KR100661516B1

KR100661516B1 - 이동통신 기지국용 수신기 및 이를 이용한 통화용량조절방법

Info

Publication number: KR100661516B1
Application number: KR1020050126854A
Authority: KR
Inventors: 홍정기
Original assignee: 엘지노텔 주식회사
Priority date: 2005-12-21
Filing date: 2005-12-21
Publication date: 2006-12-27

Abstract

본 발명은 이동통신 기지국용 수신기 및 이를 이용한 통화용량 조절방법에 관한 것으로, 안테나로 수신된 단말기의 송신 전력 신호를 수신하여 증폭 및 필터링하는 RF신호 처리부와; 상기 RF신호 처리부를 통한 RF신호를 주파수 하향 처리하여 IF신호로 변환하는 믹서와; 상기 믹서를 통해 변환된 신호를 증폭 및 필터링하는 IF신호 처리부와; 상기 IF신호 처리부를 통한 IF신호를 디지털신호로 변환하는 아날로그 디지털 변환기와; 변환된 디지털신호를 받아 증폭된 신호와 목표치를 비교하여 이득률의 증감을 조절하는 이득 조절 제어 신호를 발생시키는 논리회로부와; 단말기 전력 조절을 통해 기지국 통화용량을 조절하도록 상기 논리회로부에서 발생된 이득 조절 제어 신호를 기지국 복조기에 순시적으로 송신하는 데이터 전송처리부를 포함하여 구성되는 수신기를 제공하여, 이득 조절 제어 신호로부터 파악되는 증폭율의 변화에 따라 단말 송신 출력의 증,감을 판단한 후 단말 송신 출력을 조절함으로써 기지국의 통화용량을 조절할 수 있도록 한 것이다.

본 발명은 수신 신호 세기 검출 회로가 부가적으로 필요하지 않아 회로의 단순화가 가능하고 가격을 절감시킬 수 있으며, 또한 신호 왜곡에 따른 오차 발생과 무관하여 신뢰성을 증대시킴은 물론 신호 왜곡 보상을 위한 룩업테이블을 이용하지 않아도 되므로 단말 송신 전력을 신속하면서 보다 효율적으로 조절할 수 있게 된다.

기지국 수신기, 통화용량, 이득 조절 제어 신호, 단말 송신 출력

Description

이동통신 기지국용 수신기 및 이를 이용한 통화용량 조절방법{RECEIVER FOR BASE STATION AND TRAFFIC VOLUME CONTROL METHOD THEREBY}

도 1은 종래 이동통신 기지국 수신경로 구성을 보인 개략적인 블럭도,

도 2a는 종래 기술에 따른 이동통신 기지국 수신기의 예시적인 구성 블럭도,

도 2b는 도 2a중 수신신호 세기 검출회로를 예시한 구성 블럭도,

도 3은 본 발명에 따른 이동통신 기지국 수신기의 예시적인 구성 블럭도,

도 4는 본 발명에 따른 수신기를 구성하는 논리회로의 예시적인 구성 블럭도,

도 5는 본 발명에 따른 수신기를 이용한 기지국 통화용량 조절방법을 보인 플로우챠트.

♧ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♧

100....RF신호 처리부 200....믹서

300....IF신호 처리부 400....아날로그 디지털 변환기

500....논리회로부 510....가변 이득 회로

520....목표치 비교회로 및 지연회로 600....데이터 전송처리부

700....기지국 복조기

본 발명은 이동통신 기지국용 수신기 및 이를 이용한 통화용량 조절방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수신된 신호세기 검출회로와 신호 왜곡 보상 룩업테이블을 이용한 연산과정없이도 신속 정확하게 기지국 전체의 통화용량을 조절할 수 있도록 한 이동통신 기지국용 수신기 및 이를 이용한 통화용량 조절방법에 관한 것이다.

일반적으로, 이동통신 기지국에서의 수신과정은 도 1의 예시와 같이, 이동통신단말기에서 출력된 고주파신호가 안테나(ANT)와 안테나 정합장치(10)를 통해 수신기(20)로 입력되고, 입력된 고주파신호는 상기 수신기(20)에서 주파수가 하향조정된 후 디지털 신호처리를 거쳐 데이터 전송 및 제어장치(30)로 전송되며, 이어 데이터복조기(40)를 통해 단말기 신호가 복원되게 된다.

이때, 사용되는 수신기(20)는 통상 도 2a,b의 예시와 같이 구성되며, 다음과 같이 동작된다.

즉, 안테나1,2(ANT1,2)는 단말기의 송신 전력을 받아들이며, RF신호 처리부(21a,b)는 수신된 단말 신호를 증폭 및 필터링하고, 믹서1,2(Mixer,주파수 합성기)(22a,b)는 RF 신호를 중간주파수 신호(IF:intermediate frequency)로 하향시키며, IF신호 처리부(23a,b)는 상기 중간주파수 신호(IF)를 증폭 및 필터링하고, AGC(Automatic Gain Control) 처리부(24a,b)는 자동 이득 조절 회로로서 수신된 단말 신호의 세기가 낮으면 높은 이득으로 증폭시키고 높으면 낮은 이득으로 증폭시 키며, 기저대역 처리부(25a,b)는 상기 AGC 처리부(24a,b)를 지난 중간 주파수를 더 낮은 주파수로 주파수 하향시켜서 기저 대역 신호로 변환하게 되고, 데이터 전송처리부(26a,b)는 기지국 복조기(27)의 입력 조건에 맞도록 데이터를 정렬시키는 등 2 경로(안테나1,2)로 구성되었다.

이에 더하여, 도 2에서와 같이 전력을 전압으로 바꾸어 출력하는 Log 변환기(28a)와, 상기 Log 변환기(28a)의 출력 전압을 다음단의 아날로그 디지털 변환기의 입력 조건에 맞는 전압으로 증폭시키는 연산증폭기(28b) 및 아날로그 값을 디지털 값으로 변환시키는 아날로그 디지털 변환기(28c)로 이루어진 수신 신호 세기 검출회로를 더 포함하여 단말기의 송신 전력을 측정하고 있다.

그리하여, 단말 송신 신호를 RF신호 처리부(21a,b)에서 증폭 및 필터링된 신호를 믹서1,2(22a,b)를 통해서 주파수를 하향시켜 IF신호 처리부(23a,b)로 보내고, 이 IF신호를 수신 신호 세기 검출 회로에서 측정하여 이 정보를 데이터 전송처리부(26a,b)를 통하여 기지국 복조기(27)에 보고하여 단말기의 전력을 조절하였다.

상기 기지국 복조기(27)에서의 단말 전력 조절 방법은 순시적인 수신 신호 세기 보고 신호를 비교하여 수신 신호 세기에 따라서 단말기의 송신 활성화 요소를 조절하여 단말기의 송신 전력을 조절하게 된다.

그러나, 이와 같은 종래 수신기는 RF신호 처리부(21a,b)에 입력된 신호를 측정하는 방법을 사용하기 때문에 다수의 처리부를 통과하면서 단말 송신 전력은 실제로 왜곡되게 되고, 이러한 왜곡으로 인하여 전력 측정의 오차가 발생되게 된다.

따라서, 이러한 오차를 제거하여 주어야 하는데 이를 위해서 데이터 전송처 리부(27)상의 수신 신호 세기 측정 왜곡 보상 연산부(미도시)를 가동시켜야 한다.

상기 연산부는 생산시 측정을 하여 이 왜곡을 보상하는 룩업테이블(look-up table)을 만들어서 보상하게 되는데 이와 같은 보상 방법은 연산 과정중에 오차를 발생시킬 수 있을뿐만 아니라 생산되는 수신기마다 이 보상 룩업테이블이 다르기 때문에 생산되는 수신기마다 측정하여 만들어야 하므로 양산성이 떨어진다.

뿐만 아니라, 왜곡 보상을 위한 연산 과정이 필요하기 때문에 빠른 측정이 불가능하며, 이러한 측정 속도의 저하는 결과적으로 복조기에서의 단말 전력 조절 과정의 속도가 늦어져서 단말 전력 조절의 효율성이 떨어지는 단점으로 작용하게 된다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출한 것으로, 논리회로를 구성하여 단말 송신 전력의 왜곡을 막고, 데이터 전송처리부에서 별도의 왜곡 보상을 위한 연상과정을 수행하지 않도록 함으로써 단말 전력 조절 속도가 빠르고 효율적이며 수신기 설계의 단순화를 도모할 수 있도록 한 이동통신 기지국용 수신기 및 이를 이용한 통화용량 조절방법을 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 안테나로 수신된 단말기의 송신 전력 신호를 수신하여 증폭 및 필터링하는 RF신호 처리부와; 상기 RF신호 처리부를 통한 RF신호를 주파수 하향 처리하여 IF신호로 변환하는 믹서와; 상기 믹 서를 통해 변환된 신호를 증폭 및 필터링하는 IF신호 처리부와; 상기 IF신호 처리부를 통한 IF신호를 디지털신호로 변환하는 아날로그 디지털 변환기와; 변환된 디지털신호를 받아 증폭된 신호와 목표치를 비교하여 이득률의 증감을 조절하는 이득 조절 제어 신호를 발생시키는 논리회로부와; 단말기 전력 조절을 통해 기지국 통화용량을 조절하도록 상기 논리회로부에서 발생된 이득 조절 제어 신호를 기지국 복조기에 순시적으로 송신하는 데이터 전송처리부를 포함하여 구성되는 이동통신 기지국용 수신기를 제공함에 그 기술적 특징이 있다.

이때, 상기 논리회로부는 상기 믹서를 통과한 IF신호로부터 순시적으로 입력되는 신호를 먼저 입력된 신호에 해당하는 이득으로 증폭시키는 가변 이득 회로와; 상기 가변 이득 회로에서 증폭된 신호를 목표치와 비교하여 이득 조절 제어 신호를 발생시키는 목표치 비교회로 및 지연회로를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 본 발명은 상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 안테나를 통해 수신된 단말기의 송신 전력 신호인 RF신호를 믹서에서 주파수 하향시켜 IF신호로 변환하고, IF신호 처리부를 통해 증폭 및 필터링하는 단계와; 상기 단계를 통해 처리된 IF신호를 디지털신호로 변환한 다음 논리회로부를 통해 순시적으로 입력된 신호를 먼저 입력된 신호에 해당하는 이득으로 증폭하고, 그 증폭된 신호를 목표치와 비교하여 이득 조절 제어 신호를 발생시키는 단계와; 상기 단계를 통해 발생된 이득 조절 제어 신호를 기지국 복조기에 순시적으로 송신하고, 그 증폭율의 변화에 따라 단말 송신 출력의 증,감을 판단한 후 단말 송신 출력을 조절하는 단계를 포함하여 구성되는 이동통신 기지국용 수신기를 이용한 통화용량 조절방법을 제공함에 도 그 기술적 특징이 있다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 이동통신 기지국 수신기의 예시적인 구성 블럭도이고, 도 4는 본 발명에 따른 수신기를 구성하는 논리회로의 예시적인 구성 블럭도이며, 도 5는 본 발명에 따른 수신기를 이용한 기지국 통화용량 조절방법을 보인 플로우챠트이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이동통신 기지국용 수신기는 안테나(ANT)와 연결되는 RF신호 처리부(100), 믹서(200), IF신호 처리부(300), 아날로그 디지털 변환기(400), 논리회로부(500), 데이터 전송처리부(600)로 구성되며, 기지국 복조기(700)와 신호처리 가능하게 연결된다.

이때, RF신호 처리부(100), 믹서(200), IF신호 처리부(300), 아날로그 디지털 변환기(400) 및 데이터 전송처리부(600)의 기능은 기존과 같다.

그리고, 상기 구성요소들은 기존과 같이 2 경로(두개의 안테나를 통한 처리)구성됨이 바람직하다.

즉, 상기 RF신호 처리부(100)에서 IF신호 처리부(300)까지는 도 1에 도시된 종래 수신기와 동일하다.

상기 아날로그 디지털 변환기(400)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 소자로서 다음단의 논리회로부(400)가 디지털 신호를 처리하기 때문에 이에 적합한 신호로 변환하기 위한 것이다.

이때, 상기 아날로그 디지털 변환기(400)는 도 1에 도시된 기존 수신기의 기저대역처리부에서도 사용되었던 변환기이다.

상기 논리회로부(500)는 종래 수신기의 기저대역처리부와 AGC처리부가 수행하던 기능을 처리하는 회로로서 FPGA(Field Programable Gate Array)로 구현 가능하다.

그리고, 상기 논리회로부(500) 이후의 데이터 전송처리부(600)는 기존 수신기에서와 같은 것이다.

여기에서, 상기 논리회로부(500)의 구성 및 동작관계를 보다 상세히 설명한다면 다음과 같다.

즉, 도 4에서와 같이, 상기 논리회로부(500)는 가변 이득 회로(510)와 목표치 비교회로 및 지연회로(520)로 구성된다.

이때, 상기 가변 이득 회로(510)는 이득이 조절되는 회로로서 이를 제어하는 것은 가변 회로 다음의 목포치 비교회로 및 지연회로(520)에서 출력되는 이득 제어 신호이다.

상기 목표치 비교회로는 목표치의 전력을 설정하면 입력된 신호와 비교하여 앞단의 가변 이득 회로(510)에 이득 조절 제어 신호를 전송한다.

이러한 가변 이득 회로(510)와 목표치 비교회로의 연동은 종래 수신기의 AGC 회로에서 실행하는 동작을 구현하는 것이다.

참고로, 목표치 비교회로의 지연회로는 목표치 비교와 가변 이득을 하는 동안의 지연을 위해서 필요한 회로이다.

여기에서, 이동통신 기지국의 통화용량 조절은 단말기 전력의 효율적 관리와 통화용량 증대를 위하여 필수적이며, 이러한 통화용량 조절은 기지국 수신기에 입력되는 단말기의 전력 측정을 통하여 이루어진다.

종래에는 도 1에서와 같이, 단말 송신 출력 측정위치에서 단말 송신 전력을 측정하여 복조기에 보고하고, 단말 송신 출력의 조절을 통하여 통화 용량을 조절하였는 바, 이에 따라 단말 송신 전력을 낮추면 그 만큼 통화용량은 증가하게 되고, 그 반대의 경우에는 통화용량이 감소하게 된다.

이처럼 통화용량 조절은 단말 송신 출력 측정이 중요하다.

따라서, 본 발명에서는 상기 논리회로부(500)를 통하여 이러한 단말 송신 출력을 측정하도록 함으로써 기지국 통화용량을 단시간에 용이하게 조절하도록 한 것이다.

즉, 기지국 복조기(700)에서 단말 송신 출력을 조조절하는 기반이 되는 것은 최종적으로 측정된 단말 송신 전력의 증가 혹은 감소량이므로 이를 검출함으로써 이루어질 수 있다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 통화용량 조절방법에 대하여 도 5를 참고하여 설명하기로 한다.

먼저, 안테나(ANT)로 단말기의 송신 전력이 수신되면 RF신호 처리부(100)는 수신된 신호를 증폭하거나 필터링한 후 믹서(200)로 보내게 된다(S100,S110).

믹서(200)에서는 RF신호를 IF신호로 주파수 하향하여 IF신호 처리부(300)로 보내게 되고, 상기 IF신호 처리부(300)에서는 IF신호를 증폭하거나 필터링하게 된 다(S120,S130).

이후, 상기 IF신호는 아날로그 디지털 변환기(400)를 통해 디지털신호로 변환되게 되며, 논리회로부(500)로 보내져 처리되게 된다(S140).

상기 논리회로부(500)에서는 AGC(자동이득조절)와 단말 송신 출력의 증가 혹은 감소량 측정을 동시에 실행하게 되는데, 이를테면 믹서(믹서3,4)(200)를 통과한 신호가 논리회로부(500)내 가변 이득 회로(510)에 이르면 순시적으로 먼저 통과한 신호에 해당하는 이득으로 증폭되게 된다.

이 증폭된 신호는 목표치 비교회로 및 지연회로(520)의 목표치 비교회로로 전송되어 목표치와 비교되게 된다(S150).

이와 같이, 목표치와의 비교를 통하여 목표치보다 낮으면 이득 조절 제어 신호를 통하여 이득률을 증가시키고, 만일 목표치보다 높으면 이득 조절 제어 신호를 통하여 이득률을 낮추게 된다(S160,S170).

이러한 동작을 통하여 종래의 수신기에서 아날로그적으로 이루어진 AGC가 본 발명에서는 디지털적으로 이루어진다.

이어, 상기 논리회로부(500)는 조절된 신호를 데이터 전송처리부(600)에서 정렬하여 복조기의 입력조건에 맞춘 후 그 증폭율을 순시적으로 기지국 복조기(700)로 송신하게 된다(S180).

이렇게 하여, 상기 기지국 복조기(700)에서는 순시적으로 보고되는 상기 증폭률을 통해 단말 송신 출력의 증가량 혹은 감소량을 판단하고, 그에 따라 단말 송신 출력을 조절하게 된다(S190).

예컨대, T1이라는 시간에 입력된 신호의 세기를 -T1 dBm, 그후 T2라는 시간에 입력된 신호의 세기를 -T2 dBm이라고 가정하면, 이 두 신호의 차이는 -T1-(-T2)이며, 이러한 증감분의 차이가 복조기까지 전달되면 되는 것이다.

만일, 수신기의 RF신호 처리부(100)에서 논리회로부(500)까지의 변화요인을 F(신호왜곡 등의 요인)라고 가정해도 목표치 비교회로에서의 두 신호의 세기차이는 변화요인 F가 공통으로 적용되므로 증감분은 역시 (T1-F)-(-T2-F)=-T1-(-T2)로 변화가 없다.

이러한 두 신호는 목표치와 비교하여 각각의 신호에 해당하는 이득 조절 제어 신호를 갖게 된다.

이를테면, T1이 입력될 때의 이득 조절 제어 신호를 CT1이라 하고, T2가 입력될 때의 이득 조절 제어 신호를 CT2라고 하면, 이 두 신호의 차이 즉 CT1-CT2는 곧 이득률의 증감분이 되고, 이 이득률의 증감분은 송신 전력 신호의 증감분이 되는 것이다.

이러한 동작으로 기지국 복조기(700)는 단말 송신 전력의 증감분을 인식하여 단말 송신 전력을 조절할 수 있게 된다.

결론적으로, 단말 송신 전력의 증감을 이득률 증감분으로 대체하여 기지국 복조기(700)에 보고하고, 이 보고된 신호로 기지국 복조기(700)는 단말 송신 전력을 조절하며, 이것을 기반으로 이동통신 기지국은 통화 용량을 조절하게 된다.

아울러, 이득률의 증가는 수신기에 입력되는 단말 송신 전력의 감소이며, 이득률의 감소는 수신기에 입력되는 단말 송신 전력의 증가를 의미한다.

이것은 이득률의 증가라는 것이 T1 시간의 입력된 수신 신호가 T2 시간에 입력된 신호보다 크다는 것을 의미하는 것이므로 결국 단말 송신 전력의 감소를 의미하기 때문이며, 이득률의 감소도 동일한 이유로 설명될 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 수신 신호 세기 검출 회로가 부가적으로 필요하지 않아 회로의 단순화가 가능하고 가격을 절감시킬 수 있으며, 또한 신호 왜곡에 따른 오차 발생과 무관하여 신뢰성을 증대시킴은 물론 신호 왜곡 보상을 위한 룩업테이블을 이용하지 않아도 되므로 단말 송신 전력을 신속하면서 보다 효율적으로 조절할 수 있게 된다.

Claims

안테나로 수신된 단말기의 송신 전력 신호를 수신하여 증폭 및 필터링하는 RF신호 처리부와;

상기 RF신호 처리부를 통한 RF신호를 주파수 하향 처리하여 IF신호로 변환하는 믹서와;

상기 믹서를 통해 변환된 신호를 증폭 및 필터링하는 IF신호 처리부와;

상기 IF신호 처리부를 통한 IF신호를 디지털신호로 변환하는 아날로그 디지털 변환기와;

변환된 디지털신호를 받아 증폭된 신호와 목표치를 비교하여 이득률의 증감을 조절하는 이득 조절 제어 신호를 발생시키는 논리회로부와;

단말기 전력 조절을 통해 기지국 통화용량을 조절하도록 상기 논리회로부에서 발생된 이득 조절 제어 신호를 기지국 복조기에 순시적으로 송신하는 데이터 전송처리부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이동통신 기지국용 수신기.
청구항 1에 있어서, 상기 논리회로부는,

상기 믹서를 통과한 IF신호로부터 순시적으로 입력되는 신호를 먼저 입력된 신호에 해당하는 이득으로 증폭시키는 가변 이득 회로와;

상기 가변 이득 회로에서 증폭된 신호를 목표치와 비교하여 이득 조절 제어 신호를 발생시키는 목표치 비교회로 및 지연회로를 포함하여 구성되는 것을 특징으 로 하는 이동통신 기지국용 수신기.
안테나를 통해 수신된 단말기의 송신 전력 신호인 RF신호를 믹서에서 주파수 하향시켜 IF신호로 변환하고, IF신호 처리부를 통해 증폭 및 필터링하는 단계와;

상기 단계를 통해 처리된 IF신호를 디지털신호로 변환한 다음 논리회로부를 통해 순시적으로 입력된 신호를 먼저 입력된 신호에 해당하는 이득으로 증폭하고, 그 증폭된 신호를 목표치와 비교하여 이득 조절 제어 신호를 발생시키는 단계와;

상기 단계를 통해 발생된 이득 조절 제어 신호를 기지국 복조기에 순시적으로 송신하고, 그 증폭율의 변화에 따라 단말 송신 출력의 증,감을 판단한 후 단말 송신 출력을 조절하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이동통신 기지국용 수신기를 이용한 통화용량 조절방법.