KR100251694B1

KR100251694B1 - 자동이득제어장치

Info

Publication number: KR100251694B1
Application number: KR1019970055840A
Authority: KR
Inventors: 한충석
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1997-10-29
Filing date: 1997-10-29
Publication date: 2000-04-15
Also published as: KR19990034304A; US6222472B1

Abstract

본 발명은 자동이득제어 증폭기와, 상기 자동이득제어 증폭기에서 출력되는 신호를 디지털로 변환하는 아날로그/디지털 변환기를 구비한 자동이득제어장치에 관한 것으로, 상기 아날로그/디지털 변환기에 연결되고, 상기 아날로그/디지털 변환기를 통해 입력되는 신호에서 에너지 값을 계산하는 전력 측정부와, 상기 전력 측정부에 연결되고, 상기 전력 측정부에서 에너지 값을 받아 필터링하여 잡음과 간섭을 감쇄시키는 필터와, 상기 필터에 연결되고, 상기 필터로부터 필터링된 에너지 값을 받아 제어이득을 발생하는 비교기와, 상기 비교기에 연결되고, 상기 비교기에서 출력되는 제어이득을 디지털/ 아날로그 변환기의 입력으로 변환시키는 디지털/아날로그 입력 변환기와, 상기 디지털/아날로그 입력 변환기에 연결되고, 상기 디지털/아날로그 입력 변환기로부터 출력되는 신호를 받아 아날로그 변환하여 자동이득 제어신호를 상기 자동이득제어 증폭기로 출력하는 디지털/아날로그 변환기로 이루어짐을 특징으로 한다.

Description

자동이득제어장치

본 발명은 무선통신 시스템에서 수신된 신호의 진폭변화를 보상하는 자동 이득 제어장치(Automatic Gain Controller: AGC)에 관한 것으로, 특히 DSP(Digital Signal Processor)의 코드(code)를 최소화하기 위한 자동이득제어장치에 관한 것이다.

무선통신에서는 채널 환경에 따라 수신신호의 진폭변화를 가져오는 페이딩(fading)현상이 발생되며, 이를 보상하기 위해서 자동이득제어장치를 사용하고 있다.

도 1은 종래의 자동이득제어장치의 구성도를 나타낸 것이다.

도면을 참조하면, 도면 참조번호 11은 AGC 제어신호를 받아 입력신호를 증폭하여 출력하는 AGC 증폭기를 나타낸 것이다. 12는 아날로그/디지털 변환기(Analogue/digital converter: 이하 "A/D 변환기"라 한다)로서, 상기 AGC 증폭기(11)로부터 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다. 13은 전력 측정부(Power Estimation Unit)로서, 상기 A/D 변환기(12)로부터 출력된 신호의 에너지를 측정한다. 14는 AGC 제어부로서, AGC 기준값과 상기 전력 측정부(13)에서 측정된 값을 받아 AGC 이득을 계산하여 dB로 변환한다. 그러면 15는 D/A(Digital/Analogue) 변환기로서, 상기 AGC 제어부(14)로부터 입력된 신호를 아날로그 신호로 변환하여 AGC 증폭기(11)로 AGC 제어신호를 출력한다.

그런데 종래의 자동이득제어장치의 AGC 제어부(14)에서는 AGC 기준값과 전력 측정부(13)의 측정값을 받아 계산해야 함으로 인해 구성회로와 프로그램이 복잡하였다. 특히 최근에 DSP 칩의 비약적인 발전과 용통성(flexibility)으로 인해 DSP 칩을 이용한 구현이 보편화되는 추세에서 좀 더 많은 기능을 DSP내에 내장하기 위해 각 모듈에 대한 DSP 코드 최소화를 위한 노력들이 진행되고 있는 상황이다. 그러므로 종래의 AGC 제어부(14)는 계산량의 증가로 인해 DSP에 부담을 주게 된다.

따라서 본 발명의 목적은 DSP 코드를 최소화하는 자동이득제어장치를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 자동이득제어 증폭기와, 상기 자동이득제어 증폭기에서 출력되는 신호를 디지털로 변환하는 아날로그/디지털 변환기를 구비한 자동이득제어장치에 있어서, 상기 아날로그/디지털 변환기에 연결되고, 상기 아날로그/디지털 변환기를 통해 입력되는 신호에서 에너지 값을 계산하는 전력 측정부와, 상기 전력 측정부에 연결되고, 상기 전력 측정부에서 에너지 값을 받아 필터링하여 잡음과 간섭을 감쇄시키는 필터와, 상기 필터에 연결되고, 상기 필터로부터 필터링된 에너지 값을 받아 제어이득을 발생하는 비교기와, 상기 비교기에 연결되고, 상기 비교기에서 출력되는 제어이득을 디지털/ 아날로그 변환기의 입력으로 변환시키는 디지털/아날로그 입력 변환기와, 상기 디지털/아날로그 입력 변환기에 연결되고, 상기 디지털/아날로그 입력 변환기로부터 출력되는 신호를 받아 아날로그 변환하여 자동이득 제어신호를 상기 자동이득제어 증폭기로 출력하는 디지털/아날로그 변환기로 이루어짐을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 자동이득제어장치의 구성도.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 자동이득제어장치의 구성도.

도 3은 도 2의 비교기의 특성을 나타낸 도면.

도 4는 도 2의 디지털/아날로그 입력 변환부의 특성을 나타낸 도면.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 자동이득제어장치의 구성도를 나타낸 것이다.

도면을 참조하면, 도면 참조번호 20은 I채널과 Q채널에서 입력된 신호를 디지털 변환하여 출력하는 A/D 변환기를 나타낸 것이다. 21은 상기 A/D 변환기(20)로부터 출력된 신호로부터 에너지를 측정하는 전력 측정부를 나타낸 것이다. 그리고 에너지 값은 아래의 식 1과 같이 상기 전력 측정부(21)에서 측정된 값을 합산기(22)통해서 합산하여 계산한다.

상기 식 1에서 n의 값은 에너지를 계산하기 위해 누적하는 숫자를 나타낸 것이다.

그리고 23은 IIR 필터(filter)로서, 상기 합산기(22)를 통해 입력되는 에너지 값(P)을 필터링하여 잡음과 간섭을 감소시킨다. 상기 IIR 필터(23)는 아래 식 2와 같이 구현된다.

FilterOutputPower[i]=(1-a)×FilterOutputPower[i-1]+a×P[i]

여기서 상기 식 2의 a 값은 빠른 속도로 채널을 추적할 수 있을 만큼 충분히 커야하고 잡음과 간섭을 줄일 수 있을 만큼 충분히 작아야 한다.

그리고 24는 상기 IIR 필터(23)로부터 출력된 에너지 값을 요구되는 에너지 값(Desired Power)과 비교하는 비교기이다. 여기서 도 3은 도 2의 비교기의 특성을 나타낸 도면인데, 상기 비교기(24)는 요구되는 에너지 값(Desired Power)을 기준으로 dB 단위로 무선채널의 페이딩 정도의 AGC의 보정률(Correction Rate)에 따라 여러 가지 영역으로 구분할 수 있고 입력 에너지 값은 해당하는 영역에 위치하게 된다. 여기서 요구되는 에너지 값(Desired Power)은 자동이득제어장치에서 일정하게 유지하고자 하는 입력 신호 레벨로서 정해진 값이 된다. 이렇게 정해진 요구되는 에너지 값(Desired Power)을 기준으로 한 각각의 영역의 임계값은 아래 식 3을 통해 계산된다.

여기서 x= … -3, -1, +1, +3, … 로서 이득조정 속도 및 분해도(resolution)에 관련이 있고, 본 발명에서는 +3, +1, -1, -3dB를 기준으로 예를 들었다. 상기 비교기(24)에서는 에너지 값을 입력받아 정해진 레벨에 따라 결정된 AGC 조절레벨(dB값)이 출력된다.

25는 D/A 입력 변환기로서, 상기 비교기(24)에서 결정된 AGC 조절 레벨(db값)을 AGC 조정하기 위한 AGC 제어 레벨로 변환시킨다. 그리고 도 4는 도 2의 디지털/아날로그 입력 변환부의 특성을 나타낸 도면이다. 사용하는 AGC의 최소, 최대 이득에 해당하는 전압을 출력하는 D/A 입력값을 측정한 후 AGC 이득(Gain)과 D/A 입력간의 선형적인 특성을 이용하여 입력되는 정정하고자 하는 이득에 해당하는 D/A 입력을 출력한다. 따라서, 조정하고자 하는 이득(Correction Gain)이 입력되면 출력되는 D/A 입력은 아래의 식 4와 같다.

D/A입력=[조정(correction)이득-최소(min)이득]/s+D/Amin

여기서 S는 D/A의 LSB당 조정되는 이득의 양으로서 아래의 식 5로 계산된다.

출력되는 D/A입력은 D/A 변환기(26)로 입력되어 AGC 증폭기(도시되지 않음)로 AGC를 조절하는 AGC 제어신호를 출력한다.

그리고 여기서 전력 측정부(21)와 합산기(22), IIR 필터(23), 비교기(24), D/A 입력 변환기(25)는 하나의 DSP 칩으로 구현된다.

상기한 바와 같이 본 발명은 DSP를 이용한 자동이득제어장치에서 비교기를 이용함으로써 DSP 코드를 최소화할 수 있고, 이로 인해 DSP 구현시 문제가 되었던 오버로드(overload)의 문제를 해결할 수 있다.

Claims

자동이득제어 증폭기와, 상기 자동이득제어 증폭기에서 출력되는 신호를 디지털로 변환하는 아날로그/디지털 변환기를 구비한 자동이득제어장치에 있어서,

상기 아날로그/디지털 변환기에 연결되고, 상기 아날로그/디지털 변환기를 통해 입력되는 신호에서 에너지 값을 계산하는 전력 측정부와,

상기 전력 측정부에 연결되고, 상기 전력 측정부에서 에너지 값을 받아 필터링하여 잡음과 간섭을 감쇄시키는 필터와,

상기 필터에 연결되고, 상기 필터로부터 필터링된 에너지 값을 받아 제어이득을 발생하는 비교기와,

상기 비교기에 연결되고, 상기 비교기에서 출력되는 제어이득을 디지털/ 아날로그 변환기의 입력으로 변환시키는 디지털/아날로그 입력 변환기와,

상기 디지털/아날로그 입력 변환기에 연결되고, 상기 디지털/아날로그 입력 변환기로부터 출력되는 신호를 받아 아날로그 변환하여 자동이득 제어신호를 상기 자동이득제어 증폭기로 출력하는 디지털/아날로그 변환기로 이루어짐을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서, 상기 필터가 아이아이알 필터임을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서, 상기 비교기가 요구되는 기준으로 하는 디비값을 임계값으로 하여 입력된 신호의 에너지 값에 따라 제어할 이득을 발생시킴을 특징으로 하는 장치.