KR20060071222A - Apparatus and method for controlling gain of received signal in a mobile communication system using time division duplexing scheme - Google Patents

Abstract

본 발명은 신호 송신 시간 구간과 신호 수신 시간 구간이 존재하며, 상기 신호 송신/수신 구간을 구분하기 위한 천이 시간 구간이 존재하는 시분할 방식을 사용하는 이동 통신 시스템에 관한 것이다. 기지국 수신단이 수행하는 수신 신호 이득 조절을 위한 장치에 있어서, 상기 신호 송신 시간 구간동안 아날로그-디지털 신호 변환기에서 발생하는 제1 잡음을 측정하고, 상기 천이 시간 구간동안 상기 기지국 수신단 전체에서 발생하는 제2 잡음을 측정하여, 상기 측정된 제1 잡음 및 제2 잡음을 이용하여 상기 아날로그-디지털 신호 변환기 이전까지의 수신 신호 잡음인 제3 잡음을 추정하여, 상기 제3 잡음과 제1 잡음간의 비율을 결정하는 디지털 신호 처리기와, 상기 디지털 신호 처리기로부터 결정된 상기 제3 잡음과 제1 잡음간의 비율에 따라 수신 신호의 이득값을 결정하는 제어기와, 상기 제어기의 제어에 따라 상기 제1 잡음 및 제2 잡음의 측정을 위해 신호 흐름을 절체하는 스위치를 포함함을 특징으로 한다.
The present invention relates to a mobile communication system using a time division method in which a signal transmission time interval and a signal reception time interval exist, and a transition time interval exists for distinguishing the signal transmission / reception interval. An apparatus for adjusting a received signal gain performed by a base station receiver, the method comprising: measuring first noise generated by an analog-to-digital signal converter during the signal transmission time interval, and generating a second noise generated by the entire base station receiver during the transition time interval; Noise is measured and the ratio of the third noise to the first noise is determined by estimating a third noise which is a received signal noise before the analog-to-digital signal converter using the measured first noise and the second noise. A digital signal processor configured to determine a gain value of a received signal according to a ratio between the third noise and the first noise determined from the digital signal processor, and a controller for controlling the first noise and the second noise under control of the controller. It features a switch to switch the signal flow for measurement.

자동 이득 조절기(AGC), 신호대잡음비(SNR), 시분할Automatic Gain Control (AGC), Signal to Noise Ratio (SNR), Time Division

Description

시분할 방식을 사용하는 이동 통신 시스템에서 수신신호의 이득 조절을 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING GAIN OF RECEIVED SIGNAL IN A MOBILE COMMUNICATION SYSTEM USING TIME DIVISION DUPLEXING SCHEME} Apparatus and method for gain control of a received signal in a mobile communication system using a time division method             

도 1은 종래의 이동 통신 시스템에서 잡음 전력을 측정하기 위한 기지국 구조를 도시한 도면1 illustrates a structure of a base station for measuring noise power in a conventional mobile communication system.

도 2a 내지 2b는 종래의 기지국 수신단으로 신호가 입력되는 경우 허용 동작 범위에 따른 SNR 성능 비교를 도시한 도면2a to 2b are diagrams showing a comparison of SNR performance according to an allowable operating range when a signal is input to a conventional base station receiving end.

도 3은 종래의 ADC로 신호가 입력되는 경우 ADC 자체 잡음으로 인해 발생되는 SNR 성능 열화를 도시한 도면3 is a diagram illustrating degradation of SNR performance caused by noise of ADC itself when a signal is input to a conventional ADC.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 TDD 방식의 특성을 이용한 잡음 측정 방법을 도시한 타이밍 도면4 is a timing diagram illustrating a noise measurement method using characteristics of a TDD scheme according to an embodiment of the present invention.

도 5a 내지 5b는 본 발명의 실시예에 따른 잡음을 측정하여 이득을 조절하는 기지국 수신단 구조를 도시한 도면5A to 5B illustrate a structure of a base station receiver for measuring gain by measuring noise according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 기지국이 수행하는 잡음 측정 및 AGC 이득 조절을 수행하는 과정을 도시한 흐름도 6 is a flowchart illustrating a process of performing noise measurement and AGC gain adjustment performed by a base station according to an embodiment of the present invention.                 

도 7은 ADC 전단 잡음(N_{before_ADC})과 ADC 자체 잡음(N_ADC)간의 비에 따른 SNR 성능 열화 곡선을 나타낸 그래프
7 is a graph showing the SNR performance degradation curve according to the ratio between the ADC shear noise (N _{before_ADC} ) and the ADC own noise (N _ADC ).

본 발명은 시분할(Time Division Duplexing, 이하 'TDD'라 칭하기로 한다) 방식을 사용하는 이동 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 수신 신호의 이득을 조절하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mobile communication system using time division duplexing (hereinafter, referred to as 'TDD'), and more particularly, to an apparatus and method for adjusting the gain of a received signal.

일반적으로, 기지국(base station)은 이동 단말기(mobile station)로부터 수신한 신호에 대해 잡음 전력을 측정하고, 상기 측정된 잡음 전력을 이용하여 상기 이동 단말기가 송신 전력을 조절하도록 제어한다. In general, a base station measures noise power for a signal received from a mobile station, and controls the mobile terminal to adjust its transmission power using the measured noise power.

그러면, 도 1을 참조하여 종래의 이동 통신 시스템에서 잡음 전력을 측정하는 동작 과정에 대해 설명하기로 한다.Next, an operation process of measuring the noise power in the conventional mobile communication system will be described with reference to FIG. 1.

도 1은 종래의 이동 통신 시스템에서 잡음 전력을 측정하기 위한 기지국 구조를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a base station structure for measuring noise power in a conventional mobile communication system.

상기 도 1을 참조하면, 먼저 기지국 수신단은 수신 안테나(102)와, 대역통과 필터(band pass filter)(104)와, 저잡음 증폭기(low noise amplifier)(106)와, 믹서(mixer)(108)와, 국부발진기(local oscillator)(110)와, 자동 이득 조절 증폭기 (automatic gain controlled amplifier)(112)와, 아날로그-디지털 변환기(Analog-Digital Converter, 이하 'ADC'라 칭하기로 한다)(114)와, 중간 주파수 처리기(intermediate frequency processor)(116)와, 디지털 신호 처리기(digital signal processor)(118)로 구성된다.Referring to FIG. 1, first, a base station receiver includes a receiving antenna 102, a band pass filter 104, a low noise amplifier 106, and a mixer 108. A local oscillator 110, an automatic gain controlled amplifier 112, and an analog-to-digital converter (hereinafter referred to as " ADC ")114; And an intermediate frequency processor 116 and a digital signal processor 118.

이동 단말기로부터 송신된 아날로그 신호는 기지국 수신단의 안테나로 입력된다. 상기 대역 통과 필터(104)는 안테나를 통해 입력한 수신 신호에 대해 수신하고자 하는 주파수 대역만 필터링(fitering)하여 저잡음 증폭기(106)로 출력한다. 상기 저잡음 증폭기(106)는 상기 대역 통과된 신호에 대해 잡음 성분을 최소화하여 증폭하고 믹서(108)로 출력한다. 상기 증폭된 신호를 입력한 상기 믹서(108)는 국부발진기(110)로부터 입력되는 신호를 이용해 상기 증폭된 신호를 중간 주파수 대역 신호로 변환하고 자동 이득 조절(이하, 'AGC'라 칭하기로 한다) 증폭기(112)로 출력한다. 상기 AGC 증폭기(112)는 수신 신호의 세기를 고려하여 이득을 조절하고 ADC(114)로 출력한다. 여기서, 상기 AGC 증폭기(112)는 상기 ADC(114)의 허용 동작 범위를 만족시키기 위해 입력한 신호의 이득값을 조절한다. 즉, 상기 AGC 증폭기(112)는 상기 ADC(114)의 허용 동작 범위를 넘어서는 신호에 대해서는 낮은 이득값을 적용하고, 상기 ADC(114)의 허용 동작 범위에 미치지 못하는 신호에 대해서는 높은 이득값을 적용하여 상기 ADC(114)의 허용 동작 범위를 만족시키게 된다.The analog signal transmitted from the mobile terminal is input to the antenna of the base station receiving end. The band pass filter 104 filters only a frequency band to be received with respect to a received signal input through an antenna and outputs it to the low noise amplifier 106. The low noise amplifier 106 minimizes and amplifies the noise component of the bandpassed signal and outputs it to the mixer 108. The mixer 108 that inputs the amplified signal converts the amplified signal into an intermediate frequency band signal using a signal input from the local oscillator 110 and adjusts the automatic gain (hereinafter, referred to as 'AGC'). Output to amplifier 112. The AGC amplifier 112 adjusts the gain in consideration of the strength of the received signal and outputs it to the ADC 114. Here, the AGC amplifier 112 adjusts the gain value of the input signal to satisfy the allowable operating range of the ADC 114. That is, the AGC amplifier 112 applies a low gain value for a signal that exceeds the allowable operating range of the ADC 114, and applies a high gain value for a signal that falls short of the allowable operating range of the ADC 114. This satisfies the allowable operating range of the ADC 114.

이렇게 허용 동작 범위내의 신호를 입력한 상기 ADC(114)는 상기 신호를 디지털 신호로 변환하고 중간 주파수 처리기(116)로 출력한다. 상기 중간 주파수 처리기(116)는 디지털 신호로 변환된 상기 수신 신호를 디지털 하향 변조와 필터링을 거쳐 기저대역으로 하향 변조하여 디지털 신호처리기로 출력한다.The ADC 114 which inputs a signal within the allowable operating range converts the signal into a digital signal and outputs the signal to the intermediate frequency processor 116. The intermediate frequency processor 116 down-modulates the received signal converted into a digital signal to baseband through digital down-modulation and filtering and outputs it to the digital signal processor.

상기 신호를 입력한 디지털 신호 처리기(118)는 기저대역으로 하향 변조된 신호를 복조하여 이동단말기에서 전송한 신호를 복원한다. 여기서, 상기 디지털 신호 처리기(118)는 상술한 바와 같은 수신 신호의 잡음 전력을 측정하는 역할도 수행한다.The digital signal processor 118 inputting the signal demodulates the down-modulated signal to the baseband and restores the signal transmitted from the mobile terminal. Here, the digital signal processor 118 also serves to measure the noise power of the received signal as described above.

그러면, 상기 기지국 수신단에서 수행하는 잡음 전력 측정에 대해 설명하기로 한다.Next, the noise power measurement performed by the base station receiver will be described.

상기 기지국 수신단 안테나(102)가 특정 이동 단말기로부터 수신한 신호는 무선 채널을 통과하면서 백색잡음(White nois) 성분과, 다른 이동 단말기의 간섭 신호 성분이 포함된 신호이다. 즉, 상기 도 1에서, 수신 안테나(102)로부터 ⓐ 지점까지의 신호는 상기 특정 이동 단말기의 신호에 백색잡음 성분과 간섭 신호 성분이 부가된 수신 신호 구간을 의미한다. The signal received from a specific mobile terminal by the base station receiving antenna 102 is a signal including a white noise component and an interference signal component of another mobile terminal while passing through a wireless channel. That is, in FIG. 1, the signal from the receiving antenna 102 to point ⓐ means a receiving signal section in which a white noise component and an interference signal component are added to the signal of the specific mobile terminal.

또한, ⓐ 지점 이후부터 ⓑ 지점까지의 신호는 AGC 증폭기(112)의 이득 조절에 의해 증폭된 수신 신호 구간을 의미한다.In addition, the signal from point ⓐ to point ⓑ means a received signal section amplified by gain control of AGC amplifier 112.

또한, ⓑ 지점 이후부터 ⓒ 지점까지는 ADC(114)가 동작할 때 발생하는 잡음을 구분하기 위한 구간이다.In addition, from the point ⓑ to the point ⓒ is a section for distinguishing noise generated when the ADC 114 operates.

또한, ⓒ 지점 이후부터 ⓓ 지점까지는 ADC(114) 이후에서 발생하는 잡음을 구분하기 위한 구간이다.In addition, from the point ⓒ to the point ⓓ is a section for distinguishing noise generated after the ADC 114.

따라서, 상기 디지털 신호 처리기(118)는 ⓐ 지점부터 ⓓ 지점까지의 전체 구간의 신호에 대해 잡음 전력을 측정한다. 일반적으로 상기 ⓑ 지점부터 ⓓ 지점 까지 존재하는 잡음 성분은 기지국 수신단의 신호대잡음비(Signal to Noise Ratio, 이하 'SNR'라 칭하기로 한다)에 영향을 미치지 못할 정도로 미미하게 존재한다. 하지만, ⓑ 지점부터 ⓒ 지점까지, 즉 ADC(114) 자체의 잡음 전력은 수신단 전체 잡음 전력에 영향을 미칠 수 있다.Accordingly, the digital signal processor 118 measures noise power for signals in the entire section from point ⓐ to point ⓓ. In general, the noise components present from the point ⓑ to the ⓓ point is so small that it does not affect the signal to noise ratio (hereinafter referred to as 'SNR') of the base station receiver. However, the noise power from point ⓑ to point ⓒ, that is, the ADC 114 itself, can affect the total noise power of the receiver.

이에 따라, 상기 ADC(114) 자체 잡음 성분을 무시할 수 있도록 ⓐ 지점부터 ⓑ 지점까지의 잡음 전력이 크도록 기지국 수신단을 설계하여야만 한다. 만약, ADC(114)에 입력되는 잡음 크기가 ADC 자체의 잡음 크기보다 충분히 크지 않을 경우 상기 ADC 자체의 잡음으로 인해 SNR 열화를 가져오게 된다.Accordingly, the base station receiver must be designed such that the noise power from point ⓐ to point ⓑ is large so that the ADC 114 itself can ignore the noise component. If the noise level input to the ADC 114 is not sufficiently larger than the noise level of the ADC itself, the noise of the ADC itself causes SNR degradation.

한편, 이후부터는 ⓐ 지점부터 ⓑ 지점까지의 잡음을 'ADC 전단 잡음'이라 정의하기로 하고, ⓑ 지점부터 ⓒ 지점까지의 잡음을 'ADC 자체 잡음'이라 정의 하기로 하며, ⓐ 지점부터 ⓒ 지점까지의 잡음을 '수신단 전체 잡음'라 정의하기로 한다. On the other hand, the noise from point ⓐ to point ⓑ will be defined as 'ADC shear noise', and the noise from point ⓑ to point ⓒ will be defined as 'ADC own noise', from point ⓐ to point ⓒ. The noise of is defined as 'the receiver's total noise'.

여기서, 상기 ADC 전단 잡음을 ' N_{before_ADC} '라 나타내기로 하며, ADC 자체 잡음을 'N_ADC'라 나타내기로 하며, 수신단 전체 잡음을 'N_Tot'라 나타내기로 한다. 상기 정의에 따라, 수신단 전체 잡음은 ADC 전단 잡음과 ADC 자체 잡음의 합으로 나타낼 수 있으며, 이를 하기 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.Here, the ADC front end noise will be referred to as 'N _{before_ADC} ', the ADC itself will be referred to as 'N _ADC ', and the total noise of the receiver will be referred to as 'N _Tot '. According to the above definition, the total noise of the receiver may be represented by the sum of the ADC front end noise and the ADC itself noise, which may be represented by Equation 1 below.

그러면, 도 2a 내지 2b를 참조하여 기지국 수신단의 허용 동작 범위를 만족 하지 않는 신호가 기지국 수신단으로 입력되는 경우 발생할 문제점에 대해 설명하기로 한다.Next, a problem that occurs when a signal that does not satisfy the allowable operating range of the base station receiving end is input to the base station receiving end will be described with reference to FIGS. 2A to 2B.

도 2a 내지 2b는 종래의 기지국 수신단으로 신호가 입력되는 경우 허용 동작 범위에 따른 SNR 성능 비교를 도시한 도면이다.2A to 2B are diagrams illustrating a comparison of SNR performance according to an allowable operating range when a signal is input to a conventional base station receiving end.

도 2a는 기지국 수신단의 허용 동작 범위를 만족하는 신호 입력시 SNR 성능 열화가 발생하지 않음을 도시한 도면이다.2A is a diagram illustrating that no SNR performance deterioration occurs when a signal is input that satisfies an allowable operating range of a base station receiver.

도 2b는 기지국 수신단의 허용 동작 범위를 만족하지 않는 신호 입력시 SNR 성능 열화가 발생함을 도시한 도면이다.FIG. 2B is a diagram illustrating SNR performance degradation when a signal is input that does not satisfy an allowable operating range of a base station receiving end.

먼저, 도 2a를 참조하면, 기지국 수신 안테나로 입력된 안테나 입력 신호 S1(201a) 및 S2(203a)는 상기 기지국 수신단 안테나의 허용 동작 범위를 만족하는 신호들이다. 따라서, AGC 증폭기(112)는 별도의 이득 제어를 수행하지 않고 신호를 출력한다. 이렇게 ADC(114)로 입력된 신호 S_ADC1(201b) 및 S_ADC2(203b)는 역시 상기 ADC(114)의 허용 동작 범위를 만족하게 된다. 따라서, SNR 성능 열화는 발생하지 않게 된다.First, referring to FIG. 2A, antenna input signals S1 201a and S2 203a input to a base station receiving antenna are signals that satisfy an allowable operating range of the base station receiving antenna. Therefore, the AGC amplifier 112 outputs a signal without performing separate gain control. The signals S _ADC 1 201b and S _ADC 2 203b input to the ADC 114 also satisfy the allowable operating range of the ADC 114. Therefore, SNR performance degradation does not occur.

그러나, 도 2b를 참조하면, 기지국 수신 안테나로 입력된 안테나 입력 신호 S1(205a) 및 S2(207a) 중 S1(205a) 신호는 상기 기지국 수신단 안테나의 허용 동작 범위를 만족하지 않는 신호이다. 따라서, AGC 증폭기(112)는 상기 S1(205a) 신호의 이득을 조절하게 되고, 이에 따라 상기 S2(207a) 신호의 이득도 조절하여 ADC(114)의 입력 신호로 출력한다. 이렇게 ADC(114)로 입력된 신호 S_ADC1(205b) 및 S_ADC2(207b) 중 신호 S_ADC1(205b)는 ADC 허용 동작 범위를 만족하게 되었지만, 입력 전력 레벨이 낮은 신호 S_ADC2(207b)는 상기 ADC 허용 동작 범위를 만족하지 않는다. 이 경우 상기 신호 S_ADC2(207b)로 인해 ADC 자체 잡음 레벨이 높아져 수신단 전체 SNR이 열화된다.However, referring to FIG. 2B, the signal S1 205a of the antenna input signals S1 205a and S2 207a input to the base station receiving antenna is a signal that does not satisfy the allowable operating range of the base station receiving antenna. Accordingly, the AGC amplifier 112 adjusts the gain of the S1 205a signal, and accordingly adjusts the gain of the S2 207a signal to output the input signal of the ADC 114. The signal S _ADC 1 205b among the signals S _ADC 1 205b and S _ADC 2 207b input to the ADC 114 has satisfied the ADC allowable operating range, but the signal S _ADC 2 (with a low input power level) 207b) does not satisfy the ADC allowable operating range. In this case, the signal S _ADC 2 (207b) increases the noise level of the ADC itself, which degrades the overall SNR of the receiver.

그러면, 도 3을 참조하여 ADC 자체 잡음 성분으로 인해 SNR 성능이 열화되는 문제점에 대해 설명하기로 한다.Next, the problem that the SNR performance is degraded due to the noise component of the ADC itself will be described with reference to FIG. 3.

도 3은 종래의 ADC로 신호가 입력되는 경우 ADC 자체 잡음으로 인해 발생되는 SNR 성능 열화를 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating degradation of SNR performance caused by noise of the ADC itself when a signal is input to a conventional ADC.

설명에 앞서, 도 2의 경우와 같이 입력 전력 레벨이 높은 신호가 기지국 수신단 안테나를 통해 입력되면, AGC 증폭기는 상기 입력 신호의 이득을 조절하여 ADC의 허용 동작 범위를 만족하도록 제어한다. 즉, 도 2에서 입력 신호 S1(205a)은 입력 전력 레벨이 허용 동작 범위를 초과하는 신호이기 때문에 AGC 증폭기의 제어로 ADC 허용 동작 범위를 만족하는 신호 S_ADC1(205b)으로 조절된다. 이에 따라, ADC 전단 잡음(N_{before_ADC})의 ADC 입력 레벨도 낮아지게 된다.Prior to the description, as shown in FIG. 2, when a signal having a high input power level is input through a base station receiver antenna, the AGC amplifier controls the gain of the input signal to satisfy the ADC's allowable operating range. That is, in FIG. 2, since the input signal S1 205a is a signal whose input power level exceeds the allowable operating range, the input signal S1 205a is adjusted to the signal S _ADC 1 205b that satisfies the ADC allowable operating range under the control of the AGC amplifier. Accordingly, the ADC input level of the ADC front end noise N _{before_ADC} is also lowered.

상기 도 3을 참조하면, R_TH는 N_{before_ADC}/N_ADC에 따른 잡음 허용 비율을 의미한다. 즉, 상기 R_TH는 시스템에서 미리 설정된 임계치를 의미하며, 단위는 데시벨(dB)이다. 예컨대, ADC 자체 잡음에 의한 SNR 열화를 0.2dB만큼 허용하기로 시스템을 설계하였다면, AGC 증폭기는 N_{before_ADC}/N_ADC가 13dB 이상이 되도록 동작하여야 한다. 이를 만족하기 위해서는 ADC 전단 잡음(N_{before_ADC})이 ADC 자체 잡음(N_ADC)보다 충분히 커야 한다. 그러나, 도 3에서 보는 바와 같이, ADC 전단 잡음(N_{before_ADC})의 ADC 입력 레벨이 낮아지게 됨에 따라 N_{before_ADC}/N_ADC가 상기 R_TH보다 작음을 알 수 있다. 따라서, ADC 자체 잡음으로 인해 ADC 입력 신호의 SNR이 열화되게 된다.Referring to FIG. 3, R _TH means a noise tolerance ratio according to N _{before_ADC} / N _ADC . That is, the R _TH means a preset threshold in the system, and the unit is decibel (dB). For example, if the system is designed to allow 0.2dB of SNR degradation due to the ADC's own noise, the AGC amplifier should be operated so that the N _{before_ADC} / N _ADC is 13dB or more. To satisfy this, the ADC shear noise (N _{before_ADC} ) must be sufficiently greater than the ADC itself noise (N _ADC ). However, as shown in FIG. 3, it can be seen that the N _{before_ADC} / N _ADC is smaller than the R _TH as the ADC input level of the ADC shear noise N _{before_ADC} is lowered. Therefore, the noise of the ADC itself causes the SNR of the ADC input signal to degrade.

여기서, 기지국 수신단 안테나를 통해 수신한 신호가 수신단을 통과하면서 발생되는 잡음으로 인해 SNR이 열화됨을 하기 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.Here, it can be expressed as Equation 2 that the SNR deteriorates due to noise generated while the signal received through the base station receiver antenna passes through the receiver terminal.

상기 수학식 2에서 보는 바와 같이 SNR 열화는 ADC 자체 잡음/ADC 전단잡음의 비로 결정됨을 알 수 있다.As shown in Equation 2, the SNR degradation is determined by the ratio of the ADC's own noise / ADC shear noise.

상술한 바와 같이, 기지국 수신단에 입력되는 신호들 중 입력 레벨이 높은 신호에 대해 AGC 증폭기는 ADC 허용 동작 범위를 만족하도록 이득 조절을 수행한다. 이렇게, 상기 ADC 허용 동작 범위를 만족하는 신호는 ADC 자체 잡음에 비해 높은 전력을 가지고 있기 때문에 상기 ADC 자체 잡음을 무시해도 SNR 성능 열화는 미미하게 발생된다. As described above, the AGC amplifier performs gain adjustment to satisfy the ADC allowable operating range with respect to a signal having a high input level among the signals input to the base station receiver. As such, since the signal satisfying the ADC allowable operating range has a higher power than the ADC's own noise, the SNR performance degradation is minimal even if the ADC's own noise is ignored.

하지만, 기지국 수신단에 입력되는 신호들 중 입력 레벨이 낮은 입력 신호에 대해 AGC 증폭기는 상기 입력 레벨이 높은 입력 신호와 동일한 이득값으로 이득 조절을 수행한다. 이에 따라, 상기 입력 레벨이 낮은 신호는 ADC 허용 동작 범위를 만족하지 못하게 되고, ADC 자체 잡음으로 인해 SNR 성능 열화가 발생된다. 상기 SNR 성능 열화는 무시하지 못할 정도의 수준으로 발생하고, 상기 기지국 수신단은 상기 입력 레벨이 낮은 신호를 복조하지 못하게 된다.
However, the AGC amplifier performs the gain control with the same gain value as the input signal having the high input level among the input signals having the low input level among the signals input to the base station receiver. Accordingly, the signal having the low input level does not satisfy the ADC allowable operating range, and the SNR performance degradation occurs due to the ADC's own noise. The deterioration of the SNR performance occurs at a level that cannot be ignored, and the base station receiving end cannot demodulate a signal having a low input level.

따라서, 본 발명의 목적은 시분할 방식을 사용하는 이동 통신 시스템에서 기지국이 신호를 송신하는 시간 구간동안 ADC 자체 잡음을 측정하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus and method for measuring the ADC itself noise during a time interval in which a base station transmits a signal in a mobile communication system using a time division scheme.

본 발명의 다른 목적은 시분할 방식을 사용하는 이동 통신 시스템에서 기지국이 송신/수신 천이 시간 구간동안 기지국 수신단 전체 잡음을 측정하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for measuring the total noise of a base station receiving end during a transmission / reception transition time period by a base station in a mobile communication system using a time division scheme.

본 발명의 또 다른 목적은 시분할 방식을 사용하는 이동 통신 시스템에서 측정된 ADC 자체 잡음 및 수신단 전체 잡음을 이용해 자동 이득 조절 증폭기의 이득을 효율적으로 조절함으로써 SNR 열화를 방지하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.It is still another object of the present invention to provide an apparatus and method for preventing SNR degradation by efficiently adjusting the gain of an automatic gain control amplifier using the ADC's own noise and the receiver's total noise measured in a mobile communication system using a time division scheme. .

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 방법은; 신호 송신 시간 구간과 신호 수신 시간 구간이 존재하며, 상기 신호 송신/수신 구간을 구분하기 위한 천이 시간 구간이 존재하는 시분할 방식을 사용하는 이동 통신 시스템에서, 기지국이 수행하는 수신 신호 이득 조절을 위한 방법에 있어서, 상기 신호 송신 시간 구간동안 아날로그-디지털 신호 변환기에서 발생하는 제1 잡음을 측정하고, 상기 천이 시간 구간동안 상기 기지국 수신단 전체에서 발생하는 제2 잡음을 측정하는 과정과, 상 기 측정된 제1 잡음 및 제2 잡음을 이용하여 제3 잡음을 추정하고, 상기 추정된 제3 잡음과 제1 잡음간의 비율을 결정하는 과정과, 상기 제3 잡음과 제1 잡음간의 비율에 따라 수신 신호의 이득값을 결정하는 과정과, 상기 결정된 이득값에 따라 수신 신호를 적정 레벨 범위를 만족하는 신호로 증폭하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.The method of the present invention for achieving the above objects; In a mobile communication system using a time division scheme in which a signal transmission time interval and a signal reception time interval exist and a transition time interval for distinguishing the signal transmission / reception interval exists, a method for adjusting a received signal gain performed by a base station The method may further include measuring first noise generated by an analog-to-digital signal converter during the signal transmission time interval, and measuring second noise generated by the entire base station receiver during the transition time interval. Estimating third noise using first noise and second noise, determining a ratio between the estimated third noise and first noise, and gain of a received signal according to the ratio between the third noise and the first noise Determining a value, and amplifying the received signal into a signal satisfying an appropriate level range according to the determined gain value. And a gong.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 장치는; 신호 송신 시간 구간과 신호 수신 시간 구간이 존재하며, 상기 신호 송신/수신 구간을 구분하기 위한 천이 시간 구간이 존재하는 시분할 방식을 사용하는 이동 통신 시스템에서, 기지국 수신단이 수행하는 수신 신호 이득 조절을 위한 장치에 있어서, 상기 신호 송신 시간 구간동안 아날로그-디지털 신호 변환기에서 발생하는 제1 잡음을 측정하고, 상기 천이 시간 구간동안 상기 기지국 수신단 전체에서 발생하는 제2 잡음을 측정하여, 상기 측정된 제1 잡음 및 제2 잡음을 이용하여 상기 아날로그-디지털 신호 변환기 이전까지의 수신 신호 잡음인 제3 잡음을 추정하여, 상기 제3 잡음과 제1 잡음간의 비율을 결정하는 디지털 신호 처리기와, 상기 디지털 신호 처리기로부터 결정된 상기 제3 잡음과 제1 잡음간의 비율에 따라 수신 신호의 이득값을 결정하는 제어기와, 상기 제어기의 제어에 따라 상기 제1 잡음 및 제2 잡음의 측정을 위해 신호 흐름을 절체하는 스위치를 포함함을 특징으로 한다.
The apparatus of the present invention for achieving the above objects; In a mobile communication system using a time division scheme in which a signal transmission time interval and a signal reception time interval exist, and a transition time interval for distinguishing the signal transmission / reception interval exists, An apparatus, comprising: measuring first noise generated in an analog-to-digital signal converter during the signal transmission time interval, and measuring second noise generated throughout the base station receiving end during the transition time interval, thereby measuring the measured first noise And a digital signal processor for estimating a third noise which is a received signal noise before the analog-to-digital signal converter using a second noise to determine a ratio between the third noise and the first noise, from the digital signal processor. Determining a gain value of a received signal according to the determined ratio between the third noise and the first noise And a controller, characterized in that under the control of the controller includes a switch for switching signal flows to the first noise measure and a second noise.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설 명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않는 범위에서 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. It should be noted that in the following description, only parts necessary for understanding the operation according to the present invention will be described, and descriptions of other parts will be omitted without departing from the scope of the present invention.

본 발명은 시분할(Time Division Duplexing, 이하 'TDD'라 칭하기로 한다) 방식을 사용하는 이동 통신 시스템에서 기지국은 신호 송신 시간 구간 동안에 상기 기지국 수신단의 아날로그-디지털 변환기(Analog-Digital Converter, 이하 'ADC'라 칭하기로 한다)의 자체 잡음을 측정하고, 신호 송신/수신 또는 수신/송신 시간 구간 사이에 존재하는 시간 천이 구간동안 수신단 전체 잡음을 측정할 수 있다. 이렇게 측정된 ADC 자체 잡음과 수신단 전체 잡음을 이용해 상기 기지국은 수신 안테나부터 상기 ADC 전단까지의 잡음을 산출할 수 있다. According to the present invention, in a mobile communication system using time division duplexing (hereinafter, referred to as 'TDD'), a base station is an analog-to-digital converter (ADC) of a base station receiving end during a signal transmission time interval. It is possible to measure its own noise, and to measure the total noise of the receiver during the time transition period between the signal transmission / reception or reception / transmission time intervals. The base station can calculate the noise from the receiving antenna to the front end of the ADC by using the measured ADC noise and the receiver total noise.

상기 기지국은 상기 ADC 전단까지의 잡음과, ADC 자체 잡음간의 비율을 계산하고, 계산된 비율과 미리 결정되어 있는 임계치를 비교하고, 상기 임계치가 더 큰 경우 그 차이만큼 자동 이득 조절(Automatic Gain Controller, 이하 'AGC'라 칭하기로 한다) 증폭기의 이득을 제어한다.The base station calculates a ratio between the noise up to the ADC and the noise of the ADC itself, compares the calculated ratio with a predetermined threshold, and if the threshold is larger, adjusts the automatic gain controller by the difference. The gain of the amplifier is controlled.

이에 따라, 기지국은 종래의 잡음 측정 방식보다 보다 정확한 잡음을 측정할 수 있을 뿐만 아니라 입력 레벨이 낮은 수신 신호의 신호대잡음비(Signal to Noise Ratio, 이하 'SNR'라 칭하기로 한다) 열화를 방지할 수 있다. Accordingly, the base station can not only measure noise more accurately than conventional noise measurement methods, but also prevent signal to noise ratio (SNR) degradation of a received signal having a low input level. have.

한편, 본 발명에서도 상기 종래 기술의 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, ⓐ 지점부터 ⓑ 지점까지의 잡음을 'ADC 전단 잡음'이라 정의하기로 하고, ⓑ 지점부터 ⓒ 지점까지의 잡음을 'ADC 자체 잡음'이라 정의 하기로 하며, ⓐ 지점부터 ⓒ 지점까지의 잡음을 '수신단 전체 잡음'라 정의하기로 한다. Meanwhile, in the present invention, as described with reference to FIG. 1 of the prior art, the noise from point ⓐ to point ⓑ is defined as' ADC shear noise ', and the noise from point ⓑ to point ⓒ is defined as' ADC itself. Noise, and the noise from point ⓐ to point ⓒ is defined as 'the total noise of the receiver.'

여기서, 상기 ADC 전단 잡음을 ' N_{before_ADC} '라 나타내기로 하며, ADC 자체 잡음을 'N_ADC'라 나타내기로 하며, 수신단 전체 잡음을 'N_Tot'라 나타내기로 한다. 따라서 상기 수학식 1에 나타낸 바와 같이 수신단 전체 잡음은 ADC 전단 잡음과 ADC 자체 잡음의 합으로 나타낼 수 있다.Here, the ADC front end noise will be referred to as 'N _{before_ADC} ', the ADC itself will be referred to as 'N _ADC ', and the total noise of the receiver will be referred to as 'N _Tot '. Therefore, as shown in Equation 1, the total noise of the receiver may be expressed as the sum of the ADC front end noise and the ADC itself.

일반적으로 TDD 방식을 사용하는 이동 통신 시스템에서 기지국은 송신 시간 구간동안 이동 단말기로 신호를 송신하고, 수신 시간 구간동안 상기 이동 단말기로부터 신호를 수신한다. 상기 송신 시간 구간과 수신 시간 구간을 구분하기 위해 천이(transition) 시간 구간이 존재한다. 이러한 TDD 방식을 특성을 이용해 본 발명에서는 송신 시간 구간동안에 ADC 자체 잡음을 측정하고, 천이 시간 구간동안에 수신단 전체 잡음을 측정할 수 있다.In general, in a mobile communication system using a TDD scheme, a base station transmits a signal to a mobile terminal during a transmission time interval and receives a signal from the mobile terminal during a reception time interval. A transition time interval exists to distinguish the transmission time interval and the reception time interval. In the present invention using the characteristics of the TDD method, the ADC itself may be measured during a transmission time interval, and the total noise of the receiver may be measured during the transition time interval.

그러면, 도 4를 참조하여 TDD 방식의 특성을 이용한 본 발명의 잡음 측정 방법을 설명하기로 한다.Next, the noise measuring method of the present invention using the characteristics of the TDD scheme will be described with reference to FIG. 4.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 TDD 방식의 특성을 이용한 잡음 측정 방법을 도시한 타이밍 도면이다.4 is a timing diagram illustrating a noise measuring method using characteristics of a TDD scheme according to an embodiment of the present invention.

상기 도 4를 참조하면, 먼저 TDD 방식은 전술한 바와 같이 신호 송신 시간 구간, 신호 수신 시간 구간으로 시간 구분되어 있고, 상기 송신 시간 구간과 수신 시간 구간을 구분하기 위한 천이 시간 구간이 존재한다. 따라서, 기지국은 시분할 제어신호에 따른 송신 시간에서 신호를 이동 단말기로 송신하고, 수신 시간에서 상 기 이동 단말기로부터 신호를 수신한다. Referring to FIG. 4, the TDD scheme is divided into signal transmission time intervals and signal reception time intervals as described above, and there is a transition time interval for distinguishing the transmission time interval and the reception time interval. Therefore, the base station transmits the signal to the mobile terminal at the transmission time according to the time division control signal, and receives the signal from the mobile terminal at the reception time.

본 발명은 도 1과 같은 기존의 기지국 수신단에 제어기와 스위치를 추가한다. 상기 제어기는 본 발명에 따른 스위치 제어신호를 발생시키고, 스위치 제어신호에 따라 스위치가 동작한다. 즉, 스위치 제어신호가 High 레벨의 전압값을 가지는 경우 스위치는 ADC 자체 잡음만을 측정할 수 있는 회로 구조로 스위칭되고, 상기 스위치 제어신호가 Low 레벨의 전압값을 가지면 스위치는 수신단 전체 잡음을 측정할 수 있는 회로 구조로 스위칭된다. 다만, 상기 수신단 전체 잡음 측정은 송수신 천이 시간 구간동안에만 이루어진다. 상기 스위치(250)는 디지털 신호 처리기에서 공급한 스위치 제어신호에 따라 동작한다. 따라서, 디지털 신호 처리기가 생성한 스위치 제어신호에 따라 디지털 신호 처리기로 공급되는 잡음량이 가변한다.The present invention adds a controller and a switch to an existing base station receiving end as shown in FIG. The controller generates a switch control signal according to the present invention, the switch operates according to the switch control signal. That is, when the switch control signal has a high voltage value, the switch is switched to a circuit structure capable of measuring only the noise of the ADC itself, and when the switch control signal has a low voltage value, the switch measures the total noise of the receiving end. Can be switched to a circuit structure. However, the total noise measurement of the receiver is performed only during the transmission and reception transition time interval. The switch 250 operates according to a switch control signal supplied from a digital signal processor. Therefore, the amount of noise supplied to the digital signal processor varies according to the switch control signal generated by the digital signal processor.

그러면, 도 5a 내지 5b를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 TDD 방식을 사용하는 이동 통신 시스템에서 잡음 전력을 측정하기 위한 기지국 구조를 도시한 도면이다.5A to 5B, a diagram illustrating a base station structure for measuring noise power in a mobile communication system using a TDD scheme according to an embodiment of the present invention.

도 5a 내지 5b는 본 발명의 실시예에 따른 잡음을 측정하여 이득을 조절하는 기지국 수신단 구조를 도시한 도면이다.5A through 5B illustrate a structure of a base station receiver for measuring gain by measuring noise according to an embodiment of the present invention.

도 5a는 수신단 전체 잡음을 측정하기 위한 기지국 수신단 구조를 도시한 도면이고, 도 5b는 ADC 자체 잡음만을 측정하기 위한 기지국 수신단 구조를 도시한 도면이다.FIG. 5A illustrates a structure of a base station receiver for measuring total noise of a receiver, and FIG. 5B illustrates a structure of a base station receiver for measuring noise of an ADC itself.

상기 도 5a 내지 5b를 참조하면, 먼저 본 발명에 따른 기지국 수신단은 수신 안테나(102)와, 대역통과 필터(band pass filter)(104)와, 저잡음 증폭기(low noise amplifier)(106)와, 믹서(mixer)(108)와, 국부발진기(local oscillator)(110)와, AGC 증폭기(automatic gain controlled amplifier)(112)와, 아날로그-디지털 변환기(Analog-Digital Converter, 이하 'ADC'라 칭하기로 한다)(114)와, 중간 주파수 처리기(intermediate frequency processor)(116)와, 디지털 신호 처리기(digital signal processor)(118), 제어기(200) 및 스위치(250)로 구성된다. 여기서, 본 발명에 따른 기지국 수신단 구성은 상기 제어기(200) 및 스위치(250)가 추가된 것을 제외하면 기존의 기지국 수신단 구성과 동일하다. 따라서, 도 5a 내지 도 b에서는 본 발명에 따라 추가된 장치 및 그에 따른 신호 흐름에 대해서만 구체적으로 설명하기로 한다.5A through 5B, first, a base station receiver according to the present invention includes a receiving antenna 102, a band pass filter 104, a low noise amplifier 106, and a mixer. (mixer) 108, local oscillator 110, AGC (automatic gain controlled amplifier) 112, and analog-to-digital converter (hereinafter referred to as 'ADC') ) 114, an intermediate frequency processor 116, a digital signal processor 118, a controller 200, and a switch 250. Here, the configuration of the base station receiving end according to the present invention is the same as that of the existing base station receiving end except that the controller 200 and the switch 250 are added. Therefore, only the apparatus added according to the present invention and the signal flows thereof according to FIG. 5A to FIG. B will be described in detail.

도 5a를 참조하면, 이동 단말기로부터 송신된 아날로그 신호는 기지국 수신단의 안테나로 입력된다. 상기 신호는 상기 대역 통과 필터(104), 저잡음 증폭기(106), 믹서(108)를 거쳐 AGC 증폭기(112)로 입력된다. 상기 AGC 증폭기(112)는 제어기(200)의 이득값 제어에 따라 입력한 신호에 대해 이득을 조절하여 스위치(250)로 출력한다. 한편, 상기 제어기(200)가 결정하는 이득값에 대해서는 이후에 구체적으로 설명하기로 하고, 여기서는 생략한다. Referring to FIG. 5A, an analog signal transmitted from a mobile terminal is input to an antenna of a base station receiver. The signal is input to AGC amplifier 112 via the band pass filter 104, low noise amplifier 106, and mixer 108. The AGC amplifier 112 adjusts the gain with respect to the input signal according to the gain control of the controller 200 and outputs the gain to the switch 250. On the other hand, the gain value determined by the controller 200 will be described in detail later, and will be omitted here.

상기 기지국 수신단은 송수신 천이 시간 구간동안 수신단 전체 잡음(N_Tot)을 측정하도록 설계되어 있다. 따라서, 상기 스위치(250)는 제어기(200)에서 발생시킨 저전압 제어 신호를 입력받아 단자 1과 단자 2를 연결한다. 상기 AGC 증폭기(112) 및 스위치(250)를 통과한 신호는 ADC(114) 허용 동작 범위를 만족하는 신호로 변환되어 ADC(114)로 입력된다. 상기 ADC(114)는 상기 신호를 디지털 신호로 변환한다. 여기서, 상기 ADC 자체 잡음(N_ADC)이란 백색잡음(white noise), 클럭(clock) 및 전원 잡음에 의한 지터(jitter) 잡음, 그리고 아날로그 신호를 디지털 변환하는 과정에서 발생하는 양자화 잡음이 모두 포함된 잡음을 의미한다.The base station receiving end is designed to measure the receiving end total noise (N _Tot ) during the transmission and reception transition time interval. Therefore, the switch 250 receives the low voltage control signal generated by the controller 200 and connects the terminal 1 and the terminal 2 to each other. The signal passing through the AGC amplifier 112 and the switch 250 is converted into a signal satisfying the ADC 114 allowable operating range and input to the ADC 114. The ADC 114 converts the signal into a digital signal. Here, the ADC self-noise (N _ADC) is white noise (white noise), the clock (clock) and jitter (jitter) noise due to power supply noise, and that contains all the quantization noise generated in the course of the digital converted analog signals It means noise.

따라서, 상기 ADC(114)가 입력한 신호는 상기 ADC 자체 잡음으로 인해 어느 정도의 SNR 열화는 발생한다. 하지만, 본 발명의 제어기(200)는 낮은 입력 레벨의 신호에 대해 적절한 이득 조절을 수행하도록 AGC 증폭기(112)를 제어한다. 물론 기지국 수신단 허용 동작 범위보다 높은 입력 레벨의 신호는 상기 ADC 자체 잡음으로 인한 SNR 성능 열화는 미미하다. 그러므로, 기지국 수신단의 허용 동작 범위를 만족하지 않는 입력 레벨이 높은 신호와 입력 레벨이 낮은 신호가 동시에 수신되는 경우 상기 제어기(200)는 입력 레벨이 높은 신호는 무시하고, 입력 레벨이 낮은 신호에 대해 ADC 허용 동작 범위를 만족하는 이득값을 결정한다. Therefore, the signal input by the ADC 114 causes some SNR degradation due to the noise of the ADC itself. However, the controller 200 of the present invention controls the AGC amplifier 112 to perform proper gain adjustment for low input level signals. Of course, the signal of the input level higher than the base station receiving operating range is minimal degradation of the SNR performance due to the noise of the ADC itself. Therefore, when a signal having a high input level and a signal having a low input level are received at the same time that do not satisfy the allowable operating range of the base station receiving end, the controller 200 ignores the signal having the high input level, and the Determine the gain that satisfies the ADC's acceptable operating range.

즉, 상기 제어기(200)는 미리 결정된 임계치보다 N_{before_ADC}/N_ADC값이 작은 경우 하기에서 설명할 수학식 3을 이용하여 상기 이득값을 결정한다. 상기 N_{before_ADC}/N_ADC값의 결정은 상기 디지털 신호 처리기(118)가 결정하여 상기 제어기(200)로 피드백한다.That is, when the N _{before_ADC} / N _ADC value is smaller than the predetermined threshold value, the controller 200 determines the gain value by using Equation 3 to be described below. The digital signal processor 118 determines the N _{before_ADC} / N _ADC value and _feeds it back to the controller 200.

도 5b를 참조하면, 이동 단말기로부터 송신된 아날로그 신호는 기지국 수신단의 안테나로 입력된다. 상기 신호는 상기 대역 통과 필터(104), 저잡음 증폭기 (106), 믹서(108)를 거쳐 AGC 증폭기(112)로 입력된다. 상기 AGC 증폭기(112)는 제어기(200)의 이득값 제어에 따라 입력한 신호에 대해 이득을 조절하여 스위치(250)로 출력한다. Referring to FIG. 5B, an analog signal transmitted from a mobile terminal is input to an antenna of a base station receiver. The signal is input to the AGC amplifier 112 via the band pass filter 104, low noise amplifier 106, and mixer 108. The AGC amplifier 112 adjusts the gain with respect to the input signal according to the gain control of the controller 200 and outputs the gain to the switch 250.

여기서, 도 5b의 상기 기지국 수신단은 신호 송신 시간 구간동안 ADC 자체 잡음(N_ADC)을 측정하도록 설계되어 있다. 따라서, 상기 스위치(250)는 제어기(200)에서 발생시킨 고전압 제어 신호를 입력받아 단자 1과 단자 3을 연결한다. 상기 단자 3은 접지(tremination)되어 있다. 따라서, 디지털 신호 처리기(118)는 ADC 자체 잡음(N_ADC)을 측정할 수 있다. Here, the base station receiver of FIG. 5B is designed to measure the ADC itself noise (N _ADC ) during the signal transmission time interval. Therefore, the switch 250 receives the high voltage control signal generated by the controller 200 and connects the terminal 1 to the terminal 3. The terminal 3 is grounded. Thus, the digital signal processor 118 can measure the ADC itself noise (N _ADC ).

결국, 상기 디지털 신호 처리기(118)는 송수신 천이 시간 구간동안 수신단 전체 잡음, 즉 N_Tot를 측정하여 인지하고 있고, 신호 송신 시간 구간동안 ADC 자체 잡음, 즉 N_ADC를 측정하여 인지하고 있다. 이에 따라, 상기 디지털 신호 처리기(118)는 상기 수학식 1을 이용해 ADC 전단 잡음, 즉 N_{before_ADC}를 계산한다. 상기 ADC 전단 잡음을 계산한 상기 디지털 신호 처리기(118)는 N_{before_ADC}/N_ADC값을 다시 계산하고, 상기 계산된 N_{before_ADC}/N_ADC값을 제어기(200)로 피드백한다. As a result, the digital signal processor 118 measures and recognizes the total noise of the receiver, that is, N _Tot , during the transmission and reception transition time interval, and measures and recognizes the ADC itself noise, that is, the N _ADC during the signal transmission time interval. Accordingly, the digital signal processor 118 calculates ADC shear noise, that is, N _{before_ADC} , using Equation 1 above. The digital signal processor 118 that calculates the ADC shear noise recalculates the N _{before_ADC} / N _ADC value and _feeds back the calculated N _{before_ADC} / N _ADC value to the controller 200.

상기 제어기(200)는 상기 N_{before_ADC}/N_ADC값이 미리 결정된 임계치 R_TH보다 큰 값을 가지는 경우 기존 방식과 동일하게 이득 조절을 수행하도록 상기 AGC 증폭기의 이득값을 조절한다. 하지만, 상기 N_{before_ADC}/N_ADC값이 미리 결정된 임계치 R _TH보다 작은 값을 가지는 경우 하기 수학식 3을 이용해 이득값을 결정하여 상기 AGC 증폭기를 제어한다.The controller 200 adjusts the gain value of the AGC amplifier to perform gain control in the same manner as the conventional method when the N _{before_ADC} / N _ADC value has a value larger than a predetermined threshold R _TH . However, when the N _{before_ADC} / N _ADC value has a value smaller than a predetermined threshold R _TH , the gain value is determined by using Equation 3 below to control the AGC amplifier.

[dB]

[dB]

그러면, 도 6을 참조하여 본 발명의 잡음 측정에 따라 기지국이 수행하는 AGC 이득 조절을 수행하는 과정을 설명하기로 한다.Next, a process of performing AGC gain adjustment performed by the base station according to the noise measurement of the present invention will be described with reference to FIG. 6.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 기지국이 수행하는 잡음 측정 및 AGC 이득 조절을 수행하는 과정을 도시한 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a process of performing noise measurement and AGC gain adjustment performed by a base station according to an embodiment of the present invention.

상기 도 6을 참조하면, 먼저 602단계에서 기지국은 이동 단말기로 신호를 송신하여야 하는 신호 시간 구간인지 판별한다. 상기 판별 결과, 신호 송신 시간 구간인 경우 604단계로 진행하고, 이동 단말기로부터 신호를 수신하는 수신 신호 시간 구간인 경우 606단계로 진행한다. 상기 604단계에서 상기 기지국은 ADC 전단 잡음을 차단하기 위해 스위치 동작을 제어하고, ADC 자체 잡음(N_ADC)을 측정하고 608단계로 진행한다. 한편, 수신 신호 구간인 경우인 606단계에서 상기 기지국은 수신단 전체 잡음(N_Tot)을 측정하고 608단계로 진행한다.Referring to FIG. 6, in step 602, the base station determines whether a signal time interval should transmit a signal to a mobile terminal. As a result of the determination, in the case of the signal transmission time interval, the operation proceeds to step 604, and in the case of the received signal time interval receiving the signal from the mobile terminal, proceeds to step 606. In step 604, the base station controls the switch operation to block the ADC front end noise, measures the ADC itself noise (N _ADC ), and proceeds to step 608. In step 606, which is a case of a reception signal section, the base station measures the total noise N _Tot of the receiver and proceeds to step 608.

상기 608단계에서 상기 기지국은 상기 ADC 자체 잡음과 수신단 전체 잡음을 알게됨에 따라 ADC 전단 잡음(N_{before_ADC})을 계산하고 610단계로 진행한다. 상기 610단계에서 상기 기지국은 N_{before_ADC}/N_ADC 값을 계산하고 612단계로 진행한다. 상기 612 단계에서 상기 기지국은 N_{before_ADC}/N_ADC 값이 임계치 R_TH보다 큰 값인지 판단한다. 상기 판단 결과 N_{before_ADC}/N_ADC 값이 R_TH보다 큰 경우 614단계로 진행한다. 그러나, N_{before_ADC}/N_ADC 값이 R_TH보다 작은 경우 616단계로 진행한다.In step 608, the base station calculates ADC front end noise (N _{before_ADC} ) according to the ADC itself and the total noise of the receiver, and proceeds to step 610. In step 610, the base station calculates an N _{before_ADC} / N _ADC value and proceeds to step 612. In step 612, the base station determines whether the value of N _{before_ADC} / N _ADC is greater than a threshold value R _TH . If the N _{before_ADC} / N _ADC value is greater than R _TH , the process proceeds to step 614. However, if the N _{before_ADC} / N _ADC value is less than R _TH , the process proceeds to step 616.

상기 614단계에서 상기 기지국은 기존 방식과 동일한 방식으로 ADC 허용 동작 범위를 만족하지 않는 신호에 대해 ADC 허용 동작 범위를 만족하도록 이득값을 결정하여 이를 적용한다. 상기 616단계에서 상기 기지국은 상기 수학식 3을 이용하여 AGC 이득 증가분을 추정하고 618단계로 진행한다. 상기 618단계에서 상기 기지국은 AGC 증폭기가 상기 이득 증가분을 반영하여 ADC로 출력하도록 제어한다.In step 614, the base station determines and applies a gain value to satisfy the ADC allowable operating range for a signal that does not satisfy the ADC allowable operating range in the same manner as the conventional method. In step 616, the base station estimates an AGC gain increase using Equation 3 and proceeds to step 618. In step 618, the base station controls the AGC amplifier to output to the ADC reflecting the gain increase.

도 7은 ADC 전단 잡음(N_{before_ADC})과 ADC 자체 잡음(N_ADC)간의 비에 따른 SNR 성능 열화 곡선을 나타낸 그래프이다.7 is a graph showing the SNR performance degradation curve according to the ratio between the ADC shear noise (N _{before_ADC} ) and the ADC itself noise (N _ADC ).

상기 도 7에 도시한 바와 같이, ADC 전단 잡음의 크기가 클 수록 SNR 성능 열화가 감소함을 알 수 있다. 예컨대, ADC 자체 잡음에 의한 SNR 성능 열화를 0.2dB 이내로 허용할 경우 상기 제어기는 N_{before_ADC}/N_ADC값을 13dB 이상이 되도록 AGC 이득 제어를 수행하여야 한다. 따라서, 상기 임계치 R_TH는 13보다 작은 값으로 설정할 수 있다.As shown in FIG. 7, it can be seen that as the ADC shear noise increases, the SNR performance deterioration decreases. For example, when the SNR performance degradation due to the ADC itself noise is allowed within 0.2 dB, the controller should perform AGC gain control so that the N _{before_ADC} / N _ADC value is 13 dB or more. Therefore, the threshold value R _TH can be set to a value smaller than 13.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술 하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined not only by the scope of the following claims, but also by the equivalents of the claims.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명 중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.In the present invention operating as described in detail above, the effects obtained by the representative ones of the disclosed inventions will be briefly described as follows.

본 발명은 시분할 다중 방식을 사용하는 이동 통신 시스템에서 기지국은 송신 신호 구간동안 ADC 자체 잡음을 측정하고, 송수신 천이 구간동안 수신단 전체 잡음을 측정함으로써 기존 방식보다 더욱 세밀한 잡음 측정을 수행하는 이점이 있다. 이렇게 측정된 잡음을 이용해 기지국은 AGC 증폭기의 이득값을 조절하여 입력 레벨이 낮게 수신된 신호도 복조 가능하도록 SNR 성능을 개선할 수 있는 이점이 있다.According to the present invention, in a mobile communication system using a time division multiplexing scheme, a base station measures ADC's own noise during a transmission signal interval, and measures a more detailed noise measurement than a conventional scheme by measuring the total noise of a receiver during a transmission / reception transition period. Using this measured noise, the base station can improve the SNR performance by adjusting the gain value of the AGC amplifier so that even a signal received at a low input level can be demodulated.

Claims (12)

신호 송신 시간 구간과 신호 수신 시간 구간이 존재하며, 상기 신호 송신/수신 구간을 구분하기 위한 천이 시간 구간이 존재하는 시분할 방식을 사용하는 이동 통신 시스템에서, 기지국 수신단이 수행하는 수신 신호 이득 조절을 위한 장치에 있어서,In a mobile communication system using a time division scheme in which a signal transmission time interval and a signal reception time interval exist, and a transition time interval for distinguishing the signal transmission / reception interval exists, In the apparatus, 상기 신호 송신 시간 구간동안 아날로그-디지털 신호 변환기에서 발생하는 제1 잡음을 측정하고, 상기 천이 시간 구간동안 상기 기지국 수신단 전체에서 발생하는 제2 잡음을 측정하여, 상기 측정된 제1 잡음 및 제2 잡음을 이용하여 상기 아날로그-디지털 신호 변환기 이전까지의 수신 신호 잡음인 제3 잡음을 추정하여, 상기 제3 잡음과 제1 잡음간의 비율을 결정하는 디지털 신호 처리기와,The first noise generated by the analog-to-digital signal converter is measured during the signal transmission time interval, and the second noise generated by the entire base station receiver is measured during the transition time interval, thereby measuring the measured first noise and the second noise. A digital signal processor for estimating a third noise, which is a received signal noise before the analog-to-digital signal converter, to determine a ratio between the third noise and the first noise; 상기 디지털 신호 처리기로부터 결정된 상기 제3 잡음과 제1 잡음간의 비율에 따라 수신 신호의 이득값을 결정하는 제어기와,A controller for determining a gain value of a received signal according to the ratio between the third noise and the first noise determined from the digital signal processor; 상기 제어기의 제어에 따라 상기 제1 잡음 및 제2 잡음의 측정을 위해 신호 흐름을 절체하는 스위치를 포함함을 특징으로 하는 상기 장치.And a switch for switching the signal flow for the measurement of the first noise and the second noise under control of the controller. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 디지털 신호 처리기는 상기 측정된 제2 잡음에서 제1 잡음을 감산하여 상기 제3 잡음을 추정함을 특징으로 하는 상기 장치.And the digital signal processor estimates the third noise by subtracting a first noise from the measured second noise. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제1, 제2 및 제3 잡음들의 단위는 데시벨(dB)임을 특징으로 하는 상기 장치.And wherein the units of the first, second and third noises are decibels (dB). 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제어기는 상기 제3 잡음과 제1 잡음간의 비율이 미리 결정되어 있는 임계값보다 작은 값을 가지는 경우 하기 수학식 4를 이용해 수신 신호의 이득값을 결정함을 특징으로 하는 상기 장치.And the controller determines a gain value of a received signal by using Equation 4 below when the ratio between the third noise and the first noise has a value smaller than a predetermined threshold.

상기 수학식 4에서, R_TH는 미리 결정되어 있는 임계값이고, N_{before_ADC}는 제3 잡음, N_ADC는 제1 잡음을 의미함.In Equation 4, R _TH is a predetermined threshold value, N _{before_ADC} is the third noise, N _ADC is the first noise. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제어기는 상기 스위치의 신호 절체 동작을 제어하기 위한 스위치 제어 신호를 발생함을 특징으로 하는 상기 장치.And the controller generates a switch control signal for controlling the signal switching operation of the switch. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제어기가 결정한 이득값을 입력하고, 수신 신호에 상기 이득값을 적용하여 출력 신호의 레벨을 미리 결정된 레벨 범위를 만족하도록 조절하는 자동 이득 조절 증폭기를 더 포함함을 특징으로 하는 상기 장치.And an automatic gain adjustment amplifier configured to input a gain value determined by the controller, and apply the gain value to a received signal to adjust a level of an output signal to satisfy a predetermined level range. 신호 송신 시간 구간과 신호 수신 시간 구간이 존재하며, 상기 신호 송신/수신 구간을 구분하기 위한 천이 시간 구간이 존재하는 시분할 방식을 사용하는 이동 통신 시스템에서, 기지국이 수행하는 수신 신호 이득 조절을 위한 방법에 있어서,In a mobile communication system using a time division scheme in which a signal transmission time interval and a signal reception time interval exist and a transition time interval for distinguishing the signal transmission / reception interval exists, a method for adjusting a received signal gain performed by a base station To 상기 신호 송신 시간 구간동안 아날로그-디지털 신호 변환기에서 발생하는 제1 잡음을 측정하고, 상기 천이 시간 구간동안 상기 기지국 수신단 전체에서 발생하는 제2 잡음을 측정하는 과정과,Measuring a first noise generated by an analog-to-digital signal converter during the signal transmission time interval, and measuring a second noise generated by the entire base station receiver during the transition time interval; 상기 측정된 제1 잡음 및 제2 잡음을 이용하여 제3 잡음을 추정하고, 상기 추정된 제3 잡음과 제1 잡음간의 비율을 결정하는 과정과,Estimating a third noise using the measured first noise and the second noise, and determining a ratio between the estimated third noise and the first noise; 상기 제3 잡음과 제1 잡음간의 비율에 따라 수신 신호의 이득값을 결정하는 과정과,Determining a gain value of a received signal according to the ratio between the third noise and the first noise; 상기 결정된 이득값에 따라 수신 신호를 적정 레벨 범위를 만족하는 신호로 증폭하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.And amplifying the received signal into a signal satisfying an appropriate level range according to the determined gain value. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 측정된 제2 잡음에서 제1 잡음을 감산하여 상기 제3 잡음을 추정함을 특징으로 하는 상기 방법.And subtracting a first noise from the measured second noise to estimate the third noise. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 제1, 제2 및 제3 잡음들의 단위는 데시벨(dB)임을 특징으로 하는 상기 방법.And wherein the units of the first, second and third noises are in decibels (dB). 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제3 잡음과 제1 잡음간의 비율이 미리 결정되어 있는 임계값보다 작은 값을 가지는 경우 하기 수학식 5를 이용해 수신 신호의 이득값을 결정함을 특징으로 하는 상기 방법.And a gain value of a received signal is determined by using Equation 5 below when the ratio between the third noise and the first noise has a value smaller than a predetermined threshold.

상기 수학식 5에서, R_TH는 미리 결정되어 있는 임계값이고, N_{before_ADC}는 제3 잡음, N_ADC는 제1 잡음을 의미함.In Equation 5, R _TH is a predetermined threshold, N _{before_ADC} is the third noise, N _ADC is the first noise. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제1 잡음 및 제2 잡음의 측정은 스위치 제어 신호에 의한 신호 흐름의 절체에 따라 각각 측정함을 특징으로 하는 상기 방법.The method of claim 1, wherein the measurement of the first noise and the second noise in accordance with the switching of the signal flow by the switch control signal. 제11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 스위치 제어 신호는 제1 잡음 및 제2 잡음을 측정할 때 서로 다른 전력 레벨을 가짐으로써 상기 제1 잡음 측정 시간과 제2 잡음 측정 시간을 구분하도록 함을 특징으로 하는 상기 방법.The switch control signal may have a different power level when measuring the first noise and the second noise to distinguish the first noise measurement time from the second noise measurement time.

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