KR20050043840A

KR20050043840A - Bandwidth efficient transmission of space diversity signal at cdma repeater

Info

Publication number: KR20050043840A
Application number: KR1020050031754A
Authority: KR
Inventors: 홍동호; 정기혁
Original assignee: 홍동호
Priority date: 2005-04-18
Filing date: 2005-04-18
Publication date: 2005-05-11

Abstract

본 발명은 CDMA이동통신의 CDMA중계장치에서 상향링크 용량을 증가 시키기 위하여 사용하는 상향링크 수신 다이버시티(Diversity)의 전송장치에 관한 것이다. 본 발명은, 공간 다이버시티를 사용하는 CDMA 시스템에 있어서, 상향링크 다이버시티 신호에 한 칩 이상의 인위적인 시간지연을 주어 상향링크 메인 신호와 가산하여 전송함으로써, 상기한 신호들을 전송하는데 소요되는 데이터 레이트(data rate)가 감소되어 전송밴드폭을 효율적으로 사용하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a transmission apparatus for uplink reception diversity used to increase uplink capacity in a CDMA relay apparatus of a CDMA mobile communication. According to the present invention, in a CDMA system using spatial diversity, an uplink diversity signal is transmitted by adding one or more artificial time delays to an uplink main signal and transmitting the same to the uplink main signal. The present invention relates to a technique for efficiently using transmission bandwidth by reducing data rate.

Description

Efficient Transmission Device for Space Diversity Signal in CDMA System [Bandwidth Efficient Transmission of space diversity signal at CDMA Repeater]

본 발명은 CDMA이동통신의 CDMA중계장치에서 상향링크 수신 다이버시티 신호의 전송에 관한 것으로 , CDMA중계장치에서 다이버시티 안테나를 통하여 수신된 상향링크 다이버시티 수신신호에 시간 지연을 갖게 하여, 시간지연된 다이버시티 신호를 메인 안테나에서 수신된 상향링크 메인 신호와 더하여 전송함으로써, 상기한 신호를 전송하는데 요구되는 테이터 레이트(data rate)를 경감시켜 전송 밴드폭을 효율적으로 사용하게 하여 장치의 비용을 감소시키는 발명이다.The present invention relates to the transmission of an uplink reception diversity signal in a CDMA relay apparatus of a CDMA mobile communication, and has a time delay for the uplink diversity reception signal received through a diversity antenna in a CDMA relay apparatus. By transmitting the city signal in addition to the uplink main signal received from the main antenna, the data rate required to transmit the signal is reduced to make efficient use of the transmission bandwidth to reduce the cost of the device to be.

CDMA이동통신에서, 이동국에서 송출되는 상향링크 무선신호는 지형적인 형태에 따라 반사되어 통화 품질의 열화를 초래하는 페이딩현상을 겪게 된다. 이러한 페이딩현상을 감소시키기 위하여 CDMA기지국 수신부와 CDMA중계장치의 수신부는 적어도 두 개 이상의 수신 안테나를 이용한 공간 다이버시티 기법을 이용하여 상향링크의 신호를 수신한다. In CDMA mobile communication, an uplink radio signal transmitted from a mobile station is subject to fading, which is reflected according to the topographical shape, resulting in deterioration of call quality. In order to reduce the fading phenomenon, the CDMA base station receiver and the receiver of the CDMA relay receive uplink signals using a spatial diversity scheme using at least two receive antennas.

다이버시티 기법을 이용하는 기존의 CDMA중계장치의 구성은 도 1에서와 같이, CDMA기지국으로부터 이동국으로 전달되는 하향링크의 신호의 경우, 도너(Donor) 광중계장치(100)와 광전송로(150) 그리고 리모트(Remote) 광중계장치(200)를 통하여 이동국으로 전송된다. CDMA기지국으로부터 출력되는 하향링크 신호(기지국TX)는 하향링크 도너 RF리시버(RF Receiver, 101a)를 통하여 수신하여 IF주파수 대역으로 변환되며, 도너 디지털 표본화기(Analog to Digital Converter, 102a)를 통하여 디지털 신호로 표본화되고, 도너 광전송장치(103)를 통하여 광신호로 변환된 후 광전송로(150)를 통하여 리모트 광중계장치(200)으로 전송된다. 리모트 광중계장치의 광전송장치(203)는 수신한 하향링크 광신호를 전기적인 신호로 변환한 후에, 리모트 아날로그변환기(Digital to Analog Converter, 202a)를 통하여 아날로그 신호로 변환되며, 리모트 RF트랜스미터(RF Transmitter, 201a)와 리모트 듀플렉서(201d)를 거쳐 리모트 메인 안테나(204)를 통하여 이동국으로 송출된다.As shown in FIG. 1, the conventional CDMA relay apparatus using the diversity scheme includes a donor optical relay apparatus 100, an optical transmission path 150, and a downlink signal transmitted from a CDMA base station to a mobile station. It is transmitted to the mobile station through the remote optical relay 200. The downlink signal (base station TX) output from the CDMA base station is received through a downlink donor RF receiver (RF Receiver, 101a) and converted into an IF frequency band, and digitally obtained through a donor digital sampler (Analog to Digital Converter, 102a). The signal is sampled, converted into an optical signal through the donor optical transmission device 103, and then transmitted to the remote optical relay device 200 through the optical transmission path 150. The optical transmission device 203 of the remote optical repeater converts the received downlink optical signal into an electrical signal, and then converts the analog signal into an analog signal through a remote to analog converter 202a, and the remote RF transmitter RF It is sent to the mobile station via the remote main antenna 204 via the transmitter 201a and the remote duplexer 201d.

또한, 기존의 CDMA중계장치에 있어 이동국으로부터 CDMA기지국으로 전송되는 상향링크의 신호는, 리모트 광중계장치(200)와 광전송로(150) 그리고 도너 광중계장치(100)를 통하여 CDMA기지국 수신부로 전송되는데, 공간 다이버시티 효과를 얻기 위하여 리모트 광중계장치는 리모트 메인 안테나(204)와 리모트 다이버시티 안테나(205)를 사용하여 이동국의 신호를 수신한다. 리모트 광중계장치의 리모트 메인 안테나를 통하여 수신된 이동국의 상향링크 신호는 리모트듀플렉서(201d)와 리모트 메인RF리시버(201b)를 거쳐 IF주파수 대역으로 변환되며, 변환된 IF대역 신호는 리모트 메인 디지털 표본화기(Analog to Digital Converter, 202b)에서 디지털 신호로 표본화 된다. 또한, 리모트 광중계장치의 리모트 다이버시티 안테나(205)를 통하여 수신된 이동국의 상향링크 다이버시티 신호는 리모트 대역통과 필터(201e)와 리모트 다이버시티 RF리시버(201c)를 거쳐 리모트 다이버시티 디지털 표본화기(202c)에서 디지털 신호로 표본화 된다. 디지털 신호로 변환된 이동국의 상향링크 신호들은 다중화 장치(MUX,202d)를 통하여 다중화되는데, 다중화된 데이터의 초당 비트 레이트(bps)는 리모트 메인 디지털 표본화기(202b)와 리모트 다이버시티 디지털 표본화기(202c)에서 사용된 디지털 표본화기의 비트수를 각각 N이라 하고 디지털 표본화 클럭의 레이트를 Ts라 할 때 2*N*Ts bps가 된다. 다중화장치(202d)에서 다중화된 상향링크 메인 신호와 다이버시티 신호는 리모트 광전송장치(203)를 통하여 광신호로 변환된 후 광전송로(150)를 거쳐 도너 광중계장치(100)의 도너광전송장치(103)에서 전기적인 신호로 변환된 후 역다중화기(DEMUX,102d)를 거쳐 상향링크 메인신호와 상향링크 다이버시티신호로 분리되며, 상향링크 메인신호는 도너 메인 아날로그 변환기(Analog to Digital Converter, 102b)를 거쳐 아날로그 신호로 변환된 후 도너 메인 RF트랜스미터(RF Transmitter, 101b)에서 RF주파수 대역으로 변환 된 후 CDMA기지국의 메인 수신부로 전송된다. 역다중화기(102d)를 통하여 상향링크 메인신호와 분리된 상향링크 다이버시티 신호는 도너 다이버시티 아날로그 변환기(102c)를 거쳐 아날로그 신호로 변환된 후 도너 다이버시티 RF트랜스미터(RF Transmitter, 101c)에서 RF주파수 대역으로 변환 된 후 CDMA기지국의 다이버시티 수신부로 전송된다.In addition, in the conventional CDMA relay, the uplink signal transmitted from the mobile station to the CDMA base station is transmitted to the CDMA base station receiver through the remote optical relay 200, the optical transmission path 150, and the donor optical relay 100. In order to achieve a spatial diversity effect, the remote optical relay apparatus receives a signal of a mobile station using a remote main antenna 204 and a remote diversity antenna 205. The uplink signal of the mobile station received through the remote main antenna of the remote optical repeater is converted into the IF frequency band through the remote duplexer 201d and the remote main RF receiver 201b, and the converted IF band signal is converted into the remote main digital sample. It is sampled as a digital signal on an analog to digital converter (202b). In addition, the uplink diversity signal of the mobile station, which is received through the remote diversity antenna 205 of the remote optical repeater, is passed through the remote bandpass filter 201e and the remote diversity RF receiver 201c to the remote diversity digital sampler. It is sampled as a digital signal at 202c. The uplink signals of the mobile station converted into digital signals are multiplexed through the multiplexing unit (MUX, 202d), and the bit rate per second (bps) of the multiplexed data is determined by the remote main digital sampler 202b and the remote diversity digital sampler ( When the number of bits of the digital sampler used in 202c) is N and the rate of the digital sampling clock is Ts, it becomes 2 * N * Ts bps. The donor light transmission device of the donor optical relay device 100 is converted into an optical signal through the optical transmission path 150 after the uplink main signal and the diversity signal multiplexed in the multiplexing device 202d are converted into an optical signal through the remote optical transmission device 203. The signal is converted into an electrical signal at 103) and then divided into an uplink main signal and an uplink diversity signal through a demultiplexer (DEMUX, 102d), and the uplink main signal is a donor main analog converter (Analog to Digital Converter, 102b). After converting into an analog signal through the donor main RF transmitter (RF Transmitter, 101b) is converted to the RF frequency band and transmitted to the main receiver of the CDMA base station. The uplink diversity signal separated from the uplink main signal through the demultiplexer 102d is converted into an analog signal through the donor diversity analog converter 102c and then the RF frequency in the donor diversity RF transmitter 101c. It is then converted to a band and transmitted to the diversity receiver of the CDMA base station.

상기한 기존의 CDMA중계시스템을 이용하여 상향링크 메인신호와 상향링크 다이버시티 신호를 전송하는 경우, 리모트 광중계장치(200)의 다중화기(202d)를 통하여 다중화된 상향링크 전송신호는 데이터 레이트(data rate)가 2*N*Ts bps가 필요하게 되어 CDMA중계장치의 비용을 증가 시키는 요인이 되어 왔다. When the uplink main signal and the uplink diversity signal are transmitted using the conventional CDMA relay system, the uplink transmission signal multiplexed through the multiplexer 202d of the remote optical relay 200 has a data rate ( 2 * N * Ts bps is required to increase the cost of CDMA relays.

본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위해, 기존의 상향링크 메인 신호와 다이버시티 신호를 전송하는 CDMA중계장치에서 요구하는 2*N*Ts의 데이터 레이트를, 시간지연 소자를 이용한 신호처리를 통하여 N*Ts의 데이터 레이트로 전송속도및 전송밴드폭을 기존장치보다 감소시켜 CDMA중계장치의 비용을 감소시키는 방법을 제공 하는데 있다.An object of the present invention is to solve the above problem, the signal processing using a time delay element to the data rate of 2 * N * Ts required by the CDMA relay device for transmitting the conventional uplink main signal and diversity signal The present invention provides a method of reducing the cost of a CDMA relay by reducing the transmission speed and the bandwidth of an existing device at a data rate of N * Ts.

본 발명은 이제, 본 발명의 양호한 실시 예들이 도시된, 첨부 도면들을 참고로 이후 보다 상세히 설명된다. 그러나, 본 발명은 많은 다른 형태들로 실현될 수 있으므로, 본 명세서에 설명된 실시 예들에 제한되는 것으로 해석되어서는 안된다.The invention is now described in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which preferred embodiments of the invention are shown. However, the present invention may be embodied in many other forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

그 보다는, 이들 실시 예들은 본 개시가 철저하고 완전하여 종래 기술에 숙련된 자에게 본 발명의 범위를 완전히 전하도록 제공된다. 똑같은 번호는 전체에 걸쳐 똑같은 소자를 언급한다.Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. The same number refers to the same device throughout.

상기 목적들을 달성하기 위한 장치의 구성은 도 2에서와 같이, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상향링크에 공간 다이버시티를 사용하며, 이동국의 무선신호를 수신하여 광신호로 변환한 후 광전송로를 통하여 도너 광전송장치로 송출하며, 도너 광전송장치로부터 송출된 광신호를 광전송로를 통하여 수신한 후 전기적인 RF신호로 변환하여 이동국으로 송출하는 리모트 광중계장치에 있어서, 메인과 다이버시티로 구분되는 적어도 두개의 안테나(404, 405) ; 상기 메인 안테나에 결합되고, 적어도 하나의 Rx출력단과 적어도 하나의 Tx입력단을 구비한 리모트 듀플렉서(403d); 상기 리모트 듀플렉서의 Tx입력단에 Tx출력단이 결합되며, 적어도 하나의 Tx입력단과 Tx출력단을 갖는 적어도 하나의 리모트 RF트랜스미터(403a); 메인 안테나(404)의 신호를 수신할 수 있는 리모트 듀플렉서(403d)의 Rx출력단에 Rx입력단이 결합되어 있으며, Rx입력단과 Rx출력단을 갖는 적어도 하나의 리모트 메인 RF리시버(403b); 상기한 리모트 다이버시티 안테나(405)에 결합되어 하나의 Rx입력단과 Rx출력단을 갖으며, 대역제한기능을 수행하는 리모트 대역제한필터(403e); 상기한 리모트 대역제한 필터의 Rx출력단에 Rx입력단이 결합되며, 하나의 Rx입력단과 Rx출력단을 갖는 리모트 다이버시티 RF리시버(403c); 상기한 리모트 메인 RF리시버(403b)와 리모트 다이버시티 RF리시버(493c)에 결합되며, 리모트 메인 RF리시버의 아날로그 출력 신호와 리모트 다이버시티 RF리시버의 아날로그 출력신호를 디지털 신호로 변환하는 적어도 두개의 리모트 디지털 표본화기(402b,402c); 상기한 리모트 RF트랜스미터(403a)와 접속되며 디지털신호를 아날로그 신호로 변환하는 리모트 아날로그변환기(402a); 상기한 적어도 두 개의 디지털표본화기 중 적어도 한 개에 접속되어 표본화된 디지털 신호에 시간지연을 발생시킬 수 있는 적어도 한 개의 리모트 디지털 시간지연기(402e); 상기한 리모트 디지털 시간지연기의 출력신호와 시간지연기를 통과하지 않은 디지털표본화기(402b)의 출력신호를 서로 더하는 리모트 디지털덧셈기(402d); 상기한 디지털덧셈기의 전기적인 디지털 신호를 광으로 변환하여 전송하거나, 광으로 수신된 신호를 전기적인 디지털 신호로 변환하는 리모트 광전송장치(401)가 제공된다.According to an aspect of the present invention, the configuration of the apparatus for achieving the above objects is, according to an aspect of the present invention, using the spatial diversity in the uplink, after receiving the radio signal of the mobile station to convert the optical signal to the optical transmission path A remote optical repeater which transmits an optical signal transmitted from a donor optical transmission device through an optical transmission path, converts the electrical signal into an electrical RF signal, and transmits it to a mobile station. Two antennas 404 and 405; A remote duplexer (403d) coupled to the main antenna and having at least one Rx output terminal and at least one Tx input terminal; At least one remote RF transmitter (403a) having a Tx output terminal coupled to a Tx input terminal of the remote duplexer and having at least one Tx input terminal and a Tx output terminal; At least one remote main RF receiver 403b having an Rx input terminal coupled to an Rx output terminal of a remote duplexer 403d capable of receiving a signal of the main antenna 404, and having an Rx input terminal and an Rx output terminal; A remote band limiting filter 403e coupled to the remote diversity antenna 405 and having one Rx input terminal and an Rx output terminal and performing a band limit function; A remote diversity RF receiver 403c having an Rx input coupled to an Rx output stage of the remote band limiting filter and having one Rx input stage and an Rx output stage; At least two remotes coupled to the remote main RF receiver 403b and the remote diversity RF receiver 493c and converting the analog output signal of the remote main RF receiver and the analog output signal of the remote diversity RF receiver into digital signals. Digital samplers 402b and 402c; A remote analog converter 402a connected to the remote RF transmitter 403a and converting a digital signal into an analog signal; At least one remote digital time delayer (402e) connected to at least one of the at least two digital samplers to generate time delay in the sampled digital signal; A remote digital adder 402d that adds the output signal of the remote digital time delay unit and the output signal of the digital sampler 402b not passing through the time delay unit; A remote optical transmission device 401 is provided for converting and transmitting an electrical digital signal of the digital adder to light or for converting a signal received with light to an electrical digital signal.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시를 위한 장치(500)의 구성은 도 3에 따라, 상향링크에 공간 다이버시티를 사용하는 CDMA중계장치의 리모트 광중계장치에 있어서, 메인과 다이버시티로 구분되는 적어도 두 개의 안테나(504,505); 상기 메인 안테나에 결합되고, 적어도 하나의 Rx출력단과 적어도 하나의 Tx입력단을 구비한 리모트 듀플렉서(503f); 상기 리모트 듀플렉서의 Tx입력단에 Tx출력단이 결합되며, 적어도 하나의 Tx입력단과 Tx출력단을 갖는 적어도 하나의 리모트 RF트랜스미터(503a); 상기한 리모트 RF트랜스미터와 접속되며 디지털신호를 아날로그 신호로 변환하는 리모트 아날로그변환기(503a); 상기 리모트 듀플렉서(503f)의 Rx출력단에 Rx입력단이 결합되며, Rx입력단과 Rx출력단을 갖는 하나의 리모트 메인 RF리시버(503b); 상기 다이버시티 안테나(505)에 결합되고, 하나의 Rx입력단과 Rx 출력단을 갖으며, 대역제한기능을 수행하는 리모트 대역제한필터(503g); 상기한 리모트 대역제한필터의 Rx출력단에 Rx입력단이 결합되며, 하나의 Rx입력단과 Rx출력단을 갖는 리모트 다이버시티 RF리시버(503c); 상기한 리모트 다이버시 RF티리시버의 아날로그 출력신호에 시간지연을 발생시킬 수 있는 적어도 한 개의 리모트 아날로그 시간지연기(503e); 상기한 리모트 메인 RF리시버(503b)의 출력과 상기한 리모트 아날로그 시간지연기(503e)의 출력을 서로 더할 수 있는 리모트 아날로그 덧셈기(503d), 상기한 아날로그 덧셈기의 출력신호를 디지털 신호로 변환하는 적어도 한 개의 리모트 디지털 표본화기(502b); 상기한 디지털 표본화기의 출력신호를 광신호로 변환하여 전송하거나, 광으로 수신된 신호를 전기적인 디지털 신호로 변환하는 리모트 광전송장치(501)가 제공된다. 이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.The configuration of the apparatus 500 for another preferred embodiment of the present invention is, according to FIG. 3, in the remote optical relay device of the CDMA repeater using the spatial diversity in the uplink, at least two divided into main and diversity Antennas 504, 505; A remote duplexer (503f) coupled to the main antenna and having at least one Rx output terminal and at least one Tx input terminal; At least one remote RF transmitter (503a) having a Tx output terminal coupled to a Tx input terminal of the remote duplexer and having at least one Tx input terminal and a Tx output terminal; A remote analog converter 503a connected to the remote RF transmitter and converting a digital signal into an analog signal; A remote main RF receiver 503b having an Rx input terminal coupled to an Rx output terminal of the remote duplexer 503f and having an Rx input terminal and an Rx output terminal; A remote band limiting filter 503g coupled to the diversity antenna 505, having a single Rx input terminal and an Rx output terminal, and performing a band limit function; A remote diversity RF receiver (503c) having an Rx input coupled to an Rx output stage of the remote band limiting filter and having one Rx input stage and an Rx output stage; At least one remote analog time delay (503e) capable of generating a time delay in the analog output signal of the remote diversity RF receiver; A remote analog adder 503d capable of adding the output of the remote main RF receiver 503b and the output of the remote analog time delay 503e, and at least for converting the output signal of the analog adder into a digital signal; One remote digital sampler 502b; A remote optical transmission device 501 is provided for converting and outputting the output signal of the digital sampler into an optical signal, or converting a signal received with light into an electrical digital signal. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

CDMA이동통신 채널 환경은 다중 경로 페이딩(Multi-Path Fading)환경으로써, 각기 다른 독립적인 경로를 통해 수신되는 수신 신호는 서로 독립적인 채널 환경을 가짐으로 모든 경로의 수신 신호가 동시에 약해질 확률은 매우 적다. 따라서 두 개 이상의 안테나를 사용하여 다중경로 신호를 수신할 때 수신기의 복조 성능의 열화를 줄일 수 있으며, 이러한 기법을 다이버시티 기법이라 하며, 이러한 기법을 이용한 수신기를 레이크 수신기라 한다. The CDMA mobile communication channel environment is a multi-path fading environment, in which received signals received through different independent paths have independent channel conditions, and thus, the probability that the received signals of all paths are simultaneously weakened is very high. little. Therefore, when receiving a multipath signal using two or more antennas, the demodulation performance of the receiver can be reduced. This technique is called a diversity technique, and the receiver using the technique is called a rake receiver.

CDMA모뎀에서 서처는 한 칩(Chip) 이상 시간적으로 이격 되어 있는 다중경로 수신 신호들을 검출하고, 레이크 수신기는 검출된 수신 신호들을 각기 경로별로 복조한 후 MRC결합(Maximum Ratio Combing) 방법으로 서로 합하여, 다중경로 결합에 의한 다이버시티 효과를 얻는다. In the CDMA modem, the searcher detects multipath received signals that are spaced apart more than one chip in time, and the rake receiver demodulates the detected received signals for each path, and then adds them together using an MRC combining (Maximum Ratio Combing) method. Diversity effect by multipath combining is obtained.

대부분의 CDMA장치에서 메인 안테나와 다이버시티 안테나는 보통 반파장 정도 공간적으로 분리되어 설치되거나 또는 하나의 X-pole안테나로 구성되는데, 상기한 바와 같이 설치된 안테나들에서 수신한 신호들간의 시간차이는, CDMA에서 칩 단위를 기준으로, 한 칩에 해당하는 시간보다 훨씬 작다.In most CDMA devices, the main antenna and the diversity antenna are usually spatially separated by half wavelength or consist of one X-pole antenna. The time difference between the signals received by the antennas installed as described above, In CDMA, on a chip-by-chip basis, it is much smaller than the time equivalent to one chip.

메인 안테나에서 수신된 이동국의 상향링크 신호를 메인 신호라 칭하고 다이버시티 안테나를 통하여 수신된 신호를 다이버시티 신호라 칭할 때, 이들 신호에 대한 CDMA수신기의 동작을 살펴보면, 다이버시티 신호가 메인 신호에 대해 한 칩 이하의 시간지연을 갖은 상태에서 각각 독립적인 경로로 CDMA수신기 모뎀에 인가된다면, CDMA수신기 모뎀에서는 이들 두 신호가 시간적으로 한 칩 이하이지만 각각 독립적인 경로로 CDMA수신기 모뎀에 인가되었기 서처에서 각 신호의 구분이 가능해 지며 , 메인 신호와 다이버시티 신호를 레이크 수신기를 이용하여 결합 할 수 있다.When the uplink signal of the mobile station received at the main antenna is called the main signal and the signal received through the diversity antenna is called the diversity signal, the operation of the CDMA receivers for these signals is described. If the CDMA receiver modems are applied to the CDMA receiver modems in separate paths with a time delay of less than one chip, each of the two signals in the CDMA receiver modem is less than one chip in time but each is applied to the CDMA receiver modems in independent paths. Signals can be distinguished and the main and diversity signals can be combined using a rake receiver.

그러나 만약, 메인 신호와 다이버시티 신호가 CDMA수신기 모뎀에 인가 되기 전에 서로 결합된 상태로 CDMA수신기 모뎀에 인가되는 경우, 다이버시티 신호와 메인 신호간의 시간차이(다중경로 성분)가 한 칩 이하라면, CDMA수신기의 서처는 이들 신호들을 구분하지 못하기 때문에 하나의 신호로 간주하여 신호를 복조 할 것이다. 따라서 이 경우에 다이버시티 안테나를 통한 다이버시티 효과를 기대할 수 없다. 이러한 이유 때문에 기존의 CDMA중계장치에서는 메인신호와 다이버시티 신호를 각각 독립적인 경로로 취급하고 다중화기(MUX)를 이용하여 다중화하여 전송하여 왔다.However, if the main signal and the diversity signal are applied to the CDMA receiver modem in a coupled state before being applied to the CDMA receiver modem, if the time difference (multipath component) between the diversity signal and the main signal is less than one chip, Since the searcher of the CDMA receiver cannot distinguish these signals, it will be considered as a signal and demodulated. Therefore, in this case, the diversity effect through the diversity antenna cannot be expected. For this reason, conventional CDMA relays treat main signals and diversity signals as independent paths, and multiplex and transmit them using a multiplexer (MUX).

그런데 만약 메인 신호와 다이버시티신호가 CDMA수신기 모뎀에 인가 되기 전에 한 칩이상의 상대적인 시간지연을 갖은 상태에서 결합된 후 하나의 경로를 통하여 CDMA수신기 모뎀에 인가 된다면, CDMA수신기의 서처는 결합된 신호들을 다중경로 성분으로 인식하여 각각을 구분 할 수 있게 되고, 레이크 수신기는 이러한 다중경로 성분을 각각 독립적으로 복조하여 MRC결합(Maximum Ratio Combing) 방법으로 서로 합하여, 다중경로 결합에 의한 다이버시티 효과를 얻게 된다. 메인신호는 다중경로 신호들의 합으로 구성되어 있는데, 일반적으로 수신 안테나에 가장 먼저 도착한 신호 성분이 다중 경로 신호 성분 중 신호의 세기가 가장 강하다. 따라서 다이버시티 신호에 시간지연을 주어 메인 신호와 더하여 전송하는 경우에 있어 다이버시티 효과를 극대화하기 위하여 사용해야 할 다이버시티 신호에 대한 시간지연 값(Td)은, 메인 신호에 존재하는 다중경로의 성분 중 신호의 세기가 CDMA수신기에서 복조에 사용할 수 있을 만큼 충분히 강하면서도 메인 안테나에 가장 늦게 도착한 성분보다 한 칩 이상의 시간지연을 갖는 값이어야 최대의 다이버시티 효과를 얻을 수 있다.However, if the main signal and the diversity signal are combined in a state having a relative time delay of more than one chip before being applied to the CDMA receiver modem and then applied to the CDMA receiver modem through one path, the searcher of the CDMA receiver may combine the combined signals. The multipath components can be distinguished from each other by being recognized as a multipath component, and the rake receiver can independently demodulate these multipath components and add them to each other by MRC combining (Maximum Ratio Combing) to obtain diversity effect by multipath combining. . The main signal is composed of the sum of multipath signals. In general, the signal component that arrives first at the receiving antenna has the strongest signal strength among the multipath signal components. Therefore, the time delay value (Td) for the diversity signal to be used for maximizing the diversity effect in the case where the diversity signal is transmitted in addition to the main signal is transmitted among the components of the multipath existing in the main signal. The maximum diversity effect can be obtained when the signal strength is strong enough to be used for demodulation in the CDMA receiver and has a time delay of more than one chip than the component that arrives at the main antenna at the latest.

본 발명에서는 상기한 바와 같이 이러한 CDMA수신기의 특성을 이용하여, 다이버시티 안테나를 통하여 수신된 다이버시티 신호에 대해 아날로그 시간지연소자나 디지털 시간지연소자를 이용하여 한 칩 이상의 시간지연을 인가한 후 두 신호를 서로 더하여 CDMA수신기 모뎀에 인가하는 경우, CDMA수신기에서 메인 신호와 다이버시티 신호의 구분이 가능하게 되어 다중경로 결합에 의한 다이버시티 효과를 얻게 하면서도, 메인 신호와 다이버시티 신호가 서로 합해져 있기 때문에 이러한 신호를 전송하는데 요구되는 데이터 레이트가 메인신호와 다이버시티 신호 각각을 다중화 하여 전송하는 경우보다 절반으로 줄어드는 방법을 제시하는 것이다. 전송 테이터 레이트의 감소되는 전송에 요구되는 대역폭을 감소시키는 결과가 되므로 장치의 비용이 감소하게 된다. In the present invention, using the characteristics of the CDMA receiver as described above, after applying a time delay of one chip or more using an analog time delay element or a digital time delay element to the diversity signal received through the diversity antenna When the signals are added to each other and applied to the CDMA receiver modem, the main signal and the diversity signal can be distinguished from the CDMA receiver, so that the diversity effect by the multipath combining is obtained, but the main signal and the diversity signal are summed together. This paper proposes a method in which the data rate required for transmitting such a signal is reduced by half than in the case of multiplexing the main signal and the diversity signal. The cost of the device is reduced because this results in reducing the bandwidth required for the reduced transmission of the transmission data rate.

도 2는 본 발명에 따른 상향링크의 공간 다이버시티 성분을 다중경로 성분으로 변환하여 전송하는 광전송장치의 개념도로써 상향링크신호에서 공간 다이버시티 성분을 다중경로성분으로 변환하여, 이동국에서 기지국으로의 상향링크의 전송에 요구되는 데이터 레이트(Data rate)를 기존의 장치보다 감소시키는 방법에 대한 것이다.FIG. 2 is a conceptual diagram of an optical transmission apparatus for converting uplink spatial diversity components into multipath components according to the present invention and converting the spatial diversity components into multipath components in an uplink signal to the uplink from a mobile station to a base station. The present invention relates to a method for reducing the data rate required for transmission of a link compared to existing devices.

본 발명의 바람직한 실시 예는 도 2에서와 같이, 이동국으로부터 송출되어 CDMA중계장치를 통하여 CDMA기지국으로 전송되는 상향링크의 신호는, 리모트 광중계장치(400)와 광전송로(350) 그리고 도너 광중계장치(300)를 통하여 기지국 수신부로 전송되는데, 다이버시티 효과를 얻기 위하여 리모트 광중계장치는 리모트 메인 안테나(404)와 리모트 다이버시티 안테나(405)를 사용하여 이동국의 상향링크 신호를 수신한다. 리모트 광중계장치의 메인 안테나를 통하여 수신된 이동국의 상향링크 메인 신호는 리모트 듀플렉서403d)와 리모트 메인 RF리시버(RF Receiver, 403b)를 거쳐 IF주파수 대역으로 변환된 후 N비트수를 갖는 리모트 메인 디지털표본화기(402b)에서 Ts의 클럭 레이트(Clock Rate)로 디지털 신호로 표본화된다. 리모트 광중계장치의 다이버시티 안테나(405)를 통하여 수신된 이동국의 상향링크 다이버시티 신호는 대역 통과 필터(403e)와 리모트 다이버시티 RF리시버(RF Receiver, 403c)를 거쳐 IF주파수 대역으로 변환되며, N비트수를 갖는 리모트 다이버시티 디지털표본화기(402c)에서 Ts의 클럭 레이트로 디지털신호로 표본화 된다. 리모트 다이버시티 디지털표본화기를 통하여 표본화된 다이버시티 디지털신호는 리모트 디지털 시간지연소자(402e)를 통과하면서 Td의 시간지연을 갖는다. 시간지연된 다이버시티 디지털신호와 메인 디지털신호는 리모트 디지털 덧셈기(402d)를 통하여 서로 더해 진 후, 리모트광전송장치(401)를 통하여 광신호로 변환되고 광전송(350)로를 통하여 도너 광전송장치로 전송된다. 도너 광중계장치(300)에서 수신된 상향링크 광 신호는 도너 광전송장치(304)에서 전기적인 신호로 변환 된 후, 도너 아날로그 변환기(303b)를 통하여 아날로그 신호로 변환된 후 도너 RF트랜스미터(RF Transmitter, 302)를 통하여 RF신호로 변환 된 후 CDMA기지국 수신단으로 입력된다.According to an exemplary embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2, the uplink signal transmitted from the mobile station and transmitted to the CDMA base station through the CDMA relay device is a remote optical relay device 400, an optical transmission path 350, and a donor optical relay. It is transmitted to the base station receiver through the apparatus 300. In order to obtain the diversity effect, the remote optical relay apparatus receives the uplink signal of the mobile station using the remote main antenna 404 and the remote diversity antenna 405. The uplink main signal of the mobile station received through the main antenna of the remote optical repeater is converted to the IF frequency band through the remote duplexer 403d and the remote main RF receiver (403b), and then has a remote main digital having N bits. Sampler 402b is sampled as a digital signal at a clock rate of Ts. The uplink diversity signal of the mobile station received through the diversity antenna 405 of the remote optical relay is converted into an IF frequency band through a band pass filter 403e and a remote diversity RF receiver 403c, In the remote diversity digital sampler 402c having N bits, it is sampled as a digital signal at a clock rate of Ts. The diversity digital signal sampled through the remote diversity digital sampler has a time delay of Td while passing through the remote digital time delay element 402e. The time delayed diversity digital signal and the main digital signal are added to each other through the remote digital adder 402d, and then converted into an optical signal through the remote optical transmitter 401 and transmitted to the donor optical transmitter through the optical transmission 350. . The uplink optical signal received by the donor optical relay 300 is converted into an electrical signal by the donor optical transmission device 304 and then converted into an analog signal through a donor analog converter 303b and then a donor RF transmitter. 302 is converted into an RF signal and input to a CDMA base station receiving end.

상향링크 메인 신호에 대한 리모트 메인 디지털표본화기(402b)의 출력을 Sm(T), 리모트 디지털 시간지연소자(402e)의 출력을 Sd(T+Td)라고 하고, 리모트 디지털 덧셈기(402d)의 출력결과를 S(T)라 할 때 다음과 같이 표현된다.The output of the remote main digital sampler 402b for the uplink main signal is referred to as Sm (T), the output of the remote digital time delay element 402e is referred to as Sd (T + Td), and the output of the remote digital adder 402d. When the result is called S (T), it is expressed as follows.

S(T) = Sm(T) + Sd(T+Td) S (T) = Sm (T) + Sd (T + Td)

Sm(T)와 Sd(T+Td)는 표본화율 Ts로 표본화된 신호이므로 S(T)의 데이터 레이트(data rate)는 N*Ts가 된다.Since Sm (T) and Sd (T + Td) are signals sampled at the sampling rate Ts, the data rate of S (T) is N * Ts.

본 발명의 바람직한 또 다른 실시 예는, 도 3에 도시되어 있는 것처럼 이동국의 상향링크 무선신호는 리모트 다이버시티 안테나(505)에서 수신된 후 대역통과필터(503g)를 통과 한 후 리모트 다이버시티 RF리시버(RF Receiver (503c)에서 IF주파수대역으로 변환된 후 리모트 아날로그 시간지연기(503e)에서 Td만큼 시간 지연된다. 아날로그 영역에서 Td만큼 지연된 상향링크 다이버시티 IF대역 신호는 리모트 메인 RF리시버(RF Receiver, 503b)를 통과한 상향링크 메인 IF대역 신호와 아날로그 덧셈기(503d)에서 서로 더해진 후 N비트수를 갖는 리모트 디지털 표본화기(502b)에서 Ts의 클럭 레이트로 표본화된 후 광 전송장치를 통하여 도너 광 전송장치로 전송된다. 이 경우에도 리모트 광중계장치(400)에서 전송되어야 할 데이터 레이트는 N*Ts가 된다.According to another preferred embodiment of the present invention, the uplink radio signal of the mobile station is received by the remote diversity antenna 505 and then passed through the bandpass filter 503g, as shown in FIG. (The signal is delayed by Td in the remote analog time delay unit 503e after being converted to the IF frequency band in the RF receiver 503c.) The uplink diversity IF band signal delayed by Td in the analog domain is the remote main RF receiver. And the uplink main IF band signal passed through 503b and the analog adder 503d, then added to each other, and sampled at a clock rate of Ts in a remote digital sampler 502b having an N-bit number. In this case, the data rate to be transmitted from the remote optical relay 400 is N * Ts.

상술한 바와 같이 본 발명에 의해, 리모트 광전송장치에서 상향링크 공간 다이버시티 신호를 한 칩 이상의 시간지연을 주어 상향링크 메인 신호에 더하여 광중계장치를 이용하여 도너 광전송장치로 전송하는 경우, 기존의 전송방식에서 소요되는 데이터 레이트(data rate) 2*N*Ts보다 절반으로 감소한 N*Ts 데이터 레이트로 전송이 가능하게 된다. 이에 따라 정보의 전송에 요구되는 밴드폭을 감소시키는 효과를 얻게 되어 중계장치의 비용을 감소 시키게 된다. 또한 본 발명에서 제시한 도2 또는 도3의 장치구성을 사용할 경우, 도 1의 기존 도너 광중계장치(100)에서 사용하던 도너 역 다중화기(102d), 도너 다이버시티 아날로그 변환기(102c), 도너 다이버시티 RF트랜스미터(101c)가 필요 없게 되어 중계장치의 비용을현저하게 감소 시킨다.As described above, when the remote optical transmission device transmits an uplink spatial diversity signal to a donor optical transmission device using an optical relay device in addition to the uplink main signal by giving a time delay of at least one chip, the existing transmission is performed. The data rate required by the scheme can be transmitted at the N * Ts data rate, which is halved from 2 * N * Ts. Accordingly, the bandwidth required for the transmission of the information is obtained, thereby reducing the cost of the repeater. In addition, when using the device configuration of FIG. 2 or 3 presented in the present invention, the donor demultiplexer 102d, the donor diversity analog converter 102c, the donor used in the conventional donor optical repeater 100 of FIG. Diversity RF transmitter 101c is eliminated, significantly reducing the cost of the repeater.

도1: 기존의 CDMA광중계장치의 구성도1 is a block diagram of a conventional CDMA optical relay device

도2: 공간 다이버시티신호의 효율적인 전송장치 구성도12 is a block diagram of an efficient transmission apparatus of a spatial diversity signal 1

도3: 본 발명에 따른 공간 다이버시티신호의 효율적인 전송장치 구성도23 is a block diagram of an efficient transmission apparatus of a spatial diversity signal according to the present invention 2

Claims

In the remote optical repeater using spatial diversity in the CMDA system,

A plurality of antennas divided into main and diversity;

A duplexer coupled to the main antenna and having at least one Tx input and an Rx input;

An RF transmitter coupled to the duplexer;

An analog converter coupled to the RF transmitter and converting a digital signal into an analog signal;

A main RF receiver coupled to the duplexer and converting an RF band signal from the duplexer into an IF band signal;

A main digital sampler for converting the output signal of the main RF receiver into a digital domain;

A band limiting filter coupled to the diversity antenna and capable of band limiting the signal received from the duplexer;

A diversity RF receiver coupled to the band limiting filter and converting an RF band signal into an IF band signal;

A diversity digital sampler coupled to the diversity RF receiver, for sampling an analog signal into a digital signal;

A digital time delay element coupled to the diversity digital sampler and capable of time delay for a sampled digital signal;

A digital adder coupled to the digital time delay element and the main digital sampler to add two signals to each other;

An optical transmission device coupled to the digital adder and an analog converter and converting an electrical digital signal into an optical signal or converting an optical signal into an electrical digital signal.

The method according to claim 1, wherein a time delay is applied to the diversity digital sampler output using a digital time delay, and then the output signal of the digital time delay unit and the output signal of the main digital sampler are added to each other to transmit the data rate required for transmission. How to reduce.

In the remote optical repeater using spatial diversity in the CMDA system,

A plurality of antennas divided into main and diversity;

An RF transmitter coupled to the duplexer;

An analog time delay coupled to the diversity RF receiver, the analog time delay receiving a diversity RF receiver output as an input and giving a time delay;

An analog adder capable of adding the output of the analog time delay unit and the output of the main RF receiver to each other;

A digital sampler for sampling the output of the analog adder into a digital signal;

An optical transmission device coupled to the digital sampler and an analog converter and converting an electrical digital signal into an optical signal or converting an optical signal into an electrical digital signal.

The method according to claim 3, wherein after the time delay is applied to the diversity RF receiver output using an analog time delay, the output of the analog time delay and the output of the main RF receiver are added to each other, and the result is digitally sampled and transmitted. How to reduce the data rate required for