KR20060020987A - 편파 안테나를 이용한 위상 변조 송신 다이버시티 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코드분할 다중접속 이동통신(CDMA) 시스템에 관한 것으로, 특히 기존 이동통신 기지국에 설치되어 있는 편파 안테나를 활용하여 송신 다이버시티를 구현하는 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 이동통신에서의 페이딩은 시스템의 성능에 중대한 영향을 미친다. 이러한 페이딩 환경을 극복하기 위해서 여러 가지의 다이버시티 방법이 사용되고 있으며, 현재 셀룰러나 PCS 이동통신 시스템에서 사용되는 방법은 단말기에서 기지국으로 송신하는 과정 (역방향 링크 Reverse Link), 즉 기지국에서 단말기의 신호를 수신하는 과정에서 2개의 안테나를 사용하여 수신하여 복조 과정에서 두 개의 신호를 합하는 방법이다. 이렇게 함으로써 수신 신호가 하나의 경로에서 페이딩을 겪어서 신호 대 잡음비가 낮아지더라도 다른 안테나에서 수신한 신호로 보상을 하게 되는데, 이렇게 되는 이유는 두 개의 안테나로 들어오는 수신 신호가 동시에 페이딩을 겪을 수 있는 확률이 매우 작기 때문이다.

이러한 역방향 링크와 마찬가지로 기지국에서 단말기로 송신하는 과정 (순방향 링크 Forward Link), 즉 단말기에서 기지국의 신호를 수신하는 과정에서 2개의 안테나를 사용하는 다이버시티 방법을 사용할 수 있는데 여기서는 역방향 링크와 다르게 송신시에 2개의 안테나를 사용하는 방법이 있다. 즉 단말기에 2개의 수신 안테나를 설치한다는 것이 힘들고, 설치한다고 하더라도 그 효과가 적다. 따라서 기지국에 2개의 송신 안테나를 설치하여 전송하는 것이 송신 다이버시티이다. 이렇 게 함으로써 2개의 안테나로 송신된 신호가 각각 독립적인 페이딩을 겪게 되고 단말기의 수신 단에서 각각 독립적으로 복조해서 합하여 신호 대 잡음비를 향상시킨다.

현재 셀룰러나 PCS 이동통신 시스템에서는 편파 안테나를 많이 사용하고 있으므로, 이 편파 안테나를 활용하여 송신 다이버시티를 구현하는 것이 본 발명의 목적이다.

편파 안테나, 송신 다이버시티, 위상 변조

Description

편파 안테나를 이용한 위상 변조 송신 다이버시티 시스템 {Phase Modulation Transmit Diversity system use polarization antenna}

도 1은 종래 기술에 따른 편파 안테나를 적용한 송신 장치의 구성을 나타낸 도면.

도 2는 본 발명에 적용되는 시스템 구성도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호 설명〉

101 : 디지털정보 발생부 102 : 확산코드(PN-Sequence)

103 : 대역확산기 104 : 무선주파수 송신기

105 : 전력분배기 106 : 위상변조회로

107 : 수평편파 안테나 108 : 수직편파 안테나

본 발명은 코드분할 다중접속 이동통신(CDMA) 시스템에 관한 것으로, 특히 현재 셀룰러나 PCS 기지국에 설치되어 있는 편파 안테나를 활용하여, 다이버시티 기능을 갖는 위상 변조 송신 다이버시티 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 이동통신 시스템에서의 페이딩 대책 기술 분야에서, 대표적인 대 책 기술로는 수신 안테나를 두 개 이상 두고 각 안테나에 수신되는 신호를 따로따로 수신하여 적당한 결합 방식으로 결합함으로써 페이딩을 줄이는 공간 다이버시티 기술을 생각할 수 있다.

공간 다이버시티는 보편적으로 페이딩에 상당히 강한 면모를 보이나, 복잡한 수신기의 구조를 가져야 한다. 또한 전형적인 마이크로 셀과 같은 공간적인 페이딩 상관 계수가 큰 환경에서는 공간 다이버시티의 효과를 충분히 갖기 위해서 안테나 사이의 이격거리가 커야 된다.

그러나 마이크로 셀이나 피코 셀에서는 소형화가 이루어져야 하는 이동국에서는 말할 것도 없고, 기지국에도 이격거리가 크게 안테나를 설치하는 것은 용이하지 않은 경우가 많다.

이러한 경우 편파 다이버시티를 생각할 수 있는데, 편파 다이버시티에서도 공간 다이버시티와 마찬가지로 복잡한 수신기의 구조를 가져야 한다.

따라서 복잡한 수신기가 필요하지 않은 방법으로 송신 다이버시티를 구현하여 효과적으로 페이딩을 극복할 수 있는 방안이 더욱 절실히 요구하게 되었다.

따라서 본 발명은 편파가 다른 두 송신 안테나를 이용하여 수직 및 수평 편파의 동시 전송 방식을 사용하며, 편파중의 하나에 위상 변조를 한 후 신호 전송을 하여 송신 다이버시티를 얻을 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 보내고자 하는 디지털 정보를 발생하는 정보발생부와, 확산코드를 이용하여 상기 정보 신호를 대역 확산시키는 대역 확산기와, 상기 대역 확산된 신호를 전송하는 무선주파수 송신기와, 상기 무선주파수 송신기로부터 전송된 신호를 1/2의 전력으로 각각 나누어 분배하는 전력 분배기와, 상기 전력 분배기로부터 1/2의 전력을 입력받는 수직편파 안테나와, 상기 전력 분배기로부터 나머지 1/2 전격을 위상변조 회로를 통해서 입력받는 수평편파 안테나로 구성되는 송신부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 종래 기술에 따른 편파 안테나를 적용한 시스템의 송신부 블록도를 나타낸 것이다.

도 2는 본 발명에 적용되는 시스템의 송신부 블럭도를 나타낸 것이며, 다음과 같이 동작된다.

보내고자 하는 디지털 정보를 소오스 부호기, 채널 부호기 및 인터리버 등을 포함하는 정보발생부(101)에서 발생한다. 대역확산기(103)에서 확산코드(102)를 이용하여 정보 신호를 대역 확산시킨다. 대역 확산된 신호는 무선주파수(RF) 송신기(104)를 거쳐, 안테나에 신호를 전송하게 되는데, 이 신호는 전력 분배기(105)에서 전력이 반씩 나누어져 한 쪽은 수직편파 안테나(108)에 입력되고 나머지 한쪽은 위상변조 회로(106)를 거쳐 수평편파 안테나(107)에 입력된다.

종래의 편파 다이버시티 시스템은 송신부에서는 하나의 안테나를 사용하고, 수신부에서는 안테나마다 수신기가 필요하여 복수의 수신기가 필요하게 되므로 시스템이 복잡해진다. 이렇게 시스템이 복잡해지는 것을 피하면서도 시스템 성능을 개선시키는 방안으로, 본 발명은 종래의 시스템과는 다른 방법을 생각한다. 즉 송신부에서 안테나에 신호를 전송할 때 전력 분배기에서 전력을 반씩 나눈다. 한 쪽은 수직편파 안테나(108)에 입력되고, 나머지 한 쪽은 위상을 변조해주는 위상변조 회로(106)를 거쳐 수평편과 안테나(107)에 입력시킨다. 이때 편파가 서로 바뀌어도 상관은 없다. 상술한 바와 같이 하므로써, 편파가 다른 안테나를 통한 전송 신호의 독립된 페이딩 특성을 이용하여 단말기를 자신의 위치에서 주기적으로 최상의 SNR에 도달하게 함으로써, 기지국으로부터 가능한 최대의 데이터 속도로 데이터 패킷을 가져올 수 있도록 한다. 다시 말해서 "편파간의 페이딩 상관 특성이 송신 안테나들간의 이격 거리 또는 수신안테나 간의 이격 거리와는 상관 관계가 거의 없이 독립적이다"라는 편파간의 페이딩 특성을 이용하는 것이다.

그러므로 본 발명은 이동국을 주기적으로 최상의 SNR에 도달하게 함으로써 기지국의 스케쥴러에 의해, 가능한 최대의 데이터 속도를 할당받을 수 있게 하는 송신 다이버시티 기능을 구현할 수 있으므로 이동국에서의 데이터 속도가 향상되게 되는 효과가 있다.

또한 출력을 원신호의 1/2로 나누어 사용하는 송신 다이버시티 기능에 의해 CDMA 액세스 방식의 최대의 단점인 파일롯 오염을 줄일 수 있어, 이동 통신 서비스에 대한 소비자의 만족도를 향상시킬 수 있는 효과도 있다.

Claims (2)

1. 상기 무선주파수 송신기로부터 전송된 신호를 각각 1/2의 전력으로 분배하는 전력 분배기와,

   상기 전력 분배기로부터 1/2의 전력을 입력받는 수직편파 안테나와,

   상기 전력 분배기로부터 1/2의 전력을 위상변조 회로를 통해서 입력되는 수평편파 안테나로 구성되는 송신부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 코드분할 다중접속 이동통신 시스템의 편파 안테나를 이용한 위상 변조 송신 다이버시티 시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 위상 변조는 최대 0.5Hz 이하로 변조되는 것을 특징으로 하는 송신 다이버시티

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