KR100590674B1

KR100590674B1 - 자동차에 사용하는 디지털 지상 및/또는 위성 무선 신호를수신하기 위한 다이버시티 장치

Info

Publication number: KR100590674B1
Application number: KR1020020011169A
Authority: KR
Inventors: 린덴마이어하인츠; 호프요헨; 라이터레오폴트; 다긴누스마이클; 크론버저라이너
Original assignee: 푸바 오토모티브 게엠베하 운트 코. 카게
Priority date: 2001-03-02
Filing date: 2002-03-02
Publication date: 2006-06-19
Also published as: EP1239608B1; DE50206435D1; CA2374325A1; MXPA02002320A; US6633258B2; ATE323978T1; KR20020070896A; EP1239608A1; US20020154059A1; CA2374325C

Abstract

본 발명은 1GHz 이상 주파수 영역에서 디지털 변조되는 지상 및/또는 위성 무선 신호를 위한 자동차용 다이버시티-수신 시스템에 관한 것이다. 상기 시스템은 수신 신호가 라디오 수신기로 제공되는 안테나 어레이를 포함한다. 상기 안테나 어레이(20)는 다수의 개별 안테나(A1, A2, A3,...) 및/또는 다수의 안테나부분(4a, 4b, 4c,...)으로 이루어지는 안테나 장치(1)로 형성되어 있으며, 제어 가능한 논리 스위칭 장치(2)가 존재하며, 상기 개별 안테나(A1, A2, A3,...) 및/또는 다수의 안테나부분(4a, 4b, 4c,...)은 상기 제어 가능한 논리 스위칭 장치(2)의 여러 스위칭 위치(S1, S2, S3,...)들이 분산 이용되는 경우 안테나 연결 지점(21)에서 다이버시티에 따라서 상이한 수신 신호들(5)이 제공되도록 구성되어 자동차에 배치된다. 데이터 스트림의 HF-채널 대역폭(B)을 가지는 HF-채널에 들어있는 수신 레벨의 비교를 통한 확인을 위해 수신 레벨-테스트 장치(25)가 제공된다. 수신기(3)에서 발생되는 심볼 사이클(18)을 통해 시작되어 상기 데이터 스트림의 수신과 동시에 이루어지는 심볼 식별 동안 상기 수신 레벨이 각각 가능한 한 짧은 레벨 테스트 시간(Tp)(11) 내에, 즉 대략 Tp = 1/B 후에 확인되며, 상기 논리 스위칭 장치(2)에 차례로 제공되는 레벨 테스트에 맞게 생성된 스위칭오버 신호(23)들을 이용하여 레벨 비교기(10)에서 연속하는 여러번의 비교 레벨 테스트들을 통해 한 테스트 사이클의 경과 후에 양호한 수신 신호(5)가 선택되도록 구성되고, 고주파 전도체(high frequency carrier) 반파장 길이의 지나간 경로 구간 내에 양호한 수신 신호의 설정이 충분한 횟수만큼, 그러나 적어도 5번 업데이트되도록 상기 테스트 사이클이 상기 수신 레벨-테스트 장치(25)를 통해 짧은 테스트 사이클-시간 간격(Tz)으로 반복적으로 시작된다.

다이버시티 안테나, 안테나 어레이, 위성 무선 신호, 논리 스위칭 장치

Description

자동차에 사용하는 디지털 지상 및/또는 위성 무선 신호를 수신하기 위한 다이버시티 장치 {Diversity System for Receiving Terrestrial and /or Satellite Radio Signals for Motor Vehicles}

도 1a: 안테나 어레이(20) 및 수신기(3), 논리 스위칭 장치(2), 트리거 가능한 펄스 발생기에 의해 심볼 클록 신호가 제공되는 수신 레벨-테스트 장치(25) 및 수신 레벨(30)의 비교 확인을 위한 레벨 비교기(10)를 가지는 본 발명에 따른 공간 다이버시티-수신 장치.

도 1b: 도 1a와 유사하지만 위성 무선 수신기(3)에 들어있는 수신 레벨-테스트 장치(25)를 가지는 공간 다이버시티-수신 장치.

도 1c: 도 1a와 유사하며 HF-채널 대역 폭(B)과 동일하지만 지연 때문에 옵셋된 신호 내용의 인접한 고주파 대역들에서 QPSK-방식에 따른 디지털 변조되는 위성 무선 신호와 COFDM-방식에 따라 디지털 변조된, 지상 무선국에 의해 방사되는 무선 신호를 동시에 수신하여 조정하기 위해 QPSK-변조(a로 표시) 신호에 대해 그리고 HF-캐리어의 COFDM-변조(b로 표시) 신호에 대한 분리된 수신 분기부들을 가지는 수신기(3)를 구비한 공간 다이버시티-수신 장치.

도 1d: 도 1c와 유사하며 HF-채널 대역 폭(B)과 동일하지만 지연 때문에 옵셋된 신호 내용의 인접한 고주파 대역들에서 제 1 의 위성으로부터 방사되는 무선 신호와 지상 무선국으로부터 방사되는 무선 신호를 동시에 수신 조정하기 위해, 또 다른 위성으로부터 방사되는 QPSK-변조(a'로 표시됨) 신호를 위한 또 다른 수신 분기부를 가지는 수신기(3)를 구비한 공간 다이버시티-수신 장치.

도 2: 2λ의 경로 구간에 걸친 3개 안테나(A1, A2, A3)의 수신 신호(5)의 레벨 곡선 및 그로부터 본 발명에 따라 공간 다이버시티를 통해 선택된 최대 레벨(위). 타임 슬롯 패턴(아래)은 λ/20의 지나간 구간 동안에 최대 레벨에 대해 가장 양호한 수신 신호(5)의 업데이트를 위해 100km/h의 주행 속도에 대해 충분히 작은 테스트 사이클-시간 간격(T_z)을 나타낸다.

도 3: 심볼 클록(18)을 통해 트리거된 레벨 테스트 과정들의 시간적인 순서. 전체 테스트 시간(7) 동안 차례로 상기 개별 안테나가 테스트 시간(11)을 위해 스위칭되어 그에 할당된 수신 레벨이 검출된다. 스위칭오버 시간(24) 후에 그 다음 개별 안테나가 스위칭되므로, 차례로 R번까지 개별 안테나가 레벨에 따라서 평가될 수 있다.

도 3a: COFDM-변조: 상기 FDM-심볼 시간(T_sf)의 초기에 레벨 테스트 시간T_p = 1/B의 R번 레벨 테스트 과정들과 그에 대해 동일한 길이로 선택되는 테스트 사이클-시간 간격(T_z).

도 3b: MPSK-변조: 적절하게 선택된 테스트 사이클 시간 간격(T_z)으로 초기화되어, 상기 MPSK-심볼 시간 T_sp=1/B의 심볼들이 연속적으로 수신될 때 레벨 테스 트 시간 T_p=1/B의 R번 레벨 테스트 과정들.

도 4a: COFDM-신호의 수신을 위해 수신 레벨 표시기(36)를 가지는 수신기의 ZF-평면에서 상기 수신 레벨-테스트 장치(25)의 작용.

도 4b: 주파수 이산적인 전송 채널 때문에 개별 반송파의 레벨 요동이 작은 대역폭(B)에서 주파수 스펙트럼 간격(Δf_c)을 가지는 N_c 부반송파(15)의 COFDM-신호의 스펙트럼.

도 4c: MPSK-신호의 수신을 위해 수신 레벨 표시기(36)를 가지는 수신기의 ZF-평면에서 수신 레벨-테스트 장치(25)의 작용.

도 4d: 상기 MPSK-신호의 ZF-주파수 스펙트럼.

도 4e: 상기 수신 레벨-테스트 장치(25)의 본 발명에 따른 구성.

도 5a: 이상적인 도전 평면 위에 위성 방송 서비스에 적합한 안테나의 원형 분극을 위한 거의 전방향성인 3차원 지향성 다이어그램,

도 5b: 주 수신방향(22)이 상이한 본 발명에 따른 수신 장치의 입체 지향성 다이어그램,

도 5c: 섹터 지향성 다이어그램(9)에 의해 원형 분극으로 요구되는 안테나 이득을 위해 본 발명에 따른 수신 장치로 조정 가능한 포락선 표면,

도 5d: 트로프형의 도전 홈(58)에 설치하여 도 5a에 따른 다이어그램을 가지는 도전판에 처음에 설치된 안테나의 버티컬 다이어그램의 변형,

도 5e: 개구부 일루미네이션을 가지는 개별 안테나의 본 발명에 따른 입체 다이어그램,

도 6: 트렁크에 있는 개별 안테나(A1)와 차체에 통합된 또 다른 안테나(A2 내지 A5)를 가지는 본 발명에 따른 안테나 장치.

도 7: 스위칭 다이오드(38)와 더미 소자(39)를 통해 부가적으로 구성되는 지향성 다이어그램을 가지는 본 발명에 따른 안테나 장치,

도 8a: 패치 안테나로서 실시되어 있는 개별 안테나(A1 내지 A5)를 가지는 트로프형 금속 홈(58)에 있는 본 발명에 따른 안테나 장치,

도 8b: 도 7과 비슷한 개별 안테나(A1),

도 9a: 수평 십자 다이폴로서 실시되어 있는 개별 안테나(A1)와 안테나편(4c와 4d)으로 이루어지고 상호 결합 회로망(62)에 의해 형성된 개별 안테나(A2) 및 유사하게 형성된 개별 안테나(A3 내지 A5),

도 9b: 전부 8개의 별 모양으로 배열된 개별 안테나(A2 내지 A9)를 가지는 도 9a와 유사한 본 발명에 따른 안테나 장치(1)의 평면도,

도 10a: 트로프형의 둥근 홈(58)의 중앙에 도 7과 유사한 개별 안테나(A1)와 2개의 수평 군 안테나로 경사진 벽(63) 앞에 배열된 또 다른 개별 안테나(A2 내지 A9)를 가지는 본 발명에 따른 개별 안테나의 배열,

도 10b: 도 10a에 따른 본 발명의 안테나 어레이의 단면도.

도 11a: 안테나 0에서 위성신호 0 및 1, 안테나 1에서 위성신호 0 및 1의 수신 레벨을 도시한 도면.

도 11b: 안테나 0 및 1의 수신 신호차

도 11c: 안테나 0 및 1간의 스위치 함수를 도시한 도면

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1: 안테나 장치 2: 논리 스위칭 장치

본 발명은 무선 수신기에 제공되는 수신 신호가 있는 안테나 어레이로 이루어지며 차량에 대하여 1GHz 이상의 주파수 영역에서 디지털 변조되는 지상 및/또는 위성 무선 신호를 위한 다이버시티-수신 장치에 관한 것이다. 1GHz 이상의 주파수 영역에서 디지털 신호를 무선 전송하기 위해 특히 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex)-방식 및 MPSK(Phase Shift Keying with M Phase Conditions)-방식이 이용된다. 이 때 위성 라디오 링크의 다운 링크를 위해서는 에너지 때문에 빈번히 QPSK-변조(4개 위상 모드)가 선택되며 지상 통신을 위해서는 OFDM-변조가 선택되며, 이는 후자가 다중로 전파로 인해 중첩하는 신호들 사이의 지연차와 관련하여 민감도가 더 낮기 때문이다. 이는 예를 들어 위성 방송 시스템 SDARS에 적합하며, 이 시스템은 전세계를 커버하는 이동 무선 수신을 위해 미국에서 착상되었고, 상기 시스템에서는 2개 위성의 방사 외에 대도시 밀집 지역에서는 지상 무선 방사도 이루어진다.

다중로 전파로 인한 이동 수신 시에 발생하는 전송 장애들은 오래전부터 예를 들어 FM-방송에서처럼 아날로그로 전송되는 신호들을 전송하기 위한 멀티 안테나 시스템들로 상당히 줄어든다. 그러한 시스템들은 P3618452.7, P4034548.3, P3926336.3에 이미 공지되어 있다. OFDM- 또는 MPSK-신호들의 구조 때문에 그러한 시스템들은 디지털 변조 시에는 이용될 수 없다. 본 발명은 EP1041736A2에 기초한다. 이 출원에는 버스트-OFDM-신호 전송을 위한 다이버시티 수신기가 개시되어 있다. 상기 출원에서 "종래 기술"로서 도 1 및 도 2에는 OFDM-신호들을 위한 다이버시티-수신기가 개시되어 있으며, 이 때 상기 OFDM-버스트의 전송과 관련하여, 데이터 전송을 위해 제공되는 타임 슬롯 외에, 동기화, 채널 평가 및 안테나 선택을 위한 시작 플래그가 레벨 기준에 따라 송신되고 있다. 이 방식이 가지는 단점으로는 시작 플래그-신호를 위한 도 2에서 11로 기입된 타임 슬롯이 안테나 선택을 위해 상기 버스트-신호의 송신 시에 제공되어야 하며 가장 양호한 안테나 신호의 업데이팅이 오로지 버스트 신호의 발생 여부에 따라 이루어질 수 있으며 다중로 시나리오에서 주행 운동으로부터 얻어지는 업데이팅 필요성에 맞춰 이루어질 수는 없다는 것이다. 이는 특히 1GHz 이상의 반송 주파수에서 중요하다. 깊은 레벨 진입부를 확실히 피하기 위해 대략 10번의 업데이팅 과정들이 1GHz인 경우 반파장에 해당하는 지나간 주행 경로에 제공되는 경우, 이 업데이팅은 150㎞/h의 속도에서 350μsec의 시간 간격으로 반복될 수 있다. 그와 반대라면, 이는 COFDM-신호에 대해 DAB (digital audio broadcasting)-방식에 따라 L-대역(1.5GHz)에서 0.5㎞/h의 수용할 수 없는 속도 제한 요구를 의미할 것이다.

그 외에도, 안테나 선택을 위한 시작 플래그-신호를 위하여 별도의 타임 슬롯을 정의하는 것은 유효 전송 데이터 레이트의 감소를 초래한다. 위에서 언급한 EP1041736A2에 개시되어 있는 발명은 안테나 선택이라는 점에서 배타적인 신호-레벨 평가의 소거에 근거하며, 나중의 데이터 식별 시에 선택되는 안테나를 위한 선택 기준으로서 규정된 이미 알려진 버스트-신호로부터 유출되는 부가의 신호 에러들이, 예를 들어 지연 및 위상 효과처럼, 제공된다. 그러나 안테나 선택의 업데이팅은 여기에서도 상기 버스트 신호의 송신과 관련하여서만 이루어져야 하고 그 결과 너무 큰 시간 간격으로 이루어지게 된다.

본 발명의 목적은 수신 신호의 업데이트가 보다 양호한 수신 신호의 선택이라는 점에서 가능한 한 작은 비트 에러 레이트로 고속 주행에서도 충분히 짧은 시간 간격으로 그리고 시간적으로 데이터 스트림의 식별과 동시에 가능해지며 자동차 기술 상으로 사용자 우호적인 안테나의 전제 하에서 무선 링크의 사용 가능한 링크-버짓(link-budget)에서 상기 비트 에러 레이트가 가능한 한 작게 유지되는 다이버시티-수신 장치를 제공하는데 있다.

상기 목적은 독립항의 서문에 따른 다이버시티-수신 장치에서 독립항의 특징들 및 다른 청구항들에 제시된 조치들을 통해 달성된다.

상기 다이버시티-방식과 관련된 장점은 전송된 신호에 대해, 본 발명에 따른 다이버시티-수신 장치의 수신측 적용을 위한 어떠한 예비 조치도 전제될 필요가 없다는 것이다. 그러므로 이 방법은 이런 호환성 때문에 개별 안테나에 의한 수신을 위해 착상된 무선 시스템에 대한 부가물로서도 이용될 수 있다. 또 다른 장점으로는 상기 다이버시티-기능이 단지 최소의 추가 비용으로도 개별 안테나에 의한 수신을 위해 제공되는 수신기에서 달성될 수 있다는 것이며, 이는 상기 수신기로부터 최소 요건으로서 어느 경우에나 존재하는 중간 주파수 신호 및 심볼-클록 신호만이 필요하기 때문이다. 상기 양 신호들이 수신기에서 처리되면, 상기 수신 장치는 적절한 다이버시티-안테나의 선택을 통해 그리고 다이버시티-컴포넌트를 통해 이 수신기 밖에서도 효과적인 본 발명에 따른 다이버시티-수신 장치에 보완될 수 있다.

자동차에서 위성 무선 신호들을 위한 수신 장치용 안테나들은 이미 DE 40 08 505.8에 공지되어 있다. 이 안테나는 V-형상으로 아래쪽으로 경사진 선형 도체편으로 이루어지며, 서로 90도의 각도로 기계적으로 고정되어 있으며 수평의 도전성 접지면에 고정된 선형의 수직 도체의 상단부에 설치된 십자형 반쪽 다이폴들로 이루어진다. 위성 통신에서 일반적으로 요구되는 원형 분극을 만들기 위해 V-형상으로 아래쪽으로 경사진 양 수평 다이폴은 전기적으로 90도 위상 회로망에 의해 상호 결합되어 있다. 지상 방사되는 수직 분극되는 신호들의 수신을 위해 수직 모노폴 안테나가 제공되는 것이 바람직하다.

위성 통신 시스템에 따른 위성 안테나에 대하여 예를 들어 25°또는 30°와 60°또는 90°사이의 고도각 영역에서 원형 분극(circular polarization)을 위해 항시 예를 들어 2dBi 또는 3dBi의 안테나 이득이 엄격하게 요구된다. 이런 요구는 평평한 도전성 접지판의 중앙에 설치된 안테나에 대해 존재한다. 이런 구조 형상의 안테나에 있어서 정점각의 영역에서 요구되는 안테나 이득은 일반적으로 아무런 문제없이 실현될 수 있다. 그와는 반대로, 상기의 요구되는 안테나 이득은 20°내지 30°의 낮은 고도각 영역에서는 실현되기 어려우며 - 무선통신 응용을 위해 요구되는 것처럼 - 안테나의 구조 높이가 매우 작은 경우에는 전혀 실현될 수 없다. 전체 입체각 영역에서 3-dBi-값을 넘도록 신호의 품질 향상을 실현하는 것은 특히 물리적인 이유 때문에 불가능하다.

그 외에도, 이득 요건을 충족하기 위해 고도가 낮은 각도 영역에서도 경사 방사에서도 선형 도체의 굽은 안테나를 이용하는 것은 이미 공지되어 있다. 오늘날 자주 이용되는 안테나 형상은 Kilgus에 따른 쿼드러필러 헬리컬 안테나이다(IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 1976, p.238-241). 그러한 안테나는 종종 여러 파장의 길이를 가지며 구조 높이가 낮은 플랫 안테나로서 알려져 있지는 않다. EP 0 952 625 A2에 개시된 구조 높이가 낮은 안테나로도 위에서 언급한 안테나 이득이 고도가 낮은 각도 영역에서 충족될 수 없다.

그러므로 Stellios J. Patsiokas의 제목 "XM Satellite Radio Technology Fundamentals"이 실린 SAE Technical Paper 2001-01-1328에서는 지상 방사되는 신호들의 부가적인 수신을 위한 헬리컬 안테나가 모노폴 안테나에 결합되므로, 자동차에 적용하기에는 상기 결합된 안테나의 구조 형상이 크다는 단점이 생긴다.

그런 종류의 안테나에서 상기 구조 높이 외에 존재하는 문제가 생기는 원인으로는 자동차 기술 상의 이유 때문에 차량 지붕 중앙에 안테나를 설치할 수 없다는 점과 관련하여 자동차 제작 시에 자동차 외피에 구성할 것을 요구하기 때문에 또는 차량 형상에 안테나를 통합하려는 증대된 요구 때문에 이상적으로 구성된 지향성 다이어그램은 자동차에 설치할 경우 위와 같이 상기 플레이트에 설치함으로 상당히 변형되며 일반적으로 허용되지 않는 진입부를 가진다는 것이다. 이것은 종종 특히 전파의 고도가 낮은 영역들과 관계 있다. 상기 안테나의 원형 분극 성질 역시 이 각도 영역에서 완전히 사라질 수 있다. 이런 영향들은 입사파의 회절 및 반사로부터 발생하며, 이 때 상기 입사파는 1 내지 3GHz에 걸친 주파수 영역에서 대체로 자동차 가장자리 및 차체의 불연속지점에서, 예를 들어 뒤창문의 차 지붕 가장자리처럼, 및 자동차 부재들로 인한 입사파의 회절로부터 얻어진다.

이를 위해 상기 지향성 다이어그램으로 평가되는 수신 신호는 자동차 운동 때문에 중첩하는 반사파 때문에 강하게 변하게 되고 신호 소거가 이루어진다. 이 모든 효과는 규정에 따라 플레이트에 설치되며 자동차에 장착되는 안테나로는 회피될 수 없다. 이 때문에 발생하며 허용할 수 없을 정도로 큰 비트 에러 레이트는 무선 링크의 어보트를 가져올 수 있다. 본 발명에 따른 다이버시티-수신 장치의 안테나 장치(1)에 있는 적절한 다이버시티-개별 안테나(A1, A2, A3, ...)의 선택을 통해 그러한 효과가 상당히 감소되는 것이 장점이다.

그러므로 본 발명에 따른 다이버시티-수신 장치의 본질적인 장점으로는 예를 들어 상기 플레이트에 이상적으로 설치하기 위해 요구되는 것처럼, 날카로운 원형 분극의 지향성 다이어그램을 가지는 단일의 자동차 안테나에 대한 실제로 충족될 수 없는 요건이 상기 수신 장치의 개별적인 지향성 다이어그램을 위해 비독립적으로 전체 입체각 영역에서 위성 신호에 대해서도 지상 방사되는 신호에 대해서도 엄수될 필요가 없다는 것이다. 서로 독립적인 섹터 지향성 다이어그램(9)들을 따로 구성함으로써 예를 들어 개별적인 지향성 다이어그램의 선택을 통해 선택된 시점에서 각각 지향성 다이어그램을 이용할 수 있게 되며, 이 때 이 지향성 다이어그램은 실제 요구되는 입체 방향으로 매우 상당히 커버할 수 있으며 고도각이 작은 영역들의 영향 하에서 충분한 안테나 이득을 갖는다.

그러나 본 발명에 따른 다이버시티-수신 장치에 의해 특히 직접 입사하는 수신 신호의 회절 또는 부분 회절의 영역에서 주행 구간에 대한 부분적으로 상당한 10 내지 20 dB의 레벨 진입부를 채우는 것은 작은 비트 에러 레이트를 얻는다는 점에서는 원형 플레이트에서 전술한 지향성 다이어그램의 철저한 엄수보다 훨씬 더 효과적이다.

본 발명은 하기에서 도면을 이용해 상술된다.

본 발명은 하기에서 약2.3GHz의 반송 주파수에서 차량에 대하여 동일 신호 내용의 지상 방사를 통한 지원을 가지는 위성 무선 수신 장치의 예로 상술된다. 상기 영역에서 자유 공간 파장은 λ=12㎝이다. 미터파 영역의 지상 무선 시스템과는 반대로, 큰 지연 차이로 상기 주파수에서 직접 신호에 중첩하는 신호들의 강도가 작으므로, 그러한 신호의 대부분은 바로 그 근처에서 반사파로 구성된다. 그 때문에 다중로 전파를 통해 야기되는 전송 채널의 전송 대역폭은 송신 안테나와 수신 안테나 사이에서 적어도 10MHz 보다 크게 평가될 수 있다.

그런 종류의 방송 시스템에서 예를 들어 내용이 동일한 신호들은 협소한 주파수 근방에서 각각 약 4MHz의 HF-채널 대역폭(B)에 걸쳐 2개의 위성으로부터 그리고 지상 송신국들로부터 방사된다. 이 때 위성으로부터의 전송을 위해 대개 디지털 QPSK-방식이 적용되고 상기 신호들의 지상 전송을 위해서는 COFDM-방식이 적용 된다. 양 경우에, 데이터 손실이 발생하지 않거나 또는 가능한 한 가장 적도록 가장 양호한 수신 신호(5)의 선택과 함께 상기 신호들을 반드시 테스트하여야 하므로, 전체적으로 레벨 진입부 및 이와 관련한 위상 전이의 회피 때문에 주행 구간에 걸친 비트 에러 레이트가 엄청나게 감소된다.

본 발명에 따라 이는 기본 형상으로 도 1a에 도시된 다이버시티-수신 장치로 양 방식의 디지털 변조(COFDM 또는 QPSK)에서도 이루어지도록, HF-채널 대역폭(B) 내에서 고주파 신호의 레벨 확인이 수신 레벨-테스트 장치(25)에 의해 각각 가능한 한 작은 레벨 테스트 시간(11)으로 이루어지며 바람직하게는 시간적으로 연속적으로 실시되어야 한다. C로 표시된 OFDM-신호의 부호화뿐만 아니라 MPSK-신호의 위상 모드들의 수(M) (QPSK에서 M=4) 역시 본 발명에 의해 제공되는 원리와 관련한 영향을 받지 않는다. 상기 논리 스위칭 장치(2)에 의한 스위칭오버 동작들을 통한 레벨 테스트의 계속적 비교를 통해 사용 가능한 수신 신호들은 연속적으로 한 테스트 사이클의 범위에서 레벨 비교기(10)와 어드레스 가능한 기억장치(35)에 의해 테스트되어 양호한 수신 신호(5)가 선택된다.

상기 테스트 사이클은 본 발명에 따라 적절하게 선택된 테스트 사이클-시간 간격(T_z)의 경과 후에 반복적으로 초기화된다. 이 때 한 테스트 사이클이 경과하고 가장 양호한 수신 신호(5)가 선택된 후에 이런 조정을 상기 테스트 사이클-시간 간격(T_z) 내에서 남은 시간 내에서 유지하는 것이 장점이 된다. HF-채널 대역 폭(B)이 제한되어 있기 때문에 수신 레벨의 확실한 확인이 레벨 테스트 시간(T_p ∼ 1/B) 보다 더 빠르게 이루어지지 않는다. 상기 안테나 스위칭오버 자체를 위해 필요한 스위칭오버 시간(24)은 레벨 테스트 시간(11)보다 더 작으므로, 상기 레벨 테스트와 스위칭오버는 함께 레벨 테스트 시간(T_p)(13) 내에 이루어질 수 있다. 가장 양호한 수신 신호(5)가 반파장의 경로 구간에 걸쳐 Z번 업데이트되어야 하는 경우, 본 발명에 따른 테스트 사이클-시간 간격(T_z)의 조정에 대해 하기의 관계가 적용된다:

상기 식에서 Z=5, f_GHz=2.33 및 V_kmh=100에서 T_z<430㎲이 얻어지며 V _kmh=175에서 T_z<=250㎲이다.

이 경우 본 발명에 의거한 중요한 점은 가장 양호한 수신 신호(5)의 테스트와 업데이트를 위해 필요한 R번 테스트의 전체 시간(R·T_p)은 상기 테스트 사이클-시간 간격(T_z)보다 작으므로, 더 큰 불확실성으로 식별되는 심볼의 수가 선택 프로세스 때문에 QPSK-변조에서 가능한 한 작게 유지된다는 것이다. 이런 관계에 대해 등식(1)과 함께

이

적용된다.

테스트 사이클 당 R=10인 레벨 테스트와 175㎞/h의 주행 속도에서 가장 양호한 수신 신호(5)의 선택을 위해 필요한 상대적인 시간 성분은 등식(2)에 의거하여 단지 0.2%에 대한 위에서 언급한 나머지 값으로 가장 개연성 있는 테스트 사이클-시간 간격(T_z)을 조정하는 경우 얻어진다.

상기 COFDM-변조에서 장점은 상기 테스트 사이클-시간 간격(T_z)이 등식(1)에 의거하여 상기 FDM-심볼 시간(T_sf)보다 더 크게 선택될 수 있으며 필요한 R번 레벨 테스트의 전체 테스트 사이클은 한 FDM-심볼 시간(T_sf) 내에서 실시되고 R번 테스트의 전체 시간(R·T_p)은 확실한 심볼 식별과 관련하여 상기 FDM-심볼 시간(T_sf)보다 훨씬 더 작다는 것이다. 그러므로 T_sf=1/Δf_c, B=N_c·Δf_c 및 T_p=1/B의 등식(2)과 유사하게 다음 관계(V_p)가 얻어진다:

N_c=1000와 R=10에서 상기 관계 V_p=1%이며 충분히 작다. 그러므로 상기 심볼 식별을 위해 이용되는 유효 시간의 감소는 단지 미미하게 이루어진다. 부반송파의 수(N_c)가 너무 작은 경우 등식(3)에서 제공된 관계에 대하여 레벨 테스트를 위한 시간 성분이 너무 크다. 그러므로 본 발명에 따르면 예를 들어 연속하는 심볼들의 수(S)에 R번의 테스트 횟수를 분배하므로, 한 FDM-심볼 시간(T_sf) 내에서 필요한 테스트 시간이 R·T_p/S로 표현되며 그에 상응하게 등식(3)에 대하여 다음 식이 적용된다:

상기의 허용되는 테스트 사이클-시간 간격(T_z)이 상기 FDM-심볼 시간(T_sf)보다 더 크면, 본 발명에 의거하여 가장 양호한 수신 신호의 업데이트를 심볼이 모두 송신되는 경우 실시하지 않는 것으로 충분하다. HF-채널 대역폭(B), 부반송파(N_c)의 수 및 최대 주행 속도(V_kmh)가 주어지면 상기 테스트 사이클-시간 간격(T_z)을 정하는데 다음 관계가 이용된다:

그러므로, 등식(4)의 고려 하에서, 정수로 (T_z/T_sf)-번째마다의 연속하는 심볼에서만 하나의 테스트 사이클을 실시하는 것으로 충분하다.

그러나 예시적으로 위에서 언급한 수치값에서 V_kmh=175의 최대 주행 속도에 대해 T_z/T_sf∼1의 관계가 얻어지며, 즉 이 테스트 사이클-시간 간격(T_z)은 본 발명에 의거하여 상기 FDM-심볼 시간(T_sf)에 동일하게 선택될 수 있다. 그러므로 Z=5의 업데이트에서 λ/2의 주행 구간에 걸쳐 두 번째마다 수신되는 심볼 동안 최대 주행 속도가 약 80㎞/h에 제한될 것이다.

본 발명의 특히 비용이 적게드는 유리한 실시예에서는 도 1a에 따라 상기 수신 레벨-테스트 장치(25)와 논리 스위칭 장치(2)가 안테나 어레이(20)의 인근에 배열되며 상기 심볼 클록 신호(18)는 수신 레벨(30)과 함께 안테나 연결 지점(21)과 수신기(3) 사이의 고주파선에 의해 제공된다. 본 발명의 상기 실시예와 관련된 장점은 상기 수신기(3)가 본 발명에 따른 수신 장치를 위해 준비될 필요가 없다는 것이며, 이는 상기 심볼 클록 신호(18)와 수신 레벨(30)이 일반적으로 수신기(3)에 있기 때문이다.

그러므로 도 1a에는 본 발명에 따른 수신 장치의 기본형이 도시되어 있으며, 이 때 상기 수신기(3)에는 대역 필터(26)와 수신 레벨 표시기(36)가 포함되어 있으며, 이의 출력 신호는 상기 수신 레벨(30)을 재생하며 수신 레벨-테스트 장치(25)에 제공된다. 그 외에도, 상기 수신 레벨 테스트 장치(25)에 상기 심볼 클록 신호(18)가 제공되므로, 그로부터 유래하는 스위칭오버 신호(23)가 좋거나 가장 양호한 수신 신호(5)의 선택을 위해 레벨 테스트의 위에서 언급한 순서에 따라 논리 스위칭 장치(2)가 이용될 수 있다. 이 때 상기 안테나 장치(1)는 일련의 개별 안테나(A1, A2, A3)를 포함하며, 이들은 큰 자유도를 장점으로하는 수신 신호(5)의 필요 다이버시티라는 점에서 안테나편들(4a, 4b, 4c)로 구성될 수 있다. 그러므로 안테나 연결 지점(21)에서 모든 심볼의 평가를 위해 최적의 수신 신호(5)가 수신기(3)의 입력에 제공된다.

도 1b에는 도 1a와 유사하지만 위성 무선 수신기(3)에 포함되어 있는 수신 레벨-테스트 장치(25)를 가지는 본 발명에 따른 배열이 도시되어 있다. 도 1c에는 HF-채널 대역 폭(B)과 동일하지만 지연 때문에 옵셋된 신호 내용의 인접한 고주파 대역들에서 상기 QPSK-방식에 따른 디지털 변조되는 위성 무선 신호와 상기 COFDM-방식에 따라 디지털 변조된 지상 무선국으로부터 방사되는 무선 신호를 동시에 수신하여 조정하기 위해 본 발명에 따른 결합된 공간 다이버시티-수신 장치가 도시되어 있다.

양 시스템은 다이버시티에 따라서 상이한 수신 신호(5)를 제공하는 안테나 장치(1)를 구비하는 안테나 어레이(20)로 이루어진다. 상기 논리 스위칭 장치(2a)와 수신 레벨 테스트 장치(25a)에 의해 테스트 사이클 과정에 의해 테스트 사이클-시간 간격(T_z)으로 가장 양호한 수신 신호(5)가 QPSK-위성 신호를 안테나 연결 지점(21a)에서 수신하기 위한 수신기 부재(3a)에 업데이트되어 제공된다. 마찬가지로 안테나 연결 지점(21b)에서 레벨 테스트 과정들 후에 한 FDM-심볼 시간(T_sf)의 초기에 가장 양호한 수신 신호(5)가 COFDM-변조되는 지상 신호의 수신을 위한 수신 부재(3b)를 위해 제공된다. 양 수신기 부재들(3a, 3b)은 신호 내용이 동일한 수신 신호의 평가를 위한 수신기(3)에 포함되어 있다. 상기 안테나 선택을 위해 본 발명에 따라 QPSK-수신기에서는 수신 레벨(30a)과 심볼 클록 신호(18a)가 레벨 비교 기(10a)를 포함하는 수신 레벨 테스트 장치(25a)에 제공된다.

도 1d에는 전송 시큐러티를 지원하기 위해 또 다른 위성으로부터 방사되며 상기 QPSK-방식에 따라 디지털 변조되는 또 다른 위성 무선 신호를 동시에 수신하여 조정하기 위하여 a'로 표시된 요소들을 가지는 또 다른 분기부 주위에 도 1b의 본 발명에 따른 결합된 공간 다이버시티 시스템이 도시되어 있다. 수신된 모든 신호들은 수신기(30)에서 조정되어 평가되므로, 상기 공간 다이버시티-기능을 통해 양 위성-전송 경로와 지상 전송 경로와 관련하여 데이터 전송의 최선의 시큐러티가 얻어진다.

그러므로 본 발명에 따르면 HF-반송파의 QPSK-변조의 신호에서뿐만 아니라 COFDM-변조의 신호에서도 테스트 사이클-시간 간격(T_z)을 선택하기 위해, 그 시간 내에 이 수신 조건들은 실제로 변함없어야 한다. 이는 고주파 반송파의 반파장의 지나간 경로 구간 내에서 상기 조정이 적어도 5번 업데이트됨으로써 이루어진다. 이는 도 2에서 상기 안테나(A1, A2, A3)의 수신 신호에 의해 파장(λ)에 관련된 주행 구간(s)에 걸쳐 100㎞/h의 주행 속도에서 상기 테스트 사이클-시간 간격(T_z=250㎲)에 대한 아래 쪽에 예시된 타임 슬롯 패턴으로 설명된다.

도 4a에서 상기 주파수 대역의 평가는 상기 HF-반송파의 COFDM-변조가 있는 경우 상기 수신 레벨 표시기(36)에 의해 제공되며 도 4b에는 상기 수신기의 중간 주파수 평면의 주파수 간격(Δf_c)(16)에서 부반송파가 도시되어 있다. N_c부반송파의 시병렬적인 위상 식별을 위해 이용되는 예를 들어 250㎲의, 상기 주파수 간격(Δf_c)(16)에 일치하는 FDM-심볼 시간(T_sf)에서 본 발명에 따르면 그와 비교하여 기술적으로 미미하게 작은 시간 성분은 다이버시티에 따른 이용 가능한 수신 신호(5)로부터 이것을 검출하는데 이용되며, 이 때 이의 신호대 잡음비가 충분히 크거나 다른 것과 비교하여 최대 신호대 잡음비가 최대가 된다. 이는 상기 부반송파의 주파수 간격에 비해 큰 HF-채널 대역폭(B=N_c·Δf_c)(19)을 통해 가능해지므로, 상기 레벨 테스트 시간(11)은 상기 부반송파의 수(N_c)만큼 심볼 시간(T_sf)(14)보다 작게 선택된다. 그러므로 N_c=1000인 경우 다이버시티에 따른 10개까지의 수신 신호들(5)은 레벨이라는 점에서 앞으로 FDM-심볼 시간(T_sf)의 약 1 내지 2 %의 필요 시간을 소비하여 조사될 수 있다. 본 발명에 따라 선택된 테스트 사이클-시간 간격(T_z)은 수신된 몇 개의 심볼 뒤에 가장 양호한 수신 신호(5)의 업데이트를 위한 다음 심볼이 이용되는지를 규정하고 있다.

도 4c에는 상기 주파수 대역의 평가가 상기 HF-반송파의 MPSK-변조가 있는 경우 역시 수신 레벨 표시기(36)에 의해 이루어지며, 도 4d에는 상기 수신기의 중간 주파수 평면에서 MPSK-수신 신호의 대역 제한된 주파수 스펙트럼이 도시되어 있다. (예를 들어 0.25㎲ = 1/B = 1/(4MHz)의) QPSK-심볼 시간(T_sp)에서 본 발명에 따르면 본 발명에 따른 테스트 사이클-시간 간격(T_z)의 그에 비교하여 기술적으로 미미하게 작은 시간 성분은 다이버시티에 따른 이용 가능한 수신 신호들(5)로부터 이를 검출하는데 이용되며, 이 때 이의 신호대 잡음비가 충분히 크거나 다른 것과 비교하여 신호대 잡음비가 최대가 된다. 이는 등식(1)을 고려하여 큰 대역폭(B)에 근거한다.

QPSK-심볼 시간 T_sp=1/(4MHz)=0.25㎲에서 R번의 레벨 테스트에 대해 심볼들의 단지 R·(T_sp/T_z)의 상대적인 수가 얻어지며, 이 때 이것은 최적으로 이용 가능한 수신 신호(5)와 함께 수신되지는 않지만 올바른 심볼 식별이 상기 심볼의 다수에서 수신장의 통계로 그 후에도 가능해진다. 이 때 식별 오류 하에 있는 몇개의 심볼들이 모든 디지털 통신 시스템에서 제공되는 오류 정정 용장도를 통해 수정된다. 그에 반해 상기 테스트 사이클-시간 간격(T_z) 동안 송신되는 나머지 심볼들은 이용 가능한 수신 신호들의 전체 다이버시티 효과를 가지고 수신된다. 그러므로 안테나 장치(1)에서 안테나를 적절히 선택할 경우 높은 다이버시티 효율이 달성되며, 이 높은 다이버시티 효율은 주행 구간에 걸쳐 비트 에러 레이트를 상당히 줄이며 신동기화의 난점으로 무선 링크의 어보트의 개연성을 상당히 감소시킨다. 도 3b에서 대략 상기 레벨 테스트 시간(T_p)에 동일한 QPSK-심볼 시간 T_sp=1/B, R번의 레벨 테스트 과정들을 위한 시간 경과, 본 발명에 따라 선택된 테스트 사이클-시간 간격(T_z)이 도시되어 있다.

반송 주파수(f)를 가지는 HF-반송파의 QPSK-변조를 위한 상기와 같은 경과를 실현하기 위해, 예를 들면 수신 레벨-테스트 장치(25)에서 - 이것에 수신 레벨(30)뿐만 아니라 수신기에서 발생하는 심볼 클록 신호(18)가 제공된다 - 트리거 가능한 펄스 발생기(31)가 제공된다. 이 펄스 발생기는 테스트하려는 수신 신호(5)들의 수(R)에 따라 상기 심볼 클록 신호(18)에 의해 트리거되며 그 결과 펄스열을 출력하며, 이의 펄스 간격 시간은 상기 QPSK-심볼 시간(T_sp∼1/B)과 동일하다. 상기 해당 펄스열은 어드레스 가능한 기억장치(35)를 가지는 레벨 비교기(10)에 뿐만 아니라 논리 스위칭 장치(2)에도 수신 신호(5)의 순차적 스위칭 또는 어드레스되는 스위칭을 위해 다이버시티에 따라 양호한 수신 신호(5)의 선택을 위해 제공된다. 필요한 R번의 레벨 테스트 과정의 경과 후에 트리거 가능한 펄스 발생기(31)와 논리 스위칭 장치(2)의 모드는 상기 테스트 사이클 시간 간격(T_z)의 조정을 위해 트리거 가능한 펄스 발생기(31) 안에 포함되어 있는 타이밍 회로(42)에 의해 바람직하게는 변함이 없으며, T_z의 경과후까지 비교 테스트 사이클이 다시 도입된다.

상기 HF-반송파의 COFDM-변조 신호의 경우 본 발명에 따라 레벨 진입부는 실제 연결되는 고주파 신호의 레벨이 HF-채널 대역폭(B) 내에서, 즉 각각 최소의 레벨 테스트 시간 T_p=1/B 후에, 확인됨으로써 감소된다. 상기 COFDM-신호는 주파수 간격(Δf_c)을 가지며 각각 병렬로 송신되고 위상 변조되는 N_c부반송파의 시간열로 구성된다. 상기 부반송파의 각각의 패킷은 FDM-심볼 시간(T_sf=1/Δf_c)에 걸쳐 송신된다. 그러므로 다이버시티에 따라 가능한 한 양호한 수신 신호(5)의 선택을 위해 전체 에너지의 확인이 이용되며, 이것은 ZF-영역에서 채널 대역폭(B=N_c·Δf_c)의 대역 필터(26)에서 레벨 테스트 시간(T_p)에 걸쳐 나타난다. 이 때 N_c(예를 들어 N_c=1000)는 COFDM-방식에 따라 송신되는 부반송파의 수이며, 이의 주파수 간격(Δf_c)(16)은 예를 들어 4kHz이다.

이 방식에서 여러번의 비교 레벨 테스트는 각 심볼의 송신 초기에서 이루어진다. 상기 레벨 테스트 시간 T_p=1/B=0.25㎲에서 R번의 레벨 테스트의 경우 가장 양호한 수신 신호(5)를 선택하기 위한 이 예에서 R·0.25㎲의 전체 테스트 시간이 요구된다. 이는 FDM-심볼 시간에서 T_sf=1/Δf_c=N_c/B=1000·0.25㎲=250㎲에 일치한다. 그러므로 이런 크기 관계에서 심볼 식별을 위해 (1·R/N_c)=(1·R/1000)·250㎲의 FDM-심볼 시간(T_sf)의 나머지 전체 시간이 이용된다. 식별을 위해 이용되는 시간의 미미한 감소는 식별 시큐러티의 악화와 관련되어 있지 않다. 도 2에서 파악할 수 있는 것처럼, 상기 심볼 시간은 충분히 짧으므로, 고속의 주행 속도에서도 가장 양호한 수신 신호(5)의 본 발명에 따라 빈번한 업데이트를 보장할 수 있다. 약 0.25㎲의 스위칭오버 시간과 가드-시간(T_g)을 가지는 레벨 테스트 시간(T_p)을 가지는 FDM-심볼 시간(T_sf)의 초기에 상기 비교 테스트 과정이 도 3a에 도시되어 있다.

그런 종류의 경과를 실현하기 위해, 예를 들어 수신 레벨(30)뿐만 아니라 수신기에서 발생되는 심볼 클록 신호(18) 역시 제공되는 수신 레벨-테스트 장치(25)에서 FDM-변조의 경우에도 트리거 가능한 펄스 발생기(31)가 제공되며, 이것은 심볼 클록 신호(18)에 의해 발생되며 또한 - 트리거링을 통해 릴리즈된다 - 테스트하려는 수신 신호(5)의 수(R)에 따라 독립적으로 적절히 구성된 펄스열을 출력하며, 이 때 상기 펄스 간격 시간은 바람직하게는 가능한 한 작으며, 즉 레벨 테스트 시간 T_p∼1/B과 동일하게 선택된다. 상기 펄스 간격 시간은 비교적 작은 스위칭오버 시간(24)과 레벨 테스트 시간(11)으로 이루어진다. 상기 해당 펄스열은 수신 신호(5)의 순차적 또는 어드레스되는 스위칭을 위해 다이버시티에 따라 양호한 수신 신호(5)의 선택을 위해 어드레스 가능한 기억장치(35)를 가지는 레벨 비교기(10)뿐만 아니라 논리 스위칭 장치(2)에도 제공된다. 필요한 R번의 레벨 테스트 과정들의 경과 후에 트리거 가능한 펄스 발생기(31)와 논리 스위칭 장치(2)의 모드는 남은 시간에 걸쳐 상기 FDM-심볼 시간(T_sf)내에서 변함이 없으며, 그 후 후속 심볼들 중 어느 하나, 바람직하게는 그 다음 심볼로 상기 트리거 가능한 펄스 발생기(31)가 다시 트리거되며 상기 비교 테스트 사이클이 다시 도입된다.

그런 종류의 배열의 실시예를 위해 양 디지털 변조 방식을 위한 가능한 블록도가 도 4e에 예시적으로 제공되어 있다. 시간에 따른 구현에서 상기 전체 수신 레벨-테스트 장치(25)는 마이크로프로세서로서 실시되어 있으며, 이것은 프로그램-콘트롤되어 예를 들면 도 4c에 제공된 프로그램 블록을 처리한다. 가장 양호한 수신 신호(5)의 검출을 위해 예를 들어 도 4e에 제공된 배열은 수신 레벨-테스트 장치(25)에서 이용될 수 있다. 이것은 시퀀스 콘트롤(32)로 이루어지며, 이 시퀀스 콘트롤은 안테나 스위칭오버(33)를 위한 클록 발생뿐만 아니라 가장 양호한 수신 레벨(5)(P_xmax)의 확인을 위한 레벨 비교기(10) 및 스위칭오버 신호(23)를 출력하는 체인지오버 스위치도 제어한다. 어드레스 가능한 안테나(34), x번째 안테나의 수신 레벨 P_x30을 위한 어드레스 가능한 기억장치(35), 레벨 비교기(10)에 의해 상기 최대 신호 레벨-스위칭 포인트(S_max)(37)가 검출되고 스위칭오버 신호(23)로서 출력된다.

이것으로 설명되는 것은 여기에서 관찰되는 양 변조 방식에 대해 본 발명에 따라 공간 다이버시티 시스템이 제공되며, 이 공간 다이버시티 시스템이 가장 개연성이 큰 데이터 시큐러티에서 가장 양호한 수신 신호(5)를 위한 선택 프로세스 동안 레벨 진입부의 발생에 대한 확률을 최적으로 감소시킨다는 것이다.

이는 한 번 더 도 3a에 의해 설명된다. 그러므로 송신되는 심볼의 시작 또는 종료에서 매번 양호한 수신 신호를 선택하여 각각의 심볼을 가지는 N_c부반송파의 COFDM-변조에서, 즉 FDM-심볼 시간(T_sf) 동안, 신호대 잡음비가 좋은 2 x N_c비트의 수가 전송된다. 도 3b에서 상기 HF-반송파의 MPSK-변조에서 R번의 레벨 테스트들은 시간적으로 연속하는 심볼들에서 상기 선택된 테스트 사이클-시간 간격(T_z) 내에서 이루어진다. 이 테스트 사이클-시간 간격이 FDM-심볼 시간(T_sf)과 같게 선택되면, 동일 시간 내에서 양 변조 방식으로 대략 동일한 정보량이 전송된다.

안테나의 인근 영역에서 피할 수 없는 반사 및 회절 때문에 상대적인 경로 길이 s/λ에 걸친 도 2에 도시된 3개 안테나의 레벨 배분이 발생한다. 굵은 선으로 표시된 곡선은 가장 양호한 수신 신호(5)의 선택 시에 각각 최대로 이용 가능한 레벨을 나타낸다. 도 2에서 도면 아래쪽에 100㎞/h의 전제된 주행 속도에서 상기 테스트 사이클-시간 간격(T_z)의 열이 도시되어 있다. 레벨 진입부들은 모든 반파장 중앙에서 발생할 확률이 크다. 그러므로 250㎲의 FDM-심볼 시간(T_sf)에서 약 10개 심볼의 충분한 수가 반파장에서 나타난다. 그러므로 신호 이득 발생 시에 굵은 선으로 표시된 최적의 레벨 곡선이 실현할 수 있다. 위에 도시된 것처럼, 이 값 설정은 Z=5에서 약 175㎞/h의 주행 속도를 허용한다.

하기에서 본 발명에 따른 공간 다이버시티 시스템을 위한 안테나 어레이(20)이 예시적으로 상술되어 있다. 도 5a에는 위성 서비스에 적합한 안테나의 원형 분극을 위한 3차원의, 거의 전방향 지향성 다이어그램이 도시되어 있으며, 이것은 평판에 설치되면 원하는 요건들에 일치하게 된다(도 8a). 지향성 다이어그램과 관련하여 자동차에 안테나를 안보이게 설치하도록 만드는 효과를 설명하기 위해, 도 5d에는 도 5a에 도시된 지향성 다이어그램의 버티컬 다이어그램의 변형은, 도 5d에서처럼 트로프 형상의 홈(58)에 해당 안테나가 설치되면, 초래된다. 전술한 안테나 이득은 특히 고도가 낮은 각도 영역에서 달성되지 않는다(참고 도 5d). 벽들을 통해 대향하는 회절을 극복하기 위해 예를 들어 도 5e에 도시된 형상의 섹터 지향성 다이어그램(9)이 이용된다. 반드시 전체 방위각 커버를 위해 다수의 그런 섹터 지향성 다이어그램(9)이 필요하다.

그 결과 상기 안테나 이득의 규정된 지향성 다이어그램은 하나의 개별 안테나로는 자동차의 양호한 많은 설치 위치에서 달성될 수 없다. 그러나 본 발명에 따라 개별 안테나들이 예를 들면 다수로 구성될 수 있으며, 이 개별 안테나는, 상 이한 5개의 지향성 안테나와 관련하여 도 5b에 예시적으로 도시된 것처럼, 상이한 입체 방향을 가리키는 주방향(22)으로 상이한 섹터 지향성 다이어그램(9)을 갖는다. 모든 다이어그램에 대한 포락선 표면이 형성되면, 도시된 예에서, 도 5c에서처럼, 고도각이 작은 영역에서 방사가 상기 개별 안테나의 지향성 향상을 통해 높아지는 다이어그램이 얻어진다. 또한 눈에 띠지 않게 자동차에 통합된 안테나에 대해 섹터 지향성 다이어그램(9)을 위한 원형 분극은 대표적인 노력으로는 거의 만들어질 수 없다. 그러므로 본 발명에 따르면 섹터 지향성이 향상되므로, 원형 분극 없는 3dB-손실이 보상되거나 과보상된다.

본 발명의 유리한 실시예에서, 도 6에 도시된 것처럼, 접지판을 기준으로 한 규정된 지향성 다이어그램을 가지는 안테나(A1)가 예를 들어 트렁크 커버에 또는 합성수지-트렁크 커버 밑에 설치되어 있다. 특히 고도가 낮은 영역에서 뒤창문 유리와 지붕을 통해 제공되는 회절 때문에 이 영역은 본 발명에 따라 부가의 안테나(A4, A5)를 통해 채워진다. 이들은, 예를 들면 도 6에 도시된 것처럼, 지향성 안테나로서 윈드실드에 배열될 수 있다. 그런 종류의 비중앙적 시스템 및 상기 논리 스위칭 장치(2)를 위한 케이블 가이드와 함께 오는 지연 차이는 주어진 자동차 크기에서는 복호 후에 트루 신호의 영향을 받지 않는다. 기본적으로 생각할 수 있는 것은 차창이 평면적으로 기울어진 경우 전체 안테나 장치(1)는 오로지 지향성 안테나(A2, A3, A4, A5)로 상기 창유리에 구성할 수 있다는 것이다.

본 발명에 따른 안테나 장치(1)는 도 7에서처럼 작은 구조 높이로 구성되는 것이 바람직하다. 상기 안테나는 교차하는 2개의 프레임 구조로 이루어지며, 이 때 더미 소자(39)는 지향성 다이어그램의 조정을 위해 설치되며, 이 다이어그램은 다이오드(38)가 차단되는 경우 원형 분극을 가지는 전술한 지향성 다이어그램과 일치하게 된다. 상기 스위칭 다이오드(38)를 다르게 조정함으로써 다수의 섹터 지향성 다이어그램(9)은 교대로 포락선 표면을 채우기 위해 조정된다.

자동차에서 완전히 커버하도록 안테나를 설치하는 것이 자주 요구된다. 이런 목적을 위해, 도 8a에서처럼, 도전성 차체에서 트로프 형상의 홈(58)이 만들어지고, 이 홈은 합성수지 커버를 갖고 있다. 본 발명의 유리한 실시에서 트로프 중앙의 트로프 바닥(64)에 경사 방사를 커버하기 위한 패치 안테나(A1)가 그리고 섹터 지향성 다이어그램(9)의 형성을 위해 기울여 실시된 경사진 트로프벽(63)에 또 다른 패치 안테나가 설치된다. 경사 방사를 위한 지향성 다이어그램을 개선하기 위해 도 8b에서 패치 안테나(A1) 대신에 도 7의 안테나가 선택적으로는 다이오드(38) 없이도 이용될 수 있다. 도 9a에서 예시적으로 원형으로 실시되어 있는 트로프 형상을 홈(58)으로 형성하는 경우 트로프 바닥(64) 위 중심에 적절한 거리에 안테나편(4a, 4b)들로 형성된 십자 형상의 2개의 다이폴이 배열된다. 낮은 고도에 대해 방사를 개선하기 위해 본 발명에 따라 서로 90도로 배열되어 있는, 수직의 안테나편들(4c, 4d, 4e, 4f 및 4g, 4h, 4i, 4k)로 이루어지는 2개의 군 안테나들이 형성되어 있다.

이의 신호들은 4개의 방위각 방향(22)(비교 도 5b)에 대해 섹터 지향성 다이어그램(9)을 형성하기 위해 개별 안테나 연결부(A2, A3 및 A4, A5)를 가지는 상호 결합 회로망(62)에 의해 처리된다. 낮은 고도에 대해 상기 군 안테나의 지향성을 높여, 경사진 트로프 벽(63)들을 통해 생기는 회절이 지양되거나 과보상된다. 도 9a에 도시된 안테나 장치(1)는 더 많은 수의 섹터 지향성 다이어그램(9)들을 가지는 도 9b에 도시된 안테나 장치(1)로 확장될 수 있는 것이 유리하다. 그런 종류의 안테나 장치(1)의 설치 위치 및 자동차를 통해 야기되는 회절 여부에 따라서 중심에 대해 비대칭적으로 배열되는 군 안테나들을 가지는 안테나 장치(1)가 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 안테나 장치(1)의 또 다른 유리한 구성에서 경사진 트로프 벽(63)들은 거기에서 적절한 거리에 설치되며 수평 분극되는 안테나편(4h와 4g)을 가지는 군 안테나(A2 내지 A9)의 리플렉터로서 이용될 수 있다(도 10a). 그 중심에, 도 7에서처럼, 안테나가 선택적으로는 다이오드(38)없이도 사용될 수 있는 것이 유리하다. 도 10b에는 군 안테나들의 배열과 안테나(A1) 및 그런 종류의 트로프 형상 홈(58)의 횡단면이 도시되어 있다. 기입된 치수들은 2.3GHz에서 이용되는 안테나 장치(1)에 적용된다. 군 안테나들 중 하나를 이용하는 최적의 섹터 지향성 다이어그램(9)은 차체 표면의 평면에 상기 수평 배열되는 안테나편(4g, 4h, 4i, 4k)의 배치와 경사진 트로프벽(63)의 최적 경사각을 통해 달성될 수 있다.

특히 자동차 제작 시에 고주파-전송 링크는 수신 장치의 총비용에 상당히 기여한다. 그러므로 케이블 비용을 가능한 한 작게하는 것이 요구된다. 수신 시큐러티를 개선하기 위해 종래의 위성 방송 시스템에서 예를 들면 - 위에서 이미 설명하고 도 1d에 도시된 것처럼 - QPSK-변조 신호를 위한 또 다른 수신 분기부를 가지는 수신기(3a')가 제공되며, 이 신호는 상기 주파수 근방에 있는 고주파 대역에서 제 1 의 위성으로부터 방사되는 무선 신호들을 동시에 수신하여 조정하기 위해 또 다른 위성에 의해 방사된다. 양 고주파 대역들에 대해 상기 수신기에서 분리된 HF-ZF-부재들(42a, 42a')이 제공되며(참고, 도 1e), 이들에 안테나 어레이(20)와 수신기(3a, 3a') 사이의 공동 고주파선(21a)에 의해 신호 분기부에 의해 바로 그 신호들이 제공된다. 그 때문에 고주파선이 절약될 수 있다. 다이버시티 기능을 형성하기 위해 상기 수신 레벨-테스트 장치(25a)에 상기 수신 레벨(30a, 30a')이 제공되어 거기에서 각각 레벨 비교기(10)에서 확실한 심볼 식별을 위한 문턱값과 비교된다. 양 레벨 비교기들의 2진 출력 신호들은 논리 회로(27)에 제공되며, 이 논리 회로는, 상기 양 위성 신호들 중 하나만이 확실한 심볼 식별을 위해 요구되는 최소 레벨보다 더 작은 레벨로 수신되는 경우, 즉 양 문턱값이 초과되지 않으면, 논리 스위칭 장치(2a)에 대한 스위칭오버 코멘드에 의해 다른 안테나 신호의 할당을 가져온다.

본 발명의 또 다른 유리한 구성에서 확실한 심볼 식별을 위해 최소 레벨 위에서 수신되는 위성 신호의 수가 동일 크기이면, 선행의 레벨 테스트에 의해 불필요한 스위칭오버를 피할 수 있는 기억이 상기 논리 회로(27)에 포함되어 있다. 그러므로 이 시스템은 최소의 스위칭 액티버티에서 항상 바로 그 안테나 신호를 선택할 수 있으며, 이 때 더 많은 수가 2개의 위성 신호들로부터 수신될 수 있다. 특히 그런 경우 이는 상기 안테나 장치(1)에 2개의 안테나만이 - 예를 들어 자동차의 전면 영역과 후면 영역에서 각각 하나 - 제공되면, 매우 유리하다. 단지 하나의 공동 논리 스위칭 장치(2a)와 공동 고주파선으로 각 위성 신호를 수신하기 위해 가 장 양호한 안테나 신호의 독립적 선택이 불가능할지라도, 예를 들어 각각의 위성 신호를 위한 2개의 안테나의 경우에 독립적으로 각각 2개의 안테나들의 다이버시티 효율이 얻어진다.

본 발명의 유리한 또 다른 구성에서 양 심볼 클록 신호(18a, 18a')는 상기 수신 레벨-테스트 장치(25a)와 거기에 있는 논리 회로(27)에 제공된다. 상기 양 위성 신호들 중 하나가 수신가치가 있으면, 이는 문턱값 신호의 미달 확인을 통해 확인되면, 본 발명의 유리한 구성에서 그 때문에 야기되는 스위칭오버 과정이 수신가치있는 수신 신호에 손상을 주지않는 스위칭오버 시점에 초기화된다. 그러므로 이 스위칭오버는 본 발명에 따라 그 순간에 수신가치있는 신호의 심볼 클록과 결합하여 이루어진다.

단지 2개의 안테나를 가지는 그런 종류의 시스템의 작용을 상술하기 위해 도 11a에는 4개의 수신 신호들이 레일리-수신장에서 경로 구간에 걸쳐 도시되어 있다. 그 중 0과 1로 기입된 곡선들은 0으로 기입된 위성과 1로 기입된 위성으로부터 수신된 0으로 기입된 안테나의 수신 신호들이다. 그에 상응하여, 2와 3으로 기입된 곡선들은 0으로 기입된 위성과 1로 기입된 위성으로부터 수신된 1로 기입된 안테나의 수신 신호들이다. 적절한 안테나 어레이에서 한 위성으로부터 송신되는 양 안테나의 수신 신호들이 서로 상관관계를 갖지 않는다. 전파 경로가 상이하기 때문에 수신 안테나의 양 위성 신호들의 레벨 곡선들 역시 상관관계를 갖지 않는다. 그러므로 도 11a에 도시된 모든 레벨 곡선들이 상관관계를 갖지 않으며 확실한 심볼 식별을 위해 필요한 최소 수신 레벨의 (도 11a에서 노이즈) 미달이 서로 독립적 으로 이루어진다.

안테나(0)로 받는 수신가치있는 위성 수신 신호의 적절한 수로부터 안테나(1)로 받는 수신가치있는 위성 수신 신호의 수를 차감하는 경우, 상기 차에 대해 도 11b에 도시된 경로에 대한 곡선이 얻어진다. 상기 논리 회로(27)가 양의 차이값의 자리에 안테나(0)를 그리고 음의 차이값의 자리에서 안테나(1)를 선택하지만 차가 없어지는 경우 논리 스위칭 장치(2a)의 또 다른 스위칭이 야기되지 않도록 형성되면, 경로에 대한 스위칭되는 안테나의 도 11c에 도시된 곡선이 얻어지고, 이 때 논리값 1은 안테나(0)의 스위칭을 그리고 논리값 -1은 안테나(1)의 스위칭을 표시한다. p_s가 개별 안테나의 위성 수신 신호의 필요한 최소 수신 레벨의 미달에 대한 확률이라면, 각각의 신호에 대해 n=2의 다이버시티 효율을 찾으면 p_d=p_s ⁿ=p_s ²의 다이버시티 동작에서 필요한 최소 수신 레벨의 미달 확률이 훨씬 더 작아진다.

본 발명의 또 다른 유리한 구성에서 서로 인접해 있는 주파수 대역들에서 방사되는 2이상의 수신 신호들이 안테나 어레이(20)와 수신기(3a') 사이의 단 하나인 고주파선에 의해 전달된다. 상기 주파수 대역들에 할당된 다른 HF-ZF-부재들(42a, 42a', 42b)에 상기 신호를 분기하는 것은 수신기(3)의 내부에서 이루어지는 것이 유리하다. 그런 종류의 배열은 예를 들어 지상 부가 공급 장치를 - 2.33GHz의 주파수 영역에서 시스템 SDARS과 같은 - 가지는 위성 방송 시스템에서 적용될 수 있다. 그런 종류의 공간 다이버시티 시스템에서 상기 안테나 어레이(20)는 단지 논리 스위칭 장치(2) 및 이에 할당된 수신 레벨 테스트 장치(25)를 포함한다. 후자 에 상이한 주파수 대역에 할당된 모든 심볼 클록 신호(18a, 18a', 18b)뿐만 아니라 수신 레벨(30a, 30a', 30b)도 전달된다. 후자에 레벨 비교기와 기억장치를 가지는 논리 회로(27)가 포함되어 있다.

고주파선들에 대한 특히 적은 비용은 안테나 어레이(20)가 자동차의 협소한 제한 공간에 구성되면 그런 종류의 장치로 얻어지므로, 상이한 안테나 신호들을 제공하는 포트들 사이에 있는 공급선들이 논리 스위칭 장치(2)를 위해 가능한 한 짧아진다. 그러한 배열들은 예시적으로 도 7 내지 도 10b에 설명되어 있다. 상기 논리 회로(27)에 제공된 기억에 의해 논리 스위칭 장치(2)의 순차적으로 연속하는 스위칭 위치에 의해 수신되는 모든 신호들의 -상기 양 위성 신호들의 그리고 지상 신호의 - 수신 가치성은 테스트되고 각 시점에서 바로 그 논리 스위칭 장치(2)의 스위칭 위치가 조정되며, 이 때 최대 수가 수신하려는 3개의 신호들로부터 수신 가치있게 얻어진다. 이와 같이 이 시스템은 주행하는 동안 변하는 수신 상황에 다이나믹하게 조정된다. 그러므로 상기 안테나가 이용되는 경우 방송을 위해 공간 다이버시티없는 안테나의 지향성 다이어그램에 대한 요건들을 엄격히 준수하는 것이 사라질 수 있다.

본 발명에 따르면 수신 신호의 업데이트가 보다 양호한 수신 신호의 선택이라는 점에서 가능한 한 작은 비트 에러 레이트로 고속 주행에서도 충분히 짧은 시간 간격으로 그리고 시간적으로 데이터 스트림의 식별과 동시에 가능해지며 자동차 기술 상으로 사용자 우호적인 안테나의 전제 하에서 무선 링크의 사용 가능한 링크-버짓(link-budget)에서 상기 비트 에러 레이트가 가능한 한 작게 유지되는 다이버시티-수신 장치를 제공할 수 있다.

Claims

무선 수신기에 제공되는 수신 신호가 있는 안테나 어레이로 이루어지며 자동차에 대해 1GHz 이상 주파수 영역에서 디지털 변조되는 지상 및/또는 위성 무선 신호를 위한 다이버시티-수신 장치에 있어서, 상기 안테나 어레이(20)는 다수의 개별 안테나(A1, A2, A3,...) 및/또는 다수의 안테나부분(4a, 4b, 4c,...)으로 이루어지는 안테나 장치(1)로 형성되어 있으며, 제어 가능한 논리 스위칭 장치(2)가 존재하며, 상기 개별 안테나(A1, A2, A3,...) 및/또는 다수의 안테나부분(4a, 4b, 4c,...)은 상기 제어 가능한 논리 스위칭 장치(2)의 여러 스위칭 위치(S1, S2, S3,...)들이 분산 이용되는 경우 안테나 연결 지점(21)에서 다이버시티에 따라서 상이한 수신 신호들(5)이 제공되도록 구성되어 자동차에 배치되고, 데이터 스트림의 HF-채널 대역폭(B)을 가지는 HF-채널에 들어있는 수신 레벨의 비교를 통한 확인을 위해 수신 레벨-테스트 장치(25)가 제공되며 수신기(3)에서 발생되는 심볼 사이클(18)을 통해 시작되어 상기 데이터 스트림의 수신과 동시에 이루어지는 심볼 식별 동안 상기 수신 레벨이 각각 가능한 한 짧은 레벨 테스트 시간(Tp)(11) 내에, 즉 대략 Tp = 1/B 후에 확인되며, 상기 논리 스위칭 장치(2)에 차례로 제공되는 레벨 테스트에 맞게 생성된 스위칭오버 신호(23)들을 이용하여 레벨 비교기(10)에서 연속하는 여러번의 비교 레벨 테스트들을 통해 한 테스트 사이클의 경과 후에 양호한 수신 신호(5)가 선택되도록 구성되고, 고주파 전도체(high frequency carrier) 반파장 길이의 지나간 경로 구간 내에 양호한 수신 신호의 설정이 충분한 횟수만큼, 그러나 적어도 5번 업데이트되도록 상기 테스트 사이클이 상기 수신 레벨-테스트 장치(25)를 통해 짧은 테스트 사이클-시간 간격(Tz)으로 반복적으로 시작되는(initiation) 것을 특징으로 하는 다이버시티-수신 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제어 가능한 논리 스위칭 장치(2)의 상이한 스위칭 위치들(S1, S2, S3,...)이 분산 이용되는 경우 상기 안테나 연결 지점(21)에서 다이버시티에 따라 양호한 수신 신호(5)가 원형 또는 선형 분극화된 파의 수신을 위해 제공되는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
M배수의 PSK-변조와 Nc 서브캐리어(15)의 병렬 위상 식별을 위한 FDM-심볼 지속시간 Tsf = 1/Δfc(17)을 가지는 주파수 간격(Δfc)(16)에서 Nc>>1인 상기 서브캐리어(15)를 가지는 디지털 변조된 COFDM-무선신호를 위한 제 2 항에 따른 수신 장치에 있어서, 모든 상기 Nc 서브캐리어의 전체 HF-채널 대역폭B=Nc*Δfc(19)에 대해 다이버시티 측면에서 유리한 수신 신호(5)에 대한 비교 레벨 테스트가 함께 제공되며 상기 레벨 테스트 시간(Tp)(11)은 대략 1/B = 1/(Δfc*Nc)이고 그러므로 근사적으로 FDM-심볼 지속시간 Tsf = 1/Δfc(17)보다 제공된 부반송파(15)의 수 Nc 만큼 더 작게 선정되는데, 그렇게 함으로써 시간적으로 연속하는 테스트하려는 수신 신호(5)들에서 한 테스트 사이클 내에서 R인 경우 상기 심볼 식별을 위해 중요하지 않은 시간 성분(R/Nc)*Tsf만이 레벨 테스트를 위해 요구되며 전체 테스트 사이클은 우선적으로 상기 데이터 스트림의 각각의 FDM-심볼 시간(Tsf)에 그리고 우선적으로 그 시작 또는 종료에서 시작되는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
1GHz 이상의 주파수 영역에서 QPSK-심볼 시간 Tsp = 1/B에 심볼들이 시간적으로 직렬로 전송되는 MPSK-방식에 따른 다만 하나의 고주파 carrier를 가지는 디지털 변조되는 무선 신호를 위한 제 2 항에 따른 수신 장치에 있어서, 상기 수신 레벨-테스트 장치(25)에서 상기 레벨 테스트 시간(Tp)(11)은 대략 QPSK-심볼 시간Tsp = 1/B와 같게 선정되며, 상기 수신 레벨-테스트 장치(25)의 스위칭오버 신호(23)는 상기 논리 스위칭 장치(2)에 제공되며, 이것을 통해 수신기(3)에서 발생되는 심볼사이클(18)과 동시에 다수의, 우선적으로 수신 동안 연속하는 심볼들을 통해 실시되는 비교 레벨 테스트들이 레벨 비교기(10)에서 테스트 사이클-시간 간격(Tz)(8)에 할당된 Nz심볼의 심볼 군의 남은 심볼들을 식별하기 위해 수신 신호가 가능한 한 유리하게 조정되는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
Nc=1000인 서브캐리어(15)의 병렬 위상 식별을 위해 MPSK-변조(M=4)의 주파수 간격Δfc=4kHz(16)에서 및 FDM-심볼 시간 Tsf = 1/Δfc = 250μsec(17)에서 Nc=1000인 서브캐리어(15)를 가지는 대략 2.3GHz의 주파수에서 COFDM-무선 신호를 가지는 제 3 항에 따른 수신 장치에 있어서, 모든 Nc=1000인 서브캐리어의 전체 HF-채널 대역폭(B=Nc*Δfc=4MHz(19))에 대해 다이버시티에 따라 양호한 수신 신호(5)의 비교 레벨 테스트가 함께 제공되며 상기 레벨 테스트 시간(Tp)(11)은 상기 FDM-심볼 시간 Tsf = 1/Δfc=250μsec(17)보다 대략 1/B = 1/(Δfc*Nc)=0.25μsec 및 제공된 서브캐리어(15)의 수 Nc=1000만큼 근접하게 더 작게 선택되므로, R=10까지 한 테스트 사이클 내에서 테스트하려는 섹터 지향성 다이어그램(9)에서 상기 심볼 식별을 위해 이용되는 시간은 기술적으로 중요하지 않은 작은 시간 성분(R/Nc)*Tsf=2.5μsec만큼만 및 약 3μsec의 스위칭오버 시간과 함께 작아지며 상기 FDM-심볼 시간 Tsf =1/Δfc=250μsec 때문에 λ/20 당 100km/h의 주행 속도에서 전체 테스트 사이클은 양호한 수신 신호(5)의 선택을 위해 제공되는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
각각의 심볼 시간 길이 Tsp = 1/B의 송신된 심볼들의 시간적으로 직렬인 위상 식별을 위해 약 2.3GHz의 주파수의 고주파 반송파로 상기 QPSK-방식에 따른 무선 신호의 수신을 위한 제 4 항에 따른 수신 장치에 있어서, 다이버시티에 따라 양호한 수신 신호(5)의 비교 레벨 테스트가 HF-채널 대역폭B = 1/Tsp=4MHz(19)에 걸쳐 제공되며 상기 레벨 테스트 시간(Tp)(11)은 1/B=Tsp=0.25μsec이며 상기 테스트 사이클-시간 간격(Tz)및 이에 귀속하는 Nz심볼은 Tz=250μsec=1000인 심볼 시간 길이(Tsp)가 되도록 선정되므로, 약 R=10까지 연속하며 심볼 식별과 동시에 비교 테스트하려는 수신 신호(5) 후에 한 심볼 군의 약 Nz-R=990에 귀속하는 나머지 심볼을 수신하기 위해 최적의 심볼 식별을 위한 수신 신호(5)가 양호하게 조정되는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
중첩 원리에 따라 양 무선 서비스에 대해 독립적인 수신 분기부들 및 독립적으로 이용 가능한 중간 주파수 신호들을 가지는 수신기로 HF-채널 대역 폭(B)과 동일하지만 지연 때문에 옵셋된 신호 내용의 인접한 고주파 대역들에서 MPSK-방식에 따른 COFDM-방식에 따라 디지털 변조된, 지상 무선국에 의해 방사되는 무선 신호를 전송안정성을 개선하기 위해 동시 그리고 조정된(coordinated) 디지털 변조된 위성 무선 신호를 수신하기 위한 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 수신 장치에 있어서,

해당 무선 서비스의 심볼사이클(18a, 18b) 각각이 제공되는 수신 레벨-테스트 장치(25a, 25b)가 각각의 수신 분기부를 위해 그리고 양 무선 서비스를 위한 상기 안테나 장치(1)에서 제어 가능한 논리 스위칭 장치(2a, 2b)와 안테나 연결 지점(21a, 21b)이 제공되며, 수신기에서 상기 COFDM-신호의 FDM-심볼 시간(Tsf)동안 병렬로 이루어지는 데이터 전송으로부터 지상 무선 채널에 의해 그리고 MPSK-신호의 동일 길이의 심볼 군 시간(Tsg) 동안 직렬로 이루어지는 데이터 전송으로부터 위성 무선 채널에 의해 각각 같은 크기 내용의 데이터 양이 전송되고 수신기에서 하나의 메시지로 요약되고 이 테스트 사이클-시간 간격(Tz)은 지상 수신 분기부에서 상기 COFDM-신호의 FDM-심볼 시간(Tsf)과 동일하게 선택되고 위성 수신 분기부에서는 상기 MPSK-신호의 심볼 군 시간(Tsg)과 동일하게 선택되므로, 양호한 수신 신호(5)가 각각의 무선 서비스에 대해 서로 독립적으로 선택되는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
중첩 원리에 따라 양 무선 서비스에 대해 독립적인 수신 분기부들 및 독립적으로 이용 가능한 중간 주파수 신호들을 가지는 수신기로 HF-채널 대역 폭(B)과 동일하지만 지연 때문에 옵셋된 신호 내용의 인접한 고주파 대역들에서 MPSK-방식에 따른 제 1 의 위성의 디지털 변조되는 위성 무선 신호 및 제 2 의 위성의 디지털 변조되는 위성 무선 신호와 COFDM-방식에 따라 디지털 변조된, 지상 무선국에 의해 방사되는 무선 신호를 전송안전성을 개선하기 위해 동시에 수신하여 조정하기 위한 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 수신 장치에 있어서, 해당 무선 서비스의 심볼사이클(18a, 18a‘, 18b) 각각이 제공되는 수신 레벨-테스트 장치(25a, 25a', 25b)가 각각의 수신 분기부를 위해 제공되며 3개의 모든 무선 서비스를 위한 상기 안테나 장치(1)에서 제어 가능한 논리 스위칭 장치(2a, 2a', 2b)와 안테나 연결 지점(21a, 21a', 21b)이 제공되며, 수신기에서 상기 COFDM-신호의 FDM-심볼 시간(Tsf)동안 병렬로 이루어지는 데이터 전송으로부터 지상 무선 채널에 의해 그리고 MPSK-신호의 동일 길이의 심볼 군 시간(Tsg) 동안 직렬로 이루어지는 데이터 전송으로부터 위성 무선 채널에 의해 각각 같은 크기 내용의 데이터 양이 전송되고 수신기에서 하나의 메시지로 요약되고 이 테스트 사이클-시간 간격(Tz)은 지상 수신 분기부에서 상기 COFDM-신호의 FDM-심볼 시간(Tsf)과 동일하게 선택되고 위성 수신 분기부들에서는 상기 MPSK-신호의 심볼 군 시간(Tsg)과 동일하게 선택되므로, 다이버시티에 따른 양호한 수신 신호(5)는 각각의 무선 서비스에 대해 서로 독립적으로 선택되는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수신기(3)에서 상기 믹서 또는 각각의 믹서 뒤에 연결되고 중간주파수레벨에서 상기 HF-채널 대역폭(B)과 동일한 ZF-대역폭을 가지는 대역필터(26)가 존재하며, 이의 출력신호는 상기 대역에서 대략적으로 나타나는 수신 파워를 확인하기 위한 수신 레벨표시기(36)에 공급되며, 이것을 통해 수신 레벨(30)이 표시되는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
제 3 항 또는 제 5 항에 따른 COFDM-신호들을 수신하기 위한 수신 장치에 있어서, 수신 레벨-테스트 장치(25)가 제공되며, 이것에 상기 수신 레벨(30)뿐만 아니라 수신기에서 발생하는 심볼사이클신호(18)가 공급되며, 상기 수신 레벨-테스트 장치(25)에 트리거 가능한 펄스 발생기(31)가 제공되며, 이것은 심볼사이클신호에 의해 발생되며 테스트하려는 수신 신호(5)의 수(R)에 따라서 적절하게 구성된 펄스열을 출력하며, 이의 펄스 간격 시간은 레벨 테스트 시간(11)과 스위칭오버 시간(24)으로 이루어지고 해당 펄스열이 다이버시티에 따른 양호한 수신 신호들(5)의 순차적인 또는 어드레스되는 스위칭을 위해 상기 레벨 비교기(10)에 뿐만 아니라 상기 논리 스위칭 장치(2)에도 제공되는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수신 레벨-테스트 장치(25)에서 MPSK-신호에서 심볼 군 시간(Tsg) 동안 송신되는 비트의 식별을 위해 또는 COFDM-신호에서 FDM-심볼 지속시간 Tsf(17) 동안 송신되는 비트의 식별을 위해 충분히 파워가 강한 수신신호(5)의 선택을 위해 시퀀스 콘트롤(32), 사이클타임간격 = 1/B에서 안테나 스위칭오버(33)를 위한 사이클발생, 순차적으로 어드레스 가능한 안테나 스위칭오버(34), 레벨 문턱값 전송기(6) 및 레벨 비교기(10)가 제공되며 순차적으로 어드레스 가능한 안테나 스위칭오버(34)는 상기 수신 레벨(30)이 적어도 상기 레벨 문턱값 전송기(6)를 통해 설정된 레벨에 도달할 때까지 계속 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
제 3 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 수신 레벨-테스트 장치(25)에서 FDM-심볼 지속시간(Tsf)(17) 동안 송신되는 Nc*ld(M)비트의 식별을 위해 충분히 파워가 강한 수신 신호의 선택을 위해 시퀀스 콘트롤(32), 안테나 스위칭오버(33)를 위한 클록 발생, 순차적으로 어드레스 가능한 안테나 스위칭오버(34), 어드레스 가능한 기억장치(35) 및 레벨 비교기(10)가 제공되는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수신 레벨-테스트 장치(25)가 수신기(3)에 제공되며, 상기 스위칭오버 신호(23)는 상기 안테나 어레이(20)의 논리 스위칭 장치(2)에 인가되는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수신 레벨-테스트 장치(25)는 수신기(3) 밖에서 상기 논리 스위칭 장치(2)의 근처에 배열되며 이것에 상기 심볼사이클신호(18)뿐만 아니라 수신 레벨(30) 역시 수신기(3)에 연결된 고주파선을 통해서 공급되는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 논리 스위칭 장치(2)의 테스트하려는 일련의 상이한 스위칭 위치들(S1, S2, ...)에서 나타나는, 상기 수신기에 제공되는 수신 신호(5a)의 레벨이 수신 레벨-테스트 장치(25)에서, 전체 레벨 테스트 시간(7)의 끝에서 가장 양호한 수신 신호(5)에 할당된 최대 레벨-스위칭 위치(Smax)가 상기 심볼 지속시간의 잔여 시간을 위해 설정되도록 비교를 통해 검출되는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 규정된 지향성 다이어그램을 가지는 하나의 첫번째 개별안테나(A1)가 평평한 판위에 존재하는데, 이의 지향성 다이어그램이 차량 조립 시에 (판의) 형상변화에 의해 변형되고 차량에 분산 설치된 하나의 개별 안테나(A2) 또는 다수의 개별 안테나(A2, A3, A4, A5)가 다이버시티에 따라 양호한 수신 신호(5)를 제공하며 모든 개별 안테나(A1, A2, A3, A4, A5)의 수신 신호(5)가 상기 논리 스위칭 장치(2)에 제공되는 것을 특징으로하는 수신 장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안테나 장치(1)가 다수의 개별 안테나(A1, A2, A3, ...)와 다수의 안테나부분(4a, 4b, 4c,...4g)으로 이루어지고, 이들은 함께 2개의 프레임 구조로 형성된 십자형 프레임 배열을 형성하며, 그 안에 더미 소자(39)와 스위칭 다이오드(38)가 포함되어 있으며, 이 때 상기 스위칭 다이오드(38)의 분산적으로 이용 가능한 특정한 스위칭 위치(S1, S2, S3,...)와 상기 더미 소자(39)에 의해 원형 분극화되며 규정된 지향성 다이어그램에 가능한 한 근접하는 지향성 다이어그램(9)이 설정되고 상기 스위칭 다이오드(38)의 분산적으로 이용 가능한 다른 스위칭 위치들(S1, S2, S3,...)로 다수의 섹터 지향성 다이어그램(9)이 교대로 포락선 표면(covering surface)을 채우도록 설정되는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 도전성 차체에서 거의 직사각형인 또는 둥근 통 형상의 홈(58)이 경사진 벽(63)으로 형성되며 통 바닥(64)의 중심에서 상기 경사 방사에 적합한 섹터 지향성 다이어그램(9)을 형성하기 위해 패치 안테나(A1)가 설치되고 고도가 낮은 각도 영역을 커버하는 또 다른 섹터 지향성 다이어그램(9)을 형성하기 위해 경사진 벽(63)에 또 다른 패치-안테나(A2, A3, A4,...)가 설치되는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
제 18 항에 있어서, 상기 통의 중심에 설치된 패치-안테나(A1) 대신에 규정된 지향성 다이어그램에 가장 근접하는 지향성 다이어그램(9)을 가지는 안테나가 제공되며,

상기 안테나는 다수의 개별 안테나(A1, A2, A3, ...)와 다수의 안테나부분(4a, 4b, 4c,...4g)으로 이루어지고, 이들은 함께 2개의 프레임 구조로 형성된 십자형 프레임 배열을 형성하며, 그 안에 더미 소자(39)와 스위칭 다이오드(38)가 포함되어 있으며, 이 때 상기 스위칭 다이오드(38)의 분산적으로 이용 가능한 특정한 스위칭 위치(S1, S2, S3,...)와 상기 더미 소자(39)에 의해 원형 분극화되며 규정된 지향성 다이어그램에 가능한 한 근접하는 지향성 다이어그램(9)이 설정되고 상기 스위칭 다이오드(38)의 분산적으로 이용 가능한 다른 스위칭 위치들(S1, S2, S3,...)로 다수의 섹터 지향성 다이어그램(9)이 교대로 포락선 표면(covering surface)을 채우도록 설정되는 것

을 특징으로 하는 수신 장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 도전성 차체에서 통 형상의 홈(58)이 경사진 벽(63)으로 형성되며, 통의 중심에 통 바닥(64)으로부터 적절한 거리에 상기 안테나부분(4a, 4b)들로 형성된 십자형 수평 다이폴이 원형 분극화되는 경사 방사를 위해 제공되며 서로에 대해 90도로 배열되며 수직 안테나부분(4c, 4d, 4e, 4f 및 4g, 4h, 4i, 4k)으로 형성된 2개의 안테나군들이 각각 하나의 상호 결합 회로망(62)과 함게 형성되는데, 이것들은 고도각이 낮은 경우의 상기 방사를 커버하기 위해, 요구되는 섹터 지향성 다이어그램(9)을 그 양 연장 방향에서 개별 안테나(A2, A3 및 A4, A5)로서 형성하는 것을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
제 20 항에 있어서, 고도각이 낮은 경우 방사를 방위적으로 더 양호하게 커버하기 위해 상기 개별 안테나(A2 내지 A9)를 가지는 다수의 그룹 안테나가 동일한 방위각 간격으로 제공되는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
제 19 항에 있어서, 경사진 벽(63)에 설치된 패치-안테나 대신에 수평 분극화된 그룹안테나(A2 내지 A9)가, 각각의 그룹안테나가 경사진 벽(63) 앞의 적절한 거리에 놓이도록 설치되고 개별 안테나(A2)의 안테나부분(4g, 4h)의 수는, 서로 마주보는 경사진 통의 벽(63)에 의해 생기는 그림자 효과를 제거 또는 과보상되도록 충분히 크게 선택되는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
제 22 항에 있어서, 고도각이 낮은 경우 그 방사는, 상기 그룹안테나가 차체 표면의 평면에 경사진 벽(63)으로부터 약 1/4-파장의 거리에 배치되고 이 경사진 벽(63)의 경사는 이런 취지에서 최적화됨으로써, 최적화되는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
제 8 항에 있어서, 상기 안테나 어레이(20)로부터 위성 수신기(3a, 3a')로 양 위성 무선 신호를 전송하기 위해 수신기(3)의 입력에서 신호 분기부를 가지는 공동의 고주파선이 제공되며, 상기 안테나 어레이(20)에서 상기 위성 무선 신호를 수신하기 위한 오직 하나의 논리 스위칭 장치(2a)와 수신 레벨-테스트 장치(25)가 존재하며, 상기 수신 레벨-테스트 장치(25)에 분리된 레벨 테스트를 위해 상기 위성 무선 신호에 할당된 양 수신 레벨(30a, 30a')뿐만 아니라 상기 양 심볼사이클신호가 제공되며, 기억을 가지는 논리 회로(27)가 제공되며, 이것은 각 시점에서 확실한 심볼 식별을 위해 수신되는 위성 신호의 최대수를 제공하는 상기 논리 스위칭 장치(2a)의 바로 그 스위칭 위치가 설정되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
제 24 항에 있어서, 기억을 가지는 상기 논리 회로(27)는, 상기 양 위성 무선 신호들 중 하나의 확실한 심볼 식별을 위한 최소 레벨의 미달 시에 수신할 수 있는 다른 위성 무선 신호로의 스위칭오버 장애를 피하기 위해, 상기 논리 스위칭 장치(2a)가 다른 안테나 신호로, 해가 되지 않는 스위칭오버 시점에서 수신에 적합한 수신 신호에 적절한 심볼사이클의 도움을 받아 연결되는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
제 24 항 또는 제 25 항에 있어서, 안테나 어레이(20)로부터 수신기(3a, 3a', 3b)로 상기 양 위성 무선 신호를 전송하기 위해서뿐만 아니라 지상 신호를 전송하기 위해서도 신호 분기부를 가지는 공동의 고주파선이 상기 수신기(3)의 입력에 제공되며, 상기 안테나 어레이(20)에 위성 무선 신호뿐만 아니라 지상 무선 신호도 수신하기 위한 단 하나의 논리 스위칭 장치(2a) 및 수신 레벨-테스트 장치(25)가 제공되며, 상기 수신 레벨 테스트 장치(25)에 상기 위성 무선 신호에 할당된 수신 레벨(30a, 30a')과 독립적인 레벨 테스트를 위해 지상 무선 신호에 할당된 수신 레벨(30b)뿐만 아니라 모든 심볼사이클 신호(18a, 18a', 18b)도 제공되며, 기억을 가지는 논리 회로(27)는 상기 논리 스위칭 장치(2a)의 순차적인 연결을 통해 각각의 시점에서 확실한 심볼 식별을 위해 수신되는 신호들의 최대수가 주어지도록 논리 스위칭 장치(2a)의 스위칭 위치가 추적에 의해 설정되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 수신 장치.