KR20020078372A - Apparatus for forward polarization diversity in a IMT-2000 system - Google Patents

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KR20020078372A
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배종진
류무철
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주식회사 팬택앤큐리텔
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Abstract

PURPOSE: A forward polarization diversity apparatus for an IMT-2000(International Mobile Telecommunication) system is provided to decrease fading influence by composing two reception dedicated chip antennas in an IMT-2000 terminal and embodying the polarization diversity. CONSTITUTION: The second and third multipliers(102,103) multiply an output signal of the first multiplier(101) by baseband I and Q signals, respectively. The fourth and fifth multipliers(107,108) multiply a signal outputted from a QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) modulating unit(106) by a certain white noise, respectively. The sixth and seventh multipliers(109,110) multiply the signals outputted from the fourth and fifth multipliers(107,108) by the baseband I and Q signals, respectively. The first adder(111) adds a pilot signal outputted from the second multiplier(102) and a transmission signal outputted from the sixth multiplier(109). The second adder(112) adds a pilot signal outputted from the third multiplier(103) and a transmission signal outputted from the seventh multiplier(110). The first and second FIR(Finite Impulse Response) filters(113,114) filter the signals outputted from the first and second adders(111,112). The eighth multiplier(115) multiplies the baseband I signal outputted from the first FIR filter(113) by a certain frequency and polarizes the multiplied signal. The ninth multiplier(116) multiplies the baseband Q signal outputted from the second FIR filter(114) by a certain frequency and polarizes the multiplied signal. The third adder(117) adds the baseband I signal outputted from the eighth multiplier(115) and the baseband Q signal outputted from the ninth multiplier(116). An antenna(118) transmits the output signal of the third adder(117) to a mobile station.

Description

아이엠티-2000 시스템에서 순방향 편파 다이버시티 장치{Apparatus for forward polarization diversity in a IMT-2000 system}Apparatus for forward polarization diversity in a IMT-2000 system

본 발명은 이동통신 시스템(특히, CDMA 방식 IMT-2000 시스템)에서 순방향 편파 다이버시티(forward polarization diversity) 장치에 관한 것으로, 특히 IMT-2000 단말기에 2개의 수신전용 칩 안테나를 구비하고 이를 이용하여 편파 다이버시티를 구현함으로써 페이딩(fading) 영향을 저감토록 한 IMT-2000 시스템에서 순방향 편파 다이버시티 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for forward polarization diversity in a mobile communication system (particularly, a CDMA type IMT-2000 system). In particular, an IMT-2000 terminal includes two reception-only chip antennas and uses polarization using the same. The present invention relates to a forward polarization diversity apparatus in an IMT-2000 system that reduces fading effects by implementing diversity.

현재 개발되고 있는 CDMA용 차세대 이동통신 시스템(IMT-2000 시스템)에서는, 순방향 링크에서도 IS-95의 역방향 링크와 같이 2개의 안테나를 사용하여 수신 성능을 높이기 위한 연구가 진행되고 있다. 2000년대 초반에 서비스를 시작할 것으로 예상되는 IMT-2000 시스템의 주요 목표 중의 하나는 현재 서비스되고 있는 셀룰러 시스템이나 개인 휴대 통신 시스템(PCS)보다 향상된 성능을 제공하는 데 있다. 이러한 노력 중의 하나가 경로 다이버시티 기법을 사용하여 여러 경로로 분산되어 오는 신호를 수신측에서 결합하여 성능을 향상시키는 방법이다.In the next generation mobile communication system (IMT-2000 system) for CDMA, which is currently being developed, research is being conducted to improve reception performance using two antennas in the forward link like the reverse link of IS-95. One of the main goals of the IMT-2000 system, which is expected to begin service in the early 2000s, is to provide improved performance over current cellular or personal mobile communication systems (PCS). One such effort is to improve performance by combining at the receiver side signals that are distributed over multiple paths using path diversity.

특히 이동통신과 같이 페이딩을 심하게 겪는 무선채널 환경에서는 시간적으로 수신신호의 전력이 급격히 변화하므로 다이버시티 기법을 사용하여 이러한 페이딩에 의한 영향을 감소시켜서 얻는 다이버시티 이득은 상당히 크다고 알려져 있다.In particular, in a wireless channel environment that suffers from fading, such as mobile communication, the power of a received signal changes rapidly over time. Therefore, the diversity gain obtained by reducing the effects of fading using a diversity technique is known to be quite large.

현재 셀룰러 시스템이나 PCS에서 채택하고 있는 규격인 IS-95에서는 단말국에서 기지국으로 접속하는 역방향 링크에서 기지국에 2개의 수신안테나를 사용하여 다이버시티 효과를 얻고 있다.In IS-95, a standard adopted by cellular systems and PCS, the diversity effect is obtained by using two receiving antennas at the base station in the reverse link connected from the terminal station to the base station.

즉, 종래의 순방향 전송 다이버시티 방법을 살펴보면, 이동국(단말기)에서 기지국의 2개의 안테나로부터 송신되는 2개의 신호를 비교하여 보다 큰 수신 전력을 갖는 신호를 선택하고 복조하는 방법이다.That is, in the conventional forward transmission diversity method, a mobile station (terminal) compares two signals transmitted from two antennas of a base station, and selects and demodulates a signal having a larger reception power.

그러나 이러한 종래의 순방향 다이버시티 방법은, 기지국에 송신단의 RF부분과 안테나를 2개나 설치해야 하므로 시스템의 가격과 설치비용이 상당히 많이 소요되는 단점이 있었다.However, the conventional forward diversity method has a disadvantage in that the cost and installation cost of the system are considerably high because two RF parts and two antennas of the transmitter are installed in the base station.

또한, 기지국의 송신 안테나를 구분할 수 있는 방법도 상당히 어려운 문제점으로 대두되었다.In addition, a method for distinguishing a transmission antenna of a base station has also emerged as a very difficult problem.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 순방향 다이버시티 구현시 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,Accordingly, the present invention has been proposed to solve various problems occurring in the conventional forward diversity implementation as described above.

본 발명의 목적은, IMT-2000 단말기에 2개의 수신전용 칩 안테나를 구비하고 이를 이용하여 편파 다이버시티를 구현함으로써 페이딩(fading) 영향을 저감토록 한 IMT-2000 시스템에서 순방향 편파 다이버시티 장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a forward polarization diversity apparatus in an IMT-2000 system in which an IMT-2000 terminal has two reception-only chip antennas and implements polarization diversity using the same. There is.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 이동국에 수신전용 칩안테나 2개와 송신전용 헬리칼(Helical) 안테나를 사용하여 송신 및 수신 경로를 분리한다. 그리고 각각의 수신전용 칩안테나는 기지국으로부터 도달한 신호를 수신할 때 각각 다른 편파를 갖는 신호를 수신하게 한 후 두 신호를 비교하여 큰 신호를 선택하므로 써 페이딩 특성을 향상시킨다.In order to achieve the above object, the present invention separates transmission and reception paths by using two reception-only chip antennas and a transmission-only helical antenna in a mobile station. In addition, each receive-only chip antenna receives signals having different polarizations when receiving signals from the base station, and then compares the two signals to select a large signal, thereby improving fading characteristics.

또한, 송수신단의 분리로 듀플렉서의 사용에 의한 신호의 손실을 줄일 수 있으며, 칩안테나의 사용으로 안테나의 증가로 인한 단말기의 기구적인 문제도 해결할 수 있도록 한다.In addition, the separation of the transmitting and receiving end can reduce the loss of the signal due to the use of the duplexer, and also to solve the mechanical problems of the terminal due to the increase of the antenna by using the chip antenna.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 IMT-2000시스템에서 순방향 다이버시티 장치는,The forward diversity apparatus in the IMT-2000 system according to the present invention for achieving the above object,

기지국 및 이동국을 포함하는 이동통신 시스템의 순방향 다이버시티 장치에 있어서,In the forward diversity apparatus of a mobile communication system comprising a base station and a mobile station,

상기 기지국의 송신단은,The transmitting end of the base station,

송신 파일롯 신호와 백색 잡음을 승산하는 제1승산기의 출력신호에 각각 기저대역 I, Q 신호를 승산하는 제2 및 제3 승산기와;Second and third multipliers that multiply baseband I and Q signals by an output signal of a first multiplier that multiplies a transmission pilot signal by a white noise;

송신 데이터를 인코딩하는 인코더의 출력 신호를 인터리빙하는 인터리버를 통과한 송신 신호를 QPSK 방식으로 변조하는 QPSK 변조부에서 출력되는 신호에 각각 소정의 백색 잡음을 승산하는 제4 및 제5 승산기와;Fourth and fifth multipliers for multiplying predetermined white noise by a signal output from a QPSK modulator for modulating a transmission signal passing through an interleaver for interleaving an output signal of an encoder encoding transmission data in a QPSK scheme;

상기 제4 및 제5 승산기에서 각각 출력되는 신호에 기저대역 I 및 Q 신호를 승산하는 제6 및 제7 승산기와,A sixth and seventh multiplier which multiplies baseband I and Q signals by signals output from the fourth and fifth multipliers, respectively;

상기 제2승산기에서 출력되는 파일롯트 신호와 상기 제6승산기에서 출력되는 송신 신호를 가산하는 제1가산기와;A first adder for adding a pilot signal output from the second multiplier and a transmission signal output from the sixth multiplier;

상기 제3승산기에서 출력되는 파일롯트 신호와 상기 제7승산기에서 출력되는 송신 신호를 가산하는 제2가산기와;A second adder for adding a pilot signal output from the third multiplier and a transmission signal output from the seventh multiplier;

상기 제1 및 제2 가산기에서 각각 출력되는 신호를 각각 필터링하는 제1 및 제2 유한 임펄스 응답(FIR) 필터와;First and second finite impulse response (FIR) filters respectively filtering signals output from the first and second adders;

상기 제1 FIR 필터에서 출력되는 기저대역 I신호에 소정의 주파수를 승산하여 편파시키는 제8승산기와;An eighth multiplier configured to multiply and polarize the baseband I signal output from the first FIR filter by a predetermined frequency;

상기 제2 FIR 필터에서 출력되는 기저대역 Q신호에 소정의 주파수를 승산하여 편파시키는 제9승산기와;A ninth multiplier for multiplying a baseband Q signal output from the second FIR filter by a predetermined frequency to polarize the signal;

상기 제8승산기에서 출력되는 편파된 기저대역 I신호와 상기 제9승산기에서 출력되는 편파된 기저대역 Q신호를 가산하는 제3가산기와;A third adder for adding the polarized baseband I signal output from the eighth multiplier and the polarized baseband Q signal output from the ninth multiplier;

상기 제3가산기의 출력 신호를 이동국으로 송신하기 위한 안테나로 구성됨을 특징으로 한다.And an antenna for transmitting the output signal of the third adder to the mobile station.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 IMT-2000시스템에서 순방향 다이버시티 장치는,The forward diversity apparatus in the IMT-2000 system according to the present invention for achieving the above object,

기지국 및 이동국을 포함하는 이동통신 시스템의 순방향 다이버시티 장치에 있어서,In the forward diversity apparatus of a mobile communication system comprising a base station and a mobile station,

상기 이동국의 수신단은,The receiving end of the mobile station,

상기 기지국에서 송신된 신호를 수신하기 위한 제1칩안테나와;A first chip antenna for receiving a signal transmitted from the base station;

상기 제1칩안테나에서 수신된 신호에 각각 소정의 서로 다른 위상의 주파수를 승산하는 제1 및 제2 승산기와;First and second multipliers for multiplying the signals received from the first chip antenna by frequencies having different phases, respectively;

상기 제1 및 제2 승산기의 출력신호를 각각 필터링하는 제1 및 제2 유한 임펄스 응답(FIR) 필터와;First and second finite impulse response (FIR) filters for filtering output signals of the first and second multipliers, respectively;

상기 제1 및 제2 FIR필터의 출력 신호를 소정 기간 합산하는 제1합산기와;A first summer for summing output signals of the first and second FIR filters for a predetermined period;

상기 제1칩안테나와 소정의 편파를 갖고 상기 기지국에서 송신된 신호를 수신하기 위한 제2칩안테나와;A second chip antenna for receiving a signal transmitted from the base station having a predetermined polarization with the first chip antenna;

상기 제2칩안테나에서 수신된 신호에 각각 소정의 서로 다른 위상의 주파수를 승산하는 제3 및 제4 승산기와;Third and fourth multipliers for multiplying the signals received at the second chip antenna by frequencies having different phases, respectively;

상기 제3 및 제4 승산기의 출력신호를 각각 필터링하는 제3 및 제4 유한 임펄스 응답(FIR) 필터와;Third and fourth finite impulse response (FIR) filters for filtering output signals of the third and fourth multipliers, respectively;

상기 제3 및 제4 FIR필터의 출력 신호를 소정 기간 합산하는 제2합산기와;A second adder for summing output signals of the third and fourth FIR filters for a predetermined period;

상기 제1 및 제2 합산기의 출력신호를 비교하여 신호가 큰 수신신호를 선택하여 출력하는 조합기와;A combiner for comparing the output signals of the first and second summers to select and output a received signal having a large signal;

상기 조합기의 출력신호를 디인터리빙하는 디인터리버와;A deinterleaver for deinterleaving the output signal of the combiner;

상기 디인터리버의 출력신호를 원래의 신호로 복조하여 수신 신호로 출력하는 디코더로 구성됨을 특징으로 한다.And a decoder that demodulates the output signal of the deinterleaver into an original signal and outputs the received signal as a received signal.

도 1은 본 발명에 의한 IMT-2000 시스템에서 순방향 편파 다이버시티 장치중 기지국의 송신단 구성을 보인 도면이고,FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a transmitting end of a base station in a forward polarization diversity apparatus in an IMT-2000 system according to the present invention.

도 2는 본 발명에 의한 IMT-2000 시스템에서 순방향 편파 다이버시티 장치중 이동국의 수신단 구성을 보인 도면이다.2 is a diagram illustrating a configuration of a receiving end of a mobile station in a forward polarization diversity apparatus in an IMT-2000 system according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

115, 116 ..... 제8 및 제9 승산기115, 116 ..... 8th and 9th multipliers

117 ..... 제3가산기117 ..... 3rd adder

201, 207 ..... 제1 및 제2 칩안테나201, 207 ..... First and second chip antennas

206, 212 ..... 제1 및 제2 합산기206, 212 ..... first and second summer

213 ..... 조합기213 ..... Combiner

이하 상기와 같은 기술적 사상에 의한 본 발명에 의한 IMT-2000 시스템에서 순방향 편파 다이버시티 장치의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of the forward polarization diversity apparatus in the IMT-2000 system according to the present invention according to the technical spirit as described above is as follows.

본 발명은 단말기에 서로 다른 편파를 갖는 수신전용 칩안테나 2개를 채용하여 페이딩 특성을 개선시키고자 한 것이다.The present invention is intended to improve fading characteristics by employing two receive-only chip antennas having different polarizations in a terminal.

즉, 기지국에서는 송신용 안테나를 하나만 설치하고, 단말기에는 서로 다른 편파를 갖는 수신전용 칩안테나 2개를 사용하여 편파 다이버시티를 구현한다.That is, the base station installs only one transmitting antenna, and the terminal implements polarization diversity using two reception-only chip antennas having different polarizations.

여기서 편파 다이버시티란, 서로 독립적인 페이딩 특성을 가지는 2개의 신호를 사용하는데, 공간 다이버시티와 다른 점은 2개의 수신안테나를 공간상으로 이격시키는 것이 아니라 2개의 안테나의 편파를 달리한다는 점이다. 송신단에서 송신된 신호의 편파는 건물과 같은 장애물에 의해 반사 또는 회절 되면서 그 편파 특성이 변하게 되며, 다중경로신호마다 서로 다른 편파를 가지게 된다.Here, polarization diversity uses two signals having independent fading characteristics. The difference from the spatial diversity is that the polarizations of two antennas are different from each other, not spaced apart from two reception antennas. The polarization of the signal transmitted from the transmitter is reflected or diffracted by an obstacle such as a building, and its polarization characteristics change, and each of the multipath signals has different polarization.

이때 수신단에서 서로 다른 편파를 가지는 2개의 안테나를 설치하면 페이딩 특성이 독립적인 2개의 신호를 얻게 된다.In this case, if two antennas having different polarizations are installed at the receiving end, two signals having independent fading characteristics are obtained.

본 발명에 적용된 수신전용 칩안테나는 수직 방향으로부터 각각 좌우로 45°의 편파 특성을 가지는 안테나를 이용하는 데, 이것은 수직 편파 신호를 송신할 경우 확률적으로 수직 방향으로부터 좌우로 45°기운 편파 신호가 가장 크며, 또한 서로 상관도가 가장 낮기 때문이다.The receive-only chip antenna applied to the present invention uses an antenna having a polarization characteristic of 45 ° to the left and right from the vertical direction, which means that when a vertical polarization signal is transmitted, the polarization signal tilted 45 ° to the left and right from the vertical direction is most likely. This is because they are large and have the least correlation with each other.

또한 본 발명의 이동국(단말기)은 송신부와 수신부의 안테나를 분리하므로 써 듀플렉서가 필요없게되며, 듀플렉서에 의한 신호의 손실을 방지하여 수신단의 감도를 향상시키고 송신단의 전력 효율을 높일 수 있다.In addition, since the mobile station (terminal) of the present invention separates the antennas of the transmitter and the receiver, the duplexer is unnecessary, and the loss of the signal by the duplexer can be prevented, thereby improving the sensitivity of the receiver and increasing the power efficiency of the transmitter.

이하에서는 상기와 같은 본 발명의 개념을 참조하여 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments will be described with reference to the concept of the present invention as described above.

첨부한 도면 도 1은 본 발명에 의한 IMT-2000 시스템에서 순방향 편파 다이버시티 장치중 기지국의 송신단 구성을 보인 도면이다.1 is a diagram illustrating a configuration of a transmitting end of a base station of a forward polarization diversity apparatus in an IMT-2000 system according to the present invention.

여기서 참조부호 101은 송신 파일롯 신호와 백색 잡음(W0)을 승산하는 제1승산기를 나타내고, 참조부호 102, 103은 상기 제1승산기(101)의 출력신호에 각각 기저대역 I, Q 신호(PI)(PQ)를 승산하는 제2 및 제3 승산기를 나타내고, 참조부호 104는 송신 데이터를 인코딩하는 인코더를 나타내며, 참조부호 105는 상기 인코더(104)의 출력 신호를 인터리빙하는 인터리버를 나타내며, 참조부호 106은 상기 인터리버(105)에서 출력된 송신 신호를 QPSK 방식으로 변조하는 QPSK 변조부를 나타낸다.Here, reference numeral 101 denotes a first multiplier that multiplies the transmission pilot signal by white noise (W 0 ), and reference numerals 102 and 103 denote baseband I and Q signals (P), respectively, on the output signal of the first multiplier 101. I ) denotes second and third multipliers multiplying (P Q ), reference numeral 104 denotes an encoder for encoding transmission data, reference numeral 105 denotes an interleaver for interleaving an output signal of the encoder 104, Reference numeral 106 denotes a QPSK modulator for modulating a transmission signal output from the interleaver 105 in a QPSK scheme.

또한, 참조부호 107 및 108은, 상기 QPSK 변조부(106)에서 출력되는 신호에 각각 소정의 백색 잡음(WN)을 승산하는 제4 및 제5 승산기를 나타내고, 참조부호 109 및 110은, 상기 제4 및 제5 승산기(107)(108)에서 각각 출력되는 신호에 기저대역 I 및 Q 신호(PI)(PQ)를 승산하는 제6 및 제7 승산기를 나타내고, 참조부호 111은 상기 제2승산기(102)에서 출력되는 파일롯트 신호와 상기 제6승산기(109)에서 출력되는 송신 신호를 가산하는 제1가산기를 나타내고, 참조부호 112는 상기 제3승산기(103)에서 출력되는 파일롯트 신호와 상기 제7승산기(110)에서 출력되는 송신 신호를 가산하는 제2가산기를 나타낸다.Further, reference numerals 107 and 108 denote fourth and fifth multipliers that multiply predetermined white noise W N by the signal output from the QPSK modulator 106, and reference numerals 109 and 110 denote the above-mentioned. The sixth and seventh multipliers for multiplying the baseband I and Q signals P I (P Q ) by the signals output from the fourth and fifth multipliers 107 and 108, respectively, and reference numeral 111 denotes the first and second multipliers. The first adder adds the pilot signal output from the multiplier 102 and the transmission signal output from the sixth multiplier 109, and reference numeral 112 denotes a pilot signal output from the third multiplier 103. And a second adder for adding the transmission signal output from the seventh multiplier 110.

또한, 참조부호 113 및 114는, 상기 제1 및 제2 가산기(111)(112)에서 각각 출력되는 신호를 각각 필터링하는 제1 및 제2 유한 임펄스 응답(FIR) 필터를 나타내고, 참조부호 115는 상기 제1 FIR 필터(113)에서 출력되는 기저대역 I신호에 소정의 주파수()를 승산하여 편파시키는 제8승산기를 나타내고, 참조부호 116은 상기 제2 FIR 필터(114)에서 출력되는 기저대역 Q신호에 소정의 주파수()를 승산하여 편파시키는 제9승산기를 나타내고, 참조부호 117은 상기 제8승산기(115)에서 출력되는 편파된 기저대역 I신호와 상기 제9승산기(116)에서 출력되는 편파된 기저대역 Q신호를 가산하는 제3가산기를 나타내고, 참조부호 118은 상기 제3가산기(117)의 출력 신호를 이동국으로 송신하기 위한 안테나를 나타낸다.Reference numerals 113 and 114 denote first and second finite impulse response (FIR) filters for filtering signals output from the first and second adders 111 and 112, respectively. The baseband I signal output from the first FIR filter 113 has a predetermined frequency ( ) And an eighth multiplier for polarization by multiplying the reference signal. And a ninth multiplier to polarize by multiplying N), and reference numeral 117 denotes a polarized baseband I signal output from the eighth multiplier 115 and a polarized baseband Q signal output from the ninth multiplier 116. A third adder to be added is shown, and reference numeral 118 denotes an antenna for transmitting the output signal of the third adder 117 to the mobile station.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 IMT-2000 시스템에서 순방향 편파 다이버시티 장치중 기지국 송신단은, 먼저 제1승산기(101)에서 송신할 파일롯트 신호(Pilot)에 백색 잡음(W0)을 승산하게 되고, 제2승산기(102)는 상기 제1승산기(101)의 출력신호에 기저대역 I신호(PI)를 승산하여 출력하며, 제3승산기(103)는 상기 제1승산기(101)의 출력신호에 기저대역 Q신호(PQ)를 승산하여 출력한다.In the IMT-2000 system according to the present invention configured as described above, the base station transmitter of the forward polarization diversity apparatus first multiplies the white noise (W 0 ) by the pilot signal (Pilot) to be transmitted by the first multiplier (101), The second multiplier 102 multiplies the baseband I signal P I by the output signal of the first multiplier 101, and outputs the third multiplier 103 to the output signal of the first multiplier 101. The baseband Q signal P Q is multiplied and output.

다음으로 인코더(104)는 송신할 데이터를 부호화 하게 되고, 인터리버(105)는 상기 부호화된 데이터의 오류 정정을 위한 인터리빙을 수행하며, QPSK변조부(106)는 상기 인터리빙된 송신 데이터를 QPSK방식 변조를 한다.Next, the encoder 104 encodes the data to be transmitted, the interleaver 105 performs interleaving for error correction of the encoded data, and the QPSK modulator 106 modulates the interleaved transmission data by QPSK modulation. Do

그러면 제4 및 제5 승산기(107)(108)는 각각 상기 QPSK변조부(106)에서 변조된 신호에 백색 잡음(WN)을 혼합하게 되고, 제6승산기(109)는 상기 제4승산기(107)의 출력 신호에 기저대역 I신호(PI)를 혼합하여 출력하고, 제7승산기(110)는 상기 제5승산기(108)의 출력 신호에 기저대역 Q신호(PQ)를 혼합하여 출력한다.Then, the fourth and fifth multipliers 107 and 108 mix white noise W N with the signal modulated by the QPSK modulator 106, respectively, and the sixth multiplier 109 uses the fourth multiplier ( The baseband I signal P I is mixed with the output signal of 107 and output, and the seventh multiplier 110 outputs the baseband Q signal P Q with the output signal of the fifth multiplier 108. do.

다음으로 제1가산기(111)는 상기 제2승산기(102)에서 출력되는 기저대역 I신호에 대한 파일롯트 신호와 상기 제6승산기(109)에서 출력되는 기저대역 I신호에대한 송신 데이터를 가산하게 되고, 제2가산기(112)는 상기 제3승산기(103)에서 출력되는 기저대역 Q신호에 대한 파일롯트 신호와 상기 제7승산기(110)에서 출력되는 기저대역 Q신호에 대한 송신 데이터를 가산하게 된다.Next, the first adder 111 adds the pilot signal for the baseband I signal output from the second multiplier 102 and the transmission data for the baseband I signal output from the sixth multiplier 109. The second adder 112 adds the pilot signal for the baseband Q signal output from the third multiplier 103 and the transmission data for the baseband Q signal output from the seventh multiplier 110. do.

아울러 제1FIR필터(113)는 상기 제1가산기(111)에서 출력되는 신호를 필터링하게 되고, 제2FIR필터(114)는 상기 제2가산기(112)에서 출력되는 신호를 필터링한다.In addition, the first FIR filter 113 filters the signal output from the first adder 111, and the second FIR filter 114 filters the signal output from the second adder 112.

다음으로 제8승산기(115)는 상기 제1FIR필터(113)에서 출력되는 기저대역 I신호에 소정의 주파수()를 승산하여 기저대역 I신호를 편파시키게 되고, 아울러 제9승산기(116)는 상기 제2FIR필터(114)에서 출력되는 기저대역 Q신호에 소정의 주파수(), 즉 상기 소정의 주파수()와는 위상이 180도 차이가 가는 주파수를 혼합하여 편파를 시키게 된다.Next, the eighth multiplier 115 may apply a predetermined frequency to the baseband I signal output from the first FIR filter 113. ), And the ninth multiplier 116 multiplies the baseband Q signal output from the second FIR filter 114 by a predetermined frequency. ), I.e. the predetermined frequency ( ) And polarized wave by mixing a frequency 180 degrees out of phase.

이렇게 각각 편파된 신호는 제3가산기(117)에서 가산된 후, 하나의 송신 안테나(118)를 통해 이동국 방향으로 송출된다.The signals polarized in this manner are added by the third adder 117 and then transmitted to the mobile station through one transmission antenna 118.

첨부한 도면 도 2는 본 발명에 의한 IMT-2000 시스템에서 순방향 편파 다이버시티 장치중 이동국 수신단의 구성을 보인 도면이다.2 is a diagram showing the configuration of a mobile station receiver in a forward polarization diversity apparatus in an IMT-2000 system according to the present invention.

여기서 참조부호 201은 상기 기지국에서 송신된 신호를 수신하기 위한 제1칩안테나를 나타내고, 참조부호 202 및 203은 상기 제1칩안테나(201)에서 수신된 신호에 각각 소정의 서로 다른 위상의 주파수를 승산하는 제1 및 제2 승산기를 나타내고, 참조부호 204 및 205는 상기 제1 및 제2 승산기(202)(203)의 출력신호를 각각 필터링하는 제1 및 제2 유한 임펄스 응답(FIR) 필터를 나타내고, 참조부호 206은 상기 제1 및 제2 FIR필터(204)(205)의 출력 신호를 소정 기간 합산하는 제1합산기를 나타낸다.Here, reference numeral 201 denotes a first chip antenna for receiving a signal transmitted from the base station, and reference numerals 202 and 203 denote frequencies of a predetermined different phase to the signal received from the first chip antenna 201, respectively. First and second multipliers, and reference numerals 204 and 205 denote first and second finite impulse response (FIR) filters for filtering output signals of the first and second multipliers 202 and 203, respectively. Reference numeral 206 denotes a first summer for summing output signals of the first and second FIR filters 204 and 205 for a predetermined period.

또한, 참조부호 207은 상기 제1칩안테나(201)와 소정의 편파를 갖고 상기 기지국에서 송신된 신호를 수신하기 위한 제2칩안테나를 나타내고, 참조부호 208 및 209는 상기 제2칩안테나(207)에서 수신된 신호에 각각 소정의 서로 다른 위상의 주파수를 승산하는 제3 및 제4 승산기를 나타내고, 참조부호 210 및 211은 상기 제3 및 제4 승산기(208)(209)의 출력신호를 각각 필터링하는 제3 및 제4 유한 임펄스 응답(FIR) 필터를 나타내고, 참조부호 212는 상기 제3 및 제4 FIR필터(210)(211)의 출력 신호를 소정 기간 합산하는 제2합산기를 나타낸다.Further, reference numeral 207 denotes a second chip antenna for receiving a signal transmitted from the base station with a predetermined polarization with the first chip antenna 201, and reference numerals 208 and 209 denote the second chip antenna 207. Denotes third and fourth multipliers that multiply frequencies of different phases by the received signals, respectively, and reference numerals 210 and 211 denote output signals of the third and fourth multipliers 208 and 209, respectively. A third and fourth finite impulse response (FIR) filters are shown, and reference numeral 212 denotes a second summer that adds up the output signals of the third and fourth FIR filters 210 and 211 for a predetermined period.

또한 참조부호 213은 상기 제1 및 제2 합산기(206)(212)의 출력신호를 비교하여 신호 세기가 큰 신호를 수신신호로 선택하는 조합기를 나타내고, 참조부호 214는 상기 조합기(213)의 출력신호를 디인터리빙하는 디인터리버를 나타내고, 참조부호 215는 상기 디인터리버(214)의 출력신호를 원래의 신호로 복조하여 수신 신호로 출력하는 디코더를 나타낸다.Reference numeral 213 denotes a combiner for comparing the output signals of the first and second summers 206 and 212 to select a signal having a large signal strength as a received signal, and reference numeral 214 denotes a combiner 213 of the combiner 213. A deinterleaver for deinterleaving the output signal is shown. Reference numeral 215 denotes a decoder for demodulating the output signal of the deinterleaver 214 into an original signal and outputting it as a received signal.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 이동국 수신단은, 제1칩안테나(201)에서 상기 기지국에서 송신된 신호를 수신하게 되고, 제1 및 제2 승산기(202)(203)는 상기 제1칩안테나(201)에서 수신된 신호에 각각 소정의 서로 다른 위상의 주파수()를 각각 승산하게 된다.The mobile station receiving end according to the present invention configured as described above receives a signal transmitted from the base station from the first chip antenna 201, and the first and second multipliers 202 and 203 receive the first chip antenna 201. Each received signal at) has a different phase frequency ( ).

다음으로 제1 및 제2 FIR필터(204)(205)는 상기 제1 및 제2승산기(202)(203)에서 각각 출력된 신호를 각각 필터링하게 되고, 제1합산기(206)는 상기 제1 및 제2 FIR필터(204)(205)의 출력 신호를 소정 기간 합산하여 조합기(213)에 출력한다.Next, the first and second FIR filters 204 and 205 filter the signals output from the first and second multipliers 202 and 203, respectively, and the first summer 206 is the first filter. The output signals of the first and second FIR filters 204 and 205 are summed for a predetermined period and output to the combiner 213.

또한, 제2칩안테나(207)는 상기 제1칩안테나(201)와는 소정의 편파를 갖고 상기 기지국에서 송신된 신호를 수신하게 되며, 제3 및 제4 승산기(208)(209)는 상기 제2칩안테나(207)에서 수신된 신호에 각각 소정의 서로 다른 위상의 주파수(를 각각 승산하게 된다.In addition, the second chip antenna 207 receives a signal transmitted from the base station with a predetermined polarization with respect to the first chip antenna 201, and the third and fourth multipliers 208 and 209 receive the first chip. The signals received from the two-chip antenna 207 have frequencies of different phases, respectively. Multiply by.

다음으로 제3 및 제4 FIR필터(210)(211)는 상기 제3 및 제4 승산기(208)(209)의 출력신호를 각각 필터링하게 되고, 제2합산기(212)는 상기 제3 및 제4 FIR필터(210)(211)의 출력 신호를 소정 기간 합산하여 상기 조합기(213)에 전달한다.Next, the third and fourth FIR filters 210 and 211 filter the output signals of the third and fourth multipliers 208 and 209, respectively, and the second summer 212 filters the third and fourth filters. The output signals of the fourth FIR filters 210 and 211 are added to the combiner 213 for a predetermined period.

상기 조합기(213)는 상기 제1 및 제2 합산기(206)(212)의 출력신호를 비교하여 신호 세기가 큰 신호를 수신 신호로 선택하여 출력한다. 즉 페이딩 영향이 적은 신호를 출력하게 된다. 아울러 디인터리버(214)는 상기 조합기(213)의 출력신호를 디인터리빙하며, 디코더(215)는 상기 디인터리버(214)의 출력신호를 원래의 신호로 복조하여 수신 신호로 출력한다.The combiner 213 compares the output signals of the first and second summers 206 and 212 and selects and outputs a signal having a large signal strength as a received signal. That is, a signal with less fading influence is output. In addition, the deinterleaver 214 deinterleaves the output signal of the combiner 213, and the decoder 215 demodulates the output signal of the deinterleaver 214 into an original signal and outputs the received signal.

즉, 이동국은 두 개의 수신 전용 칩 안테나를 사용하여 각각 다른 편파를 갖는 신호를 수신하게 되고, 두 신호를 비교하여 신호세기가 큰 신호를 선택하므로 써 페이딩 특성을 향상시키게 되는 것이다.That is, the mobile station receives signals having different polarizations by using two reception-only chip antennas, and compares the two signals to select a signal having a large signal strength, thereby improving fading characteristics.

이상에서 상술한 본 발명 "IMT-2000시스템에서 순방향 편파 다이버시티 장치"에 따르면, 이동국에서 서로 다른 편파를 가지는 2개의 안테나를 구비하고, 페이딩 특성이 독립적인 2개의 신호를 획득하여 신호 세기가 큰 신호를 수신 신호로 선택함으로써, 페이딩 영향이 적은 신호를 획득할 수 있는 이점이 있다.According to the above-described "forward polarization diversity apparatus in IMT-2000 system", the mobile station includes two antennas having different polarizations, and acquires two signals having independent fading characteristics and thus has a large signal strength. By selecting the signal as the received signal, there is an advantage that a signal with less fading influence can be obtained.

또한, 이동국의 수신단은 수신안테나와 송신 안테나를 별도로 분리함으로써, 듀플렉서를 제거할 수 있으며, 이러한 듀플렉서의 제거로 신호 손실을 방지할 수 있고 수신단의 감도 향상이 가능하며, 이로 인해 기지국 송신단의 전력 효율도 높일 수 있는 이점이 있다.In addition, the receiving end of the mobile station can remove the duplexer by separating the receiving antenna and the transmitting antenna separately, the signal loss can be prevented by the removal of the duplexer and the sensitivity of the receiving end can be improved, which is the power efficiency of the base station transmitting end There is also an advantage that can be increased.

또한, 이동국 자체적으로 편파 다이버시티를 구현하게 되므로, 기지국의 송신단에서는 하나의 송신 안테나만으로도 순방향 다이버시티를 수행할 수 있어, 기지국의 설치비용을 저감할 수 있는 이점도 있다.In addition, since the mobile station implements polarization diversity by itself, the transmit end of the base station can perform forward diversity using only one transmit antenna, thereby reducing the installation cost of the base station.

Claims (3)

기지국 및 이동국을 포함하는 이동통신 시스템의 순방향 다이버시티 장치에 있어서,In the forward diversity apparatus of a mobile communication system comprising a base station and a mobile station, 상기 기지국의 송신단은,The transmitting end of the base station, 송신 파일롯 신호와 백색 잡음을 승산하는 제1승산기의 출력신호에 각각 기저대역 I, Q 신호를 승산하는 제2 및 제3 승산기와;Second and third multipliers that multiply baseband I and Q signals by an output signal of a first multiplier that multiplies a transmission pilot signal by a white noise; 송신 데이터를 인코딩하는 인코더의 출력 신호를 인터리빙하는 인터리버를 통과한 송신 신호를 QPSK 방식으로 변조하는 QPSK 변조부에서 출력되는 신호에 각각 소정의 백색 잡음을 승산하는 제4 및 제5 승산기와;Fourth and fifth multipliers for multiplying predetermined white noise by a signal output from a QPSK modulator for modulating a transmission signal passing through an interleaver for interleaving an output signal of an encoder encoding transmission data in a QPSK scheme; 상기 제4 및 제5 승산기에서 각각 출력되는 신호에 기저대역 I 및 Q 신호를 승산하는 제6 및 제7 승산기와,A sixth and seventh multiplier which multiplies baseband I and Q signals by signals output from the fourth and fifth multipliers, respectively; 상기 제2승산기에서 출력되는 파일롯트 신호와 상기 제6승산기에서 출력되는 송신 신호를 가산하는 제1가산기와;A first adder for adding a pilot signal output from the second multiplier and a transmission signal output from the sixth multiplier; 상기 제3승산기에서 출력되는 파일롯트 신호와 상기 제7승산기에서 출력되는 송신 신호를 가산하는 제2가산기와;A second adder for adding a pilot signal output from the third multiplier and a transmission signal output from the seventh multiplier; 상기 제1 및 제2 가산기에서 각각 출력되는 신호를 각각 필터링하는 제1 및 제2 유한 임펄스 응답(FIR) 필터와;First and second finite impulse response (FIR) filters respectively filtering signals output from the first and second adders; 상기 제1 FIR 필터에서 출력되는 기저대역 I신호에 소정의 주파수를 승산하여 편파시키는 제8승산기와;An eighth multiplier configured to multiply and polarize the baseband I signal output from the first FIR filter by a predetermined frequency; 상기 제2 FIR 필터에서 출력되는 기저대역 Q신호에 소정의 주파수를 승산하여 편파시키는 제9승산기와;A ninth multiplier for multiplying a baseband Q signal output from the second FIR filter by a predetermined frequency to polarize the signal; 상기 제8승산기에서 출력되는 편파된 기저대역 I신호와 상기 제9승산기에서 출력되는 편파된 기저대역 Q신호를 가산하는 제3가산기와;A third adder for adding the polarized baseband I signal output from the eighth multiplier and the polarized baseband Q signal output from the ninth multiplier; 상기 제3가산기의 출력 신호를 이동국으로 송신하기 위한 안테나를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 아이엠티-2000 시스템에서 순방향 편파 다이버시티 장치.And an antenna for transmitting the output signal of the third adder to the mobile station. 기지국 송신단 및 이동국 수신단을 포함하는 이동통신 시스템의 순방향 다이버시티 장치에 있어서,A forward diversity apparatus of a mobile communication system including a base station transmitter and a mobile station receiver, 상기 이동국의 수신단은,The receiving end of the mobile station, 상기 기지국에서 송신된 신호를 수신하기 위한 제1칩안테나와;A first chip antenna for receiving a signal transmitted from the base station; 상기 제1칩안테나에서 수신된 신호에 각각 소정의 서로 다른 위상의 주파수를 승산하는 제1 및 제2 승산기와;First and second multipliers for multiplying the signals received from the first chip antenna by frequencies having different phases, respectively; 상기 제1 및 제2 승산기의 출력신호를 각각 필터링하는 제1 및 제2 유한 임펄스 응답(FIR) 필터와;First and second finite impulse response (FIR) filters for filtering output signals of the first and second multipliers, respectively; 상기 제1 및 제2 FIR필터의 출력 신호를 소정 기간 합산하는 제1합산기와;A first summer for summing output signals of the first and second FIR filters for a predetermined period; 상기 제1칩안테나와 소정의 편파를 갖고 상기 기지국에서 송신된 신호를 수신하기 위한 제2칩안테나와;A second chip antenna for receiving a signal transmitted from the base station having a predetermined polarization with the first chip antenna; 상기 제2칩안테나에서 수신된 신호에 각각 소정의 서로 다른 위상의 주파수를 승산하는 제3 및 제4 승산기와;Third and fourth multipliers for multiplying the signals received at the second chip antenna by frequencies having different phases, respectively; 상기 제3 및 제4 승산기의 출력신호를 각각 필터링하는 제3 및 제4 유한 임펄스 응답(FIR) 필터와;Third and fourth finite impulse response (FIR) filters for filtering output signals of the third and fourth multipliers, respectively; 상기 제3 및 제4 FIR필터의 출력 신호를 소정 기간 합산하는 제2합산기와;A second adder for summing output signals of the third and fourth FIR filters for a predetermined period; 상기 제1 및 제2 합산기의 출력신호를 비교하여 신호 세기가 큰 신호를 수신신호로 선택하여 출력하는 조합기와;A combiner for comparing the output signals of the first and second summers to select and output a signal having a large signal strength as a received signal; 상기 조합기의 출력신호를 디인터리빙하는 디인터리버와;A deinterleaver for deinterleaving the output signal of the combiner; 상기 디인터리버의 출력신호를 원래의 신호로 복조하여 수신 신호로 출력하는 디코더를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 아이엠티-2000 시스템에서 순방향 편파 다이버시티 장치.And a decoder for demodulating the output signal of the deinterleaver to an original signal and outputting the demodulated signal as a received signal. 제2항에 있어서, 상기 제2칩안테나는, 상기 제1칩안테나에서 수신한 신호에 비해 45°편파를 갖는 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 아이엠티-2000 시스템에서 순방향 편파 다이버시티 장치.3. The apparatus of claim 2, wherein the second chip antenna receives a signal having a 45 ° polarization relative to the signal received from the first chip antenna. 4.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100495536B1 (en) * 2002-11-01 2005-06-14 부경대학교 산학협력단 Circularly polarized wave diversity apparatus using micro strip antenna and method thereof
KR101042034B1 (en) * 2009-04-15 2011-06-16 한국외국어대학교 연구산학협력단 Vehicle-mounted type information guide apparatus for providing a driver or passengers of any other vehicle with vehicle driving-related information, and system for providing vehicle driving-related information

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