KR20060061509A

KR20060061509A - 무선 패킷 통신 시스템의 자동 이득 제어 장치 및 제어방법

Info

Publication number: KR20060061509A
Application number: KR1020040100288A
Authority: KR
Inventors: 유희정; 전태현; 김명순; 최은영; 이석규; 류득수
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2004-12-02
Filing date: 2004-12-02
Publication date: 2006-06-08
Also published as: US7403757B2; KR100665137B1; US20060121867A1

Abstract

무선 패킷 통신 시스템의 자동 이득 제어 방법에서, 크기가 일정 크기 이상인 샘플의 수가 특정 개수 이상이면 가변 이득 증폭기의 설정 이득을 줄인다. 이후, 수신 전력을 측정한 후에 수신 전력과 기준 전력의 차이만큼 다시 설정 이득을 조절한다. 이와 같이 하면, 원하는 시간 내에 이득을 제어할 수 있다.

무선, 패킷, 이득, 전력, 샘플, 프리앰블

Description

무선 패킷 통신 시스템의 자동 이득 제어 장치 및 제어 방법 {APPARATUS AND METHOD OF CONTROLLING AUTOMATIC GAIN WIRELESS PACKET COMMUNICATION SYSTEM}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 패킷 통신 시스템의 자동 이득 제어 장치의 개략적인 블록도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동 이득 제어 장치의 수신 전력 계산부의 개략적인 블록도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자동 이득 제어 장치의 신호 포화 판단부의 개략적인 블록도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자동 이득 제어 장치의 이득 결정부의 개략적인 블록도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자동 이득 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 6은 IEEE 802.11a 프레임에서 프리앰블의 실수 성분과 허수 성분을 나타내는 도면이다.

본 발명은 무선 패킷 통신 시스템에서의 자동 이득 제어 방법에 관한 것이다.

무선 통신 시스템은 신호를 수신한 후에 수신 신호를 증폭하여 복조를 한다. 여기서 수신 신호를 증폭할 때 이득이 너무 크면 수신 신호가 아날로그-디지털 변환기의 동작 구간을 벗어날 수 있다. 그러면 디지털 신호가 왜곡되어서 복조기가 정상적으로 수신 신호를 복조하지 못한다. 그리고 이득이 너무 작으면 양자화 잡음의 영향이 커져서 복조 성능이 떨어진다. 따라서 자동 이득 제어의 성공 여부는 전체 시스템의 성능을 결정하는 중요한 부분이다. 특히, 무선 패킷 통신에서는 자동 이득 제어가 초기 프리앰블 구간에서 수행되어야 하고, 자동 이득 제어가 실패할 경우 패킷 오류가 발생하기 때문에 자동 이득 제어의 성공 여부는 시스템의 성능과 바로 연관된다.

종래의 자동 이득 제어 방법은 셀룰러 시스템과 같이 송수신단 사이의 링크가 형성되어 있고 파일럿 채널 등을 이용하여 자동 이득 제어가 계속되고 있을 경우에 연속적으로 이득을 추적하는 방법이다. 이러한 방식은 원하는 신호 전력을 설정한 상태에서 수신 전력을 측정하고 이들 사이의 차이를 이용하여 그 차이를 조금씩 줄이는 방식이다. 이러한 방식은 채널 이득 변화를 따라 가는 능력은 좋고 이득 조절 능력이 뛰어나지만, 초기 수렴 시간이 길어서 패킷 통신 시스템에 적용하기는 불가능하다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 짧은 시간에 자동 이득을 제어할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

이러한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 한 특징에 따르면, 가변 이득 증폭부, 신호 포화 판단부, 전력 계산부 및 이득 제어부를 포함하는 자동 이득 제어 장치가 제공된다. 가변 이득 증폭부는 설정 이득에 대응하는 값에 따라 적어도 하나의 제1 수신 신호를 증폭하여 적어도 하나의 제2 수신 신호를 출력한다. 신호 포화 판단부는 상기 적어도 하나의 제2 수신 신호의 실수 성분 및 허수 성분 중에서, 크기가 임계치보다 큰 샘플의 개수가 적어도 하나의 기준 계수 이상인 경우에 신호 포화 신호를 출력한다. 전력 계산부는 상기 제2 수신 신호로부터 수신 전력을 계산하고 기준 전력에서 상기 수신 전력을 감산한 값을 나타내는 전력 차를 출력한다. 이득 제어부는 상기 신호 포화 판단부에서 상기 신호 포화 신호를 수신하면 설정 이득을 감소시켜서 상기 설정 이득을 갱신한 후, 상기 갱신된 설정 이득과 상기 전력 차로부터 최종 설정 이득을 결정한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면 무선 통신 시스템의 자동 이득 제어 장치에서 이득을 제어하는 방법이 제공된다. 이 방법에 의하면, 적어도 하나의 수신기를 통하여 각각 수신된 적어도 하나의 제1 수신 신호가 설정 이득에 대응하는 값에 따라 증폭되어 제2 수신 신호가 출력된다. 상기 적어도 하나의 제2 수신 신호가 실수 성분과 허수 성분으로 분리되어 각각 디지털 형태의 샘플로 변환된다. 그리고 샘플 구간 동안 상기 제2 수신 신호의 수신 전력이 측정되며, 정해진 개수의 샘플에 대해서 크기가 임계치보다 큰 샘플의 개수가 계수된다. 다음, 상기 적어도 하나의 제 2 수신 신호의 상기 실수 및 허수 성분 중 적어도 하나의 성분에 대해서, 상기 샘플의 개수가 적어도 하나의 기준 계수보다 큰 경우에 신호 포화 신호가 출력된다. 그리고 상기 신호 포화 신호가 출력되는 경우에 상기 설정 이득에서 제1 이득을 감산한 값에 대응하는 값으로 상기 설정 이득이 갱신되고, 상기 정해진 개수의 샘플에 대해서 상기 신호 포화 신호가 출력되지 않는 경우에 상기 설정 이득과 상기 수신 전력에 따라 최종 설정 이득이 결정된다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

이제 본 발명의 실시예에 따른 무선 패킷 통신 시스템에서의 자동 이득 제어 장치 및 제어 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 패킷 통신 시스템에서의 자동 이득 제어 장치의 개략적인 블록도이다. 도 1의 자동 이득 제어 장치에서는 수신 안테나(도시하지 않음)가 2개인 경우를 가정하였다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 자동 이득 제어 장치는 RF 수신부(100a, 100c), 가변 이득 증폭부(200a, 200c), I/Q 복조부(300a, 300c), 아날로그 디지털 변환부(400a, 400b, 400c, 400d), 전력 계산부(500), 신호 포화 판단부(600) 및 이득 제어부(700)를 포함한다. 그리고 전력 계산부(500)는 수신 전력 계산부(510a, 510c), 최대 수신 전력 선택부(520), 로그 계산부(530) 및 감산부(540)로 이루어지며, 이득 제어부(700)는 이득 결정부(710), 입력 전압 결정부(720) 및 디지털 아날로그 변환부(730)로 이루어진다.

RF 수신부(100a, 100c)는 각 수신 안테나에서 수신된 신호를 기저대역으로 변환하는 라디오 주파수 신호 처리 과정을 수행한다. 가변 이득 증폭부(200a, 200c)는 각각 RF 수신부(100a, 100c)에서 입력된 신호에 이득을 가하며, 이득은 입력되는 전압에 따라 변경된다. 그리고 본 발명의 실시예에 따른 자동 이득 제어 방법이 수행되기 전의 초기 이득은 최대 이득으로 설정되어 가능한 한 신호를 감지할 수 있도록 할 수 있다. I/Q 복조기(300a, 300c)는 각 가변 이득 증폭부(200a, 200c)에서 이득이 조절된 신호를 실수(I) 성분과 허수(Q) 성분으로 나눈다.

아날로그 디지털 변환부(400a∼400d)는 각 I/Q 복조기(300a, 300c)에서 입력된 신호의 I 성분 및 Q 성분을 각각 디지털 신호로 변환한다. 이러한 아날로그 디지털 변환부(400a, 400b, 400c, 400d)는 무한 구간에서 동작하지 않고 일정한 동작 구간을 갖고 있기 때문에, 입력 신호가 동작 구간에 맞추어 입력되도록 이득이 조절된다. 아래에서는 RF 수신기(100a)를 통하여 수신되어 아날로그 디지털 변환부(400a, 400b)에서 변환된 수신 신호 중 i번째 샘플의 I 성분과 Q 성분을 각각 a_i 및 b_i로 표시하고, RF 수신기(100c)를 통하여 수신되어 아날로그 디지털 변환부(400a, 400b)에서 변환된 수신 신호 중 i번째 샘플의 I 성분과 Q 성분을 각각 c_i 및 d_i로 표시한다.

전력 계산부(500)는 아날로그 디지털 변환부(400a∼400d)에서 입력되는 신호로부터 최대 수신 전력을 계산하고, 최대 수신 전력과 기준 전력의 차이를 출력한다. 구체적으로, 수신 전력 계산부(510a, 510c)는 아날로그 디지털 변환부(400a∼400d)로부터 입력되는 신호의 전력을 계산하고, 최대 수신 전력 선택부(520)는 수신 전력 계산부(510a, 510c)에서 계산된 전력 중에서 최대 전력을 선택한다. 로그 계산부(530)는 선택된 최대 전력을 로그 연산을 하여 데시벨 단위로 변환하고, 감산부(540)는 기준 전력[dB]에 최대 전력[dB]을 감산하여 이득 결정부(700)로 출력한다.

그리고 신호 포화 판단부(600)는 아날로그 디지털 변환부(400a∼400d)에서 변환된 수신 신호의 I/Q 성분(a_i, b_i,c_i, d_i) 중 어느 한 성분이라도 포화 신호 크기(saturation threshold)를 넘는 샘플의 개수가 기준 포화 신호 계수(saturation count reference)보다 커지면, 신호 포화 신호를 이득 결정부(700)로 출력한다.

이득 제어부(700)의 이득 결정부(710)는 기준 전력과 수신 전력의 차이와 신호 포화 신호로부터 이득을 결정하고, 입력 전압 결정부(720)는 결정된 이득을 입력 전압으로 대응시키고, 디지털 아날로그 변환부(730)는 대응된 입력 전압을 아날로그 전압으로 변환하여 가변 이득 증폭부(200a, 200c)로 출력한다. 그러면 가변 이득 증폭부(200a, 200c)는 이득 제어부(700)에서 결정된 입력 전압(이득)에 따라 수신 신호를 증폭하여 출력한다.

다음, 본 발명의 실시예에 따른 자동 이득 제어 장치의 전력 계산부(500a, 500b)에 대해서 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동 이득 제어 장치에서 수신 전력 계산부의 개략적인 블록도이다. 도 2에서는 하나의 수신 전력 계산부(510a)만 도시하였으며, 수신 전력 계산부(510c)의 동작도 도 2에서 설명하는 동작과 동일하다.

도 2에 도시한 바와 같이, 수신 전력 계산부(510a)는 절대치 취득부(511, 512), 가산부(513, 514) 및 지연부(515)를 포함한다. 절대치 취득부(511, 512)는 각각 순차적으로 입력된 수신 신호(a_i+jb_i)의 I 성분(a_i)과 Q 성분(b_i)의 절대치를 계산한다. 가산기(514)는 Q 성분(b_i)의 절대치(|b_i|)에 지연부(515)에서 지연되어 전달되는 전력(P_i-1)을 가산한다. 가산부(513)는 I 성분(a_i)의 절대치(|a_i|)와 가산기(513)의 출력(|b_i|+P_i-1)을 가산하여 전력(P_i=|a_i|+|b_i|+P_i-1)을 지연부(515)로 출력한다. 이러한 과정이 정해진 샘플 구간(예를 들어 800㎱로 샘플 수는 N) 동안 수행되어 수학식 1과 같이 수신 전력(P)이 계산된다. 그리고 수신 전력 계산이 정해진 샘플 구간까지 수행되었는지 카운터 등으로 판단할 수 있으며, 도 2에서는 생략하였다.

그런데 수신 신호의 정확한 수신 전력은 수학식 2와 같이 각 성분의 제곱의 합으로 계산되지만, 이와 같이 하면 곱셈기가 필요하므로 수신 전력 계산부(510)의 구조가 복잡해진다. 따라서 본 발명의 실시예에서는 수신 전력 계산을 수학식 1과 같이 절대치를 이용한 계산으로 간략화하였지만, 수학식 2와 같이 수신 전력을 계산할 수도 있다.

그리고 최대 수신 전력 선택부(520)는 수신 전력 계산부(510a, 510c)에서 계산된 수신 전력 중 큰 값을 최대 수신 전력으로 선택한다. 로그 계산부(530)는 전력 계산에 사용되는 전력값이 선형값이 아닌 데시벨 값이므로 최대 수신 전력을 로그 함수(2log₂())를 사용하여 데시벨 단위(dB)로 변환한다. 본 발명의 실시예에서는 디지털 회로의 특성을 사용하기 위해 밑이 2인 로그 함수(2log₂())를 사용하여 간략화된 데시벨 값을 계산하였지만, 밑이 10인 로그 함수(log₁₀())를 사용하여 데시벨 값을 계산할 수도 있다. 그리고 간략화된 데시벨 값을 계산하여도 이후의 처리 과정이 상대적인 값을 비교하는 과정이므로 밑이 10인 로그 함수를 사용하는 경우에 비해서 손실이 거의 없다. 다음, 감산부(540)는 기준 전력에서 최대 수신 전력을 감산하여 이득 제어부(700)의 이득 결정부(710)로 출력한다.

다음, 디지털로 변환된 수신 신호를 신호 포화 여부를 판단하는 신호 포화 판단부(600)에 대해서 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자동 이득 제어 장치에서 신호 포화 판단부(600)의 개략적인 블록도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 신호 포화 판단부(600)는 절대치 취득부(610a∼610d), 비교부(620a∼620d, 640a∼640d), 카운터(630a∼630d) 및 OR 게이트(650)로 이루어진다.

절대치 취득부(610a∼610d)는 각각 아날로그 디지털 변환부(400a∼400d)에서 순차적으로 출력되는 수신 신호의 I/Q 성분의 절대치(|a_i|, |b_i|, |c_i|, |d_i|)를 계산한다. 비교기(620a∼620d)는 각각 절대치(|a_i|, |b_i|, |c_i|, |d_i|)와 포화 신호 크기를 비교하여 절대치(|a_i|, |b_i|, |c_i|, |d_i|)가 포화 신호 크기보다 크면 '1'을 출력한다. 카운터(630a∼630d)는 각각 비교기(620a∼620d)의 출력이 '1'이면 계수를 하여 총 계수된 값을 출력하여 절대치가 포화 신호 크기보다 큰 샘플의 개수를 출력한다. 비교기(640a∼640d)는 각각 카운터(630a∼630d)의 출력과 기준 포화 신호 계수를 비교하여 카운터(630a∼630d)의 출력이 기준 포화 신호 계수보다 크면 '1'을 출력한다. OR 게이트(650)는 비교기(640a∼640d)의 출력 중 어느 하나라도 '1'이면 '1'(신호 포화 신호)을 이득 제어부(700)로 출력한다.

그리고 이러한 과정이 최종 이득이 결정될 때까지 일정 개수의 샘플(예를 들어 16개)에 대해서 반복적으로 수행된다.

다음, 전력 계산부(500)와 신호 포화 판단부(600)의 출력으로 이득을 제어하는 이득 결정부(710)에 대해서 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자동 이득 제어 장치에서 이득 결정부(710)의 개략적인 블록도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 이득 결정부(710)는 계산 이득 선택부(711), 부호 취득부(712), 작은 이득 선택부(713), 큰 이득 선택부(714), 가산부(715), 감산부(716) 및 지연부(717)를 포함한다.

계산 이득 선택부(711)는 신호 포화 판단부(600)로부터 신호 포화 신호가 입력되면 '0'을 출력하고 신호 포화 신호가 입력되지 않으면 전력 계산부(500)로부터 입력되는 기준 전력(Pref)과 수신 전력(Prx)의 차(Pref-Prx)를 출력한다. 부호 취득부(712)는 기준 전력과 수신 전력의 차(Pref-Prx)의 부호를 판단하여 출력한다. 작은 이득 선택부(713)는 부호 취득부(712)에서 판단된 부호가 양이면 '0'을 출력하고 부호가 음이면 작은 이득(AGC_gain_small)을 출력한다. 큰 이득 선택부(714)는 신호 포화 신호가 입력되면 큰 이득(AGC_gain_large)을 출력하고 신호 포화 시신호가 입력되지 않으면 작은 이득 선택부(713)의 출력 신호를 출력한다. 그리고 가산부(715)는 계산 이득 선택부(711)의 출력과 큰 이득 선택부(714)의 출력을 가산하여 지연부(717)로 출력하고, 감산부(716)는 지연부(717)에서 지연되어 입력되는 현재 결정 이득(AGC_gain(i))에서 큰 이득 선택부(714)의 출력을 감산하여 가산부(715)로 출력한다.

여기서, 전력 계산부(500)에서 수신 신호의 전력을 측정하는 동안 신호 포화 신호가 이득 결정부(710)에 입력되면, 계산 이득 선택부(711)의 출력이 '0'이고 큰 이득 선택부(714)에서 큰 이득이 선택되므로 결정 이득(AGC_gain(k))에서 큰 이득을 감산한 값(AGC_gain(k)-AGC_gain_large)이 현재 결정 이득(AGC_gain(k+1))으로 된다. 즉, 초기 이득에서 큰 이득만큼 이득이 감소한다.

전력 계산부(500)에서 수신 신호의 전력을 측정하는 동안 신호 포화 신호가 이득 결정부(710)에 입력되지 않고 기준 전력과 수신 전력의 차(Pref-Prx)가 음이면, 결정 이득(AGC_gain(k))에 기준 전력과 수신 전력의 차(Pref-Prx)를 가산하고 작은 이득을 감산한 값(AGC_gain(k)+(Pref-Prx)-AGC_gain_small)이 새로운 결정 이득(AGC_gain(k+1))으로 된다. 즉, 수신 전력이 기준 전력보다 큰 경우에는 디지털 수신 신호가 아날로그 디지털 변환부의 동작 구간을 벗어나서 디지털 수신 신호의 전력이 실제 전력보다 작게 측정될 수 있으므로, 이득 결정부(710)는 이득을 더 줄여준다.

그리고 이득 결정부(710)는 기준 전력과 수신 전력의 차(Pref-Prx)가 양이면 결정 이득(AGC_gain(k))에 기준 전력과 수신 전력의 차(Pref-Prx)를 가산한 값(AGC_gain(k)+(Pref-Prx))을 새로운 결정 이득(AGC_gain(k+1))으로 설정한다. 이와 같이 결정된 이득(AGC_gain(k+1))이 최종 이득으로 되어 해당 패킷이 끝날 때까지 유지된다.

이득 결정부(710)에서 결정된 이득은 디지털에서 결정한 이득인 반면, 실제 이득은 아날로그 신호를 처리하는 가변 이득 증폭부의 입력 전압에 따라 제어된다. 그래서 입력 전압 결정부(720)는 이득 결정부(710)에서 결정된 이득에 맞는 전압을 나타내는 디지털 신호를 출력하며, 디지털 이득과 전압을 나타내는 디지털 신호를 룩업테이블 형태로 구현될 수 있다. 디지털 아날로그 변환부(730)는 디지털 신호를 아날로그 전압 신호로 변환하여 가변 이득 증폭부(200a, 200c)로 출력한다.

이상, 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 자동 이득 제어 장치의 시계열적인 동작에 대해서 도 5를 참조하여 설명한다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자동 이득 제어 방법을 나타내는 흐름도이다. 여기서 가변 이득 증폭복의 초기 이득은 최대 이득으로 설정되어 있는 것으로 가정한다.

도 5에 도시한 바와 같이, 먼저 가변 이득 증폭부(200a, 200c)의 설정 이득이 초기 이득으로 설정된다(S510). 다음, 전력 계산부(500)는 수신 전력(P), 포화 신호 크기를 넘는 샘플의 개수(이하, "신호 포화 개수"라 함) 및 샘플 위치(i)를 각각 0으로 초기화하고(S521), 수신 전력(P)을 측정한다(S522).

신호 포화 판단부(600)는 각 샘플의 신호 포화 여부를 확인하여 신호 포화 개수를 구한다(S531). 그리고 신호 포화 판단부(600)는 신호 포화 개수가 기준 포화 신호 계수보다 작은지를 판단한다(S532). 판단 결과 모든 수신 신호의 신호 포화 개수가 기준 포화 신호 계수보다 작으면, 이득 제어부(700)는 설정 이득에서 큰 이득을 뺀 값을 새로운 설정 이득으로 결정한다(S540). 이후 단계 S521부터의 과정이 반복된다.

전력 계산부(500)는 샘플 위치(i)가 전력 측정을 위한 샘플 구간(예를 들어, 800㎱)에 도달했는지를 판단하여(S551), 도달하지 않았으면 샘플 위치(i)를 1 증가시키고(S552) 다시 전력을 측정한다(S522). 그리고 샘플 위치(i)가 전력 측정을 위한 샘플 구간에 도달하였으면, 전력 계산부(500)는 수신 전력을 데시벨 단위로 변환하고(S560), 수신 전력과 기준 전력의 크기를 비교한다(S570). 이득 제어부(700)는 수신 전력이 기준 전력보다 크면 설정 이득에서 작은 이득을 감산하고 기준 전력과 수신 전력의 차를 가산한 값을 새로운 설정 이득으로 결정한다(S580). 이후, 단계 S221부터의 과정이 반복된다.

이득 제어부(700)는 수신 전력이 기준 전력보다 작으면 현재 이득에 기준 전력과 수신 전력의 차를 가산한 값을 최종 설정 이득으로 결정한다(S590). 그리고 이와 같이 결정된 최종 설정 이득이 패킷이 끝날 때까지 유지된다.

이상에서 설명한 것처럼, 본 발명의 실시예에서는 신호 포화 여부와 기준 전력과 수신 전력의 차를 이용하여 이득을 빨리 제어할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에서는 신호 포화 상태의 샘플이 특정 개수 이상이면 수신 전력에 관계없이 이득을 먼저 줄인 후에 수신 전력에 따라 이득을 변경하므로, 원하는 수신 전력으로 이득을 빠르게 제어할 수 있다.

이상 설명한 본 발명의 실시예는 예를 들어 IEEE 802.11a 무선 랜 시스템에 적용할 수 있다. 이러한 무선 랜 시스템의 물리 계층 규격에서는 도 6과 같이 주어지는 프리앰블 중에서 초반에 7주기의 짧은 프리앰블 내에서 자동 이득 제어가 이루어질 것이 요구되고 있다. 이때 본 발명의 실시예를 적용하면 대략 3 또는 4주기의 짧은 프리앰블 구간 동안 자동 이득 제어가 마무리되는 것이 실험으로 확인되었다.

그리고 본 발명의 실시예에서는 작은 이득을 고정한 형태로 설명하였지만, 이와는 달리 수신 전력과 기준 전력의 차이의 크기에 따라 다른 작은 이득을 설정할 수도 있다. 즉, 수신 전력과 기준 전력의 차이의 크기가 상대적으로 큰 경우의 작은 이득을 수신 전력과 기준 전력의 차이가 상대적으로 작은 경우의 작은 이득보다 크게 설정할 수도 있다. 또한, 신호 포화 판단부(600)에서 복수의 기준 포화 신 호 계수를 두어서 신호 포화 개수가 많을수록 이득 감소가 크게 되도록 큰 이득을 복수개로 설정할 수도 있다. 즉, 기준 포화 신호 계수가 상대적으로 큰 경우의 큰 이득을 기준 포화 신호 계수가 상대적으로 작은 경우의 큰 이득보다 크게 설정할 수도 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

이와 같이 본 발명에 의하면, 신호 포화 여부와 기준 전력과 수신 전력의 차를 이용하여 이득을 빠르게 제어할 수 있다. 따라서 본 발명은 짧은 프리앰블 구간 동안 자동 이득 제어가 이루어져야 하는 무선 패킷 통신 시스템에 적용될 수 있다.

Claims

설정 이득에 대응하는 값에 따라 적어도 하나의 제1 수신 신호를 증폭하여 적어도 하나의 제2 수신 신호를 출력하는 가변 이득 증폭부,

상기 적어도 하나의 제2 수신 신호의 실수 성분 및 허수 성분 중에서, 크기가 임계치보다 큰 샘플의 개수가 적어도 하나의 기준 계수 이상인 경우에 신호 포화 신호를 출력하는 신호 포화 판단부,

상기 제2 수신 신호로부터 수신 전력을 계산하고 기준 전력에서 상기 수신 전력을 감산한 값을 나타내는 전력 차를 출력하는 전력 계산부, 그리고

상기 신호 포화 판단부에서 상기 신호 포화 신호를 수신하면 설정 이득을 감소시켜서 상기 설정 이득을 갱신한 후, 상기 갱신된 설정 이득과 상기 전력 차로부터 최종 설정 이득을 결정하는 이득 제어부

를 포함하는 자동 이득 제어 장치.
제1항에 있어서,

상기 이득 제어부는, 상기 갱신된 설정 이득에 상기 전력 차를 가산한 값에 대응하는 값을 상기 최종 설정 이득으로 결정하는 자동 이득 제어 장치.
제2항에 있어서,

상기 이득 제어부는, 상기 신호 포화 판단부에서 상기 신호 포화 신호가 출 력되지 않고 상기 수신 전력이 상기 기준 전력보다 작으면, 상기 최종 설정 이득을 출력하는 자동 이득 제어 장치.
제3항에 있어서,

상기 이득 제어부는,

상기 신호 포화 신호를 수신하면 상기 설정 이득에서 제1 이득을 감산한 값을 상기 설정 이득으로 갱신하는 제1 이득 선택부, 그리고

상기 신호 포화 판단부에서 상기 신호 포화 신호가 출력되지 않고 상기 수신 전력이 상기 기준 전력보다 크면, 상기 설정 이득에서 제2 이득을 감산하고 상기 전력 차를 가산한 값을 상기 설정 이득으로 갱신하는 제2 이득 선택부

를 포함하는 자동 이득 제어 장치.
제4항에 있어서,

상기 제2 이득은 상기 제1 이득보다 작은 자동 이득 제어 장치.
제4항에 있어서,

상기 전력 차가 제1 크기인 경우의 상기 제2 이득이 상기 전력 차가 상기 제1 크기보다 작은 제2 크기인 경우의 상기 제2 이득보다 큰 자동 이득 제어 장치.
제4항에 있어서,

상기 적어도 하나의 기준 계수는 제1 기준 계수와 상기 제1 기준 계수보다 큰 제2 기준 계수를 포함하며,

상기 제1 기준 계수를 만족하는 경우에 출력되는 상기 신호 포화 신호에 의한 상기 제1 이득이 상기 제1 기준 계수를 만족하는 경우에 출력되는 상기 신호 포화 신호에 의한 상기 제1 이득보다 작은 자동 이득 제어 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 전력 계산부는 정해진 샘플 구간 동안 상기 제2 수신 신호의 크기에 대응하는 값의 총 합으로 상기 수신 전력을 계산하는 자동 이득 제어 장치.
제8항에 있어서,

상기 신호 포화 판단부는 정해진 샘플 수 내에서 크기가 상기 임계치보다 큰 샘플의 개수가 상기 기준 계수 이상인지를 판단하는 자동 이득 제어 장치.
제8항에 있어서,

상기 제2 수신 신호의 크기에 대응하는 값은 디지털로 변환된 상기 제2 수신 신호에서 실수 성분의 절대치와 허수 성분의 절대치의 합인 자동 이득 제어 장치.
제8항에 있어서,

상기 제2 수신 신호를 실수 성분과 허수 성분으로 분리하는 복조부, 그리고

상기 복조기에서 출력되는 상기 제2 수신 신호의 실수 성분 및 허수 성분을 각각 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 변환부

를 더 포함하는 자동 이득 제어 장치.
제8항에 있어서,

상기 이득 결정부에서 결정된 최종 설정 이득에 대응하는 값을 아날로그 전압으로 변경하여 상기 가변 이득 증폭부로 출력하는 디지털 아날로그 변환부를 더 포함하는 자동 이득 제어 장치.
무선 통신 시스템의 자동 이득 제어 장치에서 이득을 제어하는 방법에 있어서,

적어도 하나의 수신기를 통하여 각각 수신된 적어도 하나의 제1 수신 신호를 설정 이득에 대응하는 값에 따라 증폭하여 제2 수신 신호를 출력하는 단계,

상기 적어도 하나의 제2 수신 신호를 실수 성분과 허수 성분으로 분리하여 각각 디지털 형태의 샘플로 변환하는 단계,

샘플 구간 동안 상기 제2 수신 신호의 수신 전력을 측정하는 단계,

정해진 개수의 샘플에 대해서 크기가 임계치보다 큰 샘플의 개수를 계수하는 단계,

상기 적어도 하나의 제2 수신 신호의 상기 실수 및 허수 성분 중 적어도 하나의 성분에 대해서, 상기 샘플의 개수가 적어도 하나의 기준 계수보다 큰 경우에 신호 포화 신호를 출력하는 단계,

상기 신호 포화 신호가 출력되는 경우에 상기 설정 이득에서 제1 이득을 감산한 값에 대응하는 값으로 상기 설정 이득을 갱신하는 단계, 그리고

상기 정해진 개수의 샘플에 대해서 상기 신호 포화 신호가 출력되지 않는 경우에 상기 설정 이득과 상기 수신 전력에 따라 최종 설정 이득을 결정하는 단계

를 포함하는 자동 이득 제어 방법.
제13항에 있어서,

상기 정해진 개수의 샘플에 대해서 상기 신호 포화 신호가 출력되지 않고 상기 수신 전력이 상기 기준 전력보다 큰 경우에 상기 설정 이득에서 제2 이득을 감산하고 상기 기준 전력과 상기 수신 전력의 차를 가산한 값에 대응하는 값으로 상기 설정 이득을 갱신하는 단계를 더 포함하는 자동 이득 제어 방법.
제14항에 있어서,

상기 정해진 개수의 샘플에 대해서 상기 신호 포화 신호가 출력되지 않고 상기 수신 전력이 상기 기준 전력보다 작은 경우에 상기 최종 설정 이득을 결정하는 자동 이득 제어 방법.
제15항에 있어서,

상기 최종 설정 이득은 상기 설정 이득에 상기 기준 전력과 상기 수신 전력 의 차를 가산한 값에 대응하는 값인 자동 이득 제어 방법.
제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 수신 전력은 상기 샘플 구간 동안 상기 제2 수신 신호의 실수 성분의 샘플의 크기에 대응하는 값과 상기 제2 수신 신호의 허수 성분의 샘플의 크기에 대응하는 값의 합의 총 누적에 의해 측정되는 자동 이득 제어 방법.
제17항에 있어서,

상기 기준 전력과 상기 수신 전력의 차의 크기가 제1 크기인 경우의 상기 제2 이득은 상기 기준 전력과 상기 수신 전력의 차의 크기가 상기 제1 크기보다 작은 제2 크기인 경우의 제2 이득보다 큰 자동 이득 제어 방법.