KR20010091576A

KR20010091576A - 이동 통신 시스템의 기지국 송신 장치

Info

Publication number: KR20010091576A
Application number: KR1020000013419A
Authority: KR
Inventors: 김태영
Original assignee: 서평원; 엘지정보통신주식회사
Priority date: 2000-03-16
Filing date: 2000-03-16
Publication date: 2001-10-23
Also published as: US20010023190A1; CN1227928C; CN1314766A; US6771941B2

Abstract

본 발명은 이동 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 기지국의 송신전력을 제어하는 이동 통신 시스템의 기지국 송신 장치에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명에 따른 이동 통신 시스템의 기지국 송신 장치는 수신된 중간 주파수 신호를 고주파 신호로 변환하여 출력하는 업 컨버터와, 상기 업 컨버터의 출력 신호를 추출하는 커플링부와, 상기 커플링부에 의해 추출된 신호의 크기에 따라 상기 업 컨버터의 이득을 조절하기 위한 이득 제어신호를 발생하는 자동이득 제어회로와, 외부로부터 입력된 기준 이득 제어신호를 제공하는 제어 회로부와, 상기 자동이득 제어회로에 의해 발생된 이득 제어신호와 상기 제어 회로부로부터 제공된 기준 이득 제어신호를 비교하여 그에 따른 제어 신호를 발생하는 비교부와, 상기 비교부에 의해 발생된 제어신호에 따라 상기 커플링부에 의해 추출된 신호의 크기를 조절하여 상기 자동이득 제어회로에 제공하는 감쇄기로 구성되는 것을 특징으로 하여 업 컨버터의 이득을 조절하는 이득 제어 신호를 원하는 값으로 조절하고, 업 컨버터이외의 부분에 의해 생기는 오차를 보상해 주어 기지국의 정확한 교정(calibration)을 할 수 있도록 지원해 준다.

Description

이동 통신 시스템의 기지국 송신 장치{Apparatus for Base Station Transmitter in Mobile Communications System}

본 발명은 이동 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 기지국의 송신전력을 제어하는 이동 통신 시스템의 기지국 송신 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 종래의 이동 통신 시스템의 기지국 송신기로부터 출력되는 송신 신호는 업 컨버터에 의해 이득 조절되어 안테나로 복사된다. 그러므로 송신기는 내부에 출력 검출기 및 감쇄기를 포함하여 출력되는 신호의 크기를 검출하여 이것에 의한 제어 신호를 업 컨버터에 제공하여 감쇄기에 의해 송신 신호의 이득을 조절하도록 한다.

그리고, 출력 신호 검출부 및 제어 회로부를 별도의 보드로 구성하여 상기 업 컨버터에서 출력되는 신호를 검출하여 그 크기를 원하는 신호의 출력값으로 다시 한 번 조정한다.

이하 종래 기술의 실시 예에 따른 구성 및 방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 기술에 따른 이동 통신 시스템의 기지국의 송신기 블록 구성도이다.

도 1을 참조하면, 이동 통신 시스템의 송신기는 수신된 중간 주파수 신호를고주파 신호로 변환하고 이 고주파 신호의 이득을 제어하여 출력하는 업 컨버터(Up Converter-101)와, 상기 업 컨버터(101)로부터 출력된 신호를 고전력으로 증폭하는 고전력 증폭기(14)와, 상기 고전력 증폭기(14)로부터 출력된 신호의 대역외 신호를 제거하여 송신 안테나로 신호를 방사하는 한편 커플링(coupling) 신호를 추출하는 커플링부(102)와, 상기에서 추출된 커플링(coupling) 신호를 중간 주파수의 신호로 변환하여 그 크기를 검출하는 출력신호 검출부(103)와, 상기 검출된 고주파 신호의 크기를 제공받아 그 크기에 따른 송신 고주파 이득신호를 발생하는 제어 회로부(104)로 구성된다.

이와 같은 구성에 의하여 송신기의 업 컨버터(101)에 입력된 중간주파수의 신호(1)는 분배기(2)에 의해 이중 경로로 분리되어 고정 감쇄기(3)와, 증폭기(4) 및 소필터(5)를 통과하여 어느 정도 잡음이 제거된 이후에 주파수 변환기(8)와 제1 국부 발진기(6)에 의해 고주파 신호로 변환된다. 상기 제1 국부 발진기(6)에 의해 생성되는 신호 또한 제1 대역 필터(7)에 의해 잡음이 제거된 이후에 상기 주파수 변환기(8)에 이용된다.

상기 고주파로 변환된 수신 신호는 제2 대역 필터(9)에 의해 대역외 신호가 제거되고, 제1 감쇄기(10)에 의해 이득 조절된다. 상기 제1 감쇄기(10)를 통과한 고주파 신호는 감쇄를 수반하므로 증폭기(11)에 의해 감쇄가 보상된다. 그리고, 단향관(Isolator-13)에 의해 반사파 신호가 없는 상태에서 고전력 증폭기(14)에 출력된다.

상기 단향관(13)으로부터 출력된 신호는 고전력 증폭기(HPA-14)에서 고전력으로 증폭되고, 커플링부(102)에서 종단 필터(15)에 의해 잡음이 제거되어 송신 안테나로 방사된다. 한편, 안테나로 방사되는 신호는 커플링부(102)에 구비된 방향성 커플러(16)에 의해 커플링(coupling)되어 출력 신호 검출부(103)에 입력된다.

상기 출력 신호 검출부(103)에 입력된 커플링 신호는 제2 국부 발진기(18)와 제2 주파수 변환기(17)에 의해 중간 주파수의 신호로 변환된다. 상기 주파수 변환 과정은 대역외 신호를 수반하게 되므로 증폭기(19)에 의해 증폭된 이후에 제3 대역 필터(20) 및 제2 감쇄기(21)에 의해 잡음이 제거된다. 상기 잡음이 제거된 신호는 제2 출력 검출기(22)에 입력되어 그 크기가 검출된다.

상기 제2 출력 검출기(22)에 의해 검출된 신호는 제어 회로부(104)의 디지털 변환기(23)에 입력되어 디지털 신호로 변환된다. 제어 회로(24)는 이 디지털 신호로 변환된 신호의 크기를 감지하여 송신기에서 원하는 출력인지 아닌지를 판단하게 된다. 상기 판단 결과가 기준 전압보다 크면 송신 고주파 이득신호를 낮추고 반대로 기준 전압보다 작으면 송신 고주파 이득 신호를 높여 아날로그 변환기(25)에 의해 다시 아날로그 신호로 변환하여 상기 업 컨버터에 구비된 자동이득 제어 회로(27)에 제공한다.

상기 자동이득 제어 회로(27)에 제공된 송신 고주파 이득 신호는 각 이득에 해당하는 이득 제어 신호를 상기 업 컨버터(101)의 제1 감쇄기(10)에 제공하여 송신기 전체 출력을 제어하도록 한다.

한편, 상기 업 컨버터(101)내에는 고전력 증폭기(14) 앞 단에 커플러(12) 단자가 있어 저전력의 고주파 신호를 커플링하여 제1 출력 검출기(26)에 제공한다.

상기 제1 출력 검출기(26)에 제공된 커플링 신호는 그 크기가 검출되어 자동이득 제어 회로(27)에 입력된다.

상기 자동이득 제어 회로(27)는 상기 제1 출력 검출기(26)에 의해 검출된 신호의 크기에 따른 이득 제어 신호를 상기 업 컨버터(101)의 제1 감쇄기(10)에 제공하여 업 컨버터로부터 출력되는 신호의 크기를 조절하게 된다.

즉, 상기 업 컨버터(101)에 구비된 자동이득 제어회로(27)는 상기 제1 출력 검출기(26)로부터 제공된 신호의 크기에 따른 이득 제어신호를 발생하거나, 또는 상기 제어 회로부(104)로부터 제공되는 송신 고주파 이득신호에 따른 이득 제어신호를 발생하여 송신 안테나로 방사되는 신호의 크기를 조절한다.

이와 같은 종래 이동 통신 시스템의 기지국 송신전력 제어 장치에 있어서, 최종 출력인 송신 안테나에서 복사되는 신호를 원하는 출력으로 조정하기 위해 출력 검출기, 종단 필터(F_E_F)와 대역 필터(BPF), 주파수 변환기(MIXER)등이 중복 사용되고 있다. 그러므로 각 부품들에 의해 큰 편차가 발생하며 많은 부품을 사용하여 제작하므로 비용이 증가하는 문제가 있다.

또한, 이득 제어 신호는 업 컨버터를 제작할 때 작업자에 따라 차이가 있을 수 있으며 기지국을 최초로 초기화(setup)시에 안테나로 복사되는 신호의 크기를 기준으로 교정(calibration)이 이루어지므로 초기화(setup)시에 업 컨버터가 이상적인 동작을 하고 있는지를 명확히 검증하기가 어렵다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 종래 기술의 문제점을 감안하여안출한 것으로서, 기지국 송신기의 감쇄기에 인가되는 이득 제어 신호를 원하는 값으로 조정하기 위한 이동 통신 시스템의 기지국 송신 장치를 제공하기 위한 것이다.

이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 수신된 중간 주파수 신호를 고주파 신호로 변환하여 출력하는 업 컨버터와, 상기 업 컨버터의 출력 신호를 추출하는 커플링부와, 상기 커플링부에 의해 추출된 신호의 크기에 따라 상기 업 컨버터의 이득을 조절하기 위한 이득 제어신호를 발생하는 자동이득 제어회로와, 외부로부터 입력된 기준 이득 제어신호를 제공하는 제어 회로부와, 상기 자동이득 제어회로에 의해 발생된 이득 제어신호와 상기 제어 회로부로부터 제공된 기준 이득 제어신호를 비교하여 그에 따른 제어 신호를 발생하는 비교부와, 상기 비교부에 의해 발생된 제어신호에 따라 상기 커플링부에 의해 추출된 신호의 크기를 조절하여 상기 자동이득 제어회로에 제공하는 감쇄기로 구성되는 것을 특징으로 이루어진다.

바람직하게, 상기 제어 회로부는 상기 기준 이득 제어 신호가 외부로부터 제공될 때, 상기 비교부의 스위치(switch)를 작동(ON)시키는 것을 특징으로 이루어지는 이동 통신 시스템의 기지국 송신 장치이다.

도 1은 종래 기술에 따른 이동 통신 시스템의 기지국 송신기 블록 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 이동 통신 시스템의 기지국 송신기 블록 구성도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

31 : 중간 주파 신호 47 : 출력 검출기

32 : 분배기 48 : 자동이득 제어회로

33 : 고정 감쇄기(PAD) 49 : 디지털 변환기(A/D Converter)

34,41 : 증폭기(AMP) 50 : 제어 회로

35 : 소필터(SAW FILTER) 51 : 아날로그 변환기(D/A Converter)

36 : 주파수 변환기(MIXER) 52,53 : 스위치

37,39 : 대역필터(BPF) 54 : 비교기

38 : 국부 발진기 201 : 업 컨버터(Up Converter)

40 : 제1 감쇄기(ATT) 202 : 커플링부

42 : 단향관(Isolator) 203 : 제2 감쇄기

43 : 전력 증폭기 204 : 비교부

44 : 종단 필터(FEF) 205 : 제어회로부

45 : 방향성 커플러(Directional Couppler)

46 : 입력 검출기

이하 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 이동 통신 시스템의 기지국 송신기 블록 구성도이다.

본 발명에 따른 이동 통신 시스템의 기지국 송신 장치는 수신된 중간 주파수 신호를 고주파 신호로 변환하여 그 이득을 제어하여 출력하는 업 컨버터(201)와, 상기 업 컨버터(201)로부터 출력된 고주파 신호를 고전력으로 증폭하는 고전력 증폭기(43)와, 상기 고전력 증폭기(43)로부터 출력된 신호의 대역외 신호를 제거하여 송신 안테나로 신호를 방사하는 한편 커플링 신호를 추출하는 커플링부(202)와, 상기 커플링된 신호를 감쇄하는 제2 감쇄기(203)와, 상기 제2 감쇄기(203)에 감쇄 제어신호를 제공하는 비교부(204)와, 상기 제2 감쇄기(203)에 의해 감쇄된 신호의 크기에 따라 송신 고주파 이득신호를 변경하여 상기 업 컨버터(201)에 제공하는 제어 회로부(205)로 구성된다.

이와 같은 구성에 의하여 본 발명에 따른 기지국 송신 장치에 수신된 중간 주파수 신호(31)는 분배기(32)에 의해 이중 경로로 분리되어 고정 감쇄기(33)와, 증폭기(34) 및 소필터(35)를 통과하여 어느 정도 잡음이 제거된 이후에 주파수 변환기(36)와 국부 발진기(38)에 의해 고주파 신호로 변환된다.

상기 국부 발진기(38)에 의해 발생되는 신호 또한 제1 대역 필터(37)에 의해 잡음이 제거된 이후에 상기 주파수 변환기(36)에 이용된다.

상기 고주파로 변환된 수신 신호는 제2 대역 필터(39)에 의해 대역외 신호가 제거되고, 제1 감쇄기(40)에 의해 이득 조절된다. 상기 제1 감쇄기(40)를 통과한 고주파 신호는 감쇄를 수반하므로 증폭기(41)에 의해 감쇄가 보상된다. 그리고, 단향관(Isolator-13)에 의해 반사파 신호가 없는 상태에서 고전력 증폭기(43)에 출력된다.

상기 전력 증폭기(HPA-43)에 출력된 신호는 고전력으로 증폭되고, 커플링부(202)에서 종단 필터(44)에 의해 잡음이 제거되어 송신 안테나로 방사된다.

한편, 안테나로 방사되는 신호는 커플링부(202)에 구비된 방향성 커플러(45)에 의해 커플링(coupling)되어 제2 감쇄기(203)에 입력된다.

상기 제2 감쇄기(203)는 비교부(204)로부터 제공되는 감쇄 제어 신호에 의해 상기 커플링부(202)로부터 입력되는 신호의 감쇄량을 조정하여 상기 업 컨버터(201)에 구비된 출력 검출기(47)에 입력한다.

상기 출력 검출기(47)에 입력된 신호는 그 크기가 검출되어 전압 정보로 변환된다. 그리고, 변환된 전압 정보는 상기 업 컨버터에 구비된 자동이득 제어회로(47)와 제어 회로부(205)에 각각 입력된다.

상기 제어 회로부(205)는 상기 출력 검출기(47)로부터 입력된 신호의 크기에 따른 송신 고주파 이득 신호를 발생하여 상기 자동이득 제어회로(48)에 제공한다.

한편, 상기 분배기(32)에 의해 이중 경로로 분리된 중간 주파수의 신호는 다른 경로의 입력 검출기(46)에 입력되어 그 크기가 검출된다. 그리고, 상기 자동이득 제어회로(48)에 그 크기가 입력된다.

상기 자동이득 제어회로(48)는 상기 출력 검출기(47)에서 입력되는 신호와, 상기 제어 회로부(205)로부터 입력되는 송신 고주파 이득 신호와, 상기 입력 검출기(46)로부터 입력되는 신호를 이용하여 송신 신호가 원하는 이득을 갖고, 일정하게 출력될 수 있도록 하는 이득 제어신호를 상기 업 컨버터(201)에 구비된 제1 감쇄기(40)에 제공한다.

상기 제1 감쇄기(40)는 상기 이득 제어신호에 따라 감쇄량을 조절하여 송신 장치에서의 출력이 일정하도록 한다.

한편, 상기 제어 회로부(205)에 실험적으로 검증된 외부이득 제어신호가 외부로부터 입력되면, 제어 회로부(205)는 상기 비교부(204)의 스위치(52,53)에 동작(ON)을 수행하는 제어신호를 제공한다.

상기 스위치(52,53)가 동작(ON)하게 되면 상기 자동이득 제어회로(48)로부터 상기 업 컨버터(201)내의 제1 감쇄기(40)에 제공되는 이득 제어신호는 또 다른 경로의 제1 스위치(52)에 의해 비교기(53)로 입력되며, 외부로부터 입력되는 외부이득 제어신호는 제2 스위치(53)에 의해 비교기(53)로 입력된다.

상기 비교기(53)는 입력된 이득 제어 신호와 외부이득 제어신호의 두 값을 서로 비교하여 이득 제어 신호가 원하는 이득 제어신호(외부이득 제어신호)가 되도록 제2 감쇄기(203)에 적절한 감쇄 제어 신호를 제공한다.

그러나, 외부이득 제어신호가 제공되지 않을 때에는 상기 제어 회로부(205)는 상기 비교부(204)의 스위치(52,53)를 차단(OFF)하는 제어 신호를 보내주고, 제2 감쇄기(203)에 저장된 감쇄 제어 신호를 공급한다.

즉, 상기 제2 감쇄기(203)는 커플링부(202)로부터 신호가 입력되면, 상기 비교기(54) 또는 상기 제어 회로부(204)로부터 감쇄 제어 신호를 제공받아 그 신호의 크기를 조절한다. 상기 조절된 신호는 궁극적으로 송신 고주파 이득신호를 변경하게 되고, 이에 따른 이득 제어신호를 달리하게 함으로써, 본 발명에 따른 이동 통신 시스템의 기지국 송신기의 출력을 원하는 출력값으로 조정하게 한다.

요약하면, 본 발명은 송신기에서 업 컨버터(201)가 시스템 자체내에서 제 2차 조정(tune)을 할 수 있도록 스위치(52,53), 비교기(54), 제2 감쇄기(203)를 추가적으로 구비하였다.

그리고, 제어 회로부(205)에 스위치(52,53)를 제어하는 제어 신호를 발생하는 기능과, 제2 감쇄기(203)의 감쇄 제어전압을 모니터링(monitoring)할 수 기능, 일정한 감쇄 제어 전압을 발생하는 기능, 원하는 자동이득 제어 전압을 시스템 자체내에서 제2 조정(tune)할 수 있도록 외부 이득 제어 신호를 지원하는 것이다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명은 출력 검출기의 입력단에 위치하는 감쇄기의 감쇠량을 조절하여 업 컨버터의 이득을 조절하는 이득 제어 신호를 원하는 값으로 조절한다.

또한 업 컨버터를 생산할 때에 고정되는 제1 조정(tune)외에 외부로부터 입력되는 외부 입력 신호를 이용하여 제2 조정(tune)을 행함으로써, 업 컨버터이외의 부분에 의해 생기는 오차를 보상해 주어 기지국의 정확한 교정(calibration)을 할 수 있도록 지원해 준다.

이와 같은 효과들에 의해 이동 통신 시스템의 기지국 송신기는 송신 안테나에 최적의 전력을 갖는 신호를 인가한다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정하는 것이 아니라 특허 청구 범위에 의해서 정해져야 한다.

Claims

수신된 중간 주파수 신호를 고주파 신호로 변환하여 출력하는 업 컨버터와;

상기 업 컨버터의 출력 신호를 추출하는 커플링부와;

상기 커플링부에 의해 추출된 신호의 크기에 따라 상기 업 컨버터의 이득을 조절하기 위한 이득 제어신호를 발생하는 자동이득 제어회로와;

외부로부터 입력된 기준 이득 제어신호를 제공하는 제어 회로부와;

상기 자동이득 제어회로에 의해 발생된 이득 제어신호와 상기 제어 회로부로부터 제공된 기준 이득 제어신호를 비교하여 그에 따른 제어 신호를 발생하는 비교부와;

상기 비교부에 의해 발생된 제어신호에 따라 상기 커플링부에 의해 추출된 신호의 크기를 조절하여 상기 자동이득 제어회로에 제공하는 감쇄기로 구성되는 것을 특징으로 하는 이동 통신 시스템의 기지국 송신 장치.
제 1항에 있어서, 상기 제어 회로부는 상기 기준 이득 제어 신호가 외부로부터 제공될 때, 상기 비교부의 스위치(switch)를 작동(ON)시키는 것을 특징으로 하는 이동 통신 시스템의 기지국 송신 장치.