KR100516670B1 - 다중 채널 디지털 트랜시버의 출력 자동 보상 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동통신 기지국 시스템에 있어서, 특히 다중 채널 트랜시버에서의 각 주파수별 송신 출력이 일정하게 출력될 수 있도록 자동 보상해 줄 수 있도록 한 장치에 관한 것이다.

본 발명 실시 예에 따른 다중 채널 디지털 트랜시버의 출력 자동 보상 장치는, 입력되는 다중 채널 입력 데이터를 송신 경로 상에서 규정 출력으로 만들어 송신되는 송신 출력을 추출하여, 다중 채널의 주파수별 로컬 주파수를 조정하여 일정한 중간 주파수를 변환하여, 일정한 중간 주파수별 신호를 시 분할하여 FA별 송신 출력을 자동 보상하는 송신출력 보상수단 것을 특징으로 한다.

Description

다중 채널 디지털 트랜시버의 출력 자동 보상 장치{Apparatus for output automatic compensation of multi-channel digital transceiver}

본 발명은 CDMA 2000 기지국 시스템에 있어서, 특히 다중 채널 주파수(MULTI-FA)별로 출력을 균일하게 할 수 있도록 한 기지국 시스템의 다중 채널 트랜시버(transceiver)의 출력 자동 보상 장치에 관한 것이다.

도 1은 종래 일 채널(1FA) 트랜시버의 출력 보상 장치를 나타낸 구성도이다.

도 1을 참조하면, 기저 대역의 입력 데이터의 크기 및 위상을 변조시키기 위한 변조기(101)와, 변조된 신호를 특정 주파수 대역으로 변환하기 위한 주파수 상향 변환기(102)와, 주파수 상향 변환된 신호의 출력을 넓은 범위의 동적 범위를 가짐으로써 출력 조정을 큰 범위로 조절하는 감쇠기(103)와, 정해진 출력을 만들기 위해 높은 신호로 증폭하기 위한 종단 증폭기(종단 AMP, 104)와, 고출력 증폭된 신호를 추출하는 방향성 결합기(105)와, 출력을 보상하기 위하여 출력에 대한 DC값으로 변환시키는 파워 검출부(107)와, 출력에 대한 DC값과 제어부(109)에서 전압을 수동 보상하도록 하는 전압 비교부(108)와, 여러 개의 신호를 통합하여 일정한 DC 값으로 만들어 상기 감쇠기(103)에 감쇠 제어전압으로 전달하는 적분기(109), 수동으로 출력을 조절하도록 하는 제어기(110)로 구성된다.

상기와 같은 종래 일 채널 트랜시버의 출력 보상 장치에 대하여 첨부된 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1을 참조하면, 변조기(101)는 일 채널(1FA: Frequency Allocation)의 기저 대역 입력 데이터를 입력받아 상기 데이터의 크기 및 위상을 변조시키고, 주파수 상향 변환부(102)는 상기 변조된 신호를 특정 주파수 대역으로 변환하며, 감쇠기(103)는 주파수 상향 변환된 신호의 출력을 넓은 범위의 동적 범위를 가짐으로써 송신 출력 조정을 큰 범위로 조절한다.

그리고, 종단 증폭부(104)는 상기 감쇠기(103)를 통과한 신호에 대해 정해진 출력을 만들기 위해 높은 신호로 증폭하여 방향성 결합기(105)로 출력한다. 방향성 결합기(105)는 고 출력 증폭된 신호를 추출하여 송신 출력과 파워 검출부(106)로 분기시켜 준다.

이때, 방향성 결합기(105)로부터 피드백되는 송신 출력을 입력받은 파워 검출부(106)는 송신 출력을 보상하기 위하여 송신 출력에 대한 DC 값으로 변환시키게 된다.

전압 비교부(107)는 송신 출력에 대한 DC 값과 제어부(109)에서 인가되는 전압을 비교하고 그 비교한 차이 전압을 적분기(106)로 전달하면, 적분기(106)는 여러 개의 신호를 통합하여 일정한 DC 값 즉, 감쇠 제어 전압으로 만들어 감쇠기(103)의 동적 제어 범위를 조정하게 된다.

그리고, 제어기(106)는 수동으로 송신 출력을 조절하도록 하여, 전압 비교부(107)에서의 비교 출력을 변경시켜 줌으로써, 종단 출력에 대한 역 방향으로 감쇠기(103)가 움직이도록 한다. 즉, 송신 출력이 정규 출력 보다 크게 움직이면 그 역 방향으로 감쇠기(103)가 더 크게 출력 신호를 감쇠하며, 송신 출력이 정규 출력보다 작게 움직이면 그 역 방향으로 감쇠기(103)의 감쇠가 적게 이루어짐으로써 트랜시버의 출력을 일정하게 유지토록 한다.

그러나, 종래의 트랜시버의 출력 차이 보상 장치에서는 다중 채널을 적용할 경우 그 기능이 동작하지 못하게 된다. 이는 다중 채널별로 송신 출력 차이 보상이 일정하게 유지토록 할 수가 없어, 종단 출력을 각 주파수(FA) 별로 일정하지 않는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 다중채널 트랜시버에서 출력 자동 보상을 위해 주파수 하향 변환기를 사용하여 일정한 중간 주파수를 생성하고 각 주파수별 신호를 시 분할하여 출력 자동 보상을 수행하도록 한 다중 채널 디지털 트랜시버의 출력 자동 보상 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 PLL 모듈의 출력 로컬 주파수를 시간 분할하여 각 주파수별로 제어하고 주파수 하향 변환기에서의 하향 변환된 중간 주파수를 일정하게 변환함으로써, 각 FA 주파수별로 시간 분할되어 채널필터를 통과한 DC 전압으로 각 FA 주파수별 송신 출력을 자동 보상토록 제공한 다중 채널 디지털 트랜시버의 출력 자동 보상 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적 달성을 위한 본 발명에 따른 다중 채널 디지털 트랜시버의 출력 자동 보상 장치는,

입력되는 다중 채널 입력 데이터를 송신 경로 상에서 규정 출력으로 만들어 송신되는 송신 출력을 추출하여, 다중 채널의 주파수별 로컬 주파수를 조정하여 일정한 중간 주파수를 변환하여, 일정한 중간 주파수별 신호를 시 분할하여 FA별 송신 출력을 자동 보상하는 송신 출력 보상 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명 실시 예에 따른 다중 채널 디지털 트랜시버의 출력 자동 보상 장치는,

송신 경로 상에 채널 합성부/CFR, 전치 왜곡부, 변조 및 주파수 상향 변환부, 감쇠기, 종단 증폭부 및 방향성 결합기를 포함하고,

상기 방향성 결합기로부터 추출된 다중 채널의 주파수를 일정한 중간 주파수로 변환하는 주파수 하향 변환기와, 상기 다중 채널의 주파수별로 조정된 로컬 주파수를 시간 분할하여 상기 주파수 하향 변환기에 출력하는 PLL 모듈과, 상기 특정 주파수 대역만을 통과시키고 해당 통과된 출력에 대한 DC 값으로 변환하는 채널 필터/파워 검출부와, 여과 통과된 특정 주파수의 DC 전압을 이용하여 감쇠기의 송신 출력 감쇠 정도를 조절하는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 PLL 모듈는 제어 수단의 시간 분할 제어 신호에 의해 각 주파수별 로컬 주파수를 조정하여 주파수 하향 변환기에 출력하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 채널합성부/CFR는 다중 채널의 기저대역 입력 데이터를 각 채널별로 합성시키며, 또한 제어 수단에 의한 각 FA별 이득을 조절하여 종단 FA 출력을 조절하고, 채널 신호의 데이터를 압축시켜 피크 및 평균 레벨 특성을 향상시켜 주는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 제어수단은 상기 제어부의 시간 분할에 의한 로컬 주파수의 조정으로 상기 채널 필터를 통과하는 특정 주파수 대역의 DC 전압으로 각 FA 출력을 감지하며 채널 합성부/CFR의 FA별 이득을 조정하여 각 주파수 대역별로 송신 출력을 자동 보상하며, 또한 FA별 출력 장치의 출력을 조절한 후, 각 FA 출력을 합하여 수동 및 자동으로 감쇠기의 동적 범위를 조절하여 종단 송신 출력을 자동으로 보상하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명 실시 예에 따른 다중 채널 디지털 트랜시버의 출력 차이 보상 장치를 나타낸 구성도이다.

도 2를 참조하면, 다중 채널의 기저 대역 입력 데이터의 디지털 이득 조절 및 각 FA 별로 합성시키고 각 FA 신호의 데이터를 압축시키는 채널 합성기 및 CFR(Crest Factor Reduction)(201)와, 고출력 증폭된 신호의 IMD(Intermodulation)를 없애기 위해 수행하는 전치 왜곡부(202)와, 전치 왜곡된 각 채널 별 데이터를 크기 및 위상을 변조시키고, 중간 주파수로 상향하여 채널 주파수로 변환하는 변조 및 주파수 상향 변환부(203)와, 주파수 상향 변환된 신호의 출력을 넓은 범위의 동적 범위를 가짐으로써 출력 조정을 큰 범위로 조절하는 감쇠기(204)와, 주파수 상향 변환된 신호를 규정된 출력으로 증폭하기 위한 종단 출력 증폭부(종단 AMP, 205)와, 규정 출력 증폭된 신호를 출력 보상시키기 위하여 신호를 추출하는 방향성 결합기(206)와, 규정 출력을 만들기 위하여 추출된 신호를 특정 주파수 대역에서 중간 주파수 대역으로 변환하기 위한 주파수 하향 변환부(207)와, 특정 주파수의 신호만 통과하며 또한 출력에 대한 DC값으로 변환시키는 채널필터 및 파워 검출부(CH Filter/Power Detector)(208)와, 출력에 대한 DC 값과 송신 출력의 수동 보상을 위해 조정된 전압을 비교하는 전압 비교부(209)와, 여러 개의 신호를 통합하여 일정한 DC 값으로 만들어 주는 적분기(210)와, 적분기의 DC 값을 이용하여 각 FA 출력을 감지하면 수동/자동으로 출력을 조절 및 채널합성기/CFR의 이득을 조절하는 제어부(211)와, 각 주파수 별로 출력을 생성시키기 위한 로컬주파수를 주파수 하향 변환부(207)로 출력하는 PLL 모듈(212)로 구성된다.

상기와 같은 본 발명 실시 예에 따른 다중 채널 디지털 트랜시버의 출력 자동 보상 장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2를 참조하면, 채널 합성부/CFR(201)는 다중 채널(예컨대, 1FA, 2FA, 3FA, 4FA)의 기저 대역 입력 데이터의 디지털 이득을 조절하며, 각 채널 별로 합성시키며 또한 각 채널 신호의 데이터를 압축시킴으로써 피크 및 평균 특성을 향상시켜 준다. 즉, CFR은 전력 증폭기의 비 선형성으로 인해 고조파 성분과 상호 혼 변조 성분들이 발생할 때, 기본파 전력과 상호 변조파의 전력 차를 정의한 것으로서, 디지털 신호가 평균 파워(Peak Power)와 피크 파워가 다른 정도를 나타내는 비를 줄여주게 된다.

여기서, CFR는 입력 신호의 가장 큰 신호를 압축하거나 역 위상을 주어 일정 규격의 크기로 디지털 적으로 만들어 주므로, 파워 증폭의 효율을 증가시켜 준다. 즉, 종단 파워 증폭부의 피크/평균 비(Peak/Average Ratio)를 작게 만들어 주므로 파워 증폭부의 효율을 증가시켜 준다.

전치 왜곡부(202)는 고출력 증폭기에서 증폭된 신호의 IMD를 없애기 위해 입력 신호의 왜곡을 보상하며, 변조 및 주파수 상향 변환기(203)는 전치 왜곡된 각 채널 별 데이터를 크기 및 위상을 변조시키고 중간 주파수로 상향하여 채널 주파수로 변환한다.

그리고, 감쇠기(204)는 상기 주파수 상향 변환된 신호의 출력을 넓은 범위의 동적 범위를 가짐으로써 출력 조정을 자동 및 수동으로 조절하게 되며, 종단 증폭부(205)는 주파수 상향 변환된 신호를 규정된 출력으로 증폭하며, 방향성 결합기(206)는 상기 규정 출력으로 증폭된 신호를 출력 보상시키기 위하여 신호를 추출하며 분기하여 주파수 하향 변환부(207)로 피드백시켜 준다.

주파수 하향 변환부(207)는 상기 규정 출력을 만들기 위하여 추출된 신호를 PLL 모듈(2012)의 로컬 주파수에 의해 특정 주파수 대역(각 FA 주파수)에서 중간 주파수 대역으로 변환하게 된다.

채널 필터/파워 검출부(208)는 특정 주파수의 신호만 통과하며 나머지 주파수는 제거하며 또한 특정 주파수 출력에 대한 DC 값으로 변환시켜 전압 비교부(209)로 출력한다.

즉, 채널 필터는 CDMA 신호의 대역폭인 1.2288MHz 대역만 통과시키며 인접 대역의 신호는 제거하게 된다. 이는 각 주파수로 로컬 주파수를 시간적으로 변화시키며 시간적으로 채널 필터의 주파수는 고정되어 있으므로 각 주파수에 대한 신호는 시간적으로 검출이 가능해 진다. 파워 검출부는 입력 신호의 크기에 따라 출력되는 DC 값을 조절하게 된다.

이때, 전압 비교부(209)는 특정 주파수 출력에 대한 DC값과 제어부(211)에서 송신 출력을 수동 보상하기 위해 입력하는 전압과 비교하고, 그 비교 전압을 적분기(210)로 출력하게 된다. 이때, 적분기(211)는 여러 개의 신호를 통합하여 일정한 DC 값으로 만들어 주어, 감쇠기(204)에 인가함으로써, 넓은 범위의 동적 범위를 갖는 감쇠기의 동적 범위의 감쇠 정도를 조절해 줌으로써, 송신 출력을 일정하게 해 준다.

그리고, 채널 필터/파워 검출부(208)로부터 출력되는 DC 전압을 통해서 각 FA 출력을 감지하여 채널합성부/CFR(201)의 디지털 이득을 조절하여 각 FA별 송신 출력을 자동 보상하도록 하며, 또한 수동으로 송신 출력을 조절하도록 수동 보상 전압을 상기 전압 비교부(209)로 출력하게 되며, 또 각 주파수별로 시간 분할하여 PLL 모듈(212)을 제어하게 된다.

그리고, 제어부(211)는 수동으로 송신 출력을 조절하도록 수동 보상 전압을 상기 전압 비교부(209)로 출력하게 되며, 또 각 주파수별로 시간 분할하여 PLL 모듈(212)을 제어하게 된다.

그러면, PLL 모듈(212)은 제어부(211)의 시간 분할 제어 신호에 의해 입력되는 다중 채널별로 서로 다른 로컬 주파수를 시간 분할하여 각각 주파수 하향 변환부(207)로 출력하고, 주파수 하향 변환부(207)는 다중채널 주파수의 송신출력을 각 채널 주파수별 로컬 주파수에 의해 일정한 중간 주파수로 변환하여 출력하게 된다.

이때, 채널필터 및 파워 검출부(208)는 일정한 중간 주파수만을 필터링하게 되는데, 그 필터링되는 주파수는 특정 주파수 대역이며, 필터링되는 특정 주파수에 해당하는 DC 전압으로 감쇠기의 동적 범위를 조정하여 주어, 각 주파수별로 출력을 자동 보상시켜 준다.

다시 말하면, PLL 모듈(212)은 주파수 하향 변환부(207)에서 다중 채널 주파수에 대해 일정한 중간 주파수로 변환될 수 있도록, 시간 분할된 특정 주파수별 로컬 주파수를 각각 조정하여 출력하고, 주파수 하향 변환부(207)에서 각 채널별 조정된 로컬 주파수에 의해 일정한 중간 주파수로 변환시켜 준다. 이로써, 채널필터(208)에서는 특정 채널의 주파수만을 필터링시키고, 나머지 채널의 주파수는 제거된다.

이렇게 시간 분할되어 여과 통과된 특정 주파수 신호를 DC 전압으로 변환하여 제어부(211)에 통보하면 그 전압에 대한 출력 테이블로 환산하여, 종단 출력을 감지하며 그 감지된 송신 출력을 정규화된 송신 출력으로 만들기 위해 채널합성부/CFR(201)의 디지털 이득을 조절하며, 또한 DC 전압을 전압 비교부(209), 적분기(210)를 통해서 감쇠기(204)에 감쇠 제어 전압을 전달함으로써, 자동으로 종단 출력 조정을 하게 된다.

즉, 채널합성부/CFR(201)에서의 종단 출력 조정은 출력이 정규 출력 보다 크게 움직이면 그 역 방향으로 채널필터/파워검출부(208)가 더 크게 디지털 이득을 줄이며, 출력이 정규 출력보다 작게 움직이면 그 역방향으로 디지털 이득을 크게 함으로써, 트랜시버의 종단 출력을 일정하게 유지토록 한다. 그 후에 제어부(211)에서 수동으로 전압을 인가하면 전압비교부는 그 전압으로 인해 출력을 수동 조절이 가능하며 또한 DC 전압에 의해 전압 비교부(209), 적분기(210), 감쇠기(204)에 감쇠 제어 전압으로 전달함으로써, 자동으로 종단 출력 조정이 가능하다.

그 예로 제어부(211)는 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 시간 분할되는 0~100ms 동안은 1FA만 채널 필터에 의해 통과하여 제어부(211)가 출력 자동 보상하며, 그 후 100~200ms 동안은 2FA만 여과하여 제어부(211)가 출력 자동 보상하고, 3FA는 200~300ms, 4FA는 300~400ms 동안 제어부(211)가 출력 자동 보상하여 도 3의 (b)와 같이 각 FA별 출력 보상을 정확하게 이루어진다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 다중 채널 디지털 트랜시버의 송신 출력 보상 장치 및 방법에 의하면, 다중 채널 트랜시버에서 각 주파수 별로 디지털 이득을 조정하여 송신 출력을 계속적으로 균일하게 유지시킴으로써, 높은 성능의 다중 채널 트랜시버의 개발이 가능하며 또한 각 채널별로 출력을 감지함으로써 여러 기능의 시스템을 설계가 가능하다.

도 1은 종래 일 채널 트랜시버의 출력 보상 장치를 나타낸 구성도.

도 2는 본 발명 실시 예에 따른 다중 채널 디지털 트랜시버의 출력 보상 장치를 나타낸 구성도.

도 3은 본 발명 실시 예에 따른 각 채널별 송신 출력 자동 보상 상태를 나타낸 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

201...채널 합성부/CFR 202...전치 왜곡부

203...변조/주파수 상향 변환부 204...감쇠기

205...종단 증폭부 206...방향성 결합기

207...주파수 하향 변환부 208...채널필터/파워검출부

209...전압비교부 210...적분기

211...제어부 212...PLL 모듈

Claims (6)

1. 송신 경로 상에서 입력되는 다중 채널 입력 데이터를 변조, 중간 주파수 변환, 감쇠, 증폭을 통해 규정된 송신 출력으로 만들어 송신하기 위한 다중 채널 트랜시버에 있어서,

   상기 송신되는 출력을 피드백받아 각 FA 주파수에서 서로 다른 로컬 주파수에 의해 일정한 중간 주파수로 하향 변환하는 주파수 하향 변환부와, 상기 하향 변환된 각 FA 주파수 대역만을 통과시키고 그 통과된 신호에 대한 DC 전압을 검출하는 채널필터/파워 검출부와, 상기 검출된 DC 값을 송신 규정 출력의 수동 보상 전압과 비교하는 전압 비교부와, 상기 전압 비교부의 출력 신호를 여러 개 통합하여 일정한 DC 전압 값으로 적분하여 상기 송신 출력의 감쇠 정도를 조절하는 적분기와, 상기 검출된 DC 값를 이용하여 상기 트랜시버의 종단 송신 출력을 감지하여 상기 적분기의 수동 보상 전압을 조절하며, 각 FA 주파수별 시간 분할 제어신호를 출력하는 제어부와, 상기 제어부의 시간 분할 제어신호에 의해 다중 채널별 서로 다른 로컬 주파수를 시간 분할하여 상기 주파수 하향 변환부로 출력하는 PLL 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 채널 디지털 트랜시버의 출력 자동 보상 장치.
2. 다중 채널의 기저대역 입력 데이터를 각 FA(Frequency Allocation) 채널별로 합성시키며 각 FA 신호의 데이터를 압축시키는 채널 합성부/CFR와, 상기 채널합성부/CFR로부터 출력된 신호의 왜곡을 보상하기 위해 IMD(Intermodulation)를 제거하는 전치 왜곡부와, 상기 전치 왜곡된 각 채널별 데이터를 크기 및 위상을 변조시키고 중간 주파수로 상향하여 채널 주파수로 변환하는 변조 및 주파수 상향 변환부와, 상기 주파수 상향 변환된 신호의 출력을 조절하기 위한 감쇠기와, 상기 감쇠기의 출력 신호를 규정된 출력으로 증폭하기 위한 종단 증폭부와, 상기 종단 증폭된 신호를 출력 보상시키기 위하여 신호를 추출하는 방향성 결합기와, 상기 추출된 다중 채널의 각 주파수를 입력 로컬 주파수에 의해 일정한 중간 주파수로 하향 변환하는 주파수 하향 변환기와, 다중 채널별로 서로 다른 로컬 주파수를 시간 분할하여 상기 주파수 하향 변환기에 출력하는 PLL 모듈과, 상기 주파수 하향 변환된 각 FA 주파수의 CDMA 신호 대역만을 통과시키고 그 통과된 출력에 대한 DC 값으로 변환하는 채널 필터/파워 검출부와, 상기 각 주파수에 대한 DC값과 수동 보상 전압을 비교한 후 출력하는 전압 비교부와, 상기 전압 비교부를 출력되는 여러 개의 신호 전압을 통합하여 일정한 DC 값으로 만들어 상기 감쇠기의 동적 범위의 감쇠 정도를 조절해 주는 적분기와, 각 주파수별로 상기 PLL 모듈의 시간 분할 제어를 수행하고, 종단 출력을 조절하기 위해 상기 적분기에 수동 보상 전압을 출력하는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 채널 디지털 트랜시버의 출력 자동 보상 장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 채널합성부/CFR은 상기 제어수단의 송신 출력 보상 신호에 의해 다중 채널의 기저대역 입력 데이터의 디지털 이득을 조절하는 것을 특징으로 하는 다중 채널 디지털 트랜시버의 출력 자동 보상 장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 제어수단은 상기 채널필터/파워 검출부로부터 검출된 각 FA 주파수별 출력 DC 전압에 의해 종단 출력을 감지하여 각 FA별 송신 출력을 정규화된 송신 출력으로 보상하기 위해 상기 채널합성부/CFR의 디지털 이득을 조절하는 것을 특징으로 하는 다중 채널 디지털 트랜시버의 출력 자동 보상 장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 제어수단은 상기 감지된 종단 출력이 정규 출력 보다 크거나 작은 정도에 따라서 채널합성부/CFR의 디지털 이득의 가감을 제어해 주는 것을 특징으로 하는 다중 채널 디지털 트랜시버의 출력 자동 보상 장치.
6. 제 2항에 있어서,

   상기 제어수단은 FA별 송신 경로 상의 출력을 조절한 후, 각 FA별 출력을 합하여 수동 및 자동으로 감쇠기 동적 범위를 조절하여 종단 출력을 자동 보상하는 것을 특징으로 하는 다중 채널 디지털 트랜시버의 출력 자동 보상 장치.