동기화되어 활성화(on, 디지털 '1')되거나 아니면 비활성화(off, 디지털 '0')됨으로써 실질적으로 동일한 기능을 수행하므로, 이하에서는 'AGC 동기 신호'로 통칭한다. 한편, 단말기에서 사용되는 AGC 동기신호도 전술한 RAS에서의 AGC 동기신호를 생성하는 과정과 유사하게 생성할 수 있다.
도 7은 TDD 방식을 사용하는 무선통신 시스템에서의 송수신기의 구조도이다. 도 7의 송수신기는 RAS 또는 단말기(PSS)에 모두 적용될 수 있지만, 설명의 편의를 위하여 이하에서는 RAS를 중심으로 설명한다.
먼저 송수신기(RAS)는, 기저대역 유니트와 안테나를 연결하는 송신경로(701)와 수신경로(702)를 구비하여 송수신 본원의 기능을 수행하는 송수신 유니트(700)와, 상기 송수신 유니트(700)의 수신경로(702)와 연동되어 수신경로 상의 TDD 프레임 신호에 대한 자동이득제어를 수행하는 자동이득제어 유니트(710)로 구성된다.
송수신 유니트(700)는, 전술한 바와 같이, 기저대역 유니트에서 생성된 TDD 프레임 신호를 안테나로 전송하는 송신경로(701)와 상기 안테나로부터 수신된 TDD 프레임 신호를 기저대역 유니트로 전송하는 수신경로(702)를 포함한다. 한편, 상기 송수신 유니트(700)는 수신되는 TDD 프레임 신호에 대한 자동이득제어를 용이하게 수행하기 위하여 전압을 가변할 수 있는 전압 가변 감쇠기(VVA; Voltage Variable Attenuator)(703)를 수신경로 상에 구비하는 것이 바람직하다. 상기 VVA는 수신경로 상의 적절한 위치에 하나 또는 복수개가 구비될 수 있다.
자동이득제어 유니트(710)는 전력 검출기(711), 아날로그/디지털 변환기(ADC)(712), 중앙처리장치(CPU)(713), AGC 동기신호 생성기(714), 디지털/아날로그 변환기(DAC)(715), VVA 제어기(716)를 포함하여 자동이득제어를 수행한다.
이를 상술하면, 우선 전력 검출기(711)는 RF 모듈, IF 모듈 등의 수신경로를 통해 전송되는 IF 신호(TTD 프레임 신호)를 일정 비율로 추출(Coupling)하여 그 전력을 검출한다(S810). 아날로그 신호로 검출된 전력은 아날로그/디지털 변환기(712)에서 디지털 신호로 변환되며(S820), 이는 중앙처리장치(713)로 전송된다. 본 실시예의 경우, 아날로그/디지털 변환기(712)는 중앙처리장치(713)에서 전송되는 검출개시신호에 상응하여 아날로그/디지털 변환을 수행하며, 디지털 신호로 변환된 전력값을 중앙처리장치(713)로 전송한다.
한편, AGC 동기신호 생성부(714)에서는 TDD 프레임 동기신호와 1PPS 신호에 기초하여 자동이득제어를 수행할 구간(즉, 상향링크 구간)을 알려주는 AGC 동기신호를 생성한다. AGC 동기신호를 생성하는 과정은 도 6을 참조하여 앞서 설명한 내 용을 참조할 수 있다. AGC 동기신호 생성부(714)에서 생성된 AGC 동기신호는 중앙처리장치(713)로 전송된다. 중앙처리장치(713)는 AGC 동기신호 생성부(714)에서 전송된 AGC 동기신호를 기초로 상기 검출개시신호를 생성하며(본 실시예의 경우 AGC 동기신호를 검출개시신호로 직접 사용할 수 있음), 기타 자동이득제어를 위한 동기신호로 이용한다. 예컨대, 본 실시예에서는 중앙처리장치(713)가 아날로그/디지털 변환기(712)를 제어하여 상향링크 구간에서만 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하도록 구현되어 있으나, 다른 방안으로서 중앙처리장치(713) 또는 AGC 동기신호 생성부(714)에서 출력된 AGC 동기신호가 전력 검출기(711)를 직접 제어하여 상향링크 구간에서만 수신신호의 전력을 검출하도록 구현하여도 상관없다.
중앙처리장치(713)에서는 아날로그/디지털 변환기(172)에서 전송된 전력값을 룩업테이블(LUT)에 매핑(Mapping)하여 이득조절값을 산출한다(S830). 상기 룩업테이블은 사전 측정된 이득조절값이 저장된 테이블로서 ROM 형태로 구현될 수 있으며, 이 경우 아날로그/디지털 변환기(712)에서 전송된 디지털 전력값을 ROM의 입력 어드레스로 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같이 산출된 이득조절값은 디지털/아날로그 변환기(715)를 통해 아날로그 신호로 변환되며(S840), 이는 VVA 제어기(716)로 전송된다. VVA 제어기(716)는 디지털/아날로그 변환기(715)에서 전송된 아날로그 전압신호(이득조절값에 상응)를 VVA 제어에 적합한 레벨로 변경하여 수신경로 상에 위치하는 VVA(703)를 실제 제어하는 기능을 수행한다. 마지막으로, VVA(703)는 VVA 제어기(716)에서 전송된 제어신호에 기초하여 전압을 가변시킴으로써 입력되는 신호에 대한 자동이득제어를 수행한다(S850). 그리고, 이와 같이 자 동이득제어가 수행된 신호는 다시 전력 검출기(711)에서 검출되어, 자동이득제어 루프가 형성된다.
지금까지 TDD 방식을 사용하는 RAS에서의 자동이득제어 장치를 설명하였는데, 이는 TDD 방식을 사용하는 단말기(PSS)에도 유사하게 적용된다. 즉, TDD 방식을 사용하는 단말기의 경우에는 AGC 동기신호가 하향링크 구간에서만 활성화(on, 디지털 '1')되거나 아니면 비활성화(off, 디지털 '0')되는 것이 전술한 RAS의 경우와 상이할 뿐 자동이득제어가 수행되는 구조 또는 과정은 RAS의 경우와 실질적으로 동일하다. 그러므로, TDD 방식을 사용하는 단말기에서의 자동이득제어 장치는 전술한 RAS의 경우를 참조하여 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 구현할 수 있으므로 구체적 설명은 생략한다.
한편, 본 고안에 따라서 실제 구현한 RAS에 대하여 수신감도를 측정한 결과, QPSK(1/2, CC(Convolution Code))의 PER(Packet Error Rate) 0.66%(Packet Errors 52)를 만족하는 수신감도는 -90 dBm 이하(한국정보통신기술협회(TTA) 규격은 -86.9 dBm)로 측정되었으며, 16QAM(1/2, CC)의 PER 1.0%(Packet Errors 83)는 -84 dBm 이하(한국정보통신기술협회 규격은 -81.4 dBm)로 측정되었다.
그러므로, 상기 테스트(RAS 실시예)에 따르면, 수신되는 TDD 프레임 신호의 모든 구간(하향링크, TTG, 상향링크, RTG)에 대하여 자동이득제어를 수행하는 것 보다 실제 전송되는 데이터가 수신되는 구간(즉, 하향링크 구간 및 상향링크 구간 중 어느 하나의 구간)에 대하여만 자동이득제어를 수행함으로써 수신감도가 향상됨을 알 수 있다.
지금까지 본 고안을 바람직한 실시예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 고안이 속하는 기술분야의 당업자는 본 고안이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.
그리고, 본 고안의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 실용신안등록청구범위에 의하여 특정되는 것이며, 실용신안등록청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 고안의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 고안에 따르면, TDD 방식을 사용하는 무선통신 시스템에 있어서 수신경로에 대한 자동이득제어 시 실제 데이터가 수신되는 구간에 대하여만 자동이득제어를 수행하고 그 이외의 구간에 대하여는 자동이득제어를 수행하지 않음으로써, 수신감도, 수신 강도 등 수신경로 상의 복조 성능을 최적화할 수 있는 효과를 가진다.
또한 본 고안에 따르면, TDD 프레임 동기신호와 1PPS 신호를 일정 간격 반복 매핑(Iteration Mapping)함으로써 AGC 동기신호를 용이하게 추출할 수 있는 효과를 가진다.
또한 본 고안에 따르면, 자동이득제어를 위한 이득조절값 산출 시 검출된 디지털 전력값을 ROM의 입력 어드레스로 사용하고, 사전에 미리 측정되어 산출된 이득조절값 데이터를 룩업테이블 형태로 ROM에 내장시킴으로써 이득조절값을 용이하 게 얻을 수 있으며, 또한 ROM에 내장된 룩업테이블 값을 변경함으로써 검출된 전력값에 대한 이득조절값을 용이하게 변경할 수 있는 효과를 가진다.

Claims (17)

  1. TDD 방식을 사용하는 무선통신 시스템에서의 자동이득제어 장치에 있어서,
    수신경로 상의 TDD(Time Division Duplex) 프레임 신호에 대하여 전력을 검출하는 전력 검출부;
    상기 TDD 프레임의 하향링크 구간 및 상향링크 구간 중 어느 하나의 구간에 대하여만 동기되는 AGC(Automatic Gain Control) 동기신호를 생성하는 AGC 동기신호 생성부;
    상기 AGC 동기신호에 상응하여, 상기 TDD 프레임의 하향링크 구간 및 상향링크 구간 중 어느 하나의 구간에 대하여만 상기 전력 검출부에서 검출된 전력값에 대한 이득조절값을 산출하는 자동이득 계산부; 및
    상기 산출된 이득조절값에 기초하여 상기 수신경로 상의 TDD 프레임 신호에 대한 이득제어를 수행하는 자동이득 제어부를 포함하는 TDD 방식을 사용하는 무선통신 시스템에서의 자동이득제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 AGC 동기신호 생성부는 TDD 프레임 동기신호와 1PPS(Packet Per Second) 신호에 기초하여 상기 AGC 동기신호를 생성하는 것을 특징으로 TDD 방식을 사용하는 무선통신 시스템에서의 자동이득제어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 AGC 동기신호는 상기 TDD 프레임 동기신호와 상기 1PPS 신호를 일정 간격으로 반복 매핑(Iteration Mapping)하여 생성되는 것을 특징으로 하는 TDD 방식을 사용하는 무선통신 시스템에서의 자동이득제어 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자동이득 계산부는 상기 전력값에 대응하는 사전 측정된 이득조절값이 테이블 형태로 저장된 룩업테이블(Look-Up Table)을 이용하여 상기 이득조절값을 산출하는 것을 특징으로 하는 TDD 방식을 사용하는 무선통신 시스템에서의 자동이득제어 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 룩업테이블은 ROM(Read Only Memory)에 내장되며, 상기 ROM의 입력 어드레스는 상기 전력값이며, 상기 ROM의 출력은 상기 이득조절값인 것을 특징으로 하는 TDD 방식을 사용하는 무선통신 시스템에서의 자동이득제어 장치.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 TDD 프레임은 하향링크 프레임, 상향링크 프레임, 하향링크 프레임과 상항링크 프레임을 구별하는 TTG(Transmit/receive Transition Gap) 구간을 포함하는 것을 특징으로 하는 TDD 방식을 사용하는 무선통신 시스템에서의 자동이득제어 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 TDD 프레임은 상기 상향링크 프레임과 상기 하향링크 프레임 다음의 하향링크 프레임을 구별하는 RTG(Receive/transmit Transition Gap) 구간을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 TDD 방식을 사용하는 무선통신 시스템에서의 자동이득제어 장치.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수신경로는 단말기에서 송신된 신호를 수신하는 RAS의 수신경로이며,
    상기 전력 검출부는 상향링크 구간에 대하여만 상기 전력값을 검출하는 것을 특징으로 하는 TDD 방식을 사용하는 무선통신 시스템에서의 자동이득제어 장치.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수신경로는 RAS에서 송신된 신호를 수신하는 단말기의 수신경로이며
    상기 전력 검출부는 하향링크 구간에 대하여만 상기 전력값을 검출하는 것을 특징으로 하는 TDD 방식을 사용하는 무선통신 시스템에서의 자동이득제어 장치.
  10. TDD 프레임 신호를 사용하는 무선통신 시스템에서의 송수신기로서,
    상기 TTD 프레임은 하향링크 프레임, 상향링크 프레임, 하향링크 프레임과 상향링크 프레임을 구별하는 제1 구간, 및 상향링크 프레임과 다음의 하향링크 프레임을 구별하는 제2 구간으로 구성되며,
    기저대역 유니트에서 생성된 TDD 프레임 신호를 안테나로 전송하는 송신경로와 상기 안테나로부터 수신된 TDD 프레임 신호를 상기 기저대역 유니트로 전송하는 수신경로를 포함하는 송수신 유니트; 및
    상기 TDD 프레임의 상향링크 프레임 구간에 대하여 상기 수신경로 상의 TDD 프레임 신호에 대한 전력을 검출하고, 상기 검출된 전력값에 기초하여 이득조절값을 산출하여 상기 수신경로의 자동이득제어를 수행하는 자동이득제어 유니트를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서의 송수신기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 송수신 유니트는, 상기 수신경로 상의 TDD 프레임 신호에 대한 전압을 제어하는 VVA(Voltage Variable Attenuator)를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서의 송수신기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 자동이득제어 유니트는,
    상기 수신경로 상의 TDD 프레임 신호에 대하여 전력을 검출하는 전력 검출기;
    상기 TDD 프레임의 상향링크 구간에 대하여만 동기되는 AGC 동기신호를 생성 하는 AGC 동기신호 생성기;
    상기 AGC 동기신호에 상응하여, 상기 TDD 프레임의 상향링크 구간에 대하여만 상기 전력 검출기에서 검출된 전력값에 기초하여 이득조절값을 산출하는 중앙처리장치; 및
    상기 산출된 이득조절값에 기초하여 VVA를 제어하는 VVA 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 TDD 방식을 사용하는 무선통신 시스템에서의 송수신기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 자동이득제어 유니트는,
    상기 전력 검출기로부터 검출된 전력을 디지털 신호로 변환하여 상기 중앙처리장치로 전송하는 아날로그/디지털 변환기; 및
    상기 중앙처리장치에서 출력된 상기 이득조절값을 아날로그 신호로 변환하여 상기 VVA 제어기로 전송하는 디지털/아날로그 변환기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 TDD 방식을 사용하는 무선통신 시스템에서의 송수신기.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 AGC 동기신호 생성기는 TDD 프레임 동기신호와 1PPS(Packet Per Second) 신호에 기초하여 상기 AGC 동기신호를 생성하는 것을 특징으로 TDD 방식을 사용하는 무선통신 시스템에서의 송수신기.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 AGC 동기신호는 상기 TDD 프레임 동기신호와 상기 1PPS 신호를 일정 간격으로 반복 매핑(Iteration Mapping)하여 생성되는 것을 특징으로 하는 TDD 방식을 사용하는 무선통신 시스템에서의 송수신기.
  16. 제12항 또는 제13항에 있어서
    상기 중앙처리장치는 상기 전력값에 대응하는 사전 측정된 이득조절값이 테이블 형태로 저장된 룩업테이블(Look-Up Table)을 이용하여 상기 이득조절값을 산출하는 것을 특징으로 하는 TDD 방식을 사용하는 무선통신 시스템에서의 송수신기.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 룩업테이블은 ROM(Read Only Memory)에 내장되며, 상기 ROM의 입력 어드레스는 상기 전력값이며, 상기 ROM의 출력은 상기 이득조절값인 것을 특징으로 하는 TDD 방식을 사용하는 무선통신 시스템에서의 송수신기.
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