임펄스 신호기반 초광대역 무선통신 시스템의 효율적 수신구조를 이용한 자동 이득 제어 장치 및 방법 document_id A220623111579

일반적으로 무선통신 시스템에 있어서 송신 안테나를 통해 전파된 신호는 무선채널에서 전파 손실을 겪게 된다. 즉, 실제 환경에서는 전파 거리에 따른 감쇄, 주변 지형이나 조건(환경)에 의한 음영(Shadow) 및 다중 경로 지연과 같은 여러 형태의 감쇠가 발생하기 마련이다. 그래서, 이러한 무선 채널 환경에서의 안정된 무선 통신 상태를 유지하기 위해서는 저 잡음 증폭기(Low Noise Amplifier, LNA) 및 가변 이득 증폭기(Variable Gain Amplifier, VGA)등과 같은 장치를 통해 수신 신호의 전압 레벨을 일정하게 유지할 필요가 있다. 한편, 도 1을 통하여 종래의 일반적인 직교방식의 무선 통신 수신기 구조를 설명한다. 도 1은 종래의 일반적인 직교(Inphase 0026# Quadrature)방식의 무선 통신 수신기를 나타낸다. 첨부된 도 1을 참조하면, 종래의 직교 방식 무선 통신 수신기는 무선 신호를 수신하는 안테나(10), 상기 수신 신호의 이득을 저 잡음 증폭하는 LNA(20), 반송파 주파수를 생성하는 국부발진기(50), 상기 생성된 반송파 주파수를 LNA(20)의 출력신호와 곱하여 기저대역 또는 IF 대역신호로 변환하는 믹서(Mixer)(30), 믹서(30)로부터 출력된 신호를 저역 통과 필터(Low Pass Filter, LPF) 또는 대역 통과 필터(Band Pass Filter, BPF)(40)와 신호의 이득을 조정하는 가변 이득 증폭기(Variable Gain Amplifier, VGA)(60), 아날로그-디지털 변환기(Analog Digital Converter, ADC)(70), 상기 수신된 신호를 이용하여 신호를 복원하고 가변이득증폭기(VGA)(60)에 이득 제어 전압을 피드백(feedback)하여 수신 신호의 동작범위를 조정하는 자동 이득 제어기(AGC)를 포함하는 디지털 신호처리 블록(80)으로 구성된다. 이러한 종래의 무선 통신 시스템의 수신 신호는 신호의 크기가 연속적인 전압레벨을 갖는 연속파(Continuous Wave)이다. 또한, 신호의 대역폭도 비교적 협대역 신호이므로, 수신기에서는 수신 전계 강도(Received Signal Strength Indication, RSSI)를 측정하여 수신 신호의 전압 레벨을 정밀하게 조정할 수 있다. 디지털 신호처리 블록(80)의 자동 이득 제어기(AGC)는 수신 신호의 RSSI를 측정하여 LNA(20)를 ON, OFF 하거나, VGA(60)의 이득 조정을 통해 수신 신호의 크기를 입력 범위 안에 들어오도록 조정할 수 있다. 이렇게 수신신호의 크기를 ADC(70) 입력단의 동작레벨에 최대이득을 갖도록 조정하여 신호 대 잡음비를 최대로 가져갈 수 있도록 제어한다. 그러나, 임펄스 신호에 기반을 두는 초광대역(Ultra Wideband, UWB) 무선 시스템에서는 스펙트럼 마스크 규정에 의해 2nS 혹은 그 이하의 매우 짧은 펄스를 이용하여 -41.3dBm/MHz 이하의 낮은 전력 레벨로 송신신호를 송출한다. 또한, 연속적이 아닌 이산적(Discrete)으로 임펄스를 발생하는 송신 신호 특성으로 인하여 원거리에서는 전송 데이터의 유무 판별이 어려워 질 수 있다. 이러한 요인들은 수신 신호의 RSSI 방식에 의한 신호검출의 오차를 커지게 하고, 이로인 하여 RSSI를 이용한 AGC의 성능은 결국 수신 성능을 저하시키는 원인이 되는 문제점이 있다.