DE60221766T2 - Mehrantennen/ Mehrempfänger Gruppenantenne diversity system - Google Patents
Mehrantennen/ Mehrempfänger Gruppenantenne diversity system Download PDFInfo
- 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
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
- H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
- H04B7/08—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
- H04B7/0802—Diversity 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
- H04B7/0805—Diversity 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
- H04B7/0808—Diversity 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
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
- H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
- H04B7/08—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
- H04B7/0837—Diversity 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
- H04B7/0842—Weighted combining
- H04B7/0848—Joint weighting
- H04B7/0857—Joint weighting using maximum ratio combining techniques, e.g. signal-to- interference ratio [SIR], received signal strenght indication [RSS]
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
- H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
- H04B7/08—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
- H04B7/0868—Hybrid systems, i.e. switching and combining
- H04B7/0874—Hybrid systems, i.e. switching and combining using subgroups of receive antennas
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
- H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
- H04B7/08—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
- H04B7/0802—Diversity 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
- H04B7/0817—Diversity 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
- H04B7/082—Diversity 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
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
- H04B7/10—Polarisation 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 - 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-1105 und Schalter-2110 wählen jeweils unter den vier Signalen aus. Jeder Schalter105 und110 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-Kombinierers120 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 von2 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 in2 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 und4 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 in3 und4 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 in4 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)
- 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. - 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.
- 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.
- 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. - 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. - System nach Anspruch 1, weiterhin Mittel zum Multiplizieren des Ausgangssignals des ersten Empfängers mit einem Koeffizienten (α1) umfassend.
- 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.
- 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 ). - Verfahren nach Anspruch 7, weiter enthaltend den Schritt zur optionalen Anpassung jedes der Ausgangssignale der M Empfänger durch jeweilige multiplikative Koeffizienten (α1, α2).
- Verfahren nach Anspruch 7, wobei N = 4 ist.
- Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Ersetzungsschritt effektiv die zwei größten Signale aus den Signalen, die von der Vielzahl von Antennen bereitgestellt werden, auswählt.
- Verfahren nach Anspruch 7, weiterhin einen Schritt zur Verarbeitung der M Empfänger-Ausgangssignale in einem Maximalverhältnis-Kombinierer (
120 ) umfassend.
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)
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)
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 |
-
2001
- 2001-09-25 US US09/962,994 patent/US7155192B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-09-20 CA CA002404412A patent/CA2404412C/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-09-20 CA CA002635195A patent/CA2635195A1/en not_active Abandoned
- 2002-09-25 DE DE60221766T patent/DE60221766T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-09-25 JP JP2002278588A patent/JP2003134013A/ja active Pending
- 2002-09-25 EP EP02256649A patent/EP1296466B1/de not_active Expired - Fee Related
-
2005
- 2005-09-14 US US11/226,827 patent/US7457602B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2007
- 2007-03-05 JP JP2007053665A patent/JP4664934B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2008
- 2008-11-25 US US12/313,897 patent/US8509723B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2013
- 2013-08-09 US US13/963,030 patent/US8818316B2/en not_active Expired - Fee Related
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 |