KR100302095B1 - Gains control method of low noise amplifier in the mobile communication terminal - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이동통신 단말기의 수신단내에 이득조절이 가능한 LNA를 사용하고, MSM의 PDM 포트를 통해 출력되는 이득제어신호에 따라 상기 LNA의 이득을 하이, 미들, 로우의 3단으로 제어함으로써 전류 소모를 줄이고 IMD 특성을 만족시켜 통화 품질을 향상시킬 수 있도록 한 이동통신 단말기에서의 저잡음 증폭기의 이득제어방법에 관한 것으로, 이동통신 단말기의 수신단내에 이득 가변형 LNA를 사용하여 MSM의 PDM 포트를 통해 출력되는 이득제어신호에 따라 상기 LNA의 이득제어전압을 하이, 미들, 로우로 각각 바이어스해 줌으로써 LNA의 이득을 하이, 미들, 로우의 3단으로 나누어 제어하도록 함을 특징으로 하며, 이와 같이 이득조절이 가능한 LNA를 사용하여 3단 이득제어함으로써 저전류 소모를 구현함과 동시에 IMD 테스트 항목을 만족시킬 수 있으며, 이에 따라 다른 신호에 대한 간섭 완화로 통화 품질을 향상시킬 수 있고 다른 신호의 간섭으로 인한 호 절단현상도 막을 수 있게 되는 효과가 있다.The present invention utilizes a gain control LNA in the receiving terminal of the mobile terminal, and controls the current consumption by controlling the gain of the LNA in three stages of high, middle, and low according to a gain control signal output through the PDM port of the MSM. The present invention relates to a gain control method of a low noise amplifier in a mobile communication terminal to improve call quality by satisfying IMD characteristics, and is provided through a PDM port of an MSM using a gain-variable LNA in a receiver of a mobile communication terminal. By controlling the gain control voltage of the LNA to high, middle, and low according to a control signal, the gain of the LNA is divided into three stages of high, middle, and low, and the gain control is possible. By using the 3-stage gain control, the low current consumption can be realized and the IMD test items can be satisfied. Therefore, it is possible to improve call quality by mitigating interference on other signals and to prevent call truncation caused by interference of other signals.
Description
본 발명은 이동통신 단말기의 수신단내에 이득조절이 가능한 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier ; 이하, 'LNA'라 칭함)를 사용하고, 이동국 모뎀(Mobile Station Modem ; 이하, 'MSM'이라 칭함)의 PDM(Pulse DurationModulation) 포트를 통해 출력되는 이득제어신호에 따라 상기 LNA의 이득을 하이(High), 미들(Middle), 로우(Low)의 3단으로 제어함으로써 전류 소모를 줄이고 IMD(Inter Modulation Distortion) 특성을 만족시켜 통화 품질을 향상시킬 수 있도록 한 이동통신 단말기에서의 저잡음 증폭기의 이득제어방법에 관한 것이다.According to the present invention, a low noise amplifier (hereinafter referred to as LNA) capable of gain control in a receiving end of a mobile communication terminal is used, and a PDM (Mobile Station Modem; The LNA gain is controlled in three stages of high, middle, and low according to a gain control signal output through a pulse duration modulation (Pulse DurationModulation) port to reduce current consumption and improve intermodulation distortion (IMD) characteristics. The present invention relates to a gain control method of a low noise amplifier in a mobile communication terminal that can satisfy call quality and improve call quality.
일반적으로 이동통신 단말기는 디지털 셀룰라 시스템(Digital Cellular System ; DCS), 개인 휴대통신 시스템(Personal Communication System ; PCS), 아이엠티(International Mobile Telecommunication ; IMT)-2000망 시스템 등의 이동통신 시스템에서 이동중 또는 정지중에 사용이 가능한 것으로 정보나 음성을 송수신할 수 있는 장치이며, 휴대용 단말기와 차량용 단말기 및 고정휴대 겸용 단말기 등이 있다.In general, a mobile communication terminal is being used in a mobile communication system such as a digital cellular system (DCS), a personal communication system (PCS), or an international mobile telecommunication (IMT) -2000 network system. It is a device that can transmit and receive information and voice while being stopped, and there are a portable terminal, a vehicle terminal, and a fixed portable terminal.
이러한 이동통신 단말기는 사용자가 쉽게 휴대하면서 신속하고 정확하게 정보 또는 음성을 주고받음으로써 실제 생활에 있어 개인의 편의를 도모하고 있다.Such a mobile communication terminal facilitates personal convenience in real life by allowing a user to easily carry and exchange information or voice quickly and accurately.
한편, 상기와 같은 기능을 수행하는 이동통신 단말기는 슈퍼 헤테로다인(Supper Heterodyne) 방식의 수신단으로 이루어지며, 이 수신단에는 이동통신 단말기의 수신단으로 수신되는 RF(Radio Frequency) 신호를 저잡음 증폭하는 LNA가 구비되어 있다.On the other hand, the mobile communication terminal performing the above function is composed of a super heterodyne (Supper Heterodyne) receiving end, the receiving end of the LNA for low-noise amplifying RF (Radio Frequency) signal received by the receiving end of the mobile communication terminal It is provided.
이러한 LNA는 입력 신호의 세기에 따라 LNA의 이득 포화(Saturation)현상에 의한 IMD 특성 열화가 발생하게 되는데, 특히 입력 신호의 세기가 커지면 커질수록 LNA의 이득 포화현상에 의한 IMD 특성 열화가 증가하게 된다.The LNA causes deterioration of IMD characteristics due to gain saturation of the LNA according to the strength of the input signal. In particular, as the intensity of the input signal increases, the deterioration of IMD characteristics increases due to the gain saturation of the LNA. .
이에 따라, 종래에는 인터셉트 포인트(Intercept Point ; 이하, 'IP'라 칭함)3이 높은 LNA을 사용할 수밖에 없었는데, 이러한 LNA는 전류 소모를 증가시켜 노이즈 피겨(Noise Figure)를 증가시키기 때문에 감도 특성이 열화되는 문제점이 발생하였다.Accordingly, conventionally, LNA having a high Intercept Point (hereinafter, referred to as 'IP') 3 has to be used. Since such LNA increases current consumption and increases noise figure, sensitivity characteristics deteriorate. There was a problem.
따라서, 종래에는 IP3이 높은 2개의 LNA를 연결 사용하는 방법이 제시되었는데, 이는 MSM의 전용 포트인 GPIO(General Purpose Input Output) 포트를 통해 출력되는 이득제어신호에 따라 -80dBm∼-83dBm에서 LNA를 온/오프(On/Off)시켜 이득을 조절하는 방식으로, 즉 신호 세기가 감소할 때는 -83dBm 이하에서 LNA를 온시키고 반대로 신호 세기가 증가할 때는 -80dBm 이상에서 LNA를 오프시켜 전 레벨에서 IMD 특성을 개선하도록 하였다.Therefore, conventionally, a method of connecting two LNAs having high IP3s has been proposed, which is based on a gain control signal output through a general purpose input output (GPIO) port, which is a dedicated port of the MSM. By adjusting the gain by turning on / off, i.e., turning on the LNA at -83 dBm or less when the signal strength decreases, and turning off the LNA at or above -80 dBm when the signal strength is increased, thereby increasing the IMD at all levels. The characteristics were improved.
그 일예로 도 1에 도시된 바와 같이 IP3이 +8dBm으로 높고 이득이 약 10dB 정도인 제1 LNA(2) 및 제2 LNA(6)와, 상기 제1 LNA(2) 및 제2 LNA(6)로 각각 입력되는 신호의 경로를 제어하기 위한 제1, 제2 핀다이오드(Pin Diode)(1,4)와, 입력 신호의 이득을 일정 레벨 감쇄시키는 가변 감쇄기(3)와, 입력 신호의 일정 대역만을 필터링하여 통과시키는 대역 통과 필터인 RF 필터(5)로 구성되는 LNA의 이득제어회로를 구현하였다.For example, as shown in FIG. 1, the first LNA 2 and the second LNA 6 having a high IP3 of +8 dBm and a gain of about 10 dB, and the first LNA 2 and the second LNA 6, respectively. The first and second pin diodes 1 and 4 for controlling the paths of the signals input to the respective signals, the variable attenuators 3 for a predetermined level attenuation of the gain of the input signal, and the constant of the input signal. A gain control circuit of the LNA consisting of an RF filter (5) which is a band pass filter that filters and passes only a band is implemented.
상기 종래 LNA의 이득제어회로에 의하면, 상기 제1 LNA(2)가 온상태일 경우 제1 LNA(2)와 제2 LNA(6) 두단을 경유하는 경로가 제1, 제2 핀다이오드(1,4)의 턴온(Turn On) 동작으로 열리게 되고, 상기 제1 LNA(2)가 오프상태일 경우에는 제1 LNA(2)을 통과하는 경로가 가변 감쇄기(3) 방향으로 우회하여 가변 감쇄기(3)에 의해 이득을 줄일 수 있도록 하고 있다.According to the gain control circuit of the conventional LNA, when the first LNA 2 is in an on state, a path through two stages of the first LNA 2 and the second LNA 6 is the first and second pin diodes 1. When the first LNA 2 is in an off state, the path passing through the first LNA 2 is detoured toward the variable attenuator 3 so as to be deactivated. 3) to reduce the gain.
여기서, 상기 제2 LNA(6)는 항상 온상태이다.Here, the second LNA 6 is always on.
그러나, 상기와 같이 구성된 종래 LNA의 이득제어회로 역시 IP3이 높고 이득이 10dB 정도되는 LNA를 2개나 사용하고, 부수적으로 2개의 핀다이오드를 사용함에 따라 전류 소모가 높아지고, 이에 따라 이동통신 단말기의 사용 시간이 상당히 단축되게 되는 문제점이 있었다.However, the gain control circuit of the conventional LNA configured as described above also uses two LNAs having a high IP3 and a gain of about 10 dB, and consequently increases current consumption by using two pin diodes, thereby using a mobile communication terminal. There was a problem that the time is significantly shortened.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 그 목적은 이동통신 단말기의 수신단내에 이득조절이 가능한 LNA를 사용하고, MSM의 PDM 포트를 통해 출력되는 이득제어신호에 따라 상기 LNA의 이득을 하이, 미들, 로우의 3단으로 제어함으로써 전류 소모를 줄이고 IMD 특성을 만족시켜 통화 품질을 향상시킬 수 있도록 한 이동통신 단말기에서의 LNA의 이득제어방법을 제공하는 데에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the object of which is to use the gain control LNA in the receiving terminal of the mobile communication terminal, the gain of the LNA according to the gain control signal output through the PDM port of the MSM It is to provide a gain control method of the LNA in the mobile communication terminal to reduce the current consumption by improving the three stages of high, middle, low to satisfy the IMD characteristics to improve the call quality.
도 1은 종래 이동통신 단말기에서의 저잡음 증폭기의 이득제어회로의 블록 구성도,1 is a block diagram of a gain control circuit of a low noise amplifier in a conventional mobile communication terminal;
도 2는 본 발명에 의한 이동통신 단말기에서의 저잡음 증폭기의 이득제어방법이 적용되는 이동통신 단말기의 수신단의 블록 구성도,2 is a block diagram of a receiver of a mobile communication terminal to which a gain control method of a low noise amplifier in a mobile communication terminal according to the present invention is applied;
도 3은 본 발명에 의한 저잡음 증폭기의 3단 이득제어 레벨을 보인 도면.3 is a view showing a three-stage gain control level of the low noise amplifier according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
11 : LNA12 : 주파수 변환기11: LNA12: frequency converter
13 : Rx AGC14 : BBA13: Rx AGC14: BBA
15 : MSM15: MSM
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 이동통신 단말기에서의 LNA의 이득제어방법은, 이동통신 단말기의 수신단내에 이득 가변형 LNA를 사용하여 MSM의 PDM 포트를 통해 출력되는 이득제어신호에 따라 상기 LNA의 이득제어전압을 하이, 미들, 로우로 각각 바이어스(Bias)해 줌으로써 LNA의 이득을 하이, 미들, 로우의 3단으로 나누어 제어하도록 함을 특징으로 한다.A gain control method of an LNA in a mobile communication terminal according to the present invention for achieving the above object, according to the gain control signal output through the PDM port of the MSM using a gain variable LNA in the receiving terminal of the mobile communication terminal; By biasing the gain control voltage of the LNA into high, middle, and low, respectively, the gain of the LNA is divided into three stages of high, middle, and low.
본 발명의 다른 실시예에 따른 이동통신 단말기에서의 LNA의 이득제어방법은, 이동통신 단말기의 수신단내에 구비되는 LNA 앞단에 가변 감쇄기를 구성하여 MSM의 GPIO 포트에서 출력되는 이득제어신호에 따라 상기 LNA의 이득을 하이, 미들, 로우의 3단으로 나누어 제어하도록 함을 특징으로 한다.In the LNA gain control method according to another embodiment of the present invention, a variable attenuator is formed in front of the LNA provided in the receiving end of the mobile communication terminal, and the LNA according to the gain control signal output from the GPIO port of the MSM. It is characterized in that the gain is controlled to be divided into three stages of high, middle, and low.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 이동통신 단말기에서의 LNA의 이득제어방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, a gain control method of an LNA in a mobile communication terminal according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 의한 이동통신 단말기에서의 LNA의 이득제어방법이 적용되는 이동통신 단말기의 수신단의 블록 구성도로서, 이동통신 단말기의 수신단으로 수신되는 RF 신호를 MSM의 PDM 포트를 통해 출력되는 이득제어신호에 따라 일정 레벨 저잡음 증폭하는 LNA(11)와, 상기 LNA(11)에서 증폭된 RF 신호를 IF (Intermediate Frequency) 신호로 주파수 다운(Down)변환시키는 주파수 변환기(12)와, 상기 주파수 변환기(12)에서 변환된 IF 신호의 이득을 일정하게 유지하도록 제어하는 수신단 자동 이득제어부(Rx Automatic Gain Control ; 이하, 'Rx AGC'라 칭함)(13)와, 상기 Rx AGC(13)를 통과한 IF 신호를 기저대역의 디지털 신호로 변환하는 기저대역 아날로그 프로세서(Base-Band Analog processor ; 이하, 'BBA'라 칭함)(14)와, 상기 BBA(14)와 인터페이스하고 복조기, 변조기, 디코더 등으로 이루어져 순방향/역방향 링크의 CDMA(Code Division Multiple Access) 신호 처리를 수행하며, 특히 PDM 단자를 통해 상기 LNA(11)와 Rx AGC(13)로 이득제어신호를 출력하는 MSM(15)을 포함하여 구성된다.2 is a block diagram of a receiving end of a mobile communication terminal to which the LNA gain control method of the present invention is applied, and outputs an RF signal received through the receiving terminal of the mobile communication terminal through the PDM port of the MSM. An LNA 11 for a predetermined level low noise amplification according to a gain control signal, a frequency converter 12 for down-converting an RF signal amplified by the LNA 11 to an intermediate frequency (IF) signal, and the frequency Rx Automatic Gain Control (Rx Automatic Gain Control) 13 which controls to keep the gain of the IF signal converted by the converter 12 constant, and passes through the Rx AGC 13 A base-band analog processor (hereinafter, referred to as a "BBA") 14 for converting an IF signal into a baseband digital signal, and interfacing with the BBA 14 to demodulator, modulator, decoder, etc. Consist of Code Division Multiple Access (CDMA) signal processing of the forward / reverse link, and in particular, includes an MSM 15 for outputting a gain control signal to the LNA 11 and the Rx AGC 13 through a PDM terminal. .
본 발명에서는 상기와 같이 구성된 이동통신 단말기의 수신단내 LNA(11)를 이득조절이 가능한 LNA로 사용하거나 또는 LNA(11) 앞단에 가변 감쇄기를 구성하도록 한다.In the present invention, the LNA 11 in the receiving end of the mobile communication terminal configured as described above may be used as a gain control LNA, or a variable attenuator may be configured in front of the LNA 11.
즉, 상기 LNA(11)를 이득조절이 가능한 LNA로 사용하여 MSM(15)의 PDM 포트를 통해 출력되는 하이, 미들, 로우의 이득제어 전압신호에 따라 LNA(11)의 이득을 3단계로 조절할 수 있도록 하거나, 가변 감쇄기가 구성된 경우에는 MSM(15)의 GPIO 포트를 통해 출력되는 이득제어신호에 따라 상기 LNA(11)의 이득을 하이, 미들, 로우의 3단계로 조절할 수 있도록 한다.That is, using the LNA 11 as a gain controllable LNA, the gain of the LNA 11 is adjusted in three steps according to the high, middle, and low gain control voltage signals output through the PDM port of the MSM 15. If the variable attenuator is configured, the gain of the LNA 11 can be adjusted in three stages of high, middle, and low according to a gain control signal output through the GPIO port of the MSM 15.
다시 말해, 상기와 같은 본 발명에서는 상기 MSM(15)에서 이동통신 단말기의 수신단으로 입력되는 RF 신호를 감지하여 LNA(11)의 이득을 제어하기 위한 전압을 출력하게 되고, 이 MSM(15)의 PDM 포트를 통해 출력되는 여러 전압 레벨의 이득제어신호에 따라 LNA(11)의 이득제어단자에 입력되는 이득제어전압을 하이, 미들, 로우로 각각 바이어스해 줌으로써 LNA(11)의 이득을 원하는 적절한 수준으로 조절할 수 있게 되는 것이다.In other words, in the present invention as described above to detect the RF signal input from the MSM (15) to the receiving terminal of the mobile communication terminal to output a voltage for controlling the gain of the LNA (11), According to the gain control signal of various voltage levels output through the PDM port, the gain control voltage input to the gain control terminal of the LNA 11 is biased to high, middle, and low, respectively, so that the desired level of gain of the LNA 11 is desired. Will be able to adjust.
이때, 본 발명에서는 하이, 미들, 로우의 세단계로만 한정하여 LNA의 이득을 조절하지 않고, MSM(15)의 PDM 포트를 통해 출력되는 이득제어전압을 여러 레벨로 조정하여 LNA의 이득을 더욱 세분화하여 조절할 수도 있다.In the present invention, the gain of the LNA is further refined by adjusting the gain control voltage output through the PDM port of the MSM 15 to several levels without adjusting the gain of the LNA by only three steps of high, middle, and low. You can also adjust.
한편, 상기 MSM(15)에서 LNA(11)의 이득을 제어하는 동시에 적정 오프셋(Offset) 값이 보상되어 상기 Rx AGC(13)를 조절함으로써 수신단의 신호 레벨을 선형으로 유지시켜 주도록 한다.On the other hand, the MSM 15 controls the gain of the LNA 11 and at the same time the appropriate offset value is compensated to adjust the Rx AGC 13 to maintain the signal level of the receiver in a linear manner.
도 3은 본 발명에 의한 LNA의 3단 이득제어 레벨을 보인 도면으로서, LNA가 하이로 동작할 때는 감도가 약 -108dBm을 유지하고, 미들로 동작할 때는 -103dBm, 로우로 동작할 때는 -93dBm를 유지한다.3 is a diagram illustrating a three-stage gain control level of the LNA according to the present invention, in which the sensitivity is maintained at about -108 dBm when the LNA operates high, -103 dBm when operating in the middle, and -93 dBm when operating in the middle. Keep it.
이는 각단에서 LNA가 온/오프 동작하면서 발생할 수 있는 호 절단(CallDrop) 현상을 방지하기 위해 충분히 고려해서 정한 레벨이다.This level is carefully considered to prevent call dropping that may occur when the LNA is turned on and off at each stage.
이동통신 단말기의 수신단으로 수신되는 RF 신호가 약해질때는 -83dBm, -94dBm에서 LNA가 온되고, 반대로 신호가 강해질 때는 -91dBm, -80dBm에서 LNA가 오프되며, 이때 온/오프되는 시점을 -80dBm∼-83dBm, -91dBm∼-94dBm로 하여 각각 겹치게 함으로써 온/오프가 오동작없이 원만하게 이루어지도록 한다.When the RF signal received by the mobile terminal is weakened, the LNA is turned on at -83 dBm and -94 dBm. On the contrary, when the signal is strong, the LNA is turned off at -91 dBm and -80 dBm. By overlapping them with -83 dBm and -91 dBm--94 dBm, on / off can be performed smoothly without malfunction.
만약, 온/오프 포인트(Point)가 동일하다면 외부 신호에 의해 온/오프가 계속해서 일어나서 호 절단현상을 초래할 수도 있다.If the on / off points are the same, the on / off may continue to occur due to an external signal, resulting in call truncation.
상기와 같이 본 발명은 전류 소모를 증가시키기 않고 IP3을 증가시키도록 입력 신호의 세기에 따라 신호대잡음비(S/N비)를 열화시키지 않는 범위 내에서 LNA의 이득을 낮추어 IMD 특성을 만족시키도록 한다.As described above, the present invention satisfies the IMD characteristics by lowering the gain of the LNA within the range of not deteriorating the signal-to-noise ratio (S / N ratio) according to the strength of the input signal to increase IP3 without increasing current consumption. .
이에 따라, 하이 이득, 미들 이득, 로우 이득으로 LNA를 3단 제어함으로써 원하는 적절한 이득과 IP3을 가지고 감도 특성을 만족시킬 수 있게 된다.Accordingly, by controlling the three stages of the LNA with high gain, middle gain, and low gain, the sensitivity characteristic can be satisfied with the desired gain and IP3.
이상, 상기 설명에서와 같이 본 발명은 이득조절이 가능한 LNA를 사용하여 3단 이득제어함으로써 저전류 소모를 구현함과 동시에 IMD 테스트 항목을 만족시킬 수 있으며, 이에 따라 다른 신호에 대한 간섭 완화로 통화 품질을 향상시킬 수 있고 다른 신호의 간섭으로 인한 호 절단현상도 막을 수 있게 되는 효과가 있다.As described above, the present invention can satisfy the IMD test item while realizing low current consumption by using a three-stage gain control using a gain-controllable LNA, thereby reducing the interference to other signals. This can improve quality and prevent call truncation caused by interference of other signals.
또한, 3단으로 이득제어할 수 있는 LNA를 사용함으로 인하여 전류 소모를 줄일 수가 있어 실제 이동통신 단말기의 사용 시간을 늘릴 수 있게 된다.In addition, the use of a three-stage gain control LNA can reduce the current consumption it is possible to increase the actual mobile terminal usage time.
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1999
- 1999-04-16 KR KR1019990013506A patent/KR100302095B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100514288B1 (en) * | 2003-11-04 | 2005-09-13 | 한국전자통신연구원 | Apparatus and method of adaptive gain controlling |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20000066423A (en) | 2000-11-15 |
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Legal Events
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