KR970009903B1

KR970009903B1 - 위상 보상을 이용한 다이버시티 수신 장치

Info

Publication number: KR970009903B1
Application number: KR1019940028371A
Authority: KR
Inventors: 민정동; 김연은
Original assignee: 김정덕
Priority date: 1994-10-31
Filing date: 1994-10-31
Publication date: 1997-06-19
Also published as: KR960016194A

Abstract

내용 없음.

Description

위상 보상을 이용한 다이버시티 수신 장치

제1도는 종래 다이버시티 수신 장치의 개략적인 구성도.

제2도는 본 발명에 따른 위상 보상을 이용한 다이버시티 수신 장치의 구성도.

제3도는 본 발명에 따른 위상 보상을 이용한 다이버시티 수신 장치의 동작 과정을 보이는 흐름도.

제4도는 본 발명에 위상 보상을 이용한 다이버시티 수신 장치의 파형도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11a,11b : 제1, 2안테나 12 : 위상절환 스위치

13 : 위상 변환기 14 : 합성기

15 : 제1증폭기 20 : 수신전계강도 검출기

21 : 제어장치 22 : 논리회로

본 발명은 다이버시티(diversity) 수신 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 위상 보상 방법을 이용하여 안테나에 수신되는 수신 신호의 세기 및 감도를 향상시킨 위상 보상을 이용한 다이버시티 수산장치에 관한 것이다.

일반적으로 무선통신 시스템은 송수신 신호의 전력 증폭 및 송수신 신호의 복조등을 위해 증계소를 구비하고 있는데, 이 중계소는 특히 미약한 신호를 수신하고, 이에 대응하는 강한 신호를 공급하는 장소로서, 증폭기, 안테나 장치 및 기타 처리장치등을 구비한다. 이와 같이 중계소에서 사용되는 안테나 장치는 통상 복수의 안테나, 일반적으로 두 개의 안테나로 구성되어 송신되어 오는 신호를 수신하는 다이버시티 수신 장치로 되어 있는데, 이를 제1도에 나타내 보였다.

제1도를 참조하면, 다이버시티 수신 장치는, 예를 들어 무선전환기와 같은 단말기로부터 송신된 신호를 수신하기 위한 두 개의 안테나(1a,1b), 두 개의 안테나(1a,1b)중 하나의 안테나를 택일적으로 선택하는 안테나 선택부(2), 선택된 안테나로부터 원하는 송신신호를 선택하는 동조기(3), 동조된 신호를 증폭하는 제1증폭기(4), 국부발진주파수를 발생하는 국부 발진기(5), 상기제1증폭기(4) 출력 신호와 국부 발진기(5)의 국부 발진주파수를 혼합하여 중간주파수를 발생하는 믹서(6)를 구비하고 있다. 또한, 다이버시티 수신 장치는, 믹서(6)에서 출력되는 중간주파수를 증폭하는 중간증폭기(7)와, 중간증폭기(7)에서 출력된 신호를 복조하는 복조부(8)를 구비한다. 여기서, 복조부(8)에서 복조된 신호는 미도시된 무선전화기의 수화기를 통해 음성으로 출력될 수 있는 신호이다. 또한, 다이버시티 수신 장치는, 복조부(8)에 접속되어 수신상태를 체크하는 검파기(9)(바람직하게는 스켈치 검파기)와, 검파기(9)의 출력을 입력받아 그 출력신호를 소정의 기준신호와 비교하여 현재 선택된 안테나의 신호강도 세기가 기준신호 강도의 세기보다 작은 것으로 판단되면 안테나 선택부(2)를 제어하여 안테나 선택부(2)의 스위치의 절환이 이루어지도록 하는 비교판단부(10)를 구비한다.

상기와 같이 구성된 다이버시티 수신 장치는 최적의 수신 신호를 얻기 위해 안테나(1a,1b)에 수신된 신호의 세기를 검파기(9), 비교판단부(10)를 통해 피드백으로 처리하여 안테나 선택부(2)의 스위치를 적절하게 자동으로 제어하는 것이다.

그런데, 종래의 다이버시티 수신 장치는 신호의 수신강도 상태에 따라 안테나 선택부의 절환 스위치에서 하나의 안테나만을 선택하여 신호를 수신하기 때문에 신호의 수신 효율이 저하되는 문제점이 있으며, 또한, 두 개의 안테나에서 수신된 신호의 전계 레벨이 모두 기준레벨 이하로 떨어질 때에는 안테나 절환 스위치의 동작이 원활하게 이루어지지 않기 때문에 다이버시티 안테나의 성능이 저하되는 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 수신 신호에 대해 위상 보상방식을 적용해 신호의 수신 세기 및 감도를 향상시킨 위상 보상을 이용한 다이버시티 수신 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 다이버시티 수신장치는, 복수의 안테나와, 동조기 동조기에 접속되어 동조된 신호를 증폭하는 제1증폭기 및 국부 발진기에서 출력되는 신호를 혼합하여 중간 주파수 신호를 출력하는 믹서, 상기 믹서에서 출력되는 중간 주파수 신호를 증폭하는 중간 증폭기 및 상기 중간 증폭기에서 출력되는 신호를 복조하여 복조신호를 출력하는 복조부를 구비하여 공중을 통해 전송되는 신호를 수신하는 다이버시티 수신 장치에 있어서, 상기 안테나중의 한 안테나인 제1안테나에 접속되며, 소정각도 간격으로 위치하는 다수 위상중의 어느 한 위상을 제공하도록 하는 다수의 접점을 갖는 위상절환 스위치 수단과, 상기 위상 절환 스위치 수단에 접속되어 상기 제1안테나에 수신된 신호를 소정각도 간격으로 다수 위상 변환또는 편이시키는 위상변환 수단과, 상기 위상변환수단 및 상기 안테나중의 다른 한 안테나인 제2안테나 접속되어 상기 위상변환 수단에서 출력되는 신호와 상기 제2안테나에 수신된 신호를 합성하여 그 합성된 신호를 상기 동조기에 입력시키는 합성수단과, 상기 중간증폭기와 복조부 사이에 접속되어 상기 안테나에 수신된 수신신호의 강도를 검출하는 수신신호 검출수단과, 상기 수신신호 검출수단에 접속되어 그 출력을 소정의 기준레벨과 비교판정하는 제어수단과, 상기 제어수단에 접속되어 상기 위상절환 스위치 수단에 그 위상 절환 스위치 수단의 절환을 제어하는 신호를 발생하는 논리 수단을 구비하여 된 점에 그 특징이 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 위상 보상을 이용한 다이버시티 수신 장치의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 이하에 설명되는 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니며, 동일한 기술범위내에서 많은 변용예가 가능함은 물론이다.

본 발명에 따른 위상 보상을 이용한 다이버시티 수신 장치는, 복수의 안테나(일반적으로 두 개의 안테나)중 한 안테나에서 수신되는 신호를 위상 가변시키면서 그 위상 변환 또는 편이된 신호를 다른 안테나에 수신되는 신호와 합성시킴으로써 최적의 신호를 수신하도록 하는 것으로서, 무선 전화기와 같은 단말기로부터 송신된 신호를 쉬하기 위한 두 개의 안테나(11a, 11b)와, 그 공통접점(c)의 상기 안테나중 제1안테나(11a)에 접속되고 소정각도 간격으로 위치하는 다수위상(예를 들면, 0°,90°,180°,270°)중의 어느 한 위상을 제공하도록 하는 다수의 스위치 접점(a1,a2,a3,a4)을 갖는 위상절환스위치(12)와, 위상절환 스위치(12)의 각 스위치 접점에 접속되어 상기 제1안테나(11a)에 수신된 신호를 그 접점에 해당하는 위상 변환값, 예를 들면, 0°,90°,180°,270°의 위상 변환 신호로 바꾸는 위상변환기(13)와, 상기 위상변환기(13)에서 출력된 신호와 상기 안테나중의 제2안테나(11b)에서 출력된 신호를 각각 입력받아 이들 신호를 합성하고 그 합성된 신호를 상기 동조기(18)에 입력시키는 합성기(14)를 구비한다. 그리고, 상기 합성기(14)에 접속되어 안테나(11a,11b)로부터 수신된 신호중에서 원하는 신호를 선택하는 동조기(18)와, 상기 동조기(18)로부터 출력되는 동조 신호를 증폭하는 제1증폭기(15)와, 국부 발진주파수를 생성하는 국부 발진기(23)와, 상기 국부 발진기(23) 및 제1증폭기(15)에서 출력되는 신호를 혼합하여 중간 주파수 신호를 출력하는 믹서(19)와, 믹서(19)에서 출력되는 중간주파수 신호를 증폭하는 중간 증폭기(16)와, 중간 증폭기(16)의 출력단에 접속되어 상기 안테나(11a,11b)에서 수신된 수신신호의 전계강도를 검출하는 수신신호 전계강도 검출기(20)와, 수신신호 전계강도 검출기(20)에서 출력되는 결과를 소정의 기준치와 비교판정하는 제어부(21)와, 제어부(21)에서 수행된 비교판정값에 기초하여 상기 위상 절환 스위치(12)의 스위치 접점(a1,a2,a3,a4)을 변화시키는 스위치제어신호를 출력하는 논리회로부(22)를 구비하여 구성되어 있다. 여기서, 상기 제어부(21)는 프로그램 가능한 마이크로프로세서 및 전자회로로 바람직하게 구성할 수 있으며, 논리회로부(22)도 마찬가지이다. 또한, 수신전계강도검출기(20)는 종래 기술에서 사용되었던 스켈치 검파기로 할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 다이버시티 수신 장치의 작용 및 동작을 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

본 발명에 따른 위상 보상을 이용한 다이버시티 수신 장치는 두 개의 안테나(11a,11b)를 사용하는데, 상기 안테나중에서 제1안테나(11a)는 위상 보상용 안테나로서 동작하고, 제2안테나(11b)는 신호 수신용으로 동작한다. 이와 같이 동작하도록 한 이유는, 무선 전화기와 같은 단말기에서 송신되는 신호가 여러 경로를 통해 다이버시티 수신 장치의 안테나(11a,11b)에 전달되기 때문에, 다중경로 페이딩(multipath pading)에 의한 수신감도의 저하가 발생되는 것을 위상 보상을 통해 최적의 수신상태를 유지하도록 하기 위해서이다. 즉, 종래의 다이버시티 수신 장치는 안테나 선택부(2 : 제1도)에 의해 선택된 안테나에서만 신호를 수신함으로써 소정의 수신감도를 얻을 수 없었던 것을 본 발명에서는 두개의 안테나를 모두 사용하여, 즉 한 안테나(11a)에서 수신되는 신호는 위상 보상용으로 하고, 다른 한 안테나에서 수신되는 신호는 신호검출용으로 하여 최적의 수신감도를 얻을 수 있도록 한 것이다. 이를 제2도 내지 제4도를 참조하면서 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제1안테나(11a) 및 제2안테나(11b)를 통해 무선전화기와 같은 단말기로부터 송신된 신호가 동시에 또는 시간 차이를 두고 수신된다. 즉, 다중경로에 의한 페이딩이 생기면서 수신된다. 이때, 제2안테나(11b)에 수신된 신호는 합성기(14)에 직접적으로, 즉 수신신호로서 입력되고, 제1안테나(11a)에 수신된 신호는 위상절환 스위치(12) 및 위상 변환기(13)를 통해 위상변환 또는 위상편이 되어 합성기(14)에 입력되게 된다. 예를 들면, 위상절환 스위치(12)의 공통접점(c)이 위상 변환기(13)의 0°위상 변환부와 접속된 a1접점과 연결되어 잇으면 제1안테나(11a)에 수신된 신호는 위상변화 없이 합성기(14)에 입력되어 제2안테나(11b)에서 수신된 신호와 합성된다. 또 다른 예를 들면, 위상절환 스위치(12)의 공통접점(c)이 위상변환기(13)의 180°위상 변환부와 접속된 a3접점과 연결되어 있으면 제1안테나(11a)에 수신된 신호는 위상 변환기(13)의 동작에 의해 180°위상 변환(또는 위상편이)된 후 합성기(14)에 입력되어 제2안테나(11b)에서 수신된 신호와 합성된다. 즉, 제1안테나(11a)에서 수신되는 신호(f1 :제4도)와 제2안테나(11b)에서 수신되는 신호(f2 : 제4도)가 다중경로 페이딩 효과에 의해 180°의 위상 편이가 발생하면, 기존의 방식에서는 페이딩 효과를 고려하지 않고 상기 안테나(11a,11b)중에서 한 안테나를 선택하는 신호를 수신하였으나, 본 발명에서는 수신 전계강도 검출기(20)의 출력을 이용하여 제어장치(21), 논리회로부(22)를 통해 자동으로 위상절환 스위치(12)의 공통접점(c)를 a3로 절환하여 수신신호를 180°편이시켜 제4도 (나)같은 신호를 만들고 이 신호를 제2안테나(11b)에 수신되는 신호(f2)와 합성하여 제4도 (다)와 같은 원래 신호의 약 2배의 전계강도를 갖는 신호를 만든 후에 그 신호를 수신하도록 작용함으로써 다이버시티 수신 장치의 수신감도를 향상시키는 것이다.

상기와 같은 과정을 제3도를 참조하면서 순차적으로 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 합성기(14)에서 출력된 신호가 동조기(18), 제1증폭기(15) 및 중간 증폭기(16)를 경유해서 수신 전계강도 검출기(20)에 입력되면, 수신 전계강도 검출기(20)는 안테나(11a,11b)에 의해 수신되어 합성기(20)에 의해 합성된 신호에 대응하는 신호의 전계강도를 검출한다(단계 31). 그 다음, 단계 32에서 위상변환된 횟수를 체크하기 위해 정수N을 0으로 셋팅하여 초기화시킨다. 그리고, 단계33에서 마이크로프로세서 및 전자회로로 구성될 수 있는 제어장치(21)는 상기 수신 전계강도 검출기(20)에서 검출된 신호전계강도를 소정의 기준레벨과 비교한다. 만일, 신호전계강도가 소정의 기준레벨보다 크면, 현재의 상태대로 안테나(11a,11b)에서 수신된 신호를 복조부(17)에서 이용되도록 수신신호를 셋팅한다. 즉, 위상절환 스위치(12)의 현재 접속상태를 계속 유지하도록 한다. 만일, 단계 33에서 신호전계강도가 기준레벨보다 작으면, 제어장치(21)는 논리회로부(22)를 제어하여 논리회로부(22)로 하여금 위상절환 스위치(12)의 현재 접속상태를 절환하여 제1안테나(11a)에서 수신된 신호가 위상변환기(13)에서 90°위상편이 되도록 하여 합성기(14)에서 제2안테나(11b)에서 수신된 신호와 합성되도록 한다(단계34). 예를 들면, 현재 위상절환 스위치(12)의 공통접점(c)이 90°의 위상편이를 수행하는 위상 변환기(13)와 연결된 a2접점과 접속되어 있으면, 논리회로부(22)는 위상절환 스위치(12)를 제어하여 상기 공통접점(c)이 180°의 위상편이를 수행하도록 하는 a3접점과 접속되도록 한다. 그 다음, 단계36에서 현재 정수N의 값을 1만큼 증가시키고, 단계37에서 1만큼 증가된 정수N의 값을 정수4와 비교한다. 이렇게 하는 이유는 위상변환 단계가 4단계, 즉 0°,90°,180°,270°를 순차적으로 수행하기 위해서이다. 즉, 만일 현재 90°의 위상편이가 수행되었으면, 그 다음에는 180°의 위상편이를, 그리고 현재 270°의 위상편이가 수행되었으면, 그 다음에는 0°의 위상편이를 수행하기 위해서이다.

단계37에서 정수N이 정수4보다 크면, 이 경우는 4단계의 위상편이를 수행하여 제2안테나(11b)에 수신된 신호에 위상 보상을 적용했어도 그 모든 신호전계강도가 소정의 기준레벨 이하가 된 경우이기 때문에, 단계41에서 4단계의 위상편이를 통해 검출된 합성신호 전계강도중에서 가장 큰 강도를 나타내는 위상절환 스위치(12)의 접점으로 셋팅한다. 만일, 단계37에서 정수N이 정수4보다 작으면, 현재 정수N값에 해당하는 위상편이값으로 편이된 신호전계강도가 수신전계강도 검출기(20)에서 검출되어, 단계39에서 단계33에서와 같이 그 신호전계강도가 소정의 기준레벨과 비교된다. 만일, 단계39에서 신호전계강도가 소정의 기준레벨보다 크면, 전술한 단계42로 진행하고, 신호전계강도가 소정의 기준레벨보다 작으면, 전술한 단계34로 진행하여 4단계의 위상편이를 수행하도록 한다. 그리고, 소정 시간후 반복적으로 단계31를 수행함으로써 수신전계강도의 검출을 갱신하도록 한다.

상술한 바와 같이 본 발명 위상 보상을 이용한 다이버시티 수신장치는 수신 신호에 위상 보상을 적용해 최적의 수신감도를 얻을 수 있도록 하는 이점을 제공한다.

Claims

복수의 안테나와, 동조기, 동조기에 접속되어 동조된 신호를 증폭하는 제1증폭기, 국부 발진기, 상기 제1증폭기 및 국부발진기에서 출력되는 신호를 혼합하여 중간 주파수 신호를 출력하는 믹서, 상기 믹서에서 출력되는 중간 주파수 신호를 증폭하는 중간증폭기 및 상기 중간 증폭기에서 출력되는 신호를 복조하여 복조 신호를 출력하는 복조부를 구비하여 공중을 통해 전송되는 신호를 수신하는 다이버시티 수신 장치에 있어서, 상기 안테나중의 한 안테나인 위상보상용 제1안테나에 접속되며, 소정각도간격으로 위치하는 다수 위상중의 어느 한 위상을 제공하도록 하는 다수의 접점을 갖는 위상절환 스위치 수단과, 상기 위상절환 스위치 수단에 접속되어 상기 제1안테나에 수신된 신호를 소정각도 간격으로 단계별 다수 위상 변환 또는 편이시키는 위상변환 수단과, 상기 위상변환 수단 및 상기 안테나중의 다른 한 안테나인 신호검출용 제2안테나 접속되어 상기 위상 변환 수단에서 출력되는 신호와 상기 제2안테나에 수신된 신호를 합성하여 그 합성된 신호를 상기 동조기에 입력시키는 합성수단과, 상기 중간증폭기와 상기 복조부 사이에 접속되어 상기 안테나에 수신된 수신신호의 강도를 검출하는 수신신호 전계강도 검출수단과, 상기 수신신호 전계강도 검출수단에 접속되어 그 출력을 소정의 기준레벨과 비교판정하여 상기 기준레벨보다 크면 상기 위상절환스위치수단의 접속상태를 유지하도록 하고, 작으면 위상절환스위치수단의 접속상태를 절환하도록 하는 제어신호 출력하는 제어수단과, 상기 제어수단에 접속되어 상기 제어신호에 따라서, 상기 위상절환 스위치 수단에 그 위상절환 스위치 수단의 절환을 제어하는 신호를 발생하는 논리 수단을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 위상 보상을 이용한 다이버시티 수신 장치.
제1항에 있어서, 상기 위상 변환수단은 0°,90°,180°,270°의 위상변환을 수행하는 것을 특징으로 하는 위상 보상을 이용한 다이버시티 수신 장치.
제1항에 있어서, 상기 수신신호 검출 수단에서 출력되는 모든 신호가 상기 소정의 기준 레벨보다 작을 때, 상기 위상절환 스위치 수단은 상기 출력신호중에서 가장 큰 신호를 만드는 스위치 접점으로 셋팅되는 것을 특징으로 하는 위상 보상을 이용한 다이버시티 수신 장치.
제1항에 있어서, 상기 위상절환 스위치 수단은 소정 시간마다 그 스위치 접점의 연결상태가 절환될 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 위상 보상을 이용한 다이버시티 수신 장치.
제1항에 있어서, 상기 수신신호 검출수단은 스켈치 검파기로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 위상 보상을 이용한 다이버시티 수신장치.
제1항에 있어서, 상기 제어수단은 마이크로프로세서를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 위상 보상을 이용한 다이버시티 수신장치.