KR20190058183A - Automatic gain control apparatus, method and terminal including the same in internet of things - Google Patents

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KR20190058183A KR1020170155931A KR20170155931A KR20190058183A KR 20190058183 A KR20190058183 A KR 20190058183A KR 1020170155931 A KR1020170155931 A KR 1020170155931A KR 20170155931 A KR20170155931 A KR 20170155931A KR 20190058183 A KR20190058183 A KR 20190058183A
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장갑석
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Abstract

Disclosed are an apparatus and a method for automatic gain control of IoT, and a terminal including the apparatus for automatic gain control. According to the present invention, the terminal comprises: a front-end module for adjusting a reception signal using a gain and converting the reception signal into a baseband signal which is a digital signal; an average reception power measurement unit for estimating average power for the baseband signal in a frequency domain; and an automatic gain control unit for determining the gain using the estimated average power and outputting the gain to the front-end module.

Description

사물인터넷의 자동이득제어 장치 및 방법, 그리고 이를 포함하는 단말{AUTOMATIC GAIN CONTROL APPARATUS, METHOD AND TERMINAL INCLUDING THE SAME IN INTERNET OF THINGS}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an automatic gain control apparatus and method for an object Internet, and a terminal including the automatic gain control apparatus and method.

본 발명은 사물인터넷의 자동이득제어 장치 및 방법, 그리고 이를 포함하는 단말에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and method for automatic gain control of the Internet of objects, and a terminal including the same.

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 전송 방식을 기반으로, 낮은 전력과 비용으로 넓은 지역에 걸쳐 사물 인터넷(IoT, Internet of Things) 서비스를 제공하는 무선통신 시스템이 있다. 일예로 IoT용 무선통신 시스템으로는 NB-IoT(Narrow Band IoT)가 있다. 이 NB-IoT는 기존 LTE(Long-Term Evolution) 시스템에서 사용하는 주파수 밴드 내 가용 자원블록(RB, Resource Block)들 중 하나 또는 다수를 사용하여 사물 인터넷 서비스 제공용 신호를 동작시키는 시스템이다. There is a wireless communication system based on Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) transmission, which provides wide area Internet of Things (IoT) services at low power and cost. For example, NB-IoT (Narrow Band IoT) is a wireless communication system for IOT. The NB-IoT is a system for operating a signal for providing the object Internet service using one or more of the resource blocks (RB) in the frequency band used in the existing LTE (Long-Term Evolution) system.

저전력과 저비용으로 넓은 지역을 커버하는 IoT 단말을 구현하기 위한 필수적인 요소 기술 중 하나는 자동이득제어(AGC, Automatic Gain Control)이다. 자동이득제어는 단말에 유입되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 바꾸는 과정에서 디지털 신호의 세기가 원하는 범위 내에 존재하게 하는 기술이다. AGC 기술이 정상적으로 동작되지 않아 너무 큰 디지털 신호가 유입되면 클립핑(clipping) 현상이 발생하며, 이로 인해 오버로드(overload) 양자화 오차(quantization noise)가 발생하여 정보 손실이 발생한다. 그리고 너무 작은 디지털 신호가 유입되면, 그래뉼러(granular) 양자화 오차가 발생하여 정보 손실이 발생한다. 이러한 양자화 오차를 줄이면서 저전력에서 효율적으로 동작되는 AGC 알고리즘개발이 필요하다. Automatic gain control (AGC) is one of the essential technologies for implementing IoT terminals that cover a wide area with low power and low cost. The automatic gain control is a technique for causing the intensity of a digital signal to fall within a desired range in the process of converting an analog signal input to the terminal into a digital signal. If AGC technology is not operated properly and a too large digital signal is input, a clipping phenomenon occurs, resulting in overload quantization noise and information loss. If too small a digital signal is input, a granular quantization error occurs and information loss occurs. It is necessary to develop an AGC algorithm that operates efficiently at low power while reducing the quantization error.

한편, 효율적인 AGC를 수행하기 위해서는 수신신호의 평균전력 측정이 필요하다. 무선통신 시스템에 따라 평균전력을 측정하는 구간을 정하는 것이 달라지지만, 구간 결정을 위한 중요한 요구 사항은 장기 페이딩(long-term fading) 조건에 부합해야 한다. 만약 단기 페이딩(short-term fading) 조건에서 평균전력이 측정된 것을 이용하여 AGC를 수행하는 경우, AGC에 의한 인위적인 변화가 발생한다. 이 인위적인 변화는 수신신호에 대한 채널 추정의 결과에 영향을 주고, 이로 인해 수신복조 성능이 저하가 발생된다. 따라서, 장기 페이딩 조건에 부합되도록 평균전력 측정 구간을 설정하는 것이 중요하다. On the other hand, in order to perform efficient AGC, average power measurement of the received signal is required. Although the determination of the interval for measuring the average power varies according to the wireless communication system, an important requirement for the interval determination must meet the long-term fading condition. If the AGC is performed using the average power measured in the short-term fading condition, an artificial change due to the AGC occurs. This artificial change affects the result of the channel estimation on the received signal, which causes degradation of the received demodulation performance. Therefore, it is important to set the average power measurement interval to meet the long term fading condition.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 사물인터넷에서 저전력과 저비용으로 양자화 오차를 줄이는 자동이득제어장치 및 방법을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide an automatic gain control apparatus and method for reducing a quantization error at a low power and a low cost in an object Internet.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 사물인터넷에서 장기 페이딩(long-term fading) 조건에 부합하는 평균전력 측정을 이용하는 자동이득제어장치 및 방법을 제공하는 것이다. Another object to be solved by the present invention is to provide an automatic gain control apparatus and method using an average power measurement conforming to a long-term fading condition on the object Internet.

본 발명의 실시예에 따르면, 사물인터넷에서 수신 신호를 처리하는 단말이 제공된다. 상기 단말은, 이득을 이용하여 상기 수신 신호를 조정하고, 디지털 신호인 베이스밴드 신호로 변환하는 프런트앤드모듈, 주파수영역에서 상기 베이스밴드 신호에 대한 평균전력을 추정하는 평균수신전력 측정부, 그리고 기 평균전력을 이용하여 상기 이득을 결정하며, 상기 이득을 상기 프런트앤드모듈로 출력하는 자동이득제어부를 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a terminal for processing a received signal on the object Internet is provided. The terminal includes a front-end module that adjusts the received signal using a gain and converts the received signal into a baseband signal as a digital signal, an average received power measurement unit that estimates an average power of the baseband signal in a frequency domain, And an automatic gain controller for determining the gain using the average power and outputting the gain to the front end module.

상기 자동이득제어부는, 상기 이득 중 현재의 이득을 상기 평균전력으로 나눈 값인 제1 값을 이용하여 새로운 이득을 계산할 수 있다. The automatic gain control unit may calculate a new gain using a first value that is a value obtained by dividing a current gain among the gains by the average power.

상기 자동이득제어부는 상기 제1 값을 미리 설정된 마진(Margin)으로 나눈 값인 제2 값을 계산할 수 있으며, 상기 제2 값이 상기 새로운 이득일 수 있다. The automatic gain control unit may calculate a second value that is a value obtained by dividing the first value by a predetermined margin, and the second value may be the new gain.

상기 이득 및 상기 평균전력은 dB 스케일일 수 있으며, 상기 자동이득제어부는, 상기 이득 중 현재의 dB 스케일 이득에서 상기 dB 스케일의 평균전력을 뺀 값인 제1 값을 이용하여 상기 새로운 이득을 계산할 수 있다. The gain and the average power may be dB scales and the automatic gain control unit may calculate the new gain using a first value that is a value obtained by subtracting the average power of the dB scale from the current one of the gains .

상기 자동이득제어부는 상기 제1 값에서 미리 설정된 dB 스케일의 마진(Margin)을 빼서 제2 값을 계산할 수 있으며, 상기 제2 값이 상기 새로운 이득일 수 있다. The automatic gain control unit may calculate a second value by subtracting a margin of a predetermined dB scale from the first value, and the second value may be the new gain.

상기 평균수신전력 측정부는 무한임펄스응답(Infinite Impulse Response) 필터를 통해 상기 평균전력을 추정할 수 있다. The average received power measurement unit may estimate the average power through an Infinite Impulse Response filter.

상기 평균수신전력 측정부는 상기 수신 신호 중 협대역 일차동기신호(Narrowband Primary Synchronization Signal)에 대응하는 상기 베이스밴드 신호를 이용하여 상기 평균전력을 추정할 수 있다. The average reception power measurer may estimate the average power using the baseband signal corresponding to a narrowband primary synchronization signal among the reception signals.

상기 평균수신전력 측정부는 상기 수신 신호 중 협대역 기준신호(Narrowband Reference Signal)에 대응하는 상기 베이스밴드 신호를 이용하여 상기 평균전력을 추정할 수 있다. The average reception power measurer may estimate the average power using the baseband signal corresponding to a narrowband reference signal among the reception signals.

상기 평균수신전력 측정부가 상기 평균전력을 측정하여 상기 자동이득제어부로 전달하는 주기는 장기 페이딩(long-term fading) 조건을 만족할 수 있다. The period in which the average received power measurement unit measures the average power and transmits the measured average power to the automatic gain control unit may satisfy a long-term fading condition.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 사물인터넷에서 아날로그 디지털 변환기로 입력되는 신호에 대한 레벨을 조정하는 인자인 이득을 조절하는 자동이득제어장치가 제공된다. 상기 자동이득제어장치는, 상기 아날로그 디지털 변환기의 출력 신호에 대한 평균전력을 주파수영역에서 추정하는 평균수신전력 측정부, 그리고 상기 이득 중 현재의 이득, 그리고 상기 평균전력을 이용하여 새로운 이득을 계산하는 자동이득제어부를 포함할 수 있다. According to another embodiment of the present invention, there is provided an automatic gain control apparatus for adjusting a gain, which is a factor for adjusting a level of a signal input from an object Internet to an analog-to-digital converter. The automatic gain control device includes an average received power measurement unit for estimating an average power of an output signal of the analog-to-digital converter in a frequency domain, and a gain calculation unit for calculating a new gain using the current gain and the average power And may include an automatic gain control section.

상기 자동이득제어부는 상기 현재의 이득을 상기 평균전력으로 나눈 값인 제1 값을 이용하여 상기 새로운 이득을 계산할 수 있다. The automatic gain control unit may calculate the new gain using a first value that is a value obtained by dividing the current gain by the average power.

상기 자동이득제어부는 상기 제1 값을 미리 설정된 마진(Margin)으로 나누어 제2 값을 계산하고 상기 제2 값을 dB 스케일로 변환할 수 있으며, 상기 dB 스케일의 제2 값이 상기 새로운 이득일 수 있다. The automatic gain control unit may calculate the second value by dividing the first value by a preset margin and convert the second value to a dB scale, and the second value of the dB scale may be the new gain have.

상기 이득 및 상기 평균전력은 dB스케일 수 있으며, 상기 자동이득제어부는 상기 dB 스케일의 이득에서 상기 dB 스케일의 평균전력을 뺀 값인 제1 값을 이용하여, 상기 새로운 이득을 계산할 수 있다. The gain and the average power may be dB scales and the automatic gain control unit may calculate the new gain using a first value that is a value obtained by subtracting the average power of the dB scale from the gain of the dB scale.

상기 자동이득제어부는 상기 제1 값에서 미리 설정된 dB 스케일의 마진(Margin)을 빼서 제2 값을 계산할 수 있으며, 상기 제2 값이 상기 새로운 이득일 수 있다. The automatic gain control unit may calculate a second value by subtracting a margin of a predetermined dB scale from the first value, and the second value may be the new gain.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 사물인터넷에서 단말이 자동이득제어를 수행하는 방법이 제공된다. 상기 방법은, 수신 신호에 현재의 이득을 적용하여 제1 신호를 생성하는 단계, 상기 제1 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계, 상기 디지털 신호를 이용하여, 주파수영역에서 평균전력을 추정하는 단계, 상기 현재의 이득, 그리고 상기 평균전력을 이용하여, 새로운 이득을 계산하는 단계, 그리고 상기 수신 신호에 상기 새로운 이득을 적용하는 단계를 포함할 수 있다. According to another embodiment of the present invention, a method is provided for a terminal to perform automatic gain control in an Internet of things. The method includes the steps of generating a first signal by applying a current gain to a received signal, converting the first signal to a digital signal, estimating an average power in a frequency domain using the digital signal, Calculating the new gain using the current gain and the average power, and applying the new gain to the received signal.

상기 계산하는 단계는, 상기 현재의 이득을 상기 평균 전력으로 나눈 값인 제1 값을 계산하는 단계, 그리고 상기 제1 값을 이용하여 상기 새로운 이득을 계산하는 단계를 포함할 수 있다. The calculating step may include calculating a first value that is a value obtained by dividing the current gain by the average power, and calculating the new gain using the first value.

상기 계산하는 단계는, 상기 제1 값을 미리 설정된 마진으로 나눈 값인 제2 값을 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다. The calculating step may further include calculating a second value that is a value obtained by dividing the first value by a predetermined margin.

상기 현재의 이득 및 상기 평균 전력은 dB 스케일일 수 있으며, 상기 계산하는 단계는, 상기 현재의 dB 스케일 이득에서 상기 dB 스케일의 평균전력을 뺀 값인 제1 값을 계산하는 단계, 그리고 상기 제1 값을 이용하여 상기 새로운 이득을 계산하는 단계를 포함할 수 있다. Wherein the current gain and the average power may be a dB scale and the calculating step includes calculating a first value that is a value obtained by subtracting the average power of the dB scale from the current dB scale gain, And calculating the new gain using the new gain.

상기 계산하는 단계는, 상기 제1 값에서 미리 설정된 dB 스케일의 마진(Margin)을 뺀 값인 제2 값을 계산하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 제2 값이 상기 새로운 이득일 수 있다. The calculating may further include calculating a second value, which is a value obtained by subtracting a margin of a predetermined dB scale from the first value, and the second value may be the new gain.

상기 추정하는 단계는, 무한임펄스응답(Infinite Impulse Response) 필터를 통해 상기 평균전력을 추정하는 단계를 포함할 수 있다. The estimating step may include estimating the average power through an Infinite Impulse Response filter.

본 발명의 실시예에 따르면, 자동이득제어장치가 장기 페이딩(long-term fading) 조건에 부합하도록 평균 수신 전력을 측정할 수 잇다. According to an embodiment of the present invention, the average received power can be measured such that the automatic gain control device meets long-term fading conditions.

본 발명의 실시예에 따르면, 자동이득제어장치가 별도의 기준 파워(reference power)의 추정 없이 측정한 평균 수신 전력을 간단한 수학 연산자를 통해 이득(Gain)을 획득함으로써, 저전력 및 저비용으로 자동이득제어를 수행할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the automatic gain control device obtains a gain through a simple mathematical operation on the average received power measured without estimating a separate reference power, thereby achieving a low power and low cost automatic gain control Can be performed.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 사물인터넷의 단말을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 NB-IoT 하향링크 프레임 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 자동이득제어부를 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 자동이득제어부(220b)를 나타내는 블록도이다.
1 is a block diagram illustrating a terminal of the Internet of objects according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating an NB-IoT downlink frame structure according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram illustrating an automatic gain controller according to a first embodiment of the present invention.
4 is a block diagram illustrating an automatic gain control unit 220b according to a second embodiment of the present invention.

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. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 전체에서, 단말은(terminal)은 이동 단말(mobile terminal, MT), 이동국(mobile station, MS), 진보된 이동국(advanced mobile station, AMS), 고신뢰성 이동국(high reliability mobile station, HR-MS), 가입자국(subscriber station, SS), 휴대 가입자국(portable subscriber station, PSS), 접근 단말(access terminal, AT), 사용자 장비(user equipment, UE) 등을 지칭할 수도 있고, 단말, MT, AMS, HR-MS, SS, PSS, AT, UE 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.Throughout the specification, a terminal is referred to as a mobile terminal (MT), a mobile station (MS), an advanced mobile station (AMS), a high reliability mobile station ), A subscriber station (SS), a portable subscriber station (PSS), an access terminal (AT), a user equipment (UE) AMS, HR-MS, SS, PSS, AT, UE, and the like.

또한, 기지국(base station, BS)은 진보된 기지국(advanced base station, ABS), 고신뢰성 기지국(high reliability base station, HR-BS), 노드B(node B), 고도화 노드B(evolved node B, eNodeB), 접근점(access point, AP), 무선 접근국(radio access station, RAS), 송수신 기지국(base transceiver station, BTS), MMR(mobile multihop relay)-BS, 기지국 역할을 수행하는 중계기(relay station, RS), 기지국 역할을 수행하는 고신뢰성 중계기(high reliability relay station, HR-RS) 등을 지칭할 수도 있고, BS, ABS, 노드B, eNodeB, AP, RAS, BTS, MMR-BS, RS, HR-RS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.Also, a base station (BS) is an advanced base station (ABS), a high reliability base station (HR-BS), a node B, an evolved node B, eNodeB), an access point (AP), a radio access station (RAS), a base transceiver station (BTS), a mobile multihop relay (MMR) BS, ABS, Node B, eNodeB, AP, RAS, BTS, MMR-BS, RS, and so on) , HR-RS, and the like.

이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 사물인터넷에서 자동이득제어 장치 및 방법, 그리고 이를 포함하는 단말에 대해서 설명한다. 이하의 에서는 설명의 편의상 NB-IoT 시스템을 기반으로 한 자동이득제어(AGC)에 대해서 설명하나 다른 시스템에도 적용될 수 있다. Hereinafter, an apparatus and method for controlling automatic gain control in the Internet according to an embodiment of the present invention and a terminal including the same will be described with reference to the drawings. Hereinafter, the AGC based on the NB-IoT system will be described for convenience of explanation, but it can be applied to other systems.

사물인터넷 시스템에서 자동이득제어(AGC) 장치는 다음의 요구조건이 필요하다. 자동이득제어장치는 안테나로부터 수신되는 신호를 이용하여 수신 전력을 측정할 필요가 있고 안테나로부터 수신된 기준 신호(Reference signal)의 수신 전력을 측정할 필요가 있다. 자동이득제어장치는 수신 신호의 아날로그 이득(Analog Gain)을 조정할 필요가 있고 저전력을 달성할 수 있는 AGC의 이득(gain)을 결정할 필요가 있다. 그리고 자동이득제어(AGC) 장치에서 사용되는 평균 수신 전력은 장기 페이딩(long-term fading) 조건 하에 측정될 필요가 있다. In an Internet system, an automatic gain control (AGC) device requires the following requirements. The automatic gain control device needs to measure the received power using the signal received from the antenna and measure the received power of the reference signal received from the antenna. The automatic gain control device needs to adjust the analog gain of the received signal and needs to determine the gain of the AGC that can achieve low power. And the average received power used in automatic gain control (AGC) devices needs to be measured under long-term fading conditions.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 사물인터넷의 단말(1000)을 나타내는 블록도이다. 1 is a block diagram illustrating a terminal 1000 of the Internet according to an embodiment of the present invention.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 단말(1000)은 프런트앤드모듈(Front End Module)(100), 그리고 자동이득제어장치(200)를 포함한다. As shown in FIG. 1, a terminal 1000 according to an embodiment of the present invention includes a front end module 100 and an automatic gain control device 200.

프런트앤드모듈(100)은 믹서(110), 가변이득증폭기(VGA, Variable Gain Amplifier)(120), 그리고 아날로그디지털변환기(ADC, Analog Digital Converter)(130)를 포함한다. The front-end module 100 includes a mixer 110, a variable gain amplifier (VGA) 120, and an analog-to-digital converter (ADC)

믹서(110)는 안테나로부터 수신되는 신호에 반송 주파수(carrier frequency) 신호를 곱하여 하향 신호로 변환한다. 가변이득증폭기(120)는 믹서(110)에서 출력되는 신호에 이득(gain)을 곱하여 신호 레벨을 조정한다. 아날로그디지털변환기(130)는 가변이득증폭기(120)의 아날로그 출력 신호를 디지털 신호로 변환한다. 여기서, 아날로그디지털변환기(130)에서 출력되는 신호는 기저대역(Base Band) 디지털 신호이다. The mixer 110 multiplies a signal received from the antenna by a carrier frequency signal to convert the signal into a downlink signal. The variable gain amplifier 120 adjusts the signal level by multiplying the signal output from the mixer 110 by a gain. The analog-to-digital converter 130 converts the analog output signal of the variable gain amplifier 120 into a digital signal. Here, the signal output from the analog-to-digital converter 130 is a baseband digital signal.

자동이득제어장치(200)는 평균수신전력 측정부(210), 그리고 자동이득제어부(220)를 포함한다. The automatic gain control apparatus 200 includes an average received power measurement unit 210 and an automatic gain control unit 220.

평균수신전력 측정부(210)는 아날로그디지털변환기(130)의 출력 신호인 기저대역 디지털 신호를 이용하여, 주파수영역의 평균수신전력인 NRSSI(Narrowband Received Signal Strength Indicator)를 추정한다. 이러한 NRSSI를 이하에서는 '기저대역(BB, Base Band) NRSS'라 한다. 이와 같이 추정된 BB NRSSI는 자동이득제어부(220)로 출력된다. 이와 같은 평균수신전력 측정부(210)는 복조기(Demodulator)의 하나의 구성요소일 수 있다. The average reception power measurer 210 estimates NRSSI (Narrowband Received Signal Strength Indicator), which is the average reception power in the frequency domain, using the baseband digital signal output from the analog-to-digital converter 130. Such an NRSSI will be referred to as a 'Baseband (BB) NRSS' hereinafter. The estimated BB NRSSI is output to the automatic gain control unit 220. The average received power measurement unit 210 may be a component of a demodulator.

자동이득제어부(220)는 평균수신전력 측정부(210)로부터 입력되는 BB NRSSI를 이용하여 가변이득증폭기(120)의 이득(이하, 'VGA 이득(Gain)'라 함)을 계산하고 이 VGA 이득을 가변이득증폭기(120)로 전달한다. 가변이득증폭기(120)는 자동이득제어부(220)로부터 수신한 VGA 이득을 이용하여 신호 레벨을 조정하며, 이를 통해 최종적으로 자동이득조절이 수행된다. 자동이득제어부(220)가 VGA 이득을 계산하는 방법에 대해서는 아래에서 상세히 설명한다. 자동이득제어부(220)는 L1 제어(L1 Control)의 하나의 구성요소일 수 있다. The automatic gain control unit 220 calculates a gain of the variable gain amplifier 120 (hereinafter referred to as 'VGA gain') using the BB NRSSI input from the average received power measurement unit 210, To a variable gain amplifier (120). The variable gain amplifier 120 adjusts the signal level using the VGA gain received from the automatic gain control unit 220, thereby finally performing automatic gain control. The manner in which the automatic gain control unit 220 calculates the VGA gain will be described in detail below. The automatic gain control unit 220 may be one component of the L1 control (L1 Control).

한편, 자동이득제어부(220)는 아래에서 설명하는 평균수신전력을 추정하는 주기마다 반복하여 VGA 이득을 계산할 수 있다. On the other hand, the automatic gain control unit 220 can calculate the VGA gain repeatedly for each period for estimating the average received power described below.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 평균수신전력 측정부(210)가 프런트엔드 모듈(100)로부터 입력되는 수신신호를 이용하여 BB NRSSI를 추정하는 방법에 대해서 상세히 설명한다. Hereinafter, a method for estimating the BB NRSSI using the reception signal input from the front end module 100 will be described in detail.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 NB-IoT 하향링크 프레임 구조를 나타내는 도면이다. 2 is a diagram illustrating an NB-IoT downlink frame structure according to an embodiment of the present invention.

도 2에 나타낸 바와 같이, 하나의 프레임의 길이는 10ms이고, 하나의 프레임은 10개의 서브프레임을 포함한다. 하나의 서브프레임은 14개의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼을 구성하고 있고 하나의 서브프레임은 2개의 슬롯을 포함한다. 매 프레임의 6번째 서브프레임마다 일차 동기 신호인 NPSS(Narrowband Primary Synchronization Signal)가 할당되어 전송된다. NPSS 신호는 하나의 앵커 자원 블록(anchor Resource Block)를 차지하고 있으며 총 12개의 서브캐리어로 구성되는 하나의 자원블록(RB) 중 11개의 서브캐리어를 사용하고 있다. 그리고 NPSS 신호는 14개의 OFDM 심볼 중 마지막 11개 심볼에 실려서 전송된다. 이와 같은 NB-IoT 하향링크 프레임 구조는 NB-IoT 규격(standard)에 설명되어 있는데 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있는 바 더욱 구체적인 설명은 생략한다. As shown in Fig. 2, the length of one frame is 10 ms, and one frame includes 10 subframes. One subframe constitutes 14 Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) symbols, and one subframe includes 2 slots. A primary synchronization signal NPSS (Narrowband Primary Synchronization Signal) is allocated and transmitted for each sixth subframe of each frame. The NPSS signal occupies one anchor resource block and uses 11 subcarriers among one resource block (RB) composed of a total of 12 subcarriers. And the NPSS signal is carried on the last 11 symbols among the 14 OFDM symbols. The NB-IoT downlink frame structure is described in the NB-IoT standard, which will be apparent to those skilled in the art and will not be described in further detail.

본 발명의 실시예에 따른 본 발명의 실시예에 따른 평균수신전력 측정부(210)는 두 가지 모드에 따라 다른 방법으로 BB NRSSI을 추정할 수 있다. 두 가지 모드는 앵커 RB(anchor Resource Block) 모드와 비앵커 RB(Non-anchor Resource Block) 모드이다. 앵커 RB 모드는 동기신호인 NPSS 신호가 전송되는 자원요소(RE, Resource Element)에서 평균수신전력을 추정하는 경우를 나타내며, 비앵커 RB 모드는 NPSS 신호가 전송되지 않는 자원요소(RE)(즉, 데이터 및 제어신호만 전송되는 경우)에서 평균수신전력을 추정하는 경우를 나타낸다. The average received power measurement unit 210 according to the embodiment of the present invention can estimate the BB NRSSI according to two modes according to the embodiment of the present invention. Two modes are anchor RB (anchor resource block) mode and non-anchor RB (non-anchor resource block) mode. The anchor RB mode represents a case where an average received power is estimated by a resource element (RE) in which a NPSS signal as a synchronization signal is transmitted, and a non-anchor RB mode represents a resource element (RE) And only the data and control signals are transmitted).

먼저, 평균수신전력 측정부(210)가 앵커 모드에서 BB NRSSI를 추정하는 방법에 대해서 설명한다. First, a method for estimating the BB NRSSI in the anchor mode will be described below.

상기에서 설명한 바와 같이, 매 프레임의 6번째 서브프레임의 4번째 OFDM 심볼 내지 14번째 OFDM심볼 마다 NPSS 신호가 전송된다. 그리고 NB-IoT 규격상 마지막 12번째 서브캐리어는 사용되지 않는다. 평균수신전력 측정부(210)는 마지막 12번째 서브캐리어를 제외한 나머지 NPSS에 대응하는 자원요소(RE, Resource Element)들을 이용하여 NRSSI를 추정한다. NPSS의 RE 위치(즉, 마지막 12번째 서브캐리어를 제외한 나머지 NPSS에 대응하는 자원요소)에서의 수신신호(

Figure pat00001
)는 아래의 수학식 1과 같이 표현된다. As described above, the NPSS signal is transmitted every fourth to 14th OFDM symbols of the sixth subframe of each frame. In the NB-IoT standard, the last 12th subcarrier is not used. The average received power measurement unit 210 estimates the NRSSI using resource elements (REs) corresponding to the remaining NPSSs except for the last 12th subcarrier. The received signal at the RE position of the NPSS (i.e., the resource element corresponding to the remaining NPSS except for the last 12th subcarrier)
Figure pat00001
) Is expressed by the following equation (1).

Figure pat00002
Figure pat00002

수학식 1에서,

Figure pat00003
는 서브캐리어 지수를 나타내고, i는 NPSS 서브프레임 내 사용가능한 OFDM 심볼 지수를 나타내며,
Figure pat00004
은 슬롯 지수를 나타낸다. 그리고, H는 해당 RE(즉, NPSS의 자원요소)의 주파수응답을 나타내고, X는 해당 서브캐리어에 실려 전송되는 NPSS 신호를 나타내며, N은 해당 RE의 잡음을 나타낸다. 수학식 1의 수신신호에 대한 순시 전력을 아래의 수학식 2와 같이 표현된다. In Equation (1)
Figure pat00003
Denotes the subcarrier index, i denotes the usable OFDM symbol index in the NPSS subframe,
Figure pat00004
Represents the slot index. H denotes the frequency response of the RE (that is, the resource element of the NPSS), X denotes the NPSS signal transmitted on the corresponding subcarrier, and N denotes the noise of the corresponding RE. The instantaneous power of the received signal of Equation (1) is expressed as Equation (2) below.

Figure pat00005
Figure pat00005

평균수신전력 측정부(210)는 상기 수학식 2의 순시 전력에 대해서 아래의 수학식 3과 같이 IIR(Infinite Impulse Response) 필터링(filtering)을 수행하여, BB NRSSI를 얻을 수 있다. The average received power measurement unit 210 may perform Infinite Impulse Response (IIR) filtering on the instantaneous power of Equation (2) as shown in Equation (3) to obtain BB NRSSI.

Figure pat00006
Figure pat00006

수학식 3에서,

Figure pat00007
는 이전까지의 IIR 필터링된 BB NRSSI를 나타내고, G(0.5<G<1)는 감쇠 계수(decay factor)를 나타낸다. In Equation (3)
Figure pat00007
Represents the previous IIR filtered BB NRSSI, and G (0.5 <G <1) represents the decay factor.

다음으로, 평균수신전력 측정부(210)가 비앵커 모드에서 BB NRSSI를 추정하는 방법에 대해서 설명한다. Next, a method for estimating the BB NRSSI in the non-anchor mode by the average received power measuring unit 210 will be described.

평균수신전력 측정부(210)는 비앵커 모드에서는 협대역기준신호(NRS, Narrowband Reference Signal)가 전송되는 서브프레임에서 NRS의 자원요소(RE)들을 이용하여 BB NRSSI를 추정한다. NRS의 RE 위치에서의 수신신호(

Figure pat00008
)와 순시 전력(
Figure pat00009
)은 아래의 수학식 4와 같다. In the non-anchor mode, the average reception power measurer 210 estimates BB NRSSI using resource elements (REs) of the NRS in a subframe in which a narrowband reference signal (NRS) is transmitted. The received signal at the RE position of the NRS (
Figure pat00008
) And instantaneous power (
Figure pat00009
) Is expressed by Equation (4) below.

Figure pat00010
Figure pat00010

평균수신전력 측정부(210)는 상기 수학식 4의 순시 전력에 대해서 아래의 수학식 5과 같이 IIR(Infinite Impulse Response) 필터링(filtering)을 수행하여, BB NRSSI를 얻을 수 있다.The average reception power measurer 210 can perform Infinite Impulse Response (IIR) filtering on the instantaneous power of Equation (4) as shown in Equation (5) to obtain BB NRSSI.

Figure pat00011
Figure pat00011

수학식 3에서,

Figure pat00012
는 이전까지의 IIR 필터링된 BB NRSSI를 나타내고, G'(0.5<G<1)는 감쇠 계수(decay factor)를 나타낸다.In Equation (3)
Figure pat00012
Represents the previous IIR filtered BB NRSSI, and G '(0.5 <G <1) represents the decay factor.

한편, 앵커 자원블록 모드에서, 평균수신전력 측정부(210)는 상기에서 설명한 NPSS를 이용하는 방법과 NRS를 이용하는 방법 모두를 이용하여 BB NRSSI를 추정할 수 있다. 그리고, 수학식 3 및 수학식 5와 같이 추정된 BB NRSSI가 자동이득제어부(220)로 전달되는 주기는 장기 페이딩(long-term fading) 조건을 만족하는 범위 내에서 정해질 수 있따. 하나의 예로서, 이 주기는 10ms 내지 100ms일 수 있다. Meanwhile, in the anchor resource block mode, the average received power measurer 210 can estimate the BB NRSSI using both the NPSS method and the NRS method described above. The period in which the estimated BB NRSSI is transmitted to the automatic gain control unit 220 as shown in Equations (3) and (5) can be set within a range satisfying a long-term fading condition. As an example, this period may be from 10 ms to 100 ms.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 자동이득제어부(220)가 평균수신전력 측정부(220)로부터 수신한 BB NRSSI를 이용하여, AGC를 수행하는 방법에 대해서 설명한다. 자동이득제어부(220)는 데시멀 스케일(decimal scale)에 기반하거나 dB 스케일에 기반하여 AGC를 수행할 수 있다. Hereinafter, a method of performing AGC using the BB NRSSI received from the average reception power measurer 220 by the automatic gain controller 220 according to the embodiment of the present invention will be described. The automatic gain control unit 220 may perform AGC based on a decimal scale or based on a dB scale.

먼저, 자동이득제어부(220)가 데시멀 스케일(decimal scale)에 기반하여 AGC를 수행하는 방법에 대해서 도 3을 참조하여 상세히 설명한다. First, a method in which the automatic gain controller 220 performs AGC based on a decimal scale will be described in detail with reference to FIG.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 자동이득제어부(220a)를 나타내는 블록도이다. 3 is a block diagram showing an automatic gain control unit 220a according to the first embodiment of the present invention.

도 3에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 자동이득제어부(220a)는 제1 나누기 연산자(221), 제2 나누기 연산자(222), 그리고 로그 연산자(223)를 포함한다. 3, the automatic gain controller 220a according to the first embodiment of the present invention includes a first division operator 221, a second division operator 222, and a log operator 223.

제1 나누기 연산자(221)는 현재의 이득(Current Gain, CurG)을 평균수신전력 측정부(220)로부터 입력되는 BN NRSSI(P)로 나눈다. The first division operator 221 divides the current gain (Curie GG) by the BN NRSSI (P) input from the average received power measurement unit 220.

제2 나누기 연산자(222)는 마진(M)을 제1 나누기 연산자(221)의 출력(CurG/P)으로 나누어 CurG/(P*M)을 출력한다. The second division operator 222 divides the margin M by the output CurG / P of the first division operator 221 and outputs CurG / (P * M).

로그 연산자(223)는 입력되는 CurG/(P*M)에 로그 값(

Figure pat00013
)을 적용하여 최종적으로 새로운 Gain(NewG_dB)을 출력한다. The log operator 223 multiplies the input CurG / (P * M) by the log value (
Figure pat00013
) To finally output a new gain (NewG_dB).

이와 같이 자동이득제어부(220a)는 간단한 수학 연산자를 통해 VGA 이득을 계산할 수 있는데, 이는 아래에서 설명하는 수학적 접근법에 통해 도출될 수 있다. In this way, the automatic gain control unit 220a can calculate the VGA gain through a simple mathematical operator, which can be derived through the mathematical approach described below.

도 1에서 나타낸 가변이득증폭기(120)의 입력 단에서의 주파수영역 아날로그 신호(Ya)와 RF(Radio Frequency) NRSSI(Q)는 상기 수학식 1 및 수학식 4를 참고하면 다음의 수학식 6과 같이 표현된다. Referring to Equation 1 and Equation 4, the frequency-domain analog signal Ya and the RF (Radio Frequency) NRSSI (Q) at the input terminal of the variable gain amplifier 120 shown in FIG. It is expressed as.

Figure pat00014
Figure pat00014

상기 수학식 6에 의해 주어지는 아날로그 신호는 BB NRSSI를 구하기 위해 사용되는 자원요소(RE)에 일대일로 매핑된다. The analog signal given by Equation (6) is mapped on a one-to-one basis with a resource element (RE) used for obtaining the BB NRSSI.

상기 수학식 1 및 상기 수학식 4를 단순화 하면, BB NRSSI를 추정하기 위해 사용된 수신 신호(Yd)와 BB NRSSI는 아래의 수학식 7과 같이 표현된다. Simplifying Equation (1) and Equation (4), the received signal Yd and BB NRSSI used to estimate the BB NRSSI are expressed as Equation (7) below.

Figure pat00015
Figure pat00015

상기 수학식 7에서, CurG는 자동이득증폭기(120)에 적용된 현재의 데시멀 스케일(decimal scale)의 이득(Gain) 값을 나타낸다. In Equation (7), CurG denotes a gain value of a current decimal scale applied to the automatic gain amplifier 120. [

한편, 자동이득제어부(200a)가 계산하여 출력하는 새로운 이득(Gain)(NewG)(즉, 자동이득증폭기(120)에 적용할 이득)은 자동이득증폭기(120)의 출력 신호가 '1'로 표준화되도록(normalize) 설정된다. 따라서, 새로운 이득(NewG)는 아래의 수학식 8과 같이 설정된다. On the other hand, a new gain Gain (that is, a gain to be applied to the automatic gain amplifier 120) calculated and output by the automatic gain controller 200a is set to 1 by setting the output signal of the automatic gain amplifier 120 to 1 It is set to normalize. Therefore, the new gain NewG is set as shown in Equation (8) below.

Figure pat00016
Figure pat00016

수학식 7에서 M은 마진(margin)이며 평균전력 보다 높은 순시 신호의 클립핑(clipping)을 방지하기 위한 것이다. 즉, M은 PARR(Peak to Average Power Ratio) 값 등을 반영하기 위한 마진(margin)이다. In Equation (7), M is a margin to prevent clipping of the instantaneous signal higher than the average power. That is, M is a margin for reflecting the value of PARR (Peak to Average Power Ratio).

상기 수학식 8의 Q 대신에 상기 수학식 7을 대입하면, 새로운 이득(NewG) 및 dB 스케일의 새로운 이득(NewG_dB or NewG[dB])은 아래의 수학식 9와 같이 표현된다. If NewG_dB or NewG [dB] of the new gain (NewG) and the dB scale (NewG_dB or NewG [dB]) is substituted into Equation (7) instead of Q of Equation

Figure pat00017
Figure pat00017

본 발명의 제1 실시예에 따른 자동이득제어부(220a)는 상기 수학식 9를 적용하여 새로운 이득(NewG_dB)을 계산하여 가변이득증폭기(120)로 출력한다. 상기 수학식 9의 계산을 연산자로 블록화 하면, 자동이득제어부(220a)는 상기 도 3과 같은 연산자를 포함한다. The automatic gain controller 220a according to the first embodiment of the present invention calculates a new gain NewG_dB by applying Equation (9) and outputs it to the variable gain amplifier 120. [ When the calculation of Equation (9) is blocked by an operator, the automatic gain control unit 220a includes the operator as shown in FIG.

본 발명의 제1 실시예에 따른 자동이득제어부(220a)는 평균수신전력 측정부(210)로부터 BB NRSSI 값을 미리 정해진 주기마다 전달 받는다. 자동이득제어부(220a)는 BB NRSSI 값을 전달 받기 전에 적용된 현재 이득(CurG)과 마진(M)을 미리 저장하고 있다. 여기서 마진도 사용자에 의해 미리 설정되어 있다. 자동이득제어부(220a)는 제1 나누기 연산자(221)를 사용하여 현재 이득(CurG)을 BB NRSSI로 나눈 후, 이를 제2 나누기 연산자(222)를 사용하여 다시 마진(M)으로 나눈다. 이 제2 나누기 연산자(222)의 출력 값이 데시멀 스케일(decimal scal)의 새로운 이득(NewG)이다. 자동이득제어부(220a)는 데이멀 스케일의 새로운 이득(NewG)을 로그 연산자(223)을 이용하여 dB 스케일로 변환하여 최종적으로 가변이득증폭기(120)로 출력한다. 한편, 데시멀 스케일의 새로운 이득(NewG)은 현재의 이득(CurG)으로 저장 또는 업데이트된다. The automatic gain control unit 220a according to the first embodiment of the present invention receives the BB NRSSI value from the average received power measurement unit 210 every predetermined period. The automatic gain control unit 220a previously stores the current gain CurG and the margin M applied before receiving the BB NRSSI value. Here, the margin is preset by the user. The automatic gain control unit 220a uses the first division operator 221 to divide the current gain CurG into BB NRSSI and divides it by the second division operator 222 again into a margin M. The output value of the second division operator 222 is a new gain NewG of decimal scal. The automatic gain control unit 220a converts the new gain NewM of DayMale scale into the dB scale using the log operator 223 and finally outputs it to the variable gain amplifier 120. [ On the other hand, the new gain (NewG) of the decimal scale is stored or updated as the current gain (CurG).

다음으로, 자동이득제어부(220)가 dB 스케일(decimal scale)에 기반하여 AGC를 수행하는 방법에 대해서 도 4를 참조하여 상세히 설명한다. Next, a method of performing automatic gain control (AGC) based on a decimal scale will be described in detail with reference to FIG.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 자동이득제어부(220b)를 나타내는 블록도이다. 4 is a block diagram illustrating an automatic gain control unit 220b according to a second embodiment of the present invention.

도 4에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 자동이득제어부(220b)는 로그 연산자(224), 제1 뺄셈 연산자(225), 그리고 제2 뺄셈 연산자(226)를 포함한다. 도 3에서의 나누기 연산자는 dB 스케일에서는 뺄셈 연산자로 치환되므로, 도 4는 뺄샘 연산자를 포함한다. 4, the automatic gain control unit 220b includes a log operator 224, a first subtraction operator 225, and a second subtraction operator 226 according to the second embodiment of the present invention. Since the division operator in FIG. 3 is replaced with a subtraction operator in dB scale, FIG. 4 includes a subtraction operator.

로그 연산자(224)는 평균수신전력측정부(220)로부터 입력되는 BB NRSSI을 로그 값(

Figure pat00018
)을 적용하여 출력한다. 도 4에서 로그 연산자(224)의 출력 값을 P_dB로 나타내었다. The log operator 224 converts the BB NRSSI input from the average received power measurement unit 220 into a log value (
Figure pat00018
). In FIG. 4, the output value of the log operator 224 is represented by P_dB.

제1 뺄셈 연산자(225)는 현재의 dB 스케일의 이득(CurG_dB)에서 로그 연산자(224)의 출력 값을 뺀다. The first subtracting operator 225 subtracts the output value of the log operator 224 from the gain (CurG_dB) of the current dB scale.

제2 뺄셈 연산자(226)는 마진(M_dB)에서 제1 뺄셈 연산자(221)의 출력(CurG_dB - P_dB)을 빼서 (CurG_dB - P_dB) - M_dB 을 출력한다. 제2 뺄셈 연산자(226)의 출력 값이 새로운 VGA Gain(NewG_dB)이다. The second subtracting operator 226 subtracts (CurG_dB - P_dB) - M_dB by subtracting the output (CurG_dB - P_dB) of the first subtracting operator 221 from the margin M_dB. The output value of the second subtraction operator 226 is a new VGA gain (NewG_dB).

이와 같이 본 발명의 제2 실시예에 따른 자동이득제어부(220b)는 간단한 수학 연산자를 통해 VGA 이득을 계산할 수 있는데, 이는 아래에서 설명하는 수학적 접근법에 통해 도출될 수 있다. As described above, the automatic gain controller 220b according to the second embodiment of the present invention can calculate the VGA gain through a simple mathematical operator, which can be derived through the mathematical approach described below.

상기 수학식 6 및 7로부터, dB 스케일(scale)의 RF NRSSI는 아래의 수학식 10을 구할 수 있다. From Equations (6) and (7), the RF NRSSI of the dB scale can obtain Equation (10) below.

Figure pat00019
Figure pat00019

상기 수학식 10에서 P_dB는 dB 스케일의 BB NRSSI를 나타내며, CurG_dB는 dB 스케일의 현재 이득을 의미한다. 이를 각각 표현하면 아래의 수학식 11과 같이 표현된다. In Equation (10), P_dB represents the BB NRSSI of the dB scale, and CurG_dB represents the current gain of the dB scale. Expressed as Equation (11) below.

Figure pat00020
Figure pat00020

그리고 마진(M)에 대한 dB 스케일의 표현식은 아래의 수학식 12와 같이 표현된다. And the expression of the dB scale for the margin (M) is expressed as Equation (12) below.

Figure pat00021
Figure pat00021

상기 수학식 11 및 12를 이용하여, 가변이득증폭기(120)에 적용될 새로운 dB 스케일의 이득(NewG_dB)는 아래의 수학식 13과 같이 표현된다. Using the above equations (11) and (12), a gain (NewG_dB) of a new dB scale to be applied to the variable gain amplifier 120 is expressed by Equation (13) below.

Figure pat00022
Figure pat00022

본 발명의 제2 실시예에 따른 자동이득제어부(220b)는 상기 수학식 12를 적용하여 새로운 이득(NewG_dB)을 계산하여 가변이득증폭기(120)로 출력한다. 상기 수학식 13의 계산을 연산자로 블록화 하면, 자동이득제어부(220b)는 상기 도 4과 같은 연산자를 포함한다.The automatic gain control unit 220b according to the second embodiment of the present invention calculates a new gain NewG_dB by applying Equation (12) and outputs it to the variable gain amplifier 120. [ When the calculation of Equation (13) is blocked by an operator, the automatic gain control unit 220b includes an operator as shown in FIG.

본 발명의 제2 실시예에 따른 자동이득제어부(220b)는 평균수신전력 측정부(210)로부터 BB NRSSI 값을 미리 정해진 주기마다 전달 받는다. 자동이득제어부(220b)는 BB NRSSI 값을 전달 받기 전에 적용된 dB 스케일의 현재 이득(CurG_dB)과 dB 스케일의 마진(M_dB)을 미리 저장하고 있다. 여기서, dB 스케일의 마진도 사용자에 의해 미리 설정되어 있다. 자동이득제어부(220b)는 로그 연산자(224)를 사용하여 BB NRSSI 값을 dB 스케일로 변환한다. 자동이득제어부(220b)는 제1 뺄셈 연산자(225)를 사용하여, dB 스케일의 현재 이득(CurG_dB)에서 dB 스케일의 BB NRSSI(P_dB)를 뺀 후, 이 값에서 제2 뺄셈 연산자(226)를 사용하여 다시 dB 스케일의 마진(M_dB)을 뺀다. 이 제2 뺄셈 연산자(226)의 출력 값이 가변이득증폭기(120)에 적용되는 dB 스케일(decimal 새로운 이득(NewG_dB)이다. 한편, dB 스케일의 새로운 이득(NewG_dB)은 dB 스케일의 현재 이득(CurG_dB)으로 저장 또는 업데이트된다.The automatic gain control unit 220b according to the second embodiment of the present invention receives the BB NRSSI value from the average received power measurement unit 210 at predetermined intervals. The automatic gain control unit 220b previously stores the current gain (CurG_dB) of the applied dB scale and the margin (M_dB) of the dB scale before receiving the BB NRSSI value. Here, the margin of the dB scale is preset by the user. The automatic gain control unit 220b uses the log operator 224 to convert the BB NRSSI value to a dB scale. The automatic gain control unit 220b subtracts the BB NRSSI (P_dB) of the dB scale from the current gain (CurG_dB) of the dB scale using the first subtraction operator 225 and subtracts the second subtraction operator 226 from this value And subtract the margin (M_dB) of the dB scale again. The output value of this second subtracting operator 226 is a dB scale (decimal new gain NewG_dB) applied to the variable gain amplifier 120. On the other hand, the new gain NewG_dB of the dB scale is the current gain of the dB scale (CurG_dB ). &Lt; / RTI &gt;

상기에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 자동이득제어장치는 장기 페이딩(long-term fading) 조건에 부합하도록 평균 수신 전력을 측정할 수 잇다. 그리고 본 발명의 실시예에 따른 자동이득제어장치는 별도의 기준 파워(reference power)의 추정 없이 측정한 평균 수신 전력을 간단한 수학 연산자를 통해 이득(Gain)을 획득할 수 있다. 이를 통해 본 발명의 실시예에 따른 자동이득제어장치는 저전력으로 자동이득제어를 수행할 수 있다. As described above, the automatic gain control apparatus according to the embodiment of the present invention can measure the average received power to meet the long-term fading condition. In addition, the automatic gain control apparatus according to the embodiment of the present invention can acquire a gain through a simple mathematical operator on the average received power measured without a separate reference power estimation. Accordingly, the automatic gain control apparatus according to the embodiment of the present invention can perform automatic gain control with low power.

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. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.

Claims (20)

사물인터넷에서 수신 신호를 처리하는 단말로서,
이득을 이용하여 상기 수신 신호를 조정하고, 디지털 신호인 베이스밴드 신호로 변환하는 프런트앤드모듈,
주파수영역에서 상기 베이스밴드 신호에 대한 평균전력을 추정하는 평균수신전력 측정부, 그리고
상기 평균전력을 이용하여 상기 이득을 결정하며, 상기 이득을 상기 프런트앤드모듈로 출력하는 자동이득제어부를 포함하는 단말.
A terminal for processing a received signal on an object Internet,
A front-end module that adjusts the received signal using a gain and converts the received signal into a baseband signal that is a digital signal,
An average received power measurement unit for estimating an average power for the baseband signal in a frequency domain, and
And an automatic gain controller for determining the gain using the average power and outputting the gain to the front-end module.
제1항에 있어서,
상기 자동이득제어부는, 상기 이득 중 현재의 이득을 상기 평균전력으로 나눈 값인 제1 값을 이용하여 새로운 이득을 계산하는 단말.
The method according to claim 1,
Wherein the automatic gain control unit calculates a new gain using a first value that is a value obtained by dividing a current gain among the gains by the average power.
제2항에 있어서,
상기 자동이득제어부는 상기 제1 값을 미리 설정된 마진(Margin)으로 나눈 값인 제2 값을 계산하며,
상기 제2 값이 상기 새로운 이득인 단말.
3. The method of claim 2,
Wherein the automatic gain control unit calculates a second value that is a value obtained by dividing the first value by a predetermined margin,
And the second value is the new gain.
제1항에 있어서,
상기 이득 및 상기 평균전력은 dB 스케일이며,
상기 자동이득제어부는, 상기 이득 중 현재의 dB 스케일 이득에서 상기 dB 스케일의 평균전력을 뺀 값인 제1 값을 이용하여 상기 새로운 이득을 계산하는 단말.
The method according to claim 1,
Wherein the gain and the average power are dB scales,
Wherein the automatic gain controller calculates the new gain using a first value that is a value obtained by subtracting an average power of the dB scale from a current one of the gains of the gain.
제4항에 있어서,
상기 자동이득제어부는 상기 제1 값에서 미리 설정된 dB 스케일의 마진(Margin)을 빼서 제2 값을 계산하며,
상기 제2 값이 상기 새로운 이득인 단말.
5. The method of claim 4,
Wherein the automatic gain control unit calculates a second value by subtracting a margin of a predetermined dB scale from the first value,
And the second value is the new gain.
제1항에 있어서,
상기 평균수신전력 측정부는 무한임펄스응답(Infinite Impulse Response) 필터를 통해 상기 평균전력을 추정하는 단말.
The method according to claim 1,
Wherein the average received power measurement unit estimates the average power through an infinite impulse response filter.
제1항에 있어서,
상기 평균수신전력 측정부는 상기 수신 신호 중 협대역 일차동기신호(Narrowband Primary Synchronization Signal)에 대응하는 상기 베이스밴드 신호를 이용하여 상기 평균전력을 추정하는 단말.
The method according to claim 1,
Wherein the average reception power measurer estimates the average power using the baseband signal corresponding to a narrowband primary synchronization signal among the reception signals.
제1항에 있어서,
상기 평균수신전력 측정부는 상기 수신 신호 중 협대역 기준신호(Narrowband Reference Signal)에 대응하는 상기 베이스밴드 신호를 이용하여 상기 평균전력을 추정하는 단말.
The method according to claim 1,
Wherein the average reception power measurer estimates the average power using the baseband signal corresponding to a narrowband reference signal among the reception signals.
제1항에 있어서,
상기 평균수신전력 측정부가 상기 평균전력을 측정하여 상기 자동이득제어부로 전달하는 주기는 장기 페이딩(long-term fading) 조건을 만족하는 단말.
The method according to claim 1,
Wherein the average reception power measurement unit measures the average power and transmits the measured average power to the automatic gain control unit satisfies a long-term fading condition.
사물인터넷에서 아날로그 디지털 변환기로 입력되는 신호에 대한 레벨을 조정하는 인자인 이득을 조절하는 자동이득제어장치로서,
상기 아날로그 디지털 변환기의 출력 신호에 대한 평균전력을 주파수영역에서 추정하는 평균수신전력 측정부, 그리고
상기 이득 중 현재의 이득, 그리고 상기 평균전력을 이용하여 새로운 이득을 계산하는 자동이득제어부를 포함하는 자동이득제어장치.
An automatic gain control apparatus for controlling a gain, which is a factor for adjusting a level of a signal input from an object Internet to an analog digital converter,
An average reception power measuring unit for estimating an average power of the output signal of the analog-to-digital converter in the frequency domain, and
And an automatic gain controller for calculating a new gain using the current gain among the gains and the average power.
제10항에 있어서,
상기 자동이득제어부는 상기 현재의 이득을 상기 평균전력으로 나눈 값인 제1 값을 이용하여 상기 새로운 이득을 계산하는 자동이득제어장치.
11. The method of claim 10,
Wherein the automatic gain control unit calculates the new gain using a first value that is a value obtained by dividing the current gain by the average power.
제11항에 있어서,
상기 자동이득제어부는 상기 제1 값을 미리 설정된 마진(Margin)으로 나누어 제2 값을 계산하고 상기 제2 값을 dB 스케일로 변환하며,
상기 dB 스케일의 제2 값이 상기 새로운 이득인 자동이득제어장치.
12. The method of claim 11,
Wherein the automatic gain control unit calculates a second value by dividing the first value by a predetermined margin and converts the second value to a dB scale,
And the second value of the dB scale is the new gain.
제10항에 있어서,
상기 이득 및 상기 평균전력은 dB스케일이며,
상기 자동이득제어부는 상기 dB 스케일의 이득에서 상기 dB 스케일의 평균전력을 뺀 값인 제1 값을 이용하여, 상기 새로운 이득을 계산하는 자동이득제어장치.
11. The method of claim 10,
Wherein the gain and the average power are dB scales,
Wherein the automatic gain control unit calculates the new gain using a first value that is a value obtained by subtracting the average power of the dB scale from the gain of the dB scale.
제13항에 있어서,
상기 자동이득제어부는 상기 제1 값에서 미리 설정된 dB 스케일의 마진(Margin)을 빼서 제2 값을 계산하며,
상기 제2 값이 상기 새로운 이득인 자동이득제어장치.
14. The method of claim 13,
Wherein the automatic gain control unit calculates a second value by subtracting a margin of a predetermined dB scale from the first value,
And the second value is the new gain.
사물인터넷에서 단말이 자동이득제어를 수행하는 방법으로서,
수신 신호에 현재의 이득을 적용하여 제1 신호를 생성하는 단계,
상기 제1 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계,
상기 디지털 신호를 이용하여, 주파수영역에서 평균전력을 추정하는 단계,
상기 현재의 이득, 그리고 상기 평균전력을 이용하여, 새로운 이득을 계산하는 단계, 그리고
상기 수신 신호에 상기 새로운 이득을 적용하는 단계를 포함하는 방법.
A method for automatic gain control of a terminal in an Internet of objects,
Generating a first signal by applying a current gain to the received signal,
Converting the first signal to a digital signal,
Estimating an average power in a frequency domain using the digital signal;
Calculating a new gain using the current gain and the average power, and
And applying the new gain to the received signal.
제15항에 있어서,
상기 계산하는 단계는,
상기 현재의 이득을 상기 평균 전력으로 나눈 값인 제1 값을 계산하는 단계, 그리고
상기 제1 값을 이용하여 상기 새로운 이득을 계산하는 단계를 포함하는 방법.
16. The method of claim 15,
Wherein the calculating step comprises:
Calculating a first value that is a value obtained by dividing the current gain by the average power, and
And calculating the new gain using the first value.
제16항에 있어서,
상기 계산하는 단계는, 상기 제1 값을 미리 설정된 마진으로 나눈 값인 제2 값을 계산하는 단계를 더 포함하며,
상기 제2 값이 상기 새로운 이득인 방법.
17. The method of claim 16,
Wherein the calculating step further includes calculating a second value which is a value obtained by dividing the first value by a predetermined margin,
And wherein the second value is the new gain.
제15항에 있어서,
상기 현재의 이득 및 상기 평균 전력은 dB 스케일이며,
상기 계산하는 단계는,
상기 현재의 dB 스케일 이득에서 상기 dB 스케일의 평균전력을 뺀 값인 제1 값을 계산하는 단계, 그리고
상기 제1 값을 이용하여 상기 새로운 이득을 계산하는 단계를 포함하는 방법.
16. The method of claim 15,
Wherein the current gain and the average power are dB scales,
Wherein the calculating step comprises:
Calculating a first value that is a value obtained by subtracting the average power of the dB scale from the current dB scale gain, and
And calculating the new gain using the first value.
제18항에 있어서,
상기 계산하는 단계는, 상기 제1 값에서 미리 설정된 dB 스케일의 마진(Margin)을 뺀 값인 제2 값을 계산하는 단계를 더 포함하며,
상기 제2 값이 상기 새로운 이득인 방법.
19. The method of claim 18,
Wherein the step of calculating further comprises calculating a second value which is a value obtained by subtracting a margin of a predetermined dB scale from the first value,
And wherein the second value is the new gain.
제15항에 있어서,
상기 추정하는 단계는, 무한임펄스응답(Infinite Impulse Response) 필터를 통해 상기 평균전력을 추정하는 단계를 포함하는 방법.
16. The method of claim 15,
Wherein the estimating comprises estimating the average power via an Infinite Impulse Response filter.
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