KR20130074476A - Method for automatic gain control in maritime digital communication - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An automatic gain control method of marine digital communication is provided to efficiently control the signal gain of upward and downward links. CONSTITUTION: One terminal receives a signal for one packet time (S101). The terminal measures the power of the received signal (S102). The terminal compares the measured power with a predetermined threshold. If the measured power exceeds the threshold, the terminal determines that there is a signal and the gain is changed. If the measured power does not exceed the threshold, the terminal determines that there is no signal. [Reference numerals] (AA) No; (BB) Yes; (S101) One terminal receives a signal for one packet time; (S102) Terminal measures the power of the received signal; (S103) P_s > P_threshould; (S104) Gain value is chnaged after a gain control algorithm is performed

Description

해양 디지털 통신에서 자동 이득 제어 방법{METHOD FOR AUTOMATIC GAIN CONTROL IN MARITIME DIGITAL COMMUNICATION}Automatic gain control method in marine digital communications {METHOD FOR AUTOMATIC GAIN CONTROL IN MARITIME DIGITAL COMMUNICATION}

본 발명은 해양 디지털 통신에서 자동 이득 제어 방법에 관한 것으로서, 상하향 링크의 신호 이득을 효율적으로 제어할 수 있는 해양 디지털 통신에서 자동 이득 제어 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an automatic gain control method in marine digital communication, and more particularly to an automatic gain control method in marine digital communication capable of efficiently controlling the signal gain of an uplink and downlink.

일반적으로, 무선 통신 시스템에서 기지국은 기본적으로 느린 이득 제어를 하는데, 이는 기지국에 수신되는 단말 신호의 파워가 기지국에 의해서 조절되기 때문이다. 그리고, 단말의 경우에는 연속적으로 수신되는 하향링크 신호를 이용하여 이득 제어를 한다. 이처럼 이득 제어를 하는 이유는 ADC 입력이 일정한 신호 크기를 필요로 하기 때문이다.In general, in a wireless communication system, a base station basically performs slow gain control because the power of a terminal signal received at the base station is controlled by the base station. In the case of the terminal, gain control is performed by using a continuously received downlink signal. The reason for this gain control is that the ADC inputs require a constant signal magnitude.

기지국에서 자주 쓰이는 이득 제어 알고리즘은 기본적으로 일정 시간 동안의 수신 파워를 이용하는 것이다. 즉, 수신 파워가 크면 ADC 입력 신호의 이득을 낮추고, 수신 파워가 작으면 ADC 입력 신호의 이득을 높이는 것이다. 구체적인 제어 알고리즘에 따라서 일정 시간 동안의 수신 파워를 이용하거나 혹은 이동 평균에 의해서 구해진 이동 평균 파워를 이용하여 제어를 할 수도 있다.A gain control algorithm commonly used in base stations is basically using the received power for a certain time. In other words, if the receive power is large, the gain of the ADC input signal is lowered. If the receive power is small, the gain of the ADC input signal is increased. According to a specific control algorithm, the control may be performed by using the received power for a predetermined time or by using the moving average power obtained by the moving average.

단말에 쓰이는 이득 제어 알고리즘도 기지국과 마찬가지로 파워를 기본적으로 이용한다. 수신되는 기지국 신호의 파워가 크면 이득을 낮추고, 파워가 작으면 이득을 높인다. 일반적으로 이동통신에 쓰이는 단말은 그 수신 이득을 60 dB 이상 조절하는 것이 가능하다.The gain control algorithm used in the terminal basically uses power like the base station. The higher the power of the received base station signal, the lower the gain, and the lower the power, the higher the gain. In general, a terminal used for mobile communication can adjust the reception gain of more than 60 dB.

기지국과 단말의 이득 제어 알고리즘은 파워를 이용하는 방식 외에도 굉장히 많은 방식이 있다. 본 발명에서는 이러한 이득 제어 알고리즘들을 언제 어떻게 사용해야 하는 가에 대해서 기술할 것이다. 따라서, ADC 입력 신호의 이득 제어 알고리즘은 어떤 것이 사용되어도 상관이 없다.The gain control algorithm of the base station and the terminal has a number of methods in addition to using the power. The present invention will describe when and how to use these gain control algorithms. Thus, the gain control algorithm of the ADC input signal does not matter which one is used.

그런데, 해양 통신의 환경은 일반적인 무선 통신의 환경과는 확연히 다르다. 그 특성을 살펴보면 다음과 같다. 첫째, 단말이 반이중(Half duplex) 통신을 사용할 경우가 많다. 즉, 동시에 신호 전송과 수신을 수행할 수 없다. 둘째, 무선 랜, 모바일 통신 등과는 달리 매우 저속의 데이터를 사용한다. 셋째, 동기 신호의 전송 주기가 다른 통신에 비해 긴 편이다. 넷째, 하향링크 패킷이 없을 수도 있다. 다섯째, 비교적 느린 페이딩 채널 환경을 갖는다.However, the environment of marine communication is significantly different from that of general wireless communication. The characteristics are as follows. First, a terminal often uses half duplex communication. In other words, signal transmission and reception cannot be performed at the same time. Second, unlike WLAN and mobile communication, it uses very low speed data. Third, the transmission period of the synchronization signal is longer than that of other communications. Fourth, there may be no downlink packet. Fifth, it has a relatively slow fading channel environment.

이와 같은 해양 통신의 환경 때문에 일반적으로 사용되는 이득 제어 방법은 여러 가지 문제점이 있다.Due to such an environment of marine communication, a gain control method generally used has various problems.

우선, 기지국은 해당 송신 시간에 전송할 데이터가 없을 때에 신호 송출을 하지 않을 수도 있으며, 또는 여러 셀이 시분할 다중 접속(TDMA) 방식으로 구성되어 있을 때에 기지국은 자기에게 할당된 시간에만 신호 송출을 할 수도 있다. 기지국이 송신하는 하향링크 신호가 불연속이 되면 단말이 연속적으로 신호를 탐색하여 이득 제어하는 방법을 사용할 수 없게 된다.First, the base station may not transmit a signal when there is no data to be transmitted at the corresponding transmission time, or the base station may transmit a signal only at the time allocated to it when several cells are configured in a time division multiple access (TDMA) scheme. have. If the downlink signal transmitted by the base station is discontinuous, the terminal cannot use the method of continuously searching for the signal and controlling the gain.

또한, 단말은 해양에서의 먼 거리에 있는 기지국에 전파를 송출하기 위해서 또는 단말 하드웨어의 구성을 간편하게 하기 위해서 반이중 통신을 사용하는 경우가 매우 많다. 반이중 통신에서 단말은 신호 송신과 수신을 동시에 할 수 없다. 따라서, 단말은 신호 송신시에도 이득 제어를 할 수 없게 된다.In addition, the terminal often uses half-duplex communication in order to transmit radio waves to a base station at a long distance in the ocean or to simplify the configuration of the terminal hardware. In half-duplex communication, the terminal cannot simultaneously transmit and receive signals. Therefore, the terminal cannot control gain even during signal transmission.

해양 통신에서 무선 자원은 현재까지 매우 좁은 대역폭이 할당되어 사용되고 있다. 따라서, 무선 자원은 매우 효율적으로 사용되어야 하는데, 이러한 이유로 단말에게 송신되는 동기 신호는 매우 그 주기가 긴 편이다. 예를 들어, 육상 이동 통신중의 하나인 LTE 통신 시스템은 5[ms] 마다 셀 동기 신호를 송신한다. 무선 랜 같은 경우에도 동기 신호의 일종인 프리앰블을 LTE 처럼 자주 송신하는 편이다. 그러나, 해양에서는 대략 1[s]나 그 이상의 단위로 동기 신호가 송신된다. 이러한 특성은 단말이 파일롯이나 프리앰플 같은 동기 신호를 이용하여 이득 제어하는 것을 어렵게 만든다.In marine communications, radio resources have been allocated with very narrow bandwidth to date. Therefore, the radio resource should be used very efficiently, and for this reason, the synchronization signal transmitted to the terminal is very long. For example, the LTE communication system, which is one of land mobile communication, transmits a cell synchronization signal every 5 [ms]. Even in a wireless LAN, a preamble, which is a kind of synchronization signal, is often transmitted like LTE. However, in the ocean, the synchronization signal is transmitted in units of approximately 1 [s] or more. This feature makes it difficult for the terminal to gain control using a synchronization signal such as a pilot or preamp.

해양 통신 환경에서 이득 제어에 유리한 특성은 낮은 데이터 전송률과 느린 페이딩 채널 환경이다. 해양 통신에서는 할당된 대역폭 자체가 작기 때문에 데이터 전송률이 당연히 낮을 수밖에 없다. 또한, 해양 통신에서 사용하는 주파수는 주로 100[MHz]대역 근처이고 해상에는 반사파가 거의 없기 때문에, 800[MHz] 이상의 주파수를 사용하고 반사체가 많은 육상 이동통신에 비해서 페이딩이 매우 느린 편이다.Advantages of gain control in marine communications environments are low data rates and slow fading channel environments. In marine communications, the allocated bandwidth itself is small, which leads to a low data rate. In addition, since the frequency used in marine communication is mainly around 100 [MHz] band and there is almost no reflected wave at sea, fading is very slow compared to land mobile communication using a frequency of 800 [MHz] or more and having a lot of reflectors.

이상을 요약하면, 해양 통신에서 단말의 이득 제어는 다음과 같은 점을 고려하여 이루어져야 한다. 첫째, 단말은 불연속적인 하향링크 신호에 대해서도 안정적인 이득 제어를 해야 한다. 둘째, 단말은 자신이 속해 있는 셀에 적합하게 이득 제어를 할 수 있어야 한다. 셋째, 동기 신호 전송 주기가 매우 길어 초기 셀 정찰 시간이 오래 걸리기 때문에, 이 정찰 시간 동안에도 적절한 이득 제어를 할 수 있어야 한다.In summary, gain control of a terminal in marine communication should be made in consideration of the following points. First, the terminal should perform stable gain control even for the discontinuous downlink signal. Second, the terminal should be able to gain control appropriate to the cell to which it belongs. Third, since the synchronization signal transmission period is very long and the initial cell reconnaissance time is long, appropriate gain control must be possible even during this reconnaissance time.

해양 통신에서 단말은 기지국에 패킷을 거의 항상 불연속적으로 전송하게 된다. 다수의 단말은 기지국과 각기 다른 거리에 위치하고 있고 각기 다른 파워로 신호를 전송하므로, 기지국에서 수신되는 각 단말들의 신호 크기는 매우 일정치 못하다. 육상 통신에서는 폐루프 파워 컨트롤(Closed loop power control)을 사용한다. 즉, 단말의 송신 파워를 기지국이 직접 제어한다. 그러나, 해상 통신에서는 파워 컨트롤 신호가 대역폭 효율을 저하시키기 때문에, 또는 단말의 신호가 불연속적으로 송신되기 때문에 열린 루프 파워 컨트롤(Open loop power control)을 주로 실시한다. 즉, 단말은 수신 기지국 송신 파워에 반비례하게 송신 신호 파워를 결정한다. 이러한, 열린 루프 파워 컨트롤은 폐루프 파워 컨트롤에 비해서 정밀도가 크게 떨어지므로, 해양 통신에서 기지국은 일정치 못한 파워의 단말 신호를 수신하게 된다. 따라서, 기지국은 이러한 단말 신호에 대해서 효과적인 이득 제어를 하여야 한다.
In maritime communication, a terminal almost always discontinuously transmits a packet to a base station. Since a plurality of terminals are located at different distances from the base station and transmit signals at different powers, signal sizes of the terminals received at the base station are not very constant. In land communication, closed loop power control is used. That is, the base station directly controls the transmission power of the terminal. However, in open sea communication, open loop power control is mainly performed because power control signals degrade bandwidth efficiency, or because signals of terminals are discontinuously transmitted. That is, the terminal determines the transmit signal power in inverse proportion to the receive base station transmit power. Since the open loop power control is much less accurate than the closed loop power control, the base station receives a terminal signal of an inconsistent power in marine communication. Therefore, the base station should perform effective gain control on such terminal signals.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 상하향 링크의 신호 이득을 효율적으로 제어할 수 있는 해양 디지털 통신에서 자동 이득 제어 방법을 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the conventional problems as described above, and an object of the present invention is to provide an automatic gain control method in marine digital communication that can efficiently control the signal gain of the uplink and downlink.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 해양 디지털 통신에서 자동 이득 제어 방법은, 일 단말은 한 패킷 시간 동안 신호를 수신하는 단계; 상기 단말은 수신한 신호의 파워를 측정하는 단계; 및 상기 단말은 측정한 파워를 미리 정해진 임계치와 비교하여, 임계치를 넘으면 신호가 있다고 판단하여 이득 값을 변경하는 단계; 를 포함한다.In the marine digital communication according to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above object, the automatic gain control method, the terminal receiving a signal for one packet time; Measuring, by the terminal, the power of the received signal; And comparing, by the terminal, the measured power with a predetermined threshold, determining that there is a signal when the threshold is exceeded, and changing a gain value; .

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 해양 디지털 통신에서 자동 이득 제어 방법은, 일 단말은 현재 패킷 수신 시간이 자신이 등록한 셀의 전송 시간인지 판단하는 단계; 및 상기 단말은 패킷 수신 시간이 자신이 등록한 셀의 전송 시간이라고 판단된 경우에는 신호를 수신하여 이득 값을 변경하고, 패킷 수신 시간이 자신이 등록한 셀의 전송 시간이 아니라고 판단된 경우에는 이득 값을 유지하는 단계; 를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for automatic gain control in marine digital communication, comprising: determining, by a terminal, whether a current packet reception time is a transmission time of a cell in which it is registered; And when the packet reception time is determined to be the transmission time of a cell registered by the terminal, the terminal receives a signal to change the gain value, and when the packet reception time is determined to be not the transmission time of the cell registered by the terminal, the terminal receives the signal. Maintaining; .

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 해양 디지털 통신에서 자동 이득 제어 방법은, 일 단말은 초기 정찰 시에 여러 셀의 신호를 수신하는 단계; 상기 단말은 수신한 신호에 대하여 이득 제어를 하는 단계; 상기 단말은 이득 제어된 신호를 한 패킷 시간 동안 버퍼에 저장하고, 이득 제어된 신호의 파워를 이용하여 스케일링 계수를 계산하는 단계; 및 상기 단말은 버퍼에 저장된 신호와 스케일링 계수를 곱하여 2차 이득 제어를 하는 단계; 를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for automatic gain control in marine digital communication, comprising: receiving, by one terminal, signals of several cells during initial reconnaissance; The terminal performing gain control on the received signal; The terminal storing the gain controlled signal in a buffer for one packet time and calculating a scaling factor using the power of the gain controlled signal; And performing, by the terminal, secondary gain control by multiplying a signal stored in a buffer by a scaling factor. .

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 해양 디지털 통신에서 자동 이득 제어 방법은, 일 기지국은 다수의 단말로부터 신호를 수신하는 단계; 상기 기지국은 수신한 신호에 대하여 이득 제어를 하는 단계; 상기 기지국은 이득 제어된 신호를 한 패킷 시간 동안 버퍼에 저장하고, 이득 제어된 신호의 파워를 이용하여 스케일링 계수를 계산하는 단계; 및 상기 단말은 버퍼에 저장된 신호와 스케일링 계수를 곱하여 2차 이득 제어를 하는 단계; 를 포함한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a method for automatic gain control in marine digital communication, comprising: receiving, by a base station, signals from a plurality of terminals; The base station performing gain control on the received signal; The base station storing the gain controlled signal in a buffer for one packet time and calculating a scaling factor using the power of the gain controlled signal; And performing, by the terminal, secondary gain control by multiplying a signal stored in a buffer by a scaling factor. .

상기와 같은 본 발명은, 상하향 링크의 신호 이득을 효율적으로 제어하여 복조 성능을 안정적으로 유지시킬 수 있는 효과가 있다.
As described above, the present invention has the effect of stably maintaining demodulation performance by efficiently controlling the signal gain of the uplink and downlink.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 해양 디지털 통신에서 자동 이득 제어 방법에 있어서, 단말이 불연속적인 하향링크 신호에 대해서 신호 유무를 판단하고 이득을 제어하는 방법을 도시한 순서도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 해양 디지털 통신에서 자동 이득 제어 방법에 있어서, 단말이 자신이 속한 셀에 대해서만 이득 제어를 하는 방법을 도시한 순서도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 해양 디지털 통신에서 자동 이득 제어 방법에 있어서, 단말이 초기 셀 정찰 시에 이득 제어를 하는 방법을 도시한 순서도.
도 4는 도 3에 있어서 일반적인 이득 제어가 수행된 결과를 도시한 도면.
도 5는 도 3에 있어서 2차 이득 제어가 수행된 결과를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 해양 디지털 통신에서 자동 이득 제어 방법에 있어서, 기지국이 이득 제어를 하는 방법을 도시한 순서도.1 is a flowchart illustrating a method of determining a signal presence and a control of a gain for a discontinuous downlink signal in an automatic gain control method in marine digital communication according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating a method of controlling gain only for a cell to which a terminal belongs in an automatic gain control method in marine digital communication according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method of controlling gain at the time of initial cell reconnaissance by an automatic gain control method in marine digital communication according to a preferred embodiment of the present invention.
4 is a view showing a result of performing general gain control in FIG.
FIG. 5 is a diagram illustrating a result of performing secondary gain control in FIG. 3; FIG.
6 is a flowchart illustrating a method of controlling gain by a base station in an automatic gain control method in marine digital communication according to a preferred embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 해양 디지털 통신에서 자동 이득 제어 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an automatic gain control method in marine digital communication according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 해양 디지털 통신에서 자동 이득 제어 방법에는 단말이 이득 제어를 하는 방법과 기지국이 이득 제어를 하는 방법이 있다.In the marine digital communication according to the present invention, there are a method of controlling gain by a terminal and a method of controlling gain by a base station.

단말이 이득 제어를 하는 방법은 다시 세 가지 이득 제어 방법으로 나뉜다. 첫째, 불연속적인 하향링크 신호에 대해서 신호 유무를 판단하고 이득을 제어하는 방법이 있다. 둘째, 시분할 다중접속(TDMA, time division multiple access)을 사용하는 기지국 시스템에서 단말이 자신이 속한 셀(기지국)에 대해서만 이득 제어를 하는 방법이 있다. 셋째, 단말이 초기 셀 정찰 시에 모든 셀 신호에 대해서 적절한 이득 제어를 하는 방법이 있다.The method of gain control by the UE is divided into three gain control methods. First, there is a method of determining the presence or absence of a signal and controlling gain for a discontinuous downlink signal. Second, in a base station system using time division multiple access (TDMA), there is a method in which a terminal controls gain only for a cell (base station) to which the terminal belongs. Third, there is a method in which the UE performs proper gain control on all cell signals during initial cell reconnaissance.

기지국이 이득 제어를 하는 방법은 수신 파워가 일정하지 않은 단말 수신 신호에 대해서 이득 제어를 하는 방법이 있다.A method for gain control of a base station includes a method of gain control for a terminal received signal whose reception power is not constant.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 더욱 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, whereby those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. There will be. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이하, 상기 네 가지 이득 제어 방법들에 대해서 하나씩 설명하도록 한다.Hereinafter, the four gain control methods will be described one by one.

도 1에는 단말이 불연속적인 하향링크 신호에 대해서 신호 유무를 판단하고 이득을 제어하는 방법을 도시하였다. 먼저, 일 단말은 한 패킷 시간 동안 신호를 수신한다(S101). 신호를 수신한다는 의미는 일반적인 이득 제어 알고리즘에 의해서 수신 아날로그 신호의 이득이 제어되어 ADC로 입력되고 있으며, 다시 ADC 출력 디지털 신호가 모뎀으로 입력되어 모뎀이 결과적으로 신호를 수신한다는 것을 뜻한다. 다음으로, 상기 단말은 수신한 디지털 신호의 파워를 측정한다(S102). 상기 단말은 측정한 파워(Ps)가 미리 정해진 임계치(Pthreshould)를 넘는지 판단하여(S103), 측정한 파워(Ps)가 미리 정해진 임계치(Pthreshould)를 넘으면 신호가 있다고 판단하여 ADC 입력 신호의 이득 값을 관련 알고리즘을 사용하여 변경시키고(S104), 측정한 파워(Ps)가 미리 정해진 임계치(Pthreshould)를 넘지 않으면 신호가 없다고 판단하여 ADC 입력 신호의 이득 값을 변경시키지 않는다. 이때, 상기 임계치를 정하는 방법은 시스템에 따라서 다양한 예가 가능하나, 일 예로서 기존에 신호가 있다고 판단한 신호들에서 측정된 파워들을 이동 평균하여 구하는 방법이 있다.FIG. 1 illustrates a method in which a terminal determines signal presence and controls gain for a discontinuous downlink signal. First, one terminal receives a signal for one packet time (S101). Receiving a signal means that the gain of the received analog signal is controlled by a general gain control algorithm and input to the ADC, and then the ADC output digital signal is input to the modem, resulting in the modem receiving the signal. Next, the terminal measures the power of the received digital signal (S102). The terminal determines whether the measured power P s exceeds a predetermined threshold P threshould (S103), and if the measured power P s exceeds a predetermined threshold P threshould , it determines that there is a signal. The gain value of the input signal is changed using an associated algorithm (S104), and if the measured power P s does not exceed a predetermined threshold P threshould , it is determined that there is no signal and the gain value of the ADC input signal is not changed. . In this case, the threshold may be determined in various ways depending on the system. For example, the threshold may be calculated by moving average the powers measured from the signals determined to be present.

도 2에는 단말이 자신이 속한 셀에 대해서만 이득 제어를 하는 방법을 도시하였다. 일 단말은 현재 패킷 시간이 자신이 속한 셀의 전송 구간인지를 판단하여(S201), 현재 패킷 시간이 자신이 속한 셀의 전송 구간이라고 판단되면 신호를 수신하여 ADC 입력 신호의 이득 값을 관련 알고리즘을 사용하여 변경시키고(S202), 현재 패킷 시간이 자신이 속한 셀의 전송 구간이 아니면 이득 값을 변경시키지 않으며, 이후에 다음 패킷 시간을 기다린다(S203).2 illustrates a method in which a terminal controls gain only for a cell to which the terminal belongs. One terminal determines whether the current packet time is the transmission interval of the cell to which it belongs (S201). If it is determined that the current packet time is the transmission interval of the cell to which it belongs, the terminal receives a signal and performs a related algorithm on the gain value of the ADC input signal. If the current packet time is not the transmission interval of the cell to which it belongs, the gain value is not changed, and then the next packet time is waited (S203).

도 3에는 단말이 초기 셀 정찰 시에 이득 제어를 하는 방법을 도시하였다. 단말이 초기 셀 정찰 시에는 어느 셀에도 속해 있지 않기 때문에 모든 셀 신호를 수신하게 된다. 따라서, 먼저 일반적인 ADC 입력 신호의 이득 제어를 수행하게 된다(S301). 도 4에는 일반적인 이득 제어가 수행된 결과가 도시되어 있다. 도 4를 참조하면, 여러 셀의 신호가 수신되는 경우에 각 신호들은 각기 다른 파워를 가지고 있음을 알 수 있다. 일반적으로 가장 큰 파워에 맞추어서 이득이 제어되기 때문에, 작은 파워로 단말에 수신되는 신호는 크기가 작다. 안정적인 복조 성능을 유지하기 위해서는 도 5에 도시된 바와 같은 일정한 크기의 신호가 복조기로 입력되어야 한다. 따라서, 패킷 하나를 수신할 때, 그 패킷을 버퍼에 저장하면서 스케일링 계수를 계산한다(S302, S303). 해양 통신에서는 전송 데이터율이 작기 때문에 작은 버퍼에도 충분히 한 패킷 데이터 혹은 그 이상을 저장할 수 있다. 스케일링 계수를 구하는 알고리즘은 여러 가지가 있을 수 있으나, 기본적으로 수신 파워를 이용하는 것이 간단하고 효과적이다. 미리 정한 수신 파워를 P1 라 하고, 수신된 신호 파워를 P2 라고 하면 스케일링 계수는 P1/P2 에 루트를 씌운 값으로 간단히 정할 수 있다. 이후에는, 버퍼에 저장된 신호와 스케일링 계수를 곱하여 2차 이득 제어를 한다(S304). 이러한 2차 이득 제어는 직접적으로 ADC 입력 신호의 이득을 변경시키는 것이 아니다. 2차 이득 제어는 아날로그 신호 영역이 아니라 디지털 신호 영역에서 일어난다. 2차 이득 제어는 단지 수신된 디지털 신호의 스케일을 복조기 입력 스케일에 맞게 적당히 크기 조정을 해 주는 것이다. 도 5에는 2차 이득 제어된 신호가 도시되어 있다. 스케일링이 잘 수행된 신호는 복조기 성능을 향상시키고 또한 매우 안정적으로 만들어준다. 여기서 두 번의 이득 제어가 수행되는데, 첫 번째로 수행되는 이득 제어는 ADC가 수행되기 전의 아날로그 단에서 이루어지는데 반해서, 두 번째로 수행되는 이득 제어는 ADC가 수행되어진 후에 디지털 단에서 이루어지는 특징이 있다.3 illustrates a method in which a terminal performs gain control during initial cell reconnaissance. In the initial cell reconnaissance, the UE does not belong to any cell and thus receives all cell signals. Therefore, first, gain control of the general ADC input signal is performed (S301). 4 shows the results of the general gain control. Referring to FIG. 4, when signals of several cells are received, it can be seen that each signal has a different power. In general, since the gain is controlled according to the largest power, the signal received at the terminal with a small power is small in size. In order to maintain stable demodulation performance, a signal having a constant magnitude as shown in FIG. 5 must be input to the demodulator. Therefore, upon receiving one packet, the scaling factor is calculated while storing the packet in a buffer (S302, S303). In maritime communications, the transmission data rate is small, so that one packet data or more can be stored in a small buffer. There are a number of algorithms for calculating the scaling factor, but basically it is simple and effective to use the received power. Assuming that the predetermined reception power is P1 and the received signal power is P2, the scaling factor can be simply determined by the root of P1 / P2. Thereafter, the second gain control is performed by multiplying the signal stored in the buffer by the scaling factor (S304). This secondary gain control does not directly change the gain of the ADC input signal. Secondary gain control occurs in the digital signal region, not in the analog signal region. Secondary gain control simply scales the received digital signal appropriately to the demodulator input scale. In Fig. 5 a secondary gain controlled signal is shown. A well-scaled signal improves demodulator performance and makes it very stable. Here, two gain control is performed. The first gain control is performed in the analog stage before the ADC is performed, while the second gain control is performed in the digital stage after the ADC is performed.

도 6에는 기지국이 이득 제어를 하는 방법을 도시하였다.6 illustrates a method of controlling gain by a base station.

도 6에 도시된 바와 같이, 기지국이 이득 제어를 하는 방법은 단말이 초기 셀 정찰 시에 이득 제어를 하는 방법과 유사하다. 기지국은 일정치 않은 파워를 가진 단말의 신호를 수신한다. 기지국은 고주파(Radio Freqeuncy) 아날로그 단에서의 이득 제어를 반 고정적(semi static)으로 실시하기 때문에(S601), 매우 긴 시간 동안 RF의 이득은 거의 고정되어 있다고 볼 수 있다. 기지국의 복조기 역시 일정한 크기의 신호를 입력받아야 안정적인 복조 성능을 유지할 수 있다. 따라서, 기지국도 한 패킷 시간 동안 단말의 신호를 버퍼링하면서 스케일링 계수를 계산한다(S602, S603). 이후에, 버퍼에 저장된 신호와 스케일링 계수를 곱하여 2차 이득 제어를 한다(S604).As shown in FIG. 6, a method of controlling gain by a base station is similar to a method of controlling gain by an MS during initial cell reconnaissance. The base station receives a signal of the terminal having a non-uniform power. Since the base station performs the semi-static gain control at the high frequency (Radio Freqeuncy) analog stage (S601), it can be seen that the gain of the RF for a very long time is almost fixed. The demodulator of the base station can also maintain stable demodulation performance only when a signal of a constant size is input. Therefore, the base station also calculates the scaling factor while buffering the signal of the terminal for one packet time (S602 and S603). Thereafter, the second gain control is performed by multiplying the signal stored in the buffer by the scaling factor (S604).

기지국과 단말에서 수행되는 2차 이득 제어의 장점은 지연 시간이 없는 실시간 제어라는 점이다. 이 때문에 고주파 아날로그 단에서는 지연 효과에 의한 미스매칭이 존재하지만, 디지털 단에서는 지연이 없기 때문메 미스매칭이 존재하지 않는다. 아날로그 단에서의 지연 효과에 의한 미스매칭이란, 신호를 수신한 이후에 이득을 변경하고, 변경된 이득은 그 다음 수신 시에 사용되는데, 다음 수신 시점에서는 무선 채널환경이 바뀌어서 변경된 이득이 적합하지 않은 것을 말한다.An advantage of secondary gain control performed at the base station and the terminal is that there is no delay time in real time control. For this reason, there is a mismatch due to the delay effect in the high frequency analog stage, but there is no mismatch because there is no delay in the digital stage. Mismatch by delay effect in analog stage means that the gain is changed after receiving the signal and the changed gain is used at the next reception. Say.

단말과 기지국의 스케일링 계수를 계산함에 있어서, 수신 패킷의 파워를 이용할 수 있다. 수신된 패킷의 파워로 목적하는 파워를 나눈 값에 루트를 취한 값을 스케일링 계수로 사용할 수 있다. 이러한 방법은 한 패킷이 수신되는 시간 동안 일정한 파워를 가질 때 특히 유용하다. 한 패킷이 수신되는 시간 동안 일정한 파워를 가지지 않을 경우에는 다른 방식으로, 예를 들면 최대 크기를 이용하는 방식으로, 스케일링 계수를 결정하는 것이 좋다.In calculating the scaling factors of the terminal and the base station, the power of the received packet may be used. The value obtained by dividing the desired power by the power of the received packet can be used as the scaling factor. This method is particularly useful when a packet has a constant power for the time it is received. If one packet does not have a constant power for the time it is received, it is better to determine the scaling factor in another way, for example using the maximum size.

이러한 본 발명에 따른 해양 디지털 통신 시스템에서 이득 제어 방법은 통신 시스템이 안정적으로 복조 성능을 유지할 수 있도록 할 수 있는 장점이 있다.In the marine digital communication system according to the present invention, the gain control method has an advantage of enabling the communication system to stably maintain demodulation performance.

상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다. The method of the present invention as described above may be embodied as a program and stored in a computer-readable recording medium (such as a CD-ROM, a RAM, a ROM, a floppy disk, a hard disk, or a magneto-optical disk). Such a process can be easily carried out by those skilled in the art and will not be described in detail.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. The present invention is not limited to the drawings.

Claims (8)

일 단말은 한 패킷 시간 동안 신호를 수신하는 단계;
상기 단말은 수신한 신호의 파워를 측정하는 단계; 및
상기 단말은 측정한 파워를 미리 정해진 임계치와 비교하여, 임계치를 넘으면 신호가 있다고 판단하여 이득 값을 변경하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 디지털 통신에서 자동 이득 제어 방법.One terminal receives a signal for one packet time;
Measuring, by the terminal, the power of the received signal; And
Comparing the measured power with a predetermined threshold, and determining that there is a signal when the threshold is exceeded, changing the gain value;
Automatic gain control method in a marine digital communication comprising a. 제 1 항에 있어서, "상기 단말은 측정한 파워를 미리 정해진 임계치와 비교하여, 임계치를 넘으면 신호가 있다고 판단하여 이득 값을 변경하는 단계"에서, 임계치를 넘지 않으면 신호가 없다고 판단하는 것을 특징으로 하는 해양 디지털 통신에서 자동 이득 제어 방법.The method of claim 1, wherein the terminal compares the measured power with a predetermined threshold, and determines that there is a signal when the threshold is exceeded, and changes the gain value. Automatic gain control method in marine digital communications. 제 1 항에 있어서, 상기 임계치는 기존에 신호가 있다고 판단한 측정 파워를 이동 평균하여 계산하는 것을 특징으로 하는 해양 디지털 통신에서 자동 이득 제어 방법.The method of claim 1, wherein the threshold value is calculated by moving average of the measured power which has been determined that there is a signal. 일 단말은 현재 패킷 수신 시간이 자신이 등록한 셀의 전송 시간인지 판단하는 단계; 및
상기 단말은 패킷 수신 시간이 자신이 등록한 셀의 전송 시간이라고 판단된 경우에는 신호를 수신하여 이득 값을 변경하고, 패킷 수신 시간이 자신이 등록한 셀의 전송 시간이 아니라고 판단된 경우에는 이득 값을 유지하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 디지털 통신에서 자동 이득 제어 방법.Determining, by a terminal, whether a current packet reception time is a transmission time of a cell registered by the terminal; And
The terminal receives a signal to change the gain value when it is determined that the packet reception time is the transmission time of the cell registered by the terminal, and maintains the gain value when it is determined that the packet reception time is not the transmission time of the cell registered by the terminal. Doing;
Automatic gain control method in a marine digital communication comprising a. 일 단말은 초기 정찰 시에 여러 셀의 신호를 수신하는 단계;
상기 단말은 수신한 신호에 대하여 이득 제어를 하는 단계;
상기 단말은 이득 제어된 신호를 한 패킷 시간 동안 버퍼에 저장하고, 이득 제어된 신호의 파워를 이용하여 스케일링 계수를 계산하는 단계; 및
상기 단말은 버퍼에 저장된 신호와 스케일링 계수를 곱하여 2차 이득 제어를 하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 디지털 통신에서 자동 이득 제어 방법.One terminal receiving a signal of several cells at the time of initial reconnaissance;
The terminal performing gain control on the received signal;
The terminal storing the gain controlled signal in a buffer for one packet time and calculating a scaling factor using the power of the gain controlled signal; And
The terminal multiplying a signal stored in a buffer by a scaling factor and performing secondary gain control;
Automatic gain control method in a marine digital communication comprising a. 제 5 항에 있어서, 상기 스케일링 계수는 이득 제어된 신호의 파워로 목적하는 파워를 나눈 값에 루트를 취한 값인 것을 특징으로 하는 해양 디지털 통신에서 자동 이득 제어 방법.6. The automatic gain control method according to claim 5, wherein the scaling factor is a value obtained by rooting the desired power divided by the power of the gain controlled signal. 일 기지국은 다수의 단말로부터 신호를 수신하는 단계;
상기 기지국은 수신한 신호에 대하여 이득 제어를 하는 단계;
상기 기지국은 이득 제어된 신호를 한 패킷 시간 동안 버퍼에 저장하고, 이득 제어된 신호의 파워를 이용하여 스케일링 계수를 계산하는 단계; 및
상기 단말은 버퍼에 저장된 신호와 스케일링 계수를 곱하여 2차 이득 제어를 하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 해야 디지털 통신에서 자동 이득 제어 방법.One base station receives a signal from a plurality of terminals;
The base station performing gain control on the received signal;
The base station storing the gain controlled signal in a buffer for one packet time and calculating a scaling factor using the power of the gain controlled signal; And
The terminal multiplying a signal stored in a buffer by a scaling factor and performing secondary gain control;
Automatic gain control method in the digital communication should be characterized in that it comprises a. 제 7 항에 있어서, 상기 스케일링 계수는 이득 제어된 신호의 파워로 목적하는 파워를 나눈 값에 루트를 취한 값인 것을 특징으로 하는 해양 디지털 통신에서 자동 이득 제어 방법.
8. The automatic gain control method according to claim 7, wherein the scaling factor is a value obtained by rooting a desired power divided by a power of a gain controlled signal.
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