KR101043939B1 - Method for combining signals using channel state information and noise power in communication systems using multiple receiving antennas - Google Patents

Method for combining signals using channel state information and noise power in communication systems using multiple receiving antennas Download PDF

Info

Publication number
KR101043939B1
KR101043939B1 KR1020090097496A KR20090097496A KR101043939B1 KR 101043939 B1 KR101043939 B1 KR 101043939B1 KR 1020090097496 A KR1020090097496 A KR 1020090097496A KR 20090097496 A KR20090097496 A KR 20090097496A KR 101043939 B1 KR101043939 B1 KR 101043939B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
combining
signal
noise
antenna
noise power
Prior art date
Application number
KR1020090097496A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20110040289A (en
Inventor
강병수
김범진
Original Assignee
(주)에프씨아이
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)에프씨아이 filed Critical (주)에프씨아이
Priority to KR1020090097496A priority Critical patent/KR101043939B1/en
Publication of KR20110040289A publication Critical patent/KR20110040289A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101043939B1 publication Critical patent/KR101043939B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H04B7/0837Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using pre-detection combining
    • H04B7/0842Weighted combining
    • H04B7/0862Weighted combining receiver computing weights based on information from the transmitter
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H04B7/0837Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using pre-detection combining
    • H04B7/0842Weighted combining
    • H04B7/0848Joint weighting

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Noise Elimination (AREA)
  • Radio Transmission System (AREA)

Abstract

본 발명은 다중 수신 안테나를 사용하는 통신 시스템에서 각각의 안테나로 수신되는 신호를 결합하는 방법에 관한 것으로, 각각의 안테나로 수신된 신호가 통과한 다양한 형태의 채널 상태 정보가 포함된 정보만을 이용하는 기존의 신호 결합 방법에 잡음전력을 추가적으로 이용함으로써 수신기 민감도 성능을 개선시키는 방법 에 관한 것이다. 이에 따라서, 수신된 신호들을 결합할 때 잡음전력을 이용하여 안테나의 상황에 따라 신호 대 잡음비가 최대가 되도록 수신 신호들을 결합함으로써 다양한 채널 상황에서 더 우수한 수신 성능을 얻을 수 있으며, 안테나 간의 수신 신호 대 잡음 비 성능 차이가 많이 날수록 기존의 최대 비율 결합 방식보다 더 큰 이득을 얻을 수 있도록 할 수 있게 된다.The present invention relates to a method of combining signals received by each antenna in a communication system using multiple reception antennas. The present invention uses only information including various types of channel state information passed through signals received by each antenna. The present invention relates to a method for improving receiver sensitivity performance by using noise power in addition to the signal combining method of. Accordingly, by combining the received signals so that the signal-to-noise ratio is maximized according to the situation of the antenna by using the noise power when combining the received signals, it is possible to obtain better reception performance in various channel situations. The greater the difference in noise-ratio performance, the greater the gain that can be achieved over conventional maximum ratio combining.

다중 수신 안테나, 신호 대 잡음비, 잡음전력, 자동이득조절채널상태정보, Maximum Ratio Receiver Combining(MRRC)Multiple Receive Antenna, Signal-to-Noise Ratio, Noise Power, Automatic Gain Control Channel Status Information, Maximum Ratio Receiver Combining (MRRC)

Description

다중 수신 안테나를 사용하는 통신 시스템에서 채널상태 정보와 잡음전력을 이용하는 신호 결합방법 {Method for combining signals using channel state information and noise power in communication systems using multiple receiving antennas}Signal combination method using channel state information and noise power in a communication system using multiple receiving antennas

본 발명은 다중 수신 안테나를 사용하는 통신 시스템에서 각각의 안테나로 수신되는 신호를 결합하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of combining signals received at each antenna in a communication system using multiple receive antennas.

도 1은 2개의 수신 안테나를 이용하여 수신된 신호를 결합하는 최대 비율 결합(Maximal Ratio Combining) 방법을 도시하고 있는 종래 도면이다. FIG. 1 is a conventional diagram illustrating a maximum ratio combining method of combining received signals using two receiving antennas.

이 경우, 최대 비율 결합 방법은 도 1과 같이 각 안테나(10)마다의 채널 보상된 데이터들을 채널 추정기(20)를 거쳐 더하기만 하면 되기 때문에 단일 안테나를 사용하는 경우에 비해서도 추가적인 연산이 거의 필요하지 않고, 성능 면에서도 앞서 말한 대로 결합한 후의 신호 대 잡음 비를 최대로 만들어 좋은 성능을 기대할 수 있기 때문에 현재 널리 사용되고 있다. In this case, since the maximum ratio combining method only needs to add the channel-compensated data for each antenna 10 through the channel estimator 20 as shown in FIG. 1, almost no additional calculation is required even when using a single antenna. In addition, performance is widely used because it can maximize the signal-to-noise ratio after combining as described above, so that good performance can be expected.

하지만, 도 1에서의 종래 최대 비율 결합 방법은 각각의 안테나(10)로 수신된 신호의 평균 신호 대 잡음 비가 동일하다는 가정이 필요하다. 다시 말하면, 도 1의 방법은 각각의 안테나(10)로 수신된 신호들의 평균 신호 대 잡음 비가 서로 상이할수록 결합한 후 최대로 얻을 수 있는 신호 대 잡음 비에서 점점 멀어지므로 정확성에 오차가 생기게 된다.However, the conventional maximum ratio combining method in FIG. 1 requires the assumption that the average signal-to-noise ratio of the signal received by each antenna 10 is the same. In other words, the method of FIG. 1 causes errors in accuracy since the average signal-to-noise ratios of the signals received by each antenna 10 are different from each other and further away from the maximum signal-to-noise ratio that can be obtained after combining.

일반적으로 다중 수신 안테나(10)를 사용할 때, 동일한 안테나와 RF 및 모뎀 칩을 사용한다고 하더라도 시간에 따라 안테나(10)마다 독립적으로 변화하는 채널 조건에서 특정 시간 구간에 수신된 신호들의 신호 대 잡음 비는 항상 동일하다고 할 수 없다. 특히, 신호 대 잡음 비를 계산한 시간 구간이 짧을수록 그 차이가 더욱 심하게 나타나게 된다.In general, when using the multiple receiving antenna 10, even if using the same antenna, RF and modem chip, the signal-to-noise ratio of the signals received in a specific time interval in the channel conditions that vary independently for each antenna 10 with time Cannot always be the same. In particular, the shorter the time interval for calculating the signal-to-noise ratio, the more severe the difference appears.

또한, 의도하지 않게 특정 안테나(10)가 신호의 음역지역 또는 신호가 매우 미약한 공간에 위치하게 되거나 혹은 반대로 특정 안테나의 수신 감도가 매우 좋은 상황에서 기존의 최대 비율 결합 방법에 따를 경우에는 각각의 신호를 동일한 비율로 더하기만 하기 때문에 더 이상 최대의 신호 대 잡음 비 성능을 기대할 수 없게 된다.In addition, when the antenna 10 is inadvertently located in the sound region of the signal or in a space where the signal is very weak, or conversely, when the reception sensitivity of the specific antenna is very good, according to the existing maximum ratio combining method, Since we only add signals at the same ratio, we can no longer expect the maximum signal-to-noise ratio performance.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로, 각각의 안테나로 수신되는 신호의 신호 대 잡음 비를 이용하여 상황에 따라 적응적으로 최대의 신호 대 잡음 비를 얻을 수 있도록 하는 데이터 신호 결합 방법을 제공하는 데 주 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and a data signal combining method for adaptively obtaining a maximum signal-to-noise ratio according to a situation by using a signal-to-noise ratio of a signal received by each antenna. The main purpose is to provide.

본 발명의 또 다른 목적은, 각 안테나마다 채널 정보 이외에 추가적으로 잡 음 전력을 이용하는 신호결합 방법을 제공하며, 특히, 의도하지 않게 특정 안테나가 음영 지역에 위치하거나 반대로 신호가 강하게 들어오는 지역에 위치하는 상황에서 기존 결합 방법보다 월등한 수신기 민감도 성능 이득을 얻을 수 있는 데이터 신호 결합 방법을 제공하는 데 있다. It is still another object of the present invention to provide a signal combining method using noise power in addition to channel information for each antenna, in particular, a situation in which an unintentionally specific antenna is located in a shaded region or vice versa. To provide a data signal combining method that can obtain a receiver sensitivity performance gain superior to the conventional combining method.

상기한 종래 문제점을 해결하고 본 발명에 따른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 통신시스템의 신호 결합방법은, 다수의 수신 안테나, 각각의 수신기, 결합프로세서 및 디코더로 구성되는 신호 결합 장치에서 사용되는 다중 수신 안테나를 사용하는 통신 시스템의 신호 결합 방법에 있어서, 상기 수신 안테나마다 수신된 데이터를 결합하는 과정에서, 채널 상태정보 및 잡음 전력에 따른 부가 정보를 이용하여 신호를 결합하는 단계와 가중치(α)를 두고 더해줌으로써 결합 후의 신호 대 잡음 비를 최대로 만들어주는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The signal combining method of the communication system of the present invention for solving the above-described conventional problems and to achieve the technical problem according to the present invention, is used in a signal combining device consisting of a plurality of receiving antennas, each receiver, a coupling processor and a decoder In a signal combining method of a communication system using multiple reception antennas, in the process of combining the received data for each of the receiving antennas, combining the signals by using additional information according to channel state information and noise power and weight (α). ) To maximize the signal-to-noise ratio after combining.

삭제delete

또한, 상기 가중치(α)를 적용함에 있어서 정해진 시간 구간 동안 잡음전력을 각 안테나 별 잡음 전력을 추정누적하하여 해당되는 신호를 결합하는 과정에서 사용하는 것을 특징으로 한다.In addition, in applying the weight α, the noise power is estimated and accumulated in the noise power of each antenna for a predetermined time interval, and used in the process of combining the corresponding signals.

또한, 상기 가중치(α)는 하기 수학식 3과 같이 신호 결합 전에 일정한 가중치를 미리 곱하여 결합하는 방식을 사용하는 것을 특징으로 한다.In addition, the weight α is characterized by using a method of multiplying and combining a predetermined weight before signal combining as shown in Equation 3 below.

<수학식 3>&Quot; (3) &quot;

Figure 112009062811135-pat00001
Figure 112009062811135-pat00001

이 경우, 상기 가중치(α)를 적용한 평균 신호 대 잡음비는 하기 수학식 5와 같이 연산 구성하고, 평균 신호 대 잡음비를 최대로 하는 가중치 값을 구하기 위하여 α에 관해 편미분을 취하는 것을 특징으로 한다.In this case, the average signal-to-noise ratio to which the weight α is applied is calculated and calculated as shown in Equation 5 below, and a partial differential is taken with respect to α to obtain a weight value that maximizes the average signal-to-noise ratio.

<수학식 5><Equation 5>

Figure 112009062811135-pat00002
Figure 112009062811135-pat00002

(여기서, PN1과 PN2는 각각 N1과 N2의 평균 전력을 의미한다.) (P N1 and P N2 mean the average power of N 1 and N 2 , respectively.)

또한, 상기 수신 안테나마다의 수신된 데이터를 결합하는 과정에서, 수신된 신호의 아날로그 처리 과정에서 발생된 이득 및 잡음 증폭의 효과를 디지털 처리를 통하여 상쇄시키는 것을 특징으로 한다.Further, in the process of combining the received data for each of the receiving antennas, the effects of gain and noise amplification generated in the analog processing of the received signal may be canceled through digital processing.

또한, 상기 수신 안테나로부터의 데이터 결합 과정에서 정해진 시간마다 결합을 위한 채널 상태 정보 혹은 채널 보상된 수신 신호 이외에 추가적인 정보를 전달하여 결합 과정에 이용하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the data combining process from the receiving antenna, additional information other than channel state information or channel-compensated received signal for combining at every predetermined time may be used for the combining process.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 다중 수신 안테나를 사용하는 통신 시스템에 따라 얻는 이득의 양은 달라질 수 있으나 기본적으로 결합 후에 신호 대 잡음비를 최대로 한다는 점에서 모든 시스템에서 전반적으로 적용될 수 있는 범용성이 있다.As described above, the present invention may vary in the amount of gain obtained according to a communication system using multiple receive antennas, but it is generally applicable to all systems in that the signal-to-noise ratio is maximized after combining. .

능 면에서도 시간에 따라 변하는 일반적인 채널 조건에서 안테나 마다의 상황을 파악하여 적응적으로 결합 가중치를 이용하기 때문에 이득을 기대할 수 있다. 뿐만 아니라, 의도치 않은 요소에 의해 안테나간의 평균 신호 대 잡음비가 달라지는 경우에 그 차이가 클수록 본 특허의 방법으로 얻을 수 있는 이득의 양은 커지게 되는 효과를 가진다.In terms of performance, the gain can be expected because the coupling weight is adaptively determined by identifying the situation of each antenna in a general channel condition that changes over time. In addition, when the average signal-to-noise ratio between antennas is changed by unintentional factors, the larger the difference, the greater the amount of gain that can be obtained by the method of the present patent.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 일 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에서 제안하는 방법 중 안테나가 2개인 경우의 예제를 나타내고 있는 블록도이며, 도 3은 본 발명에서 제안하고 있는 방법 중 안테나가 2개인 경우에 신호 결합 과정의 구현 예제를 나타낸 블록도이다.FIG. 2 is a block diagram showing an example of two antennas in the method proposed in the present invention, and FIG. 3 is a block diagram showing an example of a signal combining process in the case of two antennas in the method proposed in the present invention. It is also.

기존의 최대 비율 결합 방법에 있어서, 최대의 신호 대 잡음 비를 얻기 힘든 조건을 살펴보면 각각의 안테나로 수신되는 신호의 세기가 다른 경우라고 볼 수 있다. In the conventional maximum ratio combining method, when the conditions that are difficult to obtain the maximum signal-to-noise ratio are considered, it may be considered that the strength of the signal received by each antenna is different.

이 경우, 동일한 안테나로 수신하고 있다 하더라도 안테나마다 채널은 독립적으로 변해가게 되고, 짧은 시간 구간에서 채널의 세기 또한 차이가 나게 된다. 그렇지만, RF 칩 내부에서는 온도에 민감한 소자들에 의해 잡음이 발생되고, 자동 이득 조절(Automatic Gain Control) 장치에 의하여 적절한 기준 신호레벨로 맞춰지게 된다. In this case, even though the signal is received by the same antenna, the channel changes independently for each antenna, and the strength of the channel also varies in a short time period. However, inside the RF chip, noise is generated by temperature-sensitive devices and set to an appropriate reference signal level by an automatic gain control device.

결국, 아날로그-디지털 변환기(ADC)의 출력에서 신호 전력은 각 안테나마다 유사하게 맞춰지지만 더해진 잡음의 양은 차이가 나게 된다. 이 경우에 기존의 최대 비율 결합 방법을 사용하게 되면 결합 구간에서 각 안테나마다의 평균 신호 대 잡음 비가 동일하다는 가정을 벗어난 것이 되기 때문에 이에 따른 성능 저하를 예상할 수 있다.As a result, the signal power at the output of the analog-to-digital converter (ADC) is similarly adjusted for each antenna, but the amount of added noise is different. In this case, using the existing maximum ratio combining method is beyond the assumption that the average signal-to-noise ratio of each antenna is equal in the combining period, and thus performance degradation can be expected.

본 발명에서는 위와 같은 상황에서 각 안테나마다의 신호 전력은 유사하지만, 잡음전력에서 차이가 난다는 것을 이용하여 다양한 조건에서 적응적으로 최대의 신호 대 잡음 비를 얻기 위해 채널 상태 정보 이외에도 추가적으로 잡음전력을 이용하는 방법을 제안한다.In the present invention, the signal power of each antenna is similar in the above situation, but in addition to the channel state information in order to adaptively obtain the maximum signal-to-noise ratio under various conditions by using the difference in the noise power. We suggest how to use.

본 발명의 실시 예 기재에 있어서는, 설명의 이해를 돕기 위해 안테나가 2개인 경우를 가정하여 설명하였지만, 본 발명은 안테나의 개수에 관계없이 적용될 수 있다.있음은 당업자라면 쉽게 이해할 수 있을 것이다. In the description of the embodiments of the present invention, the description is based on the assumption that there are two antennas for better understanding of the description. However, the present invention can be applied regardless of the number of antennas.

도 2에 도시된 바와 같이, 다중 수신 안테나를 사용하는 통신 시스템에서 채널 상태 정보와 잡음전력을 이용하는 신호결합 장치는 다수의 안테나(100), 이들 각각의 수신기(110, 120), 채널 보상 데이터(R1,R2) 및 잡음전력(PN1,PN2)을 이용하여 수신 신호 결합 연산 프로세스를 수행하는 결합프로세서(200) 및 디코더(300)로 구성한다. 이 경우 잡음전력(PN1,PN2)은의 정보량은 채널 보상된 데이터 채널 보상 데 이터(R1,R2)의 정보량에에 비하여 상대적으로 매우 적은 정보량이기 때문에 결합을 위한 내부 연결을 구현하는 데 거의 부담이 되지 않는다.As shown in FIG. 2, a signal combining apparatus using channel state information and noise power in a communication system using multiple reception antennas includes a plurality of antennas 100, their respective receivers 110 and 120, and channel compensation data ( R 1 , R 2 ) and noise power (P N1 , P N2 ) using a combined processor 200 and decoder 300 to perform a received signal combining operation process. In this case, since the information amount of noise power (P N1 , P N2 ) is relatively small compared to the information amount of channel compensated data channel compensation data (R 1 , R 2 ), the internal connection for coupling is implemented. Almost no burden

이하, 본 발명에 따른 수신 신호 결합 방법에 사용되는 다수 수학식을 이용한 신호 결합 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a signal combining method using a plurality of equations used in the received signal combining method according to the present invention will be described.

먼저 도 1에서 채널 추정기(20)가 완벽하다고 가정하면 최대 비율 결합 방법으로 결합된 신호는 다음과 같이 수학식 1로 표현할 수 있다. First, assuming that the channel estimator 20 is perfect in FIG. 1, a signal combined by the maximum ratio combining method may be expressed by Equation 1 as follows.

<수학식 1>&Quot; (1) &quot;

Figure 112009062811135-pat00003
Figure 112009062811135-pat00003

이 경우에는, 신호가 통과한 채널의 평균 전력에 따라 그 만큼의 가중치를 줌으로써 신호의 전력을 최대로 키워서 결합 후의 신호 대 잡음비를 최대로 만들어주게 된다. 이 경우, N1과 N2의 평균 전력이 동일하면 이 방법은 유효하다.In this case, the weight of the signal is maximized according to the average power of the channel through which the signal passes, thereby maximizing the signal-to-noise ratio after combining. In this case, this method is effective if the average power of N 1 and N 2 is the same.

하지만, 상기 수학식 1에서 N1과 N2의 평균 전력이 동일하지 않은 경우를 가정하여 보면, 그리고 극단적으로 가정하여 N1이 N2에 비해 매우 크다면 수학식 1보다는 아래의 수학식 2와 같이 구성하는 것이 최종 수식에서 N1이 없어지게 되어 성능이 더 좋아질 것으로 충분히 예측이 가능하다.However, suppose that the average power of N 1 and N 2 in Equation 1 is not the same, and in extreme cases, when N 1 is very large compared to N 2 , Equation 2 below The configuration can be predicted that the performance will be better as N 1 disappears from the final equation.

<수학식 2><Equation 2>

Figure 112009062811135-pat00004
Figure 112009062811135-pat00004

또한, 본 발명은 위와 같이 N1과 N2의 평균 전력이 다른 경우에도 또는 같은 경우에도 좋은 성능을 얻을 수 있도록 수학식 3과에 같이 표현한 것처럼 결합하기 전에 일정한 가중치를 미리 곱하여 결합하는 방식을 제안한다. 여기에서 가중치는 결합 후의 신호 대 잡음비를 최대로 해주는 각 안테나마다의 상대적인 비율을 의미한다.In addition, the present invention proposes a method of combining by multiplying a predetermined weight before combining as shown in Equation 3 to obtain good performance even when the average power of N 1 and N 2 is different or the same as above. do. Here, the weight means the relative ratio of each antenna that maximizes the signal-to-noise ratio after combining.

<수학식 3>&Quot; (3) &quot;

Figure 112009062811135-pat00005
Figure 112009062811135-pat00005

이어서, 수학식 3을 전개하고 신호 성분과 잡음 성분을 구분하면 수학식 4와 같이 표현할 수 있다.Subsequently, when Equation 3 is developed and the signal component and the noise component are separated, it can be expressed as Equation 4.

<수학식 4><Equation 4>

Figure 112009062811135-pat00006
Figure 112009062811135-pat00006

그리고, 상기 수학식 4로부터 결합한 후의 평균 신호 대 잡음비는 하기 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.The average signal-to-noise ratio after combining from Equation 4 can be expressed as Equation 5 below.

<수학식 5><Equation 5>

Figure 112009062811135-pat00007
Figure 112009062811135-pat00007

여기서, PN1과 PN2는 각각 N1과 N2의 평균 전력을 의미한다. Here, P N1 and P N2 mean average power of N 1 and N 2 , respectively.

상기 수학식 5에서 평균 신호 대 잡음비를 최대로 하는 α값을 구하기 위하여 α에 관해 편미분을 취하면 수학식 6과 같이 된다. 이 때, 편미분을 취한 값을 '0'으로 만드는 α값이 평균 신호 대 잡음비를 최대로 하는 값이 되며, 전개 과정은 수학식 7과 같이 하여 얻어진다. In the above Equation 5, a partial derivative with respect to α is obtained in order to obtain an α value that maximizes the average signal-to-noise ratio. At this time, the value of α which makes the partial derivative value '0' becomes the value which maximizes the average signal-to-noise ratio, and the expansion process is obtained as in Equation (7).

<수학식 6>

Figure 112009062811135-pat00008
&Quot; (6) &quot;
Figure 112009062811135-pat00008

<수학식 7><Equation 7>

Figure 112009062811135-pat00009
Figure 112009062811135-pat00009

이에 따라서 각각의 안테나(100)로부터 채널 보상된 데이터를 결합할 때 가중치를 미리 곱하여 결합 후의 신호 대 잡음비를 최대로 하기 위해서는 수학식 7과 같이 각각의 안테나(100)에 더해진 잡음전력(PN1,PN2)에 대한 정보만 있으면 된다는 것을 알 수 있다. Accordingly, in order to maximize the signal-to-noise ratio after the combination by multiplying the weights in advance when combining the channel compensated data from each antenna 100, the noise power P N1 , which is added to each antenna 100 as shown in equation (7). P N2 ) only need information about.

또한, 각 안테나(100)로부터의 잡음전력(PN1,PN2)이 동일한 경우에는 모든 안테나에 곱해지는 가중치 α 값이 동일하게 되어 기존의 최대 비율 결합 방법과 동일한 결과를 얻을 수 있다. 위 식을 안테나 개수가 M개인 경우에 대해서 확장하면 i 번째 안테나에 곱해지는 가중치는 수학식 8과 같이 나타낼 수 있다.In addition, when the noise power (P N1 , P N2 ) from each antenna 100 is the same, the weight α value to be multiplied to all the antennas are the same to obtain the same result as the conventional maximum ratio combining method. If the equation above is extended for the case of M antennas, i The weight multiplied by the first antenna may be expressed by Equation 8.

<수학식 8><Equation 8>

Figure 112009062811135-pat00010
Figure 112009062811135-pat00010

지금까지 설명한 발명의 방법 중 수신 안테나가 2개인 경우의 예제를 도 2에서 블록도로 나타내었다. 도시된 바와 같이, 기존의 최대 비율 결합 방법에 본 발명의 신호 결합방법을 적용하기 위해서는 미리 약속해 놓은 시간 구간마다 한 번씩 각 안테나(100) 마다의 잡음 전력 정보(PN1,PN2)만을 더 필요로 한다. In the method of the present invention described above, an example of two receiving antennas is shown in FIG. As shown in the figure, in order to apply the signal combining method of the present invention to the existing maximum ratio combining method, only noise power information P N1 and P N2 for each antenna 100 is added once per predetermined time interval. in need.

이는 기존의 결합 방법에서 사용하는 채널 보상된 데이터(R1. R2)에 비해 상대적으로 매우 적은 정보량이기 때문에 결합을 위한 내부 연결을 구현하는 데 거의 부담이 되지 않는다.Since this is a relatively small amount of information compared to the channel compensated data (R 1. R 2 ) used in the conventional combining method, it is hardly a burden to implement the internal connection for combining.

한편, 상기 안테나(100)의 수신된 데이터를 결합하는 과정에서 수신된 신호의 아날로그 처리 과정에서 발생된 이득 및 잡음 증폭의 효과를 디지털 처리를 통하여 상쇄시키도록 함이 바람직하다.Meanwhile, in the process of combining the received data of the antenna 100, it is preferable to cancel the effects of gain and noise amplification generated in the analog processing of the received signal through digital processing.

도 3은 도 2의 결합프로세서(Combine Processor, 200)의 구현 실시 예를 설명하기 위해 도시된 도면이다. 도시된 바와 같이, 잡음전력(PN1,PN2)을 이용하여 수신된 데이터를 결합하는 것에 곱셈기(210)와 단순한 정규화기(Normalization, 220) 하나로 간단하게 구현됨을 확인할 수 있다. FIG. 3 is a diagram illustrating an exemplary embodiment of the combined processor 200 of FIG. 2. As shown, it can be seen that a multiplier 210 and a simple normalizer 220 are simply implemented to combine the received data using the noise powers P N1 and P N2 .

하지만, 실제 구현에 있어서는 이와 유사하게 다양한 방법으로 구현될 수 있음은 물론이다.However, in actual implementation, it can be implemented in various ways similarly.

이상 설명한 바와 같이, 다수 수식을 이용한 본 발명의 다중 수신 안테나를 사용하는 통신 시스템에서 채널 상태 정보와 잡음 전력을 이용하는 신호 결합 방법을 구현하는데 있어서 결합 후의 신호 대 잡음 비가 최대가 되도록 함으로써 좋은 성능을 기대할 수 있도록 해준다.As described above, in implementing a signal combining method using channel state information and noise power in a communication system using multiple reception antennas of the present invention using multiple equations, good performance can be expected by maximizing the signal-to-noise ratio after combining. To help.

즉, 본 발명은 시간에 따라 변해가는 채널 상황에서 주기적으로 상황에 따라 적응해가면서 결합 신호의 신호 대 잡음 비가 최대가 되도록 해줌으로써 기존의 결 합 방법보다 우수한 성능을 기대할 수 있다. 특히, 의도하지 않게 특정 안테나가 음영지역에 위치하거나 반대로 신호가 강하게 들어오는 지역에 위치하는 상황에서 기존의 결합 방법보다 월등한 성능 이득을 얻을 수 있게 된다.That is, the present invention can expect better performance than the conventional coupling method by allowing the signal-to-noise ratio of the combined signal to be maximized while periodically adapting to the situation in a channel situation that changes over time. In particular, when the antenna is inadvertently located in the shadowed area or vice versa, where the signal is strongly received, a superior performance gain can be obtained over the conventional coupling method.

본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. In the present specification and drawings, preferred embodiments of the present invention have been disclosed, and although specific terms are used, these are merely used in a general sense for easily describing the technical content of the present invention, and are intended to limit the scope of the present invention. It is not.

즉, 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다. That is, it will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention may be implemented in addition to the embodiments disclosed herein.

따라서, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 나타난다. 예를 들면, 지금까지 설명한 발명은 실시 예들을 쉽게 설명하기 위하여 수신 안테나 개수를 2개로 한정하여 설명하고 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 여러 안테나 개수와 다양한 사용 환경에 따라서 변형되어 사용될 수 있음을 이해하여야 할 것이다.Therefore, the scope of the present invention is shown in the claims below. For example, the invention described so far has been described by limiting the number of receiving antennas to two in order to easily describe the embodiments, but it is not limited thereto, and it can be understood that the present invention may be modified according to the number of antennas and various usage environments. Should.

<수학식 7 전개 과정><Equation 7 development process>

Figure 112009062811135-pat00011
Figure 112009062811135-pat00011

도 1은 일반적으로 잘 알려진 최대 비율 결합(Maximal Ratio Combining) 방법을 나타낸 블록도1 is a block diagram illustrating a commonly known maximum ratio combining method.

도 2는 본 발명에서 제안하고 있는 방법 중 안테나가 2개인 경우의 예제를 나타내는 블록도Figure 2 is a block diagram showing an example of the case of two antennas in the method proposed in the present invention

도 3은 본 발명에서 제안하고 있는 방법 중 안테나가 2개인 경우에 신호 결합 과정의 구현 예제를 나타낸 블록도 Figure 3 is a block diagram showing an example of the implementation of the signal combining process in the case of two antennas of the method proposed in the present invention

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

100: 수신 안테나 110, 120: 수신기 100: receiving antenna 110, 120: receiver

200: 결합프로세서 210: 곱셈기 200: combined processor 210: multiplier

220: 정규화기 300: 디코더220: normalizer 300: decoder

Claims (7)

다수의 수신 안테나, 각각의 수신기, 결합프로세서 및 디코더로 구성되는 신호 결합 장치에서 사용되는 다중 수신 안테나를 사용하는 통신 시스템의 신호 결합 방법에 있어서, In the signal combining method of a communication system using a multiple receiving antenna used in a signal combining device consisting of a plurality of receiving antennas, each receiver, a coupling processor and a decoder, 상기 수신 안테나마다 수신된 데이터를 결합하는 과정에서, 채널 상태정보 및 잡음 전력에 따른 부가 정보를 이용하여 신호를 결합하는 단계와 가중치(α)를 두고 더해줌으로써 결합 후의 신호 대 잡음 비를 최대로 만들어주는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템의 신호 결합 방법.In the process of combining the received data for each of the receiving antennas, combining the signals using channel state information and additional information according to noise power and adding the weights with a weight α to maximize the signal-to-noise ratio after the combining. A signal combining method of a communication system comprising the step of giving. 삭제delete 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 가중치(α)를 적용함에 있어서 정해진 시간 구간 동안 잡음전력을 누적하여 해당되는 신호를 결합하는 과정에서 사용하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템의 신호 결합 방법. The signal combining method of the communication system, characterized in that in the process of combining the corresponding signal by accumulating the noise power for a predetermined time interval in applying the weight (α). 제 1항 또는 제 3항에 있어서,The method according to claim 1 or 3, 상기 가중치(α)는 하기 수학식 3과 같이 신호 결합 전에 일정한 가중치를 미리 곱하여 결합하는 방식을 사용하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템의 신호 결합방법.The weight (α) is a signal combining method of the communication system, characterized in that using a method of multiplying and combining a predetermined weight before the signal combination as shown in equation (3). <수학식 3>&Quot; (3) &quot;
Figure 112011022328621-pat00012
Figure 112011022328621-pat00012
제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 가중치(α)를 적용한 평균 신호 대 잡음 비는 하기 수학식 5와 같이 연산 구성하고, 평균 신호 대 잡음비를 최대로 하는 가중치 값을 구하기 위하여 α에 관해 편미분을 취하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템의 신호 결합방법. The average signal-to-noise ratio to which the weight α is applied is calculated and calculated as shown in Equation 5 below, and a partial differential is taken with respect to α to obtain a weight value that maximizes the average signal-to-noise ratio. Joining method. <수학식 5><Equation 5>
Figure 112011022328621-pat00013
Figure 112011022328621-pat00013
(여기서, PN1과 PN2는 각각 N1과 N2의 평균 전력을 의미한다.) (P N1 and P N2 mean the average power of N 1 and N 2 , respectively.)
제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 수신 안테나 마다의 수신된 데이터를 결합하는 과정에서, 수신된 신호의 아날로그 처리 과정에서 발생된 이득 및 잡음 증폭의 효과를 디지털 처리를 통하여 상쇄시키는 것을 특징으로 하는 통신 시스템의 신호 결합 방법.And in the combining of the received data for each of the receiving antennas, canceling the effects of gain and noise amplification generated in the analog processing of the received signal through digital processing. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 수신 안테나로부터의 데이터 결합 과정에서 정해진 시간마다 결합을 위한 채널 상태 정보 혹은 채널 보상된 수신 신호 이외에 추가적인 정보를 각 수신 안테나 별 잡음 전력 정보를 전달하여 결합 과정에 이용하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템의 신호 결합 방법.In the data combining process from the receiving antenna, additional information in addition to the channel state information or the channel-compensated receiving signal for combining every predetermined time is transmitted to the noise power information for each receiving antenna and used in the combining process. Joining method.
KR1020090097496A 2009-10-14 2009-10-14 Method for combining signals using channel state information and noise power in communication systems using multiple receiving antennas KR101043939B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090097496A KR101043939B1 (en) 2009-10-14 2009-10-14 Method for combining signals using channel state information and noise power in communication systems using multiple receiving antennas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090097496A KR101043939B1 (en) 2009-10-14 2009-10-14 Method for combining signals using channel state information and noise power in communication systems using multiple receiving antennas

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110040289A KR20110040289A (en) 2011-04-20
KR101043939B1 true KR101043939B1 (en) 2011-06-24

Family

ID=44046677

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090097496A KR101043939B1 (en) 2009-10-14 2009-10-14 Method for combining signals using channel state information and noise power in communication systems using multiple receiving antennas

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101043939B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101769809B1 (en) 2011-10-25 2017-08-22 삼성전자주식회사 Method of detecting symbol by combining survived path in receiver including multiple reception antennas

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070117791A (en) * 2006-06-09 2007-12-13 엘지전자 주식회사 Equalizer using estimated noise power
KR20090041454A (en) * 2001-05-17 2009-04-28 콸콤 인코포레이티드 System and method for received signal prediction in wireless communications system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090041454A (en) * 2001-05-17 2009-04-28 콸콤 인코포레이티드 System and method for received signal prediction in wireless communications system
KR20070117791A (en) * 2006-06-09 2007-12-13 엘지전자 주식회사 Equalizer using estimated noise power

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110040289A (en) 2011-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10033428B2 (en) Method for reducing self-interference signal in communications system, and apparatus
KR102310974B1 (en) Method and apparatus for self interference cancellation in full-duplex communication system
CN1783864B (en) Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) receiver and method for receiving OFDM signal
US20160329982A1 (en) Apparatus and method for cancelling self-interference signal in communication system supporting full-duplex scheme
US9742613B2 (en) Method and system for I/Q mismatch calibration and compensation for wideband communication receivers
KR100974194B1 (en) Apparatus and method for spatial multiplexing with backward compatibility in multiple input multiple output wireless communication system
US10281556B2 (en) Interference detection and rejection for wide area positioning systems
CN112970232B (en) Method, equipment and system for eliminating interference
US8908817B1 (en) Differential phase tracking in the presence of unknown interference
CN110611521B (en) Full-duplex self-interference cancellation method, equipment and computer-readable storage medium
WO2013172729A1 (en) Receiver with doppler tolerant equalization
JP2007170845A (en) Radar system
CA2779205C (en) Reception system including a mechanism countering pulsed interference
KR101043939B1 (en) Method for combining signals using channel state information and noise power in communication systems using multiple receiving antennas
WO2013147634A1 (en) Receiver with improved noise variance estimation
US7362264B2 (en) Interference management
US8311158B2 (en) Receiver circuit, reception method, and communication system
KR100996430B1 (en) Apparatus and method for collecting frequency hopping signal using direction of arrival
CN100505846C (en) Device for receiving digital signals with fading compensation
US20110274223A1 (en) Agc tuner for mimo systems
EP1443692A3 (en) Method and apparatus for determining an operating condition in a communications system using antenna arrays
EP2426832B1 (en) Relay apparatus and relay method
US9048917B1 (en) Method and apparatus for estimating noise covariance in a wireless network
CN113259020A (en) Method for gain step calibration of an RF chain with phase shifters by a user equipment
WO2019207628A1 (en) Displacement measurement device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140617

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150617

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160616

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170619

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190603

Year of fee payment: 9