KR20030083489A - 이동통신시스템에서의 다이버시티 수신 장치 및 방법 - Google Patents

이동통신시스템에서의 다이버시티 수신 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20030083489A
KR20030083489A KR1020020022185A KR20020022185A KR20030083489A KR 20030083489 A KR20030083489 A KR 20030083489A KR 1020020022185 A KR1020020022185 A KR 1020020022185A KR 20020022185 A KR20020022185 A KR 20020022185A KR 20030083489 A KR20030083489 A KR 20030083489A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
antenna
antennas
variable
value
Prior art date
Application number
KR1020020022185A
Other languages
English (en)
Inventor
조영권
배상민
배창훈
Original Assignee
삼성전자주식회사
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 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020020022185A priority Critical patent/KR20030083489A/ko
Publication of KR20030083489A publication Critical patent/KR20030083489A/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Radio Transmission System (AREA)

Abstract

멀티미디어(multimedia) 이동통신시스템에서의 다이버시티 수신 장치 및 방법이 개시되어 있다. 본 발명의 실시예에 따른 다이버시티 수신 장치는 다양한 경로를 통해 전송되는 신호들을 각각 수신하는 둘 이상의 안테나들과, 상기 둘 이상의 안테나들에 각각 연결되어 상기 둘 이상의 안테나들을 통해 수신되어지는 신호들의 신호대간섭비들을 측정하는 둘 이상의 신호대간섭비 측정기들과, 상기 둘 이상의 안테나들 중에 최대의 신호대간섭비를 가지는 최적 안테나를 선택하는 선택부와, 상기 선택된 최적 안테나를 통해 수신된 신호의 다중경로성분들을 복조하는 다수의 핑거(finger)들을 가지는 레이크(RAKE) 수신기와, 상기 복조된 다중경로성분들을 결합해서 출력하는 핑거 결합기로 구성됨을 특징으로 한다.

Description

이동통신시스템에서의 다이버시티 수신 장치 및 방법{DIVERSITY RECEPTION APPARATUS AND METHOD IN A MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 이동통신시스템에서의 단말기의 다이버시티(diversity) 수신 장치 및 방법에 대한 것으로 특히, 멀티미디어(multimedia) 이동통신시스템에서의 단말기의 다이버시티 수신 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 멀티미디어 이동통신시스템에서는 무선채널(wireless channel)의 용량을 최대로 활용하기 위해 적응 변조 및 부호화 방식(Adaptive Modulation and Coding Scheme)을 사용한다. 즉, 멀티미디어 이동통신시스템에서는 무선채널의 상태에 따라 변조방식 및 부호화율(coding rate)을 조절해서 기지국으로부터 단말기로의 데이터 전송률(transmission rate)을 최적으로 조절한다. 그러나, 전송률을 결정하기 위해 단말기가 무선채널의 상태를 반영하는 신호대간섭비(Signal-to-Interference Ratio: SIR)를 측정해서 기지국으로 보고하는 시점과 단말기가 보고한 신호대간섭비의 측정값에 근거하여 결정된 전송률로 기지국이 실제로 데이터를 전송하는 시점 사이에 시간차이가 존재하며, 이러한 시간차이에 따른 시간지연(latency or delay) 동안 무선채널의 상태가 상당히 변화될 수 있다.
도 1은 도플러 주파수(Doppler frequency)가 100Hz인 경우 무선채널 상에서의 시간의 경과에 따른 단말기의 수신 신호대간섭비의 변화의 예를 그래프로써 도시하고 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 시간이 경과함에 따라 무선채널의 상태를 반영하는 단말기의 수신 신호대간섭비가 수 밀리초(msec) 이내에도 수 데시벨(dB) 정도까지 변화될 수 있다. 무선채널 상의 도플러 주파수가 높을수록 무선채널의 상태는 더 급격히 변화될 수 있다.
결과적으로, 적응 변조 및 부호화 방식을 채택하는 멀티미디어 이동통신시스템에서는 위와 같은 시간지연에 따른 무선채널의 급격한 상태변화로 인해 시스템의 성능 열화가 수반된다.
따라서, 이상에서 설명한 시간지연에 따른 무선채널의 급격한 상태변화로 인한 시스템의 성능 열화를 극복하기 위해서는, 시간지연에 따른 무선채널의 변화를 보상할 수 있는 방법이 요구된다. 이를 위해 선형예측(linear prediction)을 통한 채널 추정(estimation)법을 간단히 적용할 수 있지만, 이 경우에는 무선채널의 특성상 추정의 정확성에는 한계가 있다는 문제점이 있다. 다른 방법으로는 최우도결합(Maximal Ration Combining: MRC) 방식을 사용하는 다이버시티 수신 기법을 들 수 있다.
안테나 다이버시티 기술은 이동통신시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 전형적인 기술로 분류되어 왔으며, 오랜 기간의 연구를 거친 정형화된 기술이다. 복수개의 안테나를 통한 다이버시티 수신 기법은 이미 상용 시스템에서도 종종 사용되고 있다. 예를 들어, IS-856 표준안을 지원하는 단말기 모뎀의 구현 예인 퀄컴(Qualcomm)의 MSM5500 칩셋(chip set)에서도 두개의 수신안테나를 통한 다이버시티 수신 기법을 지원하고 있다. 안테나 소자 관련 기술들이 나날이 발전해 가고 있는 추세에 따라, 향후 안테나 배열(array)을 이용한 다이버시티 수신 기법은 물론이며, 다이버시티 송신 기법도 상용 시스템에 활발히 응용될 전망이다.
도 2는 두개의 수신안테나를 구비하며 최우도결합을 수행하는 종래기술에 따른 다이버시티 수신기의 구조를 도시하고 있다. 도 2를 참조하여 이러한 다이버시티 수신기의 동작을 설명하면 다음과 같다.
도 2를 참조하면, 안테나들(201, 211)을 통해 수신된 신호들은 각각 N개의 핑거들(fingers)을 갖는 레이크(RAKE) 수신기들(203, 213)의 핑거들로 입력된다.핑거 단을 거쳐 복조된 신호들은 레이크 수신기별로 핑거 결합기들(finger combiners)(205, 215)에 각각 입력되어 다중경로결합(multipath combining) 과정을 거치게 된다. 다중경로결합 과정을 거친 신호들은 안테나 다이버시티 결합기(antenna diversity combiner)(221)로 입력되어 최우도결합된 후 수신기 후단(back-end)으로 출력된다.
적응 변조 및 부호화 방식을 채택하는 멀티미디어 이동통신시스템에서, 도 2의 다이버시티 수신기를 통해 수신한 신호들을 최우도결합하는 방식을 사용하게 되면, 시간지연에 따른 무선채널의 변화로부터 기인하는 시스템의 성능열화 현상을 상당히 극복할 수 있다. 그러나, 이러한 다이버시티 수신기 구조에서는 각 안테나 별로 레이크 수신기가 필요하며 각 레이크 수신기는 독립적으로 수신 신호를 복조해야 하므로, 이러한 다이버시티 수신기를 사용하는 단말기의 전력소모량이 레이크 수신기의 수에 비례하여 증가하게 된다는 문제점이 발생한다. 따라서, 단말기 모뎀(MODEM)의 복잡도(complexity) 또는 단말기의 전력소모가 중요한 설계변수로 작용하는 상황 하에서는 단말기의 수신성능이 다소 감소하더라도 단말기 모뎀의 복잡도 및 단말기의 전력소모를 줄일 수 있는 방안이 요구된다.
따라서 본 발명의 목적은 이동통신시스템에서 단말기 모뎀의 복잡도 및 단말기의 전력소모를 줄일 수 있는 다이버시티 수신 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 이동통신시스템에서 한 개의 레이크 수신기만으로도일정 수준 이상의 다이버시티 이득을 얻을 수 있는 다이버시티 수신 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 적응 변조 및 부호화 방식을 채택하는 이동통신시스템에서 단말기가 무선채널의 신호대간섭비를 측정해서 기지국으로 보고하는 시점과 이 측정된 신호대간섭비에 근거하여 결정된 전송률로 기지국이 실제로 데이터를 전송하는 시점 사이의 시간차이로 인한 시스템의 성능열화 현상을 효율적인 방식으로 상당히 극복할 수 있는, 다이버시티 수신 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 적응 변조 및 부호화 방식을 채택하는 이동통신시스템에서 단말기 모뎀의 복잡도 및 단말기의 전력소모를 줄일 수 있으면서도 단말기가 무선채널의 신호대간섭비를 측정해서 기지국으로 보고하는 시점과 이 측정된 신호대간섭비에 근거하여 결정된 전송률로 기지국이 실제로 데이터를 전송하는 시점 사이의 시간차이로 인한 시스템의 성능열화 현상을 상당히 극복할 수 있는, 다이버시티 수신 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위하여 본 발명은 이동통신시스템에서의 다이버시티 수신 장치를 제공한다. 이러한 다이버시티 수신 장치는 다양한 경로를 통해 전송되는 신호들을 각각 수신하는 둘 이상의 안테나들과, 상기 둘 이상의 안테나들에 각각 연결되어 상기 둘 이상의 안테나들을 통해 수신되어지는 신호들의 신호대간섭비들을 측정하는 둘 이상의 신호대간섭비 측정기들과, 상기 둘 이상의 안테나들 중에 최대의 신호대간섭비를 가지는 최적 안테나를 선택하는 선택부와, 상기 선택된 최적 안테나를 통해 수신된 신호의 다중경로성분들을 복조하는 다수의 핑거들을 가지는 레이크 수신기와, 상기 복조된 다중경로성분들을 결합해서 출력하는 핑거 결합기로 구성됨을 특징으로 한다.
또한 상기한 목적들을 달성하기 위하여 본 발명은 이동통신시스템에서의 다이버시티 수신 방법을 제공한다. 이러한 다이버시티 수신 방법은 둘 이상의 안테나들을 통해 수신되어지는 신호들의 신호대간섭비들을 측정하는 과정과, 상기 둘 이상의 안테나들 중에서 상기 측정된 신호대간섭비들 중 최대의 신호대간섭비를 가지는 신호를 수신하는 안테나를 최적 안테나로 선택하는 과정과, 상기 선택된 최적 안테나를 통해 수신된 신호의 다중경로성분들을 복조하는 과정과, 상기 복조된 다중경로성분들을 결합하는 과정으로 구성됨을 특징으로 한다.
전술한 바와 같은 내용은 당해 분야 통상의 지식을 가진 자가 후술되는 본 발명의 구체적인 설명을 보다 잘 이해할 수 있도록 하기 위하여 본 발명의 특징들 및 기술적인 장점들을 다소 넓게 약술한 것이다.
본 발명의 청구범위의 주제를 형성하는 본 발명의 추가적인 특징들 및 장점들이 후술될 것이다. 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 동일한 목적들을 달성하기 위하여 다른 구조들을 변경하거나 설계하는 기초로서 본 발명의 개시된 개념 및 구체적인 실시예가 용이하게 사용될 수도 있다는 사실을 인식하여야 한다. 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 또한 발명과 균등한 구조들이 본 발명의 가장 넓은 형태의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않는다는 사실을 인식하여야 한다.
도 1은 무선채널 상의 도플러 주파수가 100Hz인 경우 시간의 경과에 따른 단말기의 수신 신호대간섭비의 변화를 도시하는 그래프
도 2는 종래기술에 따른 다이버시티 수신기의 구조를 도시하는 도면
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다이버시티 수신기의 구조를 도시하는 도면
도 4는 도 3의 다이버시티 수신기에서 수행되는 절환동작 알고리즘을 도시하는 흐름도
도 5는 도 4의 절환동작 알고리즘을 사용하며 두 개의 안테나를 사용하는 다이버시티 수신기의 성능을 도시하는 그래프.
이하 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
하기에서 설명될 본 발명에 따른 다이버시티 수신 기법은 종래의 최우도결합방식을 사용하는 다이버시티 수신 기법에 비해 비교적 간단한 하드웨어(hardware) 구성만으로도 의미 있는 성능을 얻을 수 있다. 본 발명은 적응 변조 및 부호화 방식을 채택하는 멀티미디어 이동통신시스템의 성능 향상을 이루기 위함이며, 다이버시티 수신 기법을 도입함으로써 시간지연에 따른 적응 변조 및 부호화 방식의 성능 열화를 극복하고자 한다. 물론, 안테나 다이버시티 기술은 이동통신시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 보편적인 기술로, 오랜 기간의 연구를 거쳐 정형화된 기술이다. 그러나, 본 발명은 적응 변조 및 부호화의 구현상 불가피하게 나타나는 시간지연에 의한 시스템의 성능 열화에 초점을 맞추고자 하며, 본 발명의 다이버시티 수신 기법을 도입함으로써 상당히 효율적인 방식과 구조로도 시스템의 성능 열화를 상당 부분 보상할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다이버시티 수신기의 구조를 도시하고 있는 도면으로, 일예로 4개의 안테나를 구비하는 다이버시티 수신기를 도시하고 있다. 이하 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 다이버시티 수신기의 전체적인 구조 및 동작을 설명한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 다이버시티 수신기는 안테나들(301, 303, 305, 307)과, 이 네 개의 안테나에 각각 연결된 신호대간섭비 측정기들(SIR measurers)(311, 313, 315, 317)과, 이 신호대간섭비 측정기들에 연결된 절환제어기(switching controller)(321)와, 절환기(switch)(323)와, 이 절환기에 연결되며 N개의 핑거들을 갖는 레이크 수신기(331)와, 이 레이크 수신기에 연결된 핑거 결합기(341)를 구비한다. 측정된 신호대간섭비들은 안테나의 선택을 위한 기준이 되며, 절환제어기(321)와 절환기(323)는 안테나들(301, 303, 305, 307) 중에서 최대의 신호대간섭비를 가지는 신호를 수신하는 안테나를 선택하는 역할을 수행하는 선택부가 된다. 여기서 다이버시티 수신기에 구비된 안테나들의 개수와 레이크 수신기의 핑거들의 개수는 임의의 개수로 정해질 수 있다. 또한 상기 및 하기에서 설명되는 신호대간섭비는 신호의 품질을 나타내는 대표적인 값의 일례라는 사실에 유의하여야 한다. 따라서 신호의 품질을 판단할 수 있는 다른 적절한 형태의 값, 예를 들면, SNR(Signal-to-Noise Ratio)도 상기 신호대간섭비와 동일하게 사용될 수 있을 것이다.
도 3을 참조하면, 안테나들(301, 303, 305, 307) 각각에 신호대간섭비 측정기들(311, 313, 315, 317)이 각각 연결되어 있다. 신호대간섭비 측정기들(311, 313, 315, 317)은 각 안테나를 통해 수신되는 신호의 품질을 측정한다. 상기 신호대간섭비 측정기는 IS-856 시스템의 경우 슬롯(slot)의 전반부 및 후반부에 삽입된 버스트 파일럿(burst pilot) 채널을 통해 신호대간섭비를 측정할 수 있으며, IS-2000 시스템의 경우에는 F-PICH(Forward Pilot Channel)를 통해 신호대간섭비를 측정할 수 있다. 각 안테나 별로 측정된 신호대간섭비는 절환제어기(321)로 입력된다. 절환제어기(321)는 입력된 신호대간섭비들 가운데 가장 큰 신호대간섭비를 가지는 안테나를 최적의 안테나로 결정하며, 그 결정에 따라 절환기(323)를 최적 안테나로 절환하기 위한 절환제어신호를 출력한다. 다이버시티 기법의 적용에 따른 성능을 보장하기 위해서는, 상기 절환기(323)의 절환율(switching rate)은 적응 변조 및 부호화 방식의 적용에 따른 시간지연의 역수(reciprocal) 이상이어야 한다. 예를 들어, 적응 변조 및 부호화 방식의 적용에 따른 시간지연이 2.5msec일 경우, 절환율은 400Hz 이상이어야 한다. 절환제어기(321)로부터 출력된 절환제어신호에 따라 절환기(323)가 최상의 품질을 가지는 신호를 수신하는 최적 안테나로 절환되면, 선택된 최적 안테나를 통해 수신된 신호는 레이크 수신기(331)의 핑거들로 입력된다. 핑거들에 입력된 다중경로성분들은 복조과정을 거치게 되며, 핑거들을 거쳐 복조된 신호들은 핑거 결합기(341)에 입력된다. 핑거 결합기(341)는 상기 복조된 다중경로성분들을 다중경로결합해서 다이버시티 수신기의 후단으로 출력한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 다이버시티 수신기는 종래의 다이버시티 수신기에 비해 레이크 수신기 및 핑거 결합기의 개수가 적어도 되며 종래의 다이버시티 수신기에서 필요로 했던 안테나 다이버시티 결합기가 없어도 된다. 즉, 본 발명의 다이버시티 수신기는 종래의 다이버시티 수신기에 비해 그 구조가 매우 간단하다.
도 4는 도 3의 다이버시티 수신기에서 수행되는 절환동작 알고리즘을 도시하고 있다. 후술될 절환동작 알고리즘은 순방향 채널을 통해 연속적인 데이터 전송이 이루어지고 있으며, 수신기가 수신한 데이터를 복조하는 정상적인 상황하에서 수행된다고 가정한다. 또한, 절환제어기(321)는 그 자신의 메모리(memory)(미도시)에 안테나들(301, 303, 305, 307)의 인덱스(Index)들을 저장하고 있으며, 절환기(323)는 절환동작이 이루어지기 전에는 PREVIOUS_INDEX 변수에 이미 저장되어 있던 Index에 해당하는 안테나에 연결되어 있다고 가정한다. 이하 도 3 및 도 4를 참조하여 도 3에 도시된 다이버시티 수신기의 절환제어기(321)에 의해 수행되는 절환동작 알고리즘에 대해 설명한다.
도 3 및 도 4를 참조해서 설명하면, 410단계에서 절환제어기(321)는 신호대간섭비 측정기들(311, 313, 315, 317)을 이용하여 순방향 채널(예: F-PICH)을 통해 안테나들(301, 303, 305, 307)로 수신되는 신호들의 신호대간섭비들을 측정한 후 420단계로 진행한다. 420단계에서 절환제어기(321)는 이 측정된 신호대간섭비들에 근거하여 최상 품질의 신호 즉, 최대 신호대간섭비 값을 가지는 신호를 수신하는 최적의 안테나를 결정하고 이 최적 안테나의 인덱스를 CURRENT_INDEX라는 변수에 저장한다.
430단계에서 절환제어기(321)는 현 시점이 절환기(323)의 절환율에 해당하는 주기적 절환시점인지를 판단한다. 절환시점이 아닐 경우(430단계, 아니오), 절환기(323)는 450단계에서 현재의 연결상태 즉, PREVIOUS_INDEX에 해당하는 안테나로의 연결상태를 그대로 유지한다. 반대로 절환기 절환시점일 경우(430단계, 예), 절환제어기(321)는 440단계로 진행한다. 경우에 따라서는 이와 같은 절환시점을 판단하는 430단계가 생략된 채로 절환동작 알고리즘이 420단계에서 440단계로 바로 진행될 수도 있다.
440단계에서 절환제어기(321)는 이미 저장되어 있는 PREVIOUS_INDEX 변수값과 상기 CURRENT_INDEX 변수값을 비교하여, 절환기(322)의 절환동작이 이루어져야 할지를 판단한다. 즉, 상기 PREVIOUS_INDEX 변수값과 상기 CURRENT_INDEX 변수값이 같을 경우(440단계, 예)에는 절환제어기(321)는 절환기(323)의 절환동작이 필요하지 않다고 판단하며, 반대로 상기 PREVIOUS_INDEX 변수값과 상기 CURRENT_INDEX 변수값이 다를 경우(440단계, 아니오)에는 절환제어기(321)는 절환동작이 필요하다고 판단한다. 이와 같이 절환동작이 필요하지 않다고 판단되는 경우에는, 절환기(323)는 450단계에서 현재의 연결상태 즉, PREVIOUS_INDEX에 해당하는 안테나로의 연결상태를 그대로 유지한다. 반대로 절환동작이 필요하다고 판단되는 경우에는, 절환제어기(321)는 460단계로 진행한다.
460단계에서 절환제어기(321)는 절환기(323)를 최적 안테나로 절환하게 하는 절환제어신호를 절환기(323)로 출력해서 절환기(323)로 하여금 상기 CURRENT_INDEX 변수값에 상응하는 최적 안테나로 절환하게 한다. 그리고 나서, 절환제어기(321)는 470단계로 진행하여 상기 CURRENT_INDEX 변수값을 PREVIOUS_INDEX 변수에 새로이 저장한 후 410단계로 되돌아간다.
상술한 바와 같은 절환동작 알고리즘에 따라 레이크 수신기(331)가 안테나들(301, 303, 305, 307) 중의 하나에 연결되며, 레이크 수신기(331)는 상기 연결된 안테나를 통해 수신된 수신데이터의 복조를 위해 핑거들을 이용해서 다중경로별로 신호처리 과정을 수행한다. 신호처리에는 채널 보상 과정이 포함되며 부호분할다중접속(Code Division Multiple Access: CDMA) 시스템의 경우 월시 역확산(Walsh decovering) 과정 등이 포함된다. 그러면 핑거 결합기(341)는 핑거들의 출력값들을 결합하여 수신기 후단으로 출력한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 다이버시티 수신기는 종래의 다이버시티 수신기에 비해 매우 간단한 구조로도 다이버시티 수신동작을 성공적으로 수행할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 두 개의 안테나를 구비하며 도 4의 절환동작 알고리즘을 사용하는 다이버시티 수신기의 성능을 그래프로 도시하고 있다. 이 그래프는 무선채널의 도플러 주파수가 100Hz이며, 절환기의 절환율이 400Hz인 것으로 가정한 경우에 얻어지는 그래프이다. 도 5를 참조하면, 파선은 첫번째 안테나를 통해 수신되는 신호의 신호대간섭비를 나타내고, 실선은 두번째 안테나를 통해 수신되는 신호의 신호대간섭비를 나타낸다. 또한 굵은 실선은 도 4를 통해 설명한 절환 알고리즘에 의해 다이버시티 결합된 후의 신호대간섭비를 나타낸다. 47 ~ 49 msec 구간 및 84 ~ 85 msec 구간 등 일부 구간에서 최적의 수신안테나를 추적하지 못하는 상황이 발생함을 볼 수 있는데, 이는 절환율이 낮음으로 인해 발생하는 현상이며 절환율을 증가시켜 해결할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 다이버시티 수신 기법은 종래의 최우도결합방식을 사용하는 다이버시티 수신 기법에 비해 비교적 간단한 하드웨어(hardware) 구성만으로도 적절한 수신 성능을 얻을 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러가지 변형이 가능함은 물론이다. 예를 들면, 본 발명의 실시예에 따른 도 3의 다이버시티 수신기에서 임의의 안테나 개수 M과 임의의 핑거 개수 N에 대해서도 본 발명의 원리가 동일하게 적용될 수 있다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 다이버시티 수신 기법을 사용하게 되면 수신 단말기 모뎀의 복잡도 및 수신 단말기의 전력소모를 줄일 수 있으면서도 적응 변조 및 부호화 방식 적용시의 시간지연에 따른 이동통신시스템의 성능 열화를 상당히 극복할 수 있다. 종래 기술에 따른 다이버시티 수신기 구조에서는 각 안테나 별로 레이크 수신기가 필요하며 각 레이크 수신기는 독립적으로 수신 신호를 복조하여야 하므로 사용되는 레이크 수신기 수에 비례하여 단말기의 전력소모도 증가하게 된다. 반면, 본 발명에 따른 다이버시티 수신 기법을 사용하게 되면, 한 개의 레이크 수신기만으로도 일정 수준 이상의 다이버시티 이득을 얻을 수 있으므로, 단말기 모뎀의 복잡도 및 단말기 전력소모를 줄일 수 있다.

Claims (10)

  1. 이동통신시스템에서의 단말기의 다이버시티 수신 장치에 있어서,
    다양한 경로를 통해 전송되는 신호들을 각각 수신하는 둘 이상의 안테나들과,
    상기 둘 이상의 안테나들을 통해 수신되는 신호들 각각에 대한 신호대간섭비를 측정하는 둘 이상의 신호대간섭비 측정기들과,
    상기 둘 이상의 신호대간섭비 측정기들에 의해 측정된 신호대간섭비들 중 최대의 신호대간섭비를 가지는 최적 안테나를 상기 둘 이상의 안테나들로부터 선택하는 선택부와,
    상기 선택된 최적 안테나를 통해 수신된 신호의 다중경로성분들을 복조하는 다수의 핑거(finger)들을 가지는 레이크(RAKE) 수신기와,
    상기 복조된 다중경로성분들을 결합해서 출력하는 핑거 결합기로 구성됨을 특징으로 하는 상기 다이버시티 수신 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 선택부가,
    상기 각 신호대간섭비 측정기들로부터의 신호대간섭비들을 입력하고 최대의 신호대간섭비를 가지는 최적 안테나를 상기 둘 이상의 안테나들 중에서 선택하기 위한 절환제어신호를 발생하는 절환제어기와,
    상기 절환제어신호에 따라 상기 둘 이상의 안테나들 중에서 선택된 상기 최적 안테나를 상기 레이크 수신기에 연결시키는 절환기로 구성됨을 특징으로 하는 상기 다이버시티 수신 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 절환제어기가,
    최대의 신호대간섭비를 가지는 최적 안테나를 선택하기 위한 상기 절환제어신호를 일정 주기를 가지고 발생함을 특징으로 하는 상기 다이버시티 수신 장치.
  4. 단말기가 무선채널을 통해 전송된 신호의 품질을 측정해서 기지국으로 보고하며 기지국이 상기 측정된 신호품질에 근거하여 결정된 전송률로 데이터를 전송하는 이동통신시스템에서의 상기 단말기의 다이버시티 수신 장치에 있어서,
    다양한 경로를 통해 전송되는 신호들을 각각 수신하는 둘 이상의 안테나들과,
    상기 둘 이상의 안테나들에 각각 연결되어, 상기 둘 이상의 안테나들을 통해 수신되어지는 신호들의 신호대간섭비들을 측정하는 둘 이상의 신호대간섭비 측정기들과,
    상기 각 신호대간섭비 측정기들로부터의 신호대간섭비들을 입력하고 최대의 신호대간섭비를 가지는 최적 안테나를 상기 둘 이상의 안테나들 중에서 선택하기위한 절환제어신호를 발생하는 절환제어기와,
    상기 절환제어신호에 따라 상기 둘 이상의 안테나들 중에서 선택된 상기 최적 안테나를 상기 레이크 수신기에 연결시키는 절환기와,
    상기 선택되어 연결된 최적 안테나를 통해 수신된 신호의 다중경로성분들을 복조하는 다수의 핑거들을 가지는 레이크 수신기와,
    상기 복조된 다중경로성분들을 결합해서 출력하는 핑거 결합기로 구성됨을 특징으로 하는 상기 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 절환기의 절환율이 상기 단말기의 보고시점과 상기 기지국의 데이터 전송시점 사이의 시간차이에 따른 시간지연의 역수(reciprocal) 이상임을 특징으로 하는 상기 장치.
  6. 이동통신시스템에서의 단말기에서의 다이버시티 수신 방법에 있어서,
    둘 이상의 안테나들을 통해 수신되어지는 신호들의 신호대간섭비들을 측정하는 과정과,
    상기 둘 이상의 안테나들 중에서, 상기 측정된 신호대간섭비들 중 최대의 신호대간섭비를 가지는 신호를 수신하는 안테나를 최적 안테나로 선택하는 과정과,
    상기 선택된 최적 안테나를 통해 수신된 신호의 다중경로성분들을 복조하는 과정과,
    상기 복조된 다중경로성분들을 결합하는 과정으로 구성됨을 특징으로 하는 상기 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 최적 안테나를 선택하는 과정이,
    상기 측정된 신호대간섭비들을 비교해서 최대의 신호대간섭비를 가지는 안테나의 인덱스(index)를 제1변수의 값으로 저장하는 단계와,
    상기 제1변수의 값을 이미 연결된 안테나의 인덱스를 저장하고 있었던 제2변수의 값과 비교해서, 상기 제1변수 값이 상기 제2변수 값과 일치할 경우에는 안테나의 이전 연결상태를 그대로 유지하며, 상기 제1변수 값이 상기 제2변수 값과 일치하지 않을 경우에는 상기 제1변수 값에 상응하는 안테나로 절환하는 단계와,
    상기 제1변수 값을 제2변수에 새로이 저장한 후 상기 신호대간섭비들을 측정하는 과정으로 다시 진행하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 상기 방법.
  8. 단말기가 무선채널을 통해 전송된 신호의 품질을 측정해서 기지국으로 보고하며 기지국이 상기 측정된 신호품질에 근거하여 결정된 전송률로 데이터를 전송하는 이동통신시스템에서, 상기 단말기에서의 다이버시티 수신 방법에 있어서,
    둘 이상의 안테나들을 통해 수신되어지는 신호들의 신호대간섭비들을 측정하는 과정과,
    상기 둘 이상의 안테나들 중에서, 상기 측정된 신호대간섭비들 중 최대의 신호대간섭비를 가지는 신호를 수신하는 안테나를 최적 안테나로 선택하는 과정과,
    상기 선택된 최적 안테나를 통해 수신된 신호의 다중경로성분들을 복조하는 과정과,
    상기 복조된 다중경로성분들을 결합하는 과정으로 구성됨을 특징으로 하는 상기 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 최적 안테나를 선택하는 과정이,
    상기 측정된 신호대간섭비들을 비교해서 최대의 신호대간섭비를 가지는 안테나의 인덱스를 제1변수의 값으로 저장하는 단계와,
    상기 제1변수의 값을 이미 연결된 안테나의 인덱스를 저장하고 있었던 제2변수의 값과 비교해서, 상기 제1변수 값이 상기 제2변수 값과 일치할 경우에는 안테나의 이전 연결상태를 그대로 유지하며, 상기 제1변수 값이 상기 제2변수 값과 일치하지 않을 경우에는 상기 제1변수 값에 상응하는 안테나로 절환하는 단계와,
    상기 제1변수 값을 제2변수 값에 새로이 저장한 후 상기 신호대간섭비들을 측정하는 과정으로 다시 진행하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 상기 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 안테나로의 절환율이 상기 단말기의 보고시점과 상기 기지국의 데이터 전송시점 사이의 시간차이에 따른 시간지연의 역수 이상임을 특징으로 하는 상기 방법.
KR1020020022185A 2002-04-23 2002-04-23 이동통신시스템에서의 다이버시티 수신 장치 및 방법 KR20030083489A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020020022185A KR20030083489A (ko) 2002-04-23 2002-04-23 이동통신시스템에서의 다이버시티 수신 장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020020022185A KR20030083489A (ko) 2002-04-23 2002-04-23 이동통신시스템에서의 다이버시티 수신 장치 및 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20030083489A true KR20030083489A (ko) 2003-10-30

Family

ID=32380107

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020020022185A KR20030083489A (ko) 2002-04-23 2002-04-23 이동통신시스템에서의 다이버시티 수신 장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20030083489A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100438564B1 (ko) * 2002-10-10 2004-07-02 엘지전자 주식회사 이동 통신 단말기의 적응 변조 코딩 장치
KR100751187B1 (ko) * 2005-08-05 2007-08-22 가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키 다이버시티 수신기
WO2008088194A1 (en) * 2007-01-18 2008-07-24 Korea University Industrial & Academic Collaboration Foundation Method and apparatus for transmitting and receiving a signal in a communication system

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100438564B1 (ko) * 2002-10-10 2004-07-02 엘지전자 주식회사 이동 통신 단말기의 적응 변조 코딩 장치
KR100751187B1 (ko) * 2005-08-05 2007-08-22 가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키 다이버시티 수신기
WO2008088194A1 (en) * 2007-01-18 2008-07-24 Korea University Industrial & Academic Collaboration Foundation Method and apparatus for transmitting and receiving a signal in a communication system
KR100866615B1 (ko) * 2007-01-18 2008-11-04 고려대학교 산학협력단 통신 시스템에서 신호 송수신 방법 및 장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6701165B1 (en) Method and apparatus for reducing interference in non-stationary subscriber radio units using flexible beam selection
KR100422845B1 (ko) Cdma방식의휴대용무선송신장치
US7916810B2 (en) Parameter estimation for adaptive antenna system
TWI389485B (zh) 無線通信系統內實現空時分集增益的方法和系統
KR100211474B1 (ko) 무선 가입자 유니트에서 다이버시티 수신기 장치를 제어하기 위한 방법
US6252864B1 (en) CDMA communication apparatus and CDMA communication method
US20120314809A1 (en) Transmission method, transmission apparatus, reception method, and reception apparatus
EP1719258A1 (en) Method and apparatus for finger placement in a rake receiver
WO1994030025A1 (en) Base station receiver equipment
US20060050773A1 (en) Receiving apparatus and method for receiving and processing spread spectrum radio signals
TW200423755A (en) Cellular system with link diversity feedback
WO2009056505A1 (en) Wireless receiver with receive diversity
EP1424791A1 (en) INTERFERENCE WAVE POWER MEASUREMENT APPARATUS, TRANSMISSION POWER CONTROL APPARATUS, AND METHOD
US6529496B1 (en) TSTD transmitter for limiting transmission power of antenna and controlling method thereof for base station in mobile communication system
US8121565B2 (en) Method and apparatus for receiving data using multiple antennas in a communication system
US20080232438A1 (en) 2D Rake Receiver For Use in Wireless Communication Systems
US20080049816A1 (en) Mobile communication system using receiving apparatus and power supply control method
US6980833B1 (en) Radio communication device and transmission antenna switching method
KR20010051893A (ko) 이동무선단말장치
AU745469B2 (en) Reception method and apparatus in CDMA system
KR100504360B1 (ko) 수신기 및 수신 방법
KR20030083489A (ko) 이동통신시스템에서의 다이버시티 수신 장치 및 방법
US5983105A (en) Method and receiver implemented on the rake principle
JPH03239019A (ja) 一周波数交互通信方式におけるダイバーシチ回路
US7194265B2 (en) Method and system for determining antenna of radio base station at moving target area during handover

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination