DE60221766T2 - Mehrantennen/ Mehrempfänger Gruppenantenne diversity system - Google Patents

Mehrantennen/ Mehrempfänger Gruppenantenne diversity system Download PDF

Info

Publication number
DE60221766T2
DE60221766T2 DE60221766T DE60221766T DE60221766T2 DE 60221766 T2 DE60221766 T2 DE 60221766T2 DE 60221766 T DE60221766 T DE 60221766T DE 60221766 T DE60221766 T DE 60221766T DE 60221766 T2 DE60221766 T2 DE 60221766T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
signals
signal
receiver
receivers
polarization
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60221766T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60221766D1 (de
Inventor
Richard Henry Piscataway Middlesex County Erving
Saeed S. Andover Sussex County Ghassemzadeh
Robert Raymond II Morris County Miller
Christopher W. Parsippany Morris County Rice
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AT&T Corp
Original Assignee
AT&T Corp
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 AT&T Corp filed Critical AT&T Corp
Publication of DE60221766D1 publication Critical patent/DE60221766D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE60221766T2 publication Critical patent/DE60221766T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H04B7/0802Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using antenna selection
    • H04B7/0805Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using antenna selection with single receiver and antenna switching
    • H04B7/0808Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using antenna selection with single receiver and antenna switching comparing all antennas before reception
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H04B7/0837Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using pre-detection combining
    • H04B7/0842Weighted combining
    • H04B7/0848Joint weighting
    • H04B7/0857Joint weighting using maximum ratio combining techniques, e.g. signal-to- interference ratio [SIR], received signal strenght indication [RSS]
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H04B7/0868Hybrid systems, i.e. switching and combining
    • H04B7/0874Hybrid systems, i.e. switching and combining using subgroups of receive antennas
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H04B7/0802Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using antenna selection
    • H04B7/0817Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using antenna selection with multiple receivers and antenna path selection
    • H04B7/082Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using antenna selection with multiple receivers and antenna path selection selecting best antenna path
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/10Polarisation diversity; Directional diversity

Landscapes

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

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft Mehrantennen- und Mehrempfänger-Anordnungen zur Verwendung bei der Erhöhung des Signal/Rausch-Abstands (SNR) am Empfänger. Insbesondere verwendet die vorliegende Erfindung Polarisation und Raumdiversity, um den SNR am Empfänger zu verbessern.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • In verdrahteten oder Fasersystemen ist hauptsächlich nur ein Signalweg vorhanden, der einen sauberen, nicht störenden Kanal bereitstellt, durch den sich das Signal fortpflanzen kann. In drahtlosen Kommunikationssystemen erfolgt Signalfortpflanzung hauptsächlich durch Streuung von den Oberflächen von Gebäuden, Fahrzeugen, Bäumen, Wänden und Möbeln und durch Beugung über und/oder um diese Objekte, wodurch bewirkt wird, dass das übertragene Signal über mehrere Wege durch die Luft am Empfänger eintrifft. Die Sammlung von Fortpflanzungswegen, die von den Signalen vom Sender zum Empfänger durchlaufen werden, wird als der Kanal bezeichnet. Aufgrund des Mehrwegübertragungseffekts können Signale phasengleich oder phasenungleich miteinander und bei variierenden Amplitudenpegeln eintreffen. Um den Sachverhalt weiter zu komplizieren, ändert sich der Kanal, wenn sich die physikalischen Objekte in dem Kanal bewegen (d. h. der Empfänger, Sender oder Objekte in dem Weg zwischen dem Sender und Empfänger). Dies versieht fast alle drahtlosen Kanäle mit einer zeitveränderlichen Komponente. Die Wirkung dieses zeitveränderlichen Kanals ist eine zeitveränderliche Empfangssignalamplitude und -phase am Empfänger. Wenn keine Techniken zum Ausgleichen dieser Variation eingesetzt werden, muss eine zusätzliche Signal/Rausch-Reserve am Empfänger beibehalten werden, um zuverlässige Kommunikationen zu gewährleisten.
  • Diversity ist eine Technik, die verwendet wird, um die zeitveränderlichen Kanaleffekte zu bekämpfen. Diversity kann in jeder Kombination in den Zeit-, Frequenz-, Polarisations- und Raum-Domänen eingesetzt werden. Einfache Diversity-Techniken können enorme Verbesserungen des Signalpegels am Empfänger bewirken. Der Schlüssel liegt, wie bei jeder Technik, darin, den maximalen Nutzen bei minimalen Nachteilen (Größe, Kosten usw.) bereitzustellen.
  • EP-A-1045531 offenbart ein Diversity-Empfangsverfahren, bei dem zwei physikalisch getrennte Antennen jeweils mit einem jeweiligen Abstimmgerät gekoppelt sind. In einer Betriebsart werden die Abstimmgeräte gesteuert, um voneinander verschiedene Frequenzen auszuwählen, wodurch ein Frequenzdiversitymodus erhalten wird. In einer anderen Betriebsart werden die Abstimmgeräte gesteuert, um die gleiche Frequenz wie der andere auszuwählen, wodurch ein Raumdiversitymodus erhalten wird. Der Empfangsmodus kann abhängig von Kanalstatusinformationen für das an jeder Antenne empfangene Signal von Raumdiversitymodus zum Frequenzdiversitymodus und umgekehrt geändert werden.
  • US 5898741 offenbart eine MRC-(Maximalverhältnis-Komposition)-Diversityschaltung mit verzögerter Detektion, die über eine Vergleichsschaltung zur Auswahl eines Empfangszweigs mit maximaler RSSI (Feldstärke), einen Selektor, eine Basisbandschaltung zur Erzeugung eines regenerativen Takts und einen MRC-Diversityschaltungsabschnitt zum Zusammensetzen des regenerativen Takts verfügt.
  • WO 97/28615 offenbart eine Zellenfunktelefon-Basisstation, in der zwei verarbeitete Funktelefon-Kommunikationssignale aus drei oder mehr Funktelefon-Kommunikationssignalen für Decodierung ausgewählt werden.
  • Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein System zum Vergrößern des Signal/Rausch-Abstands (SNR) in einem drahtlosen Kommunikationssystem bereit, umfassend: eine Vielzahl von N Antennen, wovon N/2 zum Empfang eines Signals Ai vorgesehen sind, das durch eine erste Polarisation gekennzeichnet ist, und wovon N/2 zum Empfang eines Signals Bi vorgesehen sind, das durch eine zweite Polarisation gekennzeichnet ist, die von der ersten Polarisation verschieden ist, mit i = 1, 2, ..., N/2; das System dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin umfasst: M Empfänger mit M < N; einen Selektor, der angepasst ist, um eine Teilmenge von Signalen auszuwählen und jedes beliebige der Signale an jeden beliebigen der M Empfänger anzulegen; einen Maximalverhältnis-Kombinierer, der auf Ausgangssignale der M Empfänger reagiert; und eine Steuerung, die auf die Ausgangssignale der M Empfänger reagiert, um zu entscheiden, ob die Signale, die an die M Empfänger angelegt sind, geändert werden oder nicht, während sie den Selektor darauf beschränkt, die Auswahl von höchstens einem Signal, das an die M Empfänger angelegt ist, zu jedem Zeitpunkt zu modifizieren.
  • Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren zum Vergrößern des Signal/Rausch-Abstands (SNR) in einem drahtlosen Kommunikationssystem bereit, das Verfahren die folgenden Schritte umfassend: Empfangen eines Signals, das eine erste Polarisation an jeder von N/2 Antennen hat, und Empfangen eines Signals, das eine zweite Polarisation an jeder von anderen N/2 Antennen hat, die von der ersten Polarisation verschieden ist, für insgesamt N empfangene Signale; das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin die folgenden Schritte umfasst: Anlegen einer Teilmenge von M Signalen aus den N empfangenen Signalen an M Empfänger, mit M < N, und Entwickeln von M Empfänger-Ausgangssignalen; Vergleichen jedes der Empfänger-Ausgangssignale mit einem vordefinierten Schwellenwert; und Ersetzen eines Signals, das an einen bestimmten Empfänger angelegt ist, wenn das Ausgangssignal des bestimmten Empfängers unter dem Schwellenwert gefallen ist, durch ein anderes der N empfangenen Signale, ohne Beschränkung, welches der N empfangenen Signale an den bestimmten Empfänger angelegt wird, aber darauf beschränkt, nicht mehr als eines der Signale, die an den Empfängern angelegt sind, zu jedem Zeitpunkt zu ersetzen.
  • Das Mehrantennen-/Mehrempfänger-Schaltanordnungs-Diversitysystem der vorliegenden Erfindung verwendet Raum- und Polarisationsdiversity, um die Leistung am Empfänger zu verbessern. Vier Antennen am Empfänger stellen vier eindeutige Versionen (nicht korreliert oder mit niedriger Korrelation) des Signals an ihren Anschlüssen bereit. Die Positionen 1 und 2 (die Raumdiversity bereitstellen) haben jeweils zwei Antennen in Kreuzkorrelation (A und B) zueinander. Die Kreuzkorrelation bietet Polarisationsdiversity. Damit sind die vier Antennen sowohl Polarisation- als auch Raum-divers. Dies stellt Polarisationsdiversity für jede räumlich verschiedene Position bereit.
  • Die vorliegende Erfindung nutzt ein Blindschaltkonzept, das auf einem vordefinierten Schwellenwert und Algorithmus beruht, um doppelt polarisierte und/oder mehrere Antennen zu kombinieren, um den SNR am Empfänger zu vergrößern. Die Vergrößerung des SNR kann verwendet werden, um die Bitfehlerrate (BER) zu verringern, die gesamte Dienstqualität (QoS) zu verbessern oder Übertragungsleistungsanforderungen für Schmalband- oder Breitband-Kommunikationssysteme, die in drahtlosen Umgebungen operieren, zu reduzieren.
  • Das geschaltete Antennenanordnungskonzept der vorliegenden Erfindung versucht, den Kompromiss zwischen den Vorteilen durch Diversity-Implementierung und den Nachteilen in Form von Größe oder Kosten bei der Implementierung zu optimieren. Die Neuheit der vorliegenden Erfindung gründet sich auf der kombinierten Verwendung von Raum- und Polarisationsdiversity.
  • Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Polarisations- und Raumdiversity zur Vergrößerung des SNR am Empfänger zu verwenden.
  • Es ist ein andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Blindschaltalgorithmus zur Vergrößerung des SNR am Empfänger zu verwenden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die Erfindung lässt sich am besten unter Bezugnahme auf die ausführliche Beschreibung und die folgenden Figuren beschreiben, von denen:
  • 1 ein Blockdiagramm des geschalteten Anordnungsdiversitysystems zeigt;
  • 2 ein Zustandsdiagramm des Schaltdiversityanordnungskonzepts zeigt;
  • 3 die Wahrscheinlichkeit zeigt, dass die Empfangssignalleistung geringer ist als eine Abszissenhüllkurvenleistung in dB;
  • 4 die Verbesserung beim Wegverlust zeigt; und
  • 5 die Darstellung der durchschnittlichen Empfangsleistung am Ausgang des Empfängers zeigt.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Bei der vorliegenden Erfindung stellen vier Antennen am Empfänger vier eindeutige (nicht korrelierte) Versionen des Signals an ihren Anschlüssen bereit. Die Positionen 1 und 2 (die Raumdiversity bereitstellen) haben jeweils zwei Antennen in Kreuzkorrelation zueinander und bieten dadurch Polarisationsdiversity. Durch vier Antennen, die sowohl Polarisations- als auch Raum-divers sind, wird Polarisationsdiversity für jede räumlich verschiedene Position bereitgestellt.
  • Eine Option an diesem Punkt würde darin bestehen, die Signale an allen vieren der Antennen in den Empfänger maximal zu kombinieren. Jedes Signal würde seine eigene Empfängerkette erfordern, wodurch dies zu einer teuren Option würde. Außerdem zeigen Simulationen und Feldergebnisse, dass ein oder zwei Signale die Verteilung am Empfänger dominieren. Die zwei höchsten Signale werden aus den vier verfügbaren Signalen ausgewählt.
  • Vorzugsweise wird ein Algorithmus verwendet, der beliebige zwei davon in einem Maximalverhältnis-Kombinationsempfänger kombiniert. Die Vorteile dieses Konzepts sind zweifach:
    • 1. Nur ein räumlicher Abstand ist erforderlich, um Diversity (normalerweise eine Wellenlänge) zwischen räumlich verschiedenen Antennen an Position 1 und Position 2 bereitzustellen. Mit der räumlichen Trennung zwischen den Positionen 1 und 2 ist jede Antenne einzigartig (verschieden) von den übrigen drei, und um dies zu realisieren, war nur eine physikalische Trennung von einer Wellenlänge erforderlich.
  • Durch Verwendung der zwei höchsten Signale konnte der Hauptanteil des Nutzens des Falls mit vier Eingängen und Maximalkombination für die Hälfte der Empfängerkosten erhalten werden.
  • 1 zeigt ein Blockdiagramm des Konzepts des geschalteten Antennenanordnungs-Diversitysystems. Vier Eingangssignale P11, P12, P21 und P22 sind vorhanden, wobei P11 die Antennenposition 1 mit Polarisation A, P12 die Antennenposition 1 mit Polarisation B, P21 die Antennenposition 2 und Polarisation A sowie P22 die Antennenposition 2 und Polarisation B repräsentieren. Schalter-1 105 und Schalter-2 110 wählen jeweils unter den vier Signalen aus. Jeder Schalter 105 und 110 wählt das höchste Signal aus, aber die Schalter werden daran gehindert, dasselbe Signal auszuwählen, und schalten nicht zur selben Zeit. Aus den vier vorhandenen Eingangssignalen werden zwei (R1 und R2) ausgewählt und unter Verwendung eines Maximalverhältnis-Kombinierers 120 kombiniert, um ein zusammengesetztes Signal bereitzustellen. Wie dargestellt, können beliebige zwei der Signale (durch γ1 und γ2 repräsentiert) miteinander kombiniert werden. Jedes der Signale kann durch einen Koeffizienten, z. B. α1 und α2, angepasst werden. Die zwei ausgewählten Signale (R1 und R2) werden im „Entscheidungsblock" 115 überprüft, und wenn eines der Signale unter eine vordefinierte Schwelle fällt, wird eines der nicht verwendeten Signale ausgewählt und kombiniert. Der Entscheidungsprozess für die Auswahl des besten Signals ist andauernd.
  • Die vorliegende Erfindung wählt die zwei größten oder höchsten Antenneneingänge aus einer Auswahl von vier verfügbaren Eingangssignalen aus und kombiniert sie in einem Maximalverhältnis-Kombinierer 120, um einen Ausgang mit einem höheren Wert und einer größeren Konsistenz als in Diversitysystemen mit zwei Eingängen zu erzeugen. Außerdem kann das Signal γ1 durch einen Koeffizienten α1 angepasst werden und das Signal γ1 kann durch einen Koeffizienten α2 angepasst werden. Der Algorithmus der vorliegenden Erfindung überprüft kontinuierlich jeden Eingang im „Entscheidungsblock" 115 und vergleicht ihn mit einem vordefinierten Schwellenwert. Sollte der Wert an einem Eingang unter den Schwellenwert fallen, wählt der Algorithmus einen anderen Eingang aus.
  • 2 zeigt ein Zustandsdiagramm des Schaltdiversityanordnungskonzepts und stellt den Algorithmus zum Schalten zwischen Zuständen bereit. Es ist zu beachten, dass nur eine Antenne zu einer gegebenen Zeit geschaltet wird; dadurch wird gewährleistet, dass keine Übergänge am Ausgang vorhanden sind, die den Signalkommunikationsfluss unterbrechen würden. Während der Algorithmus blind ist (keine Informationen im voraus), bietet er Vorteile, da statistisch nur eine sehr geringe Wahrscheinlichkeit besteht, dass zwei Signale gleichzeitig einen Schwund haben (auf einem niedrigen Pegel sind).
  • Der Algorithmus zur Entscheidung, ob eines der zwei ausgewählten Eingangssignale unter einen vordefinierten Schwellenwert gefallen ist und daher die Auswahl eines anderen Eingangssignals erfordert, ist wie folgt. Die Antennen bilden eine Rangfolge, wobei der Rang durch die Antennennummer definiert wird. Antennennummern können in jeder sinnvollen Weise zugeordnet werden. Wenn die Metrik an einer der Antennen unter den vordefinierten Schwellenwert fällt, erfolgt ein Wechsel zur verfügbaren Antenne des nächst höheren Rangs. Die linke Spalte gibt den Schaltzustand an. Die nächste Spalte nach rechts gibt die möglichen Antennenpaar-Kombinationen an. Wenn die Antenne des höchsten Rangs gewechselt werden soll, wird ihrem Rang der Rang 0 neu zugeordnet, bevor der Algorithmus angewandt wird. Die verfügbare Antennenmenge ist definiert als die Menge {(P11, P12), (P11, P21), (P11, P22), (P12, P21), (P12, P22), (P12, P11), (P21, P11), (P21, P12), (P21, P22), (P22, P11), (P22, P12), (P11, P12), (P22, P21)} – (gegenwärtig verwendetes Antennenpaar)}. Erneut Bezug nehmend auf 2, wird, wenn das Antennenpaar (P11, P12) gegenwärtig verwendet wird und es festgestellt wird, dass das Signal an P12 unter den vordefinierten Schwellenwert gefallen ist, ein Wechsel von P12 zu P21 vorgenommen, so dass (P11, P21) das zu verwendende Antennenpaar wird, wie durch die Strichlinie angezeigt, die vom Antennenpaar (P11, P12) zum Antennenpaar (P11, P21) verläuft. Wenn, erneut unter Verwendung des Antennenpaars (P11, P12), festgestellt wird, dass P11 unter den vordefinierten Schwellenwert gefallen ist, sollte ein Wechsel von P11 zu P12 erfolgen, aber P12 ist bereits als eines der Eingangssignale des gegenwärtig verwendeten Paars in Gebrauch. Die Antenne des nächst höheren verfügbaren Rangs müsste ausgewählt werden, und das wäre P21, so dass (P21, P21) das zu verwendende Antennenpaar wird, wie durch die Punkt- und Strichlinie angezeigt, die vom Antennenpaar (P11, P12) zum Antennenpaar (P21, P12) verläuft. Die Vielzahl von Zuständen zeigt den zeitlichen Verlauf an und zeigt an, dass der Prozess der Antennenpaar-Auswahl kontinuierlich über die Lebensdauer der Signalübertragungen erfolgt. Die Punkt- und Strichlinien von 2 repräsentieren daher den Zustandsverlauf von einem Antennenpaar, wenn die höhere Antenne des Paars in dem gegenwärtigen Antennenpaar unter den vordefinierten Schwellenwert gefallen ist und gewechselt werden muss. Die Strichlinien in 2 repräsentieren daher den Zustandsverlauf von einem Antennenpaar, wenn die untere Antenne des Paars in dem gegenwärtigen Antennenpaar unter den vordefinierten Schwellenwert gefallen ist und gewechselt werden muss.
  • In 3 hat die Empfangssignalhüllkurve eine Rayleigh-Verteilung. 3 zeigt die Wahrscheinlichkeit, dass die Empfangssignalleistung geringer ist als eine Abszissenhüllkurvenleistung in dB. 4 zeigt den Wegverlust. 3 und 4 stellen Simulationsergebnisse für die statistische Verbesserung der Wegverstärkung bereit, die aus der Verwendung der vorliegenden Erfindung entsteht. Die Überprüfung dieser Figuren zeigt die Verbesserung, die durch die Verwendung der vorliegenden Erfindung erreicht wurde. In einem idealen Kanal (wie ein Kabel oder eine Faser) wäre die Darstellung in 3 und 4 in jedem Fall (in jeder Figur) eine vertikale Linie, weil die Wahrscheinlichkeit für den Empfang des Signals dieselbe ist (oder keine Variation im Empfangssignal aufgrund von Mehrwegverläufen auftritt). Durch die Verwendung der vorliegenden Erfindung wird die Darstellung schärfer und mehr vertikal, wobei sie in einem Bereich von etwa 15 dB variiert (was anzeigt, dass die Erfindung tatsächlich nicht nur die mittlere Empfangsleistung verbessert, sondern auch die Schwundreserven-Erfordernisse für einen gegebenen BER verbessert), wie in 4 angegeben.
  • Bezug nehmend auf 3, ist insbesondere die Maximalverhältnis-Kombination von jeder der möglichen Antennenkombinationen dargestellt. Das heißt, es sind Antenne 1 mit Polarisation A (ant 1, p1), Antenne 1 mit Polarisation B (ant 1, p2), Antenne 2 mit Polarisation A (ant 2, p1) und Antenne 2 mit Polarisation B (ant 2, p2) dargestellt. Außerdem dargestellt sind die Verwendung eines Blindschalters, eines Vier-Empfänger-Systems, das beliebige zwei Signale kombiniert und dann das maximale auswählt, und eines Vier-Empfänger-Systems, das eine Kombination gleicher Verstärkung verwendet. 4 zeigt dieselben Kombinationen.
  • 5 zeigt die Darstellung der durchschnittlichen Empfangsleistung am Ausgang des Empfängers. Die Ansicht der Figur zeigt, dass die Empfangsleistung für den Fall der Maximalkombination von zwei Eingängen in der Zeitperiode relativ konstant bleibt. Dies ist die oberste Linie in der Grafik.
  • Aus dem Vorstehenden sollte klar sein, dass die Aufgaben der Erfindung erfüllt wurden. Während bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben und veranschaulicht wurden, sollte beachtet werden, dass die Erfindung nicht darauf beschränkt ist, da Abwandlungen von Fachleuten vorgenommen werden können. Die vorliegende Erfindung erwägt jede und alle Abwandlungen im Rahmen der zugrunde liegenden Erfindung, die hierin offenbart und beansprucht wird.

Claims (12)

  1. System zum Vergrößern des Signal/Rausch-Abstands (SNR) in einem drahtlosen Kommunikationssystem, umfassend: eine Vielzahl von N Antennen, wovon N/2 zum Empfang eines Signals (Ai) vorgesehen sind, das durch eine erste Polarisation gekennzeichnet ist, und wovon N/2 zum Empfang eines Signals (Bi) vorgesehen sind, das durch eine zweite Polarisation gekennzeichnet ist, die von der ersten Polarisation verschieden ist, mit i = 1, 2, ..., N/2; das System dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin umfasst: M Empfänger mit M < N; einen Selektor (105, 110), der angepasst ist, um eine Teilmenge von Signalen unter den N Signalen auszuwählen und jedes beliebige der Signale (Ai, Bi) an jeden beliebigen der M Empfänger anzulegen; einen Maximalverhältnis-Kombinierer (120), der auf Ausgangssignale der M Empfänger reagiert; und eine Steuerung (115), die auf die Ausgangssignale der M Empfänger reagiert, um zu entscheiden, ob die Signale, die an die M Empfänger angelegt sind, geändert werden oder nicht, während sie den Selektor darauf beschränkt, die Auswahl von höchstens einem Signal, das an die M Empfänger angelegt ist, zu jedem Zeitpunkt zu modifizieren.
  2. System nach Anspruch 1, wobei jede Antenne i der N Antennen einen ersten Ausgangsanschluss für Signal Ai hat und einen zweiten Ausgangsanschluss für Signal Bi hat, der physikalisch von dem ersten Ausgangsanschluss verschieden ist.
  3. System nach Anspruch 1, wobei die Steuerung in ihrer Empfänglichkeit für die Ausgangssignale der M Empfänger jedes der Ausgangssignale mit einem jeweiligen vorgewählten Schwellenwert vergleicht.
  4. System nach Anspruch 1, wobei der Selektor (105, 110) Signal X an einen ersten der Empfänger anlegt und Signal Y an einen zweiten der Empfänger anlegt, wobei X und Y aus der Menge der Signale Ai und Bi genommen werden und Signal X größer ist als Signal Y, die Steuerung angepasst ist, den Selektor anzuweisen, ein Signal Z an den zweiten Empfänger anzulegen, das außer dem Signal X das größte Signal in der Menge von Signalen ist.
  5. System nach Anspruch 1, wobei der Selektor (105, 110) die Auswahl- und Anlegungsschritte auf der Grundlage der Starke der an den Antennen empfangenen Signale Ai, Bi ausführt.
  6. System nach Anspruch 1, weiterhin Mittel zum Multiplizieren des Ausgangssignals des ersten Empfängers mit einem Koeffizienten (α1) umfassend.
  7. Verfahren zum Vergrößern des Signal/Rausch-Abstands (SNR) in einem drahtlosen Kommunikationssystem, das Verfahren die folgenden Schritte umfassend: Empfangen eines Signals, das eine erste Polarisation an jeder von N/2 Antennen hat, und Empfangen eines Signals, das eine zweite Polarisation an jeder von anderen N/2 Antennen hat, die von der ersten Polarisation verschieden ist, für insgesamt N empfangene Signale; das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin die folgenden Schritte umfasst: Anlegen einer Teilmenge von M Signalen aus den N empfangenen Signalen an M Empfänger, mit M < N, und Entwickeln von M Empfänger-Ausgangssignalen; Vergleichen von jedem der Empfänger-Ausgangssignale mit einem vordefinierten Schwellenwert; und Ersetzen eines Signals, das an einen bestimmten Empfänger angelegt ist, wenn das Ausgangssignal des bestimmten Empfängers unter dem Schwellenwert gefallen ist, durch ein anderes der N empfangenen Signale, ohne Beschränkung, welches der N empfangenen Signale an den bestimmten Empfänger angelegt wird, aber darauf beschränkt, nicht mehr als eines der Signale, die an den Empfängern angelegt sind, zu jedem Zeitpunkt zu ersetzen.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, weiter enthaltend einen Schritt zur Bereitstellung eines zusammengesetzten Signals aus den Ausgangssignalen der M Empfänger unter Verwendung eines Maximalverhältnis-Kombinierers (120).
  9. Verfahren nach Anspruch 7, weiter enthaltend den Schritt zur optionalen Anpassung jedes der Ausgangssignale der M Empfänger durch jeweilige multiplikative Koeffizienten (α1, α2).
  10. Verfahren nach Anspruch 7, wobei N = 4 ist.
  11. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Ersetzungsschritt effektiv die zwei größten Signale aus den Signalen, die von der Vielzahl von Antennen bereitgestellt werden, auswählt.
  12. Verfahren nach Anspruch 7, weiterhin einen Schritt zur Verarbeitung der M Empfänger-Ausgangssignale in einem Maximalverhältnis-Kombinierer (120) umfassend.
DE60221766T 2001-09-25 2002-09-25 Mehrantennen/ Mehrempfänger Gruppenantenne diversity system Expired - Lifetime DE60221766T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US962994 2001-09-25
US09/962,994 US7155192B2 (en) 2001-09-25 2001-09-25 Multi-antenna/multi-receiver array diversity system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60221766D1 DE60221766D1 (de) 2007-09-27
DE60221766T2 true DE60221766T2 (de) 2008-06-05

Family

ID=25506600

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60221766T Expired - Lifetime DE60221766T2 (de) 2001-09-25 2002-09-25 Mehrantennen/ Mehrempfänger Gruppenantenne diversity system

Country Status (5)

Country Link
US (4) US7155192B2 (de)
EP (1) EP1296466B1 (de)
JP (2) JP2003134013A (de)
CA (2) CA2404412C (de)
DE (1) DE60221766T2 (de)

Families Citing this family (59)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6704545B1 (en) 2000-07-19 2004-03-09 Adc Telecommunications, Inc. Point-to-multipoint digital radio frequency transport
US7155192B2 (en) * 2001-09-25 2006-12-26 At&T Corp. Multi-antenna/multi-receiver array diversity system
AU2003203650A1 (en) * 2002-01-18 2003-08-07 Raytheon Company Combining signals exhibiting multiple types of diversity
US7035671B2 (en) * 2002-04-08 2006-04-25 Adc Telecommunications, Inc. Method and apparatus for intelligent noise reduction in a distributed communication system
WO2004038956A1 (ja) * 2002-10-28 2004-05-06 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha ダイバーシチ受信装置およびダイバーシチ受信方法
US8958789B2 (en) 2002-12-03 2015-02-17 Adc Telecommunications, Inc. Distributed digital antenna system
US7483718B2 (en) * 2003-10-01 2009-01-27 Broadcom Corporation System and method for antenna selection
US8185075B2 (en) * 2003-03-17 2012-05-22 Broadcom Corporation System and method for channel bonding in multiple antenna communication systems
US7515939B2 (en) * 2003-10-01 2009-04-07 Broadcom Corporation System and method for channel-adaptive antenna selection
JP3977795B2 (ja) 2003-10-23 2007-09-19 株式会社東芝 ダイバーシチアンテナ装置およびダイバーシチアンテナ制御方法
EP1533916A1 (de) 2003-11-18 2005-05-25 Mitsubishi Electric Information Technology Centre Europe B.V. Diversität-Schalt-Kombinator
EP1533917A1 (de) 2003-11-18 2005-05-25 Mitsubishi Electric Information Technology Centre Europe B.V. Antennendiversitätsschalter für ein Empfangssystem und dieses benutzendes Schalterverfahren
US7277731B2 (en) * 2003-12-23 2007-10-02 Motorola, Inc. Adaptive diversity antenna system
KR100753073B1 (ko) * 2004-02-04 2007-08-31 후지쓰 텐 가부시키가이샤 수신 장치
US10886979B2 (en) 2004-04-02 2021-01-05 Rearden, Llc System and method for link adaptation in DIDO multicarrier systems
US10985811B2 (en) 2004-04-02 2021-04-20 Rearden, Llc System and method for distributed antenna wireless communications
US10425134B2 (en) 2004-04-02 2019-09-24 Rearden, Llc System and methods for planned evolution and obsolescence of multiuser spectrum
US11394436B2 (en) 2004-04-02 2022-07-19 Rearden, Llc System and method for distributed antenna wireless communications
US11451275B2 (en) 2004-04-02 2022-09-20 Rearden, Llc System and method for distributed antenna wireless communications
US11309943B2 (en) 2004-04-02 2022-04-19 Rearden, Llc System and methods for planned evolution and obsolescence of multiuser spectrum
US10749582B2 (en) 2004-04-02 2020-08-18 Rearden, Llc Systems and methods to coordinate transmissions in distributed wireless systems via user clustering
US9312929B2 (en) 2004-04-02 2016-04-12 Rearden, Llc System and methods to compensate for Doppler effects in multi-user (MU) multiple antenna systems (MAS)
US9685997B2 (en) 2007-08-20 2017-06-20 Rearden, Llc Systems and methods to enhance spatial diversity in distributed-input distributed-output wireless systems
US7190308B2 (en) * 2004-09-23 2007-03-13 Interdigital Technology Corporation Blind signal separation using signal path selection
TWI266489B (en) * 2005-06-07 2006-11-11 Realtek Semiconductor Corp Apparatus and method for increasing signal estimation accuraccy
US8068872B2 (en) 2005-10-06 2011-11-29 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Signaling support for antenna selection using subset lists and subset masks
US7539458B2 (en) * 2005-10-24 2009-05-26 The Regents Of The University Of California Apparatus and method for a system architecture for multiple antenna wireless communication systems using round robin channel estimation and transmit beam forming algorithms
EP1949559B1 (de) * 2005-10-27 2011-08-24 Telecom Italia S.p.A. Verfahren und system zur mehrantennen-kommunikation unter verwendung mehrerer übertragungsarten, diesbezügliche vorrichtung und computerprogrammprodukt
JP2007235762A (ja) * 2006-03-02 2007-09-13 Fujitsu Ltd 多入力多出力通信用アンテナ装置
US7706768B2 (en) * 2006-08-02 2010-04-27 Intel Corporation Diversity switching
DE602006019786D1 (de) * 2006-11-29 2011-03-03 Pirelli & C Spa Schaltstrahlantennensystem und verfahren mit digital gesteuerter gewichteter hochfrequenz-kombinierung
JP4548461B2 (ja) * 2007-09-04 2010-09-22 ソニー株式会社 ダイバシティ制御方法
EP2232637B1 (de) * 2007-12-19 2017-05-03 Telecom Italia S.p.A. Verfahren und system für antennenkommunikation mit umgeschalteten strahlen
US8306473B2 (en) 2008-02-15 2012-11-06 Qualcomm Incorporated Methods and apparatus for using multiple antennas having different polarization
CN101247158B (zh) * 2008-03-20 2012-02-29 上海交通大学 非理想信道多天线***发射模式及相应调制方式的选择方法
US8494466B2 (en) * 2008-03-26 2013-07-23 Broadcom Corporation Selecting receiver chains of a mobile unit for receiving wireless signals
US8064861B2 (en) * 2008-04-14 2011-11-22 Silicon Laboratories Inc. Circuit and method for antenna selection in an antenna diversity receiver
US8359644B2 (en) * 2008-11-17 2013-01-22 At&T Intellectual Property I, L.P. Seamless data networking
US8340614B2 (en) * 2008-12-18 2012-12-25 Plantronics, Inc. Antenna diversity to improve proximity detection using RSSI
US8548385B2 (en) * 2009-12-16 2013-10-01 Intel Corporation Device, system and method of wireless communication via multiple antenna assemblies
KR101652861B1 (ko) 2010-12-23 2016-08-31 삼성전자주식회사 다중 안테나 수신 방법 및 장치
US8842774B2 (en) * 2011-06-01 2014-09-23 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Signal combiner, method, computer program and computer program product
KR102171272B1 (ko) * 2011-09-14 2020-10-29 리어덴 엘엘씨 무선 시스템들의 코히어런스의 영역들을 이용하기 위한 시스템들 및 방법들
US9042941B2 (en) * 2011-12-28 2015-05-26 Nokia Solutions And Networks Oy Uplink grouping and aperture apparatus
US8934561B2 (en) 2011-12-28 2015-01-13 Nokia Siemens Networks Oy Cell clustering and aperture selection
GB2502108B (en) * 2012-05-16 2014-10-15 Canon Kk Reception quality assessment
US8913972B2 (en) 2012-10-11 2014-12-16 Nokia Siemens Networks Oy Antenna clustering for multi-antenna aperture selection
US11050468B2 (en) 2014-04-16 2021-06-29 Rearden, Llc Systems and methods for mitigating interference within actively used spectrum
US11190947B2 (en) 2014-04-16 2021-11-30 Rearden, Llc Systems and methods for concurrent spectrum usage within actively used spectrum
US10194346B2 (en) 2012-11-26 2019-01-29 Rearden, Llc Systems and methods for exploiting inter-cell multiplexing gain in wireless cellular systems via distributed input distributed output technology
US11189917B2 (en) 2014-04-16 2021-11-30 Rearden, Llc Systems and methods for distributing radioheads
US10164698B2 (en) 2013-03-12 2018-12-25 Rearden, Llc Systems and methods for exploiting inter-cell multiplexing gain in wireless cellular systems via distributed input distributed output technology
RU2767777C2 (ru) 2013-03-15 2022-03-21 Риарден, Ллк Системы и способы радиочастотной калибровки с использованием принципа взаимности каналов в беспроводной связи с распределенным входом - распределенным выходом
US11290162B2 (en) 2014-04-16 2022-03-29 Rearden, Llc Systems and methods for mitigating interference within actively used spectrum
US9654904B2 (en) * 2015-02-19 2017-05-16 Xerox Corporation System and method for flexibly pairing devices using adaptive variable thresholding
US10499269B2 (en) 2015-11-12 2019-12-03 Commscope Technologies Llc Systems and methods for assigning controlled nodes to channel interfaces of a controller
WO2020033158A1 (en) 2018-08-08 2020-02-13 Avx Antenna, Inc. D/B/A Ethertronics, Inc. Vhf-uhf antenna system with feedback
WO2020033160A1 (en) 2018-08-08 2020-02-13 Avx Antenna, Inc. D/B/A Ethertronics, Inc. Methods for configuring a multi-mode antenna system for multi-channel communication systems
WO2021183015A1 (en) 2020-03-12 2021-09-16 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Antenna apparatus and method in an antenna apparatus for selectively combining antenna outputs

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6163118A (ja) * 1984-09-04 1986-04-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd ダイバ−シチ受信装置
US4733402A (en) * 1987-04-23 1988-03-22 Signatron, Inc. Adaptive filter equalizer systems
JPH01151325A (ja) * 1987-12-08 1989-06-14 Hitachi Ltd アンテナおよび無線通信システム
JPH03293822A (ja) * 1990-04-12 1991-12-25 Pioneer Electron Corp ダイバシティー受信機
US5740526A (en) * 1994-06-01 1998-04-14 Bonta; Jeffrey D. Method and apparatus for selecting two antennas from which to receive a communication signal
JPH0865223A (ja) * 1994-08-25 1996-03-08 Oki Electric Ind Co Ltd 無線通信制御装置
GB2294609B (en) 1994-10-26 1999-01-27 Northern Telecom Ltd A base station arrangement
US6421543B1 (en) 1996-01-29 2002-07-16 Ericsson Inc. Cellular radiotelephone base stations and methods using selected multiple diversity reception
JP3271233B2 (ja) * 1996-02-07 2002-04-02 日本電信電話株式会社 ダイバーシチ方法
JPH1013254A (ja) * 1996-06-20 1998-01-16 Saitama Nippon Denki Kk 遅延検波合成ダイバーシチ回路
US6314305B1 (en) * 1998-12-10 2001-11-06 Lucent Technologies Inc. Transmitter/receiver for combined adaptive array processing and fixed beam switching
JP4181259B2 (ja) * 1998-12-14 2008-11-12 松下電器産業株式会社 受信装置及び受信方法
GB9908675D0 (en) 1999-04-15 1999-06-09 British Broadcasting Corp Diversity reception method and diversity receivers
DE10102616A1 (de) * 2000-02-17 2001-08-23 Heinz Lindenmeier Antennendiversityanlage mit phasengeregelter Summation von Antennensignalen
GB2367199B (en) * 2000-09-20 2005-01-26 Parthus Apparatus for receiving ranging signals
US20030002471A1 (en) * 2001-03-06 2003-01-02 Crawford James A. Method for estimating carrier-to-noise-plus-interference ratio (CNIR) for OFDM waveforms and the use thereof for diversity antenna branch selection
US20020160737A1 (en) 2001-03-06 2002-10-31 Magis Networks, Inc. Method and apparatus for diversity antenna branch selection
US7155192B2 (en) 2001-09-25 2006-12-26 At&T Corp. Multi-antenna/multi-receiver array diversity system

Also Published As

Publication number Publication date
US8509723B2 (en) 2013-08-13
DE60221766D1 (de) 2007-09-27
US7457602B2 (en) 2008-11-25
JP2003134013A (ja) 2003-05-09
CA2404412C (en) 2008-10-21
US20030060178A1 (en) 2003-03-27
CA2404412A1 (en) 2003-03-25
US20060014511A1 (en) 2006-01-19
JP4664934B2 (ja) 2011-04-06
JP2007143201A (ja) 2007-06-07
US20090075618A1 (en) 2009-03-19
US7155192B2 (en) 2006-12-26
US8818316B2 (en) 2014-08-26
EP1296466A2 (de) 2003-03-26
EP1296466B1 (de) 2007-08-15
EP1296466A3 (de) 2003-08-06
CA2635195A1 (en) 2003-03-25
US20130324068A1 (en) 2013-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60221766T2 (de) Mehrantennen/ Mehrempfänger Gruppenantenne diversity system
DE60316933T2 (de) Funkübertragungseinrichtung und funkübertragungsverfahren
DE10254384B4 (de) Bidirektionales Signalverarbeitungsverfahren für ein MIMO-System mit einer rangadaptiven Anpassung der Datenübertragungsrate
DE60028444T2 (de) Verfahren zum Diversity-Empfang und Diversity-Empfänger
DE60017836T2 (de) Drahtloses System mit Mehrfachsendeantennenanordnung mit Kombination van Sende-Diversity mit offenem Regelkreis und mit geschlossenem Regelkreis
DE69327837T2 (de) Teilband-Diversityübertragungssystem
DE69835449T2 (de) Mobilfunkstation mit mehreren antennenelementen und interferenzunterdrückung
DE60308193T2 (de) Gruppenempfänger mit subarraysauswahl, verfahren unter verwendung derselben, und empfänger derselben enthaltend
EP1262031B1 (de) Datenübertragungsverfahren und -system mit sendeantennen-diversität
DE112006001299B4 (de) Verfahren zum Verringern der Störung bei einem Funksystem
DE60310237T2 (de) Kodierte mimo systeme mit selektiver kanalinversion angewandt per eigenmode
DE60203234T2 (de) Übertragungsratensteuerungstechnik für MIMO-Systeme mit mehrfach Sende- und Empfangsantennen
DE60312491T2 (de) Verbesserte diversitäts-funkkommunikationsvorrichtung
DE69934816T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur kreuzpolarisierten trennung in einem kommunikationssystem
DE69630616T2 (de) Winkeldiversitätsverfahren und basisstationsvorrichtung
DE60005374T2 (de) OFDM-System mit Sender-Antennendiversity und Vorentzerrung
DE69936682T2 (de) Basistation und Funkübertragungsverfahren mit Empfängsdiversität
DE69931436T2 (de) Verfahren zur drahtlosen Übertragung für Gruppenantennen mit erhöhter Widerstandsfestigkeit gegen Fading
DE60010882T2 (de) Verfahren zur übertragung einer simbolfolge
DE20321903U1 (de) Antennensystem mit Reduzierter Komplexität, das eineGemultiplexte Empfangskettenverarbeitung verwendet
DE60202438T2 (de) Verfahren zur Übertragung eines Signals zwischen einem Endgerät und einer Netzwerkeinheit
DE69936044T2 (de) Dekodierung von raum-zeit-kodierten signalen für drahtlose kommunikation
DE69531970T2 (de) Frequenzplan für ein zellulares mobiles Funksystem mit Frequenzsprung
DE102011004259B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Antennendiversitätsempfang
DE602004001576T2 (de) Verfahren zum Übertragen von Daten in einem Telekommunikationssystem mit wenigstens einem Sender

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition