KR20100015076A - Apparatus and method for automatic gain control in mobile communication system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이동통신 시스템의 자동 이득 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 인접 채널 간섭이 존재하는 이동통신 시스템에서 수신 장치의 수신 성능을 향상시키기 위하여 수신 필터 이후에 자동 이득 제어 과정을 수행하도록 하여 수신 신호만으로 이득 조절을 수행하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for automatic gain control of a mobile communication system, and more particularly, to perform an automatic gain control process after a receive filter in order to improve the reception performance of a receiver in a mobile communication system in which adjacent channel interference exists. An apparatus and method for performing gain control with signals only.
통상적으로 이동통신 시스템은 단말기의 이동성을 확보하여 사용자에게 위치와 거리의 제약에서 벗어나 통신을 수행할 수 있도록 하는 것으로, 최근의 이동통신 시스템에서는 넓은 범위의 동적 영역(dynamic range)을 커버할 수 있는 무선 주파수(RF ; RadioFrequency)기술 및 모뎀에서의 RF 소자 제어 기술이 요구됨으로써, 이에 따라 RF 및 그 제어기술에 대해 많은 연구가 이루어지고 있다.In general, a mobile communication system secures mobility of a terminal to allow a user to perform communication without restriction of a location and distance. In a recent mobile communication system, a mobile communication system can cover a wide dynamic range. Radio frequency (RF) technology and RF device control technology in a modem are required, and accordingly, much research has been conducted on RF and its control technology.
일반적인 이동통신 시스템에서는 데이터 전송시 송신 장치에서 일정한 전력으로 무선 신호를 송신하나, 무선 채널의 환경에 따라 송신 신호의 전력의 세기는 변화하게 된다.In a typical mobile communication system, a wireless device transmits a wireless signal at a constant power during data transmission, but the strength of the power of the transmitted signal changes according to the environment of the wireless channel.
이에 따라, 상기 수신 장치의 안테나로 수신하는 무선 신호의 전력은 동적인 범위로 변화하게 되어 상기 수신 장치는 이득을 제어하여 아날로그 디지털 변환과정을 수행한 후 복조 과정을 수행한다.Accordingly, the power of the radio signal received by the antenna of the receiving device is changed to a dynamic range so that the receiving device performs a demodulation process after performing an analog-to-digital conversion process by controlling the gain.
일 예로, 헤테로다인(heterodyne)방식의 수신 장치에서는 수신한 무선 신호를 기저대역 신호로 여러 단계를 거쳐 하향 변환(down conversion)를 하며 다수의 필터와 이득 증폭기를 RF 처리부에 사용하여 수신 신호에 대한 필터링 및 증폭 과정을 수행하는 특징이 있다. 하지만, 상기와 같은 수신 장치는 상기 필터와 이득 증폭기를 구비함에 따라 상기 수신 장치의 구현 비용과 상기 수신 장치의 소형화에 큰 문제점을 제공한다.For example, in a heterodyne receiving apparatus, the received radio signal is down converted into a baseband signal through several steps, and a plurality of filters and gain amplifiers are used for the RF signal to the received signal. It is characterized by a filtering and amplification process. However, such a receiving device has a big problem in the implementation cost of the receiving device and the miniaturization of the receiving device as the filter and the gain amplifier are provided.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 최근에는 중간 주파수(IF) 처리부를 구비하지 않고, 수신 신호를 한번에 기저 대역 신호로 변환시키도록 적은 갯 수의 부품으로 무선 신호를 수신할 수 있는 수신 장치( Zero-IF 방식의 수신 장치)를 사용한다.In order to solve the above-mentioned problem, a receiver which can receive a radio signal with a small number of parts without converting a received signal into a baseband signal at a time without an intermediate frequency (IF) processing unit in recent years (zero- IF type receiver).
하지만, 상기와 같은 수신 장치는 상기 중간 주파수 처리부를 구비하지 않음으로써, 인접 채널 간섭을 제거하기가 힘들다는 문제점이 있다. 상기 헤테로다인 수신 장치에서는 중간 주파수 대역 필터와 아날로그 저역 통과 필터에 의해 제거할 수 있는 인접 채널 간섭을 Zero-IF 방식의 수신 장치에서는 아날로그 저역 통과 필터로만으로 제거해야하는 문제점이 있다.However, such a receiving apparatus does not include the intermediate frequency processor, and thus, it is difficult to remove adjacent channel interference. In the heterodyne receiver, the adjacent channel interference, which can be removed by the intermediate frequency band filter and the analog low pass filter, needs to be eliminated only by the analog low pass filter in the zero-IF receiver.
이에 따라 상기 수신 장치가 셀 커버리지 가장 자리에 위치하였고, 상기 위 치가 인접 기지국의 주변이라고 가정할 경우, 상기 수신 장치는 원 신호의 크기보다 큰 인접 채널의 신호를 수신하여 수신 성능이 저하될 것이다.Accordingly, when the receiving device is located at the edge of cell coverage and the location is assumed to be adjacent to the neighboring base station, the receiving device will receive a signal of an adjacent channel larger than the size of the original signal and the reception performance will be degraded.
상기와 같은 인접 채널 간섭 환경에서는 원하는 신호를 디지털 변환하여 적절한 크기로 조절하는 이득 제어 과정이 필요하나 상기 수신 장치는 수신 신호와 간섭 신호 모두를 수신 신호의 전력으로 판단하여 이득 제어 과정을 수행한다.In the adjacent channel interference environment as described above, a gain control process for digitally converting a desired signal and adjusting the signal to an appropriate size is necessary, but the reception apparatus determines both the received signal and the interference signal as the power of the received signal and performs the gain control process.
이로 인하여 상기 수신 장치의 수신 신호의 크기는 상기 수신 장치가 목표로 하는 크기보다 크게 작아진다는 문제점이 있다.Therefore, there is a problem in that the size of the received signal of the receiving device is significantly smaller than the target of the receiving device.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 본 발명의 목적은 인접 채널 간섭이 존재하는 이동통신 시스템에서 수신 장치의 수신 성능을 향상시키기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.The present invention was derived to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an apparatus and method for improving the reception performance of a receiving device in a mobile communication system in which adjacent channel interference exists.
본 발명의 다른 목적은 인접 채널 간섭이 존재하는 이동통신 시스템에서 수신 장치의 수신 성능을 향상시키기 위하여 수신 필터 이후에 자동 이득 제어 과정을 수행하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for performing an automatic gain control process after a reception filter to improve reception performance of a reception device in a mobile communication system in which adjacent channel interference exists.
본 발명의 또 다른 목적은 인접 채널 간섭이 존재하는 이동통신 시스템에서 수신 장치의 수신 성능을 향상시키기 위하여 수신 필터 이후에 자동 이득 제어 과정을 통해 수신 신호만으로 이득 조절을 수행하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.It is still another object of the present invention to provide an apparatus and method for performing gain control using only a received signal through an automatic gain control process after a receive filter in order to improve the reception performance of a receiving device in a mobile communication system having adjacent channel interference. have.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 이동통신 시스템의 자동 이득 제어 장치는 수신 필터에 의해 필터링 된 수신 신호의 전력을 측정하는 수신 신호 측정부와, 상기 수신 신호 측정부에 의해 측정된 수신 신호의 전력을 이용하여 현재 디지털 이득 모드에 따른 상위 및 하위 임계치를 전체 이득 제어 값과 비교하여 디지털 이득 제어 모드를 변경하는 디지털 이득 결정부와, 현재 아날로그 이득 모드를 확인한 후, 상기 수신 신호의 전력에서 상기 디지털 이득 제어 모드에 따른 디지털이득을 뺀 나머지 전력을 이용하여 상기 확인한 이득 모드를 미리 정한 임계값과 비교하여 상위 모드 또는 하위 모드로 변경하는 아날로그 이득 결정부를 포함하여 이산 아날로그 이득을 결정한 후 상기 수신 신호의 전력에서 상기 디지털이득과 이산 아날로그 이득을 뺀 나머지를 연속 아날로그 이득으로 결정하는 것을 특징으로 한다.According to a first aspect of the present invention for achieving the above object, an automatic gain control apparatus of a mobile communication system includes a reception signal measuring unit for measuring the power of the received signal filtered by the reception filter, and the received signal measuring unit A digital gain determiner for changing the digital gain control mode by comparing the upper and lower threshold values according to the current digital gain mode with the total gain control value by using the power of the received signal measured by the controller; Discrete analog gain including an analog gain determiner for changing the checked gain mode to a higher mode or a lower mode by using the remaining power obtained by subtracting the digital gain according to the digital gain control mode from the power of the received signal. After determining the digital gain and the power of the received signal The remaining minus the discrete analog gain is determined as the continuous analog gain.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면, 이동통신 시스템의 자동 이득 제어 방법은 수신 필터에 의해 필터링 된 수신 신호의 전력을 이용하여 현재 디지털 이득 모드에 따른 상위 및 하위 임계치를 전체 이득 제어 값과 비교하여 디지털 이득 제어 모드를 변경하는 디지털 이득 제어 과정과, 상기 수신 신호의 전력에서 상기 디지털 이득 제어 모드에 따른 디지털이득을 뺀 나머지 전력을 이용하여 현재 아날로그 이득 모드를 확인한 후, 상기 확인한 이득 모드를 미리 정한 임계값과 비교하여 상위 모드 또는 하위 모드로 변경하는 아날로그 이득 제어 과정과이산 아날로그 이득을 결정한 후 상기 수신 신호의 전력에서 상기 디지털이득과 이산 아날로그 이득을 뺀 나머지를 연속 아날로그 이득으로 결정하는 과정과, 상기 이득 제어 과정에서 결정된 이득 제어 값을 적용하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a second aspect of the present invention for achieving the above objects, the automatic gain control method of the mobile communication system uses the power of the received signal filtered by the receive filter to total the upper and lower threshold values according to the current digital gain mode. A digital gain control process of changing a digital gain control mode in comparison with a gain control value, and confirming the current analog gain mode using the remaining power after subtracting the digital gain according to the digital gain control mode from the power of the received signal, The analog gain control process of changing the gain mode to a higher or lower mode by comparing the gain mode with a predetermined threshold value, and after determining the discrete analog gain, subtracting the digital gain and the discrete analog gain from the power of the received signal to obtain a continuous analog gain. And determining the gain control And applying a gain control value determined in the process.
상술한 바와 같이 본 발명은 인접 채널 간섭이 존재하는 이동통신 시스템에서 수신 장치의 수신 성능을 향상시키기 위하여 수신 필터 이후에 자동 이득 제어 과정을 수행하도록 하여 일반적인 이동통신 시스템의 이득 조절 과정보다 효과적인 인접 채널 간섭을 제거하여 수신 장치의 성능을 향상시킬 수 있다.As described above, the present invention allows an automatic gain control process to be performed after a reception filter in order to improve reception performance of a receiving device in a mobile communication system in which adjacent channel interference exists. By eliminating interference, the performance of the receiving device can be improved.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
이하 설명에서는 인접 채널 간섭이 존재하는 이동통신 시스템에서 수신 장치의 수신 성능을 향상시키기 위하여 수신 필터 이후에 자동 이득 제어 과정을 수행하도록 하여 수신 신호만으로 이득 조절을 수행하는 장치 및 방법에 관하여 설명할 것이다.In the following description, an apparatus and method for performing gain control using only a received signal by performing an automatic gain control process after a reception filter in order to improve reception performance of a reception device in a mobile communication system having adjacent channel interference will be described. .
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 자동 이득 제어 과정을 수행하는 수신 장치의 구성을 도시한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a configuration of a receiving apparatus for performing an automatic gain control process according to an exemplary embodiment of the present invention.
상기 도 1을 참조하면, 상기 수신 장치는 RF 처리부(101), 아날로그 이득 증폭기(VGA)(103), 아날로그/디지털 변환부(ADC ; Analog Digital Converter)(105), 수신 필터(107), 디지털 VGA(109) 및 자동 이득 제어기(AGC : Automatic Gain Control)(111)를 포함하여 구성할 수 있다.Referring to FIG. 1, the reception apparatus includes an
여기에서, 상기 RF 처리부(101)는 아날로그 필터(analog filter), 이득 모드 변경이 가능한 저잡음 증폭기(LNA ; Low Noise Amplifier)를 포함할 수 있으며, 상 기 자동 이득 제어기는 수신 필터링 이후에 이득 조절을 함으로 인하여, 본래의 수신 신호만을 이용하여, 이득 조절을 함으로써, 수신신호의 크기를 적절히 유지하도록 처리한다.Here, the
상기 수신 장치는 안테나를 통해 수신하는 수신 신호에 대하여 상기 RF 처리부(101)의 저잡음 증폭기를 이용하여 증폭시킨 후, 아날로그 필터로 하여금 필터링하도록 처리한다.The receiving device amplifies a received signal received through an antenna using a low noise amplifier of the
상기 RF 처리부(101)의 출력 신호는 상기 아날로그 이득 증폭기(103)로 입력되며 상기 아날로그 이득 증폭기(103)는 상기 RF 처리부(101)의 신호를 증폭시킨 후, 상기 아날로그 디지털 변환기(105)로 출력한다.The output signal of the
상기 아날로그 디지털 변환기(105)는 수신된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한 후 상기 수신 필터(107)로 제공하며, 상기 수신 필터(107)는 수신 신호를 필터링하여 상기 디지털 이득 증폭기(109)로 제공한다.The analog-to-
이에 따라 상기 디지털 이득 증폭기(109)는 원하는 주파수 대역의 신호만을 추출한 신호를 즉, 상기 수신 필터(107)의 출력 신호를 입력으로 하고 상기 자동 이득 제어기(111)의 이득 제어값에 따라 이득을 조절하여 증폭한 신호를 출력하도록 처리한다.Accordingly, the
자동 이득 제어기(AGC : Automatic Gain Control)(111)는 인접 채널 간섭이 효과적으로 제거된 신호의 이득을 결정하는 것으로, 상기 수신 필터 이후에 위치한다. 즉, 상기 자동 이득 제어기(111)는 아날로그와 디지털 단의 이득을 조절한다.An automatic gain control (AGC) 111 determines the gain of the signal from which adjacent channel interference has been effectively removed and is located after the receive filter. That is, the
상기 자동 이득 제어기(111)는 아날로그 이득 증폭기의 동작 범위가 넓을 경 우에는 이산 아날로그 이득 제어 값을 제어하지 않고 고정된 이득 제어 값을 이용하도록 할 수 있다. 하지만, 상기 아날로그 이득 증폭기(103)의 동작범위가 좁을 경우에는 아날로그 이득을 이산 아날로그 이득값과 연속 아날로그 이득값으로 분배하여 이득 조절을 수행하도록 한다.The
도 2는 본 발명에 따른 자동 이득 제어 과정을 수행하는 자동 이득 제어기의 구성을 상세히 도시한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating in detail a configuration of an automatic gain controller for performing an automatic gain control process according to the present invention.
상기 도 2를 참조하면, 상기 자동 이득 제어기(200)는 수신 신호 측정부(202), 디지털 이득 결정부(204), 아날로그 이득 결정부(206)를 포함하여 구성할 수 있다.Referring to FIG. 2, the
여기에서, 상기 자동 이득 제어기(200)는 상기 수신 장치의 수신 신호 전력을 이용하여 디지털 이득 제어 값과 아날로그 이득 제어 값을 결정한다. Here, the
상기 수신 신호 측정부(202)는 디지털 이득 제어 모드와 아날로그 이득 제어 모드를 확인하기 위하여 수신 장치의 수신 신호에 대한 전력 측정 과정을 수행한다.The received
상기 디지털 이득 결정부(204)는 상기 수신 신호 측정부(202)에 의해 측정된 수신 신호의 전력에 따른 현재 디지털 이득 제어 값을 이용하여 디지털 이득 증폭기(208)의 이득 제어값을 결정한다. 여기에서, 상기 디지털 이득 결정부(204)는 현재 이득 제어 모드의 이득 제어 값의 임계치를 전체 이득 제어값과 비교하여 상기 디지털 이득 제어 값을 결정할 수 있으며, 상기 디지털 이득 결정부(204)는 상기 이득 제어 값의 임계치 간의 핑퐁 현상을 방지하기 위하여 레벨 히스테리시스(Level Hysterisis)를 적용할 수 있다.The digital gain determiner 204 determines the gain control value of the
상기 아날로그 이득 결정부(206)는 상기 수신 신호 측정부(202)에 의해 측정된 수신 신호의 전력에 따른 현재 디지털 이득 제어 값을 이용하여 아날로그 아날로그 이득 증폭기(212) 및 RF 처리부(210) 즉, 저잡음 증폭기의 이득 제어 값을 결정한다.The analog gain determiner 206 uses the current digital gain control value according to the power of the received signal measured by the received
여기에서, 상기 아날로그 이득 결정부(206)는 상기 수신 장치의 현재 이득 모드가 상위 모드임을 확인할 경우, 하위 모드로의 변경을 위한 임계값과 상기 상위 모드의 이득 제어 값을 비교하여 하위 모드로의 변경을 판단한다. 반대로 상기 아날로그 이득 결정부(206)는 상기 수신 장치의 현재 이득 모드가 하위 모드일 경우, 상위 모드로의 변경을 위한 임계값과 상기 하위 모드의 이득 제어 값을 비교하여 상위 모드로의 변경을 판단한다.Here, when the analog gain determiner 206 determines that the current gain mode of the receiving device is a higher mode, the analog gain determiner 206 compares a threshold value for changing to a lower mode with a gain control value of the upper mode to the lower mode. Determine the change. On the contrary, when the current gain mode of the receiving device is the lower mode, the analog gain determiner 206 compares a threshold value for changing to a higher mode with a gain control value of the lower mode and determines a change to a higher mode. do.
이상은 인접 채널 간섭이 존재하는 이동통신 시스템에서 수신 장치의 수신 성능을 향상시키기 위하여 수신 필터 이후에 자동 이득 제어 과정을 수행하도록 하여 수신 신호만으로 이득 조절을 수행하도록 하기 위한 장치에 관하여 설명하였으나, 이하 설명에서는 본 발명에 따른 상기 장치를 이용하여 인접 채널 간섭이 존재하는 이동통신 시스템에서 수신 장치의 수신 성능을 향상시키기 위하여 수신 필터 이후에 자동 이득 제어 과정을 수행하도록 하여 수신 신호만으로 이득 조절을 수행하는 방법에 관하여 설명할 것이다.In the above description, an apparatus for performing gain control using only a received signal by performing an automatic gain control process after a reception filter in order to improve reception performance of a reception device in a mobile communication system having adjacent channel interference has been described. In the description, in order to improve reception performance of a reception apparatus in a mobile communication system having adjacent channel interference using the apparatus according to the present invention, an automatic gain control process is performed after a reception filter to perform gain adjustment using only the reception signal. The method will be described.
도 3은 본 발명에 따른 수신 장치에서 자동 이득 제어 동작을 수행하는 과정을 도시한 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a process of performing an automatic gain control operation in a receiving apparatus according to the present invention.
상기 도 3을 참조하면, 상기 수신 장치는 먼저 301단계에서 수신 신호의 전력을 측정한다.Referring to FIG. 3, the receiving device first measures the power of the received signal in
여기에서, 상기 수신 장치는 주기적으로 또는 연속적으로 미리 정해진 일정 구간에서 동위상(in-phase)과 직교위상(quadrature-pahse)성분 각각을 제곱하여 합하거나 각각의 절대 값을 취해 합을 평균 계산하는 일반적인 방식을 이용하여 상기 수신 신호의 전력을 측정할 수 있다. 이때, 상기 수신 신호의 전력은 dB 단위의 전력으로 환산하게 된다.Here, the receiving device calculates the sum of the squares of the in-phase and quadrature-pahse components in a predetermined interval periodically or continuously, or calculates the sum by taking their absolute values. The power of the received signal may be measured using a general method. In this case, the power of the received signal is converted into power in dB unit.
이후, 상기 수신 장치는 303단계로 진행하여 상기 301단계에서 측정한 수신 신호의 전력을 이용하여 디지털 영역에서 필요한 이득 조절 량인 디지털 이득 제어값을 결정한 후, 305단계로 진행하여 아날로그 영역에서 필요한 이득 조절 량인 이산 및 연속 아날로그 이득 값을 결정한다. 여기에서, 상기 디지털 이득 제어 값은 디지털 VGA의 이득을 조절하는 이득 제어 값을 말하며, 상기 아날로그 이득 값은 저잡음 증폭기의 상위 이득 모드(high gain mode) 또는 하위 이득 모드(low gain mode)의 설정을 위하여 저잡음 증록기에 적용되는 이산 아날로그 이득 값과, 아날로그 VGA(Variable gain amplifier)의 이득을 조절하는 연속 아날로그 이득 값을 말한다. In
이때, 상기 수신 장치는 상기 301단계에서 측정한 수신 신호의 전력과 상기 수신 장치에서 요구하는 전력 값을 비교하여 상기 수신 장치의 전체 이득 제어 값 을 결정할 수 있다.In this case, the receiving device may determine the overall gain control value of the receiving device by comparing the power of the received signal measured in
여기에서, 상기 수신 장치는 상기 수신 신호의 전력에 따라서 상기 디지털 이득 제어 값을 결정한 후, 상기 전체 이득 제어 값에서 상기 디지털 이득 량을 뺀 나머지를 아날로그 이득 제어 값으로 결정할 수 있다.Here, the receiving device may determine the digital gain control value according to the power of the received signal, and then determine the remainder obtained by subtracting the digital gain amount from the total gain control value as an analog gain control value.
이후, 상기 수신 장치는 307단계로 진행하여 상기 303단계에서 결정한 디지털 이득 제어 값과 상기 305단계에서 결정한 아날로그 이득 제어 값을 해당 블럭에 적용하도록 처리한다.In
즉, 상기 수신 장치는 상기 디지털 이득 제어 값을 디지털 VGA에 적용하고, 상기 아날로그 이득 값을 저잡음 증폭기와 아날로그 VGA(Variable gain amplifier)에 적용하도록 처리한다.That is, the receiving device applies the digital gain control value to the digital VGA and processes the analog gain value to the low noise amplifier and the analog variable gain amplifier (VGA).
이후, 상기 수신 장치는 무선 통신이 끝날 때까지 본 본 알고리즘을 동작하도록 처리한다.Thereafter, the receiving device processes the present algorithm to operate until the end of wireless communication.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 수신 장치에서 자동 이득 제어 동작을 위한 디지털 이득 제어 값을 결정하는 과정을 도시한 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a process of determining a digital gain control value for an automatic gain control operation in a receiving apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
상기 도 4를 참조하면, 상기 수신 장치는 먼저 401단계에서 수신 신호의 전력을 측정한 후, 403단계로 진행하여 수신 신호 전력에 따른 현재 디지털 이득 모드에 따른 상위 임계치 및 하위 임계치를 결정한다.Referring to FIG. 4, the receiver first measures power of a received signal in
이후, 상기 수신 장치는 405단계로 진행하여 상기 확인한 상위 임계치 및 하위 임계치와 상기 수신 장치의 전체 이득 제어 값을 비교하는 과정을 수행한 후, 407단계에서 상기 405단계의 비교 과정에 대한 결과를 확인한다. In
만일, 407단계에서 상기 하위 임계치가 전체 이득 제어 값보다 클 경우, 상기 수신 장치는 417단계로 진행하여 임시 디지털 이득 모드를 현재 디지털 이득 모드보다 1만큼 하향 조정하도록 처리한다. 여기에서, 상기 임시 디지털 이득 모드는 자동 이득 제어 과정에 따라 이득 제어 값이 변경되기 전의 값으로 상기 임시 디지털 이득 모드는 이득 모드의 변경을 위한 타이머가 만료되면 상기 수신 장치의 이득 제어 값의 변경을 위한 이득 모드 값이 된다. 또한, 상기 수신 장치는 하기 수학식 1을 이용하여 상기 임시 디지털 이득 모드를 결정할 수 있다.If the lower threshold is greater than the total gain control value in
여기에서, 상기 GM_temp는 상기 임시 디지털 이득 모드이고, D_GM은 현재의 디지털 이득 모드이다.Here, GM_temp is the temporary digital gain mode and D_GM is the current digital gain mode.
한편, 상기 407단계에서 하위 임계치가 전체 이득 제어 값보다 작을 경우, 상기 수신 장치는 409단계로 진행하여 현재 디지털 이득의 모드에 따른 상기 상위 임계치가 전체 이득 제어 값보다 작은지 확인한다.On the other hand, if the lower threshold is less than the total gain control value in
만일, 상기 409단계에서 상기 상위 임계치가 전체 이득 제어값 보다 클 경우, 상기 수신 장치는 디지털 이득 모드를 변경하지 않고 본 알고리즘을 종료한다.If the upper threshold is greater than the total gain control value in
한편, 상기 409단계에서 상기 상위 임계치가 전체 이득 제어값보다 작을 경우, 상기 수신 장치는 411단계로 진행하여 상기 임시 디지털 이득 모드를 현재 디 지털 이득 모드 보다 1만큼 상향 조정하도록 처리한다. 여기에서, 상기 수신 장치는 하기 <수학식 2>를 이용하여 상기 임시 디지털 이득 모드를 조정할 수 있다.On the other hand, if the upper threshold value is less than the total gain control value in
여기에서, 상기 GM_temp는 상기 임시 디지털 이득 모드이고, D_GM은 현재의 디지털 이득 모드이다.Here, GM_temp is the temporary digital gain mode and D_GM is the current digital gain mode.
이후, 상기 수신 장치는 413단계로 진행하여 디지털 이득 모드를 변경하기 위한 타이머의 동작 만료를 확인한다. 만일, 상기 수신 장치는 상기 413단계에서 타이머 만료를 확인하지 않은 경우, 상기 디지털 이득 모드를 변경하지 않고 본 알고리즘을 종료한다. 즉, 상기 수신 장치는 상기 디지털 이득 모드를 변경하기 위한 타이머의 동작 만료를 확인하지 않을 경우, 기 설정되어 있는 디지털 이득 모드를 이용하는 것이다.In
한편, 상기 수신 장치는 상기 413단계에서 타이머 만료를 확인할 경우, 상기 수신 장치는 415단계로 진행하여 상기 411단계 또는 상기 417단계에서 조정한 임시 디지털 이득 모드를 현재 디지털 이득 모드로 변경한다.On the other hand, when the receiving device confirms the timer expiration in
이때, 상기 수신 장치는 자동 이득 제어 과정시 아날로그 이득을 결정한 후, 상기 결정한 이득을 적용하는 시점에서 상기 디지털 이득을 적용해야한다.In this case, the receiving device should determine the analog gain during the automatic gain control process, and then apply the digital gain at the time of applying the determined gain.
이에 따라 상기 수신 장치는 상기 디지털 이득을 적용하기 위하여 일정 시간만큼 적용 시기를 지연시킨 후, 상기 지연 시간만큼의 디지털 이득을 디지털 VGA로 적용하도록 한다.Accordingly, the reception device delays the application time by a predetermined time to apply the digital gain, and then applies the digital gain as much as the delay time to the digital VGA.
상기 수신 장치는 다음과 같은 방식으로 디지털 이득 모드에 따른 이득 값을 적용할 수 있다.The receiving device may apply a gain value according to the digital gain mode in the following manner.
상기 수신 장치에서 디지털 이득 모드가 "n" 임을 확인할 경우, 상기 수신 장치는 상기 디지털 VGA로 2n의 이득을 줄 수 있다, 즉, n = 0 이면, 수신 신호에 '1'을 곱하고, n = 1이면, '2'을 곱하고, n = 2이면, '4'을 곱하며, n = 3이면, '8'을 곱함으로서 디지털 이득을 줄 수 있다. 이러한 방식의 이득제어는 디지털 하드웨어에서는 곱셈기 필요없이 단지 bit shift 연산만으로 계산이 가능하다.When the receiving device determines that the digital gain mode is "n", the receiving device may give a gain of 2 n to the digital VGA, that is, when n = 0, multiplies the received signal by '1' and n = If 1, multiply by '2', n = 2, multiply by '4', and when n = 3, multiply by '8' to give a digital gain. This type of gain control can be calculated with just a bit shift operation without the need for a multiplier in digital hardware.
이때, 상기 수신 장치는 하기 <표 1>과 같이 정의한 이득 모드별 이득 제어 값을 이용하여 상기 수신 장치의 이득 제어를 수행할 수 있다.In this case, the receiving device may perform gain control of the receiving device by using a gain control value for each gain mode defined as shown in Table 1 below.
이후, 상기 수신 장치는 본 알고리즘을 종료한다.Thereafter, the receiving device ends the present algorithm.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 수신 장치에서 디지털 이득 모드를 결정하는 과정을 도시한 도면이다.5 is a diagram illustrating a process of determining a digital gain mode in a receiving apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
상기 도 5를 참조하면, 상기 수신 장치는 상기 디지털 이득 모드 조정시 레벨 히스테리시스를 적용하여 현재 디지털 이득 모드에 따른 상위 임계치와 하위 임계치에서 핑퐁 현상이 발생하지 않도록 한다.Referring to FIG. 5, the reception apparatus applies level hysteresis to adjust the digital gain mode so that the ping-pong phenomenon does not occur at an upper threshold and a lower threshold according to the current digital gain mode.
예를 들어, 상기 수신 장치는 수신 신호의 전력(RSS)에 따라 하위 임계치D_TH_Ln (n = 0, 1, 2)와 상위 임계치D_TH_Hm (m = 0, 1, 2)를 비교하여 디지털 이득 모드(DGM = 0, 1, 2, 3)를 결정할 수 있다.For example, the receiving device compares the lower threshold D_TH_Ln (n = 0, 1, 2) with the upper threshold D_TH_Hm (m = 0, 1, 2) according to the power (RSS) of the received signal. = 0, 1, 2, 3).
이때, 상기 수신 장치는 다음과 같은 조건을 만족하는 상위 임계치와 하위 임계치를 이용하여 핑퐁 현상을 방지할 수 있다.In this case, the receiving device may prevent the ping-pong phenomenon by using an upper threshold and a lower threshold satisfying the following conditions.
첫째, D_TH_L0 ≤ D_TH_H0, D_TH_L1 ≤ D_TH_H1, D_TH_L2 ≤ D_TH_H2First, D_TH_L0 ≤ D_TH_H0, D_TH_L1 ≤ D_TH_H1, D_TH_L2 ≤ D_TH_H2
두번째, D_TH_L0 ≤ D_TH_L1 ≤ D_TH_L2Second, D_TH_L0 ≤ D_TH_L1 ≤ D_TH_L2
세번째, D_TH_H0 ≤ D_TH_H1 ≤ D_TH_H2Third, D_TH_H0 ≤ D_TH_H1 ≤ D_TH_H2
상기와 같은 조건에서 D_TH_Ln < D_TH_Hm (n = m)이면, 레벨 히스테리시스가 동작하게 된다.If D_TH_Ln <D_TH_Hm (n = m) under the above conditions, level hysteresis is operated.
먼저, 상기 수신 장치는 현재 디지털 이득 모드에 따른 상위 임계치와 하위 임계치를 결정한다.First, the receiving apparatus determines the upper threshold value and the lower threshold value according to the current digital gain mode.
만약, 상기 수신 장치에서 현재 디지털 이득 모드에 따른 하위 임계치가 전체 이득 제어값보다 클 경우, 상기 디지털 이득 모드를 조정하도록 처리한다.If the lower threshold value according to the current digital gain mode is larger than the overall gain control value, the receiving device processes to adjust the digital gain mode.
예를 들어, 상기 수신 장치에서 현재 디지털 이득 모드가 "2"임을 확인한 상태에서 현재 이득 모드에 따른 하위 임계치가 전체 이득 제어값보다 큼을 확인할 경우, 상기 수신 장치는 max(D_GM-1, 0)을 이용하여 임시 디지털 이득 모드를 "1"로 조정할 수 있다.For example, when the receiver determines that the current digital gain mode is "2" and determines that the lower threshold value according to the current gain mode is greater than the total gain control value, the receiver receives max (D_GM-1, 0). Can be used to adjust the temporary digital gain mode to "1".
반대로, 상기 수신 장치에서 현재 디지털 이득 모드가 "2"임을 확인한 상태에서 현재 이득 모드에 따른 하위 임계치가 전체 이득 제어값보다 작고 상위 임계치가 전체 이득 제어값보다 작은 경우, 상기 수신 장치는 min(G_DM+1,3)을 이용하여 임시 디지털 이득 모드를 "3"으로 조정할 수 있다.On the contrary, when the receiver determines that the current digital gain mode is "2", when the lower threshold value according to the current gain mode is smaller than the total gain control value and the upper threshold value is smaller than the overall gain control value, the receiving device is set to min (G_DM +1,3) can be used to adjust the temporary digital gain mode to "3".
또한, 상기 수신 장치는 상기와 같이 조정한 임시 디지털 이득 제어값을 디지털 VGA에 적용하기 전에 설정 타이머를 확인함으로써, 상기 타이머가 만료되기전에 상기 임시 디지털 이득 모드를 현재 디지털 이득 모드로 변경하지 않도록 처리하여 디지털 이득 제어 모드의 변경에 대한 강건성을 높이도록 처리한다.In addition, the receiving apparatus checks the setting timer before applying the adjusted digital gain control value as described above to the digital VGA so as not to change the temporary digital gain mode to the current digital gain mode before the timer expires. To increase the robustness against changing the digital gain control mode.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 수신 장치에서 아날로그 이득 제어 값을 결정하는 과정을 도시한 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a process of determining an analog gain control value in a receiving apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
상기 도 6을 참조하면, 상기 수신 장치는 먼저 601단계에서 이득 모드 변경을 위한 조건을 만족하는지 검사한다. 여기에서, 상기 수신 장치는 이득 모드 변경을 수행하도록 하는 타이머의 만료를 확인하여 상기 이득 모드 변경을 위한 조건을 만족하는지 검사할 수 있다.Referring to FIG. 6, the receiving device first checks whether a condition for changing a gain mode is satisfied in
만약, 상기 이득 모드 변경을 위한 조건을 만족하지 않을 경우, 다시 말해서 상기 타이머의 만료를 확인하지 않은 경우, 상기 수신 장치는 상기 601단계의 과정을 반복 수행한다.If the condition for changing the gain mode is not satisfied, that is, when the expiration of the timer is not confirmed, the receiving device repeats the process of
한편, 상기 이득 모드 변경을 위한 조건을 만족함을 확인할 경우, 다시 말해서, 상기 타이머의 만료를 확인할 경우, 상기 수신 장는 603단계로 진행하여 상기 수신 장치의 현재 이득 모드를 확인한다.On the other hand, when it is confirmed that the condition for changing the gain mode is satisfied, that is, when the expiration of the timer is confirmed, the receiving field checks the current gain mode of the receiving apparatus in
이후, 상기 수신 장치는 605단계로 진행하여 상기 수신 장치의 이득 모드가 하위 모드가 아님을 확인할 경우, 상기 수신 장치는 613단계로 진행하여 현재 이득 제어 값이 상위 모드로 변경하기 위한 임계값 이상인지 확인한다.In
만약, 상기 613단계에서 현재 이득 제어 값이 상위 모드로 변경하기 위한 임계값 이상임을 확인할 경우, 상기 수신 장치는 상기 601단계의 과정을 재수행한다.If it is determined in
한편, 상기 613단계에서 현재 이득 제어 값이 상위 모드로 변경하기 위한 임계값 이상임을 확인할 경우, 상기 수신 장치는 615단계로 진행하여 현재 이득 모드 즉, 상위 이득 모드를 하위 이득 모드로 변경하도록 처리한다.On the other hand, if it is determined in
또한, 상기 605단계에서 현재 이득 모드가 하위 모드 임을 확인할 경우, 상기 수신 장치는 607단계로 진행하여 현재 이득 제어값을 이득 모드 변경을 위한 임계값과 비교한다.In
이후, 상기 수신 장치는 609단계로 진행하여 상기 607단계의 비교 결과가 현재 이득 제어값이 상위 모드로 변경하기 위한 임계값인지 확인한다. In
만일, 상기 609단계에서 상기 현재 이득 제어값이 상위 모드로 변경하기 위한 임계값 이상이 아님을 확인할 경우, 상기 수신 장치는 상기 601단계의 과정을 재수행한다.If it is determined in
한편, 상기 609단계에서 상기 현재 이득 제어값이 상위 모드로 변경하기 위한 임계값 이상임을 확인할 경우, 상기 수신 장치는 611단계로 진행하여 항위 모드인 현재 이득 모드를 상위 모드로 변경한다.On the other hand, if it is determined in
이후, 상기 수신 장치는 본 알고리즘을 종료한다.Thereafter, the receiving device ends the present algorithm.
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 수신 장치에서 아날로그 이득 제어 값을 결정하는 과정을 도시한 도면이다.7 is a diagram illustrating a process of determining an analog gain control value in a receiving apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
상기 도 7을 참조하면, 상기 수신 장치는 전체 이득 제어 값에서 디지털 이득 제어 값을 차감하여 아날로그 이득 제어값을 이용하여 현재 이득 모드를 결정한다. 여기에서 상기 현재 이득 모드는 상위 이득 모드와 하위 이득 모드로 나눌 수 있다.Referring to FIG. 7, the receiver determines a current gain mode using an analog gain control value by subtracting a digital gain control value from an overall gain control value. The current gain mode may be divided into an upper gain mode and a lower gain mode.
이후, 상기 수신 장치는 전체 아날로그 이득 제어값과 LNA의 특성에 따라 미리 결정된 임계치(LNA_TH_L 또는 LNA_TH_H)를 비교함으로써 상기 수신 장치의 이득 모드를 결정할 수 있다. 여기에서, 상기 임계치는 LNA_TH_L ≤ LNA_TH_H의 관계를 가지며, 두 임계치 값이 같지 않을 경우에 레벨 히스테리시스가 적용된다. 또한, LNA 이득 모드가 변환되는 시점에는 보다 강건한 구현을 위해서, 템포랄 히스테리시스가 적용될 수 있다. Thereafter, the receiving device may determine the gain mode of the receiving device by comparing the total analog gain control value with a predetermined threshold value LNA_TH_L or LNA_TH_H according to the characteristics of the LNA. Here, the threshold has a relationship of LNA_TH_L? LNA_TH_H, and level hysteresis is applied when the two threshold values are not the same. In addition, temporal hysteresis may be applied for a more robust implementation at the time when the LNA gain mode is converted.
즉, 상기 수신 장치에서 현재 이득 모드가 상위 이득 모드 일 경우, 하위 이득 모드로 변경하기 위한 임계값을 현재 모드의 전체 이득과 비교하고, 상기 전체 이득 이상의 임계치를 확인하면 상위 이득 모드를 하위 이득 모드로 변경하도록 처리한다.That is, when the current gain mode is the upper gain mode in the receiving device, the threshold for changing to the lower gain mode is compared with the overall gain of the current mode, and when the threshold value equal to or greater than the overall gain is checked, the upper gain mode is referred to as the lower gain mode. To be changed.
이때, 상기 수신 장치는 하기 <표 2>와 같은 이득 모드별 이득 제어값을 이용하여 상기 수신 장치의 이득을 제어할 수 있다.In this case, the receiving device may control the gain of the receiving device by using a gain control value for each gain mode as shown in Table 2 below.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the scope of the following claims, but also by the equivalents of the claims.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 자동 이득 제어 과정을 수행하는 수신 장치의 구성을 도시한 블록도,1 is a block diagram showing the configuration of a receiving apparatus for performing an automatic gain control process according to an embodiment of the present invention;
도 2는 본 발명에 따른 자동 이득 제어 과정을 수행하는 자동 이득 제어기의 구성을 상세히 도시한 블록도,2 is a block diagram showing in detail the configuration of an automatic gain controller for performing an automatic gain control process according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 수신 장치에서 자동 이득 제어 동작을 수행하는 과정을 도시한 흐름도,3 is a flowchart illustrating a process of performing an automatic gain control operation in a receiving apparatus according to the present invention;
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 수신 장치에서 자동 이득 제어 동작을 위한 디지털 이득 제어 값을 결정하는 과정을 도시한 흐름도,4 is a flowchart illustrating a process of determining a digital gain control value for an automatic gain control operation in a receiving apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 수신 장치에서 디지털 이득 모드를 결정하는 과정을 도시한 도면,5 is a diagram illustrating a process of determining a digital gain mode in a receiving apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 수신 장치에서 아날로그 이득 제어 값을 결정하는 과정을 도시한 흐름도 및,6 is a flowchart illustrating a process of determining an analog gain control value in a receiving apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention;
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 수신 장치에서 아날로그 이득 제어 값을 결정하는 과정을 도시한 도면.7 is a diagram illustrating a process of determining an analog gain control value in a receiving apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
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WO2016108449A1 (en) * | 2014-12-30 | 2016-07-07 | 주식회사 쏠리드 | Interference cancellation repeater |
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WO2016108448A1 (en) * | 2014-12-30 | 2016-07-07 | 주식회사 쏠리드 | Interference cancellation repeater |
WO2016108449A1 (en) * | 2014-12-30 | 2016-07-07 | 주식회사 쏠리드 | Interference cancellation repeater |
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