KR20010012421A - 멀티플안테나의 검출 및 선택을 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

멀티플 안테나로부터의 위성통신 신호를 선택하고 결합하는 방법 및 시스템. 상기 시스템은 분리된 안테나(202A-202N)에 각각 연결된 둘 이상의 신호경로(550A, 550B) 및 신호프로세서(216)에 의해 처리하기 위해 상기 두 경로로부터의 신호들을 결합하는 결합기(430)를 포함한다.상기 두 경로(550A, 550B)중 하나 이상은 신호지연유닛(410A-410B)을 포함한다. 상기 신호프로세서(216)는 상기 신호지연유닛에 의해 생성된 신호지연에 기초하여 상기 안테나(202A-202N)중 하나의 소스(source)로부터 수신된 신호를 다른 안테나의 소스로부터 수신된 신호와 구별할 수 있다. 각각의 신호경로(550)는 각각의 신호경로(550)를 상기 신호프로세서(216)에 선택적으로 연결하기 위한 가변감쇠기(526)를 포함한다. 상기 신호프로세서(216)는 상기 신호경로(550)를 따라 수신된 신호의 품질을 결정하고, 신호품질에 관한 데이타를 제어프로세서(216)로 제공하는데, 여기서는 상기 감쇠기를 조작하여 최상 품질의 신호를 갖는 신호경로(550)를 상기 신호프로세서(216)로 연결시킨다.

Description

멀티플안테나의 검출 및 선택을 위한 방법 및 시스템{SYSTEM AND METHOD FOR DETECTION AND SELECTION OF MULTIPLE ANTENNA}
많은 시스템 사용자들간에 정보를 전송하기 위한 다양한 멀티플 엑세스 통신시스템 및 기술이 개발되어왔다. 그러나, 코드분할 멀티플액세스(CDMA) 통신시스템에서 사용되는 것같은 스펙트럼 확산(spread spectrum) 변조기술은 다른 변조구성보다 상당한 장점들을 제공하는데, 예를 들면, 특히 다수의 통신시스템 사용자들을 위한 서비스를 제공하는 경우가 그렇다. 그런 기술은 위성 또는 지구리피터 (terrestrial repeater)를 이용하는 스펙트럼 확산 멀티플액세스 통신시스템 (Spread Spectrum Multiple Access Communication System Using Satellite or Terrestrial Repeaters)으로 명칭이 부여되고 1990년 2월 13일자로 발행된 미국특허 No. 4,901,307 및 개별 수신인 위상시간 및 에너지 트래킹을 위한 스펙트럼 확산 통신시스템에서 전스펙트럼 전송파워를 사용하는 장치 및 방법(Method and Apparatus for Using Full Spectrum Transmitted Power in a Spread Spectrum Communication System for Tracking Individual Recipient Phase Time and Energy)으로 명칭이 부여된 미국특허출원 No. 08/368,570 에서 소개되고 있는데, 둘 다 본 발명의 양수인에게 양수되고 참고적으로 여기에 제시되었다.
상기 언급된 특허들은 다수의 일반적으로 이동 또는 원격시스템 사용자들이 각각 하나 이상의 트랜시버를 이용하여 공중회선교환 전화망(public telephone switching network)같은 다른 시스템사용자 또는 다른 접속시스템의 사용자들과 통신을 하는 멀티플 액세스 통신시스템을 개시한다. 사용자터미널로도 언급되는 트랜시버(transceiver)는 게이트웨이(gateway) 및 위성, 또는 지구기지국 (terres trial base station)(때때로 셀-사이트(cell-site)로도 언급됨) 혹은 다른 릴레이 터미널을 통하여 통신을 할 수 있다.
기지국이 영역(때때로 셀(cell)로도 언급됨)을 커버하는 반면, 위성은 지구표면에 풋프린트(footprints)를 갖는다. 어느 시스템이든, 용량이득(capacity gain)은 커버되는 지리적인 영역을 섹터링(sectoring), 또는 하위구분 (subdiv iding)함으로써 얻어질 수 있다. 셀은 기지국에서 지향성 안테나를 사용함으로써 "섹터"로 나누어질 수 있다. 유사하게, 위성의 풋프린트는 빔-형성(beam-form ing) 안테나 시스템을 통하여 "빔(beam)"으로 지리적 구분이 가능하다. 커버리지 영역을 하위구분하는 기술은 상대적 안테나 지향성(relative antenna direc tionality) 또는 공간분할 멀티플렉싱(space division multiplexing)을 이용하여 분리(isolation)를 생성하는 것으로 간주될 수 있다. 더우기, 유용한 대역폭을 가정하면, 이러한 각각의 하위구분들 즉, 각 섹터 또는 빔은 채널화될 수 있다. 이러한 하위구분을 채널화하는 한 방법은 주파수 분할 멀티플렉싱(FDM)을 이용하여 멀티플 CDMA 채널을 할당하는 것이다. 위성시스템에서, 각각의 CDMA 채널은 "빔(beam)"당 여러 개가 존재할 수 있으므로 "서브-빔(sub-beam)"으로 언급된다.
CDMA를 이용하는 통신시스템에서, 분리된 링크가 이용되어 게이트웨이 (gateway) 또는 기지국으로 혹은 그들로부터 통신신호를 전송한다. 순방향링크(forward link)는 게이트웨이 또는 기지국에서 발생하여 시스템 사용자에게 전송되는 통신신호를 의미한다. 역방향링크(reverse link)는 사용자 터미널(user terminal)에서 발생하여 게이트웨이 또는 기지국으로 전송되는 통신신호를 의미한다.
스펙트럼 확산 통신시스템의 한 형태에서는, 하나 이상의 미리 선택된 의사-노이즈(pseudo-noise)(PN)코드 시퀀스를 이용하여 소정의 스펙트럼 밴드(spectral band)에 걸친 정보신호를 변조하거나 변조이전에 통신신호로서 전송캐리어에 확산한다. 공지되어 있는 스펙트럼 확산 전송의 방법인 PN 확산(PN spreading)은 데이터신호의 대역폭보다 더 큰 대역폭을 갖는 전송신호를 생성한다. 기지국- 또는 게이트웨이-사용자터미널 통신링크에서는, 다른 기지국에 의해 전송되거나 다른 빔을 통하여 전송된 신호들을 구별하는데 PN 확산코드(PN spreading code) 또는 2진 시퀀스(binary sequences)가 이용된다. 이러한 코드는 소정의 셀 또는 서브-빔 내에서 모든 통신신호에 의해 공유되는 것이 보통이다.
한 쌍의 의사노이즈(PN) 코드 시퀀스는 정보신호를 변조 또는 확산하는데 이용될 수 있다. 한 PN코드 시퀀스가 동상(in-phase)(I) 채널을 변조하는데 이용되는 한편, 다른 PN코드 시퀀스는 직각위상(quadrature-phase)(Q) 채널을 변조하는데 이용된다. 이 PN변조 또는 인코딩(encoding)은 정보신호가 캐리어신호에 의해 변조되고 통신신호로서 전송되기 전에 발생한다. PN 확산코드는 통신시스템에 의해 이용되는 다른 PN코드에 비해 비교적 짧기 때문에 단PN코드(short PN code)로도 불리운다.
그러한 멀티플-액세스 통신시스템의 일반적인 목적은 가능한 한 높은 사용자용량(user capacity), 즉 가능한 한 많은 수의 사용자들이 동시에 시스템에 액세스할 수 있도록 하는 것이다. 시스템용량은 유용한 CDMA 채널 및 사용자코드의 수와 같은 몇 가지 요소에 의해 제한될 수 있다. 그러나, 스펙트럼 확산 시스템은 용인될 수 없는 방해(interference)를 막기위해 모든 사용자들에게 허용된 총 파워량에 의해 "파워제한(power limited)"이 되는데, 그것은 일반적으로 시스템 사용자들로의 순방향링크 통신을 유지하는데 필요한 파워량으로서 시스템용량을 가장 많이 제한한다. 만일 단지 몇몇의 이러한 링크를 유지하기 위하여 필요한 파워량이 충분히 크다면, 더 많은 사용자들이 이용할 수 있는 많은 코드들 또는 주파수들이 고갈되기 전에 총파워 할당(total power allocation)은 잘 소모된다.
따라서, 일반적으로 다른 사용자들을 위한 파워를 남기고 시스템용량을 증가시키기 위하여 각 사용자에 접속하거나 순방향링크를 유지하는데 필요한 파워를 최소화할 필요가 있다. 이것은 각각의 사용자에 대해 수신기 노이즈 온도 T에 대한 안테나 이득 G의 비(ratio) G/T를 증가시킴으로써 이루어질 수 있다. 각각의 사용자에 대한 안테나 이득 또는 상기 비(ratio)를 높일수록, 링크를 위하여 그 사용자가 필요로 하는 파워가 낮아진다. 각각의 사용자 안테나 이득이 높으면, 순방향링크를 유지하는데 필요한 파워량이 충분히 낮게 되고 파워는 다른 사용자들이 이용할 수 있게 된다.
위성통신시스템에서, 또 다른 설계목적은 멀티플 위성을 추적 또는 포착함과 동시에 통신을 하는 것이다. 이 목적의 한 이유는 신호 다이버시티(signal div ersity)를 이용하여 신호수신을 향상시키고자 하는 것이다. 또 다른 이유는 비교적 짧은 주기의 시간동안 범위, 또는 시야내에 있는 위성과의 통신을 제공하는 것이다. 이러한 목적을 달성하기 위한 통상적인 접근은 안테나 설계를 최적화하는 것이다.
그러한 설계 최적화는 큰, 조정가능한 고지향성 안테나(highly directional antenna)를 이용하는 것이다. 그러한 설계 최적화의 또다른 경우는 멀티플 안테나의 신호를 결합하여 조정가능한 빔(beam)을 형성하는 것이다. 이러한 접근법의 한 가지 단점은 그러한 안테나의 제조 및 통합이 복잡하고 비싸다는 점이다.
그러한 설계 최적화의 또 다른 경우는 "패치(patch)" 또는 헬리컬 안테나 소자(helical antenna elements)같이 각각 상공의 다른 섹터를 커버하는 멀티플 안테나를 이용하는 것이다. 즉, 각 안테나는 상공 또는 위성배열 궤도패턴(sate llite constellation orbital pattern)의 특정영역을 커버하도록 최적화되는 방사패턴을 갖는다. 이것으로 인해 각 안테나의 G/T 또는 이득 및 방향성이 증가한다. 이 접근법의 중요한 장점은 더 낮은 비용의 안테나가 이용될 수 있다는 것이다. 불행히도, 값싼 멀티플 안테나를 사용하는데 주요 장애는 안테나로부터 적절한 신호를 검출 및 선택하기가 어렵다는 것이다.
발명의 개요
본 발명은 멀티플 안테나로부터 위성통신 신호를 검출 및 선택하는 방법 및 시스템에 관한 것이다. 일 실시예에서, 시스템은 각각 분리된 안테나에 연결된 2개의 신호경로(signal paths), 그리고 신호프로세서(signal processor)에 의한 프로세싱을 위해 두 경로로부터의 신호를 결합하는 결합기(combiner)를 포함한다. 두 경로중 적어도 하나는 신호지연유닛(signal delay unit)을 포함한다. 신호프로세서는 신호지연유닛에 의해 만들어진 신호지연에 기초하여, 한 안테나의 소스(source)로부터 수신된 신호를 다른 안테나의 소스로부터 수신된 신호와 구별할 수 있다.
각 신호경로는 신호프로세서에 각 신호경로를 선택적으로 연결하기 위한 가변 감쇠기(attenuator)를 포함한다. 신호프로세서는 신호경로를 따라 수신된 신호의 품질(quality)을 결정하고, 신호품질에 관한 데이타를 제어프로세서에 제공한다. 제어프로세서는 감쇠기를 조작하여 최상 품질의 신호를 갖는 신호경로를 신호프로세서, 및 다른 프로세싱 소자들로 연결한다.
본 발명에 따라, 한 신호경로는 초기에 복수의 안테나중 하나에 연결되어 있고 소정의 최소 감쇠를 그 신호경로의 감쇠기에 적용함으로써 데이타를 신호프로세서에 전달한다. 이 경로는 "데이타 경로(data path)"로 언급된다. "검색경로(search path)"로 언급되는 다른 신호경로는 나머지 안테나 각각을 조사하여 현재 데이타 경로에 연결된 안테나에서 수신되는 것보다 더 양호한 신호품질이 수신될 수 있는 지를 결정한다.
특정의 안테나를 조사하기 위하여, 상기 검색경로는 스위칭 기구를 이용하여 소정량(predetermined amount)의 지연을 통해 신호프로세서로 연결된다. 지연은 상기 프로세서로의 안테나출력과 직렬로 또는 안테나출력에 인접하거나 상기 신호경로를 따라 배치되어, 상기 프로세서가 데이타 및 검색경로를 구별하게 한다. 신호프로세서는 그 후 검색경로를 통해 수신된 신호의 품질을 결정한다.
바람직한 스위칭 프로세스는 검색경로에 배치된 감쇠기를 이용하여 소정의 최소 레벨의 감쇠를 적용함으로써 제공될 수 있는데, 그로 인해 검색경로를 신호프로세서로부터 효과적으로 분리한다. 검색경로는 그 후 전자스위치 또는 스위칭 가능한 증폭기 스테이지(switchable amplifier stage)같은 스위칭 작용을 이용하여 특정한 안테나로 연결된다. 검색경로 감쇠기에 대한 감쇠는 그리고 나서 검색경로와 데이타경로의 노이즈 파워 레벨(noise power level)이 실질적으로 일치할 때까지 감소된다. 신호프로세서는 그리고 나서 검색경로를 따라서 수신된 신호의 품질을 결정한다.
이 프로세스는 각각의 안테나에 대하여 반복된다. 일부 또는 전부의 안테나를 조사했을 때, 만일 검색경로에 의해 발견된 최상 품질의 신호의 품질이 데이타경로의 신호 품질을 초과하면, 검색경로와 데이타경로의 역할이 바뀐다. 일 실시예에서, 데이타경로 감쇠기에 의해 적용된 감쇠(attenuation)는 데이타경로 신호가 신호프로세서로부터 효과적으로 분리될 때까지 증가하고, 검색경로상의 감쇠기의 감쇠는 소정의 최소치로 감소한다. 이 시점에서, 검색경로와 데이타경로가 역할을 바꾸게 되고 구검색경로는 새로운 데이타경로가 된다. 새로운 검색경로는 그리고 나서 계속해서 더 양호한 신호를 검색한다.
본 발명은 일반적인 위성통신시스템에 관한 것이고 더욱 상세히는 멀티플안테나를 사용한 위성통신신호 검출 및 선택에 관한 것이다.
본 발명의 특징, 목적, 및 장점들은 참고처럼 번호들이 동일하거나 기능적으로 유사한 소자들을 나타내는 도면과 함께 제시된 상세한 설명을 통해 더욱 명확해질 것이다. 더우기, 참고번호의 가장 외편의 숫자는 그 참고번호가 최초로 나타난 도면과 일치한다.
도 1은 전형적인 위성통신 시스템을 도시하는 도면.
도 2a 및 2b는 본발명의 일 실시예를 실행하기에 적합한 단일 수신기 시스템(single receiver system)의 예를 도시하는 도면.
도 3은 본 발명의 이중 수신기 솔루션(dual receiver solution)을 실행하기에 적합한 수신기 시스템의 예를 도시하는 회로 블럭다이어그램.
도 4는 본발명의 시간지연 검색기 솔루션(time delay searcher solution)을 실행하기에 적합한 수신기 시스템의 예를 도시하는 회로 블럭다이어그램.
도 5는 감쇠를 갖는 시간지연 검색기를 실행하기에 적합한 수신기 시스템의 예를 도시하는 도면.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수신기 시스템의 작동방법을 설명하는 플로우차트.
Ⅰ. 도입
본 발명은 저지구궤도 위성통신 시스템(low-earth orbit(LEO) satellite communications system)같은 궤도위성 통신시스템에서 멀티플 안테나에 의해 수신된 위성통신 신호들을 선택 및 결합하는 방법 및 시스템에 관한 것이다. 당업자에게는 명백한 것처럼, 본 발명의 개념은 위성이 비-저지구궤도(non-LEO orbit)를 도는 위성통신 시스템에 적용될 수 있다. 더우기, 본 발명의 개념은 사용자 터미널이 이동하거나 신호의 세기(signal strength)가 변하기 쉬운 멀티플 소스로부터 신호를 수신하는 무선 지구통신시스템(wireless terrestrial communications system)에 적용될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예는 이하 자세히 설명된다. 특정한 단계, 구성, 및 배열이 논의되더라도, 이것은 예시적인 목적으로 수행됨을 이해해야한다. 당업자는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 다른 단계, 구성, 및 배열이 적용될 수 있음을 인지할 것이다.
Ⅱ. 전형적인 위성통신 시스템
도 1은 위성 및 게이트웨이 또는 기지국을 이용하는 전형적인 무선 통신시스템(100)을 설명한다. 바람직한 실시예에서, 통신시스템(100)은 CDMA 스펙트럼 확산 통신시스템이다. 무선통신 시스템(100)은 하나 이상의 게이트웨이(102), 위성 (104), 및 사용자 터미널(106)을 포함한다. 데이타 전송장치(예를 들면, 휴대용컴퓨터, 개인 데이타어시스턴트(assistant), 모뎀)도 고려되지만, 사용자 터미널 (106) 각각은 무선전화(여기에만 국한되지는 않음)같은 무선통신장치를 갖거나 포함한다. 사용자 터미널(106)은 세 가지 타입이 있다: 영구적인 구조에서 전형적으로 장착되는 고정사용자 터미널(fixed user terminals)(106A); 차량에 전형적으로 장착되는 이동 사용자 터미널(106B); 전형적으로 손바닥 사이즈인 휴대용 사용자 터미널(106C). 사용자 터미널은 때때로 경우에 따라서 어떤 통신시스템에서는 가입자 유닛, 이동국(mobile station), 또는 단순히 "사용자" 또는 "가입자"로 언급된다.
다양한 시스템에서 기지국, 허브(hubs), 또는 고정국(fixed station)으로도 언급되는 게이트웨이(102)(여기서는 102A)는 위성(104A 및/또는 104B)을 통해서 사용자 터미널(106)과 통신한다. 일반적으로, 멀티플 위성은 저지구궤도(LEO)(여기에만 국한되지는 않음)에서와 같이 다른 궤도면을 횡단한다. 그러나,당업자는 본 발명이 다양한 위성시스템, 게이트웨이, 또는 기지국 구성에 어떻게 적용되는지를 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 기지국(102B)(셀-사이트(cell-sites) 또는 -국(-station)으로도 언급됨)은 어떤 시스템에서 사용자 터미널(106)과 직접 통신하기위해 이용될 수 있을 것이다. 게이트웨이 및 기지국은 그들에게 시스템-와이드 (system-wide) 제어 또는 정보를 제공하고, 그들을 공중회선교환 전화망(public switched telephone network)(PSTN)에 연결시키는 하나 이상의 시스템 컨트롤러에 연결될 수도 있다.
각각의 사용자 터미널(106)은 신호 송신 및 수신을 위해 하나 이상의 안테나를 이용한다. 바람직한 실시예에서, 고정사용자 터미널(106A)은 안테나 "팜 (farm)"으로도 언급되는 한 세트의 안테나를 이용하는데, 각각은 상공의 분리된 부분을 커버한다. 즉, 각 안테나는 상공 또는 위성궤도의 특정한 영역을 커버하도록 최적화되는 방사패턴(radiation pattern)을 갖는다. 바람직한 실시예에서, 안테나 세트는 4개의 패치안테나(patch antenna)들, 및 하나의 쿼드리파일러 안테나를 포함하고, 4개의 패치안테나 각각은 방위각상 90。 및 소정의 로컬수평(local horizon)으로부터 약 20。 - 90。 의 고도를 커버하고, 하나의 쿼드리파일러 안테나(quadrifilar antenna)는 방위각상 360。 및 약 0。 내지 25。 의 고도를 커버한다. 다른 실시예에서는, 비용이 허용하는 멀티플 안테나가 이동 사용자 터미널(106B) 및 휴대용 사용자 터미널(106C)에 의해 이용될 수 있지만, 이것은 일반적으로 요구되는 리소스(resources) 및 사이즈에 덜 적합할 것이다.
위성이 상공을 지나가면서, 세트의 하나 이상의 안테나의 커버리지 영역을 횡단한다. 높은 G/T 조건을 만족시키고 수신신호의 품질을 최적화하기 위해서, 고정사용자 터미널(106A)은 소정의 순간에 어떤 멀티플 안테나가 최상 품질의 신호를 위성으로부터 수신하고 있는지를 결정해야 한다. 그 안테나는 그 후 위성과의 통신링크로서 이용된다. 본 발명은 이러한 문제에 대하여 몇 가지 해결책을 제시한다.
설명을 위해, 본 발명은 위성통신 시스템에 관하여 설명된다. 상기 언급된 바와 같이, 본 발명은 당업자가 본 설명을 읽은 후 이해할 수 있는 것처럼 다른 형태의 통신시스템에 적용될 수 있다.
Ⅲ. 단일 인텔리전트 수신기(single intelligent receiver)
도 2a는 본 발명의 일 실시예를 수행하는데 적합한 단일 수신기 시스템(200)의 예를 도시한다. 시스템(200)은 202A 부터 202N까지 복수의 안테나를 포함하는데, 이들은 스위치 또는 스위칭 장치(202A)에 의해 선택적으로 단일신호경로(250)에 연결된다. 신호경로(250)는 증폭기 스테이지, 바람직하게는 저-노이즈 증폭기 (LNA)(206), 믹서(208), 밴드패스 필터(210), 자동이득제어(AGC) 증폭기(212), 및 베이스밴드회로(base band circuit)(214)를 포함한다. 바람직한 실시예에서, 베이스밴드 회로(214)는 일반적으로 응용-주문형 집적회로(application-specific integrated circuit)로서 제공된다. 신호경로(250)는 신호프로세서(216)에 연결된다. 바람직한 실시예에서, 신호프로세서(216)는 응용-주문형 집적회로로서 제공된다. 신호프로세서(216)는 또한 제어프로세서(220)에 연결되고 순차적으로 하나 이상의 제어라인(240)에 의해 스위치(204)에 연결된다. 다른 실시예에서, 제어프로세서(220)는 신호프로세서(216)내에 포함된다. 당업자는 신호프로세서 (216) 및 제어프로세서(220)는 사용자 터미널에 이용되는 공지된 다양한 신호 프로세싱 회로내에서 제공될 수 있는 소자들이라는 것을 쉽게 인식할 것이다.
오퍼레이션(operation)시에, 제어프로세서(220)는 특정의 안테나(202)를 선택하고 그것을 스위치(204)를 조작함으로써 신호경로에 연결한다. 선택된 안테나에 의하여 수신된 신호는 그 후 LNA(206)에 의해 증폭된다. 증폭된 신호는 그 후 믹서(208)로 공급되고 로컬 오실레이터(local oscillator)(도시하지 않음)에 의해 제공된 신호와 결합되어 라디오 주파수(RF)로부터의 신호주파수를 소정의 공지된 중간주파수(intermediate frequency)(IF)로 감소시킨다. IF신호는 필터(210)로 전달되어 필터링되고 AGC 증폭기(212)로 전달된다. 본 발명의 일 실시예에서, 밴드패스 표면음파(SAW)형 필터가 이용되어 필터(210)를 제공한다. 필터(210)는 주파수변화에 대하여 실질적으로 선형적인 위상변화를 제공한다.
AGC 증폭기(212)는 베이스밴드 회로(baseband circuit)(214)의 입력전압범위에 부합되도록 IF신호의 전압범위를 조정한다. 바람직한 실시예에서, 신호프로세서(216)는 AGC 증폭기(212)에 의해 적용되는 이득의 적절한 레벨을 결정하고 제어라인(242)을 이용하여 AGC 증폭기(212)에 그 이득레벨을 지정한다. 다른 실시예에서, 이러한 결정 및 지정은 제어프로세서(220)에 의해 수행된다. 또 다른 실시예에서, 적용되는 이득레벨은 파워제어 피드백(power control feedback)같은, 게이트웨이(102)에 의해 제공된 정보에 부분적으로 또는 전적으로 기초한다. 바람직한 실시예에서, 제어라인(242)을 통하여 제공되는 신호는 펄스밀도변조(PDM)신호 (pulse density modulated signal)이다. 또 다른 실시예에서, 제어라인(242)을 통하여 제공되는 신호는 크기가 가변적인 아날로그 신호이다. 당업자에게 분명한 것처럼, 본 발명의 취지와 범위를 벗어나지 않은 다른 변형들이 가능하다. 베이스밴드 회로(214)는 IF신호의 주파수를 베이스밴드로 감소시키는 다운컨버터 (downconverter)를 포함한다. 베이스밴드 회로(214)는 또한 아날로그-디지탈 컨버터를 포함하여 아날로그 베이스밴드 신호를 디지탈신호로 변환하는데, 이것은 신호프로세서(216)로 공급된다. 신호프로세서(216)는 공지된 회로소자들을 이용하여 디지탈신호의 디스프레드(despread) 또는 복조하고, 에러정정 등을 제공한다. 신호프로세서(216)로부터의 출력신호(218)는 디지탈 데이타 신호다.
출력신호(218)는 당업자에게 명백한 것처럼, 이 후의 프로세싱을 위해 보코더(vocoder) 등으로 공급될 수 있다. 신호프로세서(216)는 제어라인(240)의 신호를 이용하여 스위치(204)를 조작함으로써 다른 안테나들(202)을 선택하는 제어프로세서(220)에 연결되어 있다.
수신기 시스템(200)의 다른 실시예는 도 2b에 도시된다. 도 2b에서, 스위치(204)는 (222A)부터 (222N)까지의 스위칭 가능한 LNA에 의해 대체되었다. 이 실시예에서, 제어프로세서(220)는 하나 이상의 제어라인(240)을 이용하여 스위칭 가능한 LNA(222)를 조작함으로써 안테나(202)를 선택한다. 일 실시예에서, 스위칭 가능한 LNA(222)는 공급파워를 제거함으로써 "오프(off)"로 바뀌어 출력신호가 없게 된다. DC공급 파워는 RF신호 전송을 위해 전형적으로 이용되는 동일한 동축케이블을 통해 또는 공지된 기술중 하나를 이용하여 제공될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 각각의 스위칭 가능한 LNA(222)는 점선으로 도시된 출력스테이지(224) (224A-224N)에 의해 LNA(206)로 연결된다. 출력스테이지(224)는 일반적으로 내부전자 스위칭소자(internal electronic switching element)를 이용하여, "오프 (off)"로 바뀌거나 그 입력을 오프(off)시켜서 신호전송을 차단한다.
수신기 시스템(200)은 본발명의 인텔리전트 단일 수신기 솔루션(intelligent single receiver solution)을 제공하는데 이용될 수 있다. 오퍼레이션시, 수신기 시스템(200)은 아이들타임(idle time) 및/또는 여분의 용량(spare capacity)을 이용하여 상공에 걸친 궤도에 있는 위성(104)의 패시지(passage)를 감시한다. 바람직한 실시예에서, 여분의 용량은 통신채널이 통신목적으로 사용되지 않을 때 실현된다. 이러한 패시지들은 규칙적이므로, 수신기 시스템(200)은 위성의 스케쥴 (schedule)을 "학습(learn)"한다. 이 정보를 이용하여 수신기 시스템(200)은 위성들의 스케쥴 및 안테나(202)의 조망필드(fields of view)에 걸친 패시지 (passage)에 대한 세부적인 데이타베이스(도시하지 않음)를 구축한다. 이 정보에 기초하여, 수신기 시스템(200)은 특정시간에 특정의 안테나(104)로부터 최상의 신호를 수신할 것으로 예상되는 안테나를 선택한다. 일 실시예에서, 고정 사용자 터미널(106A)은 설치이전에 부분적인 또는 완전한 위성스케쥴 정보(schedule infor mation)를 제공받고, 상술한 "학습(learning)" 프로세스를 통해 이 정보를 가공한다.
일단 수신기 시스템(200)이 위성의 스케쥴을 학습하면, 제어프로세서(220)는 위성으로부터 최상의 신호를 얻기 위해 적절한 시간에 적절한 안테나(202)를 활성화시킨다. 그러나, 안테나의 커버리지 패턴(coverage pattern), 안테나 블럭키지 (antenna blockage), 위성궤도 등에 변화가 생기면, 수신기 시스템(200)은 위성스케쥴을 "재-학습(re-learn)"할 수 있도록 된다. 당업자에게 명백한 것처럼, 제어프로세서(220)는 램(RAM)과 같은 다양한 공지된 저장소자 또는 장치(230)를 이용하여 학습된 또는 이전의 알려진 위성스케쥴을 저장할 수 있다.
Ⅳ. 이중 수신기(Dual Receiver)
또 다른 솔루션은 두 개 이상의 완전한 신호경로 및 두 개의 신호프로세서를 포함하는 수신기 시스템을 이용하는 것이다. 본 실시예에서, 제어프로세서는 신호프로세서의 출력신호들을 비교하여 최상 품질의 신호를 사용한다.
도 3은 본 발명의 이중 수신기 솔루션을 제공하는데 적합한 수신기 시스템(300)의 예를 도시하는 회로 블럭다이어그램이다. 편의상, 도 3은 두 개의 신호경로(250A 및 250B)만 도시한다. 물론, 본 설명을 읽은 후 당업자에게 명백한 것처럼, 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 두 개 이상의 신호경로가 이용될 수 있다.
다시 도 3에 관하여, 신호경로(250A)는 LNA(206A), 믹서(208A), 밴드패스 필터(210A), AGC 증폭기(212A), 및 베이스밴드 회로(214A)를 포함한다. 신호경로(250A)는 스위치 또는 스위칭장치(204A)에 의해 복수개의 안테나(202A-202N)중 하나에 연결된다. 유사하게, 신호경로(250B)는 LNA(206B), 믹서(208B), 밴드패스 필터(210B), AGC 증폭기(212B), 및 베이스밴드 회로(214B)를 포함한다. 신호경로(250B)는 스위치(204B)에 의해 안테나(202A-202N)중 하나에 연결된다. 각 신호프로세서(216)는 제어프로세서(220)에 연결된다.
스위치(204A 및 204B)는 멀티플 입력을 언제라도 분리된 출력에 접속하도록 구성된 단일 스위칭장치를 형성할 수 있다. 검색경로에 의해 사용된 안테나 (204A-204N)는 한 개 이상의 제어라인(240)(240A, 240B)을 이용하여 선택된다. 일반적으로, 제어커맨드(control commands)가 어떤 공지된 방식으로 멀티플렉스 (multiplex)되지 않는다면, 각각의 스위칭장치(204)에 대해 분리된 제어라인 (240) (240A, 240B)이 이용된다.
오퍼레이션시, 각각의 신호경로(250)는 데이타경로 및 검색경로로 칭해지는 두 가지 역할 중 하나를 맡는다. 데이타경로로 언급된 한 신호경로는 안테나 (202)(202A-202N)로부터 데이타를 수신하여 신호프로세서(216), 즉(216A)로 전달하는 한편, 검색경로로 언급된 다른 신호경로는 안테나(202)로부터 데이타를 수신하여 또 다른 신호프로세서(216), 즉(216B)로 전달한다. 신호프로세서 (216) (216A, 216B), 즉 데이타경로에 접속된 신호프로세서 및 검색경로에 접속된 신호프로세서의 출력은 제어프로세서(220)에 의해 신호품질을 계속 감시받는다.
바람직한 실시예에서, 신호품질은 백그라운드 노이즈 레벨(background noise level)에 관하여 칩(chip)당 에너지를 측정함으로써 결정되는데, 그렇지 않으면 EC/IO비로서 공지된 것이다. 두 개 이상의 신호경로를 갖는 일 실시예에서, 한 신호경로는 데이타경로로서 이용되고 다른 신호경로는 검색경로로서 이용된다. 물론, 당업자에게 명백한 것처럼, 비트 에러레이트(bit error rate), 체크섬 (checksums) 등과 같은 신호품질에 대한 다른 측정들은 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 신호프로세서 또는 제어기에 의해 신호품질을 측정하는데 이용될 수 있다.
초기에, 한 신호경로가 데이타경로로서 제어프로세서(220)에 의해 선택되어 출력신호(218)를 제공한다. 검색경로가 데이타경로의 신호보다 더 양호한 품질의 신호를 수신하는 안테나를 찾으면, 제어프로세서(220)는 그 검색경로를 새로운 데이타경로로서 선택하여 출력신호(218)를 제공하고, 구데이타경로는 검색경로가 된다. 따라서, 검색경로는 데이타경로에서 현재 프로세스되고 있는 신호보다 더 양호한 품질의 신호를 제공하는 안테나를 지속적으로 검색한다. 일 실시예에서, 검색경로가 더 양호한 품질의 신호를 찾으면, 데이타경로와 검색경로는 역할을 교환한다. 또 다른 실시예에서, 데이타경로와 검색경로가 역할을 교환하기 전에 안테나들의 일부 또는 전부가 평가된다. 이중수신기 솔루션(dual receiver solution)은 검색 및 신호경로가 완전히 분리되어 있으므로 고도의 성능을 제공한다.
Ⅴ. 시간지연 검색기(Time Delay Searcher)
보다 저렴한 비용의 솔루션은 공통점(common-point)(즉, 두 신호경로가 교차하는 지점)을 더욱 안테나 가까이 이동시킴으로써 이루어질 수 있다. 그 후 신호들은 RF에서 결합된다. 신호들이 신호프로세서 이전의 단계(즉, 안테나에 더 가까운 단계)에서 결합되었을 때, 신호프로세서에는 결합된 신호들을 구별할 방법이 제공되어야 한다. 한 접근방법은 여기에서 시간지연 검색기 솔루션으로 언급된다. 시간지연 검색기 솔루션에서, 지연(delay)은 하나 또는 두 신호경로 모두에 유도되어 신호들이 결합된 후, 신호지연에 기초하여 한 안테나로부터의 신호는 다른 안테나로부터의 신호와 구별될 수 있다. 다른 PN 확산코드를 사용하는 다른 신호들은 수신기에 의해 쉽게 구별될 수 있는 한편, 공통의 소스(동일한 PN코드)로부터 그러나 멀티플 경로를 통해 도달하는 신호의 멀티플 버전(multiple version)들은 일반적으로 그들간에 시간상 최소 상대지연(minimum relative delay)이 이루어지지 않으면 구별할 수 없다.
도 4는 본 발명의 시간지연 검색기 솔루션을 제공하는데 적절한 수신기 시스템(400)의 예를 도시하는 회로 블럭다이어그램이다. 수신기 시스템(400)에서, 안테나(202A-202N)는 스위치(204A-204B)에 의해 두 신호경로(450A 및 450B)로 각각 선택적으로 연결된다. 신호경로(450A 및 450B)는 순차적으로 결합기(430)에 의해 AGC 증폭기(212), 베이스밴드 회로(214), 및 신호프로세서(216)로 연결된다. 신호프로세서(216)는 한 개 이상의 제어라인(240A 및 240B)을 통하여 스위치(204)를 제어하는 제어프로세서(220)에 연결된다. 신호경로(450A)는 LNA(206A), 믹서 (208A), 및 밴드패스 필터(410A)를 포함한다. 유사하게, 신호경로(450B)는 LNA(206B), 믹서(208B), 및 밴드패스 필터(410B)를 포함한다.
바람직한 실시예에서, 각 밴드패스 필터(410)(410A, 410B)는 도 4에 도시된 것처럼 신호지연유닛을 포함한다. 다른 실시예에서, 당업자에게 명백한 것처럼, 신호지연은 별도의 유닛으로서 제공될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 각 안테나 (202A-202N)는 이곳에서는 점선으로 도시된, 안테나의 출력과 연관된 지연소자 (412)(412A-412N)를 갖는다. 이러한 지연소자들 각각은 단일 안테나와 연관된 미리 선택된 지연값을 갖고 이로 인해 식별이 가능하게 된다. 안테나 세트가 설계될 때 예상된 신호 파라미터에 따라 지연이 선택될 수 있다. 그러나, 이것은 일반적으로 더욱 비용이 소요되는 솔루션이다.
지연된 신호들은 결합기(430)에 의해 AGC 증폭기(212)의 이전 단계에서 결합된다. 이 시점의 신호결합에 의해, 두 신호경로를 유지하는데 오직 한 개의 AGC 증폭기(212) 및 한 개의 신호프로세서(216)를 필요로 하는데, 그 결과 실질적인 비용절감, 감소된 복잡성, 및 증가된 신뢰성을 얻을 수 있다.
스펙트럼 확산 통신신호를 제공하기 위해, 신호프로세서(216)는, 동일한 소스(source)로부터 수신되지만 다른 신호지연을 갖는 신호의 두 버전(version)을 구별할 수 있는 레이크 수신기(rake receiver)를 포함한다. 다이버시티 수신 (diversity reception)용 레이크 수신기들은 공지되어 있고, 그러한 레이크 수신기는 "CDMA 셀룰러전화기 시스템의 다이버시티 수신기(Diversity Receiver In A CDMA Cellular Telephone System)"로 명칭이 부여되어 1992년 4월 28일에 발행되고 본 발명의 양수인에게 양도되고 참고로 여기에 제시된 미국특허 No. 5,109,390에 설명되어 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 검색경로와 데이타경로 사이에 유도된 상대신호지연(relative signal delay)은 신호를 확산하는데 사용되는 PN코드를 위한 한 칩시간(one chip time)보다 크게 선택된다. 광범위한 지연시간이 가능하지만, 1.0 내지 1.8㎲ec 범위의 지연이 예시적인 신호 그리고 스펙트럼 확산 신호를 검출하고 그와 동기하는데 사용된 검색 수신기로 시험했을 때 가장 양호하게 작동하는 것으로 보인다. 대략 1.22MHz의 PN 확산코드 치핑레이트(PN spreading code chipping rate)가 사용되었다. 본 테스트에서 사용된 검색/데이타경로에 바람직한 상대지연(relative delay)은 1.5㎲ec 였다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 시간지연 검색기 솔루션은 상당한 장점들을 갖는다. 그러나 검색경로가 항상 신호프로세서(216)에 연결되기 때문에, 수신기 시스템(400)의 성능은 검색경로의 신호에 의해 소극적으로 영향을 받는다.
Ⅵ. 감쇠를 갖는 시간지연 검색기
수신기 시스템의 성능을 향상시키는 한 방법은 검색 오퍼레이션동안 검색경로를 데이타경로로부터 분리하는 것이다. 신호경로를 분리하는 한 가지 방법은 신호감쇠기를 이용하는 것이다.
도 5는 본 발명의 감쇠 솔루션(attenuation solution)을 갖는 시간지연 검색기를 제공하는데 적절한 수신기 시스템(500)의 예를 도시한다. 수신기 시스템(500)에서, 안테나(202)들은 각각 스위치(204A 및 204B)에 의해 신호경로 (550A 및 550B)에 선택적으로 결합된다. 신호경로(550A 및 550B)는 순차적으로 결합기(430)에 의해 AGC 증폭기(212), 베이스밴드 회로(214) 및 신호프로세서(216)에 연결된다. 신호프로세서(216)는 한 개 이상의 제어라인(240)(240A, 240B)을 통하여 스위치(204)를 제어하는 제어프로세서(220)에 연결된다. 신호경로(550A)는 LNA(206A), 믹서(208A), 및 밴드패스 필터(410A)를 포함한다. 유사하게, 신호경로(550B)는 LNA(206B), 믹서(208B), 및 밴드패스 필터(410B)를 포함한다.
바람직한 실시예에서, 각각의 밴드패스 필터(410)(410A, 410B)는 도 5에 도시된 것처럼, 신호지연유닛을 포함한다. 당업자에게 명백한 것처럼, 신호지연은 별도의 유닛으로서 제공될 수 있다. 바람직한 일 실시예에서, 각각의 신호경로는 또한 가변감쇠기(526(VA))를 포함한다. 각각의 가변감쇠기(526)는 전압가변 감쇠기(VVA)로서 구성, 그리고 언급될 수 있다. 제어프로세서(220)는 한 개 이상의 제어라인(540)(여기서는 540A 및 540B)을 통해 각각의 가변감쇠기(526)(526A, 526B)를 제어한다. 가변감쇠기(526A 및 526B)는 신호경로를 신호프로세서(216)로 선택적으로 연결 및 그로부터 분리하는데 이용된다. 검색경로는 신호프로세서 (216)로부터 분리될 수 있기 때문에, 수신기 시스템(500)의 성능은 상당히 향상된다.
단일 감쇠기(VA/VVA)만 사용되거나 제어커맨드(control commands)가 공지된 방식으로 멀티플렉스되어 개개의 감쇠기 제어커맨드는 공통제어라인 또는 버스(bus)에 접속된 각각의 VVA(526A, 526B)에 의해 검출될 수 있는 경우에만 단일제어라인(540)이 사용될 수 있다. 이후 한층 논의되는 바와 같이, 추가적인 신호경로들이 제공되고 있을 때는 추가적인 감쇠기 또는 VVA가 사용될 수 있을 것이다.
바람직한 실시예에서, 감쇠변화 레이트(rate)는 소정의 최대 레이트 이하로 유지된다. 당업자에게 명백한 것처럼, 이것은 파워제어와 같은 시스템의 오퍼레이션 특성 및 다른 기능들이 방해(interference)받지 않도록 하기위한 것이다.
가변감쇠기(526A 및 526B)의 사용은 또한 수신기 시스템(500)으로 하여금 두 신호 경로에 의해 신호프로세서(216)로 제공되는 신호들을 가감하도록 허용한다.
이러한 이퀄라이제이션(equalization)은 이후 설명된 바대로, 신호프로세서 (216)가 공통 베이스라인에 대한 품질을 측정하도록 한다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수신기 시스템(500)의 오퍼레이션 방법을 도시하는 플로우차트이다. 오퍼레이션 방법을 설명하기에 앞서, 수신기 시스템(500)의 초기조건을 먼저 설명한다. 초기에, 데이타경로의 역할을 하는 신호경로는 스위치(204)를 통하여 안테나(202)에 연결되고 그 가변감쇠기(526)를 소정의 최소 감쇠로 설정하여 신호프로세서(216)에 연결된다. 초기에, 검색경로의 역할을 하는 다른 신호경로는 스위치(204)에 의해 안테나(202)로부터 분리되고 그 감쇠기(526)를 소정의 최대 감쇠로 설정하여 신호프로세서(216)로부터 분리된다.
도 5에 관하여, 초기에 신호경로(550A)는 데이타경로 역할을 하고 신호경로 (550B)는 검색경로 역할을 하는 것으로 가정한다. 단계(602)에 도시되는 것처럼, 데이타경로로서 신호경로(550A)는 스위치(204A)에 의하여 안테나(202A)로 연결되고, 감쇠기(526A)를 소정의 최소 레벨의 감쇠로 설정함으로써 신호프로세서(216)로 연결된다. 역시 단계(602)에 도시되는 것처럼, 검색경로로서 신호경로(550B)는 비록 임의의 안테나로부터 분리될 수 있을지라도 또 다른 안테나에 연결되고, 감쇠기(526B)를 소정의 최대 레벨의 감쇠로 설정함으로써 신호프로세서(216)로부터 분리된다.
검색을 시작하기 위해, 단계(604)에 도시된 바와 같이, 제어프로세서(220)는 스위치(204B)로 하여금 데이타경로가 연결된 안테나를 제외한 안테나에 검색경로를 연결할 것을 명령한다. 일반적으로, 이 안테나는 학습되거나 기대되는 위성스케쥴에 따라, 어떤 소정의 시간에 향상된 신호를 갖을 것으로 예상되는 것이다. 제어프로세서(220)는 그리고 나서 단계(606)에 도시된 바와 같이, 검색경로 감쇠기(526B)로 하여금 검색경로의 노이즈파워 레벨(noise power level)이 대략적으로 데이타경로의 노이즈파워 레벨과 동일하게될 때까지 검색경로의 감쇠를 점차 감소시키도록 명령한다.
노이즈파워 레벨은 일반적으로, CDMA 스펙트럼 확산형 위성통신 신호의 경우처럼, 노이즈 플로워(noise floor)가 우세한 공지된 스펙트럼 확산시스템의 신호파워 레벨을 초과한다. 따라서 이러한 가감단계는 데이타경로 및 검색경로로부터의 신호의 상대적품질(relative quality)이 비교될 수 있는 공통 베이스라인을 신호프로세서(216)로 제공한다.
바람직한 일 실시예에서, 수신기 시스템(500)은 AGC 증폭기(212)에 의해 적용된 이득레벨의 변화를 감시하여 데이타경로 및 검색경로의 노이즈파워 레벨이 실질적으로 동일한지를 결정한다. 이 접근법은 노이즈 플로어(noise floor)가 수신신호 파워보다 우세한 시스템에서 바람직하다. 노이즈에 대한 신호의 비가 훨씬 더 높은 시스템에서는, 검색 및 데이타 신호경로를 통해 수신된 신호의 상대적 신호세기를 검출하기 위해 다른 공지된 기술들이 또한 사용될 수 있다.
검색경로 신호로부터의 노이즈파워 레벨이 데이타경로 신호로부터의 노이즈파워 레벨에 도달하면, AGC 증폭기(212)에 의해 수신된 입력파워는 데이타경로 단독으로부터 수신된 입력파워의 두 배가 된다. AGC 증폭기(212)는 신호에 적용된 이득을 3dB만큼 감소시킴으로써 응답한다. 따라서, 제어프로세서(220)가 AGC 증폭기(212)에 적용된 이득이 3dB만큼 감소된 것을 감지하면, 데이타경로 및 검색경로의 노이즈파워 레벨은 실질적으로 동일한 것으로 결정된다.
이 기술에서, 증폭기 스테이지로부터의 이득의 변화가 검출된 파워에 반비례하는것이 관찰된다. 신호에서 3dB의 파워증가를 검출하는 임의의 수단이 이러한 검색 또는 검출 구성에서 이용될 수 있다. 바람직한 일 실시예에서, AGC 증폭기 (212)에 의해 적용된 이득레벨의 변화는 제어라인(242)을 통하여 AGC 증폭기(212)로 전송된 이득제어신호에 대한 값을 관찰함으로써 제어프로세서(220)에 의해 결정된다. 아날로그형 제어신호의 크기 또는 PDM제어신호에서 사용되는 주기당 펄스수를 이용하여 AGC제어루프의 일부로서 증폭기의 이득이 변동하는 양을 검출할 수 있다. 따라서, 제어라인(242), 또는 제어라인으로 제공되는 커맨드를 관찰하는 것은 언제 3 dB의 변화가 발생할 지를 나타낸다. 이 정보는 분명히 제어 프로세서(220)에게 유용한 것이다.
이 시점에서, 신호프로세서(216)는 단계(608)에서 도시된 바와 같이, 검색경로의 신호(즉, 검색경로에 연결된 안테나를 통하여 수신된 신호)의 품질을 평가한다. 바람직한 일 실시예에서, 신호품질은 칩당 에너지비 EC/IO를 측정하여 결정된다. 바람직한 일 실시예에서, 측정된 신호품질은 나중에 다른 신호품질 측정치들과 비교하기 위하여 램(RAM)회로(도시하지 않음)와 같은 메모리 소자, 장치, 또는 저장수단(530)에 저장된다. 수신기 시스템(500)은 단계(610)에 도시된 바대로, 데이타경로에 연결된 안테나(현재는 안테나(202A))를 제외한 나머지 안테나 모두에 대하여 이러한 평가 프로세스를 반복한다. 일단 모든 안테나(202)로부터의 신호들이 평가되면, 단계(612)에 도시된 바대로, 제어프로세서(220)는 발견된 최상품질의 신호를 선택하고 그 품질을 데이타경로 신호의 품질과 비교한다. 만일 발견된 신호중 데이타경로 신호보다 높은 품질이 없으면, 단계(604)로의 화살표에 따라 도시된 바대로, 안테나에 대한 평가는 반복된다.
그러나, 만일 발견된 최상품질의 신호의 품질이 데이타경로신호의 품질을 초과하면, 데이타경로와 검색경로는 맞바뀐다(즉, 신호경로(550A)와 신호경로(550B)는 역할을 맞바꾼다). 단계(614)에 도시된 바와 같이, 최상품질의 신호를 수신하는 것으로 발견되었던 안테나는 검색경로(현재 신호경로(550B))로 연결된다. 그 후, 검색경로에 적용된 감쇠는 소정의 최소값으로 감소되어, 단계(616)에 도시된 것처럼, 효과적으로 검색경로를 신호프로세서(216)에 연결한다. 그리고 나서, 단계(618)에 도시된 바와 같이, 데이타경로(현재 신호경로(550A))에 적용된 감쇠는 소정의 최대값으로 증가되어, 데이타경로를 신호프로세서(216)로부터 효과적으로 분리한다. 따라서, 데이타경로 및 검색경로의 역할은 신호품질에 아무런 부정적인 충격을 주지않고 부드럽게 바뀐다.
그 후 검색은 원하는 한 계속될 수 있다. 일반적으로, 안테나를 사용하는 무선장치가 작동되고(통신 또는 페이징(paging)) 다른 신호들이 검출되고 잠재적으로 이용될 가능성이 있는 한, 검색은 발생한다. 검색은 전형적으로 무선장치의 작동중지(콜(call)을 끊거나 설정할 수 없는 경우), 또는 어떤 시간주기동안 더 이상 양호한 신호가 이용될 수 없는 것으로 결정함으로써 종료된다. 당업자들은 검색을 종료하는데 사용되는 기준을 알고있다.
이전에 설명된 바람직한 실시예는 임의의 당업자가 본 발명을 만들거나 이용할 수 있도록 제시되었다. 본 발명은 그 바람직한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었지만, 당업자들은 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 형태 및 세부사항에 있어서 다양한 변화가 만들어질 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명으로서 우리가 청구하는 것은 다음과 같다:

Claims (20)

  1. 신호를 송신하는 위성 및 복수의 안테나를 갖는 사용자 터미널을 구비하는 위성통신 시스템에서 안테나를 선택하는 시스템에 있어서,
    복수의 안테나중 제 1 안테나에 연결되는 제 1 신호경로;
    신호지연유닛을 포함하고, 상기 복수의 안테나중 제 2 안테나에 연결되는 제 2 신호경로; 및
    상기 제 1 및 제 2 신호경로에 연결되고 상기 신호지연유닛에 의해 생성된 신호지연에 기초하여 상기 복수의 안테나중 상기 제 1 안테나에 의해 상기 위성으로부터 수신된 신호와 상기 복수의 안테나중 상기 제 2 안테나에 의해 상기 위성으로부터 수신된 신호를 구별하는 신호프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 선택 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 신호경로는 또 다른 신호지연유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 신호경로는 제 1 가변감쇠기를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 2 신호경로는 제 2 가변감쇠기를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 복수의 안테나의 상기 제 1 안테나에 의해 수신된 신호 및 상기 복수의 안테나의 상기 제 2 안테나에 의해 수신된 신호의 품질을 결정하는 제어프로세서를 더 포함하고;
    상기 제 1 및 제 2 가변감쇠기는 상기 결정된 품질에 기초하여 상기 제 1 및 제 2 신호경로를 상기 신호프로세서에 선택적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 품질은 수신된 신호에 대한 칩당 에너지에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 복수의 안테나와 상기 제 1 신호경로 사이에 배치되고, 상기 제어프로세서에 연결되며, 상기 제어프로세서에 의한 상기 선택에 기초하여 상기 복수의 안테나중 하나를 상기 제 1 신호경로에 선택적으로 연결하도록 조작될 수 있는 제 1 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 복수의 안테나와 상기 제 2 신호경로 사이에 배치되고, 상기 제어프로세서에 연결되며, 상기 제어프로세서에 의한 상기 선택에 기초하여 상기 복수의 안테나중 하나를 상기 제 2 신호경로에 선택적으로 연결하도록 조작될 수 있는 제 2 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서, 적어도 상기 복수의 안테나중 제 3 안테나에 연결된 하나 이상의 제 3 신호경로를 더 포함하고, 또 다른 신호지연유닛을 갖는 상기 신호프로세서가 직렬로 배치되고, 상기 신호프로세서는 상기 신호지연유닛에 의해 생성된 신호 지연에 기초하여 상기 복수의 안테나중 상기 제 1, 제 2, 및 제 3 또는 그 이상의 안테나에 의해 상기 위성으로부터 수신된 신호를 구별하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  10. 신호를 송신하는 위성 및 복수의 안테나를 갖는 사용자 터미널을 구비하며, 상기 복수의 안테나 각각은 신호프로세서에 연결된 복수의 신호경로에 선택적으로 연결될 수 있고, 제 1 신호경로는 초기에 상기 복수의 안테나의 제 1 안테나에 신호를 받고 초기에 소정의 최소 레벨의 감쇠를 상기 신호에 적용하는 위성통신 시스템에서 안테나를 선택하는 방법에 있어서,
    상기 신호경로들의 제 2 신호경로에 대하여 소정의 최대 레벨의 감쇠를 적용하는 단계;
    상기 복수의 안테나의 제 2 안테나를 상기 제 2 신호경로에 연결하는 단계;
    상기 제 2 신호경로의 노이즈파워 레벨이 상기 제 1 신호경로의 노이즈파워 레벨과 실질적으로 동일하게 될 때까지 상기 제 2 신호경로에 적용된 감쇠의 레벨을 감소시키는 단계; 및
    상기 복수의 안테나의 상기 제 2 안테나에 의해 상기 위성으로부터 수신된 상기 신호의 품질이 상기 복수의 안테나의 상기 제 1 안테나에 의해 상기 위성으로부터 수신된 상기 신호의 품질을 초과할 때, 상기 제 1 신호경로에 대하여 소정의 최대 레벨의 감쇠를 적용하고 상기 제 2 신호경로에 대하여 소정의 최소 레벨의 감쇠를 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 선택방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 복수의 안테나의 상기 제 2 안테나에 의해 상기 위성으로부터 수신된 신호를 소정의 신호지연만큼 지연시키는 단계; 및
    상기 복수의 안테나의 상기 제 1 안테나에 의해 상기 위성으로부터 수신된 신호를 상기 소정의 신호지연에 기초하여 상기 복수의 안테나의 상기 제 2 안테나에 수신된 신호과 구별하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 복수의 안테나의 상기 제 2 안테나에 의해 상기 위성으로부터 수신된 신호의 품질 및 상기 복수의 안테나의 상기 제 1 안테나에 의해 상기 위성으로부터 수신된 신호의 품질을 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 10 항에 있어서, 노이즈에 대한 신호의 비에 기초하여 상기 복수의 안테나의 상기 제 2 안테나에 의해 상기 위성으로부터 수신된 신호의 품질 및 상기 복수의 안테나의 상기 제 1 안테나에 의해 상기 위성으로부터 수신된 신호의 품질을 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 노이즈에 대한 신호의 비는 신호 노이즈에 대한 수신신호의 칩당 에너지로부터 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 10 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 신호경로와 상기 신호프로세서 사이에 자동이득제어(AGC) 오퍼레이션을 적용하는 단계; 및
    상기 AGC 오퍼레이션에 의해 적용된 이득레벨을 감시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단계.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 감소단계는 상기 AGC에 의해 적용된 이득레벨이 언제 소정의 양만큼 감소하는지를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 소정의 양은 3dB 인 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 10 항에 있어서, 또 다른 소정의 신호지연만큼 상기 복수의 안테나의 하나 이상의 제 3 안테나에 의해 상기 위성으로부터 수신된 신호를 지연시키는 단계; 및
    상기 소정의 신호지연에 기초하여 상기 복수의 안테나의 상기 제 1, 제 2 및 제 3, 또는 그 이상의 안테나에 의해 상기 위성으로부터 수신된 신호를 구별하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 신호를 송신하는 위성 및 신호를 수신하기 위한 복수의 안테나를 갖는 사용자 터미널을 구비하는 위성통신 시스템에서, 수신된 신호품질에 기초하여 안테나를 선택하는 시스템에 있어서,
    상기 복수의 안테나의 제 1 안테나에 연결된 제 1 신호경로;
    상기 복수의 안테나의 제 2 안테나에 연결된 제 2 신호경로;
    상기 제 1 신호경로에 연결된 제 1 신호프로세서;
    상기 제 2 신호경로에 연결된 제 2 신호프로세서; 및
    상기 제 1 및 제 2 신호프로세서에 연결되어 상기 제 1 신호경로 신호 및 상기 제 2 신호경로 신호의 상대적 품질을 결정하고 상기 복수의 안테나의 상기 제 1 및 제 2 안테나중 더 높은 품질의 신호를 수신하는 것을 선택하는 제어프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 복수의 안테나의 제 3 안테나에 연결된 하나 이상의 제 3 신호경로, 및 상기 제 3 신호경로와 상기 제어프로세서에 연결된 제 3 신호프로세서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
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