KR101126057B1 - 복수의 안테나를 이용하여 데이터 신호를 수신하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수의 안테나를 이용하여 데이터 신호를 수신하는 방법에 관한 것으로서, 상기 데이터 신호는 적어도 하나의 보호 구간, 및 유틸리티 데이터를 구비하는 후속하는 유틸리티 구간을 구비하는 데이터 프레임을 포함하며, 적어도 2개의 안테나의 수신 품질이 검사되고 보다 양호한 수신 품질을 갖는 안테나가 선택되며, 상기 선택된 안테나의 유틸리티 신호로부터 출력 신호를 결정하도록, 상기 선택된 안테나의 상기 신호가 처리되며, 상기 수신 품질의 상기 검사는 적어도 부분적으로 상기 보호 구간 중에 행해진다.

Description

복수의 안테나를 이용하여 데이터 신호를 수신하는 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR RECEIVING A DATA SIGNAL USING A PLURALITY OF ANTENNAE}

본 발명은 본원의 청구항 제 1 항에 따른 방법 및 청구항 제 10 항에 따른 회로 장치에 관한 것이다.

종래 기술에서는, 복수의 안테나를 이용하여 데이터 신호를 동시에 수신하고, 가장 강한 수신 신호를 갖는 안테나를 선택하고, 그 수신 신호를 처리하는 것이 공지되어 있다.

DE 600 32 408 T2호에는 OFDM-버스트(burst)-신호 전송을 위한 다이버시티 수신기가 공지되어 있다. 이러한 장치에서는 복수의 안테나가 제공되며, 상기 안테나는 선택 스위치를 통해 수신기와 연결된다. 수신기는 합성 회로, 주파수 변환 회로 및 OFDM-복조 회로를 포함한다. 변환된 주파수 신호에 의해, 수신 레벨 측정이 행해진다. 여기서, 여러 안테나의 수신 레벨이 검출되고, 수신 신호의 다른 처리를 위해 수신 레벨이 가장 높은 안테나가 선택된다. 안테나의 선택을 위해 OFDM-신호는 안테나 선택을 위한 특수한 프리앰블-신호를 포함한다.

본 발명의 목적은 복수의 안테나를 사용하여 데이터 신호를 수신 및 처리하는 개선된 방법 및 개선된 회로 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은 본원의 청구항 제 1 항에 따른 방법 및 청구항 제 10 항에 따른 회로 장치를 통해 달성된다.

본 발명에 따른 방법의 장점은 데이터 신호의 유틸리티 데이터의 처리에 전혀 영향을 주지 않도록 안테나의 선택을 위한 시점을 선택한다는 것이다. 이러한 장점은 유틸리티 데이터의 수신 이외의 영역에서 안테나의 수신 품질의 검사 및/또는 보다 양호한 수신 품질을 갖는 안테나의 선택을 행함으로써 달성된다. 이러한 방식으로 유틸리티 데이터의 직접적인 처리에 영향을 주지 않는다.

본 발명의 다른 유리한 실시예가 종속항에 개시된다.

상기 설명된 방법은 특히 OFDM-신호에 적합하다.

상기 방법의 개선예에서는, 수신 품질의 검사가 데이터 프레임의 수신 중에 빈번히 행해질 수 있다. 이러한 방식으로 안테나의 최적의 선택이 데이터 프레임 중에 가능하게 된다.

다른 실시예에서는, 수신 품질의 검사 시에 모든 존재하는 안테나가 검사된다. 따라서, 최적의 제공될 안테나가 결정되는 것이 보장된다.

다른 실시예에서는, 유틸리티 구간의 시간적 위치가 결정되고, 유틸리티 구간의 시간적 위치에 따라 수신 품질의 검사가 행해진다. 상기 검사는 유틸리티 구간 이전에, 즉, 보호 구간 중에 행해지며, 유틸리티 구간과 보호 구간 사이의 시간적 위치를 알게 되므로, 유틸리티 구간의 시간적 위치의 결정으로 충분하게 되어, 수신 품질의 검사를 위한 시간적 위치를 결정할 수 있다. 따라서, 보호 구간 자체의 시간적 위치를 결정하는 것은 필요하지 않다.

다른 실시예에서는, 안테나의 보다 높은 수신 레벨이 보다 양호한 수신 품질로서 간주된다.

다른 실시예에서는, 안테나의 수신 품질 외에, 다른 안테나의 수신 품질도 고려된다.

이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

본 발명에 따르면, 복수의 안테나를 사용하여 데이터 신호를 수신 및 처리하는 개선된 방법 및 개선된 회로 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 복수의 안테나를 이용하여 데이터 신호를 수신하기 위한 개략적 구조를 도시한다.
도 2는 데이터 신호의 구조를 개략적으로 도시한다.

도 1은 선택 스위치(3)와 연결되는 복수의 안테나(1, 2)의 개략적 도면을 도시한다. 선택 스위치(3)는 수신 회로(4)와 연결되어 있다. 또한, 수신 회로(4)는 제어 유닛과 연결된다. 제어 유닛(5)은 다시 선택 스위치(3)와 연결된다. 복수의 안테나가 제공될 수 있지만, 선택된 도면에서는 2개의 안테나(1, 2)만이 도시되어 있다. 안테나는 신호, 특히 데이터 신호를 수신하도록 제공되며, 안테나의 수신 라인은 선택 스위치(3)를 통해 수신 회로(4)와 연결될 수 있다. 선택 스위치(3)를 배치함으로써, 안테나를 선택하고 선택된 안테나의 수신 신호를 수신 회로(4)에 전송하는 것이 가능하게 된다. 정상 동작 모드에서 수신 회로(4)는 실행된 수신 신호를 처리하고, 이로부터 정보를 결정하고, 출력부(6)를 통해 이 정보를 전달한다. 또한, 테스트 모드에서 수신 회로(4)는 적어도 2개의 안테나(1, 2)의 수신 품질을 결정하고, 2개의 안테나의 수신 품질을 제어 유닛(5)으로 전달한다. 제어 유닛(5)은 규정된 파라미터에 따라 안테나를 선택하고, 후속하는 정상 동작 모드에 대해 선택 스위치(3)를 설정하여, 선택된 안테나의 수신 신호가 선택 스위치(3)를 통해 수신 회로(4)로 전달된다. 선택된 실시예에 따라 모든 안테나가 검사될 수도 있다.

설명된 방법은 OFDM-신호, 즉, 직교 주파수 분할 다중-신호에 대해 사용된다. 여기서 단일의 신호 반송파 대신에 다수의 부반송파가 동시에 변조되어, 정보의 전송을 위해 사용된다. 대응되는 OFDM-신호는 예를 들어 DAB, DRM, WLAN, WMAX에 사용된다. OFDM-신호는 복수의 OFDM-심볼로 이루어진다. 복수의 OFDM-심볼은 각각 전송 프레임을 형성한다.

도 2에는 전송 프레임 N-1로부터 다음 전송 프레임 N으로 변화될 때의 시간 영역의 부분도가 도시되어 있으며, 프레임 N은 시점 T0에서 시작한다. 소위 프레임 동기화 심볼을 나타내고 프레임 시작을 대략 시그널링하는 소위 널-심볼 (null-symbol) 이 제1 심볼로서 전송된다. 그 다음, 다른 동기화 심볼, 소위 TFPR-심볼(시간-, 주파수-, 위상-기준 심볼)이 전송되는데, 상기 TFPR-심볼은 전송 프레임의 시간적 위치의 정확한 규정을 가능하게 한다(미세 동기화). 그 다음, 하나 이상의 FIC-심볼이 전송되며, 상기 FIC-심볼에는 후속하는 유틸리티 심볼의 콘텐츠 정보가 제공된다. FIC-심볼 또는 FIC-심볼들 이후에는 미리 결정된 수의 유틸리티 심볼이 후속하는데, 간략화를 위해 전송 프레임 N-1에 대해 하나의 유틸리티 심볼만이 도시되어 있다.

각 OFDM-심볼은 유틸리티 데이터가 코딩되어 전송되는 유틸리티 구간 T_u 및 OFDM-심볼을 서로 분리하도록 사용되는 보호 구간 T_g을 포함한다. 보호 구간 T_g는 유틸리티 구간 T_u의 일부의 주기적인 반복이다. 시간적으로 볼 때 보호 구간은 항상 유틸리티 구간의 이전에 배치된다. 보호 구간은 지연된 에코가 수신기에 도달될 때 다중 경로 전파 시의 심볼간 간섭을 피하도록 제공된다. 심볼간 간섭은 신호의 디코딩 시에 장애가 된다.

프레임 동기화 후에 수신기에서는 추가적으로 시간 동기화가 행해진다. 여기서, 유틸리티 구간 및 보호 구간을 포함하는 OFDM-심볼의 지속 시간 내에는 심볼간 간섭을 피하도록 평가창 (evaluation window) 이 규정되는데, 상기 평가창은 본질적으로 유틸리티 구간의 지속 시간에 대응된다. 각 OFDM-심볼을 위한 평가창 사이에는 각각, 수신기가 데이터 평가를 행하지 않는 시간 구간이 제공된다. 이 시간 구간은 본질적으로 보호 구간 T_g 의 시간 길이에 대응된다. 본 발명의 일 양태는 데이터 평가를 위해 필요하지 않은 상기 시간 구간을 안테나의 결정 및/또는 선택을 위해 적어도 부분적으로 사용하는 것이다.

도 1의 수신 회로(4)는 아날로그 동조기, A/D 컨버터 및 디지털 회로를 포함한다. 동조기는 수신 신호를 필터링하고, 이를 증폭하고 이를 중간 주파수로 변환한다. A/D 컨버터는 수신 신호를 스캔하며, 그 후 상기 수신 신호는 디지털 회로에서 디지털 신호 처리가 행해진다. 디지털 신호 처리는 필터링, 동기화, 복조, 채널 디코딩 등으로 이루어진다. 또한, 수신기는 평가창의 시간적 종료를 나타내는 신호를 생성한다. 상기 신호는 제어 유닛(5)으로 제공된다. 평가창 사이에는 안테나의 수신 품질의 검사를 위해 제공되는 시간 구간이 배열되어 있으므로, 제어 유닛은 평가창의 종료에 대한 신호를 안테나 간의 검사 및/또는 전환을 위한 제어 신호로서 사용할 수 있으며, 상기 안테나의 수신 신호는 수신 회로(4)에 접속되어야 한다. 선택된 실시예에 따라, 평가창의 종료를 나타내는 제어 신호는 수신기에 의해 전송 프레임당 한 번만 생성되거나 또는 각 평가창 이후에 생성되어, 제어 유닛(5)으로 전달될 수 있다.

다른 실시예에서는 수신 회로(4)는 전송 프레임당 제1 평가창 이후에서만 평가창의 종료를 나타내는 제어 신호를 결정하여, 이를 제어 유닛(5)으로 전송한다. 그 후 제어 유닛은 수신 품질의 검사를 위해 그리고/또는 안테나 간의 전환을 위해 제공되는 후속하는 시간 구간을 스스로 결정한다. 이는 예를 들어 단일의 클록 카운터에 의해 가능한데, 이는, 평가창 사이에 존재하는 시간 구간 사이의 시간적 간격이 일정하기 때문이다. 이는 데이터 메모리에 기억되며, 제어 유닛(5)은 상기 데이터 메모리에 액세스한다. 또한, 제어 유닛(5)은 전송 프레임의 구조를 알고 있으므로, 전송 프레임당 평가창의 수도 알게 된다.

전송 프레임별로 평가창의 위치는 변할 수 있으므로, 수신 회로(4)는 전송 프레임당 적어도 한 번 평가창의 종료의 시간적 위치를 위해 제어 신호를 결정하는 것이 필요할 수 있다.

또한, 다중 채널에서의 시간 동기화의 변화로 인해 평가창의 위치가 변할 수 있다. 이러한 경우 예를 들어 DAB-전송 시스템(디지털 오디오 방송) 및 일반적으로 DAB-시스템의 대응되는 수신 회로(4)에 이미 존재하는 WAGC-신호가 사용되어, 널-심볼 및 이에 따라 데이터 프레임의 시간적 위치를 나타낼 수 있다.

도 2에는 전송 프레임의 시작부마다 전송이 이루어지는 널-심볼이 도시되어 있다. 대기 신호 WAGC는 일반적으로 널-심볼의 지속 시간 중에 존재하여 0-심볼의 종료 직전에 종료된다. 따라서 대기 신호는 전송 프레임의 시간적 위치를 규정하기 위해 사용되고 이에 따라 시간적 위치를 규정하기 위해 평가창이 사용될 수 있다. 대기 신호 WAGC의 발생 플랭크는 유틸리티 구간과 보호 구간으로 또한 이루어지는 알고 있는 심볼 길이를 제1 OFDM-심볼용 제1 시간창의 종료 이전에 그리고 널-심볼 이후에 정확히 위치시키도록 시간적으로 규정된다. OFDM-심볼들이 동일한 길이인 경우 시간창은 고정된 시간 주기로 반복되므로, 대기 신호의 발생 플랭크의 시점에 심볼 길이의 수 배가 더해짐으로써, 대기 신호 WAGC의 발생 플랭크에 의해 각 시간창의 종료 시점이 결정될 수 있다. 이러한 사이클의 동기화는 전송 프레임의 개시 시에 각각 대기 신호의 상태의 종료에 의해 각각 행해질 수 있다. 전송 프레임의 각각의 OFDM-심볼의 길이를 알고 있을 때, 시간창 사이의 시점을 결정하도록, 대기 신호의 발생 플랭크의 시점에 다양한 시간 간격이 더해질 수도 있다. 마찬가지로 2개의 안테나의 수신 품질을 검사하기 위해 그리고/또는 2개의 안테나 간의 변경을 위해 2개의 평가창 사이의 각 시간 구간이 사용되지 않는 것이 제안될 수 있다.

유틸리티 데이터는 수신 회로(4)로부터 출력부(6)를 통해 후속하는 신호 처리부로 전달된다. 신호 처리부는 본질적으로 유틸리티 데이터를 사운드 또는 화상 출력으로 전환하도록 사용될 수 있다.

수신 품질을 판단하기 위해 수신 신호의 다양한 파라미터가 사용될 수 있다. 예를 들어 수신 신호의 수신 레벨이 검출되고, 수신 신호에 대한 수신 레벨이 가장 큰 안테나가 가장 양호한 안테나로 평가될 수 있다. 수신 레벨은 아날로그 신호로서 동조기 또는 안테나 또는 A/D 컨버터 이후의 디지털 신호 처리부에서 측정될 수 있다. 두 번째가 보다 정확하고 신뢰될 수 있다. 수신 레벨의 결정은 안테나 간에 상대적으로 평가될 수 있다. 여기서 아날로그 동조기는 일정한 증폭을 제공해야 한다. 절대적 수신 레벨을 결정하기 위해서는 동조기의 실제 증폭이 결정되어야 한다. 이는 개별의 스위칭 가능한 증폭기 스테이지를 구비하는 동조기에서 가능하다. 각 안테나에 대한 실제 증폭값은 그 후 수신 레벨 계산에 포함될 수 있다.

예를 들어 수신 품질을 검사하기 위해 검사 모드 동안 안테나는 수신 회로(4)와 차례로 연결되며, 대응되는 안테나의 수신 신호의 파라미터, 예를 들어 안테나에 의해 수신된 신호의 수신 레벨이 검출된다. 검사 모드 동안 검사된 안테나 및 그 검사된 파라미터는 제어 유닛(5)으로 전달된다. 제어 유닛(5)은 규정된 규칙에 따라 가장 양호한 안테나를 결정한다. 수신 레벨을 평가하는 경우 제어 유닛(5)은 수신 레벨이 가장 높은 안테나를 선택하고, 선택된 안테나가 수신 회로(4)와 연결되도록 선택 스위치(3)를 제어한다.

안테나의 검사 또는 안테나의 선택은 예를 들어 2개의 유틸리티 신호 사이에서 보호 구간 중에 행해진다. 그러나, 선택된 실시예에 따라, 검사는 한 번만 예를 들어 전송 프레임의 시작부에서 행해질 수도 있다.

선택된 실시예에 따라, 검사 모드 및 선택된 안테나로의 전환은 보호 구간 중에만 행해진다.

다른 실시예에서는 제어 유닛(5)은 예를 들어 간섭 영향을 주는 인접 채널의 성능과 같은 각 안테나를 평가하기 위한 다른 기준도 고려한다. 따라서, 인접 채널이 안테나의 수신 신호에 높은 간섭 성능을 나타낼 때, 최적 안테나보다 높은 수신 레벨을 갖는 안테나가 선택되지 않을 수 있다. 또한, 인접 채널이 안테나의 수신 신호에 낮은 간섭 성능을 나타낼 때, 보다 낮은 수신 레벨을 갖는 안테나가 선택될 수 있다. 인접 채널 성능의 결정은 디지털 신호 처리부에서 행해질 수 있다. 이를 위해 다양한 방법이 존재한다. 하나의 가능성은 수신 신호를 다양한 대역폭으로 필터링하는 것이며, 여기서 한 번은 유틸리티 신호만이 수신 주파수에 대해 평가되고, 한 번은 인접 채널의 일 부분이 함께 평가된다. 성능의 비율을 통해 인접 채널의 성능을 추론할 수 있다.

다른 실시예에서는, 수신 신호가, 수신 회로(4)에 의해 처리된 안테나의 수신 품질이 규정된 값 이하일 때만, 데이터 신호가 수신 회로(4)에 의해 처리되지 않은 안테나의 수신 품질을 검사한다. 예를 들어 선택된 안테나의 수신 레벨이 한계값 이하일 수 있다. 이러한 경우, 보다 양호한 수신 품질을 갖는 안테나를 찾게 된다. 수신 품질에 대한 다른 파라미터로서 디코딩된 수신 신호의 비트 에러율이 사용될 수 있다. 비트 에러율이 한계값 이상이라면, 수신 품질이 나쁜 것이다. 이 때, 보다 양호한 수신 품질을 갖는 안테나를 찾게 된다.

Claims (10)

1. 복수의 안테나를 이용하여 데이터 신호를 수신하는 방법으로서,
   상기 데이터 신호는 적어도 하나의 보호 구간 및 후속하는 유틸리티 데이터용 유틸리티 구간을 포함하는 전송 프레임을 포함하며, 적어도 2개의 안테나의 수신 품질이 검사되고 보다 양호한 수신 품질을 갖는 안테나가 선택되고, 상기 선택된 안테나의 수신 신호로부터 출력 신호를 결정하도록 하여, 상기 선택된 안테나의 상기 수신 신호가 처리되며,
   상기 수신 품질의 상기 검사는 적어도 부분적으로 상기 보호 구간 중에 행해지고,
   상기 데이터 신호로부터 상기 유틸리티 구간의 시간적 위치에 대한 정보가 결정되며,
   상기 유틸리티 구간의 상기 시간적 위치에 따라 상기 보호 구간의 시간적 위치가 결정되는 것을 특징으로 하는, 데이터 신호를 수신하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 데이터 신호로서 OFDM-신호가 사용되는, 데이터 신호를 수신하는 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 검사는 각 보호 구간에서 행해지는, 데이터 신호를 수신하는 방법.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 수신 품질의 상기 검사 시 모든 안테나가 검사되는, 데이터 신호를 수신하는 방법.
5. 삭제
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 선택된 안테나의 상기 수신 신호의 수신 레벨의 크기가 수신 품질로서 사용되고, 보다 높은 수신 레벨을 갖는 안테나가 보다 양호한 수신 품질을 갖는 안테나로서 선택되는, 데이터 신호를 수신하는 방법.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 보다 양호한 수신 품질을 갖는 상기 안테나를 선택할 때, 다른 안테나 중 적어도 하나의 간섭 신호도 고려되는, 데이터 신호를 수신하는 방법.
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   전송 프레임 중의 보호 구간 사이의 시간적 간격이 일정하며,
   유틸리티 구간의 시간적 위치가 결정되고, 후속하는 유틸리티 구간의 시간적 위치는 알고 있는 시간적 간격으로부터 계산되는, 데이터 신호를 수신하는 방법.
9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 선택된 안테나의 신호는 증폭되며, 상기 증폭은 상기 안테나의 상기 수신 신호의 결정된 수신 레벨에 따라 설정되는, 데이터 신호를 수신하는 방법.
10. 복수의 안테나(1, 2)에 의해 수신되는 데이터 신호의 처리를 위한 회로 장치로서,
    수신 회로(4)와 제어 유닛(5)을 포함하며,
    상기 수신 회로(4)는 선택 스위치(3)를 통해 적어도 하나의 안테나(1, 2)와 연결될 수 있고, 상기 수신 회로(4)는 상기 제어 유닛(5)과 연결되고, 상기 제어 유닛(5)은 상기 선택 스위치(3)와 연결되고, 상기 데이터 신호는 적어도 하나의 보호 구간, 및 유틸리티 데이터를 포함한 후속 유틸리티 구간을 포함하는 전송 프레임을 포함하고, 상기 제어 유닛(5)은 적어도 2개의 안테나(1, 2)의 수신 품질을 검사하고 보다 양호한 수신 품질을 갖는 안테나(1, 2)를 선택하고, 상기 제어 유닛(5)은 상기 선택된 안테나(1, 2)의 수신 신호가 상기 수신 회로(4)로 전송되도록 상기 선택 스위치(3)를 제어하고, 상기 선택된 안테나(1, 2)의 상기 수신 신호는 상기 유틸리티 데이터로부터 출력 신호를 결정하도록 상기 수신 회로(4)에 의해 처리되며, 상기 제어 유닛(5)은 적어도 부분적으로 상기 보호 구간 중에 상기 선택 스위치(3)를 제어함으로써 상기 수신 품질의 검사 및/또는 상기 선택된 안테나와 수신 유닛과의 연결을 실행하고,
    상기 데이터 신호로부터 상기 후속 유틸리티 구간의 시간적 위치에 대한 정보가 결정되며,
    상기 후속 유틸리티 구간의 상기 시간적 위치에 따라 상기 보호 구간의 시간적 위치가 결정되는, 회로 장치.

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