KR20050063185A - Par improving method in multi-fa transmitting system - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동 통신 시스템의 멀티-FA(multi-FA) 방식 송신 시스템의 PAR(Peak-to-Average Ratio) 개선 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 멀티-FA 송신 시스템의 PAR 개선 방법은, 이동 통신 시스템의 멀티-FA 방식 송신 시스템의 PAR 개선 방법에 있어서, 직교 확산된 I 신호 및 Q 신호를 각 FA 별로 위상차(Ø)를 갖는 반송파에 의해 디지털 변조하는 단계와; 상기 디지털 변조된 각 FA 신호를 컴바이닝(combining)하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 다중 FA 방식 송신기에서 비교적 간단한 구성의 추가에 의하여 PAR값을 줄임으로서 별도의 추가적인 노력 없이도 송신기 종단 증폭기의 용량을 줄여 송신기 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a method for improving a Peak-to-Average Ratio (PAR) of a multi-FA (multi-FA) transmission system of a mobile communication system. CLAIMS 1. A method for improving a PAR of a multi-FA transmission system of a communication system, comprising: digitally modulating an orthogonal spread I signal and a Q signal by a carrier having a phase difference Ø for each FA; And combining the digitally modulated FA signals. According to the present invention, by reducing the PAR value by adding a relatively simple configuration in the multi-FA transmitter, it is possible to reduce the transmitter cost by reducing the capacity of the transmitter termination amplifier without any additional effort.

Description

멀티-ＦＡ 방식 송신 시스템의 ＰＡＲ 개선 방법{PAR improving method in multi-FA transmitting system}PAR improving method in multi-FA transmitting system

본 발명은 이동 통신 시스템의 멀티-FA(multi-FA) 방식 송신 시스템의 PAR(Peak-to-Average Ratio) 개선 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 멀티-FA(multi-FA) 방식을 채용한 이동 통신 시스템의 송신 시스템에서 각 FA 별 디지털 변조 단계에서 변조를 위해 I 신호 및 Q 신호에 곱해지는 반송파의 위상을 상이하게 함으로써 PAR을 최적화하여 기지국 종단 증폭기의 용량을 최소화할 수 있는 멀티-FA 방식 송신기의 PAR 개선 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for improving a Peak-to-Average Ratio (PAR) of a multi-FA transmission system of a mobile communication system. More specifically, in a transmission system of a mobile communication system employing a multi-FA method, a PAR is made different by a phase of a carrier multiplied by an I signal and a Q signal for modulation in each digital modulation step for each FA. The present invention relates to a method for improving a PAR of a multi-FA type transmitter that can minimize the capacity of a base station termination amplifier by optimizing the quantization.

도1은 종래의 4 FA 방식의 기지국 송신 시스템의 구성 블록도이다. 도1에서는 1 FA와 2 FA의 송신 경로의 구성만을 도시하였으나, 3 FA 및 4 FA의 경우에도 동일한 구성을 취한다. 1 FA 및 2 FA 경로의 구성을 설명하면 다음과 같다. 1 is a block diagram of a conventional 4 FA base station transmission system. In Fig. 1, only the configuration of transmission paths of 1 FA and 2 FA is shown, but the same configuration is also applied to 3 FA and 4 FA. The configuration of the 1 FA and 2 FA paths is as follows.

모뎀(11)은 대체적으로 음성부호화, CRC(Cyclic Redundancy Code), 콘볼루션(또는 터보) 인코딩, 심볼 반복, 블록 인터리빙, 암호화 등의 과정을 거쳐 베이스밴드(baseband) I 신호 및 Q 신호를 출력한다.The modem 11 generally outputs baseband I and Q signals through voice coding, cyclic redundancy code (CRC), convolutional (or turbo) encoding, symbol repetition, block interleaving, and encryption. .

상기 모뎀(11)으로부터 출력된 I 신호 및 Q 신호는 직교 확산 블록(qudrature spreading block, 12)에서 기지국 구분을 위한 PN(i) 코드(1.2288 Mcps)와 PN(q) 코드(1.2288 Mcps)가 각각 곱해진 후 디지털 변조 블록(13)에 입력된다. 상기 디지털 변조 블록(13)에 의해 QPSK 또는 CQPSK 변조된 신호는 DAC(14)에 의해 아날로그 신호로 변환되고 업 컨버터(Up converter, 15)에 의해 최종 TX RF 신호로 업컨버팅된 후 증폭기(16)에 의해 증폭되어 안테나(17)를 통해 전송된다. 2 FA, 3 FA, 4 FA 경로도 상술한 1 FA 경로와 동일한 구성을 갖는다.The I and Q signals output from the modem 11 are each divided into a PN (i) code (1.2288 Mcps) and a PN (q) code (1.2288 Mcps) for identifying base stations in a orthogonal spreading block 12. After being multiplied, it is input to the digital modulation block 13. The QPSK or CQPSK modulated signal by the digital modulation block 13 is converted into an analog signal by the DAC 14 and upconverted by the up converter 15 to the final TX RF signal before the amplifier 16 Is amplified by and transmitted through the antenna 17. The 2 FA, 3 FA, and 4 FA paths also have the same configuration as the 1 FA path described above.

도1에 도시된 바와 같은 종래의 이동 통신 시스템의 송신기에 있어서는 FA 채널 간에 정보 교환 없이 각 채널 별로 디지털 변조 블록(13)에 의해 변조(modulation)를 수행하였다.In the transmitter of the conventional mobile communication system as shown in FIG. 1, modulation is performed by the digital modulation block 13 for each channel without exchanging information between FA channels.

직교 확산 블록(12)에 의해 직교 확산된 I 신호 및 Q 신호는 디지털 변조 블록(13)에서 독립적으로 동작하는 NCO(Numerical Controlled Oscillator)에 의하여 발생되는 반송파(sinwt, coswt)에 의해 변조된다. 이 때 각 FA 별 반송파의 위상은 별도의 제어가 없는 한 동일한 위상을 가지거나 FA 별로 각각 설정을 해 주어야 한다.The I and Q signals orthogonally spread by the orthogonal spreading block 12 are modulated by carriers (sinwt, coswt) generated by a NCO (Numerical Controlled Oscillator) operating independently in the digital modulation block 13. At this time, the phase of each FA carrier should have the same phase or set for each FA unless there is separate control.

동일한 위상을 가지는 각각의 FA 채널을 컴바이닝(combining)하면, 컴바이닝된 신호는 높은 PAR(Peak to Average) 값을 가지는 신호 성분을 만들어 내게 되어 충분한 용량을 가진 증폭기(16)가 필요하다. 따라서, 증폭기(16)의 가격의 상승을 가져와 결과적으로 시스템의 가격을 높이게 된다.Combining each FA channel having the same phase, the combined signal is required to produce a signal component having a high peak to average (PAR) value so that an amplifier 16 with sufficient capacity is required. Thus, the price of the amplifier 16 is increased, resulting in a higher price of the system.

따라서, 멀티-FA 디지털 송신기(digital transceiver)에서는 높은 PAR값을 줄이기 위하여 CFR(Crest Factor Reduction)과 같은 방법을 사용하여 PAR값을 줄이기 위한 노력을 하고 있으나, CFR 방법은 시스템의 품질에 좋지 않은 영향을 미칠 수 있다.Therefore, in order to reduce the high PAR value in multi-FA digital transceivers, efforts have been made to reduce the PAR value using a method such as CFR (Crest Factor Reduction), but the CFR method has an adverse effect on the quality of the system. Can have

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 멀티-FA(multi-FA) 방식을 채용한 이동 통신 시스템의 송신 시스템에서 각 FA 별 디지털 변조 단계에서 변조를 위해 I 신호 및 Q 신호에 곱해지는 반송파의 위상을 상이하게 발생시킴으로써 PAR을 최적화하여 송신기 종단 증폭기의 용량을 최소화할 수 있는 멀티-FA 방식 송신기의 PAR 개선 방법을 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, an object of the present invention in the digital modulation step for each FA in the transmission system of a mobile communication system employing a multi-FA (multi-FA) method The present invention provides a method for improving a PAR of a multi-FA transmitter that can minimize the capacity of a transmitter termination amplifier by optimizing the PAR by generating different phases of a carrier multiplied by an I signal and a Q signal for modulation.

발명의 개요 Summary of the Invention

본 발명에 따른 이동 통신 시스템의 멀티-FA 송신 시스템의 PAR 개선 방법은, 이동 통신 시스템의 멀티-FA 방식 송신 시스템의 PAR 개선 방법에 있어서, 직교 확산된 I 신호 및 Q 신호를 각 FA 별로 위상차(Ø)를 갖는 반송파에 의해 디지털 변조하는 단계와; 상기 디지털 변조된 각 FA 신호를 컴바이닝(combining)하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 각 FA 별 반송파의 위상차(Ø)는 360°/FA 채널의 수인 것이 바람직하다. In the PAR improvement method of the multi-FA transmission system of the mobile communication system according to the present invention, in the PAR improvement method of the multi-FA transmission system of the mobile communication system, the orthogonal spread I and Q signals are phase-differentiated for each FA ( Digitally modulating by a carrier having Ø); And combining the digitally modulated FA signals. It is preferable that the phase difference Ø of the carrier for each FA is the number of 360 ° / FA channels.

실시예Example

이하 본 발명에 따른 멀티 FA 방식 송신기의 PAR 개선 방법의 바람직한 일 실시예의 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다. 도2는 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 설명하기 위한 도면으로서, 4-FA 채널을 갖는 송신기의 각 FA 별 디지털 변조 블록(13)의 구성도이다.Hereinafter, the configuration and operation of a preferred embodiment of a method for improving a PAR of a multi-FA transmitter according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. 2 is a view for explaining a preferred embodiment according to the present invention, which is a block diagram of a digital modulation block 13 for each FA of a transmitter having a 4-FA channel.

직교 확산 블록(12)에서 PN(i) 코드와 PN(q) 코드에 의해 각각 직교 확산된 I 신호 및 Q 신호는 디지털 변조 블록(13)에서 디지털 변조된다. 디지털 변조 블록(13)에서의 변조 과정을 구체적으로 설명하면, NCO(Numerical Controlled Oscillator, 23)의 출력인 cos(wt)에 I 신호가 곱해지고, cos(wt)를 90° 지연시킨 sin(wt)에 Q 신호가 곱해져 두 신호가 합산되어 출력된다.In the orthogonal spreading block 12, the I and Q signals orthogonally spread by the PN (i) code and the PN (q) code are digitally modulated in the digital modulation block 13. The modulation process in the digital modulation block 13 will be described in detail. The cos (wt) which is the output of the Numerical Controlled Oscillator (NCO) 23 is multiplied by the I signal, and the sin (wt) is delayed by 90 °. ) Is multiplied by the Q signal, and the two signals are summed and output.

본 발명은 각 FA 별로 NCO의 출력신호의 위상을 상이하게 하는 것을 특징으로 한다. 즉, 도2에서 1 FA의 NCO 출력신호의 위상은 wt이고, 2 FA NCO 출력신호의 위상은 wt+Ø₁이고, 3 FA NCO 출력신호의 위상은 wt+Ø₂이며, 4 FA NCO 출력신호의 위상은 wt+Ø₃ 로서 각 FA 별로 NCO 출력신호의 위상을 상이하게 하는 것이다. 상기 각 FA 별 반송파의 위상차(Ø₃)는 360°/FA 채널의 수인 것이 바람직하다.The present invention is characterized in that the phase of the output signal of the NCO different for each FA. That is, in FIG. 2, the phase of the NCO output signal of 1 FA is wt, the phase of the 2 FA NCO output signal is wt + Ø ₁ , the phase of the 3 FA NCO output signal is wt + Ø ₂ , and the 4 FA NCO output signal. The phase of is wt + Ø ₃ to change the phase of the NCO output signal for each FA. The phase difference Ø ₃ of each FA carrier is preferably the number of 360 ° / FA channels.

종래의 디지털 송신기의 구성에서 1~N(FA)를 확장하는 경우 1 FA 단독으로 신호를 송신할 때보다 FA 수를 늘릴수록 PAR(Peak-to-Average Ratio) 값이 점점 나빠지게 되어 송신기 종단 증폭기의 효율적 사용에 어려움이 생긴다.In case of extending the 1 ~ N (FA) in the conventional digital transmitter configuration, as the number of FA increases, the peak-to-average ratio (PAR) becomes worse as compared to when transmitting signals by 1 FA alone. Difficulties arise in the efficient use of.

즉, 직교 코드(orthogonal code)로 구성되어진 CDMA 신호 처리에서 신호간 상관관계를 최소화시키는 하나의 단일 코드만을 사용하는 것이 아니고 채널 왈쉬 코드(channel walsh code) 등 변조 과정에서 여러 코드와 곱해지고, 트래픽 데이터(traffic data)도 일정하지 않은 랜덤 타입(random type)이 되며 변조 타입이 복잡해지는 구조이므로 각 FA간 신호가 이상적으로 직교(orthogonal)하지 못하므로 FA 결합시 서로 상관관계가 생겨 신호 엔벨로프 변화(siganl envelope variation)가 커져 PAR 값이 나빠지게 된다. 디지털 변조시에 NCO의 출력신호의 위상이 동일할 경우에는 FA 결합시에 신호 엔벨로프 변화가 더 커지게 되어 PAR 값이 더 나빠진다.That is, in a CDMA signal processing composed of orthogonal codes, not only a single code that minimizes signal correlation is multiplied by multiple codes in the modulation process such as channel walsh code, and traffic. Since the data is also a random type which is not constant and the modulation type is complicated, the signals between FAs are not ideally orthogonal, so they are correlated with each other when FA coupling results in signal envelope changes ( The larger the siganl envelope variation, the worse the PAR value. If the output signal of the NCO is in phase during digital modulation, the signal envelope change becomes larger during FA coupling, resulting in a worse PAR value.

그러나, 본 발명에서 제시하는 것처럼, 디지털 변조시에 NCO의 출력신호의 위상을 상이하게 하면 FA 결합시에 신호 엔벨로프 변화가 줄어들어 PAR 값을 낮출 수 있다.However, as suggested by the present invention, when the phase of the output signal of the NCO is different in digital modulation, the signal envelope variation is reduced during FA coupling, thereby lowering the PAR value.

설명의 편의상 도2에서는 변조 블록(13)의 구성을 아날로그적으로 도시하였으나 실제로는 디지털 변조 방식이다. 따라서, 변조 블록(13)으로 입력되는 I 신호와 Q 신호는 디지털 신호이고 각 FA 별 NCO의 출력신호도 디지털 데이터이다. For convenience of description, the configuration of the modulation block 13 is illustrated analog in FIG. 2 but is actually a digital modulation method. Therefore, the I and Q signals input to the modulation block 13 are digital signals, and the output signals of the NCOs for each FA are also digital data.

도2에 도시된 실시예에 있어서는 위상 제어 블록(20)에 의해 각 FA 별 NCO의 출력신호에 위상차를 발생시킨다. 실제적으로 위상 제어 블록(20)은 각 FA 별 NCO를 제어하는 프로그램이 될 것이다. 즉, 이동 통신 시스템에 있어서 통상적으로 변조 블록(13)은 FPGA(field-programmable gate array)에 의해 구성되므로 FPGA를 콘트롤하는 프로그램에 각 FA 별 NCO 출력신호에 위상차를 발생시킬 수 있는 코드를 추가함으로써 구현될 수 있다. In the embodiment shown in Fig. 2, the phase control block 20 generates a phase difference in the output signal of the NCO for each FA. In practice, the phase control block 20 will be a program to control the NCO for each FA. That is, in the mobile communication system, since the modulation block 13 is generally configured by a field-programmable gate array (FPGA), by adding a code that can generate a phase difference to the NCO output signal for each FA in the program controlling the FPGA Can be implemented.

도2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 비교적 간단한 조작과 회로의 추가로 다중 채널 디지털 송신기의 각 FA 별 NCO의 위상을 서로 다르게 조절함으로써 컴바이닝된 신호의 PAR값을 줄일 수 있다.As shown in FIG. 2, the present invention can reduce the PAR value of the combined signal by adjusting the phase of the NCO for each FA of the multi-channel digital transmitter differently with the addition of a relatively simple operation and a circuit.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.It is apparent to those skilled in the art that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential features of the present invention. Accordingly, the above detailed description should not be construed as limiting in all aspects and should be considered as illustrative. The scope of the invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the invention are included in the scope of the invention.

본 발명에 따른 멀티-FA 방식 송신기의 PAR 개선 방법에 의하면, 다중 FA 방식 송신기에서 비교적 간단한 구성의 추가에 의하여 PAR값을 줄임으로서 별도의 추가적인 노력 없이도 송신기 종단 증폭기의 용량을 줄여 송신기 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.According to the PAR improvement method of the multi-FA transmitter according to the present invention, by reducing the PAR value by the addition of a relatively simple configuration in the multi-FA transmitter, it is possible to reduce the transmitter cost by reducing the capacity of the transmitter termination amplifier without any additional effort. It can be effective.

도1은 종래의 멀티-FA 방식 송신기의 블록 구성도임.1 is a block diagram of a conventional multi-FA transmitter.

도2는 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 설명하기 위한 도면임.2 is a view for explaining a preferred embodiment according to the present invention.

<도면 주요부호의 설명><Description of Major Reference Drawings>

11 모뎀 12 직교 확산 블록11 Modem 12 Orthogonal Spreading Blocks

13 디지털 변조 블록 14 DAC13 digital modulation blocks 14 DAC

15 업 컨버터 16 증폭기15 up converter 16 amplifier

17 안테나 20 위상 제어 블록17 antenna 20 phase control block

23 NCO23 NCO

Claims (3)

이동 통신 시스템의 멀티-FA 방식 송신 시스템의 PAR 개선 방법에 있어서,In the PAR improvement method of the multi-FA transmission system of the mobile communication system, 직교 확산된 I 신호 및 Q 신호를 각 FA 별로 위상차(Ø)를 갖는 반송파에 의해 디지털 변조하는 단계와;Digitally modulating the orthogonally spread I and Q signals by a carrier having a phase difference Ø for each FA; 상기 디지털 변조된 각 FA 신호를 컴바이닝(combining)하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티-FA 방식 송신 시스템의 PAR 개선 방법.And combining the respective digitally modulated FA signals. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 각 FA 별 반송파의 위상차(Ø)는 각 FA 별 NCO(Nemerical Controlled Oscillator)의 출력신호의 위상을 상이하게 설정함으로써 발생되는 것을 특징으로 하는 멀티-FA 방식 송신 시스템의 PAR 개선 방법.Phase difference (Ø) of the carrier for each FA is generated by differently setting the phase of the output signal of the NCO (Nemical Controlled Oscillator) for each FA, PAR improvement method of the multi-FA transmission system. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 각 FA 별 반송파의 위상차(Ø)는 360°/FA 채널의 수인 것인 특징으로 하는 멀티-FA 방식 송신 시스템의 PAR 개선 방법.The phase difference (Ø) of the carrier for each FA is a number of 360 ° / FA channel PAR improvement method of the multi-FA method transmission system, characterized in that.