KR20050101064A - Time diversity method and system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이동통신 송ㆍ수신 시스템에서 서비스 커버리지의 통화품질을 개선하기 위한 시간 다이버스티 기법에 관한 것이다. 이러한 본 발명은 주안테나를 통해 수신된 신호를 입력받아 종단하거나 이득조정하기 위한 주경로 이득보정 및 경로선택부와, 다이버스티 안테나를 통해 수신되고 시간지연된 신호를 입력받아 시간지연된 신호를 종단하거나 이득조정하기 위한 다이버스티 경로 이득보정 및 경로선택부, 이득보정 및 경로선택부의 출력을 결합하기 위한 결합기, 결합된 신호를 모니터링하여 선택된 경로의 이득을 검출하기 위한 이득검출부, 조정주기에 다이버스티 경로 이득보정 및 경로선택부를 제어하여 다이버스티 경로를 종단시키고, 이득검출부로부터 수신된 검출신호의 이득을 기준이득과 비교하여 서로 일치하도록 주경로 이득보정 및 경로선택부를 제어하는 컨트롤러를 구비한다. 따라서 본 발명은 송ㆍ수신기 내부나 외부 환경변화에 따라 각 경로(주경로, 다이버스티 경로)에서 발생할 수 있는 이득 불균형을 송ㆍ수신기의 내부에서 자동적으로 보상해 줌으로써 각 경로의 이득차를 최소화하고, 이득차를 감시함으로써 경로의 비정상적인 상태를 감시할 수 있다.The present invention relates to a time diversity technique for improving call quality of service coverage in a mobile communication transmission and reception system. The present invention includes a main path gain correction and path selector for terminating or gaining a signal received through a main antenna and terminating or gaining a time delayed signal by receiving a time delayed signal received through a diversity antenna. Diversity path gain correction and path selector for adjustment, combiner for combining outputs of gain correction and path selector, gain detector for monitoring the combined signal to detect gain of selected path, diversity path gain in adjustment period And a controller for controlling the main path gain correction and path selection unit so as to terminate the diversity path by controlling the correction and path selection unit, and compare the gain of the detection signal received from the gain detection unit with the reference gain. Therefore, the present invention automatically compensates for gain imbalance that may occur in each path (main path, diversity path) according to the change of the internal and external environment of the transmitter and receiver, thereby minimizing the gain difference of each path. In addition, by monitoring the gain difference, an abnormal state of the path can be monitored.
Description
본 발명은 무선 송수신기의 다이버스티(Diversity) 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 동일이득으로 두 경로의 신호를 결합하여 페이딩 환경에서 수신특성을 향상시킬 수 있는 시간 다이버스티 방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a diversity system of a wireless transceiver, and more particularly, to a time diversity method and system capable of improving reception characteristics in a fading environment by combining signals of two paths with the same gain.
현재 CDMA방식의 이동통신에서 음영지역의 커버리지 확장 및 핸드 오프용으로 중계기를 이용하는 사례가 많다. 중계기는 기지국으로부터 전달된 미약한 신호를 기지국 대향 안테나를 통해 수신하여 원하는 대역 선택도를 높이는 여파과정을 거쳐 서비스 커버리지 내에 적정 출력으로 송신하며, 마찬가지로 이동국 대향 안테나를 통해 이동국의 신호를 수신한 후 여파과정을 통해 적정 출력으로 기지국으로 전달한다. 이때 중계기 커버리지 내에서의 통화품질은 설치 장소 및 주변환경에 매우 민감하게 반응하는데, 일반적으로 설치국소가 기지국 안테나의 가시거리(LOS:Line Of Sight)에 위치하지 않는 경우나 기지국과 중계기, 중계기와 이동국 사이에 이동물체나 전파 장애물이 존재하면 여러경로를 통해 신호를 수신하게 되어 기지국 및 이동국에서 수신된 신호의 위상차에 의해 수신신호의 감쇄현상이 일어나게 된다. 이러한 현상을 '다중경로 페이딩'이라고 한다. Currently, there are many cases of using a repeater for coverage extension and handoff of shadow area in CDMA mobile communication. The repeater receives the weak signal transmitted from the base station through the base station counter antenna and transmits the signal to the appropriate output within the service coverage through the filter process to increase the desired band selectivity, and similarly receives the signal of the mobile station through the mobile station counter antenna. It passes through the process to the base station with the proper output. At this time, the call quality within the repeater coverage is very sensitive to the installation location and the surrounding environment. Generally, the installation location is not located at the line of sight (LOS) of the base station antenna or the base station, the repeater, and the repeater. When a mobile object or a radio wave obstacle exists between mobile stations, signals are received through various paths, and attenuation of the received signal occurs due to the phase difference between the signals received at the base station and the mobile station. This phenomenon is called 'multipath fading'.
일반적으로 페이딩 현상에 의한 통화품질 저하를 줄이기 위한 방법으로 주파수 다이버스티나 공간 다이버스티, 시간 다이버시티 등 다양한 기법이 사용되는데, 대표적인 방법으로 시간 다이버시티 방법을 들 수 있다.In general, various techniques such as frequency diversity, spatial diversity, and time diversity are used as a method for reducing the call quality deterioration due to fading. A representative method is a time diversity method.
시간 다이버스티가 적용된 이동통신시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 이동통신망(1)에 연결되는 기지국(10)과, 음영지역을 해소하기 위한 중계기(20), 및 이동국(30)으로 이루어진다. 이때 중계기(20)는 기지국(10) 및 이동국(30)의 시스템 내부에 있는 시간지연에 따른 다중경로 신호의 복조기능을 가진 레이크 수신기를 이용하기 위해 내부에 각 방향 수신경로를 두개로 나누어 둘 중 하나의 경로에 시간지연 소자를 사용한 후, 두 경로의 신호를 결합하여 양쪽 경로에 일정 시간차를 두는 방식이다.As shown in FIG. 1, a mobile communication system to which time diversity is applied includes a base station 10 connected to the mobile communication network 1, a repeater 20 for eliminating a shadow area, and a mobile station 30. At this time, the repeater 20 divides each of the two receiving paths into two in order to use a rake receiver having a demodulation function of a multipath signal according to a time delay in the system of the base station 10 and the mobile station 30. After using a time-delay element in one path, the signals of the two paths are combined to give a certain time difference in both paths.
종래의 중계기(20)에 적용된 시간 다이버시티 시스템은 도 2에 도시된 바와 같이, 기지국(10)으로부터 수신된 순방향 신호를 증폭하여 이동국측의 주안테나(29-1)를 통해 송신하는 순방향 주경로와, 순방향 경로의 이득을 개선하기 위해 기지국(10)으로부터 다이버스티 안테나(21-2)를 통해 수신된 신호를 지연시켜 순방향 주경로에 전달하는 순방향 다이버스티 경로와, 이동국(30)으로부터 수신된 역방향 신호를 증폭하여 기지국측 주안테나(21-1)로 송신하는 역방향 경로와, 역방향 경로의 이득을 개선하기 위해 이동국(30)으로부터 다이버스티 안테나(29-2)를 통해 수신된 신호를 지연시켜 역방향 주경로에 제공하는 역방향 다이버스티 경로로 이루어진다.As shown in FIG. 2, the time diversity system applied to the conventional repeater 20 amplifies a forward signal received from the base station 10 and transmits it through the main antenna 29-1 on the mobile station side. And a forward diversity path for delaying the signal received from the base station 10 through the diversity antenna 21-2 and transmitting it to the forward main path to improve the gain of the forward path, and received from the mobile station 30. Delaying the signal received through the diversity antenna 29-2 from the mobile station 30 to improve the gain of the reverse path and amplifying the reverse signal to the base station side antenna 21-1. It consists of a reverse diversity path that provides the reverse main path.
도 2를 참조하면, 두개의 이동국 대향 안테나를 사용하여 주안테나(29-1)에서 수신한 이동국 신호는 저잡음 증폭과 필터를 통해 선택도를 높이는 신호 처리부(25R)를 거친 후, 고출력 증폭기(26R)에서 적정 출력으로 증폭하여 기지국 대향 주안테나(21-1)로 방사하여 기지국(10)으로 전송한다. 다이버스티 안테나(29-2)에서 받은 이동국 신호는 저잡음 증폭 후, 일정시간(수 Chip정도) 지연을 시키는 소자(28M)를 거쳐, 주안테나(29-1)에서 수신된 신호와 동일 이득으로 결합기(24R)에서 합해져 신호 처리부(25R)를 거친 후, 고출력 증폭기(26R)에서 적정출력으로 증폭하여 기지국 대향 안테나(21-1)로 방사하여 기지국(10)의 레이크 수신기로 다중 경로의 신호를 복조할 수 있게 하여 통화 품질을 개선한다. Referring to FIG. 2, the mobile station signal received from the main antenna 29-1 using two mobile station opposing antennas passes through a signal processor 25R for high selectivity through low noise amplification and a filter, and then a high power amplifier 26R. Amplified to the appropriate output from the radiation to the base station opposing main antenna (21-1) and transmitted to the base station (10). The mobile station signal received from the diversity antenna 29-2 is passed through an element 28M which delays a predetermined time (a few chips) after low noise amplification, and has the same gain as the signal received from the main antenna 29-1. After summed at 24R and passing through the signal processing unit 25R, the high output amplifier 26R amplifies to a proper output, radiates it to the base station counter antenna 21-1, and demodulates a multipath signal to the rake receiver of the base station 10. Improve call quality.
기지국(10)에서 중계기(20)를 거쳐 이동국(30)으로 신호를 전달하는 과정도 위와 같은 방법으로 구현되므로 더이상의 설명은 생략한다.Since the process of transmitting the signal from the base station 10 to the mobile station 30 through the repeater 20 is also implemented in the same manner as described above, further description thereof will be omitted.
그런데 이상에서 설명한 종래의 다이버스티 시스템은 주안테나를 통해 수신된 신호가 전달되는 주경로와, 다이버스티 안테나를 통해 수신된 후 시간지연되는 신호가 전달되는 시간지연 경로간에 이득 불균형이 생겨 다이버스티 효과가 저하되는 문제점이 있다. 즉, 시간 다이버스티 방법은 두 경로의 결합이 동일 이득으로 합해졌을 때 가장 뛰어나 수신감도가 3dB 개선되는 다이버시티 효과를 얻을 수 있는데, 두 경로의 이득이 일정 이상 차이가 나면 다이버시티 효과가 현저하게 떨어지게 된다. However, in the conventional diversity system described above, a gain imbalance occurs between a main path through which a signal received through the main antenna is transmitted, and a time delay path through which a signal delayed after being received through the diversity antenna is transmitted. There is a problem that is lowered. In other words, the time diversity method is best when the combination of two paths is combined with the same gain, so that a diversity effect of 3 dB improvement in reception sensitivity can be obtained. Will fall.
이러한 이득 불균형은 운영자의 작업 부주의, 온도에 따른 부품이득의 변화 등과 같은 시스템 내부 요인 및 외부 환경에 의해서도 발생될 수 있는데, 종래의 타임 다이버시티 방법에는 능동적인 이득보정 장치가 없어 실제 다이버시티 기능의 효과를 극대화시킬 수 없으며, 또 두 경로 중 어느 한 경로만으로 서비스가 가능하기 때문에 나머지 경로의 현저한 이득 열화를 제대로 감시할 수 없는 문제점이 있다.This gain imbalance can also be caused by system internal factors, such as operator inadvertence and changes in part gain with temperature, and by the external environment. In the conventional time diversity method, there is no active gain compensation device. There is a problem in that it is not possible to maximize the effect, and that service can be performed using only one of the two paths, so that significant gain deterioration of the remaining paths cannot be properly monitored.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 수신단의 두 경로의 이득을 보정하여 동일 이득으로 결합할 수 있도록 함으로써 다이버시티 효과를 극대화하시킬 수 있는 시간 다이버스티 방법 및 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a time diversity method and system that can maximize the diversity effect by correcting the gains of two paths of a receiving end to combine the same gain in order to solve the above problems. .
본 발명의 다른 목적은 시스템 내부의 온도변화나 기타 다른 원인으로 인해 시스템 내부의 부품 자체에 의해 이득이 변화되거나 전파 환경상의 원인으로 이득이 변화되는 경우 이를 보정하여 성능을 개선할 수 있는 시간 다이버스티 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a time diversity that can improve performance by correcting a case where a gain is changed due to a component inside the system due to a temperature change or other causes inside the system or due to a propagation environment. It is to provide a method and system.
본 발명의 또다른 목적은 커버리지 내의 통화품질의 신뢰도를 높이고, 두 경로의 상태를 동시에 감시하여 다이버시티 성능을 높일 수 있는 이동통신시스템의 중계기를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a repeater of a mobile communication system that can increase the reliability of call quality in coverage and improve diversity performance by simultaneously monitoring the state of two paths.
이러한 본 발명은 현재 서비스되고 있는 CDMA 및 IMT-2000 중계기 및 송.수신 장치중 동일 이득 결합 다이버시티 방식을 사용하는 모든 시스템에 직접 적용할 수 있다. The present invention can be directly applied to all systems using the same gain coupled diversity scheme among CDMA and IMT-2000 repeaters and transmitters and receivers currently being serviced.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위하여 본 발명의 방법은, 무선 송수신 장치의 주경로와 다이버시티 경로를 동일 이득으로 합성하여 페이딩에 대한 내성을 강화하기 위한 시간 다이버스티 방법에 있어서, 기준이득을 설정하는 단계; 상기 주경로의 이득을 검출하여 상기 기준이득과 비교하는 단계; 상기 주경로의 이득이 상기 기준이득과 일치하도록 상기 주경로의 이득을 조정하는 단계; 상기 다이버스티 경로의 이득을 검출하여 상기 기준이득과 비교하는 단계; 상기 다이버스티 경로의 이득이 상기 기준이득과 일치하도록 상기 다이버스티 경로의 이득을 조정하는 단계; 및 상기 조정된 이득으로 주경로의 신호와 다이버스티 경로의 신호를 결합하여 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the method of the present invention, in the time diversity method for increasing the immunity to fading by combining the main path and the diversity path of the radio transceiver with the same gain, to set the reference gain step; Detecting a gain of the main path and comparing the gain with the reference gain; Adjusting the gain of the main path such that the gain of the main path matches the reference gain; Detecting a gain of the diversity path and comparing the gain with the reference gain; Adjusting the gain of the diversity path such that the gain of the diversity path matches the reference gain; And combining and transmitting the signal of the main path and the signal of the diversity path with the adjusted gain.
또한 상기와 같은 목적들을 달성하기 위하여 본 발명의 시스템은 무선 송수신 장치의 주경로와 다이버시티 경로를 동일 이득으로 합성하여 페이딩에 대한 내성을 강화하기 위한 시간 다이버스티 시스템에 있어서, 주안테나를 통해 수신된 신호를 입력받아 종단하거나 이득조정하기 위한 주경로 이득보정 및 경로선택수단; 다이버스티 안테나를 통해 수신되고 소정 시간지연된 신호를 입력받아 시간지연된 신호를 종단하거나 이득조정하기 위한 다이버스티 경로 이득보정 및 경로선택수단; 상기 이득보정 및 경로선택수단의 출력을 결합하기 위한 결합기; 상기 결합된 신호를 모니터링하여 선택된 경로의 이득을 검출하기 위한 이득검출수단; 미리 설정된 기준이득을 저장하고 있다가 조정주기에 상기 다이버스티 경로 이득보정 및 경로선택수단을 제어하여 다이버스티 경로를 종단시키고, 상기 이득검출수단으로부터 수신된 검출신호의 이득을 상기 기준이득과 비교하여 서로 일치하도록 상기 주경로 이득보정 및 경로선택수단을 제어하고, 상기 주경로 이득보정 및 경로선택수단을 제어하여 주경로를 종단시키고, 상기 이득검출수단으로부터 수신된 검출신호의 이득을 상기 기준이득과 비교하여 서로 일치하도록 상기 다이버스티 경로 이득보정 및 경로선택수단을 제어하는 컨트롤러를 구비한 것을 특징으로 한다.In addition, in order to achieve the above objects, the system of the present invention synthesizes the main path and the diversity path of the radio transceiver with the same gain in the time diversity system for strengthening immunity to fading, received through the main antenna Main path gain correction and path selection means for terminating or gain-adjusting the received signal; Diversity path gain correction and path selection means for terminating or gain-adjusting the time-delayed signal received through a diversity antenna and receiving a predetermined time-delayed signal; A combiner for combining the outputs of the gain correction and path selection means; Gain detection means for monitoring the combined signal to detect gain of a selected path; The predetermined reference gain is stored, and the diversity path gain correction and path selection means are terminated at an adjustment period to terminate the diversity path, and the gain of the detection signal received from the gain detection means is compared with the reference gain. The main path gain correction and path selection means are controlled to coincide with each other, the main path gain correction and path selection means are controlled to terminate the main path, and the gain of the detection signal received from the gain detection means is equal to the reference gain. And a controller for controlling the diversity path gain correction and path selection means so as to coincide with each other.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 시간 다이버스티가 적용된 이동통신시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 이동통신망(1)과 연결되고 다수의 안테나(12-1~12-N)로 해당 셀에 서비스신호를 제공하는 기지국(10)과, 음영지역을 해소하기 위한 중계기(200), 및 이동국(30)으로 이루어질 수 있다. 본 발명이 적용된 중계기(200)는 기지국측으로 서비스신호를 송수신하기 위한 주안테나(21-1)와, 기지국측으로부터 서비스 신호를 수신하기 위한 다이버스티 안테나(21-2), 이동국측으로 서비스신호를 송수신하기 위한 주안테나(29-1)와, 이동국측으로부터 서비스 신호를 수신하기 위한 다이버스티 안테나(29-2)를 포함하여 서비스 신호를 중계한다.As shown in FIG. 1, a mobile communication system to which time diversity is applied according to the present invention is connected to a mobile communication network 1 and provides a service signal to a corresponding cell through a plurality of antennas 12-1 to 12 -N. The base station 10, the repeater 200 for eliminating the shadow area, and the mobile station 30 may be made. The repeater 200 to which the present invention is applied includes a main antenna 21-1 for transmitting and receiving a service signal to a base station, a diversity antenna 21-2 for receiving a service signal from a base station, and a service signal to a mobile station. The main antenna 29-1 for performing the operation and the diversity antenna 29-2 for receiving the service signal from the mobile station side are relayed.
도 3은 본 발명에 따른 시간 다이버스티가 적용된 중계기의 구성을 도시한 블럭도로, 본 발명의 중계기(200)는 기지국(10) 방향의 주안테나(21-1)로부터 수신된 순방향 신호를 증폭하여 이동국(30) 방향의 주안테나(29-1)를 통해 송신하는 순방향 주경로(F)와, 순방향 경로의 이득을 개선하기 위해 기지국 방향 다이버스티 안테나(21-2)를 통해 수신된 신호를 소정시간(예컨대, 수칩 정도) 지연시켜 순방향 주경로(F)에 전달하는 순방향 다이버스티 경로(B)와, 이동국 방향 주안테나(29-1)로부터 수신된 역방향 신호를 증폭하여 기지국 방향 주안테나(21-1)로 송신하는 역방향 경로(R)와, 역방향 경로의 이득을 개선하기 위해 이동국 방향 다이버스티 안테나(29-2)를 통해 수신된 신호를 소정시간 지연시켜 역방향 주경로에 제공하는 역방향 다이버스티 경로(M)로 이루어진다.3 is a block diagram showing a configuration of a repeater to which time diversity is applied according to the present invention. The repeater 200 according to the present invention amplifies a forward signal received from the main antenna 21-1 toward the base station 10. The forward main path F transmitted through the main antenna 29-1 in the direction of the mobile station 30, and the signal received through the base station direction diversity antenna 21-2 in order to improve the gain of the forward path are predetermined. The base station direction antenna 21 is amplified by a forward diversity path B that is delayed in time (for example, several chips) and transmitted to the forward main path F, and a reverse signal received from the mobile station direction antenna 29-1. Reverse path (R) to transmit to -1) and reverse diversity to provide a reverse main path by delaying a signal received through the mobile station direction diversity antenna 29-2 in order to improve the gain of the reverse path. Consisting of paths (M) .
순방향 경로(F)는 기지국 방향 주안테나(21-1)의 송수신신호를 분리하기 위한 듀플렉서(22B)와, 저잡음 증폭기(LNA: 23F), 이득보정 및 경로선택부(32F), 결합기(24F), 순방향 신호처리부(25F), 고출력증폭기(HPA: 26F)로 이루어지고, 역방향 경로(R)는 이동국 방향 주안테나(29-1)의 송수신신호를 분리하기 위한 듀플렉서(22M)와, 저잡음증폭기(23R), 이득보정 및 경로선택부(32R), 결합기(24R), 역방향 신호처리부(25R), 고출력증폭기(26R)로 이루어진다.The forward path F includes a duplexer 22B for separating transmission and reception signals of the base antenna 21-1, a low noise amplifier (LNA) 23F, a gain compensation and path selection unit 32F, and a combiner 24F. And a forward signal processor (25F) and a high power amplifier (HPA) 26F, the reverse path (R) is a duplexer (22M) for separating transmission and reception signals of the main antenna (29-1) in the mobile station, and a low noise amplifier ( 23R), gain correction and path selection section 32R, combiner 24R, reverse signal processing section 25R, and high output amplifier 26R.
순방향 다이버스티 경로(B)는 기지국 방향 다이버스티 안테나(21-2)와, 수신필터(27B), 저잡음 증폭기(23B), 지연기(28B), 이득보정 및 경로선택부(32B)로 이루어지고, 역방향 다이버스티 경로(M)는 이동국 방향 다이버스티 안테나(29-1)와, 수신필터(27M), 저잡음 증폭기(23M), 지연기(28M), 이득보정 및 경로선택부(32M)로 이루어진다. 여기서, 지연기(28B,28M)는 일정시간을 지연시키는 시간지연 소자로서 통상 수 Chip 정도 지연시킨다.The forward diversity path B is composed of a base station direction diversity antenna 21-2, a reception filter 27B, a low noise amplifier 23B, a delayer 28B, a gain correction and a path selector 32B, The reverse diversity path (M) is composed of a mobile station direction diversity antenna (29-1), a reception filter (27M), a low noise amplifier (23M), a delay (28M), a gain correction, and a path selector (32M). . Here, the delay units 28B and 28M are time delay elements for delaying a predetermined time and usually delay several chips.
도 3을 참조하면, 기지국 방향 주안테나(21-1)에서 수신된 순방향 고주파신호는 듀플렉서(22B)에서 순방향 경로로 전달되어 저잡음 증폭기(23F)에서 증폭되고, 이득보정 및 경로선택부(32F)에 의해 이득이 보정된 후 결합기(24F)로 전달된다. 또한 기지국 방향 다이버스티 안테나(21-2)에서 수신된 순방향 고주파신호는 수신필터(27B)에서 필터링된 후 저잡음 증폭기(23B)에서 증폭되고 지연기(28B)에서 시간 지연된 후 이득보정 및 경로선택부(32B)에서 이득이 보정되어 결합기(24F)로 전달된다. 결합기(24F)는 두 순방향 신호를 동일한 이득으로 결합하여 순방향 신호처리부(25F)로 전달하고, 순방향 신호처리부(25F)에서 필터링된 결합 신호는 고출력증폭기(26F)에서 고이득으로 증폭된 후 듀플렉서(22M)를 거쳐 이동국 방향 주안테나(29-1)에서 서비스 영역으로 방사된다. 따라서 이동국(30)의 레이크 수신기로 다중 경로의 신호를 복조하여 통화 품질을 개선할 수 있게 된다. Referring to FIG. 3, the forward high frequency signal received from the base antenna 21-1 is transferred from the duplexer 22B to the forward path, amplified by the low noise amplifier 23F, and the gain correction and path selector 32F. By the gain is corrected and passed to the combiner 24F. In addition, the forward high frequency signal received by the base station direction diversity antenna 21-2 is filtered by the reception filter 27B and then amplified by the low noise amplifier 23B and delayed by the delay unit 28B. The gain is corrected at 32B and passed to combiner 24F. The combiner 24F combines the two forward signals with the same gain and transfers them to the forward signal processor 25F. The combined signal filtered by the forward signal processor 25F is amplified with high gain in the high output amplifier 26F and then duplexer ( 22M) from the main antenna 29-1 toward the mobile station to the service area. Therefore, the rake receiver of the mobile station 30 can demodulate the signal of the multipath to improve the call quality.
이동국 방향 주안테나(29-1)에서 수신된 역방향 고주파신호는 듀플렉서(22M)에서 역방향 경로로 전달되어 저잡음 증폭기(23R)에서 증폭되고, 이득보정 및 경로선택부(32R)에 의해 이득이 보정된 후 결합기(24R)로 전달된다. 또한 이동국 방향 다이버스티 안테나(29-2)에서 수신된 역방향 고주파신호는 수신필터(27M)에서 필터링된 후 저잡음 증폭기(23M)에서 증폭되고 지연기(28M)에서 지연된 후 이득보정 및 경로선택부(32M)에서 이득이 보정되어 결합기(24R)로 전달된다. 결합기(24R)는 두 역방향 신호를 동일한 이득으로 결합하여 역방향 신호처리부(25R)로 전달하고, 역방향 신호처리부(25R)에서 필터링된 결합 신호는 고출력증폭기(26R)에서 고이득으로 증폭된 후 듀플렉서(22B)를 거쳐 기지국 방향 주안테나(21-1)에서 기지국측으로 방사된다. 따라서 기지국(10)의 레이크 수신기로 다중 경로의 신호를 복조하여 통화 품질을 개선할 수 있게 된다.The reverse high frequency signal received from the mobile station direction antenna 29-1 is transferred from the duplexer 22M to the reverse path, amplified by the low noise amplifier 23R, and the gain is corrected by the gain correction and path selection unit 32R. And then to a combiner 24R. In addition, the reverse high frequency signal received by the mobile station direction diversity antenna 29-2 is filtered by the reception filter 27M and then amplified by the low noise amplifier 23M and delayed by the delay unit 28M, followed by a gain correction and path selector ( The gain is corrected at 32M) and passed to combiner 24R. The combiner 24R combines the two reverse signals with the same gain and transfers them to the reverse signal processor 25R. The combined signal filtered by the reverse signal processor 25R is amplified with high gain in the high output amplifier 26R and then duplexer ( Radiates from the base station direction main antenna 21-1 to the base station side via 22B). Therefore, it is possible to demodulate the signal of the multipath to the rake receiver of the base station 10 to improve the call quality.
한편, 본 발명에 따른 다이버스티 시스템은 두 신호를 결합할 때, 양 경로의 신호를 동일한 이득으로 결합하기 위해 해당 경로를 선택하고 해당 경로의 이득을 조정하기 위한 이득보정 및 경로 선택부(32F,32R,32B,32M)와, 선택된 경로의 이득을 검출하기 위한 이득검출부(34F,34R), 이득조정 알고리즘을 실행하기 위한 컨트롤러(30)를 포함한다. Meanwhile, in the diversity system according to the present invention, when combining two signals, a gain correction and path selector 32F for selecting the corresponding path and adjusting the gain of the corresponding path to combine the signals of both paths with the same gain. 32R, 32B, 32M, gain detectors 34F, 34R for detecting the gain of the selected path, and a controller 30 for executing the gain adjustment algorithm.
이득 검출부(34F,34R)는 도 4에 도시된 바와 같이, 각 경로의 고주파신호를 모니터링하여 증폭하기 위한 증폭기(41)와, 대역통과필터(42), 소정의 주파수를 발생하는 신디사이저(43), 모니터링된 고주파신호를 신디사이저(43)의 출력과 믹싱하여 중간주파(IF)신호로 변환하는 믹서(44), 중간주파증폭기(45), 대역통과필터(46), 검출기(47)로 구성되어 선택된 경로의 모니터링된 신호의 이득을 검출하기 위한 신호를 출력한다.As shown in Fig. 4, the gain detectors 34F and 34R include an amplifier 41 for monitoring and amplifying high frequency signals in each path, a band pass filter 42, and a synthesizer 43 for generating a predetermined frequency. Composed of a mixer 44, an intermediate frequency amplifier 45, a band pass filter 46, and a detector 47 for mixing the monitored high frequency signal with the output of the synthesizer 43 and converting it into an intermediate frequency (IF) signal. Output a signal for detecting the gain of the monitored signal of the selected path.
이득보정 및 경로선택부(32F,32R,32B,32M)는 도 5에 도시된 바와 같이, 컨트롤러(30)의 경로선택신호(CS1)에 따라 해당 경로를 종단 혹은 연결하기 위한 RF스위치(52)와, 컨트롤러(30)의 이득제어신호(CS2)에 따라 해당 경로의 이득을 조정하기 위한 이득조정부(54)로 이루어진다. RF스위치(52)에는 해당 경로의 신호를 종단하기 위한 50 ohm 종단 저항이 있고, 이득조정부(54)는 가변 스텝 감쇄기(Variable Step Attenuator)로 구현될 수 있다.The gain correction and path selection units 32F, 32R, 32B, and 32M are RF switches 52 for terminating or connecting the corresponding paths according to the path selection signal CS1 of the controller 30, as shown in FIG. And a gain adjusting unit 54 for adjusting the gain of the corresponding path in accordance with the gain control signal CS2 of the controller 30. The RF switch 52 has a 50 ohm termination resistor for terminating a signal of a corresponding path, and the gain adjusting unit 54 may be implemented as a variable step attenuator.
이와 같이 구성되는 본 발명의 다이버스티 시스템에서 컨트롤러에 의해 이득조정이 이루어지는 절차를 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.In the diversity system of the present invention configured as described above, a procedure of adjusting gain by the controller will be described with reference to FIG. 6.
먼저, 본 발명에 따른 다이버스티 시스템은 시스템을 초기 셋업할 경우에 기준이득을 설정하여 이 기준 이득에 따라 두 경로의 이득을 맞추는 방식이나 두 경로 중 어느 한 경로(통상, 주경로)의 이득을 기준으로 하여 다른 경로(예컨대, 다이버스티 경로)의 이득을 한 경로에 맞추는 방식이 가능하다.First, the diversity system according to the present invention sets a reference gain when the system is initially set up, and adjusts the gain of the two paths according to the reference gain, or the gain of one of the two paths (normally, the main path). It is possible to adapt the gain of another path (eg, a diversity path) to one path as a reference.
도 6을 참조하면, 시스템 초기화시에 기준이득을 설정한다(601,602). 이어 이득조정주기가 되면 컨트롤러(30)는 경로선택신호(CS1)를 이용하여 기지국측의 두 수신경로 중 하나를 선택한다(603,604). 이어 이득검출부(34F)를 통해 선택된 경로의 이득을 검출하여 검출된 이득을 미리 설정된 기준이득과 비교한다(605,606).Referring to FIG. 6, reference gain is set at system initialization (601, 602). When the gain adjustment period is reached, the controller 30 selects one of two reception paths at the base station using the path selection signal CS1 (603, 604). Next, the gain of the selected path is detected by the gain detector 34F, and the detected gain is compared with a preset reference gain (605 and 606).
비교결과 검출된 이득과 기준이득이 오차범위내에서 일치하지 않으면 해당 경로의 이득이 기준이득이 되도록 이득제어신호(CS2)를 이용하여 해당 이득보정 및 경로선택부(32F,32B)를 제어한다(607,608). 이득조정 후 다시 해당 경로의 이득을 검출하여 기준이득과 일치하는지 확인하면서 상기 이득조정 과정을 반복한다(608). If the detected gain and reference gain do not coincide within the error range as a result of the comparison, the gain compensation signal paths 32F and 32B are controlled using the gain control signal CS2 so that the gain of the corresponding path becomes the reference gain ( 607,608). After the gain adjustment, the gain adjustment process is repeated while checking whether the gain of the corresponding path matches the reference gain (608).
비교결과 검출된 이득과 기준이득이 오차범위내에서 일치하면 다른 경로를 선택하여 상기 과정을 반복하고, 기지국측 조정이 완료되면 이어 이동국측에 대한 조정과정을 실행한다(609,610).If the detected gain and the reference gain coincide within the error range, another path is selected and the process is repeated. When the base station side adjustment is completed, the mobile station side performs the adjustment process (609, 610).
컨트롤러(30)는 경로선택신호(CS1)를 이용하여 이동국측의 두 수신경로 중 하나를 선택한다(611). 이어 이득검출부(34R)를 통해 선택된 경로의 이득을 검출하여 검출된 이득을 미리 설정된 기준이득과 비교한다(612,613).The controller 30 selects one of the two reception paths on the mobile station side using the path selection signal CS1 (611). Next, the gain of the selected path is detected by the gain detector 34R, and the detected gain is compared with a preset reference gain (612 and 613).
비교결과 검출된 이득과 기준이득이 오차범위내에서 일치하지 않으면 해당 경로의 이득이 기준이득이 되도록 이득제어신호(CS2)를 이용하여 해당 이득보정 및 경로선택부(32R,32M)를 제어한다(614,615). 이득조정 후 다시 해당 경로의 이득을 검출하여 기준이득과 일치하는지 확인하면서 상기 이득조정 과정을 반복한다(615). If the gain and the reference gain detected as a result of the comparison do not coincide within the error range, the gain compensation signal paths 32R and 32M are controlled using the gain control signal CS2 so that the gain of the corresponding path becomes the reference gain ( 614,615). After the gain adjustment, the gain adjustment process is repeated, checking whether the gain of the corresponding path is consistent with the reference gain (615).
비교결과 검출된 이득과 기준이득이 오차범위내에서 일치하면 다른 경로를 선택하여 상기 과정을 반복하고, 전체 조정이 완료되면 다음 조정주기까지 대기한다(616,617).If the detected gain and the reference gain coincide within the error range, another path is selected and the process is repeated. When the entire adjustment is completed, the process waits until the next adjustment period (616, 617).
이상의 설명에서 조정주기는 상황에 따라 임의로 설정할 수 있으며, 통상 채널이 아이들(idle)인 상태에서 조정을 진행하는 것이 바람직하고, 기지국측의 경로를 먼저 조정하는 것으로 설명하였으나 이동국측부터 조정할 수도 있다. 그리고 두 경로중 어느 한 경로의 이득을 기준으로 할 경우에는 상기 조정과정에서 기준경로의 이득을 비교대상의 기준이득하여 다른 경로의 이득을 비교한 후, 서로 일치하도록 조정한다. 또한 보정 과정을 거치는 과정에서 일정 보정치 이상의 보정을 요구하는 경로를 감시할 수 있다.In the above description, the adjustment period can be arbitrarily set according to the situation. In general, the adjustment period is preferably performed while the channel is idle, and the path on the base station side is adjusted first, but it can also be adjusted from the mobile station side. In the case where the gain of one of the two paths is used as a reference, the gain of the reference path is compared with the gain of the other path by comparing the gain of the reference path in the adjusting process, and then adjusted to coincide with each other. In addition, during the calibration process, it is possible to monitor a path requiring correction above a certain correction value.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 중계기의 구성 블럭도로서, 이득검출부의 모니터링 신호를 결합기(24F,24R)의 출력단에서 검출한 경우이다. 이와 같은 다른 실시예의 구성은 모니터링 신호의 검출위치만 다를 뿐 전체 구성과 동작은 동일하므로 더 이상의 자세한 설명은 생략하기로 한다. 또한 도면에는 도시하지 않았으나 이득검출부의 모니터링 신호를 순방향 혹은 역방향 신호처리기(25F,25R)의 출력단에서 검출할 수도 있다.7 is a block diagram of a repeater according to another embodiment of the present invention, in which the monitoring signal of the gain detection unit is detected at the output terminals of the combiners 24F and 24R. Since the configuration of the other embodiment is different only from the detection position of the monitoring signal, the overall configuration and operation are the same, and thus the detailed description thereof will be omitted. Although not shown in the drawing, the monitoring signal of the gain detection unit may be detected at the output terminal of the forward or reverse signal processors 25F and 25R.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 중계기의 구성 블럭도로서, 이득검출부의 모니터링 신호를 각 이득보정 및 경로선택부(32F,32R,32B,32M)의 출력단에서 검출한 경우이다. 이와 같은 다른 실시예의 구성은 모니터링 신호의 검출위치만 다를 뿐 전체 구성과 동작은 동일하므로 더 이상의 자세한 설명은 생략하기로 한다.8 is a block diagram illustrating a repeater according to another embodiment of the present invention, in which a monitoring signal of a gain detection unit is detected at an output terminal of each gain correction and path selection unit 32F, 32R, 32B, and 32M. Since the configuration of the other embodiment is different only from the detection position of the monitoring signal, the overall configuration and operation are the same, and thus the detailed description thereof will be omitted.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 동일 이득 결합방식의 다이버시티 방법에서 두 경로의 이득을 실시간으로 보정하여 시스템의 신뢰성과 통화 품질을 지속적으로 개선할 수 있고, 보정된 이득값에 의해 다이버시티 기능의 성능 저하여부를 감시할 수 있다.As described above, the present invention can continuously improve the reliability and the call quality of the system by correcting the gains of the two paths in the same gain combining diversity method in real time, and the diversity function by the corrected gain value. You can monitor the degradation of performance.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. Although the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below. I can understand that you can.
도 1은 다이버스티 기능이 구현된 일반적인 중계기 시스템의 개략도,1 is a schematic diagram of a general repeater system implemented with a diversity function,
도 2는 다이버스티 기능이 구현된 종래의 중계기를 도시한 구성 블럭도,2 is a block diagram illustrating a conventional repeater in which a diversity function is implemented;
도 3은 본 발명에 따른 시간 다이버스티가 구현된 중계기의 구성 블럭도,3 is a block diagram illustrating a repeater in which time diversity is implemented according to the present invention;
도 4는 도 3에 도시된 이득 검출부의 세부 구성 블럭도,4 is a block diagram illustrating a detailed configuration of a gain detector shown in FIG. 3;
도 5는 도 3에 도시된 이득 보정 및 경로선택부의 세부 구성 블럭도,5 is a detailed block diagram of the gain correction and path selection unit shown in FIG. 3;
도 6은 본 발명에 따른 중계기의 제어 알고리즘을 도시한 순서도,6 is a flowchart illustrating a control algorithm of a repeater according to the present invention;
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 중계기의 구성 블럭도,7 is a block diagram illustrating a repeater according to another embodiment of the present invention;
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 중계기의 구성 블럭도.8 is a block diagram of a repeater according to another embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명* Brief description of symbols for the main parts of the drawing
20,200: 중계기 21-1,29-1: 주안테나20,200 repeater 21-1,29-1
21-2,29-2: 다이버스티 안테나 22B,22M: 듀플렉서21-2, 29-2: diversity antenna 22B, 22M: duplexer
23F,23R,23B,23M: 저잡음증폭기 24F,24R: 결합기23F, 23R, 23B, 23M: low noise amplifier 24F, 24R: coupler
25F,25R: 신호처리부 26F,26R: 고출력증폭기25F, 25R: Signal Processing Unit 26F, 26R: High Power Amplifier
32F,32R,32B,32M: 이득보정 및 경로선택부 34F,34R: 이득검출부32F, 32R, 32B, 32M: gain compensation and path selector 34F, 34R: gain detector
27B,27M: 수신필터 28B,28M: 지연기27B, 27M: Receive filter 28B, 28M: Delay
Claims (9)
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