KR100548321B1

KR100548321B1 - 동위상 합성 다이버시티 수신 장치 및 방법

Info

Publication number: KR100548321B1
Application number: KR1020030000783A
Authority: KR
Inventors: 서문교
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2003-01-07
Filing date: 2003-01-07
Publication date: 2006-02-02
Also published as: JP2004215246A; KR20040063387A; US20040137857A1; CN1520064A; CN1324820C; EP1437844A2; EP1437844A3; US7203470B2

Abstract

본 발명, 동위상 합성 다이버시티 수신장치는 수신신호의 위상뿐만 아니라 크기(이득)도 조절할 수 있으며, 각 안테나를 통해 수신된 신호가 각기 다른 경로를 통해 위상 변위기를 통과하도록 하여 종래 기술에서 지적되어 오던 수신신호 전력의 불평형 문제를 완화시켰다. 또한, 본 발명은 CDMA 통신 시스템에 국한되지 않으며, 다중 경로 페이딩 환경 하에서 동작하는 다양한 변조 방식의 통신 시스템에도 적용 가능하다. 특히, 본발명에 따른, 다이버시티 수신장치를 HDR(High Data Rate) 시스템에 적용하게 되면, 최소한의 회로 추가로 높은 가격 대비 성능 향상 효과를 기대할 수 있다. 본 발명에 따른, 다이버시티 수신장치는 제1안테나에 수신된 제1신호를 증폭하고 위상변위하는 제1신호 조정부와; 제2안테나에 수신된 제2신호를 증폭하고 위상변위하는 제2신호 조정부와; 상기 제1,제2신호 조정부의 출력신호를 합성하는 합성기와; 상기 합성된 신호를 Intermediate Frequency(IF)신호로 변환하는 주파수 변환기와; 상기 IF신호를 소정 처리한 후, 기저대역 신호로 변환하는 IF신호처리부와; 상기 기저대역 신호를 참조하여, 합성신호, 제1신호, 제2신호의 전력을 측정하고, 상기 제1,제2신호 조정부를 제어하는 제어기로 구성된 것을 특징으로 한다.

다이버시티, 동위상 합성

Description

동위상 합성 다이버시티 수신 장치 및 방법{METHOD AND APPARATUS FOR IN-PHASE COMBINING DIVERSITY}

도1은 종래 다이버시티 수신 장치의 구성도.

도2는 본 발명, 동위상 합성 다이버시티 수신장치의 구성도.

도3은 본 발명, 동위상 합성 다이버시티 수신 방법에 대한 순서도.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

10, 307, 308 : 위상 변위기 20, 310 : 신호 합성기

30 : 동조기 40 : 증폭기

50, 311 : 주파수 변환기 60 : 중간 주파수 증폭기

70 : 수신 전계 감도 검출기 80, 314 : 제어기

301, 302 안테나 303 : 송수신 대역 분리기

304 : 대역 통과 필터 305, 306 : 저잡음 증폭기

313 : IF신호 처리부

본 발명은 무선통신 시스템의 수신장치에 관한 것으로, 특히 다이버시티 수 신장치에 관한 것이다.

다이버시티 기법은 아날로그 또는 디지탈 무선 통신 시스템에서 수신 신호의 품질을 높이기 위해 사용되는 기술이며 많은 관련 선행기술이 있다. 다이버시티 시스템에서는 일반적으로 두 개 이상의 안테나를 구비하며, 이들 안테나에서 수신된 각각의 신호를 적절히 선택(Selection or switching) 하거나 합성(combining)하여, 안테나를 하나만 사용하는 수신 장치에 비해, 수신 신호 품질의 향상을 얻는다.

3세대 동기식 이동 통신 표준 중 하나이고 현재 서비스 준비 중인 HDR(High Data Rate)시스템에서 단말기의 수신장치에 다이버시티 기법이 적극 권장되고 있는 추세이다. HDR단말기의 수신장치는 수신신호 품질에 따른 적응형(adaptive) 변조 방식을 채택하고 있고, 수신신호 품질이 우수한 단말기 일수록 더욱 고속으로 데이터를 수신할 수 있기 때문에, 단말기의 수신성능 향상이 전체 시스템의 효율에 미치는 영향은 기존 2 세대 이동 통신 시스템보다 훨씬 크다.

다이버시티 기법은 선택 또는 절환 기법(Selection or switching), 동위상 합성 기법(in-phase combining or equal-gain combining), 그리고 최대 비율 합성 기법(maximal ratio combining) 등이 있다.

선택(Selection) 기법은 다수의 안테나에 수신된 신호 중, 가장 세기가 센 신호를 선택적으로 수신하는 방법이다. 따라서 다수의 안테나에서 수신된 신호가 모두 동시에 수신 감도 이하로 떨어지지 않는 한 일정 수준 이상의 수신 신호 품질을 항상 얻을 수 있다. 선택(selection) 기법을 사용하기 위해서는 수신측의 제어장치가 각 안테나에서 수신된 신호의 세기를 실시간으로 알고 있어야 한다. 이것 이 어려울 경우, 절환(switching) 기법을 사용할 수 있다. 절환기법은 현재 수신 중인 안테나(제1안테나)의 수신신호 강도가 임계치 이하로 떨어질 경우, 다른 안테나(제2또는 제3의 안테나)로 절환한다. 절환(switching) 기법 역시 선택(selection) 기법과 유사한 수신 신호 품질의 향상을 얻을 수 있다. 선택 또는 절환 기법은 수신 신호의 강도가 시간에 따라 변하는 페이딩(fading) 환경 하에서는 신호 품질의 향상을 기대할 수 있지만, 수신 신호의 강도가 변하지 않는 정적 환경 하에서는 어떠한 수신 신호 품질의 향상도 얻을 수 없다는 문제점이 있다.

동위상 합성 기법은 각 안테나에서 수신된 신호의 위상을 동위상(in-phase)으로 조절하고 합성한 후, 합성된 신호를 최종 수신 신호로 사용하는 방법이다. 단순한 신호의 선택이 아닌 신호의 합성을 이용하는 방법이므로, 상기 선택 또는 절환 기법보다 더 큰 신호 품질의 향상을 얻을 수 있다. 동위상 합성 기법은 신호의 위상을 조절하기 위한 위상 변위기(phase shifter)가 필요하며, 페이딩(fading) 환경 뿐만 아니라 정적 환경 하에서도 수신 신호 품질의 향상을 얻을 수 있다.

그러나 합성되는 두 신호(S1 and S2)중, 한 쪽 신호(S1)의 전력이 매우 작아도, 즉, 두 신호(S1 and S2)의 전력차이가 커도 각 신호에 포함된 잡음성분의 양은 비슷하다. 그러므로 상기 두 신호(S1 and S2)를 합성하게 되면, 합성된 신호는 약간의 이득을 얻는 반면, 합성된 신호 내의 잡음성분은 2배 가량 증가하여 합성된 신호의 신호 대 잡음 비가 오히려 나빠지는 문제점이 있다.

최대 비율 합성 기법은 수신된 신호의 개별 위상뿐만 아니라 크기(이득)도 조절한 후 합성한다. 각 안테나에 신호가 수신되면, 최대 비율 합성 기법은 수신된 신호(S1 and S2)의 전력을 검출하고 전력이 큰 신호(S2)는 더 크게 증폭하고 작은 신호(S1)는 더 작게 감쇄 시킨 후 이들 신호(S1 and S2)를 합성한다. 합성 전에 신호를 증폭(또는 감쇄)하는 이유는 위에서 설명한 동위상 합성 기법의 문제점을 피하기 위함이다. 즉, 작은 전력의 신호(S1)가 감쇄되면서 잡음 성분 역시 감쇄되므로 합성된 신호의 신호 대 잡음 비 열화를 방지할 수 있다. 최대 비율 합성 기법은 이론적으로 신호 품질 향상의 효과가 가장 큰 것으로 알려져 있으나 장치가 복잡하고, 다른 다이버시티 기법에 비해, 계산량이 많고 복잡하여 구현이 어렵다는 단점이 있다.

도1은 종래 다이버시티 수신 장치의 구성도이다.

도1에 도시된 바와 같이, 종래 다이버시티 수신장치는, 제1안테나를 통해 수신된 신호(제1신호)의 위상을 0도, 90도, 180도, 270도 중의 하나로 변위하는 위상변위기(10)와; 위상 변위된 상기 제1신호와 제2안테나를 통해 수신된 신호(제2신호)를 합성하는 신호 합성기(20)와; 상기 신호 합성기(20)의 출력신호의 신호대 잡음비를 개선하고 전파가 외부에 누설되는 것을 방지하는 동조기(30)와; 상기 동조기(30)의 출력신호를 증폭하는 증폭기(40)와; 상기 증폭기(40)에서 출력된 신호를 중간주파수(Intermediate Frequency, IF)신호로 변환하는 주파수 변환기(50)와; 중간주파수를 중심으로 일정 주파수대의 신호를 증폭하는 중간주파수 증폭기(60)와; 중간주파수 증폭기(60)에서 출력된 신호의 세기를 검출하는 수신 전계 감도 검출기(70)와; 검출된 신호의 세기가 가장 크게 되도록 상기 위상 변위기(10)를 제어하는 제어기(80)로 구성된다.

제1안테나를 통해 수신된 신호(제1신호)는 위상 변위기(10)를 거치며 0도, 90도, 180도, 270도 중의 하나로 위상변위된 후, 신호 합성기(20)로 전달된다. 그리고 상기 신호 합성기(20)는 위상변위된 상기 제1신호를 제2안테나를 통해 수신된 신호(제2신호)와 동위상(in-phase) 합성한다. 합성된 신호는 동조기(30), 증폭기(40), 주파수 변환기(50), 그리고 중간주파수 증폭기(60)를 거치며 IF신호로 하향 변환 되는데 이 과정은 일반적인 수신기의 경우와 근본적으로 동일하다. 상기 수신 전계 감도 검출기(70)는 중간주파수 증폭기(60)를 통과한 합성신호의 세기를 검출하고, 상기 제어기(80)는 검출된 신호의 세기가 가장 크게 되도록 위상 변위기(10)의 위상을 주기적으로 변위시킨다. 제1신호와 제2신호의 위상 차이가 정확하게 0도, 90도, 180도, 또는 270도가 아닌 때, 두 신호(제1신호, 제2신호)를 합성하면 합성 손실이 발생하며, 이러한 신호 합성은 엄밀한 의미의 동위상(in-phase) 합성이 아니다. 하지만, 이러한 합성 손실의 영향은 아주 작다.

이상의 종래 다이버시티 수신장치는 동위상 합성 기법으로서, 몇 가지 의 문제점을 가지고 있다.

첫째, 제 1신호와 제2신호의 전력 차가 클 경우에는 신호 합성기(20)에서 출력되는 합성 신호의 신호 대 잡음 비가 오히려 더 나빠진다.

둘째, 위상 변위기(10)와 신호 합성기(20)에서 발생하는 신호의 손실은 수신기 전체의 잡음 지수(noise figure)를 증가시켜 수신 감도를 저하시킨다. 결과적으로 다이버시티 기법을 구현하여 얻고자 했던 수신 신호 품질 향상의 효과가 낮아진다.

마지막으로, 위상 변위기(10)에서 발생하는 신호 손실이 위상 변화량에 의존하는 경우, 수신신호의 위상이 변위될 때, 수신신호의 크기도 동시에 변하게 된다. 실제로 동작 중인 위상 변위기는 연속적으로 위상 변위를 수행하므로, 이것은 수신 신호에 잡음으로 작용하고 신호 품질을 열화 시키는 요인이 된다. 또한 위상 변위기(10)로 인한 신호의 손실은 제1안테나로 수신한 신호(제1신호)에서만 일어나므로 제1신호와 제2신호의 평균 전력에 불평형(unbalance)을 야기해서 다이버시티 수신 성능을 저하시킨다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 그 목적은, 수신된 신호의 위상뿐만 아니라 크기(이득)도 조절할 수 있는 동위상 합성 다이버시티 수신장치 및 방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른, 다이버시티 수신장치는 제1안테나에 수신된 제1신호를 증폭하고 위상변위하는 제1신호 조정부와; 제2안테나에 수신된 제2신호를 증폭하고 위상변위하는 제2신호 조정부와; 상기 제1,제2신호 조정부의 출력신호를 합성하는 합성기와; 상기 합성된 신호를 Intermediate Frequency(IF)신호로 변환하는 주파수 변환기와; 상기 IF신호를 소정 처리한 후, 기저대역 신호로 변환하는 IF신호처리부와; 상기 기저대역 신호를 참조하여, 합성신호, 제1신호, 제2신호의 전력을 측정하고, 상기 제1,제2신호 조정부를 제어하는 제어기로 구성된다.

상기 제1,제2 신호 조정부는 증폭기와 위상변위기로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른, 다이버시티 수신방법은 서로 다른 안테나를 통해 수신된 제1,제2신호를 증폭하는 과정과; 증폭된 제1,제2신호의 위상을 변위하는 과정과; 상기 위상 변위된 제1, 2신호를 합성하는 과정과; 상기 합성된 신호를 IF신호로 변환하는 과정과; 상기 IF신호를 기저대역 신호로 변환하는 과정과; 상기 기저대역 신호를 참조하여, 합성신호, 제1신호, 제2신호의 전력을 측정하고, 증폭과 위상변위를 제어하는 과정으로 이루어진다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 발명, 동위상 합성 다이버시티 수신장치의 구성도이다.

도2에 도시된 바와 같이, 상기 동위상 합성 다이버시티 수신장치는 제1안테나(301)에 수신된 신호(이하, 제1신호라 한다)를 증폭하고 위상변위하는 제1신호 조정부(320)와; 제2안테나(302)에 수신된 신호(이하, 제2신호라 한다)를 증폭하고 위상변위하는 제2신호 조정부(330)와; 상기 제1,제2신호 조정부(320, 330)의 출력신호를 합성하는 신호 합성기(310)와; 상기 합성된 신호를 Intermediate Frequency(IF)신호로 변환하는 주파수 변환기(311)와; 상기 IF신호를 소정 처리한 후, 기저대역 신호로 변환하는 IF신호처리부(313)와; 상기 기저대역 신호를 참조하여, 합성신호, 제1신호, 제2신호의 전력을 측정하고, 상기 제1,제2신호 조정부(320, 330)를 제어하는 기저대역 신호 처리기(Baseband Processor, 314, 이하, 제어기라 한다.)로 구성된다.

상기 제1신호 조정부(320)와 제2신호 조정부(330)는 저잡음 증폭기와 위상변위기로 구성된다.

송수신 대역 분리기(303)는 하나의 안테나로 신호의 송수신이 가능하도록, 송수신 신호의 주파수 대역을 분리하는 회로이다.

상기 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier, 305, 306)는 수신기 전체의 잡음지수를 낮출 목적으로 만들어진 고주파 증폭기로서, 전파 손실이 큰 가시거리의 통신회선 등에서, 전압이 미소한 수신 전파를 증폭하기 위해 사용된다. 상기 저잡음 증폭기(305, 306)는 제어기(314)의 이득제어신호에 따라, 상기 제1신호와 제2신호의 이득을 조절한다.

상기 위상 변위기(307)는 제어기(314)의 위상제어신호에 따라 0도 또는 90도의 위상 변위(phase shift)를 수행한다. 상기 위상 변위기(308)는 제어기(314)의 위상제어신호에 따라, 0 도 또는 180도의 위상 변위를 수행한다.

하나의 실시 예로서, 이득제어신호(315)가 정상레벨("1"일 때 저잡음 증폭기(305, 306)의 이득은 15 dB(이득 범위:12~18dB)이고, 이득제어신호가 저 레벨("0"일 때 저잡음 증폭기(305, 306)의 이득은 - 10 dB(이득범위:-7 ~ -13dB)이다.

상기 신호 합성기(310)는 상기 두 위상 변위기(307, 308)의 출력신호를 합성하여 주파수 변환기(311)로 출력한다.

상기 주파수 변환기(311)는 Radio Frequency(RF)신호를 Intermediate Frequency(IF)신호로 변환하는 장치로서, 상기 신호 합성기(310)의 출력신호를 수신한다.

고주파 신호(RF신호)는 주변잡음 및 간섭에 매우 약하고, 고주파 대역에서는 매우 빠른 속도의 처리가 요구되므로, 고주파 대역에서 신호를 바로 처리(신호 해석, 신호생성 등)하는 것은 사실상 불가능하다. 그러므로 고주파 신호는 일반적으로, 중간 주파수 신호(IF신호)를 거쳐 저주파 대역(기저대역)의 신호로 변환되고, 저주파 대역에서 각종 신호처리 과정이 수행된다.

상기 IF신호 처리부(313)는 상기 주파수 변환기의 IF신호를 증폭하고 필터링하여 기저대역 신호를 추출한다.

상기 제어기(314)는 상기 IF신호 처리부(313)의 출력신호, 즉 기저대역 신호(데이터 신호 혹은 음성신호)를 처리하는 회로이다. 기저대역 신호(Base-Band Signal)란 반송파 대역 신호(Carrier-Band Signal)에 상대되는 것으로, 변조되지 않은 원래의 정보신호를 말한다. 기저대역 신호는 보통 직류성분(주파수:0)부터 교류 대역에 걸치는 주파수 성분을 갖는다.

상기 제어기(314)는 IF신호 처리부(313)의 출력신호의 전력을 측정한다. 제어기(314)는 상기 측정된 신호의 전력 정보 즉, 수신신호의 전력 정보, 위상제어신호, 이득제어신호를 이용하여, 다이버시티 수신장치가 최적의 상태가 되도록 만든다.

대역통과 필터(Band Pass Filter, 304)는 특정범위의 주파수에 존재하는 신호를 통과시키고 이 범위를 벗어난 신호는 제거하는 회로이다.

도3은 본 발명, 동위상 합성 다이버시티 수신 방법에 대한 순서도이다.

도3에 도시된 바와 같이, 동위상 합성 다이버시티 수신 방법은 서로 다른 안테나를 통해 수신된 제1,제2신호를 증폭하는 과정(S1)과; 증폭된 제1,제2신호를 위상변위하는 과정(S2)과; 상기 위상 변위된 제1, 2신호를 합성하는 과정(S3)과; 상기 합성된 신호를 IF신호로 변환하는 과정(S4)과; 상기 IF신호를 기저대역 신호로 변환하는 과정(S5)과; 상기 기저대역 신호를 참조하여, 합성신호, 제1신호, 제2신호의 전력을 측정하고, 증폭과 위상변위를 제어하는 과정(S6)으로 이루어 진다.

상기 제1신호는 송수신 대역 분리기(303), 저잡음 증폭기(305), 위상 변위기(307)를 거쳐 상기 신호 합성기(310)로 입력된다. 상기 제2신호는 대역통과 필터(304), 저잡음 증폭기(306), 위상 변위기(308)를 거쳐 상기 신호 합성기(320)로 입력된다. 상기 신호 합성기(310)의 출력은 주파수 변환기(311), IF신호처리부(313)를 거쳐 상기 제어기(314)로 입력된다.

다음은 다이버시티 수신 상태를 최적화하기 위해, 제어기(314)가 이득제어신호(315, 318)를 결정하는 과정이다.

제1,2안테나(301, 302)에 신호가 수신되면, 제어기(314)는 먼저 저잡음 증폭기(305)에 1의 이득제어신호를 출력하고, 저잡음 증폭기(306)에 0의 이득제어신호를 출력하여 제1신호의 전력을 측정한다. 그 다음, 저잡음 증폭기(305)에 0의 이득제어신호를 출력하고, 저잡음 증폭기(306)에 1의 이득제어신호를 출력하여 제2신호의 전력을 측정한다. 즉 상기 제1신호의 전력은 상기 저잡음 증폭기(305)가 정상레벨 제어신호에 따라 동작하고, 상기 저잡음 증폭기(306)가 저 레벨 제어신호에 따라 동작할 때, 상기IF신호처리부(313)에서 출력되는 신호의 전력이다. 그리고 상기 제2신호의 전력은 상기 저잡음 증폭기(305)가 저 레벨 제어신호에 따라 동작하고, 상기 저잡음 증폭기(306)가 정상레벨 제어신호에 따라 동작할 때, 상기 IF신호처리부(313)에서 출력되는 신호의 전력이다.

상기 제1신호와 제2신호의 전력 차가 미리 설정한 임계치보다 작으면, 상기 제어기(314)는 상기 저잡음 증폭기(305, 306) 모두에 1의 이득제어신호를 출력한다. 그리고 위상제어신호(316, 317)를 조정하여 다이버시티 수신 상태를 최적화 한다.

만일, 상기 제1신호와 제2신호의 전력 차가 임계치보다 크면, 상기 제어기(314)는 더 높은 전력의 수신신호를 증폭하는 저잡음 증폭기에 '1'의 이득제어신호를 출력하고 낮은 전력의 수신신호를 증폭하는 저잡음 증폭기에 '0'의 이득제어신호를 출력한다. 즉, 신호의 세기가 큰 신호는 더 크게 증폭하고, 신호의 세기가 작은 신호는 더 작게 감쇄시킨다. 이렇게 함으로써 두 수신신호의 전력 차가 클 때, 신호 합성기(310)에서 발생하는 신호 대 잡음 비의 열화를 막을 수 있다.

상기 제어기(314)가 수신신호의 전력측정에 1의 이득제어신호와 0의 이득제어신호를 사용하는 이유는 수신신호의 전력을 측정하는 제어기(314)가 두 수신신호가 합성된 이후에 두 수신신호의 전력을 각각 측정하기 때문이다. 측정하고자 하는 수신신호의 이득을 일정 비율 과장시키고, 그 상대 수신신호의 이득을 일정 비율 축소시키면, 보다 신뢰성 있는 전력 값을 얻을 수 있다.

다음은 다이버시티 수신 상태를 최적화하기 위해, 제어기(314)가 위상제어 신호(316, 317)를 결정하는 과정이다.

제1,2안테나(301, 302)에 신호가 수신되었을 때, 상기 제어기(314)는 먼저 상기 제1신호와 제2신호를 위상변위하지 않고, IF신호처리부(313)에서 출력되는 신호의 전력을 측정한다. 그리고 제1신호와 제2신호의 위상차가 a+90°가 되도록 제1신호나 제2신호를 위상변위한 후, IF신호처리부(313)에서 출력되는 신호의 전력을 측정한다. 그리고 제1신호와 제2신호의 위상차가 a-90°가 되도록 제1신호나 제2신호를 위상변위한 후, IF신호처리부(313)에서 출력되는 신호의 전력을 측정한다.

제어기(314)는 상기 측정된 3개의 전력 값을 비교하여, 상기 제1신호와 제2신호의 위상차를, 가장 큰 전력 값에 해당하는 위상차가 되도록 상기 위상 변위기(307, 308)를 제어한다. 예를 들어, 제1신호와 제2신호의 위상차가 a+90°인 때, IF신호처리부(313)에서 출력되는 신호의 전력이 가장 크다면, 제어기(314)는 제1신호와 제2신호의 위상차를 a+90°가 되도록 상기 위상 변위기(307, 308)를 제어한다. 상기 a는 위상 변위되지 않은, 상기 제1신호와 제2신호의 위상차이다.

본 발명에 따른, 다이버시티 수신장치는 위상 변위기(307, 308)를 저잡음 증폭기(305, 306)의 다음 단에 각각 위치시켜, 위상 변위기(307, 308)에서 신호의 손실이 발생하여도 수신기의 전체 잡음 지수에는 거의 영향을 미치지 않도록 하였다.

종래 다이버시티 수신장치에서는 일반적으로 하나의 위상 변위기가 4개의 위상 변위(예, 0°, 90°, 180°, 270°)를 모두 수행하지만, 본 발명에서는 두 개의 위상 변위기(307, 308)가 이를 수행한다. 즉, 위상 변위기(307)는 0°와 90°의 위상 변이를 수행하고, 위상 변위기(308)는 0°도와 180°의 위상 변이를 수행한다. 그러므로 본 발명에 따른, 다이버시티 수신장치는 상기 두 위상 변위기(307, 308)의 동작을 조합하여 0°, +90°, +180°, 그리고 -0°위상변위를 수행한다.

상기 위상 변위기(307, 308)는 구조가 단순하므로, 신호 손실을 줄이는데 유리하다.

본 발명, 동위상 합성 다이버시티 수신장치는 전술한 실시 예에 국한되지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

상술된 바와 같이, 본 발명은 위상 변위 과정에서 발생하는 신호 손실과 신호 전력의 변화를 줄여, 신호 품질이 저하되는 문제를 개선하였다. 또한, 제1안테나와 제2안테나를 통해 수신된 신호를 각기 다른 위상 변위기에서 위상 변위되도록 하여, 종래 기술에서 지적되어 오던 수신신호 전력의 불평형 문제를 완화시켰다.

본 발명은 제1안테나와 제2안테나를 통해 수신된 신호의 전력차가 큰 경우 발생하는 신호대 잡음비의 열화 문제를 해결하여, 신호품질을 개선하였다.

본 발명은 다중 경로 페이딩 환경 하에서 동작하는 다양한 변조 방식의 통신 시스템에도 적용 가능하며, CDMA 통신 시스템에 국한되지 않는다. 특히, 본 발명에 따른, 다이버시티 수신장치를 HDR(High Data Rate) 시스템에 적용하게 되면, 최소한의 회로 추가로 높은 가격 대비 성능 향상 효과를 기대할 수 있다.

Claims

제1안테나에 수신된 제1신호를 증폭하고 위상변위하는 제1신호 조정부와;

제2안테나에 수신된 제2신호를 증폭하고 위상변위하는 제2신호 조정부와;

상기 제1,제2신호 조정부의 출력신호를 합성하는 신호 합성기와;

상기 합성된 신호를 Intermediate Frequency(IF)신호로 변환하는 주파수 변환기와;

상기 IF신호를 소정 처리한 후, 기저대역 신호로 변환하는 IF신호처리부와;

상기 기저대역 신호를 참조하여, 합성신호, 제1신호, 제2신호의 전력을 측정하고, 상기 제1,제2신호 조정부를 제어하는 제어기로 구성된 것을 특징으로 하는 동위상 합성 다이버시티 수신장치.
제1항에 있어서, 상기 제1신호 조정부는,

상기 제1신호를 증폭하는 제1증폭기와;

상기 제1증폭기에서 출력된 신호의 위상을 변위하는 제1위상변위기로 구성된 것을 특징으로 하는 동위상 합성 다이버시티 수신장치.
제1항에 있어서, 상기 제2신호 조정부는,

상기 제2신호를 증폭하는 제2증폭기와;

상기 제2증폭기에서 출력된 신호의 위상을 변위하는 제2위상변위기로 구성된 것을 특징으로 하는 동위상 합성 다이버시티 수신장치.
제1항에 있어서, 상기 제어기는,

상기 측정된 제1,제2신호의 전력 차가 임계치보다 크면, 전력이 큰 신호는 정상레벨 증폭되고, 전력이 작은 신호는 저 레벨 증폭되도록 상기 제1,2 신호 조정부를 제어하는 것을 특징으로 하는 동위상 합성 다이버시티 수신장치.
제1항에 있어서, 상기 제어기는,

상기 측정된 제1,제2신호의 전력 차가 임계치보다 작으면, 상기 제1,제2신호 모두 정상레벨 증폭되도록 상기 제1,2 신호 조정부를 제어하는 것을 특징으로 하는 동위상 합성 다이버시티 수신장치.
제1항에 있어서, 상기 제어기는,

제1신호의 전력을 측정할 때, 상기 제1신호가 정상레벨로, 상기 제2신호가 저 레벨로 증폭되도록 상기 제1,2 신호 조정부를 제어하며,

제2신호의 전력을 측정할 때, 상기 제1신호가 저 레벨로, 상기 제2신호가 정상 레벨로 증폭되도록 상기 제1,2 신호 조정부를 제어하는 것을 특징으로 하는 동위상 합성 다이버시티 수신장치.
제4항 내지 6항 중 어느 한항에 있어서, 상기 정상레벨의 증폭은 12~18dB의 이득 범위를 갖으며, 상기 저 레벨의 증폭은 -7 ~ -13dB의 이득 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 동위상 합성 다이버시티 수신장치.
제1항에 있어서, 상기 제어기는,

상기 제1,제2신호의 현재 위상차(a)에 따른, 수신신호의 전력을 측정하고, a + 90°의 위상차에 따른, 수신신호의 전력을 측정하고, a - 90°의 위상차에 따른, 수신신호의 전력을 측정한 후,

상기 측정된 전력들을 비교하여, 상기 제1신호와 제2신호의 위상차를 가장 큰 전력에 해당하는 위상차가 되도록 상기 제1,2 신호 조정부의 위상변위를 제어하는 것을 특징으로 하는 동위상 합성 다이버시티 수신장치.
제2항에 있어서, 상기 제1위상 변위기는

0°혹은 90°의 위상변위를 수행하는 것을 특징으로 하는 동위상 합성 다이버시티 수신장치.
제3항에 있어서, 상기 제2위상 변위기는

0°혹은 180°의 위상변위를 수행하는 것을 특징으로 하는 동위상 합성 다이버시티 수신장치.
서로 다른 안테나를 통해 수신된 제1,제2신호를 증폭하는 과정과;

증폭된 제1,제2신호의 위상을 변위하는 과정과;

상기 위상 변위된 제1, 2신호를 합성하는 과정과;

상기 합성된 신호를 IF신호로 변환하는 과정과;

상기 IF신호를 기저대역 신호로 변환하는 과정과;

상기 기저대역 신호를 참조하여, 합성신호, 제1신호, 제2신호의 전력을 측정하고, 상기 증폭 및 위상변위를 제어하는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 동위상 합성 다이버시티 수신방법.
제11항에 있어서, 상기 증폭에 대한 제어과정은,

제1,제2신호의 전력 차와 임계치를 비교하는 과정과;

상기 비교결과에 따라, 상기 제1,제2신호를 정상 레벨 증폭하거나 저 레벨 증폭하는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 동위상 합성 다이버시티 수신방법.
제12항에 있어서, 상기 비교결과, 상기 제1,제2신호의 전력 차가 임계치보다 크면, 전력이 큰 신호는 정상 레벨 증폭되고, 전력이 작은 신호는 저 레벨 증폭되는 것을 특징으로 하는 동위상 합성 다이버시티 수신방법.
제12항에 있어서, 상기 비교결과, 상기 제1,제2신호의 전력 차가 임계치보다 작으면, 상기 제1,신호와 제2신호는 모두, 정상레벨 증폭되는 것을 특징으로 하는 동위상 합성 다이버시티 수신방법.
제11항에 있어서, 상기 위상변위에 대한 제어과정은,

상기 제1,2신호의 현재 위상차(a)에 따른 수신신호의 전력과, a + 90°의 위상차에 따른 수신신호의 전력과, a - 90°의 위상차에 따른 수신신호의 전력을 측정하는 과정과;

상기 제1,2신호의 위상차가 상기 측정된 전력 중, 가장 큰 전력에 해당하는 위상차가 되도록 위상 변위를 수행하는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 동위상 합성 다이버시티 수신방법.
제11항에 있어서, 상기 제1신호에 대한 위상 변위는

0°혹은 90°변위인 것을 특징으로 하는 동위상 합성 다이버시티 수신방법.
제11항에 있어서, 상기 제2신호에 대한 위상 변위는

0°혹은 180°변위인 것을 특징으로 하는 동위상 합성 다이버시티 수신방법.