KR100680075B1

KR100680075B1 - 코드 분할 다중 접속방식 이동통신 기지국 시스템의 무선주파수 수신장치에서 에프에이간 전력레벨 제어장치

Info

Publication number: KR100680075B1
Application number: KR19990039092A
Authority: KR
Inventors: 임두루
Original assignee: 유티스타콤코리아 유한회사
Priority date: 1999-09-13
Filing date: 1999-09-13
Publication date: 2007-02-09
Anticipated expiration: 2019-09-13
Also published as: JP2001127735A; KR20010027388A; US6819706B1

Abstract

CDMA방식 이동통신 기지국 시스템의 RF 수신장치에서 FA간 전력레벨 제어장치는 멀티 캐리어(3FA)중 하나의 FA의 전력레벨이 다른 두 FA에 대한 전력레벨에 비해 상대적으로 매우 큰 전력을 가지게 되어 모든 채널의 성능저하가 발생하면, 마이크로 컨트롤러는 이를 판단하여 IF 아날로그 제어부에 보고하고, IF아날로그 제어부는 각 FA별 디지탈처리부로 부터의 각 FA별 전력레벨 신호를 이용하여 상대적으로 큰 전력을 가지는 FA를 선택하는 것이다. 그리고, 해당 FA 즉, 전력이 상대적으로 큰 FA에 대한 감쇄기의 감쇄율을 높이기 위한 신호를 해당 감쇄기로 전송한다. 이 경우 해당 FA감쇄기를 통과한 신호는 전력이 낮아지기 때문에 가산기를 통해 더해진 3FA의 신호는 FA간 전력차가 작게되어 IF단에서 AGC가 정상적으로 수행하도록 함으로써, 전력차가 크게 발생한 일 FA신호에 의해 상대적으로 전력차가 작은 다른 FA신호가 성능저하를 미연에 방지할 수 있도록 한 것이다.

Description

코드 분할 다중 접속방식 이동통신 기지국 시스템의 무선주파수 수신장치에서 에프에이간 전력레벨 제어장치{Apparatus for controlling inter-FA power level in apparatus for recieving radio frequency of a mobile communication system}

도 1은 일반적인 이동통신 기지국 시스템의 블록구성을 나타낸 도면,

도 2는 종래 기술에 따른 코드 분할 다중 방식의 이동통신 기지국 시스템의 무선주파수 수신장치에 대한 블록구성을 나타낸 도면,

도 3은 본 발명에 따른 코드 분할 다중 방식 이동통신 기지국 시스템의 무선주파수 수신장치에 대한 블록구성을 나타낸 도면,

도 4a는 멀티 캐리어(3FA)신호에서 AGC전의 각 FA별 신호레벨을 나타낸 도면이고, 도 4b는 AGC후의 멀티캐리어(3FA)신호레벨을 나타낸 도면,

도 5는 본 발명에 따른 코드 분할 다중 방식 이동통신 기지국 시스템의 무선주파수 수신장치에서 FA간 전력레벨 제어장치에 대한 블록구성을 나타낸 도면,

도 6은 도 5에 도시된 IF 아날로그 처리부의 상세 블록구성을 나타낸 도면.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 안테나 20 : 수신부

50, 51, 52 : 채널카드 60 : 아날로그 하향변환부

70 : 디지탈 하향변환부 71 : A/D변환부

72, 73, 74 : 디지탈 처리부 75 : 멀티플렉서

80 : 대역통과필터 90 : IF 아날로그 처리부

100 : 전압제어증폭기 110 : 마이크로 컨트롤러

120 : IF 아날로그 제어부 130 : IF AGC 제어부

140 : D/A변환부 150 : 저역통과필터

본 발명은 코드 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access:이하 CDMA라 칭함)빙식 이동통신 기지국 시스템의 무선주파수(Radio Frequency: 이하 RF라 칭함)수신장치에 관한 것으로서, 특히 RF수신신호를 3FA의 중간주파수로 하향변환하고, 하향변환된 3FA의 중간주파수를 디지탈신호로 변환한 후, 각 FA별로 QPSK복조 및 채널필터링을 디지탈적으로 각각 수행할 수 있도록 한 CDMA 방식 이동통신 기지국 시스템의 RF 수신장치에서 각 FA의 전력레벨을 검출하고, 각 FA간의 전력차에 따른 성능저하의 방지를 위한 CDMA 방식 이동통신 기지국 시스템의 RF수신장치에서 FA간 전력레벨 제어장치에 관한 것이다.

일반적인 CDMA방식의 이동통신 기지국시스템은 교환시스템과 셀(Cell)장비로 구성되어 있다. 여기에는 시스템을 이루는 많은 단위 기능장치가 포함되어 있으며, 이들 장치들은 여러가지 형태의 장비로 구현된다.

이러한 이동통신 기지국 시스템의 핵심부는 채널카드(Channel Card), 섹터접속카드(Sector Interface Card), 아날로그 공용카드(Analog Common Card) 및 종단카드를 실장하고 있는 디지탈 셀프(Digital Shelf)이다. 그리고, 트랜시버 셀프는 디지탈 셀프로 부터 출력되는 중간주파수(Intermediate Frequency: 이하 IF라 칭함)신호를 UHF로 상향 변환하는 것과, 역으로 수신되는 UHF를 IF로 하향 변환하는 것이다.

또한, 트랜시버 셀프내에는 채널카드로 부터 수신되는 기저대역 순방향 신호를 결합하여 IF신호로 상향 변환하는 섹터접속카드가 내장된다. 이러한 섹터접속카드는 아날로그 공용 카드로 부터 결합된 기저대역 송신신호를 받아서 이들을 결합하고 증폭한다. 결합된 신호는 저역통과필터(LPF)를 통과하여 IF신호 즉, 4.95MHz의 0°와 90°지연신호와 결합되어 대역통과필터(BPF)를 통해 4.95Mhz의 IF신호로 RF 랙(Rack)에 송신한다. 따라서, RF 랙은 안테나를 통해 신호 송출을 위해 수신된 4.95Mhz의 IF신호를 UHF신호로 변환하게 되는 것이다.

이하, 일반적인 디지털 이동 통신 기지국 시스템에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 살펴보기로 하자.

도 1은 일반적인 디지털 이동 통신 기지국 시스템에 대한 블록 구성을 나타낸 도면으로서, 도 2를 참조하여 그 구성을 살펴보면, 하나의 기지국을 전체적으로 운용하고 관리 제어하는 기지국 제어 처리부(BTS Control Processor: 이하 BCP라 칭함)(2)와, E1라인 또는 T1 라인을 통해 기지국과 제어국(Base Station Controller:이하 BSC라 칭함)(1)간의 패킷 라우터(Packet Router)기능을 수행하고 기지국내의 각 프로세서간 HDLC(High-level Data Link Cotrol) 패킷 데이터를 인터페이싱하는 기지국 네트워크 정합부(BTS Interconnection Network: BIN)(3)와, 기준주파수 및 타이밍 동기신호를 발생하여 기지국내의 각 프로세서를 동기시키며 이웃 기지국과의 타이밍 동기를 수행하는 시간 및 주파수장치(Time And Frequency Unit:TFU)(4)와, CDMA채널을 통해 송, 수신되는 데이터신호 및 음성신호를 변, 복조하는 디지털 신호 처리장치(Digital Unit: 이하 DU라 칭함)(5)와, 이동국으로부터 수신되는 UHF신호를 IF 신호로 변환해 주고 변환된 IF신호를 DU(5)로 전달하고, DU(5)로부터 입력되는 IF신호를 수신하여 UHF신호로 변환하며, 변환된 UHF신호를 일정레벨로 증폭하여 공간 방사하는 RF신호처리장치(RF Unit:이하 RFU라 칭함)(6)로 구성된다. 여기서, RF신호처리장치(6)는 IF신호를 RF로 변환하여 안테나를 통해 이동단말기로 송출하는 RF송신장치와 이동단말기로 부터 수신된 RF신호를 IF신호로 변환하는 RF수신장치로 구분된다.

이하, 종래 기술에 따른 RF수신장치에 대하여 첨부된 도 2를 참조하여 상세하게 살펴보기로 한다.

도 2는 종래 기술에 따른 CDMA 방식의 이동통신 기지국 시스템의 RF 송신장치에 대한 블록구성을 나타낸 도면으로서, RF수신 안테나(10)와, 각 FA별 RF 하향변환부(30, 31, 32)와, 각 FA별 아날로그 IF처리부(40, 41, 42)및 각 FA 별 채널카 드(50, 51, 52)로 구성된다.

이러한 RF 수신장치에는 안테나(10)와 수신부(20)는 할당된 모든 FA에 대하 여 공용으로 사용되며, 제 1, 2, 3 RF 하향 변환부(30, 31, 32)와, 제 1, 2, 3 아날로그 IF처리부(40, 41, 42)는 각 FA별로 사용되는 것이다.

그리고, 제 1, 2, 3 채널카드(50, 51, 52)는 FA별로 1개 이상 사용된다. 예를들면, 4FA를 수용하는 CDMA시스템의 RF수신장치는 하나의 안테나와, 수신부를 구비하고, 4개의 RF하향변환부 및 아날로그 IF 처리부를 구비하며, 4개 이상의 채널카드를 구비하는 것이다.

이와 같이 구성된 종래 기술에 따른 3FA를 지원하는 RF 수신장치의 동작에 대하여 설명해 보기로 하자.

먼저, 수신부(20)는 안테나(10)로 부터 수신한 RF신호를 받아 대역 통과 필터(미도시)를 이용하여 신호의 대역을 제한하고, 대역 통과 필터를 통과한 신호는 선형 잡음 증폭기(미도시)를 이용하여 일정레벨 증폭시킨 후, 증폭한 RF신호를 제 1, 2, 3 RF 하향변환부(30, 31, 32)로 각각 출력한다.

제 1, 2, 3 RF 하향변환부(30, 31, 32)는 RF신호를 수신부(20)로 부터 각각 수신하여 각각 2단의 믹서(미도시) 및 국부발진기(미도시)를 시용하여 IF신호로 하향 변환한 후, 하향 변환된 FA별 각각의 IF신호를 FA별 제 1, 2, 3 아날로그 IF처리부(40, 41, 42)로 출력한다. 즉, 제 1, 2, 3 RF 하향변환부(30, 31, 32)각각은 첫째단의 국부발진기와 믹서를 통해 약 70MHz대의 IF신호로 1차 하향 변환하고, 1차 하향 변환된 70MHz대의 IF신호를 두번째 단의 믹서 및 국부발진기를 통해 4.95MHz의 IF신호로 각각 2차 하향 변환함과 동시에 1FA 대역폭에 해당하는 1.25MHz의 패스밴드(Passband)를 갖는 SAW필터를 이용하여 대역을 제한한다.

각 FA별 제 1, 2, 3 아날로그 IF처리부(40, 41, 42)각각은 각 FA별 제 1, 2, 3RF 하향변환부(30, 31, 32)에서 출력되는 해당 FA의 IF신호를 수신하여 I와 Q채널로 나누어 기저대역으로 하향 변환시키면서 QPSK(Quarderature Phase Shifting Keying)복조를 수행하고, I와 Q채널 아날로그 기저대역신호를 각각 A/D변환하여 디지탈 신호로 변환시킨다.

그리고, 각 FA별 아날로그 IF처리부(40, 41, 42)는 상기 변환된 I와 Q채널의 디지탈 기저대역신호를 서로 멀티플렉싱(Multiplexing)시켜 각 FA에 해당하는 채널카드(50, 51, 52)로 각각 전송한다.

각 FA별 채널카드(50, 51, 5)는 각 FA별로 멀티플렉싱된 I, Q채널 디지털 기저댁역신호를 각각 수신하여 FA별로 각각 CDMA복조를 처리하는 것이다,

이와 같은 종래 기술에 따른 CDMA방식 이동통신 기지국 시스템의 RF 수신장치는 RF하향변환부와, 아날로그 IF처리부가 각각 FA별로 사용되기 때문에 FA확장시 1FA별로 시스템을 확장할 수 밖에 없다. 따라서, 멀티 FA 예를들어, 3FA를 처리하기 위해서는 RF하향변환부 및 아날로그 IF처리부가 각각 3개가 필요하게 되어 RF 수신장치의 사이즈가 커짐과 동시에 기지국 시스템의 사이즈가 커지게 되는 문제점과 사이즈의 증가에 따라 비용이 증가되는 다른 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 본 발명의 목적은, RF수신신호를 3FA IF로 하향변환하고, 하향변환된 3FA의 중간주파수를 디지탈신호로 변환한 후, 각 FA별로 QPSK복조 및 채널필터링을 디지탈적으로 각각 수행할 수 있도록 하여 RF 수신장치의 사이즈를 줄여 비용의 절감효과를 가져올 수 있도록 하고, FA확장시 멀티로 확장이 가능하도록 한 CDMA 방식 이동통신 기지국 시스템의 RF 수신장치를 구성하고, 멀티 캐리어(3FA)의 IF신호를 동시에 처리할 수 있도록 한 RF수신장치에서의 각 FA별 전력레벨을 각각 측정하여 각 FA별 전력차가 심하게 발생될 경우 전력차가 상대적으로 큰 FA신호레벨을 낮추어 각 FA간의 전력레벨차가 작아지도록 한 후, 3FA의 AGC를 수행함으로써, 전력차가 크게 발생한 FA신호에 의해 상대적으로 전력차기 작은 FA신호가 소멸될 수 있는 것을 방지하도록 한 CDMA 방식 이동통신 기지국 시스템의 RF 수신장치에서 FA간 전력레벨 제어장치를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 CDMA 방식 이동통신 기지국 시스템의 RF 수신장치에서 FA간 전력레벨 제어장치의 특징은 안테나를 통해 멀티 RF신호를 수신하는 수신부 및 각 FA에 대한 각각의 채널카드를 구비한 이동통신 기지국 시스템의 RF수신장치에 있어서, 상기 수신부에서 출력되는 RF신호를 임의의 멀티 FA에 대한 IF신호로 하향 변환하는 아날로그 하향 변환부와; 상기 아날로그 하향 변환부에서 하향 변환된 멀티 FA에 대한 IF신호를 디지탈 IF신호로 변환한 후, 멀티 FA에 대한 디지탈 IF신호를 각 FA별로 각각 I/Q채널에 대한 기저대역신호로 각각 하향 변환하여 해당 FA에 상응하는 상기 채널카드로 출력하는 디지탈 하향 변환부와; 상기 디지탈 하향변환부에서 각각 하향 변환된 각 FA의 기저대역신호에 대한 전력레벨값을 수신하여 각 FA간 전력레벨차의 정도를 판단한 후, FA간 전력레벨차가 심하게 발생되는 일 FA를 선택한 후, 선택된 해당 FA에 에 대한 전력을 감쇄시키기 위한 감쇄 제어신호를 제공하는 전력 감쇄 제어부와; 상기 IF 아날로그 제어부에서 제공되는 감쇄 제어신호에 따라 전력레벨이 큰 해당 FA의 전력을 감쇄시킨 후, 각 FA에 대한 IF신호를 모두 가산하여 3FA에 대한 IF신호를 출력하는 IF아날로그 처리부와; 제공되는 자동 이득 제어신호에 따라 상기 IF 아날로그 처리부에서 감쇄제어되어 출력되는 3FA의 가산신호에 대해 자동 이득 제어를 수행하는 자동 이득 제어부를 포함하여 구성됨에 있다.

또한, 본 발명의 다른 특징으로 상기 IF 아날로그 처리부는 상기 아날로그 하향 변환부에서 출력되는 3FA의 대역폭을 가진 IF신호를 각 FA별로 해당 FA의 대역폭으로 대역 통과 필터링을 수행하는 각 FA별 대역 통과 필터와; 상기 각 FA별 대역통과 필터에서 필터링된 각 FA별 IF신호를 상기 전력 감쇄 제어부에서 제공되는 감쇄 제어신호에 따라 해당 FA의 전력레벨을 선택적으로 감쇄시키는 각 FA별 감쇄기와; 상기 각 FA별 감쇄기에서 선택적으로 감쇄된 각 FA별 신호를 모두 가산하여 상기 자동 이득 제어부로 출력하는 가산기로 구성됨에 있다.

이하, 본 발명에 따른 CDMA 방식 이동통신 기지국 시스템의 RF 수신장치에서 FA간 전력레벨 제어장치에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 살펴보기로 한 다.

도 3은 본 발명에 따른 CDMA 방식 이동통신 기지국 시스템의 RF 수신장치에 대한 블록구성을 나타낸 도면으로서, 안테나(10)를 통해 이동단말기로 부터 전송된 RF신호를 수신하고, 수신된 RF신호의 대역을 제한한 뒤, 대역 제한된 신호를 일정레벨 증폭하여 출력하는 수신부(20)와, 수신부(20)에서 출력되는 멀티 캐리어(3FA)에 대한 RF신호를 3FA에 대한 임의의 IF신호로 각각 하향 변환하는 아날로그 하향변환부(60)와, 아날로그 하향변환부(60)에서 출력되는 3FA에 대한 IF신호를 디지탈신호로 변환한 후, 각 FA별로 I/Q채널로 나누어 기저대역신호로 각각 하향 변환시켜 각 FA별로 I/Q채널 기저대역신호를 각 FA에 상응하는 채널카드(50, 51, 52)로 출력하는 디지탈 하향변환부(70)로 구성된 것이다.

아날로그 하향변환부(60)는 임의의 로컬주파수를 발생하는 국부발진기(미도시)와, 국부발진기에서 발생되는 로컬주파수와 수신부(20)에서 출력되는 3FA의 RF신호를 각각 믹싱하여 3FA IF신호를 출력하는 믹서(미도시)와, 믹서에서 출력되는 3FA IF신호를 3FA대역폭에 해당하는 대역폭의 패스밴드로 대역을 제한하는 광대역 (Wideband)SAW필터(미도시)로 구성된 것이다. 여기서, IF주파수는 대략 70MHz정도이고, SAW필터의 대역폭은 3FA에 상응하는 3.75MHz이다. 이때, 3FA에 대한 대역폭이 3.75MHz가되는 이유는 1FA간 간격이 1.25MHz이기 때문이다.

또한, 디지탈 하향변환부(70)는 아날로그 하향변환부(60)에서 출력되는 대역제한된 IF신호를 디지탈신호로 각각 변환하는 A/D변환부(71)와, A/D변환부(71)에서 출력되는 디지탈신호를 각 FA별 I/Q채널로 나누어 QPSK복조를 수행하여 기저대역신 호로 각각 하향 변환시키는 각 FA별 디지탈처리부(72 내지 74)와, FA별 디지탈처리부(72내지 74)에서 각각 출력되는 해당 FA별 I/Q채널의 기저대역신호를 멀티플렉싱시켜 해당 FA에 상응하는 채널카드(50, 51, 52)로 출력하는 멀티플렉서(75)로 구성된다. 여기서, 디지탈처리부(72)에서 출력되는 기저대역신호는 0FA I/Q채널 기저대역신호이고, 디지탈처리부(73)에서 출력되는 기저대역신호는 1FA I/Q채널 기저대역신호이며, 디지탈처리부(74)에서 출력되는 기저대역신호는 2FA I/Q채널 기저대역신호인 것이다. 이때, 상기 디지탈처리부(72 내지 74)각각에서의 QPSK복조는 A/D변환부(71)에서 출력되는 디지탈 신호를 I와 Q채널로 분리하는 채널분리부(미도시)와, 임의의 로컬주파수를 발생하는 국부발진기(미도시)와, 국부발진기에서 발생하는 로컬주파수와 상기 채널분리부에서 각각 분리된 I/Q채널신호를 각각 믹싱하여 I/Q채널의 기저대역신호로 변환하는 믹서와, 믹서에서 출력되는 FA별 I/Q채널의 기저대역신호를 필터링하여 대역을 제한한 후, 멀티플렉서(75)로 각각 출력하는 디지탈 FIR필터(미도시)로 구성된다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 CDMA 이동통신 기지국 시스템의 RF 수신장치의 전체적인 동작에 대하여 상세하게 설명해 보기로 하자.

먼저, 수신부(20)는 안테나(10)로 부터 수신한 3FA RF신호를 수신하여 수신부(20)내부에 구비한 대역 통과 필터를 이용하여 신호대역을 제한한 뒤, 선형 잡음증폭기를 이용하여 신호를 증폭하여 아날로그 하향변환부(60)로 출력한다.

아날로그 하향변환부(60)는 수신부(20)에서 출력되는 3FA RF신호를 수신하여 각각 1단의 믹서를 사용하여 대략 70MHz의 IF 신호로 각각 하향변환시켜 디지탈 하 향변환부(70)의 A/D변환부(71)로 출력한다. 즉, 수신부(20)에서 출력되는 3FA RF신호가 아날로그 하향변환부(60)의 믹서로 입력되면, 믹서는 국부발진기에서 제공되는 로컬주파수와 상기 수신부(20)로 부터 입력되는 3FA RF신호와 믹싱하여 70MHz대의 중간주파수(IF)신호로 하향 변환하고, 하향 변환된 70MHz대의 중간주파수신호를 3FA 대역폭에 상응하는 3.75MHz의 패스밴드를 갖는 SAW 필터를 이용하여 대역을 제한한 후, 디지탈 하향변환부(70)의 A/D변환부(71)로 출력하는 것이다.

이와 같이 아날로그 하향변환부(60)에서 출력되는 IF신호는 디지탈 하향변환부(70)의 A/D변환부(71)에서 디지탈신호로 변환된 뒤, 각 FA에 할당된 3개의 디지탈처리부(72, 73, 74)로 각각 입력된다.

따라서, 디지탈 처리부(72, 73, 74)는 A/D변환부(71)에서 출력되는 0FA, 1FA, 2FA에 대한 디지탈신호를 I채널과 Q채널신호로 나누어 I채널과 Q채널에 대한 기저대역신호로 하향 변환하는 QPSK복조를 각각 수행하고, QPSK복조된 각 FA에 대한 I/Q채널 기저대역신호를 디지탈 FIR필터를 통해 대역을 제한한 뒤, 각 FA에 대한 I/Q채널 각각의 기저대역신호를 멀티플렉서(75)로 출력한다.

결국, 디지탈 처리부(72)는 0FA에 대한 I/Q채널의 기저대역신호를 출력하는 것이고, 디지탈 처리부(73)는 1FA에 대한 I/Q채널의 기저대역신호를 출력하는 것이고, 디지탈 처리부(74)는 2FA에 대한 I/Q채널의 기저대역신호를 출력한다.

따라서, 멀티플렉서(75)는 디지탈처리부(72)에서 출력되는 0FA에 대한 I/Q채널의 기저대역신호를 멀티플렉싱하여 0FA 채널카드(51)로 출력하고, 디지탈처리부 (73)에서 출력되는 1FA에 대한 I/Q채널의 기저대역신호를 멀티플렉싱하여 1FA 채널 카드(51)로 출력하며, 디지탈처리부(74)에서 출력되는 2FA에 대한 I/Q채널의 기저대역신호를 각각 멀티플렉싱하여 2FA 채널카드(52)로 각각 출력하는 하여 각 FA별로 각 채널카드(50, 51, 52)에서 입력되는 I/Q채널 신호를 CDMA복조처리되는 것이다.

결국, 본 발명에 따른 CDMA방식 이동통신 기지국 시스템의 RF 수신장치는 종래의 RF 하향변환부와 아날로그 IF 처리부 대신 새로이 멀티 FA를 처리하는 동시에 1단의 믹서로 멀티 FA에 해당하는 대역폭을 갖는 70MHz대의 IF신호를 출력하는 아날로그 하향변환부와, 70MHz대의 IF신호를 A/D변환을 통해 디지탈적으로 멀티 FA의 각 FA를 동시에 처리하는 디지탈 하향변환부로 대체함으로 멀티 FA별(3FA)로 확장가능하게 구성한 것이다.

그러나, 이와 같이 멀티캐리어(3FA)를 동시에 처리할 수 있도록 구성함에 있어서 도 4a에서와 같이 가입자 변화에 따른 FA별 전력레벨차가 심하거나 또는 스퓨리어스등에 의해 전력차가 심할 때, 아날로그 하향변환부(60)에서 AGC(Auto Gain Control)는 정상적으로 작동하기 힘들게 된다. AGC는 3FA전체 신호에 대한 전력레벨을 감지한 값으로 AGC조정값으로 계산하기 때문에 전력차기 크게 발생한 신호(도 4a에서 FA(0))에 의해 상대적으로 전력차기 작은 FA신호(도 4a에서의 FA(1)와 FA(2))는 AGC수행에 의해 신호가 소멸될 수 있게 된다. 따라서, 각 FA간 신호전력차를 추정하여 각 FA신호를 차별화하여 각각 AGC를 제어하여야 할 것이다.

또한, 도 4b에 도시된 바와 같이 AGC후 3FA 신호가 존재하지만 FA별 전력차기 발생했을 때, 아날로그 하향변환부(60)에서 1FA 대역폭(1.25MHz)이 아닌 3FA 대 역폭(3.75MHz)의 신호를 하향 변환하기 때문에 보다 심각한 상호 변조현상이 발생될 수 있다. 상호 변조 현상(IMD:Inter Modulation Distortion)은 상대적으로 전력이 약한 신호(도 4b에서 FA(1))는 상대적으로 전력이 강한신호(도 4b에서 FA(0) FA(2))의 신호성분이 유입되어 소멸될 수 있는 것이다.

따라서, 이러한 현상이 발생되는 것을 방지하기 위한 FA 전력레벨 제어장칭 대하여 도 5 및 도 6을 참조하여 상세하게 설명해 보기로 하자.

도 5는 본 발명에 따른 CDMA 방식 이동통신 기지국 시스템의 RF 수신장치에서 FA간 전력레벨 제어장치에 대한 블록구성을 나타낸 도면이고, 도 6은 도 5에 도시된 IF 아날로그 처리부(90)에 대한 상세 블록구성을 나타낸 도면으로서, 도 5를 참조하여 그 구성을 살펴보는데 있어 도 4에 도시된 구성과 중복되는 동일한 구성요소에 대하여는 그 설명을 생략하고 그 구성을 보면, 도 4에 도시된 아날로그 하향변환부(60)에서 출력되는 3FA의 주파수 대역에 해당하는 신호만을 통과시키는 대역 통과 필터(Band Pass Filter)(80)와, 도 4에 도시된 각 FA 디지탈 처리부(72, 73, 74)에서 각각 하향변환된 각 FA의 기저대역신호의 전력레벨값을 수신하여 각 FA간 전력레벨차의 정도를 판단한 후, FA간 전력레벨차기 심하게 발생되는 경우 구동 제어신호를 출력하는 마이크롤 컨트롤러(110)와, 마이크로 컨트롤러(110)에서 출력되는 구동 제어신호에 따라 각 FA 디지탈 처리부(72, 73, 74)에서 출력되는 각 FA에 대한 기저대역신호의 전력레벨중 상대적으로 큰 전력레벨을 가지는 일 FA를 선택한 후, 선택된 해당 FA에 대한 전력을 감쇄시키기 위한 감쇄 제어신호를 제공하는 IF 아날로그 제어부(120)와, IF 아날로그 제어부(120)에서 제공되는 전력차기 상대적으로 큰 FA에 대한 전력 감쇄신호에 따라 해당 FA의 전력을 감쇄시킨 후, 각 FA에 대한 IF신호를 모두 가산하여 3FA에 대한 IF신호를 출력하는 IF아날로그 처리부(90)와, 각 FA의 디지탈 처리부(72, 73, 74)에서 출력되는 IF신호의 전력레벨을 이용하여 AGC값을 결정하여 디지탈 AGC신호를 출력하는 IF AGC 제어부(130)와, IF AGC 제어부(130)에서 출력되는 디지탈 AGC신호를 아날로그 AGC신호로 변환하는 D/A변환부(140)와, D/A변환부(140)에서 출력되는 아날로그 AGC신호에서 고주파의 신호성분을 제거하는 저역 통과 필터(150)와, 저역 통과 필터(150)에서 출력되는 고주파 성분이 제거된 AGC신호에 따라 IF아날로그 처리부(90)에서 전력레벨이 제어되어 출력되는 3FA의 IF신호를 저역 통과 필터(150)를 통해 출력되는 AGC신호에 따라 전압 제어 증폭(자동이득제어)을 수행하여 디지탈 하향변환부(70)의 A/D변환부(71)로 출력하는 전압 제어 증폭기(100)로 구성된다.

또한, 도 5에 도시된 IF아날로그 처리부(90)는 도 6에 도시된 바와 같이, 대역 통과 필터(80)에서 출력되는 3FA의 대역폭을 가진 IF신호를 각 FA별로(0FA, 1FA, 2FA)해당 FA의 대역폭으로 대역 통과 필터링을 수행하는 각 FA별 대역 통과 필터(91, 92, 93)와, 각 FA별 대역 통과 필터(91, 92, 93)에서 필터링된 각 FA별 IF신호를 IF아날로그 제어부(120)에서 제공되는 전력차가 큰 해당 FA의 감쇄 제어신호에 따라 각각 감쇄시키는 감 FA별 감쇄기(94, 95, 96)와, 각 FA별 감쇄기(94, 95, 96)에서 각각 감쇄된 각 FA별 신호를 모두 가산하여 전압제어 증폭기(100로 출력하는 가산기(97)로 구성된다.

여기서, 대역 통과 필터(91)는 0FA의 신호만을 통과시키고, 대역 통과 필터(92)는 1FA신호만을 통과시키며, 대역 통과 필터(93)는 2FA의 신호만을 통과시키게 되는 것이다.

또한, 각 FA감쇄기(94, 95, 96)는 각 FA간 전력레벨차가 심하게 발생되어 즉, 상대적으로 전력레벨이 큰 해당 FA의 전력레벨만을 감쇄시키기 위한 감쇄 제어신호가 IF아날로그 제어부(120)로 부터 입력되면, 해당 FA 감쇄기 즉, 전력레벨이 큰 해당 FA의 감쇄기만의 감쇄율을 높여 해당 FA의 전력레벨을 낮추고, 나머지 FA에 대한 감쇄기에 대하여는 감쇄율을 낮추어 감쇄없이 가산기(97)로 출력하는 것이다.

한편, FA별 전력차가 심하지 않은 경우에는 각 FA의 감쇄기(94, 95, 96)의 감쇄율을 낮추기 때문에 모든 FA신호는 감쇄없이 가산기(97)로 출력된다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 CDMA 방식 이동통신 기지국 시스템의 RF 수신장치에서 FA 전력레벨 제어장치의 동작에 대하여 설명해 보기로 하자.

먼저, 도 3에 도시된 아날로그 하향부(60)에서 3FA IF신호로 하향 변조된 신호를 대역 통과 필터(80)를 통해 3FA대역폭을 가지는 IF 신호로 필터링한 후, 필터링된 3FA IF신호를 각각 IF 아날로그 처리부(90)의 각 FA별 대역 통과 필터(91, 92, 93)로 각각 입력된다.

이렇게 입력된 3FA IF신호는 대역 통과 필터(91)를 통해 0FA에 대한 신호만을 통과시켜 0FA에 해당하는 감쇄기(94)로 출력하고, 3FA IF신호는 대역 통과 필터(92)를 통해 1FA에 대한 신호만을 통과시켜 1FA에 해당하는 감쇄기(95)로 출력하고, 3FA IF신호는 대역 통과 필터(93)를 통해 2FA에 대한 신호만을 통과시켜 2FA 에 해당하는 감쇄기(96)로 각각 출력된다.

각 FA별 감쇄기(94, 95 ,96)는 각 FA별 대역 통과 필터(91, 92, 93)에서 출력되는 각 FA별 IF신호를 기 설정된 감쇄율로 동일하게 감쇄한 후, 가산기(97)로 각각 출력된다.

가산기(97)는 각 FA별 감쇄기(94, 95, 96)에서 출력되는 각 FA별 신호를 모두 가산한 후, 전압 제어 증폭기(100)으로 출력한다. 이때, 전압 제어 증폭기(100)는 IF AGC 제어부(130), D/A변환부(140) 및 저역 통과 필터(15)를 통해 제공되는 AGC신호에 따라 IF아날로그 처리부(90)의 가산기(97)에서 출력되는 3FA 신호를 전압 제어증폭 즉, AGC를 수행한 후 AGC가 수행된 3FA 신호를 디지탈 하향변환부(70)의 A/D변환부(71)로 출력하는 것이다.

A/D변환부(71)는 입력된 3FA 아날로그 IF신호를 디지탈 신호로 변환한 후, 변환된 디지탈 신호를 각 FA별 디지탈 처리부(72, 73, 74)로 각각 출력한다.

디지탈 처리부(72, 73, 74)는 A/D변환부(71)에서 출력되는 디지탈신호를 각 FA별 I/Q채널로 나누어 QPSK복조를 수행하여 기저대역신호로 각각 하향 변환시킨 후, 하향 변환된 각 FA별 기저대역신호는 마이크로 컨트롤러(110)와 IF 아날로그 제어부(120)로 각각 출력된다. 이때, 마이크로 컨트롤러(110)는 각 FA별 디지탈 처리부(72, 73, 74)에서 출력되는 각 FA신호의 전력레벨차가 발생되는 정도를 판단하는 것이다.

판단결과, 각 FA신호간의 전력차가 심하게 발생되는 경우에는 IF 아날로그 제어부(120)로 구동 제어신호를 출력하고, IF 아날로그 제어부(120)는 마이크로 컨 트롤러(110)에서 출력되는 구동 제어신호에 따라 각 FA별 디지털 처리부(72, 73, 74)에서 출력되는 각 FA신호에 대한 전력레벨중 전력 레벨이 상대적으로 큰 FA를 선택하여 IF 아날로그 처리부(90)의 해당 FA에 상응하는 감쇄기(94, 95, 96)에 감쇄레벨신호를 제공하는 것이다. 이때, 제공되는 감쇄레벨 제어신호는 감쇄율이 큰 신호이고, 나머지 FA의 감쇄기에 제공되는 신호는 감쇄율이 낮은 신호인 것이다.

따라서, 전력레벨이 큰 해당 FA의 전력레벨을 감쇄율에 상응하도록 감쇄시켜 해당 FA의 전력레벨을 낮추는 것이다.

이렇게 상대적으로 큰 전력레벨을 갖는 해당 FA의 전력레벨을 해당 FA의 감쇄기에서 낮춘 후, 가산기(97)로 출력하여 다른 FA의 감쇄기에서 출력되는 전력레벨신호와 가산된 후, 전압 제어 증폭기(100)으로 출력되는 것이다.

한편, IF AGC 제어부(130)는 각 FA별 디지털 처리부(72, 73, 74)에서 출력되는 각 FA별 전력레벨을 이용하여 AGC값을 결정한 후, 결정된 AGC값을 D/A 변한부(140)로 출력되어 아날로그 AGC신호로 변환된다.

상기 변환된 아날로그 AGC신호는 저역 통과 필터(150)로 입력되어 AGC신호에서 고주파 성분이 제거된 후, 전압제어 증폭기(100)로 입력된다.

따라서, 전압 제어 증폭기(100)는 상기 저역 통과 필터(150)에서 제공되는 AGC신호를 이용하여 IF 아날로그 처리부(90)의 가산기(97)에서 출력되는 3FA IF 전력신호에 대하여 AGC를 수행하게되는 것이다.

상기한 본 발명에 따른 CDMA방식 이동통신 기지국 시스템의 RF 수신장치에서 FA간 전력레벨 제어장치에 대하여 간단하게 요약해 보면, 멀티 캐리어(3FA)중 하나 의 FA의 전력레벨이 다른 두 FA에 대한 전력레벨에 비해 상대적으로 매우 큰 전력을 가지게 되어 모든 채널의 성능저하가 발생하면, 마이크로 컨트롤러(110)은 이를 판단하여 IF 아날로그 제어부(120)에 보고하고, IF아날로그 제어부(120)는 각 FA별 디지탈처리부(72, 73, 74)로 부터의 각 FA별 전력레벨 신호를 이용하여 상대적으로 큰 전력을 가지는 FA를 선택하는 것이다. 그리고, 해당 FA 즉, 전력이 상대적으로 큰 FA에 대한 감쇄기(94 또는 95 또는 96)의 감쇄율을 높이기위한 신호를 해당 감쇄기(94 또는 95 또는 96)로 전송한다. 이 경우 해당 FA감쇄기(94 또는 95 또는 96)를 통과한 신호는 전력이 낮아지기 때문에 가산기(97)를 통해 더해진 3FA의 신호는 FA간 전력차가 작게되어 IF단에서 AGC가 정상적으로 수행하는 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 CDMA 방식 이동통신 기지국 시스템의 RF 수신장치에서 FA간 전력레벨 제어장치는 멀티 FA를 처리하는 동시에 1단의 믹서로 멀티 FA에 해당하는 대역폭을 갖는 70MHz대의 IF신호를 출력하는 아날로그 하향변환부와, 70MHz대의 IF신호를 A/D변환을 통해 디지탈적으로 멀티 FA의 각 FA를 동시에 처리하는 디지탈 하향변환부로 대체하여 시스템의 사이즈를 감소시키고, 이에 따라 비용을 절감할 수 있도록 한 효과를 가진것이다.

또한, 아날로그로 하향변환된 멀티 FA의 IF신호를 기저대역신호로 하향변환하는 과정을 디지탈로 처리함으로써, 보다 안정적인 시스템을 구현할 수 있는 다른 효과가 있다.

또한, 이러한 구성에 있어서, 각 FA별 전력레벨차를 검출하여 상대적으로 높은 전력레벨을 갖는 FA의 전력레벨을 낮춘 후, 3FA신호에 대한 AGC를 수행함으로써, 전력차가 크게 발생한 일 FA신호에 의해 상대적으로 전력차가 작은 다른 FA신호가 성능저하를 미연에 방지할 수 있는 이점이 있다.

Claims

안테나를 통해 멀티 RF신호를 수신하는 수신부 및 각 FA에 대한 각각의 채널카드를 구비한 이동통신 기지국 시스템의 RF수신장치에 있어서,

상기 수신부에서 출력되는 RF신호를 임의의 멀티 FA에 대한 IF신호로 하향변환하는 아날로그 하향 변환부와;

상기 아날로그 하향 변환부에서 하향변환된 멀티 FA에 대한 IF신호를 디지탈 IF신호로 변환한 후, 멀티 FA에 대한 디지탈 IF신호를 각 FA별로 각각 I/Q채널에 대한 기저대역신호로 각각 하향 변환하혀 해당 FA에 상응하는 상기 채널카드로 출력하는 디지탈 하향변환부와;

상기 디지탈 하향변환부에서 각각 하향변환된 각 FA의 기저대역신호에 대한 전력레벨값을 이용하여 각 FA간 전력레벨차의 정도를 판단하고 FA간 전력레벨차가 심하게 발생되는 일 FA를 선택한 후, 선택된 해당 FA에 에 대한 전력을 감쇄시키기 위한 감쇄 제어신호를 제공하는 전력 감쇄 제어부와;

상기 전력 감쇄 제어부에서 제공되는 감쇄 제어신호에 따라 전력레벨이 큰 해당 FA의 전력을 감쇄시킨 후, 각 FA에 대한 IF신호를 모두 가산하여 멀티 FA에 대한 IF신호를 출력하는 IF아날로그 처리부와;

제공되는 자동 이득 제어신호에 따라 상기 IF 아날로그 처리부에서 감쇄제어되어 출력되는 멀티 FA의 가산신호에 대해 자동 이득 제어를 수행하는 자동 이득 제어부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 CDMA방식 이동통신 기지국 시스템의 RF 수신장치에서 각 FA간 전력 제어장치.
제 1 항에 있어서,

상기 아날로그 하향변환수단은 임의의 로컬주파수를 발생하는 국부발진기와;

상기 국부발진기에서 발생되는 로컬주파수와 상기 수신부에서 출력되는 RF신호를 믹싱하여 임의의 멀티 FA의 IF신호를 각각 출력하는 믹서와;

상기 믹서에서 각각 출력되는 멀티 FA의 IF신호를 멀티 FA대역폭에 해당하는 대역폭의 패스밴드로 대역을 제한하는 SAW필터로 구성됨을 특징으로 하는 CDMA 이동통신 기지국 시스템의 RF 수신장치에서 FA간 전력레벨 제어장치.
제 2 항에 있어서,

상기 멀티 FA는 3FA로서 IF주파수는 대략 70MHz정도이고, SAW필터의 대역폭은 상기 3FA에 상응하는 3.75MHz인 것을 특징으로 하는 CDMA 방식 이동통신 기지국 시스템의 RF 수신장치에서 FA간 전력레벨 제어장치.
제 1 항에 있어서,

상기 전력 감쇄 제어부는 상기 디지탈 하향변환부에서 각각 하향변환된 각 FA의 기저대역신호의 전력레벨값을 수신하여 각 FA간 전력레벨차의 정도를 판단한 후, FA간 전력레벨차기 심하게 발생되는 경우 구동 제어신호를 출력하는 마이크롤 컨트롤러와;

상기 마이크로 컨트롤러에서 출력되는 구동 제어신호에 따라 상기 디지탈 하향 변환부에서 출력되는 각 FA에 대한 기저대역신호의 전력레벨중 상대적으로 큰 전력레벨을 가지는 일 FA를 선택한 후, 선택된 해당 FA에 에 대한 전력을 감쇄시키기 위한 감쇄 제어신호를 상기 IF 아날로그 처리부로 제공하는 IF 아날로그 제어부로 구성됨을 특징으로 하는 CDMA 방식 이동통신 기지국 시스템의 RF 수신장치에서 FA간 전력레벨 제어장치.
제 1 항에 있어서,

상기 아날로그 하향 변환부에서 하향 변환된 멀티 FA IF신호의 대역주파수만을 통과시켜 상기 IF 아날로그 처리부로 출력하는 대역 통과 필터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 CDMA 방식 이동통신 기지국 시스템의 RF 수신장치에서 FA간 전력 레벨 제어장치.
제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,

상기 IF 아날로그 처리부는 상기 아날로그 하향 변환부에서 출력되는 3FA의 대역폭을 가진 IF신호를 각 FA별로 해당 FA의 대역폭으로 대역 통과 필터링을 수행하는 각 FA별 대역 통과 필터와;

상기 각 FA별 대역통과 필터에서 필터링된 각 FA별 IF신호를 상기 IF 아날로그 제어부에서 제공되는 감쇄 제어신호에 따라 해당 FA의 전력레벨을 선택적으로 감쇄시키는 각 FA별 감쇄기와;

상기 각 FA별 감쇄기에서 선택적으로 감쇄된 각 FA별 신호를 모두 가산하여 상기 자동 이득 제어부로 출력하는 가산기로 구성됨을 특징으로 하는 CDMA 방식 이동통신 기지국 시스템의 RF 수신장치에서 FA간 전력레벨 제어장치.
제 1 항에 있어서,

상기 디지탈 하향 변환부는 상기 자동 이득 제어부에서 출력되는 멀티 FA의 IF신호를 디지탈신호로 변환하는 A/D변환부와;

상기 A/D변환부에서 출력되는 디지탈 IF신호를 각 FA별로 구분하고, 각 FA별로 I/Q채널로 나누어 QPSK복조를 수행하여 기저대역신호로 각각 하향변환시킨 후, 상기 전력 감쇄 제어부로 출력하는 각 FA별 디지탈처리부와;

상기 각 FA별 디지탈처리부에서 각각 출력되는 해당 FA별 I/Q채널의 기저대역신호를 멀티플렉싱시켜 해당 FA에 상응하는 채널카드로 출력하는 멀티플렉서로 구성됨을 특징으로 하는 CDMA 방식 이동통신 기지국 시스템의 RF 수신장치에서 FA간 전력레벨 제어장치.
제 1 항에 있어서,

상기 디지탈 하향변환부에서 하향변환된 각 FA별 IF 신호를 이용하여 자동 이득 제어값을 결정하는 IF AGC 제어부와;

상기 IF AGC 제어부에서 결정된 AGC값을 아날로그 AGC신호로 변환하는 D/A변환부와;

상기 D/A변환부에서 변환된 AGC신호에서 고주파 성분을 제거한 후, 상기 자동 이득 제어부로 자동 이득 제어신호를 출력하는 저역 통과 필터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 CDMA 방식 이동통신 기지국 시스템의 RF 수신장치에서 각 FA간 전력레벨 제어장치.