KR19980065570A - 수신 다중경로방식의 무선 이동통신기기의 수신신호품질 향상방법 - Google Patents

Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야:

무선이동통신기기

나. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제:

다중경로방식의 무선 이동통신기기의 수신신호 품질 향상

다. 그 발명의 해결방법의 요지:

본 발명은, 기지국에서 가까운 거리에 위치한 단말기로 부터의 신호의 경우는 심볼간 간섭(intersymbol interference)의 영향이 크지 않기 때문에 신호의 크기를 고주파 캐리어(RF carrier)의 상태에서 합성해 주고 그 합성된 신호를 단일 경로로 복조기까지 신호 처리한 후 복조기로부터 수신 신호의 세기나 수신 신호의 품질을 지표로 삼아 고주파 캐리어(RF carrier)의 상태의 두 경로중 한 경로의 위상을 가변시켜서 수신 신호의 품질을 개선한다.

라. 발명의 중요한 용도:

무선이동통신기기의 수신신호 품질향상

Description

수신 다중경로방식의 무선 이동통신기기의 수신신호 품질 향상방법

본 발명은 무선 이동통신기기에 관한 것으로, 특히 수신 다중경로(diversity) 방식의 무선 이동통신기기에서 수신신호의 품질을 향상시키는 방법에 관한 것이다.

통상적으로 무선 이동통신기기에서는 수신신호의 품질을 개선하기 위한 수신 다중경로(diversity)방식의 수신 방식을 사용하고 있다. 이러한 다중 경로방식의 수신방식에 대한 종래의 기술은 셀룰라 무선 통신분야에서 많이 찾아 볼 수 있다. 상기 셀룰라 무선 통신분야에서는 공간 다중경로(space diversity)방식을 주로 많이 채택하고 있다.

공간 다중경로 방식의 수신방식에서는 분리된 두 안테나로부터 수신되는 신호가 서로 다른 무선 채널을 통하여 들어오기 때문에 상기 두 신호는 서로 페이딩에 연관성을 별로 가지지 않는다. 그러므로 서로 다른 안테나로부터 복조기까지의 신호 처리를 거친 두 신호는 페이딩에 대해서 서로가 작은 연관성을 갖는다. 복조기에서 나온 두신호 중 그 품질이 우수한 경로를 채택하는 방식과 두신호를 적절히 합성하여 신호의 품질을 개선하는 방식을 쓰고 있다.

그런데 이러한 종래 기술은 하기와 같은 문제점이 있다. 종래의 기술의 첫번째 문제는 기본적으로 서로 분리된 두 안테나로부터의 수신신호를 처리하기 위하여 안테나에서 복조기까지의 경로를 적어도 2개 이상 만들어야 하므로 그 제작 비용이 많이 든다는 것이다.

또한 종래 기술의 두번째 문제는 다음과 같다. CDMA(Code Division Multiple Access), AMPS(Advanced Mobile Phone Service), GSM(Groupe Special Mobile or Global System for Mobile Telecommunications)과 같이 한 기지국으로부터 서어비스 가능한 영역이 비교적 넓은 무선 통신 시스템의 경우에는 기지국과 단말기가 상당히 높은 전력으로 넓은 지역에 걸쳐서 서어비스를 하기 때문에 기지국으로부터 멀리 떨어진 단말기로부터 수신되는 신호의 지연확산(delay spread)된 핑거(finger)들 간의 지연시간의 간격이 기저대역 최종 전송비트의 반주기 보다도 크다. 그 결과 이러한 시스템에 다중경로방식을 적용하여 기지국과 멀리 떨어진 단말기와 기지국이 호를 유지하면서 수신신호의 품질을 개선하려면 안테나부터 복조기까지 독립적으로 2경로 이상을 신호처리하여 기저대역 신호를 복원한 후에 그 출력들중에서 좋은쪽으로 선택을 하든가 적절하게 합성하는 방법이 쓰인다. 그러나 기지국으로 부터의 서어비스 영역이 작은 CT-2(Cordless Telephone-2)나 전기한 통신 방식일지라도 기지국에서 가까운 거리의 단말기와 호를 형성할 경우에는 기지국에서의 수신신호들의 지연확산된 핑거(finger)들 간의 지연시간의 간격이 기저대역 최종 전송 비트의 반 주기에 비하여 무시할 정도로 작다. 이러한 경우에는 다중경로(diversity) 수신을 위하여 안테나부터 복조기까지 여러 개의 독립적인 경로로 신호를 처리할 필요가 없다는 결론이 나온다.

따라서 본 발명의 목적은 다중경로방식의 무선 이동통신기기에서 수신신호 품질을 향상시키는 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 제작 비용이 적게 들면서도 다중경로방식의 무선 이동통신기기에서 수신신호 품질을 향상시키는 방법을 제공하는데 있다.

상기한 목적에 따라, 본 발명은, 기지국에서 가까운 거리에 위치한 단말기로 부터의 신호의 경우는 심볼간 간섭(intersymbol interference)의 영향이 크지 않기 때문에 신호의 크기를 고주파 캐리어(RF carrier)의 상태에서 합성해 주고 그 합성된 신호를 단일 경로로 복조기까지 신호 처리한 후 복조기로부터 수신 신호의 세기나 수신 신호의 품질을 지표로 삼아 고주파 캐리어(RF carrier)의 상태의 두 경로중 한 경로의 위상을 가변시켜서 수신 신호의 품질을 개선한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 블럭 구성도

도 2는 위상천이기 18의 가변위상 θ과 복조기 30으로부터의 RSSI간의 관계도

이하 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들중 동일한 구성요소들은 가능한한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 블럭 구성도이다. 도 1을 참조하면, 고주파 캐리어(RF carrier) 상태에서 두 경로의 수신 신호를 합성하는 신호합성 블럭 100이 있다. 상기 신호합성 블럭 100은 두 개의 서로 다른 무선환경을 통과한 신호를 수신할 수 있는 안테나 10,12와 두 경로의 이득을 제어할 수 있는 증폭기 14,16과, 두 수신경로 상의 두 신호를 고주파 캐리어(RF carrier)상태에서 합성하는 신호합성기 20, 및 한 수신경로의 입력 고주파 캐리어(RF carrier)의 위상을 DC 제어전압에 의하여 0°∼360°가변시키는 위상 천이기 18로 구성된다.

또 도 1에는 고주파캐리어(RF carrier) 신호를 기저대역 신호로 복조시켜 주도록 신호처리해 주는 수신신호 처리블럭 200이 있다. 상기 수신신호 처리블럭 200은 고주파 캐리어(RF carrier)를 1차 IF(Intermediate Frequency)신호, 2차 IF신호로 변조하는 신호혼합기 24,28과 발진기 22,26이 있고, IF신호를 기저대역신호로 전환하는 복조기 30으로 구성된다.

또한 도 1에는, 상기 복조기 30으로부터 출력되는 현재의 신호품질을 이용하여 신호합성블럭 100내 위상 천이기 18을 제어하는 제어블럭 300이 있다. 상기 제어블럭 300은 복조기 30으로부터의 신호품질을 지표로 나타내주는 기능이 필요하고 그 지표를 입력으로 하여 최대의 신호 품질을 유지하도록 위상 천이기 18을 제어하는 마이크로 콘트롤러 32로 구성된다.

이하 도 1의 구성에 의거하여 본 발명의 동작을 상세히 설명한다.

우선 안테나 10,12를 통해 서로 다른 무선채널을 통과한 신호들을 수신한다. 서로 다른 무선채널을 통과하게 하는 신호 수신은 여러 가지 형태로 구현이 가능하다. 예를 들면, 수직편파의 안테나만을 이용한 공간 이격의 방법과 수직편파와 수평편파를 모두 이용한 편파방식의 수신 등이 있다. 두가지의 수신경로를 통해 수신된 신호들은 각각의 증폭기 14,16으로 입력되며 각 증폭기들 14,16은 각 수신신호들의 밸런스에 필요한 이득과 잡음지수를 제어한다.

한편 상기 증폭기 16을 통과한 신호는 증포기 14를 통과한 신호와는 달리, 위상천이기 18로 인가된다. 위상천이기 18은 입력신호를 고주파 캐리어신호의 주파수 상태에서 입력 위상을 0° ` θ ` 360°변화시켜서 출력한다. 이때 상기 위상천이기 18은 제어블럭 300에 속한 마이크로 콘트롤러 32의 DC제어전압에 의거하여 수신경로 RX2로부터의 입력신호의 위상을 고주파 캐리어의 상태에서 0° ` θ `360°가변시킨다.

증폭기 14 및 위상천이기 18을 통과한 신호들은 신호합성기 20에 의하여 더해진다. 신호합성기 20에서 합성된 신호(고주파 신호임)는 신호혼합기 24,28 및 발진기 22,26의 동작에 의한 1차 1F, 2차 1F의 신호처리를 거친 다음 기저대역신호로 복원되기 위해 복조기 30으로 입력된다. 복조기 30으로부터의 출력은 수신신호의 품질을 나타내는 신호품질의 지표를 제공한다. 상기 신호품질의 지표로는 RSSI (Recived Signal Strength LevelIndicator), BER(Bit Error Rate) 등이 있다. 만일 RSSI를 복조신호의 품질의 지표로 한다면 이 값은 제어블럭 300에 속하는 마이크로 콘트롤러 32로 보내진다. 마이크로 콘트롤러 32는 복조기 20으로부터의 RSSI가 최대가 되도록 하는 DC제어전압을 위상천이기 18로 인가한다. 상기 DC제어전압은 위상천이기 18에 인가된 캐리어 신호의 위상을 0° ` θ `360°사이에서 가변시킨다. 이때 위상천이기 18의 가변위상 θ와 복조기 30으로부터의 RSSI간의 관계는 도 2와 같다. 도 2를 참조하면, 위상천이기 18의 위상 가변범위 0° ` θ `360°안에 RSSI가 최대가 되는 위상지점 θopt가 존재함을 알 수 있는데, 마이크로 콘트롤러 32는 복조기 20에서 제공해 주는 RSSI를 참조하여 상기 θopt를 찾고 그에 대응하는 DC 제어전압을 위상천이기 18에 인가한다. 이러한 마이크로 콘트롤러 32의 지속적인 제어는 시간이 경과함에 따라 해당 무선채널의 RSSI를 최대가 되도록 하여 준다. 그러므로 수신신호의 품질은 지속적으로 향상된다.

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 여러가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구의 범위와 특허청구의 범위의 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 하기와 같은 효과가 있다. 무선통신 기기의 수신 다중 경로(diversity)의 한 방법으로 적용이 가능하는 것이다. 특히, 기지국과 근접하여 통화권 역이 설정되어 지연확산(delay spread)된 핑거(finger)들 간의 지연시간 간격이 최종 기저대역(base band) 신호의 반 비트의 주기에 비해 무시할 정도로 작은 경우에는 본 발명의 방법이 큰 효과가 있다. 또한 본 발명은 한 통화 채널의 다중경로방식을 위해 2개 이상의 독립된 안테나부터 복조기까지의 경로들이 필요없이 고주파 캐리어 합성기 이후부터 복조기까지는 한 경로만 쓰이므로 원가절감이 예상된다. 더욱이, 안테나 블럭의 경우 수직, 수평 편파의 수신신호방식을 채택하면 수신된 두 신호들 사이에 연관성이 훨씬 줄어들어 본 발명의 실시예에 다른 방법은 더 큰 수신신호 품질의 개선을 가지고 올 수 있다.

Claims (3)

1. 다중경로방식의 무선 이동통신기기의 수신신호 품질 향상을 위한 방법에 있어서,

   수신 다중경로를 위한 두 경로 중 한 경로에 위상천이기를 위치하여 두 신호의 고주파 캐리어 레벨에서 합성된 신호의 수신신호 품질이 최적화되는 방향으로 상기 위상천이기를 제어함을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 수신신호 품질이 수신전계강도(RSSI)임을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 수신신호 품질이 비트에러율(BER)임을 특징으로 하는 방법.