KR100282398B1 - 기지국의 송신 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 송신기 출력의 선형성을 개선하는데 적당하도록 한 기지국의 송신 장치에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명에 따른 기지국의 송신 장치는 입력되는 신호의 세기를 검출하는 입력 신호 검출부와, 기지국 송신기에서 출력하는 신호의 세기를 검출하는 출력 신호 검출부와, 제어 전압을 발생하는 출력 신호 제어부와, 상기 입력 신호 검출부의 출력 전압과 상기 출력 신호 검출부의 출력 전압과 상기 출력 신호 제어부의 제어 전압과 기 설정된 기준전압을 비교하는 비교부와, 상기 비교부의 결과값에 따라 상기 입력 신호의 레벨을 감쇠시키는 가변 감쇠부로 구성되므로서 비선형적인 기지국 송신기의 출력 전력을 선형적으로 개선하고 출력 신호를 예측할 수 있다. 또한, 기지국은 선형적인 송신 출력을 제공함으로서 셀 설계의 전력 관리 기능을 효과적으로 지원할 수 있다.

Description

기지국의 송신 장치

본 발명은 기지국 송신기에 관한 것으로서, 특히 송신기의 기능 중에서 송신기 출력의 선형성을 개선하는데 적당하도록 한 기지국 송신 장치에 관한 것이다.

일반적으로 기지국 내에는 송신 장치가 구성되어 있으며, 송신 장치는 SIC로부터 입력된 4.95㎒의 주파수를 갖는 중간주파수 신호(IF Signal)을 이차 변환시켜서 UHF(869㎒ 또는 894㎒) 또는 PCS(1.9㎓)의 신호로 변환시키는 주파수 변환 기능과 브리싱(Breathing), 윌팅(Wilting) 및 블로소밍(Blossoming) 기능을 수행하기 위하여 80dB의 가변 감쇠기능을 가지는 이득 조정 기능을 수행한다.

도 1은 일반적인 기지국의 송신 장치를 나타내는 블록 구성도 이다.

도 1을 참조하면, 4.95㎒의 주파수를 갖는 입력 신호를 검출하는 입력신호 검출부(101)와 협대역 필터(102) 및 패드(103)로 구성되는 제 1 중간 주파단(100)과, 제 1 중간 주파단(100)의 출력신호와 서로 다른 소정 주파수를 갖는 제 1 국부 신호 및 제 2 국부 신호를 주파수 합성기(미도시)로부터 입력받아 일차 합성 또는 이차 합성을 하는 믹서1(100) 및 믹서2(140)와, 1차 중간 주파단(100)의 출력 이득을 제어하고 2차 증폭하는 기능을 하며, 소정 1차 증폭도를 갖는 증폭기(121, 123), 소정 대역 별로 필터링 하는 톱니파 필터(122), 1차 이득을 감쇠 하는 감쇠기1(124), 감쇠기1(124)에 연결되는 가변저항(125), 패드(126, 128), 소정 2차 증폭도를 갖는 증폭기3(127, 129), 소정 대역별로 필터링 하는 톱니파 필터2(130), 소정 3차 증폭도를 갖는 증폭기5(131)로 구성되는 2차 중간 주파단(120)과, 2차 중간 주파단(120)의 출력값을 조절하고 증폭한 후 신호를 출력하며, 소정 대역에 대한 주파수를 통과시키는 대역통과필터(151), 2차 이득을 제어하는 감쇠기2(152) 및 감쇠기3(153), D/A 변환기(154)와 소정 3차 증폭도를 갖는 증폭기(155, 156, 157)가 순차적으로 연결되고, 증폭기7(156)의 출력신호를 검출하는 출력신호 검출부(158)로 구성되는 고주파단(150)으로 구성되어 있다.

이렇게 구성된 기지국의 송신 장치는 4.95㎒의 주파수를 갖는 SIC로부터 입력되는 신호는 믹서1(110)로 인가되어서 10㎒의 표준 주파수 신호로써 주파수 합성기(미도시)로부터 제공되는 제 1 국부신호와 합성된 후 중간 주파수 신호로 변조된다.

이어 중간주파수 신호는 증폭기1(121)로 입력되어 소정 증폭도에 의하여 1차 증폭된 후 톱니파 필터1(122)에서 소정 대역별로 필터링 된 후 감쇠기1(124)에서 미리 설정된 이득 제어치에 따라서 조절된다.

그리고, 감쇠기1(124)의 출력은 2차 증폭도를 갖는 증폭기3(127) 및 증폭기4(129)를 거쳐서 다시 톱니파 필터2(130)에서 대역별 필터링이 수행된 후 증폭기5(131)에서 3차 증폭된다.

이어, 증폭기5(131)의 출력은 믹서2(140)에서 제 2국부신호와 혼합되어 UHF(869㎒ 또는 894㎒) 또는 PCS(1.9㎓)의 주파수를 갖는 신호로 변환된 후 대역통과필터(151)에서 원하는 소정 대역에 대한 신호만을 통과한 후 전압제어 감쇠기인 감쇠기2(152) 및 감쇠기3(153)에 입력된다.

그러면, 감쇠기2(152) 및 감쇠기3(153)은 미리 설정된 이득 제어 폭만큼 신호의 출력을 조정하여 증폭기6(155)으로 츨력하고, 증폭기7(156) 및 증폭기8(157)에서 소정 증폭도에 의하여 신호를 증폭한 후 신호를 출력한다.

도 2는 일반적인 전압제어 감쇠기를 나타내는 블록 구성도 이다.

도 2를 참조하면, 가변 감쇠기2(200)와 가변 감쇠기3(210) 그리고 캐패시터 C1과 C2로 구성된 전압제어 감쇠기는 디지털 제어부(미도시)로부터 D/A 변환기(220)를 거쳐 가변 감쇠기(200, 210)의 제어 핀에 들어오는 제어 전압에 의해서 출력되는 신호의 세기가 변화하여 기지국 송신 장치의 출력 파워를 제어한다.

그러나, 이와 같이 전압제어 감쇠기를 이용하여 기지국 송신 장치의 출력 파워를 제어하는 경우에 있어서, 상기 송신 장치의 출력전력은 전압제어 감쇠기의 특성에 의존하게 되어 결국 전압제어 감쇠기의 특성이 기지국 송신기의 출력 특성을 결정하게 된다.

따라서, 일반적인 전압제어 감쇠기들은 송신기의 제어부로부터 선형적인 전압이 입력되어도 감쇠기 특성에 따른 감쇠가 일어나므로 출력되는 신호는 비선형적으로 변형되어서 신호의 출력 전력도 또한 비선형적으로 되는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 기지국 송신기의 출력 전력의 선형성을 개선하기 위한 기지국의 송신 장치를 제공하기 위한 것이다.

이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 따르면, 출력 신호의 선형성을 개선할 수 있는 기지국의 송신 장치는 입력되는 신호의 세기를 검출하는 입력 신호 검출부와, 기지국 송신기에서 출력하는 신호의 세기를 검출하는 출력 신호 검출부와, 제어 전압을 발생하는 출력 신호 제어부와, 상기 입력 신호 검출부의 출력 전압과 상기 출력 신호 검출부의 출력 전압과 상기 출력 신호 제어부의 제어 전압과 기 설정된 기준전압을 비교하는 비교부와, 상기 비교부의 결과값에 따라 상기 입력 신호의 레벨을 감쇠시키는 가변 감쇠부로 구성된다.

바람직하게는, 상기 출력 신호 제어부에는 상기 가변 감쇠부에서 출력된 중간주파 신호를 상기 제어 전압을 이용하여 가변적으로 조정할 수 있는 적어도 하나 이상의 가변 저항기가 구비된다.

도 1은 일반적인 기지국의 송신 장치를 나타내는 블록 구성도.

도 2는 일반적인 전압제어 감쇠기를 나타내는 블록 구성도.

도 3은 본 발명에 따른 전압제어 감쇠기의 제어 전압에 따른 감쇠특성을 나타내는 그래프.

도 4는 본 발명에 따른 기지국의 송신 장치를 나타내는 블록 구성도.

도 5는 본 발명에 따른 전압제어 감쇠기를 나타내는 블록 구성도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

401 : 입력 신호 검출부

411 : 가변 감쇠부

413 : 비교부

426 : 출력 신호 제어부

425 : 출력 신호 검출부

이하 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 기지국의 송신 장치를 나타내는 블록 구성도 이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 기지국의 송신 장치는 4.95㎒의 주파수를 갖는 입력 신호를 검출하는 입력신호 검출부(401)와 협대역 필터(402) 및 패드(403)로 구성되는 제 1 중간 주파단과, 상기 제 1 중간 주파단의 출력신호와 서로 다른 소정 주파수를 갖는 제 1 국부 신호 및 제 2 국부 신호를 주파수 합성기(미도시)로부터 입력받아 일차 합성 또는 이차 합성을 하는 믹서1(404) 및 믹서2(416)와, 1차 중간 주파단의 출력 이득을 제어하고 2차 증폭하는 기능을 하며, 소정 1차 증폭도를 갖는 증폭기(405, 407), 소정 대역 별로 필터링 하는 톱니파 필터1(406), 1차 이득을 감쇠 하는 감쇠기1(408), 패드(409), 소정 2차 증폭도를 갖는 증폭기3(410), 소정 대역별로 필터링 하는 톱니파 필터2(414), 소정 3차 증폭도를 갖는 증폭기5(415)로 구성되는 2차 중간 주파단과, 상기 2차 중간 주파단의 출력값을 조절하고 증폭한 후 신호를 출력하며, 소정 대역에 대한 주파수를 통과시키는 대역통과필터(417), 2차 이득을 제어하는 가변 감쇠기2(419) 및 가변 감쇠기3(420), D/A 변환기(421)와 소정 3차 증폭도를 갖는 증폭기(422, 423, 424)가 순차적으로 연결되고, 증폭기8(424)의 출력신호를 검출하는 출력신호 검출부(425)를 구비하며, 입력 신호 검출부(401)의 출력 신호와 출력 신호 제어부(426)의 제어 전압과 출력 신호 검출부(425)의 출력 신호와 기 설정된 입력 기준 전압을 입력받아 비교하는 비교부(413)와, 비교부(413)의 출력값을 입력받아 중간 주파 신호의 감쇠를 행하는 가변 감쇠부(411)를 포함하여 구성된다.

이와 같이 구성되는 기지국의 송신 장치는 중간 주파수 입력단에 중간 주파 신호가 입력되면 입력신호 검출부(401)에서 중간 주파 신호의 세기를 검출하여 비교부(413)에 맞는 전압으로 변환하여 증폭시킨다.

즉, 입력되는 신호에 의한 출력 전압의 슬로프(ΔV/ΔdBm)를 출력신호 제어부(426)의 가변 감쇠기2(419) 와 가변 감쇠기3(420)에서 출력되는 제어 전압의 변화에 대한 감쇠의 슬로프와 맞추어 준다.

그리고, 출력신호 검출부(425)는 기지국의 송신 장치에서 나가는 RF 신호의 세기를 검출하고, 검출된 전압값을 비교부(413)에서 원하는 전압으로 증폭시키고, 입력신호 검출부(401)에서와 마찬가지로 상기 증폭시킨 신호의 슬로프와 출력신호 제어부(426)의 제어 전압의 변화에 대한 감쇠의 슬로프와 맞추어 준다.

한편, 출력신호 제어부(426)는 디지털 제어부(미도시)에서 발생한 후 D/A 변환기(421)에서 아날로그 신호로 변환된 제어 전압에 따라 두 개의 전압제어 가변 감쇠기(419, 420)에서 나오는 RF 신호의 출력을 변경함으로써 송신 장치의 출력을 조정한다.

이때, 전압제어 감쇠기(419, 420)의 비선형적인 영역(도 3을 참조하면, -5dBm ∼ -10dBm의 영역)을 제외한 선형적인 영역을 이용하여 중간 주파수로 증폭된 신호의 감쇠를 주기 위해서 도 5에 도시된 보충회로를 구비한다.

도 5는 본 발명에 따른 전압제어 감쇠기의 블록 구성도로서 송신 무선 주파수 입력단과 가변 감쇠기 사이에는 캐퍼시터 C1이 연결되고, 가변 감쇠기2와 가변 감쇠기3 사이에는 캐패시터 C2가 연결된다.

그리고, 가변 감쇠기3은 저항 R1과 접지 되어 있으며 그 출력이 송신 무선 주파수 출력이 된다. 또한, 가변 감쇠기2는 D/A 변환기 사이에 가변저항 R2를 구비하고 있어서 디지털 제어부(미도시)의 D/A 변환기에서 아날로그 신호로 변환되어 발생된 신호를 가변저항 R2를 이용하여 제어한다.

따라서, 비교부(413)에서는 입력신호 검출부(401)의 출력 전압과 출력신호 제어부(426)의 제어 전압 그리고 설정되 있는 비교부(413)의 입력 기준 전압과 출력신호 검출부(425)의 출력 전압을 비교하여 그 결과 값을 가변 감쇠부(411)에 입력시킨다.

그러면, 가변 감쇠부(411)는 비교부(413)로부터 입력되는 전압값을 전압가변 제어기인 감쇠기4의 제어 전압의 범위에 맞는 전압으로 증폭 및 반전시켜 전압제어감쇠기에 입력시킨다.

따라서, 가변 감쇠부(411)의 감쇠기4는 입력되는 중간주파 신호의 감쇠량을 저장하여 출력신호 제어부(426)에서 검출한 비선형적인 출력을 보상하여 준다.

이와 같은 기지국의 송신 장치의 동작은 비교부(413)로 입력되는 신호인 출력신호 검출부(425)에서 검출되어 증폭된 전압과 출력신호 제어부(426)의 디지털 제어부(미도시)에서 발생되어 아날로그 신호로 변환된 후 전압가변 감쇠기(419, 420)로 입력되는 제어 전압이 같을 때가지 반복되어, 결국 비교부(413)에서 출력된 최종 전압이 가변 감쇠부(411)의 감쇠기4로 인가 됨으로서 중간 주파 신호의 감쇠가 이루어지고, RF 신호의 감쇠량이 변화됨으로서 송신 장치의 출력이 결정된다.

이와 같이 본 발명에 따른 기지국의 송신 장치는 출력 전력의 선형성을 보장하기 위해서 도 3에 나타난 그래프의 감쇠 특성에서 -10dBm ∼ -60dBm 사이의 선형적인 영역의 슬로프와 입/출력 신호 검출기(401,425)의 슬로프를 근사 시키고, 츨력 신호 제어부(426)의 D/A 변환기에서 아날로그로 변환된 선형적인 제어 전압과 출력신호 검출부(425)에서 검출된 신호와 비교하여 그 차이가 없을 때까지 가변 감쇠부(411)를 조정하여 비선형적인 출력값을 갖는 가변 감쇠기2(419) 와 가변 감쇠기3(420)의 감쇠특성을 보상한다.

따라서, 송신 장치의 출력 전력은 출력신호 검출부(425)의 슬로프(mV/dBm) 상에서 동작하므로 아날로그로 변환된 신호와 비교하여 선형적인 출력 전력을 얻을 수 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 기지국 송신 장치의 실제 측정치를 다음 표 1에 나타낸다.

제어 전압(Vdc)	전압 단계	송신 출력 레벨(dBm)
		본 발명에 따른 결과치	종래 기술에 따른 결과치
			감쇠 단계		감쇠 단계
4.980		0.84		-1.30
4.680	0.300	-3.14	3.98	-1.50	0.20
4.370	0.310	-7.53	4.39	-1.80	0.30
4.060	0.310	-12.03	4.50	-2.20	0.40
3.750	0.310	-16.48	4.45	-4.00	1.80
3.440	0.310	-21.01	4.53	-10.70	6.70
3.120	0.320	-25.63	4.62	-17.80	7.10
2.810	0.310	-30.20	4.57	-24.40	6.60
2.520	0.290	-34.79	4.59	-28.50	4.10
2.204	0.316	-39.32	4.53	-34.80	6.30
1.889	0.315	-43.74	4.42	-39.90	5.10
1.574	0.315	-48.24	4.50	-46.40	6.50

표 1을 참고하면, 이와 같은 송신 출력 레벨의 특성은 출력신호 검출부(425)의 출력 레벨에 따른 검출기 회로의 출력 전압의 슬로프를 71.85mV/dBm으로 설계한 기지국 송신 장치의 측정 결과로서 4.31dBm/310mV의 계산값과 근사함을 볼 수 있다.

이상의 설명에서와 같은 본 발명은 기지국 송신 장치의 출력 전력의 선형성을 보장하므로 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 표 1의 결과와 같이 전압제어감쇠기(가변 감쇠기2와 가변 감쇠기3)의 제어 전압에 대한 비선형적인 기지국 송신 장치의 출력 전력을 선형적으로 개선할 수 있다.

둘째, 출력신호 검출부의 슬로프를 조정하여 전력 제어의 슬로프를 결정하므로서 전압제어감쇠기의 제어 전압에 의한 기지국 송신 장치의 출력 신호를 예측할 수 있다.

셋째, 본 발명에 따른 기지국 송신 장치를 사용한 기지국은 선형적인 송신 출력을 제공함으로서 셀 설계의 전력 관리 기능을 효과적으로 지원할 수 있다.

Claims (2)

1. 입력되는 신호의 세기를 검출하는 입력 신호 검출부와,

   기지국 송신기에서 출력하는 신호의 세기를 검출하는 출력 신호 검출부와,

   제어 전압을 발생하는 출력 신호 제어부와,

   상기 입력 신호 검출부의 출력 전압과 상기 출력 신호 검출부의 출력 전압과 상기 출력 신호 제어부의 제어 전압과 기 설정된 기준전압을 비교하는 비교부와,

   상기 비교부의 결과값에 따라 상기 입력 신호의 레벨을 감쇠시키는 가변 감쇠부로 구성되는 것을 특징으로 하는 기지국의 송신 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 출력 신호 제어부에는 상기 가변 감쇠부에서 출력된 중간주파 신호를 상기 제어 전압을 이용하여 가변적으로 조정할 수 있는 적어도 하나 이상의 가변 저항기가 구비된 것을 특징으로 하는 기지국의 송신 장치.