KR20040054422A - 다이버시티 안테나의 경로지연 오프셋 보정장치 및 그운용방법 - Google Patents

다이버시티 안테나의 경로지연 오프셋 보정장치 및 그운용방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다이버시티 안테나의 각 수신경로에 의한 지연오프셋 값을 보상하여 최대의 수신이득으로 개선하는 오프셋 보정장치 및 운용방법에 관한 것이며, 다이버시티 안테나 각 요소로부터 수신되어 인가되는 신호를 코드분할다중접속방식으로 처리하여 아이 및 큐 위상신호로 출력하는 제1 및 제2 안테나선택부; 제1 안테나선택부로부터 인가되는 신호를 궤환되는 오프셋 보정값에 의하여 역확산처리하고 중복누적하며 전력값으로 변환 및 더하여 출력하는 제1 검색블록; 제2 안테나선택부로부터 인가되는 신호를 역확산처리하고 중복누적하며 전력값으로 변환 및 더하여 출력하는 제2 검색블록; 제1 검색블록으로부터 인가되는 신호를 윈도우 범위에서 전력크기가 큰 신호의 위치값을 검출 출력하는 제1 윈도우부; 제2 검색블록으로부터 인가되는 신호를 소정의 윈도우 범위에서 전력크기가 큰 신호의 위치값을 검출하여 출력하는 제2 윈도우부; 제1 윈도우부로부터 인가되는 위치값으로부터 제2 윈도우부로부터 인가되는 위치값을 빼는 값을 오프셋 보정값으로 하여 제1 검색블록에 궤환시키는 오프셋덧셈기로 이루어진 특징 등에 의하여, 다중경로 검색기를 다이어버시티 방식으로 운용할 경우 개별 검색블록으로 수신되는 다중경로 및 페이딩 신호의 경로지연 오프셋을 보상하므로써 수신이득을 제고하고, 통신감도 증가 및 신호 오류발생이 줄어들므로, 사용자로부터 신뢰도가 제고되는 효과가 있다.

Description

다이버시티 안테나의 경로지연 오프셋 보정장치 및 그 운용방법{A REVISION DEVICE AND A METHOD OF PATH DELAY OFFSET FOR DIVERSITY ANTENNA SYSTEM}
본 발명은 코드분할다중접속(CDMA) 방식 이동통신 기지국시스템의 다이버시티(DIVERSITY) 안테나 수신성능 개선장치에 관한 것으로, 특히 각 수신경로의 지연(DELAY) 오프셋을 보상하여 최대의 수신이득을 얻도록 개선하는 경로지연 오프셋 보정장치 및 운용방법에 관한 것이다.
상기 코드분할다중접속(CDMA) 방식 이동통신시스템은, 제한된 무선 주파수 자원을 다수 휴대단말기(UE: USER EQUIPMENT)가 동시에 점유하여 통신에 이용하도록 하는 방식으로써, 동일한 주파수 채널(FA)을 다수 휴대단말기(UE)가 코드로 분할 확산된 신호를 이용하여 동시 통신하도록 하는 기술이며, 상기 다수 휴대단말기가 동일한 주파수를 동시에 이용하므로 상호간에 간섭이 발생하는 문제점을 해결하기 위하여 기지국에서 동일한 신호대잡음비(SNR)로 수신되도록 제어하는 동시에 각 휴대단말기가 최소 출력전력을 발생하도록 제어한다.
상기 휴대단말기(UE)로부터 출력되는 무선신호는 이동통신 기지국(BS: BASE STATION)과 무선접속하여 전송되고 그 반대 방향으로도 전송되는 것으로써, 상기와 같은 휴대단말기(UE)와 기지국(BS) 사이에 방해물이 없는 경우는, 직접경로를 통하여 전달되지만, 건물, 언덕, 숲, 간판 등과 같은 다양한 종류의 방해물이 있는 경우는 간접경로 또는 반사경로를 통하여 전달된다.
특히, 도심(URBAN)과 같이 건물이 숲을 이루는 동시에 건물 내부 및 지하생활구간 등에서는 주변 모든 시설물이 방해물이므로, 직접경로가 전혀 없고 다수 방해물에 의하여 중복 반사되는 신호가 수신되고, 상기와 같이 중복 반사되는 경우는 동일한 신호가 다수 경로(MULTI-PATH) 또는 페이딩(FADING)을 통하여 전송되는 경로의 길이에 차이가 있으며 전송지연이 발생하는 동시에 각각의 경로길이에 의하여 감쇄되므로 상이한 크기 또는 레벨로 수신된다.
상기와 같이 휴대단말기(UE)로부터 미약한 전력으로 출력되고, 다중경로(MULTI-PATH)를 통하여 각각 감쇄되는 동시에 지연되어 수신되는 신호를 최대한의 큰 이득(GAIN)으로 수신하기 위한 것이 다이버시티(DIVERSITY) 안테나 시스템이다.
상기 다이버시티 안테나는 다수의 안테나 요소(ELEMENT)를 파장(λ)의 배수 간격으로 배열하고, 각 안테나 요소는 다중경로를 통하여 전송되는 신호를 각각 수신하며, 상기 각각 수신한 신호의 에너지를 더하므로써 높은 안테나 이득을 얻도록 하는 안테나 시스템이며, 일반적으로 2개 안테나 요소에 의한 구성을 많이 사용하고, 각 안테나 요소는 독립된 경로에 의하여 각각의 수신신호를 검출하므로, 상기 각 경로 단위로 전송 지연(DELAY)에 의한 신호의 수신 타이밍 오프셋(OFFSET)이 발생한다.
상기와 같은 다이버시티 안테나는, 각 안테나 요소에 의한 수신경로 또는 검색블록(SEARCHER BLOCK)을 통하여 수신되는 신호의 오프셋 값이 무시할 수 있다는 가정하에 더(ADD)해진 신호가 사용되고 있으나, 다중경로(MULTI-PATH) 또는페이딩(FADING)에 의한 각 경로의 오프셋 차이가 커지는 경우, 다이버시티 안테나 이득(GAIN)이 떨어지는 문제를 해결할 필요가 있다.
이하, 종래 기술에 의한 다이버시티 안테나 수신장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
종래 기술을 설명하기 위하여 첨부된 것으로, 도1 은 종래 기술에 의한 다이버시티 안테나 수신장치 기능 구성도 이다.
상기 도1을 참조하면, 종래 기술에 의한 다이버시티 안테나 수신장치는, 안테나 요소 A로부터 수신되는 신호를 인가받고, 코드분할다중접속(CDMA) 방식으로 처리하여 확산(SPREADING)된 I 위상(PHASE) 신호(rA I)와 Q 위상(PHASE) 신호(rA Q)로 분리하여 각각 출력하는 제1 안테나선택부(10)와,
상기 제1 안테나선택부(10)로부터 인가되는 확산된 I 위상(PHASE) 신호(rA I)와 Q 위상(PHASE) 신호(rA Q)를 입력하고, 상기 입력된 수신신호의 고유한 스크램블 코드(SCRAMBLE CODE)와 파일롯 패턴(PILOT PATTERN)을 곱하여 역확산(DESPREADING)에 의한 복조신호로 각각 출력하는 제1 역확산부(21)와,
상기 제1 역확산부(21)로부터 역확산되어 출력되는 I 위상(PHASE) 신호(rA I)와 Q 위상(PHASE) 신호(rA Q)를 각각 입력하고, 파일롯 심벌(N-PILOT)에 의하여 코히어런트(COHERENT)하게 중복 누적(ACCUMULATION)하므로써 수신신호의 크기를 크게하여 출력하는 제1 아이누적기(22) 및 제1 큐누적기(23)와,
상기 제1 아이누적기(22) 및 제1 큐누적기(23)로부터 각각 출력되는 신호를 입력하고 자승(SQUARE)하여 전력값의 신호로 출력하는 제1 아이전력기(24) 및 제1 큐전력기(25)와,
상기 제1 아이전력기(24) 및 제1 큐전력기(25)로부터 각각 출력되는 전력 신호를 더하여 출력(EA)하는 제1 덧셈기(26)와,
안테나 요소 B로부터 수신되는 신호를 처리하는 것으로써 상기와 동일한 기능으로 작용하는 제2 안테나선택부(10')와, 제2 역확산부(21')와, 제2 아이누적기(22')와, 제2 큐누적기(23')와, 제2 아이덧셈기(24')와, 제2 큐덧셈기(25')와, 제2 덧셈기(26')와,
상기 제1 덧셈기(26)로부터 출력되는 전력신호(EA)와 제2 덧셈기로부터 출력되는 전력신호(EB)를 더하여 출력(ETOTAL)하는 제3 덧셈기로 이루어져 구성된다.
상기 제1 역확산부(21)와, 제1 아이누적기(22)와, 제1 큐누적기(23)와, 제1 아이덧셈기(24)와, 제1 큐덧셈기(25)와, 제1 덧셈기(26)로 이루어지는 것을 제1 검색블록(20)이라고 하고, 또한, 상기 제2 역확산부(21')와, 제2 아이누적기(22')와, 제2 큐누적기(23')와, 제2 아이덧셈기(24')와, 제2 큐덧셈기(25')와, 제2 덧셈기(26')로 이루어지는 것을 제2 검색블록(20')이라 한다.
이하, 상기와 같은 구성의 종래 기술에 의한 다이버시티 안테나 수신장치를첨부된 도1을 참조하여 상세히 설명한다.
상기 다이버시티 안테나 요소 A를 통하여 수신된 코드분할다중접속(CDMA) 방식 신호는 제1 안테나선택부(10)에 인가되고, 상기 다이버시티 안테나 요소 B를 통하여 수신된 코드분할다중접속(CDMA) 방식 신호는 제2 안테나선택부(10')에 인가되어 각각 I 위상 신호와 Q 위상의 신호로 분리되어 출력(rA I,rA Q,rB I,rB Q)된다.
상기와 같이 제1 안테나선택부(10)로부터 출력된 신호(rA I,rA Q)는 제1 검색블록(20)에 인가되어 처리되고, 제2 안테나선택부(10')로부터 출력된 신호(rB I,rB Q)는 제2 검색블록(20')에 인가되어 처리되는 것으로써, 상기 제1 안테나선택부(10)와 제1 검색블록(20)은 안테나 A로부터 수신된 신호를 독립적인 경로로써 해당 처리하고, 상기 제2 안테나선택부(10')와 제2 검색블록(20')은 안테나 B로부터 수신된 신호를 독립적인 경로로써 해당 처리하며, 그 기능 및 구성은 동일하다.
상기와 같이 동일한 구성을 중복 설명하지 않기 위하여, 일 예로, 상기 안테나 A에 의한 경로를 위주로 하여 설명한다.
상기 제1 안테나선택부(10)로부터 인가된 신호(rA I,rA Q)는 제1 검색블록(20)의 제1 역확산부(21)에 인가되어 상기 수신된 신호의 해당 고유 스크램블 코드 및 파일롯 패턴과 곱해지므로써 역확산되고 복조되어 각각 출력된다.
상기 각각 출력되는 신호는 해당되는 제1 아이누적기(22)와 제1큐누적기(23)에 각각 인가되어 파일롯 심벌(N-PILOT)에 의하여 코히어런트하게 중복누적되어 크기가 커지고, 상기 제1 아이전력기(24)와 제1 큐전력기(25)에 각각 인가되어, 자승(SQUARE)되므로써 전력(POWER)값으로 변환되어 각각 출력되며, 상기와 같이 제1 아이전력기(24)와 제1 큐전력기(25)로부터 출력되는 각각의 전력값은 제1 덧셈기(26)에 의하여 더해져서, 상기 다이버시티 안테나 요소 A에 의하여 수신된 다중경로 신호의 전력값(EA)으로 출력된다.
상기와 동일하며 독립된 경로에 의하여 처리되는 것으로써, 안테나 요소 B에 의하여 수신된 다중경로 신호의 경우에도, 상기 제2 안테나선택부(10')와 제2 검색블록(20')을 통하여 처리되고 상기 제2 덧셈기(26')를 통하여 해당 전력값(EB)으로 출력된다.
상기와 같이 제1 덧셈기(26)와 제2 덧셈기(26')로부터 각각 출력되는 수신신호의 전력신호는 제3 덧셈기(30)에 의하여 더해지므로써 안테나 수신 이득이 높아진 상태로 출력된다.
상기와 같이 안테나 요소 A와 안테나 요소 B에 의하여 각각 독립적으로 처리된 신호는 경로지연에 의한 차이가 동일 셀 안에서 각각의 수신안테나로 수신되는 신호의 타이밍 옵셋은 1/8 칩(CHIP) 이하인 것으로 가정할 수 있다.
이때, 내부 지연을 1/8 칩으로 가정하는 경우, 전체 지연이 1/4 칩이고, 검색기능의 분해능력(RESOLUTION)이 1/2 칩 인 경우, 상기 A경로에 의한 신호와 B 경로에 의한 신호를 합하여 이득을 높이고 해당 신호를 검색할 수 있다.
그러나, 실제 무선전송 환경에서는 다중경로의 환경이 더욱 복잡하여 지고, 경로의 지연이 커지므로, 일 실험 예로, A 경로와 B 경로의 지연오차가 1 내지 2 칩 단위를 보이는 경우가 있으며, 상기와 같이 각 경로의 지연 오차가 큰 경우는 다이버시티 안테나의 수신이득이 크게 줄어드는 문제가 있다.
본 발명은 다이버시티 안테나의 각 경로가 수신처리한 신호의 최대 전력 위치정보를 연산처리하여 궤환하므로써 각 경로의 오프셋 차이값을 보상하므로써 지연오프셋 값의 차이를 최소로 하는 장치 및 방법을 제공하는 것이 그 목적이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은, 다이버시티 안테나 요소로부터 각각 수신되어 각각 인가되는 신호를 코드분할다중접속방식으로 처리하여 아이 위상신호와 큐 위상신호로 각각 출력하는 제1 및 제2 안테나선택부와; 상기 제1 안테나선택부로부터 인가되는 신호를 궤환되는 오프셋 보정값에 의하여 역확산처리하고 중복누적하며 전력값으로 변환 및 더하여 출력하는 제1 검색블록과; 상기 제2 안테나선택부로부터 인가되는 신호를 역확산처리하고 중복누적하며 전력값으로 변환 및 더하여 출력하는 제2 검색블록과; 상기 제1 검색블록으로부터 인가되는 신호를 소정의 윈도우 범위에서 가장 전력크기가 큰 신호의 위치값을 검출하여 출력하는 제1 윈도우부와; 상기 제2 검색블록으로부터 인가되는 신호를 소정의 윈도우 범위에서 가장 전력크기가 큰 신호의 위치값을 검출하여 출력하는 제2 윈도우부와; 상기 제1 윈도우부로부터 인가되는 위치값으로부터 상기 제2 윈도우부로부터 인가되는 위치값을 빼는 연산결과 값을 오프셋 보정값으로 하여 상기 제1 검색블록에 궤환시키는 오프셋덧셈기로 이루어진 특징이 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은, 다이버시티 안테나가 코드분할다중접속방식의 신호를 수신하는지 계속 판단하는 제1 과정과; 상기 과정에서 판단하여 신호를 수신하는 경우, 에이경로와 비경로로 각각 독립적인 해당 수신처리하여 전력신호로 출력하는 제2 과정과; 상기 과정에 의한 에이경로와 비경로 검출신호의 최대전력 위치정보값을 검출하는 제3 과정과; 상기 과정에서 검출된 에이경로의 위치정보값으로부터 비경로 위치정보값을 빼어 오프셋 보정값으로 설정하는 제4 과정과; 상기 과정에서 설정된 오프셋 보정값을 에이경로 검색블록에 궤환 입력시키는 제5 과정과; 다이버시티 안테나로부터 코드분할다중접속방식 신호가 계속 수신되는지 판단하고, 계속 수신되는 경우는 상기 제2 과정으로 궤한하며 수신되지 않는 경우는 종료과정으로 진행하는 제6 과정으로 이루어진 특징이 있다.
도1 은 종래 기술에 의한 다이버시티 안테나 수신장치 기능 구성도 이고,
도2 는 본 발명에 의한 다이버시티 안테나 경로지연 오프셋 보정장치 기능 구성도 이며,
도3 은 본 발명에 의한 다이버시티 안테나의 경로지연 오프셋 장치 운용방법 순서도 이다.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 **
10,100 : 제1 안테나선택부 10',105: 제2 안테나선택부
20,200 : 제1 검색블록 20',205 : 제2 검색블록
21,210 : 제1 역확산부 21',215 : 제2 역확산부
22,220 : 제1 아이위상기 23,230 : 제1 큐위상기
22',225 : 제2 아이위상기 23',235 : 제2 큐위상기
24,240 : 제1 아이전력기 25,250 : 제1 큐전력기
24',245 : 제2 아이전력기 25',255 : 제2 큐전력기
26,260 : 제1 덧셈기 26',265 : 제2 덧셈기
30 : 제3 덧셈기 300 : 오프셋덧셈기
410 : 제1 윈도우부 420 ; 제2 윈도우부
이하, 본 발명에 의한 다이버시티 안테나의 오프셋 보정장치 및 그 운용방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명을 설명하기 위하여 첨부된 것으로, 도2 는 본 발명에 의한 다이버시티 안테나의 경로지연 오프셋 보정장치 기능 구성도 이며, 도3 은 본 발명에 의한 다이버시티 안테나의 경로지연 오프셋 장치 운용방법 순서도 이다.
상기 도2를 참조하면, 본 발명에 의한 다이버시티 안테나 경로지연 오프셋 보정장치는, 다이버시티(DIVERSITY) 안테나 요소(ELEMENT)로부터 각각 수신되어 각각 인가되는 신호를 코드분할다중접속(CDMA) 방식으로 처리하여 아이(I) 위상신호와 큐(Q) 위상신호로 각각 분리하여 출력하는 제1 및 제2 안테나선택부(100,105)와,
상기 제1 안테나선택부(100)로부터 인가되는 신호를 궤환되는 오프셋 보정값에 의하여 역확산처리를 시작하고 중복누적하며 전력값으로 변환 및 더하여 출력하는 것으로써, 상기 제1 안테나선택부(100)로부터 인가되는 아이위상(I PHASE)의 신호와 큐위상(Q PHASE)의 신호를 해당 고유의 스크램블 코드(SCRAMBLE CODE)와 파일롯 패턴(PILOT PATTERN)으로 곱하여 출력하는 동시에 후술하는 오프셋덧셈기로부터 인가되는 오프셋 보정값에 의하여 곱하기 시작하므로써 역확산(DESPREADING)되어 복조된 아이위상 및 큐위상의 신호를 각각 출력하는 제1 역확산부(210); 상기 제1 역확산부(210)로부터 인가되는 아이위상의 신호를 파일롯 심벌(N-PILOT)에 의하여 중복 누적(ACCUMULATION)하므로써 입력되는 디지털 신호의 크기를 크게하여 출력하는 제1 아이누적기(220); 상기 제1 역확산부(210)로부터 인가되는 큐위상의 신호를 파일롯 심벌(N-PILOT)에 의하여 중복 누적(ACCUMULATION)하므로써 입력되는 디지털 신호의 크기를 크게하여 출력하는 제1 큐누적기(230); 상기 제1 아이누적기(220)로부터 인가되는 신호를 자승(SQUARE)처리하여 전력신호(POWER SIGNAL)로 변환 출력하는 제1 아이전력기(240); 상기 제1 큐누적기(230)로부터 인가되는 신호를 자승(SQUARE)처리하여 전력신호로 변환 출력하는 제1 큐전력기(250); 상기 제1 아이전력기(240)와 제1 큐전력기(250)로부터 각각 출력되는 전력신호를 더하여 제1전력값(EA)으로 출력하는 제1 덧셈기(260)로 이루어진 제1 검색블록(200)과,
상기 제2 안테나선택부(105)로부터 인가되는 신호를 역확산처리하고 중복누적하며 전력값으로 변환 및 더하여 출력하는 것으로써, 상기 제2 안테나선택부(105)로부터 인가되는 아이위상(I PHASE)의 신호와 큐위상(Q PHASE)의 신호를 해당 고유의 스크램블 코드와 파일롯 패턴으로 곱하므로써 역확산되어 복조된 아이위상 및 큐위상의 신호를 각각 출력하는 제2 역확산부(215); 상기 제2 역확산부(215)로부터 인가되는 아이위상의 신호를 파일롯 심벌(N-PILOT)에 의하여 중복 누적(ACCUMULATION)하므로써 입력되는 디지털(DIGITAL) 신호의 크기를 크게하여 출력하는 제2 아이누적기(225); 상기 제2 역확산부(215)로부터 인가되는 큐위상의 신호를 파일롯 심벌(N-PILOT)에 의하여 중복 누적(ACCUMULATION)하므로써 입력되는 디지털 신호의 크기를 크게하여 출력하는 제2 큐누적기(235); 상기 제2 아이누적기(225)로부터 인가되는 신호를 자승(SQUARE)처리하여 전력신호로 변환 출력하는 제2 아이전력기(245); 상기 제2 큐누적기(235)로부터 인가되는 신호를 자승(SQUARE)처리하여 전력신호로 변환 출력하는 제2 큐전력기(255); 상기 제2 아이전력기(245)와 제2 큐전력기(255)로부터 각각 출력되는 전력신호를 더하여 제2 전력값(EB)으로 출력하는 제2 덧셈기(265)로 이루어진 제2 검색블록(205)과,
상기 제1 검색블록(200)으로부터 인가되고 다중경로에 의한 각 경로로부터 인가되는 신호의 전력(EA)으로부터, 소정 크기의 윈도우(WINDOW) 범위에서 가장 전력크기가 큰 신호의 위치값(αA)을 검출하여 출력하는 제1 윈도우부(410)와,
상기 제2 검색블록(205)으로부터 인가되고 다중경로에 의한 각 경로로부터 인가되는 신호의 전력(EB)으로부터, 소정 크기의 윈도우(WINDOW) 범위에서 가장 전력크기가 큰 신호의 위치값(αB)을 검출하여 출력하는 제2 윈도우부(420)와,
상기 제1 윈도우부(410)로부터 인가되는 위치값(αA)으로부터 상기 제2 윈도우부(420)로부터 인가되는 위치값(αB)을 빼는 연산결과(Δ = αA- αB)값을 오프셋(OFFSET) 보정값(REVISION VALUE)으로하여 상기 제1 검색블록(200)의 제1 역확산부(210)에 궤환시키는 오프셋덧셈기(300)로 구성된다.
또한, 상기 도3을 참조하면, 본 발명에 의한 다이버시티 안테나 오프셋 보정장치 운용방법은, 다이버시티(DIVERSITY) 안테나가 코드분할다중접속(CDMA) 방식의 신호를 수신하는지 계속 판단하는 제1 과정(S10)과,
상기 제1 과정(S10)에서 판단하여 코드분할다중접속 방식 신호를 수신하는 경우, 상기 다이버시티 안테나를 구성하는 요소(ELEMENT) 중에서, 안테나 에이(ANTENNA A)에 의한 에이경로(A PATH)와 안테나 비(ANTENNA B)에 의한 비경로(B PATH)로 구분하여 각각 독립적인 회로구성으로 해당 수신처리하여 전력신호로 출력하는 제2 과정(S20)과,
상기 제2 과정(S20)에 의한 에이경로(A PATH)와 비경로(B PATH)에서 각각 검출하는 다중경로 신호 중에서, 최대전력을 갖는 경로의 위치정보값(αA,αB)을 각각 검출하는 제3 과정(S30)과,
상기 제3 과정(S30)에서 검출된 에이경로(A PATH)의 위치정보값(αA)으로부터 비경로(B PATH) 위치정보값(αB)을 빼어 오프셋 보정값(OFFSET REVISION VALUE)으로 설정하는 제4 과정(S40)과,
상기 제4 과정(S40)에서 설정된 오프셋 보정값을 에이경로(A PATH) 검색블록인 제1 검색블록(200)의 제1 역확산부(210)에 궤환(FEEDBACK) 입력시키는 제5 과정과,
다이버시티 안테나로부터 코드분할다중접속(CDMA) 방식 신호가 계속 수신되는지 판단하고, 계속 수신되는 경우는 상기 제2 과정(S20)으로 궤환(FEEDBACK)시킴으로써, 오프셋 보정값만큼 보정하여 역확산(DESPREADING)의 시작점을 조정하며, 상기 코드분할다중접속(CDMA) 방식 신호가 수신되지 않는 경우는 종료과정으로 진행하는 제6 과정(S60)으로 이루어져 구성된다.
이하, 상기 첨부된 도2 및 도3을 참조하여, 본 발명에 의한 다이버시티 안테나의 오프셋 보정장치 및 그 운용방법을 상세히 설명한다.
다이버시티 안테나 시스템(DIVERSITY ANTENNA SYSTEM)은 많은 방해물에 의하여 다중경로(MULTIPATH)로 전송되는 신호 또는 원거리로부터 전송되어 페이딩(FADING)이 발생하는 신호를 수신하기에 적합한 것으로써 다수의 안테나 요소(ELEMENT)를 파장(λ) 간격으로 배치하는 것으로써, 상기 다이버시티 안테나를 구성하는 안테나 요소 A와 안테나 요소 B로부터 각각 인가되는 신호를 코드분할다중방식으로 처리하여 I 위상의 신호와 Q 위상의 신호로 각각 출력하는 제1 및 제2안테나선택부(100,105)의 신호는 제1 및 제2 검색블록(200,205)을 구성하는 각각의 제1 및 제2 역확산부(210,215)에 인가되어 PN 코드를 구성하는 스크램블 코드(SCRAMBLE CODE) 및 파일롯 패턴(PILOT PATTERN)과 곱해지므로써 역확산(DESPREADING)되어 복조신호로써 출력한다.
상기와 같이 역확산되어 출력되는 신호는 각각의 누적기(220,230,225,235)에 인가되고 파일롯 심벌(N-PILOT)에 의하여 코히어런트(COHERENT)하게 더해짐으로써 중복누적되어 입력되는 디지털(DIGITAL) 신호의 크기를 크게하여 출력하며, 상기 각각의 전력기(240,250,245,255)에 의하여 자승(SQUARE)처리되므로써, 각각의 전력(POWER)값으로 변환되어 출력되고, 각각 해당되는 제1 및 제2 덧셈기(260,265)에 의하여 더해져서 제1 전력값(EA)과 제2 전력값(EB)으로 각각 출력된다.
상기 제1 검색블록(200)과 제2 검색블록(205)은 독립적인 회로구성으로 이루어지며, 각각 독립적으로 해당 처리를 하므로써, 상기 제1 전력값(EA)과 제2 전력값(EB)은 서로 코리레이션(CORRELATION)이 없는 독립된 신호이다.
상기 제1 검색블록(200)과 제2 검색블록(205)으로부터 각각 출력되는 것으로써 다중경로를 통하여 수신되는 각각의 신호들은 제1 윈도우부(410)와 제2 윈도우부(420)에 의하여 가장 전력레벨이 높은 위치정보(αA,αB)가 각각 검색되어 오프셋덧셈기(300)에 인가되고, 상기 오프셋덧셈기(300)는 각각 독립된 위치정보(αA,αB) 신호를 출력한다.
즉, 상기 오프셋덧셈기(300)는, 제1 윈도우부(410)로부터 검색되어 인가된 위치정보(αA)로부터 제2 윈도우부(420)로부터 검색되어 인가되는 위치정보(αB)를 빼어낸 결과의 보정된 위치정보(Δ= αA- αB)를 상기 제1 검색블록(200)의 제1 역확산부(210)에 인가한다.
상기와 같이 보정된 위치정보 (Δ= αA- αB)를 인가받은 상기 제1 역확산부(210)는 다이버시티 안테나 요소 에이(A)로부터 수신되어 인가되는 다중경로 신호들을 역확산(DESPREADING) 하는 시작점을, 상기 오프셋덧셈기(300)로부터 인가되는 오프셋 보정값만큼 역확산 시작점을 보정하여 역확산 시작 및 출력하고, 해당 제1 아이 및 큐누적기(220,230)와 해당 제1 아이 및 큐전력기(240,250)와 제1 덧셈기(260)에 의하여 처리되고 출력된다.
상기와 같이 오프셋이 보정된 제1 검색블록(200)의 출력신호는, 상기 제1 윈도우부(410)에 의하여 검색이 시작되는 윈도우(WINDOW)의 시작점이 바뀌게 되어, 결과적으로 다음 순서에 의하여 검색되는 다중경로 또는 페이딩에 의하여 수신되는 다수 경로의 신호들 중에서 최대 전력 신호의 위치정보가 허용오차 범위 이내에서 동일하게 검출되므로써, 상기 A 경로를 통하여 출력되고 검출되는 신호와 B 경로를 통하여 출력되고 검출되는 신호를 더하여 얻어지는 신호는, 높은 이득으로 얻게 된다.
따라서, 일 예로, 상기 제1 검색블록(200)과 제2 검색블록(205)으로부터 각각 출력되는 신호를 상기 오프셋덧셈기(300)에서 해당 덧셈 산출하여 1 칩 내지 2칩(CHIP) 단위의 경로지연 오프셋을 보정하고 상기 제1 검색블록에서 보정하므로써, 다이버시티 안테나의 높은 이득(GAIN)을 얻게 된다.
상기와 같은 본 발명의 다이버시티 안테나 오프셋 보정장치를 운용하는 방법은, 상기 코드분할다중접속 방식 신호가 수신되는 경우(S10), 안테나 요소 A와 B가 각각 수신한 다중경로 및 페이딩 신호를, 각각 독립된 회로로 이루어지는 제1 및 제2 안테나선택부(100,105)와 해당 제1 및 제2 검색블록(200,205)에서 수신하고 해당 처리에 의하여 전력신호로 출력한다(S20).
상기와 같이 출력되는 신호는, 제1 윈도우부(410)와 제2 윈도우부(420)에서 각각 최대 전력을 갖는 경로 신호의 위치정보를 검출하고(S30), 상기 오프셋덧셈기(300)에 인가되어 A 경로에 의하여 검출된 최대전력 신호의 위치정보값으로부터 B 경로에 의하여 검출된 최대전력 신호의 위치정보값을 빼내어 오프셋 보정값을 산출하고(S40), 상기와 같이 산출된 오프셋 보정값은 A 경로를 구성하는 제1 검색블록(200)에 궤환 인가하므로써, 상기 제1 역확산부(210)에서 다중경로 또는 페이딩 신호의 역확산하는 시작점 위치를 조정하며(S50), 상기 다이버시티 안테나를 통하여 코드분할다중접속 방식 신호가 계속 수신되는 경우는 상기 제2 과정(S20)으로 궤환하여 상기와 같은 과정들을 반복하도록 하고, 수신되지 않는 경우는 종료과정으로 진행한다(S60).
따라서, 본 발명은, 다이버시티 안테나에 의하여 수신되는 다중경로 신호 및 페이딩 신호를 상기와 같은 처리하여, 각 안테나 요소 마다 약 1 내지 2 칩 단위로 경로지연의 차이가 발생하는 것을 오프셋 보정하므로써, 허용오차 범위 이내에서동일한 신호가 수신되어 검출되도록 하고, 상기와 같이 검출된 신호가 더해져서 안테나 이득을 높이도록 한다.
상기와 같은 구성의 본 발명은, 다수의 안테나 요소로 이루어지는 다이버시티 안테나에서 각 안테나 요소가 수신하는 다중경로 및 페이딩 신호의 경로지연 값을 오프셋 보상하므로써 수신이득을 제고하는 공업적 이용효과가 있다.
또한, 다중경로 및 페이딩 신호를 높은 이득으로 수신하여 처리하므로써, 통신감도가 높아지고, 통신신호의 오류발생이 줄어들므로, 사용자로부터 신뢰도가 제고되는 사용상 편리한 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 다이버시티 안테나 요소로부터 각각 수신되어 각각 인가되는 신호를 코드분할다중접속방식으로 처리하여 아이 위상신호와 큐 위상신호로 각각 출력하는 제1 및 제2 안테나선택부와,
    상기 제1 안테나선택부로부터 인가되는 신호를 궤환되는 오프셋 보정값에 의하여 역확산처리 시작하고 중복누적하며 전력값으로 변환 및 더하여 출력하는 제1 검색블록과,
    상기 제2 안테나선택부로부터 인가되는 신호를 역확산처리하고 중복누적하며 전력값으로 변환 및 더하여 출력하는 제2 검색블록과,
    상기 제1 검색블록으로부터 인가되는 신호를 소정의 윈도우 범위에서 가장 전력크기가 큰 신호의 위치값을 검출하여 출력하는 제1 윈도우부와,
    상기 제2 검색블록으로부터 인가되는 신호를 소정의 윈도우 범위에서 가장 전력크기가 큰 신호의 위치값을 검출하여 출력하는 제2 윈도우부와,
    상기 제1 윈도우부로부터 인가되는 위치값으로부터 상기 제2 윈도우부로부터 인가되는 위치값을 빼는 연산결과 값을 오프셋 보정값으로 하여 상기 제1 검색블록에 궤환시키는 오프셋덧셈기로 이루어진 구성을 특징으로 하는 다이버시티 안테나의 경로지연 오프셋 보정장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 제1 검색블록은,
    상기 제1 안테나선택부로부터 인가되는 아이위상의 신호와 큐위상의 신호를 해당 고유의 스크램블 코드와 파일롯 패턴으로 곱하여 출력하는 동시에 상기 오프셋덧셈기로부터 인가되는 오프셋 보정값에 의하여 곱하기 시작하므로써 역확산되어 복조된 아이위상 및 큐위상의 신호를 각각 출력하는 제1 역확산부와,
    상기 제1 역확산부로부터 인가되는 아이위상의 신호를 파일롯 심벌에 의하여 중복 누적하므로써 크기를 크게하여 출력하는 제1 아이누적기와,
    상기 제1 역확산부로부터 인가되는 큐위상의 신호를 파일롯 심벌에 의하여 중복 누적하므로써 크기를 크게하여 출력하는 제1 큐누적기와,
    상기 제1 아이누적기로부터 인가되는 신호를 자승 처리하여 전력신호로 변환 출력하는 제1 아이전력기와,
    상기 제1 큐누적기로부터 인가되는 신호를 자승 처리하여 전력신호로 변환 출력하는 제1 큐전력기와,
    상기 제1 아이전력기와 제1 큐전력기로부터 각각 출력되는 전력신호를 더하여 출력하는 제1 덧셈기로 이루어져 구성되는 것을 특징으로 하는 다이버시티 안테나의 경로지연 오프셋 보정장치.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 제2 검색블록은,
    상기 제2 안테나선택부로부터 인가되는 아이위상의 신호와 큐위상의 신호를 해당 고유의 스크램블 코드와 파일롯 패턴으로 곱하므로써 역확산되어 복조된 아이위상 및 큐위상의 신호를 각각 출력하는 제2 역확산부와,
    상기 제2 역확산부로부터 인가되는 아이위상의 신호를 파일롯 심벌에 의하여 중복 누적하므로써 크기를 크게하여 출력하는 제2 아이누적기와,
    상기 제2 역확산부로부터 인가되는 큐위상의 신호를 파일롯 심벌에 의하여 중복 누적하므로써 크기를 크게하여 출력하는 제2 큐누적기와,
    상기 제2 아이누적기로부터 인가되는 신호를 자승 처리하여 전력신호로 변환 출력하는 제2 아이전력기와,
    상기 제2 큐누적기로부터 인가되는 신호를 자승 처리하여 전력신호로 변환 출력하는 제2 큐전력기와,
    상기 제2 아이전력기와 제2 큐전력기로부터 각각 출력되는 전력신호를 더하여 출력하는 제2 덧셈기로 이루어져 구성되는 것을 특징으로 하는 다이버시티 안테나의 경로지연 오프셋 보정장치.
  4. 상기 제1 항에 있어서, 상기 오프셋덧셈기는,
    상기 제1 윈도우부로부터 검출되어 인가되는 최대전력의 위치정보값으로부터 상기 제2 윈도우부로부터 검출되어 인가되는 최대전력의 위치정보값을 뺀 값을 오프셋 보정값으로써, 상기 제1 검색블록의 역확산부에 궤환하는 구성을 특징으로 하는 다이버시티 안테나의 경로지연 오프셋 보정장치.
  5. 다이버시티 안테나가 코드분할다중접속방식의 신호를 수신하는지 계속 판단하는 제1 과정과,
    상기 과정에서 판단하여 신호를 수신하는 경우, 에이경로와 비경로의 신호를 각각 독립적인 회로구성으로 해당 수신처리하여 전력신호로 출력하는 제2 과정과,
    상기 과정에 의한 에이경로와 비경에서 각각 검출하는 다중경로 신호 중에서 최대전력을 갖는 경로의 위치정보값을 검출하는 제3 과정과,
    상기 과정에서 검출된 에이경로의 위치정보값으로부터 비경로 위치정보값을 빼어 오프셋 보정값으로 설정하는 제4 과정과,
    상기 과정에서 설정된 오프셋 보정값을 에이경로 검색블록에 궤환 입력시키는 제5 과정과,
    다이버시티 안테나로부터 코드분할다중접속방식 신호가 계속 수신되는지 판단하고, 계속 수신되는 경우는 상기 제2 과정으로 궤한하며 수신되지 않는 경우는 종료과정으로 진행하는 제6 과정으로 이루어져 구성되는 것을 특징으로 하는 다이버시티 안테나의 경로지연 오프셋 보정장치 운용방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제5 과정은, 보정값을 오프셋 보정값으로써 에이경로 검색블록의 해당 역확산부에 궤환 입력하여 역확산 시작점을 조정하는 것을 특징으로 하는 다이버시티 안테나의 경로지연 오프셋 보정장치 운용방법.
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