KR19980081039A - 적응형 송신 다이버시티 장치 및 적응형 송신 다이버시티 방법 - Google Patents

적응형 송신 다이버시티 장치 및 적응형 송신 다이버시티 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 무선 송신 다이버시티 장치는 수신 지향성 패턴 제어 장치에 의해 시간적으로 어긋나서(time-shifted manner) 도래된 직·간접파(direct and indirect wave)의 지향성 패턴(radiation pattern)을 검출하는 스펙트럼 확산(spread spectrum) 방식을 채용하고, 수신 지향성 패턴 제어 장치에 의해 얻어져 패터닝된 송신 지향성 패턴을 선택하거나 이들 지향성 패턴을 합성하는 것에 의해 결정되는 송신 지향성 패턴에 따라 송신 지향성 패턴 제어 장치를 동작한다. 이것에 의해, 보다 높은 송신 성능을 실현할 수 있다.

Description

적응형 송신 다이버시티 장치 및 적응형 송신 다이버시티 방법
본 발명은 스펙트럼 확산(spread spectrum) 통신용 송신 다이버시티 기술(transmission diversity technique)에 관한 것으로, 특히, 수신 지향성 패턴에 따라 송신 지향성 패턴을 결정할 수 있는 적응형 송신 다이버시티 장치에 관한 것이다.
종래의 시분할 다중 방식 및 주파수 다중 방식에서 이용하기 위한 송신 다이버시티 기술에 대하여, 다음에 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다. 도 1은 종래의 적응형 송신 다이버시티 장치(adaptive transmission diversity apparatus)의 구성을 도시하는 블럭도이고, 도 2는 전파의 도래 방향과 수신 지향성 패턴 사이의 관계를 도시하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 시각 t에서 수신용 안테나(1, 2, 3 및 4)에서 수신된 후, A/D 변환 및 직교 검파(quasi-coherent detection)된 복소 신호를 각각 S1(t), S2(t), S3(t) 및 S4(t)로 한다. 수신 지향성 패턴 제어 장치(13)의 출력 W1(t), W2(t), W3(t) 및 W4(t)는, 각각 승산기(9, 10, 11 및 12)로 송신되어, 그 곳에서, 연관된 복소 신호와 각각의 출력이 승산된다. 그 후 승산 출력은 가산기(14)에 의해 합성된다. 이 때, 가산기(14)의 출력 S(t)는 다음의 수학식 1로 된다.
이와 같이 복수의 안테나에서 수신된 신호에 적당한 복소수를 승산한 후, 그 결과값들을 합성하면, 안테나군(群) 전체로서 평면상에서 지향성 패턴을 얻을 수 있다. 예를 들면, 도 2에서 화살표(31)의 방향으로부터 소망 신호가 도래하고 있고, 화살표(32)의 방향으로부터 간섭 신호가 도래하고 있는 경우, 도 1에서 수신 지향성 패턴 제어 장치(13)는 도 2에서 참조 번호(33)에 의해 나타낸 바과 같은 지향성 패턴을 제어하므로, 소망 신호는 강하게 수신할 수 있고, 간섭 신호는 약하게 수신할 수 있다. 이러한 제어에 의해 수신 성능을 높일 수 있다.
판정부(16)는 합성 신호 S(t)를 판정한 결과 D(t)를 출력한다. 오차 검출기(15)는 합성 신호 S(t)와 판정 결과 D(t) 사이의 차 S(t)-D(t)를 출력한다. 수신 지향성 패턴 제어 장치(13)는, 오차 검출기(15)의 출력과 복소 신호 S1(t), S2(t), S3(t) 및 S4(t)에 근거하여 그의 출력 복소수 가중치(weights) W1(t), W2(t), W3(t) 및 W4(t)를 갱신한다.
수신 신호 벡터를 Sig(t)=(S1(t), S2(t), S3(t), S4(t))T로 하고, 수신 지향성 패턴 제어 장치의 출력을 W(t)=(W1(t), W2(t), W3(t), W4(t))T로 표기하면, 다음의 수학식 2로 나타낼 수 있다. 그리고, μ는 단계 계수(coefficient of step)이다.
W(t+1)=W(t)+μ(S(t)-D(t))TSig(t)
송신 지향성 패턴 제어 장치(17)는 수신 지향성 패턴 제어 장치(13)의 출력에 근거하여 송수신 사이의 주파수차 등을 고려하여 송신용의 가중 출력을 연산한다. 승산기(20, 21, 20 및 19)는 송신 지향성 패턴 제어 장치(17)의 출력과 송신 신호 발생 장치(18)로부터의 신호를 승산한다. 안테나(23, 24, 25, 26)는 이들 승산기로부터의 신호를 RF대(Radio Frequency band) 신호로 변환하고, 그 결과 신호를 송신한다.
이와 같은, 종래의 시분할 및 주파수 분할용 송신 다이버시티 장치에서는, 직접 도래하는 수신파와, 빌딩이나 산 등에 의해 반사되어 간접적으로 도래하는 수신파를, 시간적인 어긋남(time shift)을 고려해 검출하여 서로 분리하는 것이 곤란하였다. 이 때문에 도래파마다 지향성 패턴을 형성하는 것이 곤란하고, 그 결과, 수신파에 대응하는 지향성 패턴으로 송신 전력을 제어하는 것이 곤란하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 시간적으로 어긋나 도래하는 직·간접파의 지향성 패턴을 검출할 수 있고, 그 지향성 패턴에 따라 적당한 송신 지향성 패턴을 결정할 수 있는 적응형 송신 다이버시티 장치를 제공하는 데 있다. 본 발명의 다른 목적은 적당한 송신 지향성 패턴을 선택하기 위한 구체적 선택 기준을 제공하는 데 있다.
이들 목적을 성취하기 위해, 본 발명은 스펙트럼 확산 방식(spread spectrum system)을 채용하고, 수신 지향성 제어 장치에 의해 시간적으로 어긋나 도래한 직·간접파의 지향성 패턴을 검출하며, 그 수신 지향성 패턴 제어 장치에 의해 얻어진 지향성 패턴중 적당한 하나의 패턴을 선택하거나 이들 지향성 패턴을 합성하여 결정한 송신 지향성 패턴에 따라 송신 지향성 제어 장치를 동작시키는 적응형 송신 다이버시티 장치를 제공하는 데 있다. 이에 따라, 보다 높은 송신 성능을 실현할 수 있다.
도 1은 종래의 적응형 송신 다이버시티 장치의 블럭도,
도 2는 전파의 도래 방향과 수신 지향성 패턴 사이의 관계를 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 적응형 송신 다이버시티 장치의 구성을 도시하는 블럭도,
도 4는 본 발명에 있어서의 전파의 도래 방향과 수신 지향성 패턴 사이의 관계를 도시하는 도면,
도 5는 본 발명에 있어서의 전파의 도래 시간과 수신 전력(power) 사이의 관계를 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 실시예 2에 있어서의 적응형 송신 다이버시티 장치의 구성을 도시하는 블럭도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
101, 102, 103, 104 ; 수신용 안테나
105, 106, 107, 108 ; 정합 필터
113, 114, 115, 116 ; 정합 필터
109, 110, 111, 112 ; 승산기
117, 118, 119, 120 ; 승산기
129, 130, 131, 132 ; 승산기
121, 124 ; 수신 지향성 제어 회로
128 ; 송신 지향성 제어 회로
133, 134, 135, 136 ; 송신용 안테나
139, 140 ; 전력 검출기
439, 440 ; 전력 검출기(SIR 측정기)
본 발명의 일면에 따른 적응형 송신 다이버시티 장치는, 수신한 동일 신호를 도래파(incoming wave)마다 분리하기 위한 분리부와, 상기 분리된 도래파의 수신 타이밍마다 수신 지향성(reception directivities)을 결정하기 위한 수신 지향성 패턴 발생부와, 상기 수신 지향성 패턴을 합성하거나 그중 적당한 하나의 패턴을 선택하는 것에 의해 송신 지향성 패턴을 결정하기 위한 송신 지향성 패턴 발생부와, 상기 송신 지향성 패턴에 따라 신호를 송신하기 위한 송신부를 포함한다.
본 발명의 다른면에 따른 적응형 송신 다이버시티 장치는 수신 신호를 직접파와 간접파로 분리하기 위한 분리부와, 상기 분리된 직접파와 간접파의 수신 타이밍마다 수신 지향성을 결정하기 위한 수신 지향성 패턴 발생부와, 상기 수신 지향성 패턴을 합성하거나 그중 적당한 하나의 패턴을 선택하는 것에 의해 송신 지향성 패턴을 결정하기 위한 송신 지향성 패턴 발생부와, 상기 송신 지향성 패턴에 따라 신호를 송신하기 위한 송신부를 포함한다.
상기와 같이, 수신한 동일 신호를 도래파마다 분리하고, 각 수신 신호 처리계로부터 수신 지향성 패턴을 합성하거나 그중 적당한 하나의 패턴을 선택하여 송신 지향성 패턴을 생성하는 것에 의해, 송신 지향성 패턴은 개선된 송신 정밀도로 최적으로 제어될 수 있고, 송신측의 전력 소비는 삭감될 수 있다. 이러한 경우에서는, 포착되는 도래파의 수를 증가시키면, 송신 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 적응형 송신 다이버시티 장치에서, 송신 지향성 패턴 발생 부에 의한 수신 지향성 패턴중 적당한 하나의 패턴의 선택은, 안테나에 대해 서로 병렬로 접속된 복수의 수신 신호 처리계의 출력을 비교하는 것에 의해 실행된다. 또한, 본 발명에 따른 적응형 송신 다이버시티 장치에서, 상기 복수의 수신 신호 처리계의 출력은 각 수신 신호 처리계의 수신 신호 전력과 비교된다. 또한, 본 발명에 따른 적응형 송신 다이버시티 장치에서, 상기 복수의 수신 신호 처리계의 출력은 각 수신 신호 처리계의 소망 신호 전력 대 간섭 신호 전력비와 비교된다.
앞서의 방법에서 선택된 수신 지향성 패턴 선택에 근거하여 송신 지향성 패턴을 생성하는 것에 의해, 송신 지향성 패턴을 간단하게 얻을 수 있다. 수신 신호 전력을 이용하는 것에 의해, 보다 용이하게 송신 지향성 패턴을 얻을 수 있다. 또한, 소망 신호 전력 대 간섭 신호 전력비를 이용하는 것에 의해, 보다 높은 정밀도로 송신 지향성 패턴을 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 적응형 송신 다이버시티 장치에서, 상기 송신 지향성 패턴 발생부에 의한 수신 지향성 패턴의 합성은, 안테나에 대해 병렬로 접속된 복수의 수신 신호 처리계 출력의 수신 전력 또는 상기 수신 신호 처리계의 소망 신호 전력 대 간섭 신호 전력비중 어느 하나에 근거하여 실행된다.
이와 같이, 수신 지향성 패턴을 합성하면, 보다 적당한 송신 지향성 패턴을 제공할 수 있고, 다른 송신 신호에 대한 간섭을 경감할 수 있다. 또한, 송신 전력이 억제될 수 있어, 전력 소비를 저감한다.
본 발명의 또다른 면에 따른 적응형 송신 다이버시티 장치는, 정합 필터(matched filter), 슬라이딩 상관기(sliding correlator) 등에 의해 복수의 안테나에서 수신된 신호를 역확산(de-spreading)에 의해 얻은 각 출력 신호와 수신 지향성 패턴 제어 장치의 각 출력 신호를 승산한 후, 그 결과 신호를 모두 가산하여 출력하는 복수의 수신 신호 처리계와, 이들 복수의 수신 신호 처리계의 출력에 대해 레이크(Rake) 합성하기 위한 합성 수단과, 상기 합성부의 출력과 상기 수신 신호 처리계의 출력 사이의 차를 얻기 위한 오차 검출부와, 상기 오차 검출기의 출력과 상기 정합 필터의 출력으로부터 상기 수신 지향성 패턴 제어 장치의 상기 승산기로 송신되는 출력값을 결정하기 위한 제어부와, 상기 복수의 수신 신호 처리계의 출력을 입력하고, 수신 신호의 전력 또는 소망 신호 전력 대 간섭 신호 전력비를 연산하기 위한 검출부와, 상기 검출부의 출력을 입력하고, 수신 전력 또는 소망 신호 전력 대 간섭 신호 전력비를 보다 크게 제공하는 수신 신호 처리계의 수신 지향성 패턴 제어 장치의 출력에 따라 송신 지향성을 결정하기 위한 송신 지향성 패턴 제어 장치와, 송신 신호와 상기 송신 지향성 패턴 제어 장치의 출력을 승산하고 그 결과 신호를 안테나로부터 송신하기 위한 송신 제어부를 포함한다.
본 발명의 또 다른 면에 따른 적응형 송신 다이버시티 장치는, 정합 필터에 의해 복수의 안테나에서 수신한 신호를 역확산하는 것에 의해 얻은 각 출력 신호와 수신 지향성 패턴 제어 장치의 각 출력 신호를 승산한 후, 그 결과 신호를 모두 가산하여 출력하는 복수의 수신 신호 처리계와, 상기 복수의 수신 신호 처리계의 출력을 레이크(Rake) 합성하기 위한 합성부와, 상기 합성부의 출력과 상기 수신 신호 처리계의 출력 사이의 차를 얻기 위한 오차 검출부와, 상기 오차 검출부의 출력과 상기 정합 필터의 출력으로부터 상기 수신 지향성 패턴 제어 장치의 상기 승산기로 송신되는 출력값을 결정하기 위한 제어부와, 상기 복수의 수신 신호 처리계의 출력을 수신하고, 수신 신호 전력 또는 소망 신호 전력 대 간섭 신호 전력비를 연산하기 위한 검출부와, 상기 검출부의 출력을 입력하고, 수신 전력 또는 소망 신호 전력 대 간섭 신호 전력비중 어느 하나에 근거하여 상기 복수의 수신 지향성 패턴 제어 장치의 출력을 합성하는 것에 의해 송신 지향성을 결정하기 위한 송신 지향성 패턴 제어 장치와, 송신 신호와 상기 송신 지향성 패턴 제어 장치의 출력을 승산하고, 그 결과 신호를 안테나로부터 송신하기 위한 송신 제어부를 포함한다.
앞서의 설명으로부터, 보다 구체적인 장치 구성이 명백해진다.
본 발명은 앞서 설명된 장치에 특히 한정되는 것이 아니라, 수신한 동일 신호를 도래파마다 분리하는 단계와, 분리한 도래파의 수신 타이밍마다 수신 지향성을 결정하기 위한 수신 지향성 패턴을 생성하는 단계와, 상기 도래파에 근거하여 상기 수신 지향성 패턴을 합성하거나 그중 하나의 패턴을 선택하는 것에 의해 송신 지향성 패턴을 생성하는 단계와, 상기 생성된 송신 지향성 패턴에 따라 신호를 송신하는 단계를 포함하는 적응형 송신 다이버시티 방법에 의해, 본 발명과 동등한 작용 효과를 얻을 수 있다.
이러한 방법은, 안테나에 대해 병렬로 접속된 복수의 수신 신호 처리계에 의해, 수신된 동일 송신 신호를 도래파마다 분리하고, 상기 복수의 수신 신호 처리계의 출력에 대해 수행한 비교 및 판정의 결과에 근거하여 지향성 패턴을 생성하는 것에 의해, 보다 확실하고 간단하게 구현될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면를 참조하여 자세하게 설명한다.
(실시예 1)
도 3은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 적응형 송신 다이버시티 장치의 구성을 도시하는 블럭도이고, 도 4는 전파(radio waves)의 도래 방향과 지향성 패턴 사이의 관계를 도시하는 도면이다. 도 5는 전파의 도래 시간과 전력 사이의 관계의 예를 도시하는 도면이다.
도 3에 도시된 적응형 송신 다이버시티 장치에서, 복수의 수신 안테나(101, 102, 103 및 104)에서 수신된 신호는 정합 필터(105, 106, 107 및 108)에서 A/D 변환되고 역확산된다. 승산기(112, 111, 110 및 109)는 이들 정합 필터(105 내지 108)의 출력과 수신 지향성 패턴 제어 장치(121)의 출력을 승산한다. 가산기(122)는 승산기(109 내지 112)의 출력을 가산한다.
정합 필터(113, 114, 115 및 116)는 안테나(101 내지 104)에서 수신된 신호에 대해 A/D 변환과 역확산 동작을 수행한다. 승산기(117, 118, 119 및 120)는 정합 필터(113 내지 116)의 출력과 수신 지향성 패턴 제어 장치(124)의 출력을 승산한다. 가산기(125)는 승산기(117 내지 120)의 출력을 가산한다. 이와 같이, 마찬가지의 수신 신호 처리계를 병렬 배치하는 것은, 상이한 타이밍에서 도래하는 파(wave)를 포획(capture)하기 위함이다.
레이크(Rake) 장치(126)는 가산기(122)의 출력과 가산기(125)의 출력을 레이크 합성(Rake compose)하는 회로로서, 합성 신호를 판정 회로(127)로 출력한다. 이 판정 회로(127)는 레이크(Rake) 합성(신호 처리)된 데이터를 본래의 1's 및 0's의 신호로 복원하는 판정을 한다. 판정 회로(127)의 출력은, 판정 회로(127)의 출력과 가산기(122)의 출력 사이의 차를 얻는 오차 검출기(123)와, 판정 회로(127)의 출력과 가산기(125)의 출력 사이의 차를 얻는 오차 검출기(138) 쌍방으로 출력된다.
수신 지향성 패턴 제어 장치(121)는 정합 필터(105 내지 108)의 출력과 오차 검출기(123)의 출력에 근거하여 승산기(109 내지 112)로 출력되는 값을 제어한다. 마찬가지로, 수신 지향성 패턴 제어 장치(124)는 정합 필터(113 내지 116)의 출력과 오차 검출기(138)의 출력에 근거하여 승산기(117 내지 120)로 출력되는 값을 제어한다.
전력 검출기(139, 140)는 가산기(122)와 가산기(125)의 출력으로부터 각각의 수신 신호의 전력을 연산하고, 송신 지향성 패턴 제어 장치(128)로 출력한다. 이 송신 지향성 패턴 제어 장치(128)는 소망 신호의 수신 전원이 보다 크게 나타나는 수신 지향성 패턴 제어 장치(121, 124)의 출력중의 하나의 장치를 선택하는 것에 의해 송신 지향성 패턴을 제어한다.
송신 신호 발생 장치(137)로부터 출력되는 송신 신호는 승산기(129 내지 132)에 의해, 송신 지향성 패턴 제어 장치(128)의 출력과 합성되고, 그 결과 신호는 안테나군(133, 134, 135 및 136)으로부터 송신된다.
본 실시예에서는 4개의 안테나가 이용되었지만, 그 연산량은 안테나 수를 적게 하는 것에 의해 삭감될 수 있고, 역으로, 그 성능은 그 수를 증가시키는 것에 의해 향상시킬 수 있다.
이상과 같이 구성된 적응형 송신 다이버시티 장치의 동작에 대해 다음에 보다 상세히 설명한다.
수신용 안테나(101 내지 104)에서 수신된 수신 신호는, 그들이 정합 필터(105 내지 108)로 입력되기 전에, RF(Radio Frequency)대역 또는 IF(Intermediate Frequency)대역으로부터 베이스밴드 대역으로의 대역 변환과, 복조와 같은 처리를 수행한다. 정합 필터(105 내지 108)는 입력 신호를 역확산(de-spread)하고, 승산기(112 내지 109)로 그들의 출력을 송신한다. 승산기(109 내지 112)는 정합 필터(105 내지 108)의 출력과 수신 지향성 패턴 제어 장치(121)의 출력을 승산한다.
가산기(122)에서는 승산기(109 내지 112)의 출력을 모두 가산한다. 예를 들면, 시각 t에서 정합 필터(105 내지 108)의 출력의 벡터 표시가 Sig1(t)={S11(t), S12(t), S13(t), S14(t)}T로 표현되고, 수신 지향성 패턴 제어 장치(121)의 출력이 W1(t)={W11(t), W12(t), W13(t), W14(t)}T로 주어지면, 가산기(122)의 출력 S11(t)는 다음의 수학식 3과 같이 표현될 수 있다.
정합 필터(113 내지 116)는 입력된 신호를, 상기 정합 필터(105 내지 108)와는 상이한 타이밍에서 도래하는 파를 포획하도록 역확산한다. 승산기(117 내지 120)는 정합 필터(113 내지 116)의 출력과 수신 지향성 패턴 제어 장치(124)의 출력을 각각 승산한다. 가산기(125)는 승산기(117 내지 120)의 출력을 모두 가산한다. 시각 t에서 정합 필터(113 내지 116)의 출력의 벡터 표시가 Sig2(t)={S21(t), S22(t), S23(t), S24(t)}T로 표현되고, 수신 지향성 패턴 제어 장치(124)의 출력이 W2(t)={W21(t), W22(t), W23(t), W24(t)}T로 주어지면, 가산기(125)의 출력 S2(t)는 다음의 수학식 4와 같이 표현될 수 있다.
레이크 장치(126)는 가산기(122 및 125)의 출력을 합성한다. 이러한 동작은 다음의 수학식 5에 의해 나타낸 바와 같이, 합성된 출력 S(t)가 최대비로 되도록 수행된다.
상기 합성은 다른 방법을 이용하는 것에 의해서도 성취될 수 있다는 것을 주의해야 한다. 또한, 많은 도래파는, 더 많은 정합 필터와 수신 지향성 패턴 제어 장치를 이용하는 것에 의해 합성될 수 있다.
판정 회로(127)는 합성 수신 신호를 판정한다. 판정 결과를 D(t)라고 하면, 오차 검출기(123, 138)는 이 판정 결과와 본래의 신호 사이의 오차를 출력한다. 예를 들면, 오차 검출기(123)는 D(t)-Sig1(t)를 수신 지향성 패턴 제어 장치(121)로 출력하고, 오차 검출기(138)는 D(t)-Sig2(t)를 수신 지향성 패턴 제어 장치(124)로 출력한다. 이들 출력에 근거하여, 수신 지향성 패턴 제어 장치(121 및 124)는 그들의 출력을 갱신한다.
예를 들면, 수신 지향성 패턴 제어 장치(121)의 출력은 다음의 수학식 6에 의해 나타낸 바와 같이 설정해야 한다.
W1(t+1)=W1(t)+μ(D(t)-Sig1(t))TSig1(t)
마찬가지로, 수신 지향성 패턴 제어 장치(124)의 출력은 다음의 수학식 7에 의해 나타낸 바와 같이 설정해야 한다.
W2(t+1)=W2(t)+μ(D(t)-Sig2(t))TSig2(t)
한편, 송신 신호 발생 장치(137)는 송신될 데이터를 준비하고, 송신 지향성 패턴 제어 장치(128)의 출력에 따라 송신 신호의 지향성 패턴을 제어한다. 전력 검출기(139 및 140)는 가산기(122 및 125)의 출력으로부터 수신 신호의 전력 S1(t)｜ 및 ｜S2(t)｜를 연산하고, 송신 지향성 패턴 제어 장치(128)로 전력을 인가한다.
송신 지향성 패턴 제어 장치(128)는 수신 지향성 패턴 제어 장치(121)와 수신 지향성 패턴 제어 장치(124)로부터 가중치 W1(t) 및 W2(t)를 얻는다. 예를 들면, 송신 지향성 패턴 제어 장치(128)는 ｜S1(t)｜｜S2(t)｜인 경우에 송신용 가중치로서 W1(t)를 산출하고, 그렇지 않은 경우에는 W2(t)를 이용하여 송신용 가중치를 산출한다.
예를 들면, 도 4의 화살표(201)에 의해 나타나는 것과 같은 시간에 도래하는 소망 신호의 타이밍에서, 수신 지향성 패턴 제어 장치(121)는 지향성 패턴을 (202)에 의해 나타내는 것과 같이 형성하고, 반면에 화살표(203)에 의해 나타나는 것과 같은 시간에 도래하는 소망 신호의 타이밍에서, 수신 지향성 패턴 제어 장치(124)는 지향성 패턴을 (204)에 의해 나타내는 것과 같이 형성한다. 화살표(205 및 206)는 각 타이밍에서 간섭 신호의 도래 방향을 나타낸다는 것을 주의해야 한다.
도 5는 이 때의 각 도래한 전파의 수신 전력을 도시한다. (301)은 화살표(201)의 타이밍에서 도래하는 소망 신호의 수신 전력을 도시하고, (303)은 화살표(203)의 타이밍에서 도래하는 소망 신호의 수신 전력을 도시하며, (305, 306)은 도래하는 간섭 신호의 수신 전력을 도시하고 있다.
송신 지향성 패턴 제어 장치(121)는 수신 전력의 레벨을 서로 비교하고, 화살표(201)의 수신 전력이 더 크므로 송신 지향성 패턴으로서 (202)를 선택한다. 이 송신 지향성 패턴에 따라, 송신 지향성 패턴 제어 장치(128)로부터 출력된 제어 신호와 송신 신호 발생 장치(137)로부터 출력된 송신 신호가 승산기(129 내지 132)에 의해 합성된다. 이 합성 신호는 안테나(133 내지 136)로부터 송신된다. 송수신 사이의 주파수 대역이 다른 경우에는, 송신 지향성 패턴 제어 장치(128)는 주파수 대역 변환도 더불어 수행한다.
또한, 안테나(133 내지 136)로부터의 신호 송신 전에, 확산(spreading), D/A 변환과 베이스밴드 대역으로부터 IF, RF 대역으로의 변환도 실행된다. 이 때, 송신용 안테나(133 내지 136)가 시분할 다중이나 주파수 분할 다중 유형으로 설계된 경우에는, 송신용 안테나(133 내지 136)는 수신용 안테나와 공용될 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 실시예 1에 의하면, 송신 지향성 패턴 제어 장치가 수신 신호의 수신 전력의 레벨을 서로 비교하여 최적의 송신 지향성 패턴을 결정하는 것에 의해, 최적의 지향성 패턴을 선택하며, 다른 송신 신호에 대한 간섭을 경감할 수 있기 때문에, 전체의 송신 전력을 삭감할 수 있다.
(실시예 2)
이하, 본 발명의 실시예 2에 있어서의 적응형 송신 다이버시티 장치를 설명한다. 도 6은 본 발명의 실시예 2에 있어서의 적응형 송신 다이버시티 장치의 구성을 도시하는 블럭도이다. 실시예 2에 있어서의 적응형 송신 다이버시티 장치의 구성은 도 3에 도시한 구성과 대체로 마찬가지이기 때문에, 동일한 구성 요소 및 수단에는 동일한 참조 번호를 부여한다.
도 6에 도시한 구성과 도 3과의 차이점은, 송신 지향성 패턴 제어 장치(128)와 수신 신호의 전력을 연산하기 위한 전력 검출기로서, SIR 측정기(439 및 440)를 이용하는 점에 있다. 실시예 1에서는 수신 신호의 전력이 수신 신호의 전력 ｜S1(t)｜ 및 ｜S2(t)｜에 의해 연산되는 데 대하여, 실시예 2에서는, 전력을 검출하는 SIR 측정기(439 및 440)는 가산기(122 및 125)의 출력으로부터 수신 신호에 포함된 소망 신호 대 간섭 신호의 전력비를 연산하고, 그 연산 결과를 송신 지향성 패턴 제어 장치(128)로 송신한다.
송신 지향성 패턴 제어 장치(128)는 실시예 1에서와 마찬가지로, 수신 지향성 패턴 제어 장치(121) 및 수신 지향성 패턴 제어 장치(124)로부터 가중치 W1(t) 및 W2(t)를 얻는다. 도 4에서 화살표(201)에 의해 나타낸 것과 같은 시간에 도래하는 소망 신호의 타이밍에서, 수신 지향성 패턴 제어 장치(121)는 (202)에 의해 나타낸 바와 같은 지향성 패턴을 형성하고, 화살표(203)에 의해 나타낸 바와 같은 시간에 도래하는 소망 신호의 타이밍에서, 수신 지향성 패턴 제어 장치(124)는 (204)에 의해 나타낸 바와 같은 지향성 패턴을 형성한다.
이 때 각 도래한 전파의 수신 전력은 도 5에 도시한다. (301)은 화살표(201)의 타이밍에 도래하는 소망 신호의 수신 전력을 나타내고, (303)은 화살표(203)의 타이밍에 도래하는 소망 신호의 수신 전력을 나타내고, (305, 306)은 도래하는 간섭 신호의 수신 전력을 나타낸다. 예를 들면, 지향성 패턴(204)에 대한 소망 신호 전력 대 간섭 신호 전력의 비가 지향성 패턴(202)에 대한 비보다 크기 때문에, SIR 측정기(440)의 출력값이 SIR 측정기(439)의 출력값보다도 커진다.
송신 지향성 패턴 제어 장치(128)는, SIR 측정기(439 및 440)의 출력에 근거하여 각 타이밍에서 연산된 소망 신호 전력 대 간섭 신호 전력비를 비교하여, 송신 지향성 패턴(204)을 선택한다. 이 송신 지향성 패턴에 따라, 송신 지향성 패턴 제어 장치(128)로부터 출력되는 제어 신호와 송신 신호 발생 장치(137)로부터 출력되는 송신 신호가 승산기(129 내지 132)에 의해 합성된다. 상기 합성 신호는 안테나(133 내지 136)로부터 송신된다.
이상과 같이, 본 발명의 실시예 2에 의하면, 송신 지향성 패턴 제어 장치가 수신 신호의 소망 신호의 전력 대 간섭 신호 전력의 비에 근거하여 송신 지향성 패턴을 결정하기 때문에, 실시예 1에서 얻은 정밀도보다 높은 송신 지향성 패턴을 형성할 수 있고, 또한, 다른 송신 신호에 대한 간섭을 경감할 수도 있다.
(실시예 3)
이하, 본 발명의 실시예 3에 있어서의 적응형 송신 다이버시티 장치를 설명한다. 본 실시예는 실시예 1과 송신 지향성 패턴 제어 장치(128)의 구성과, 수신 신호의 전력을 연산하는 방법이 다를 뿐이기 때문에, 본 실시예는 도 3을 참조하여 설명한다. 실시예 1과 마찬가지의 수신 조건하에서, 도 4 및 5에 도시된 바와 같은 수신파를 수신하였다고 가정한다.
송신 지향성 패턴 제어 장치(128)는 각 타이밍에서 소망 신호 전력 대 간섭 신호 전력의 비를 측정하고, 그 비율이 최대가 되도록, 수신 지향성 패턴 제어 장치(121 및 124)로부터 패턴을 합성한다. 예를 들면, 송신 지향성 패턴 제어 장치(128)는, 수신 지향성 패턴 제어 장치(121 및 124)의 출력 W1(t) 및 W2(t)과 각 타이밍에서의 소망 신호 수신 전력 S1 및 S2를 이용하여, 다음의 수학식 8에 의해 나타낸 바와 같은, 송신용 패턴(승산기에 부여되는 복소수) Ws(t)를 합성한다. 이 때에, 실시예 1에서 사용된 소망 신호 수신 전력 대신에 실시예 2에서 사용된 것과 같은 소망 신호 전력 대 간섭 신호 전력비를 이용하여도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 실시예 3에 의하면, 송신 지향성 패턴 제어 장치는 각 수신 지향성 패턴 제어 장치에 의해 형성된 수신 지향성 패턴을 합성하는 것에 의해 보다 최적의 송신 지향성 패턴을 형성할 수 있고, 다른 송신 신호에 대한 간섭을 삭감할 수 있다. 또한, 송신 전력을 억제할 수 있어 전력 소비를 저감시킬 수 있다.
이상의 설명으로부터 명백하듯이, 수신한 동일 송신 신호를 도래파마다 분리하고, 각 수신 신호 처리계의 수신 지향성 패턴중의 하나를 선택하거나 이 수신 지향성 패턴을 합성하는 것에 의해 송신 지향성 패턴이 생성된다. 이에 따라, 송신 지향성 패턴을 최적으로 제어할 수 있고, 송신 정밀도를 향상시킬 수 있고, 송신측에 대한 전력 소비를 저감시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 많은 도래파를 많이 포획하는 것에 의해 송신 성능을 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 선택된 수신 지향성 패턴에 근거하여 송신 지향성 패턴을 생성하는 것에 의해 쉽게 송신 지향성 패턴을 얻을 수 있다. 이 경우, 수신 신호 전력을 이용하는 것에 의해, 보다 용이하게 송신 지향성 패턴을 취득할 수 있다. 또한, 소망 신호 전력 대 간섭 신호 전력비를 이용하는 것에 의해, 보다 정밀도 좋게 송신 지향성 패턴을 구할 수 있다.
또한, 수신 지향성 패턴을 합성하는 것에 의해, 보다 최적의 송신 지향성 패턴을 형성할 수 있고, 또한, 다른 송신 신호에 대한 간섭을 경감할 수 있다. 또한, 송신 전력을 억제할 수 있어 전력 소비도 저감하게 된다.

Claims (10)

  1. 적응형 송신 다이버시티 장치에 있어서,
    수신한 동일 송신 신호를 도래파마다 분리하기 위한 분리 수단과,
    분리된 도래파의 수신 타이밍마다 수신 지향성을 결정하기 위한 수신 지향성 패턴 생성 수단과,
    상기 수신 지향성 패턴을 합성하거나 그중 하나를 선택하는 것에 의해 송신 지향성 패턴을 결정하기 위한 송신 지향성 패턴 생성 수단과,
    상기 송신 지향성 패턴에 따라 신호를 송신하기 위한 송신 수단을 포함하는 적응형 송신 다이버시티 장치.
  2. 적응형 송신 다이버시티 장치에 있어서,
    수신 신호를 직접파와 간접파로 분리하기 위한 분리 수단과,
    상기 분리된 직접파와 간접파의 수신 타이밍마다 수신 지향성을 결정하기 위한 수신 지향성 패턴 생성 수단과,
    상기 수신 지향성 패턴을 합성하거나 그중 하나를 선택하는 것에 의해 송신 지향성 패턴을 결정하기 위한 송신 지향성 패턴 생성 수단과,
    상기 송신 지향성 패턴에 따라 신호를 송신하기 위한 송신 수단을 포함하는 적응형 송신 다이버시티 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    송신 지향성 패턴 발생 수단에 의한 지향성 패턴으로부터의 선택은, 안테나에 서로 병렬로 접속된 복수의 수신 신호 처리계의 출력을 비교하는 것에 의해 실행되는 적응형 송신 다이버시티 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 수신 신호 처리계의 출력은 각 수신 신호 처리계의 수신 신호 전력과 비교되는 적응형 송신 다이버시티 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 수신 신호 처리계의 출력은 각 수신 신호 처리계의 소망 신호 전력 대 간섭 신호 전력비와 비교되는 적응형 송신 다이버시티 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 송신 지향성 패턴 생성 수단에 의한 수신 지향성 패턴의 합성은, 안테나에 병렬로 접속된 복수의 수신 신호 처리계의 출력의 수신 전력이나 소망 신호 전력 대 간섭 신호 전력비중 하나에 따라 실행되는 적응형 송신 다이버시티 장치.
  7. 적응형 송신 다이버시티 장치에 있어서,
    정합 필터에 의해 복수의 안테나에서 수신된 신호를 역확산하는 것에 의해 얻은 각 출력 신호와 수신 지향성 패턴 제어 수단의 각 출력 신호를 승산한 후에 그 결과 신호를 모두 가산하여 출력하는 복수의 수신 신호 처리계와,
    상기 복수의 수신 신호 처리계의 출력에 대해 레이크 합성(Rake composing)하기 위한 합성 수단과,
    상기 합성 수단의 출력과 상기 수신 신호 처리계의 출력 사이의 차를 얻기 위한 오차 검출 수단과,
    상기 오차 검출 수단의 출력과 상기 정합 필터의 출력으로부터 상기 수신 지향성 제어 수단의 상기 승산기로의 출력값을 결정하기 위한 제어 수단과,
    상기 복수의 수신 신호 처리계의 출력을 입력하고, 수신 신호의 전력 또는 소망 신호 전력 대 간섭 신호 전력비를 연산하기 위한 검출 수단과,
    상기 검출 수단의 출력을 입력하고, 수신 전력 또는 소망 신호 전력 대 간섭 신호 전력비가 보다 큰 상기 수신 신호 처리계의 수신 지향성 패턴 제어 수단의 출력에 따라 송신 지향성을 결정하기 위한 송신 지향성 패턴 제어 수단과,
    상기 송신 지향성 패턴 제어 수단의 출력과 송신 신호를 승산하고, 그 결과 신호를 안테나로부터 송신하기 위한 송신 제어 수단을 포함하는 적응형 송신 다이버시티 장치.
  8. 적응형 송신 다이버시티 장치에 있어서,
    정합 필터에 의해 복수의 안테나에서 수신한 신호를 역확산하는 것에 의해 얻은 각 출력 신호와 수신 지향성 패턴 제어 수단의 각 출력 신호를 승산한 후에 그 결과 신호를 모두 가산하여 출력하는 복수의 수신 신호 처리계와,
    상기 복수의 수신 신호 처리계의 출력에 대해 레이크 합성하기 위한 합성 수단과,
    상기 합성 수단의 출력과 상기 수신 신호 처리계의 출력 사이의 차를 얻기 위한 오차 검출 수단과,
    상기 오차 검출 수단의 출력과 상기 정합 필터의 출력으로부터 상기 수신 지향성 패턴 제어 수단의 상기 승산기로 송신될 출력값을 결정하기 위한 제어 수단과,
    상기 복수의 수신 신호 처리계의 출력을 입력하고, 수신 신호의 전력 또는 소망 신호 전력 대 간섭 신호 전력비를 계산하기 위한 검출 수단과,
    상기 검출 수단의 출력을 입력하고, 수신 전력 또는 소망 신호 전력 대 간섭 신호 전력비중 어느 하나에 근거하여 상기 복수의 수신 지향성 패턴 제어 수단의 출력을 합성하는 것에 의해 송신 지향성을 결정하기 위한 송신 지향성 패턴 제어 수단과,
    상기 송신 지향성 패턴 제어 수단의 출력과 송신 신호를 승산하고, 그 결과 신호를 안테나로부터 송신하기 위한 송신 제어 수단을 포함하는 적응형 송신 다이버시티 장치.
  9. 적응형 송신 다이버시티 방법에 있어서,
    수신한 동일 송신 신호를 도래파마다 분리하는 단계와,
    분리한 도래파의 수신 타이밍마다 수신 지향성을 결정하기 위한 수신 지향성 패턴을 생성하는 단계와,
    상기 도래파에 근거하여 상기 수신 지향성 패턴을 합성하거나 그중 하나의 패턴을 선택하는 것에 의해 송신 지향성 패턴을 생성하는 단계와,
    상기 생성한 송신 지향성 패턴에 따라 신호를 송신하는 단계를 포함하는 적응형 송신 다이버시티 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    안테나에 대해 병렬로 접속된 복수의 수신 신호 처리계에 의해, 수신된 동일 송신 신호를 도래파마다 분리하고, 상기 복수의 수신 신호 처리계의 출력에 대해 비교·판정한 결과에 근거하여 지향성 패턴을 생성하는 적응형 송신 다이버시티 방법.
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