KR100860534B1 - Orthogonal code hopping multiplexing system employing adaptive beamforming array antenna - Google Patents

Orthogonal code hopping multiplexing system employing adaptive beamforming array antenna Download PDF

Info

Publication number
KR100860534B1
KR100860534B1 KR1020060138359A KR20060138359A KR100860534B1 KR 100860534 B1 KR100860534 B1 KR 100860534B1 KR 1020060138359 A KR1020060138359 A KR 1020060138359A KR 20060138359 A KR20060138359 A KR 20060138359A KR 100860534 B1 KR100860534 B1 KR 100860534B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
communication station
symbol
orthogonal code
communication
angle
Prior art date
Application number
KR1020060138359A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20080062482A (en
Inventor
성단근
정재훈
박수원
정방철
Original Assignee
한국과학기술원
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 한국과학기술원 filed Critical 한국과학기술원
Priority to KR1020060138359A priority Critical patent/KR100860534B1/en
Publication of KR20080062482A publication Critical patent/KR20080062482A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100860534B1 publication Critical patent/KR100860534B1/en

Links

Images

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
    • H04B7/06Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0617Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal for beam forming
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69Spread spectrum techniques
    • H04B1/713Spread spectrum techniques using frequency hopping
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/0001Arrangements for dividing the transmission path
    • H04L5/0003Two-dimensional division
    • H04L5/0005Time-frequency
    • H04L5/0007Time-frequency the frequencies being orthogonal, e.g. OFDM(A), DMT
    • H04L5/0012Hopping in multicarrier systems

Landscapes

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

Abstract

본 발명은 직교 부호 도약 다중화 방식을 사용하는 부호 분할 다중 접속 시스템의 순방향 링크에서 지능형 안테나로서 빔 형성 기법을 사용하는 적응형 빔 형성 배열 안테나를 적용하는 방식 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 제1 통신국 송신기 장치는 각 제2 통신국으로의 순방향 링크 통신 채널에 대응하는 직교 부호 도약 패턴을 생성하는 도약 패턴 생성부, 직교 부호 도약 패턴의 각 심벌 구간에 할당될 직교 부호를 생성하는 직교 부호 생성부, 생성된 직교 부호를 이용하여 각 제2 통신국으로의 전송 심벌을 대역 확산하여 전송 신호를 생성하는 대역 확산부 및 주기적으로 측정되는 각 제2 통신국의 도래각 정보에 기초하여 각 제2 통신국으로의 순방향 링크 통신 채널에 대응하는 가중치 벡터를 생성하고, 대역 확산된 전송 신호에 가중치 벡터를 적용하여 복수의 빔 형성 안테나를 통해 각 제2 통신국으로 전송하는 적응형 빔 형성 배열 안테나부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 적응형 빔 형성 배열 안테나 기법에 의해 제공되는 공간적 필터링을 직교 부호 도약 다중화 방식에 적용함으로써 심벌 충돌 및 심벌 천공에 따른 전송 품질 열화를 효과적으로 방지할 수 있다.The present invention relates to a method and apparatus for applying an adaptive beamforming array antenna using a beamforming technique as an intelligent antenna in a forward link of a code division multiple access system using an orthogonal code hopping multiplexing scheme. A first communication station transmitter apparatus according to the present invention includes a hop pattern generator for generating an orthogonal code hopping pattern corresponding to a forward link communication channel to each second communication station, and an orthogonal code to be assigned to each symbol period of an orthogonal code hopping pattern. An orthogonal code generation unit, a band spreader for generating a transmission signal by spreading the transmission symbol to each second communication station using the generated orthogonal code, and based on the arrival angle information of each second communication station that is periodically measured An adaptive beamforming array antenna unit for generating a weight vector corresponding to the forward link communication channel to the second communication station and applying the weight vector to the spread spectrum transmission signal and transmitting the weight vector to each second communication station through the plurality of beamforming antennas. It is characterized by including. According to the present invention, by applying the spatial filtering provided by the adaptive beamforming array antenna technique to an orthogonal code hopping multiplexing scheme, transmission quality degradation due to symbol collision and symbol puncturing can be effectively prevented.

직교 부호 도약 다중화, 적응형 빔 형성 배열 안테나, 도래각, 그룹 너비. Orthogonal code hopping multiplexing, adaptive beamforming array antenna, angle of arrival, group width.

Description

적응형 빔 형성 배열 안테나를 채용한 직교 부호 도약 다중화 시스템{ORTHOGONAL CODE HOPPING MULTIPLEXING SYSTEM EMPLOYING ADAPTIVE BEAMFORMING ARRAY ANTENNA}ORTHOGONAL CODE HOPPING MULTIPLEXING SYSTEM EMPLOYING ADAPTIVE BEAMFORMING ARRAY ANTENNA}

도 1a 및 1b는 종래의 직교 부호 도약 다중화 방식의 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 확산/역확산 및 변복조부를 예시하는 블록도이다.1A and 1B are block diagrams illustrating a Quadrature Phase Shift Keying (QPSK) spreading / despreading and modulation / demodulation unit of a conventional orthogonal code hopping multiplexing scheme.

도 2는 종래의 직교 부호 도약 다중화 방식의 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 시스템에서 충돌 검출 및 제어기의 서로 다른 두 채널의 심벌간 충돌이 검출되는 경우의 충돌 심벌 제어 방법을 설명하는 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating a collision symbol control method when collision detection and collision between two different channels of a controller are detected in a conventional binary phase shift keying (BPSK) system of a conventional orthogonal code hopping multiplexing scheme.

도 3은 지능형 안테나의 일종인 위상 배열 안테나들을 사용한 종래의 적응형 빔 형성 배열 안테나의 송신부 구조를 예시하는 블록도이다.3 is a block diagram illustrating a structure of a transmitter of a conventional adaptive beamforming array antenna using phased array antennas which is a type of intelligent antenna.

도 4는 제2 통신국의 이동성을 지원하기 위한 종래의 적응형 빔 형성 배열 안테나의 동작을 예시하는 도면이다.4 is a diagram illustrating the operation of a conventional adaptive beamforming array antenna to support mobility of a second communication station.

도 5는 적응형 빔 형성 배열 안테나를 적용한, 본 발명에 따른 직교 부호 도약 다중화 방식의 송신기 내의 각 순방향 링크 통신 채널별 기저대역 처리부를 예시하는 블록도이다.5 is a block diagram illustrating a baseband processor for each forward link communication channel in an orthogonal code hopping multiplexing transmitter according to the present invention to which an adaptive beamforming array antenna is applied.

도 6은 직교 부호 도약 다중화 방식에 적응형 빔 형성 배열 안테나 기법을 적용하는 경우에 심벌 충돌 검출 과정을 개념적으로 예시하는 도면이다.6 is a diagram conceptually illustrating a symbol collision detection process when the adaptive beamforming array antenna technique is applied to an orthogonal code hopping multiplexing scheme.

도 7은 제1 통신국에 의해 제2 통신국들에 제공되는 전송 빔들간에 발생하는 심벌 충돌 및 이로 인한 심벌 천공의 조건을 개념적으로 예시하는 도면이다.7 is a diagram conceptually illustrating the conditions of symbol collision and resulting symbol puncturing between transmission beams provided by the first communication station to the second communication stations.

도 8a 및 8b는 직교 부호 도약 다중화 방식의 적응형 빔 형성 배열 안테나 시스템에서 도래각에 기반한 그룹별 도약 패턴 할당 방식을 개념적으로 예시하는 도면이다.8A and 8B are diagrams conceptually illustrating a group-based hopping pattern allocation method based on the angle of arrival in an orthogonal code hopping multiplexing adaptive beamforming array antenna system.

도 9는 본 발명에 의해 제안되는 도래각 기반 부그룹별 도약 패턴 할당 방식을 개념적으로 예시하는 도면이다.9 is a diagram conceptually illustrating a hopping pattern allocation method for each angle of arrival based subgroup proposed by the present invention.

도 10은 적응형 그룹 너비 제어 방법의 기본 동작인 그룹 너비 축소/확장을 개념적으로 예시하는 도면이다.10 is a diagram conceptually illustrating group width reduction / expansion, which is a basic operation of the adaptive group width control method.

도 11a 및 11b는 그룹 너비 축소/확장을 통해 적응형 그룹 너비 제어를 수행하는 과정을 예시하는 도면이다.11A and 11B are diagrams illustrating a process of performing adaptive group width control through group width reduction / expansion.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

130, 135: 스프레더 146: 직교 부호 발생기130, 135: Spreader 146: Orthogonal Code Generator

140: 도약 패턴 발생기 542, 544: 충돌 검출 및 제어기140: jump pattern generator 542, 544: collision detection and controller

320: 가중치 벡터 처리기 340: 가중치 벡터 합산기320: weight vector processor 340: weight vector summer

721, 722, 723, 724: 제2 통신국721, 722, 723, 724: second communication station

본 발명은 적응형 빔 형성 배열 안테나를 적용한 직교 부호 도약 다중화 방 식의 무선 데이터 송수신에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 부호 분할 다중 접속 방식의 이동 통신 시스템의 순방향 링크에서 직교 부호 도약 다중화 방식에 지능형 안테나로서 위상 배열 안테나를 사용한 적응형 빔 형성 배열 안테나를 적용하는 기법 및 장치와, 상기 적용 기법 및 장치에서 적응형 빔 형성 배열 안테나 특성에 근거하여 심벌간 충돌 및 이로 인한 천공의 영향을 완화하기 위한 부가적인 기법 및 장치들에 관한 것이다.The present invention relates to wireless data transmission and reception of an orthogonal code hopping multiplexing method using an adaptive beamforming array antenna, and more particularly, to an orthogonal code hopping multiplexing method in a forward link of a mobile communication system of a code division multiple access method. As a technique and apparatus for applying an adaptive beamforming array antenna using a phased array antenna, and an addition for mitigating the effects of intersymbol collisions and perforation based on the characteristics of the adaptive beamforming array antenna in the application technique and apparatus. Techniques and devices.

직교 부호 도약 다중화(Orthogonal Code Hopping Multiplexing: OCHM) 기법은 참고문헌 1 및 참고문헌 2에 상세하게 설명되어 있으며, 본 명세서에서는 본 다중화 방식에 대한 개념적인 이해를 돕기 위해 이미 상용화되어 서비스중에 있는 부호 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access: CDMA) 시스템인 IS-95에 기반하여 설명한다.Orthogonal Code Hopping Multiplexing (OCHM) is described in detail in Ref. 1 and Ref. 2, and in this specification, code division that is already commercialized and in service to help conceptual understanding of the multiplexing scheme. The following description is based on IS-95, which is a Code Division Multiple Access (CDMA) system.

종래 기술을 설명하는 도면에 사용된 부재번호는, 동일한 기능 및 구조를 갖는 부분이 본 발명의 실시예에 적용되는 경우에는 동일하게 적용된다.The reference numerals used in the drawings for describing the prior art apply equally when the parts having the same function and structure are applied to the embodiments of the present invention.

도 1a 및 1b는 직교 부호 도약 다중화 방식의 종래의 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 확산/역확산 및 변복조부를 예시한 것으로, 특히 도 1A는 제1 통신국 송신기의 확산 및 변조부의 내부 구성을 도시하고 있다. 도 1A를 참조하면, 각 채널별로 채널 부호화를 거친 심벌들이 QPSK 변조를 수행하기 위하여 동위상(in-phase) 채널과 직교위상(quadrature) 채널로 분기하고(110), 각 심벌들의 신호 "0"과 "1"이 신호 변환 장치(120, 125)를 통해 실제 전송되는 물리 신호인 "+1"과 "-1"로 변환된 뒤에 직교 부호에 의해 확산된다(130, 135).1A and 1B illustrate a conventional Quadrature Phase Shift Keying (QPSK) spreading / despreading and modulation / demodulation unit of an orthogonal code hopping multiplexing scheme, and FIG. 1A illustrates an internal configuration of a spreading and modulation unit of a first communication station transmitter. . Referring to FIG. 1A, symbols subjected to channel encoding for each channel branch into an in-phase channel and a quadrature channel 110 to perform QPSK modulation (110), and signal "0" of each symbol. And " 1 " are converted into " + 1 " and " -1 ", which are physical signals actually transmitted through the signal converters 120 and 125, and then spread by an orthogonal code (130 and 135).

이 때 사용되는 직교 부호는 매 심벌마다 달리 할당될 수 있다. 도약 패턴 발생기(140)에서 발생된 무작위적 도약 패턴에 의해 직교 부호 발생기(146)에서 발생하는 직교 부호들 중 하나가 선택되어 각 심벌에 할당된다. 적용되는 직교 부호로는 왈쉬(Walsh) 코드뿐만 아니라 IMT-2000에서 사용되는 직교 가변 확산 계수 (Othogonal Variable Spreading Factor: OVSF) 코드, 또는 직교 골드(Orthogonal Gold) 코드 등 직교성을 가진 모든 부호가 포함된다.The orthogonal code used at this time may be allocated differently for every symbol. One of the orthogonal codes generated by the orthogonal code generator 146 is selected and assigned to each symbol by the random leap pattern generated by the hop pattern generator 140. The orthogonal codes that are applied include not only Walsh codes, but also all orthogonal codes, such as the Orthogonal Variable Spreading Factor (OVSF) code or the Orthogonal Gold code used in IMT-2000. .

한편, 충돌 검출 및 제어기(142, 144)는 각 채널별로 발생되는 무작위적인 도약 패턴에 의한 직교 부호 심벌간 충돌을 검출하고 이에 대한 적절한 처리를 수행한다. 충돌 검출 및 제어기(142, 144)의 출력은, 직교 부호 발생기(146)로부터 출력되어 신호 변환 장치(148)를 거친 신호와 곱해지는데(132, 136), 이 때 심벌간 충돌에 의한 심벌 천공이 필요한 경우는 "0"이 되고 나머지 경우는 "1"이 된다.Meanwhile, the collision detection and controllers 142 and 144 detect collisions between orthogonal code symbols due to random hopping patterns generated for each channel and perform appropriate processing. The collision detection and the outputs of the controllers 142 and 144 are output from the quadrature code generator 146 and multiplied by the signal passed through the signal conversion device 148 (132, 136), where symbol puncture due to intersymbol collision If necessary, it is "0", and in other cases, it is "1".

확산된 각 채널의 심벌들은 채널별 전력제어에 의해 결정되는 전력 이득값으로 증폭된(150, 155) 다음 합쳐지고(160, 165), 이후 다중 셀 환경에서 제1 통신국 구분을 위해 신호 변환 장치(174, 178)를 거친 짧은 PN열(Pseudo Noise sequences)(172, 176)에 의하여 QPSK 확산 변조(170, 175)가 수행된다. 확산 변조된 신호는 저역 여파기(180, 185)를 통과하여, I-Q채널에 대해 송신 대역으로 변조하는 반송파 변조(190, 195, 200)를 거친 뒤 합산되어(210), 도면에서는 생략된 무선부(RF)를 통해 고출력 증폭된 뒤에 안테나를 통해 전송된다.The symbols of each spread channel are amplified (150, 155) and then combined (160, 165) with a power gain value determined by power control for each channel, and then a signal conversion device (1) is used to distinguish the first communication station in a multi-cell environment. QPSK spreading modulation 170, 175 is performed by short Pseudo Noise sequences 172, 176 through 174, 178. The spread modulated signal passes through low pass filters 180 and 185, passes through carrier modulations 190, 195 and 200 that modulate to the transmission band for the IQ channel, and then sums up 210 (not shown). High power amplified through RF and then transmitted through the antenna.

도 1b는 도 1a을 통해 설명된 제1 통신국 송신기에 대응하는 제2 통신국의 수신기의 구조를 간략히 도시한 것이다. 안테나를 통해 수신된 신호를 반송파 신 호와 곱하고(220, 225) 저역 여파기(230, 235)를 통과시켜 기저대역 수신 신호가 생성된다. 송신측에서 확산 변조시 사용된 PN열과 동기되어 생성된 PN열(240, 245)은, 송신기와 동기된 도약 패턴 발생기(250) 및 직교 부호 발생기(252)로부터 생성되는 직교 부호와 비트 단위로 합산된(254, 256) 후에 신호 변환 장치(258, 260)를 거쳐 기저대역 수신 신호에 곱해진다(262, 264). 이와 같은 과정을 거친 기저대역 수신 신호는 전송 데이터 심벌 구간동안 누적되어 역확산(270, 275)되고, 파일럿 채널에 할당된 직교 부호 심벌에서 파일럿 채널 성분만을 추출하여 전송 채널을 추정(280)한 결과인 위상 왜곡치를 이용하여 위상 왜곡이 보정된다(290).FIG. 1B schematically illustrates the structure of a receiver of a second communication station corresponding to the first communication station transmitter described with reference to FIG. 1A. The signal received through the antenna is multiplied by the carrier signal (220, 225) and passed through the low pass filters 230, 235 to generate a baseband received signal. The PN columns 240 and 245 generated in synchronization with the PN sequence used for spread modulation at the transmitting side are summed in bit units with orthogonal codes generated from the hopping pattern generator 250 and the orthogonal code generator 252 synchronized with the transmitter. 254, 256, and then multiply the baseband received signal via signal conversion devices 258, 260 (262, 264). The baseband received signal, which has undergone the above process, is accumulated and despread during the transmission data symbol period (270, 275), and only the pilot channel component is extracted from the orthogonal code symbol assigned to the pilot channel to estimate the transmission channel (280). The phase distortion is corrected using the in phase distortion value (290).

도 2는 도 1a의 QPSK 방식에서의 충돌 검출 및 제어기(142, 144)에 대응하는 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 방식의 직교 부호 도약 다중화 시스템의 충돌 검출 및 제어기에서, 서로 다른 두 채널의 심벌간 충돌이 검출되는 경우 충돌 심벌에 대한 제어 방법을 설명하는 개념도이다.FIG. 2 is a diagram illustrating collision between two different channels in a collision detection and controller of a BPSK orthogonal code hopping multiplexing system corresponding to the collision detection and controllers 142 and 144 in the QPSK scheme of FIG. 1A. If a collision is detected, it is a conceptual diagram illustrating a control method for a collision symbol.

도 2를 참조하면, 제1 통신국(210)으로부터 제2 통신국 #a(221)와 #b(222)로의 순방향(downlink) 채널이 모두 활성인 상태에서 무작위적 도약에 의해 임의의 심벌 구간에서 동일한 직교 부호가 사용되는 경우에, 충돌 검출 및 제어기에서는 두 개의 제2 통신국 #a(221)와 #b(222)의 순방향 채널상의 심벌 부호값을 비교하게 된다. 만약 두 심벌 부호값이 같다면 두 제2 통신국(221, 222)의 심벌이 합해져서 결과적으로 심벌 세기가 증가되는 효과를 보이는데, 이를 심벌 시너지(synergy)이라고 하고, 제어기 출력 심벌 값은 "1"이 된다. 반대로 두 제2 통신국(221, 222)의 심벌 부호값이 서로 다른 경우에는 각 채널의 제어기 출력 심벌 값을 "0"으로 하여 제2 통신국 #a(221)와 #b(222)의 순방향 채널 상의 심벌을 전송하지 않는데, 이를 심벌 천공(perforation)이라고 한다. 심벌 천공의 목적은 수신기의 채널 복호화 과정에서의 심벌 추정의 오류 증폭을 피하기 위함이며, 임의의 심벌 천공으로 인해 발생하는 전송 에너지의 손실은 다른 심벌의 전송 전력 조정을 통해 보충될 수 있다. 심벌 간 충돌에 대한 본 제어 방식은 도 1A의 경우에 QPSK 변조 후의 복소 신호에 대해 I-Q 채널로 분기해 실수 연산을 하는 점에 비추어, 도 1A의 충돌 검출 및 제어기(135, 136)에도 그대로 적용될 수 있다.2, the downlink channel from the first communication station 210 to the second communication stations #a 221 and #b 222 is the same in any symbol period by random leap with both active. When orthogonal codes are used, the collision detection and controller compares the symbol code values on the forward channels of the two second communication stations #a 221 and #b 222. If the two symbol code values are the same, the symbols of the two second communication stations 221 and 222 are summed, resulting in an increase in symbol strength. This is called symbol synergy, and the controller output symbol value is "1". Becomes On the contrary, if the symbol code values of the two second communication stations 221 and 222 are different from each other, the controller output symbol value of each channel is set to "0", and the second communication stations #a 221 and #b 222 on the forward channel of the second communication station # 221 and 222 are different. The symbol is not transmitted, which is called symbol perforation. The purpose of symbol puncturing is to avoid error amplification of symbol estimation in the channel decoding process of the receiver, and the loss of transmit energy caused by arbitrary symbol puncturing may be compensated for by adjusting transmit power of another symbol. This control scheme for inter-symbol collision is applied to the collision detection and controllers 135 and 136 of FIG. 1A in the light of the fact that in the case of FIG. 1A, a branching operation is performed on the IQ channel for a complex signal after QPSK modulation. have.

도 3은 종래의 기술로서 지능형 안테나의 일종인 위상 배열 안테나들을 사용한 적응형 빔 형성 배열 안테나(Adaptive Beamforming Array Antenna, ABAA)의 송신부 구조를 개념적으로 설명하기 위한 구조도이다. 도 3을 참조하면, 임의의 제1 통신국 서비스 영역 내에 위치하는 각각의 제2 통신국들로의 개별 순방향 링크 통신 채널의 전송 심벌은 기저 대역 처리를 거친 후에 사용자 빔 형성기(310)를 통해 위상 배열 안테나(370, 372, 374)별로 특정 위상 전환되어 분기된다.FIG. 3 is a structural diagram for conceptually explaining a structure of a transmitter of an adaptive beamforming array antenna (ABAA) using phased array antennas as a conventional technology. Referring to FIG. 3, the transmission symbols of the individual forward link communication channels to each of the second communication stations located within any first communication station service area are subjected to baseband processing and then through the user beamformer 310 to the phased array antenna. A specific phase shift is performed for each of the parts 370, 372, and 374 to branch.

사용자 빔 형성기(310)에 포함된 가중치 벡터 처리기(320, 322, 324)는 각 채널별 전송 심벌들을 입력받아, 각 안테나별 특정 위상 전환 계수 및 전력 이득을 곱해 출력한다. 각 채널별 전송 심벌에 곱해지는 상기 파라미터들은, 순방향 링크 가중치 벡터 제어기(330)를 통해 갱신된 빔 형성 관련 위상 정보와 전력 정보를 참조하여 결정된다. 보다 구체적으로, 순방향 링크 가중치 벡터 제어기(330)는 임의의 제2 통신국의 역방향 채널 수신 신호로부터 얻은 도래각(angle-of-arrival, AoA) 정보 및 폐루프 전력 제어과정에서 수신하는 전력 제어 정보들을 주기적으로 입력받아, 해당 제2 통신국으로의 심벌 전송을 위한 사용자 빔 형성시 빔 방향성과 관련된 안테나별 위상 전환 계수 및 전송 빔의 크기와 관련된 송신 채널의 전송 전력값을 생성하여 해당 채널의 가중치 벡터 처리기(320, 322, 324)로 전달한다. 대개의 경우, 순방향 링크 가중치 벡터 제어기(330)의 출력 정보에 기초한 가중치 벡터 연산은 행렬 연산으로 구현된다. 가중치 벡터 연산을 통해 각 위상 배열 안테나(370, 372, 374)로 분기된 사용자 채널 신호들은 가중치 벡터 합산기(340)를 통해 안테나별로 합해져 송신 안테나별 출력 신호를 형성한다. 송신 안테나별 출력 신호는 반송파 변조부(350, 352, 354)와 무선 처리부(360, 362, 364)를 거쳐 송신 안테나(370, 372, 374)를 통해 전송된다.The weight vector processors 320, 322, and 324 included in the user beamformer 310 receive the transmission symbols for each channel, and multiply the specific phase shift coefficient and the power gain for each antenna. The parameters multiplied by the transmission symbols for each channel are determined with reference to beamforming-related phase information and power information updated by the forward link weight vector controller 330. More specifically, the forward link weight vector controller 330 may include angle-of-arrival (AoA) information obtained from a reverse channel received signal of an arbitrary second communication station and power control information received in a closed loop power control process. It receives the input periodically, and generates the transmit power value of the transmission channel related to the size of the transmission beam and the phase shift coefficient for each antenna related to the beam direction when forming the user beam for symbol transmission to the second communication station, the weight vector processor of the corresponding channel Forwarded to (320, 322, 324). In most cases, the weight vector operation based on the output information of the forward link weight vector controller 330 is implemented by matrix operation. The user channel signals branched to the phased array antennas 370, 372, and 374 through weight vector operations are summed for each antenna through the weight vector summer 340 to form an output signal for each transmission antenna. The output signal for each transmit antenna is transmitted through the transmit antennas 370, 372, and 374 through the carrier modulators 350, 352, and 354 and the wireless processors 360, 362, and 364.

적응형 빔 형성 배열 안테나는 전송 빔과 수신 빔의 형성을 위해 이용된다. 구현의 복잡도를 감안할 때 적응형 빔 형성 배열 안테나는 제1 통신국에서 운용되는 것이 일반적이며, 이에 따라 제1 통신국으로부터 제2 통신국으로의 순방향 링크에서는 전송 빔 형성 기법이, 제2 통신국으로부터 제1 통신국으로의 역방향 링크에서는 수신 빔 형성 기법이 적용된다. 이 때, 빔 지향(beam-steering) 기법을 이용하면 수신기로부터의 도래각을 측정하여 심벌 전송시 수신기에 최대 빔 이득을 제공할 수 있다.Adaptive beamforming array antennas are used for the formation of transmit and receive beams. Given the complexity of the implementation, it is common for an adaptive beamforming array antenna to be operated in a first communication station, so that in a forward link from the first communication station to the second communication station, a transmission beamforming technique is employed, and from the second communication station to the first communication station. Receive beamforming is applied to the reverse link. In this case, using a beam-steering technique, the angle of arrival from the receiver may be measured to provide a maximum beam gain to the receiver during symbol transmission.

도 4는 개별 제2 통신국에 대한 도래각 정보들을 제2 통신국의 위치 방향각으로 개념적으로 가정하는 경우에 제2 통신국의 이동성을 지원하기 위한 순방향 링크에서의 적응형 빔 형성 배열 안테나의 동작을 설명하는 개념도이다. 도 4에 도시된 바에 따르면, 제1 통신국(410)은 임의의 시점 t_ref에서 제2 통신국 #a(420) 와 제2 통신국 #b(430)에 대해 빔 형성 기법을 통해 최대 전송 빔 이득이 얻어지는 사용자 빔을 제공한다. 기준 시간 t_ref로부터 t_1의 시간 동안 제2 통신국들(420, 430)이 이동하는 경우에, 제1 통신국(410)은 역방향 링크를 통해 개별 제2 통신국(420, 430)의 도래각(위치)을 측정하여 이 정보에 의해 각 채널의 가중치 벡터를 갱신한다. 갱신된 가중치 벡터는 해당 채널에 대해 연산 처리됨으로서 전송 빔 패턴상의 최대 빔 이득 지향각이 임의의 측정 시점에서의 제2 통신국(420, 430)의 도래각(위치)에 맞추어지는데, 이 과정을 빔 추적(beam tracking)이라고 한다. 제1 통신국(410)은 빔 추적 과정을 주기적으로 적용하여 제2 통신국(420, 430)이 이동하는 경우에도 개별 제2 통신국(420, 430)에 지속적으로 최대의 빔 이득을 제공하게 된다.4 illustrates the operation of an adaptive beamforming array antenna in a forward link to support mobility of a second communication station when conceptually assuming angles of arrival information for an individual second communication station as the location direction angle of the second communication station. It is a conceptual diagram. As shown in FIG. 4, the first communication station 410 obtains the maximum transmit beam gain through the beamforming technique for the second communication station #a 420 and the second communication station #b 430 at any time t_ref. Provide a user beam. When the second communication stations 420 and 430 move for a time t_1 from the reference time t_ref, the first communication station 410 sets the angle of arrival (location) of the individual second communication stations 420 and 430 over the reverse link. It measures and updates the weight vector of each channel with this information. The updated weight vector is computed for that channel so that the maximum beam gain directivity angle on the transmission beam pattern is adjusted to the angle of arrival (position) of the second communication station 420, 430 at any measurement point. This is called beam tracking. The first communication station 410 periodically applies a beam tracking process to continuously provide the maximum beam gain to the individual second communication stations 420 and 430 even when the second communication stations 420 and 430 move.

따라서, 본 명세서에서는 종래의 직교 부호 도약 다중화 방식에 적응형 빔 형성 배열 안테나 기법을 적용하여 복수의 제2 통신국으로의 순방향 채널 전송을 효율적으로 수행할 수 있는 새로운 기술을 제안하고자 한다.Accordingly, the present specification proposes a new technique capable of efficiently performing forward channel transmission to a plurality of second communication stations by applying an adaptive beamforming array antenna scheme to a conventional orthogonal code hopping multiplexing scheme.

(참고문헌)(references)

참고문헌 1: 대한민국 공개특허공보 제2000-0029400호Reference 1: Republic of Korea Patent Publication No. 2000-0029400

참고문헌 2: 대한민국 공개특허공보 제2004-0773635호Reference 2: Korean Laid-Open Patent Publication No. 2004-0773635

직교 부호 도약 다중화 방식에서 각 채널별로 무작위적 도약 패턴을 할당함에 의하여 임의의 심벌 구간에서 복수 채널의 심벌들이 동일한 직교 부호로 확산하는 경우 심벌 충돌이 발생하게 되고, 이 경우 앞서 도 2를 통해 설명한 바와 같이 충돌 심벌에 대해 심벌 시너지/천공 방법이라고 하는 제어 방법을 적용한다. 그런데, 본 제어 방법의 결과인 심벌 시너지와 천공 중 심벌 천공의 경우에 해당 충돌 심벌들의 전송 전력을 오프(off)함에 의해 해당 심벌들의 에너지 손실이 발생하게 된다. 이처럼 사용자 심벌간 충돌에 따른 심벌 천공이 빈번하게 발생하는 경우, 그로 인한 심벌 전송 에너지 손실은 수신기에서의 채널 복호화 과정에서의 복호화 성능을 열화시키고 임의의 전송 프레임의 에러율을 유지하기 위해 요구되는 수신 정보 비트 에너지 대 잡음 에너지의 비(required received Eb/No)를 증가시키는 요인이 된다. In the orthogonal code hopping multiplexing scheme, by assigning a random hopping pattern for each channel, symbol collisions occur when symbols of a plurality of channels are spread to the same orthogonal code in an arbitrary symbol interval. In this case, as described above with reference to FIG. Similarly, a control method called symbol synergy / puncture method is applied to collision symbols. However, in the case of symbol synergy and symbol puncturing during the puncturing, the energy loss of the corresponding symbols is generated by turning off the transmission power of the collision symbols. When symbol puncturing occurs frequently due to collisions between user symbols, the symbol transmission energy loss caused by the symbol transmission energy deteriorates the decoding performance during channel decoding at the receiver and maintains the error rate of an arbitrary transmission frame. This increases the ratio of bit energy to noise energy (required received Eb / No).

본 발명은 부호 분할 다중 접속 방식이 사용되는 이동 통신 시스템의 순방향 링크에서의 다중화 방식의 일종인 직교 부호 도약 다중화 방식에서 앞서 설명한 채널간 심벌 충돌이 발생하는 상황에 있어서, 적응형 빔 형성 배열 안테나 기법에 의해 제공되는 공간적 필터링 기능(spatial filtering capability)을 통해 심벌 충돌 및 천공의 발생을 획기적으로 감소시키는 데 그 목적이 있다. 또한, 이를 통해 심벌간 충돌에 의해 나타나는 무선 구간에서의 신호 품질 열화를 완화시켜 궁극적으로 직교 부호 도약 다중화 방식을 적용하는 경우의 수신 신호의 품질을 향상시키고, 임의의 제1 통신국 영역 내 사용자 용량 및 제한된 제1 통신국 전송 전력에 대한 채널 용량을 동시에 증가시키는데 그 목적이 있다.The present invention provides an adaptive beamforming array antenna scheme in a situation where symbol collisions between channels described above occur in an orthogonal code hopping multiplexing scheme, which is a type of multiplexing scheme in a forward link of a mobile communication system using a code division multiple access scheme. Its purpose is to dramatically reduce the occurrence of symbol collisions and perforations through the spatial filtering capability provided by. This also mitigates signal quality deterioration in the radio section caused by inter-symbol collisions, thereby ultimately improving the quality of the received signal when the orthogonal code hopping multiplexing scheme is applied, and the user capacity in any first communication station region. The purpose is to simultaneously increase the channel capacity for a limited first station transmit power.

이와 같은 목적을 이루기 위한 본 발명은 적응형 빔 형성 배열 안테나에 의해 제공되는 공간적 필터링 기능을 직교 부호 도약 다중화 방식에서 심벌 충돌을 발생시키는 제2 통신국들의 공간적인 분포에 적용시킴으로써, 심벌 충돌 및 이에 따른 심벌 천공의 발생을 원천적으로 감소시키는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명은 직교 부호의 재사용으로 인한 채널 복호화 성능의 열화를 감소시키며 상기 안테나 기법의 심벌 충돌 및 천공에 대한 성능을 더욱 증가시키는 부가적인 기법 및 장치들을 제안함으로써 성능 향상 효과를 극대화하는 특징이 있다.In order to achieve the above object, the present invention applies a spatial filtering function provided by an adaptive beamforming array antenna to a spatial distribution of second communication stations that generate symbol collisions in an orthogonal code hopping multiplexing scheme, whereby It is characterized by reducing the occurrence of symbol puncture at source. In addition, the present invention reduces the degradation of channel decoding performance due to the reuse of orthogonal codes and maximizes the performance improvement effect by proposing additional techniques and devices that further increase the performance of symbol collision and puncturing of the antenna scheme. have.

또한, 본 발명은 이미 적응형 빔 형성 배열 안테나 기술이 상용화 가능한 단계임을 고려할 때, 제1 통신국에서 생성된 임의의 고정 빔을 통해 제공되는 순방향 링크 통신 채널 수가 일정 값(사용 가능한 직교 부호의 수의 수 배)보다 적은 경우, 통신 채널간의 심벌 충돌 및 천공 발생을 배제하도록 직교 부호 도약 패턴을 할당하는 새로운 도약 패턴 할당 기법을 포함함으로써 임의의 순방향 링크 통신 채널 수에 대해 최적의 링크 성능을 유지하게 하는 특징이 있다.In addition, the present invention considers that the adaptive beamforming array antenna technology is already in the commercialization stage, the number of forward link communication channels provided through any fixed beam generated in the first communication station is a constant value (the number of available orthogonal codes). And a new hop pattern assignment scheme that assigns an orthogonal code hopping pattern to eliminate symbol collisions and puncturing between communication channels, if less than several times, to maintain optimal link performance for any number of forward link communication channels. There is a characteristic.

본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 도면에서 종래 기술 도면에 포함된 부분과 동일한 구조 및 기능을 가진 부분에 대해서는 동일한 부재번호를 적용한다. 본 발명에 대한 이하의 설명은 종래 기술에 변경 또는 추가되어야 할 부분을 위주로 설명한다.Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings for describing the embodiments of the present invention, the same reference numerals are applied to parts having the same structure and function as those included in the prior art drawings. The following description of the present invention focuses on the parts that need to be changed or added to the prior art.

도 5는 본 발명에 따른 제1 통신국 송신기 내 각 순방향 링크 통신 채널별 기저대역 처리부의 내부 구성을 예시한다. 도 5를 참조하면, 임의의 사용자 심벌은 동위상(In-phase)과 직교 위상(Quadrature-phase) 신호로 분기되어(110) 신호 변환 장치(120, 125)를 거쳐 직교 부호(orthogonal code)에 대해 확산된다(130, 135). 이 때 사용되는 직교 부호는 적응형 빔 형성 배열 안테나로부터 생성되는 개별 고정 빔에 속한 채널들에 대해 직교 부호 도약 패턴들을 제공하는 빔별 사용자 채널 도약 패턴 발생기(540)와 직교 부호 생성기(146)를 통해 지정된다.5 illustrates an internal configuration of the baseband processing unit for each forward link communication channel in the first communication station transmitter according to the present invention. Referring to FIG. 5, an arbitrary user symbol is branched into an in-phase and quadrature-phase signal (110) and passed through a signal converter (120, 125) to an orthogonal code. (130, 135). At this time, the orthogonal code used is obtained by using the orthogonal code generator 146 and the beam-specific user channel hopping pattern generator 540 and the orthogonal code generator 146 which provide orthogonal code hopping patterns for channels belonging to individual fixed beams generated from the adaptive beamforming array antenna. Is specified.

즉, 빔별 사용자 도약 패턴 발생기(540)는 제1 통신국의 적응형 빔 형성 배열 안테나에 의해 생성되는 각 전송 빔에 속하는 채널을 위한 직교 부호 도약 패턴을 생성하며, 기능면에서 종래 기술에 따른 도약 패턴 발생기(140)에 대응된다. 한편, 직교 부호 생성기(146)는 생성된 직교 부호 도약 패턴의 각 심벌 시간에 할당된 직교 부호를 생성하도록 구성된다. 참고로, 본 발명에 적용 가능한 직교 부호의 예로, IMT-2000 시스템 규격들 중 cdma2000의 Quasi-Orthogonal Code와 W-CDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 시스템의 Multi-Scrambling Code 등이 있으며, 고려되는 코드 생성 기법으로는 직교 골드 코드와 카자미(Kasami) 코드 등이 있으며, 직교 부호 생성기(146)는 예시한 직교 부호를 포함하여 기타 다양한 종류의 직교 부호를 생성하기 위한 다양한 형태의 회로를 포함할 수 있다.That is, the beam-specific user hopping pattern generator 540 generates an orthogonal code hopping pattern for channels belonging to each transmission beam generated by the adaptive beamforming array antenna of the first communication station, and in terms of function, the hopping pattern generator according to the prior art. Corresponds to the generator 140. On the other hand, orthogonal code generator 146 is configured to generate an orthogonal code assigned to each symbol time of the generated orthogonal code hopping pattern. For reference, examples of orthogonal codes applicable to the present invention include Quasi-Orthogonal Code of cdma2000 and Multi-Scrambling Code of Wideband Code Division Multiple Access (W-CDMA) system among IMT-2000 system standards. Generating techniques include an orthogonal gold code and a Kasami code, and the orthogonal code generator 146 may include various types of circuits for generating various other orthogonal codes, including the orthogonal code as illustrated. .

심벌 충돌 검출 및 제어기(542, 544)는 지정된 직교 부호에 대해 제1 통신국에서 제공하는 모든 순방향 링크 통신 채널의 임의의 심벌 구간에서의 각 채널별 직교 부호를 비교함으로써 심벌 단위의 충돌 여부를 검출하고, 충돌되는 심벌들 간의 심벌 값들을 비교하여 시너지 또는 천공 제어를 수행한다. 심벌 충돌 여부 검출을 위해 비교되는 통신 채널은 제2 통신국들의 역방향 링크 전송 신호로부터 측정된 개별 제2 통신국에 대한 도래각 정보에 의해 지정된다. 심벌 충돌 검출 및 제어기(542, 544)는 주기적으로 순방향 링크 가중치 벡터 제어기(330)로부터 갱신 된 제1 통신국 서비스 영역내 제2 통신국들의 역방향 링크 전송 신호의 도래각 정보를 전달받는다.The symbol collision detection and controller 542, 544 detects symbol unit collision by comparing orthogonal codes for each channel in any symbol period of all forward link communication channels provided by the first communication station to a designated orthogonal code. For example, synergy or puncturing control may be performed by comparing symbol values between colliding symbols. The communication channels to be compared for symbol collision detection are designated by the angle of arrival information for the respective second communication station measured from the reverse link transmission signal of the second communication stations. The symbol collision detection and controller 542, 544 periodically receives the angle of arrival information of the reverse link transmission signal of the second communication station in the first communication station service area updated from the forward link weight vector controller 330.

도 6은 본 발명에 따른 심벌 충돌 검출 과정을 개념적으로 설명하는 예시이다. 제1 통신국의 심벌 충돌 검출 및 제어기(542, 544)는 임의의 채널에 대한 심벌 충돌 검출을 위해 해당 채널에 대응하는 제2 통신국의 도래각을 사용자 빔의 최대 전송 빔 방향(beam direction 또는 boresight)으로 설정한다. 설정된 최대 전송 빔 방향을 기준으로, 각(angle) 기반의 사용자 빔 너비에 제1 통신국에서의 도래각 측정 에러 및 계산 에러(calibration error)를 고려한 일정량의 마진이 더해진 범위가 심벌 충돌 검출을 위한 각도 범위(angle range for symbol collision detection)로 설정된다. 심벌 충돌 검출 및 제어기(542, 544)는 설정된 각도 범위 내의 도래각 값을 갖는 제2 통신국들에 대응하는 순방향 링크 통신 채널들의 전송 심벌들을 비교 대상 심벌(compared symbols)로 지정하고, 심벌 간 충돌 여부를 검출하여 충돌이 발생한 경우에 심벌 시너지 또는 천공 제어를 수행하게 된다.6 conceptually illustrates a symbol collision detection process according to the present invention. The symbol collision detection and controllers 542 and 544 of the first communication station determine the angle of arrival of the second communication station corresponding to the channel for symbol collision detection for any channel in the maximum beam direction or boresight of the user beam. Set to. Based on the set maximum transmission beam direction, the angle-based range of the user beam width plus a certain amount of margin considering the angle of arrival measurement error and calculation error at the first communication station is an angle for symbol collision detection. It is set to angle range for symbol collision detection. The symbol collision detection and controller 542 and 544 designate transmission symbols of the forward link communication channels corresponding to the second communication stations having the angle of arrival value within the set angular range as compared symbols, and whether there is a collision between symbols. If the collision occurs, symbol synergy or puncturing control is performed.

상기의 심벌 충돌 검출 과정에서 이용되는 제2 통신국들의 도래각 정보는 본래 적응형 빔 형성 배열 안테나에서 사용자 이동성에 대한 빔 추적을 지원하기 위해 지속적으로 수집되는 정보로서, 본 발명은 심벌 충돌 검출 과정의 도래각 정보 이용을 위한 부가적인 장치나 비용 및 복잡도를 요구하지 않는다. 심벌 충돌 검출 및 제어기(542, 544)에서 충돌 없는 것으로 검증되거나 심벌 천공 또는 시너지 제어된 전송 심벌들은 해당 심벌에 할당된 직교 부호에 의해 확산된다. 확산된 심벌들은 제1 통신국 구분을 위한 짧은 PN열(172, 176)을 이용하여 QPSK 확산 변 조(170, 175)된 후, 해당 사용자 전송 빔을 형성하기 위해 사용자 빔 형성기(310)로 입력된다. 사용자 빔 형성기(310)로 입력된 전송 심벌들은 가중치 벡터 처리기(320)에서 각 송신 안테나별로 분기되어 순방향 링크 가중치 벡터 제어기(330)를 통해 전달된 정보들과의 연산 처리를 통해 위상 및 전력 이득을 할당받는다. 가중치 벡터 처리기(320)에서 출력되는 송신 안테나별 분기 신호들은 가중치 벡터 합산기(340)에서 다른 채널의 신호들과 송신 안테나별로 합해지고, 송신 안테나별 반송파 변조 및 무선 주파수 대역 처리를 거쳐 송신 안테나를 통해 전송된다.The arrival angle information of the second communication stations used in the symbol collision detection process is information continuously collected to support beam tracking for user mobility in the original adaptive beamforming array antenna. No additional device, cost, and complexity are required to use angle of arrival information. The symbol collision detection and transmission symbols that have been verified as collision free at the controllers 542 and 544 or symbol punctured or synergistically controlled are spread by the orthogonal code assigned to that symbol. The spread symbols are QPSK spread modulations 170 and 175 using short PN sequences 172 and 176 for identifying the first communication station, and are then input to the user beamformer 310 to form a corresponding user transmission beam. . The transmission symbols input to the user beamformer 310 are branched for each transmit antenna in the weight vector processor 320 to obtain phase and power gain through processing with information transmitted through the forward link weight vector controller 330. Assigned. The branched signals for each transmit antenna output from the weight vector processor 320 are summed by the signals of the other channels and the transmit antennas in the weight vector summer 340, and the transmit antennas are processed through carrier modulation for each transmit antenna and radio frequency band processing. Is sent through.

도 7은 도 5와 같은 기저대역 처리부를 갖는 제1 통신국 송신기에 의해 제공되는 제2 통신국별 전송 빔간 심벌 충돌 및 이로 인한 심벌 천공의 조건을 개념적으로 설명한 예시이다. 도 7은 제2 통신국 #a(721), #b(722), #c(723), #d(724)가 복수의 직교 부호간을 도약하다가 임의의 심벌 전송 시점 t_ref에서 모두 직교 부호 OC #P를 확산 부호로 선택하는 경우를 예시한다. 도 7에 도시된 바에 따르면, 제2 통신국 #c(723)는 제2 통신국 #a(721)의 전송 심벌에 대한 심벌 충돌 검출 각도 범위내에 위치하지 않으므로 동일한 직교 부호 OC #P를 사용하더라도 서로의 수신 성능에 영향을 주지 않는다. 따라서 제2 통신국 #c(723)의 전송 심벌은 제2 통신국 #a(721)의 심벌 충돌 검출 비교 대상에서 제외된다. 따라서, 제1 통신국(710)은 시간 t_ref에서 제2 통신국 #a(721)의 심벌 충돌 검출 각도 범위내에 위치하고 동일한 직교 부호로 도약하는 제2 통신국들인 #b(722) 와 #d(724)에 의한 심벌 충돌을 검출하고, 제2 통신국 #a(721)와 #b(722), #d(724) 간의 심벌 값을 비교하여 심벌 천공 또는 시너지 제어를 수행한다.FIG. 7 is an example conceptually illustrating a symbol collision between transmission beams for each second communication station provided by a first communication station transmitter having a baseband processing unit as shown in FIG. 7 shows that the second communication stations #a (721), #b (722), #c (723), and #d (724) hop between a plurality of orthogonal codes, and then all orthogonal codes OC # at any symbol transmission time point t_ref. The case where P is selected as a spreading code is illustrated. As shown in FIG. 7, since the second communication station #c 723 is not located within the symbol collision detection angle range for the transmission symbol of the second communication station #a 721, even if the same orthogonal code OC #P is used, Does not affect reception performance. Therefore, the transmission symbol of the second communication station #c 723 is excluded from the symbol collision detection comparison target of the second communication station #a 721. Accordingly, the first communication station 710 is located at #b 722 and #d 724, which are second communication stations located within the symbol collision detection angle range of the second communication station #a 721 at the time t_ref and hopping with the same orthogonal code. The symbol collision is detected, and symbol puncturing or synergy control is performed by comparing symbol values between the second communication station #a 721 and #b 722 and #d 724.

적응형 빔 형성 배열 안테나 기법을 직교 부호 도약 다중화 방식에 적용함에 있어서, 제1 통신국은 각 제2 통신국의 순방향 링크 통신 채널별로 난수열을 발생시켜 이에 기초한 무작위 도약 패턴을 할당할 수 있다. 심벌 충돌 검출 및 제어를 위한 수단이 마련되어 있으므로 무작위 도약 패턴에 따라 직교 부호를 도약 선택하는 것만으로도 상당한 성능 향상을 이룰 수 있지만, 이하에서 설명하는 것처럼 심벌 충돌 및 천공의 발생을 의도적으로 제한할 수 있는 새로운 직교 부호 도약 패턴 생성 및 할당 기법을 적용할 수도 있다. 즉, 일정한 기준에 따라 직교 부호 도약 패턴을 그룹화하여 그룹 레벨로 직교 부호 도약 패턴을 생성하고 할당하는 기법을 이용하는 것이다.In applying the adaptive beamforming array antenna scheme to the orthogonal code hopping multiplexing scheme, the first communication station may generate a random sequence for each forward link communication channel of each second communication station and allocate a random hop pattern based thereon. Means for detecting and controlling symbol collisions provide significant performance improvements by simply selecting orthogonal codes according to random hopping patterns, but intentionally limiting the occurrence of symbol collisions and puncturing as described below. A new orthogonal code hopping pattern generation and assignment scheme may be applied. That is, a technique of generating and assigning an orthogonal code hopping pattern at a group level by grouping orthogonal code hopping patterns according to a predetermined criterion.

적응형 빔 형성 배열 안테나를 통해 제2 통신국별로 생성되는 전송 빔들은 해당 제2 통신국의 위치에 따라 고유한 빔 방향과 크기를 가지며 제2 통신국의 이동에 따라 빔 추적을 수행하므로 제1 통신국의 서비스 영역에 대해 연속적이며 불특정한 분포를 가진다. 따라서, 제2 통신국들로부터의 역방향 링크 신호들로부터 제1 통신국이 주기적으로 획득하는 제2 통신국별 도래각 정보를 기준 파라미터로 하여 제1 통신국이 서비스하는 전체 각도 범위를 NAHPG 개의 각도 범위로 분할하고, 전체 직교 부호 도약 패턴을 상호간 충돌 없는 도래각 기반 도약 패턴 그룹(AoA-based hopping-pattern group: AHPG)들로 분할하여, 각 분할된 각도 범위에 대해 특정 도래각 기반 도약 패턴 그룹을 할당한다. 다음으로, 특정 각도 범위내의 도래각을 갖는 제2 통신국들로의 순방향 링크 통신 채널에 대해 해당 도래각 기반 도 약 패턴 그룹별로 무작위로 도약 패턴을 할당한다.The transmission beams generated for each second communication station through the adaptive beamforming array antenna have a unique beam direction and size according to the position of the corresponding second communication station and perform beam tracking according to the movement of the second communication station. It has a continuous and unspecific distribution over the area. Therefore, by dividing the total angular range serviced by the first communication station into N AHPG angle ranges by using, as a reference parameter, the angle of arrival for each second communication station periodically acquired by the first communication station from the reverse link signals from the second communication stations. Then, the entire orthogonal code hopping pattern is divided into AoA-based hopping-pattern groups (AHPGs), and a specific angle of arrival-based hopping pattern group is assigned to each divided angle range. . Next, randomly assign a hop pattern for each forward angle-based hop pattern group to a forward link communication channel to a second communication station having an arrival angle within a specific angle range.

도래각 기반 도약 패턴 그룹내의 직교 부호 도약 패턴들 상호간에 충돌이 없다 함은 이들 직교 부호 도약 패턴들이 동일한 시점에 동일한 직교 부호를 이용하여 전송 심벌을 대역 확산하지 않도록 도약 패턴이 형성된다는 의미이고, 이러한 상호간 충돌 없는 도약 패턴 그룹을 충돌 배제 도약 패턴 그룹(collision-free hopping-pattern group: CFG)라고 한다. 상술한 도약 패턴 생성 및 할당 기법에 의하면, 심벌 충돌 및 심벌 천공의 발생 확률이 감소하게 된다. 이를 도래각 기반 도약 패턴 그룹별 무작위 그룹 레벨 도약 패턴 할당(AHPG-based random group-level codeword hopping-pattern allocation: ARGHPA) 방식이라고 한다.No collision between orthogonal code hopping patterns in the angle of arrival-based hopping pattern group means that the hopping pattern is formed such that these orthogonal code hopping patterns do not spread the transmission symbol using the same orthogonal code at the same time point. A group of non-collision hopping patterns is called a collision-free hopping-pattern group (CFG). According to the above-described hopping pattern generation and allocation technique, the probability of occurrence of symbol collision and symbol puncturing is reduced. This is called an AHPG-based random group-level codeword hopping-pattern allocation (ARGHPA) scheme.

도 8a 및 8b는 위에서 간략히 설명한 도래각 기반 도약 패턴 그룹별 무작위 그룹 레벨 도약 패턴 할당 방식의 구체적인 예시이다.8A and 8B are specific examples of the random group level leap pattern allocation scheme for each arrival angle-based leap pattern group described above.

도 8a는 기본적인 도래각 기반 도약 패턴 그룹별 무작위 그룹 레벨 도약 패턴 할당 방식과 관련된 실시예를 나타낸다. 본 실시예에 따르면, 임의의 제1 통신국 서비스 영역내의 도래각 기반 도약 패턴 그룹 #A에 대해 M 개의 순방향 링크 통신 채널들이 존재하고 NOC 개의 직교 부호들이 사용자 통신 채널용으로 사용될 수 있을 때 floor(M/NOC)+1 개의 충돌 배제 도약 패턴 그룹을 통해 각 사용자 채널에 직교 부호 도약 패턴을 할당한다. 이때 임의의 도래각 기반 도약 패턴 그룹에서 사용되는 충돌 배제 도약 패턴 그룹의 수는 사용자 채널의 수의 증감에 따라 변화하게 되며, 임의의 충돌 배제 도약 패턴 그룹내 NOC 개의 직교 부호 도약 패턴들은 상호간 심벌 충돌을 일으키지 않는 직교성을 가진 도약 패턴들이다. 참고로, floor()는 반내림 함수(floor function)을 의미한다.FIG. 8A illustrates an embodiment related to a random group level hopping pattern allocation scheme for each basic arrival angle-based hopping pattern group. FIG. According to this embodiment, when there are M forward link communication channels for the angle of arrival based hop pattern group #A in any first communication station service area and N OC orthogonal codes can be used for the user communication channel, floor ( An orthogonal code hopping pattern is assigned to each user channel through a group of M / N OC ) +1 collision avoidance hopping patterns. In this case, the number of collision avoidance jump pattern groups used in an arbitrary angle of arrival based jump pattern group is changed according to the increase and decrease of the number of user channels, and the N OC orthogonal code jump patterns in the random collision avoidance jump pattern group are symbols of each other. Jump patterns with orthogonality that do not cause collisions. For reference, floor () means a floor function.

임의의 사용자 통신 채널 수의 변화에 따라 가장 최근에 생성된 충돌 배제 도약 패턴 그룹은 M%NOC=0(사용자 채널 수가 그룹 도약 패턴의 수의 정수배)인 상황을 제외하고는 그룹내 모든 도약 패턴들이 사용자 채널에 할당되지 않게 되는데, 이와 같은 점을 고려하여 마지막으로 생성된 충돌 배제 도약 패턴 그룹을 최근 생성 충돌 배제 도약 패턴 그룹(latest-generated collision-free hopping-pattern group: LCFG)으로 따로 정의한다. 제1 통신국은 임의의 도래각 기반 도약 패턴 그룹 또는 도래각 기반 도약 패턴 부그룹(subgroup)에서 시간에 따라 변화하는 순방향 링크 통신 채널 수에 대해 채널간 심벌 충돌 빈도의 최소화 및 균등화를 위하여, 프레임 레벨 이상의 주기로 각 제2 통신국에 대해 도래각 정보를 측정하고, 필요한 경우 이를 이용하여 도약 패턴을 재설정할 수 있다. 이에 따라 프레임 레벨 이상의 주기로 빔별 충돌 배제 도약 패턴 그룹의 수와 개별 채널별 도약 패턴이 적응적으로 변화할 수 있다.The most recent collision avoidance jump pattern group generated by a change in any number of user communication channels is all hop patterns in the group except for the situation where M% N OC = 0 (the number of user channels is an integer multiple of the number of group hop patterns). Are not assigned to the user channel. In consideration of this, the last generated collision avoidance jump pattern group is separately defined as a recently-generated collision-free hopping-pattern group (LCFG). . The first communication station may use the frame level to minimize and equalize the frequency of symbol collisions between channels for any number of forward link communication channels that change over time in any angle-based hop pattern group or angle-based hop pattern subgroup. The angle of arrival information may be measured for each second communication station at the above cycle, and if necessary, the hop pattern may be reset. Accordingly, the number of collision avoidance jump pattern groups for each beam and the hop pattern for each channel may be adaptively changed at intervals of the frame level or more.

도 8b는 임의의 충돌 배제 도약 패턴 그룹에서의 상호간 충돌 없는 고유한 도약 패턴들을 발생시키는 과정을 예시한다. 모든 충돌 배제 도약 패턴 그룹들은 NOC 개의 상호 부호 충돌이 없는 직교 부호 도약 패턴들을 공유하면서 각 충돌 배제 도약 패턴 그룹의 도약 특성을 규정하기 위한 고유한 난수열을 할당받는다. 임의의 충돌 배제 도약 패턴 그룹 #S에 할당된 그룹별 고유한 난수열은 직교 부호 도약 패턴들의 지시자와 비트 단위 합을 통해 비트 단위로 순환적으로 부호열 전환됨으로써 그룹 #S에 속하는 전송 채널을 위한 도약 패턴을 생성한다.8B illustrates the process of generating unique jump patterns without mutual collision in any group of collision avoidance jump patterns. All collision avoidance jump pattern groups are assigned a unique random number sequence to define the hop characteristics of each collision suppression jump pattern group while sharing orthogonal code hop patterns without N OC mutually signed collisions. The random random sequence for each group assigned to the random collision avoidance jump pattern group #S is cyclically code-switched bit by bit through the sum of the bitwise sums and the indicators of the orthogonal code hopping patterns for the transport channel belonging to the group #S. Create a jump pattern.

상기의 과정을 통해 생성되는 도약 패턴들은 같은 그룹내의 다른 도약 패턴들과는 직교성을 유지하여 심벌 충돌을 유발하지 않는 특성을 가지며, 다른 도약 패턴 그룹내의 직교 부호 도약 패턴들과는 무작위적 도약 패턴 할당 방식과 동일하게 무작위적인 심벌 충돌을 발생시키게 된다. 상기의 도래각 기반 도약 패턴 그룹별 무작위 그룹 레벨 도약 패턴 할당 방식은 적응형 빔 형성 배열 안테나를 적용하는 직교 부호 도약 다중화 방식에 있어서 기존의 무작위적인 도약 패턴 할당 방식에 비해 도래각 기반 도약 패턴 그룹내의 순방향 링크 통신 채널 수가 적게 요구되는 환경에서 심벌 충돌 확률을 크게 낮출 수 있다. 특히 도래각 기반 도약 패턴 그룹내의 사용자 채널 수가 직교 부호의 수보다 적게 요구되는 환경에서 상기 그룹 내 임의의 통신 채널 전송 심벌이 같은 그룹 내의 다른 사용자 채널들의 심벌들과 충돌할 확률을 완전히 배제함으로 인하여 기존의 통신 채널별 고정 직교 부호를 할당하는 부호 분할 다중화 방식(이 방식의 최대 할당 가능한 사용자 채널 수는 직교 부호의 수로 한정된다)과 실질적으로 동등한 링크 성능을 제공하게 된다.The leap patterns generated through the above process have a characteristic that they do not cause symbol collision by maintaining orthogonality with other leap patterns in the same group, and in the same manner as a random leap pattern allocation method with orthogonal code leap patterns in other leap pattern groups. It will cause random symbol collisions. The random group level hopping pattern allocation scheme for each arrival angle-based hopping pattern group is based on the angle of arrival-based hopping pattern group in the orthogonal code hopping multiplexing scheme using the adaptive beamforming array antenna. In an environment where a small number of forward link communication channels is required, the symbol collision probability can be greatly reduced. In particular, in an environment where the number of user channels in the angle of arrival-based hop pattern group is required to be less than the number of orthogonal codes, the existing transmission is completely excluded by the possibility that any communication channel transmission symbol in the group collides with the symbols of other user channels in the same group. The code division multiplexing scheme for assigning fixed orthogonal codes for each communication channel of (where the maximum assignable number of user channels is limited to the number of orthogonal codes) provides link performance substantially equivalent.

만약 특정 제2 통신국의 도래각이 임의의 도래각 기반 도약 패턴 그룹의 각도 범위(angle range)상의 경계 영역에 위치하게 되면, 해당 도래각 기반 도약 패턴 그룹과 이웃한 그룹에 속하면서 해당 경계 부근의 도래각을 갖는 제2 통신국의 전송 빔에 의해 채널 수신 성능이 영향을 받을 수 있다. 이에 따라 임의의 도래각 기반 도약 패턴 그룹의 각도 범위는 도래각 기반 도약 패턴 그룹간 전송 심벌 충돌 발생이 배제되는 그룹간 비충돌 영역(non inter-group collision region: NICR)과 도래각 기반 도약 패턴 그룹간 전송 심벌 충돌이 발생할 수 있는 그룹간 충돌 영역(inter-group collision region: ICR)으로 구분된다(도 8A 참조). 이 중 그룹간 충돌 영역의 범위는 각 제2 통신국에 대한 전송 빔 너비(beam width)가 고정이라는 전제하에 임의의 도래각 기반 도약 패턴 그룹의 각도 범위 중 양쪽 경계 부분에서 각각 전송 빔 너비의 절반에 측정 에러에 대한 마진이 더해진 각도 범위가 된다. 그룹간 충돌 영역내의 도래각을 갖는 제2 통신국들에 대한 순방향 링크 통신 채널들은 그룹간 비충돌 영역에 속한 통신 채널들에 비해 인접한 도래각 기반 도약 패턴 그룹에 속한 통신 채널들과의 심벌 충돌의 영향으로 전체 심벌 충돌 확률과 이에 따른 심벌 천공 확률이 증가하게 된다.If the angle of arrival of a particular second communication station is located at a boundary area on an angle range of an arbitrary angle-based jump pattern group, the arrival of the vicinity of the boundary belonging to the group adjacent to the corresponding angle of arrival-based jump pattern group Channel reception performance may be affected by the transmission beam of the second communication station having an angle. Accordingly, the angular range of an arbitrary angle of arrival-based jump pattern group may include a non inter-group collision region (NICR) and an angle of arrival-based hop pattern group, which exclude transmission symbol collisions between the angle of arrival-based hop pattern groups. It is divided into an inter-group collision region (ICR) in which inter-transmission symbol collision may occur (see FIG. 8A). Of these, the range of inter-collision collision zones is equal to half of the transmit beam width at each boundary of any angle range of any angle-based hop pattern group, provided that the transmit beam width for each second station is fixed. This is the angle range plus the margin for measurement error. The forward link communication channels for the second communication stations with the angle of arrival in the inter-collision collision area have the effect of symbol collisions with the communication channels belonging to the adjacent angle of arrival-based hop pattern groups compared to those in the non-collision zone between intergroups. As a result, the overall symbol collision probability and the symbol puncturing probability increase.

도 9는 상기에서 제시된 임의의 도래각 기반 도약 패턴 그룹 영역내 순방향 링크 통신 채널들의 전송 심벌들이 인접한 도래각 기반 도약 패턴 그룹에 속한 통신 채널들의 전송 심벌과 충돌하는 것을 배제하고 제2 통신국의 이동에 따라 해당 제2 통신국의 도래각이 기존의 도래각 기반 도약 패턴 그룹 영역을 벗어남으로 인해 도약 패턴 전환에 소요되는 지연이 충돌 확률에 미치는 영향을 배제하기 위한 방안으로써, 도래각 기반 도약 패턴 부그룹(AoA-based hopping-pattern subgroup: AHPSG)별 무작위 그룹 레벨 도약 패턴 할당(AHPSG-based random group-level hopping-pattern allocation: ARGHPA II) 방식을 개념적으로 설명한 예시이다.9 illustrates the transmission symbols of forward link communication channels in any of the above-mentioned angle of arrival-based jump pattern group regions, except that they collide with transmission symbols of communication channels belonging to an adjacent angle of arrival-based hop pattern group. Accordingly, as a method for excluding the effect of the delay required for the change of the jump pattern on the collision probability due to the arrival angle of the corresponding second communication station leaving the area of the existing angle of arrival-based jump pattern group, the angle of arrival-based hop pattern subgroup ( An example conceptually illustrating an AGHPS-based random group-level hopping-pattern allocation (ARGHPA II) scheme for each AoA-based hopping-pattern subgroup (AHPSG).

도 9를 도 8a와의 차이에 근거하여 설명하면, 제2 통신국에 대한 도래각 정보를 바탕으로 도래각 기반 도약 패턴 그룹들을 설정하고 각각의 도래각 기반 도약 패턴 그룹을 두 개의 도래각 기반 도약 패턴 부그룹으로 구분한다. 다음으로, 이와 같이 정의된 각각의 도래각 기반 도약 패턴 부그룹별로 무작위 그룹 레벨 도약 패턴 할당 방식을 적용하게 되는데, 임의의 도래각 기반 도약 패턴 그룹내의 두 개의 부그룹들을 각각 짝수/홀수 도래각 기반 도약 패턴 부그룹(Even/odd AoA-based hopping-pattern subgroup: AHPSG-E/O)들로 정의하고 제1 통신국의 순방향 링크에서 사용 가능한 직교 부호의 개수 NOC 를 절반씩 나누어 상기의 도래각 기반 도약 패턴 부그룹별로 NOC/2 개의 직교 부호들을 할당한다. 임의의 도래각 기반 도약 패턴 부그룹은 할당받은 NOC/2 개의 직교 부호들에 대하여 도 8b를 통해 설명한 방식으로 개별 도약 패턴들을 생성한다.Referring to FIG. 9 based on a difference from FIG. 8A, the angle of arrival-based jump pattern groups are set based on the angle of arrival information on the second communication station, and each angle of arrival-based jump pattern group is defined by two angles of arrival-based jump pattern. Separate into groups. Next, a random group level hopping pattern allocation method is applied to each arrival angle-based hopping pattern subgroup defined as described above, and each of the two subgroups in the random arrival-based hopping pattern group is based on an even / odd angle of arrival. hopping pattern portion group (Even / odd AoA-based hopping -pattern subgroup: AHPSG-E / O) of the definition and the number N OC the coming into the halves of the orthogonal codes available for the forward link of the first communication station to each base N OC / 2 orthogonal codes are allocated for each hopping pattern subgroup. Any angle of arrival based hop pattern subgroup generates individual hop patterns in the manner described with reference to FIG. 8B for the assigned N OC / 2 orthogonal codes.

상기의 도래각 기반 도약 패턴 부그룹별 무작위 그룹 레벨 도약 패턴 할당 방식에서 임의의 도래각 기반 도약 패턴 부그룹은 이웃한 다른 도래각 기반 도약 패턴 부그룹들(또는 이웃한 도래각 기반 도약 패턴 그룹)과 서로 다른 직교 부호 집합을 사용하기 때문에 도래각 기반 도약 패턴 부그룹 경계에 위치한 제2 통신국으로의 순방향 링크 전송 심벌들은 이웃한 부그룹에 속한 다른 순방향 링크 전송 심벌들과 충돌하지 않으며 제2 통신국이 임의의 도래각 기반 도약 패턴 부그룹 영역에서 이웃한 영역으로 이동하는 경우 새로운 도약 패턴을 재할당하는 과정에서 발생하는 처리 지연으로 인한 해당 순방향 링크 통신 채널상의 충돌이 증가하지 않기 때문에 빠른 도약 패턴 재할당을 위한 시스템 복잡도와 비용의 증가를 크게 완화할 수 있다.In the random-group-based jump pattern subgroup according to the angle of arrival-based jump pattern subgroup, any angle of arrival-based leap pattern subgroup may include other neighboring angle-based jump pattern subgroups (or neighbor-based angle of arrival-based jump pattern groups). Because they use a set of orthogonal codes different from each other, the forward link transmission symbols to the second communication station located at the angle of arrival-based hop pattern subgroup boundary do not collide with other forward link transmission symbols belonging to the neighboring subgroup and Arbitrary angle-based jump pattern reassignment of fast jump patterns because moving from a subgroup area to an adjacent area does not increase collisions on the corresponding forward link communication channel due to processing delays that occur during the reassignment of new jump patterns. The increase in system complexity and cost for the system can be greatly alleviated.

실제 환경에서 제1 통신국의 서비스 영역내 제2 통신국들의 분포가 균일하지 않음으로 인하여 기존의 순방향 링크 통신 채널별로 무작위 직교 부호 도약 패턴을 사용하는 직교 부호 도약 다중화 방식에서 임의의 제2 통신국이 경험하는 심벌 충돌 및 이에 따른 심벌 천공 확률은 해당 제2 통신국이 위치하는 영역의 제2 통신국 밀도에 의해 결정된다. 이로 말미암아 전체 제1 통신국의 서비스 영역 내에서 각 제2 통신국은 자신이 위치한 영역에 따라 서로 다른 심벌 충돌 및 심벌 천공 확률을 경험하게 된다. 순방향 링크 통신 채널에서 나타나는 채널별 심벌 충돌 및 심벌 천공 확률의 차이로 인한 링크 품질의 차이가 발생하는 상황에서, 제안된 도래각 기반 도약 패턴 그룹 설정 방법은 이러한 문제점을 크게 완화시킬 수 있다Due to the uneven distribution of the second communication stations in the service area of the first communication station in a real environment, any second communication station experiences in an orthogonal code hopping multiplexing scheme using a random orthogonal code hopping pattern for each forward link communication channel. The symbol collision and thus symbol puncturing probability is determined by the density of the second communication station in the region where the second communication station is located. This allows each second communication station to experience different symbol collision and symbol puncturing probabilities depending on the area in which it is located within the service area of the entire first communication station. In the situation where there is a difference in link quality due to a difference in symbol collision and symbol puncturing probability of each channel appearing in the forward link communication channel, the proposed angle of arrival based hop pattern group setting method can greatly alleviate this problem.

이와 관련하여, 각 도래각 기반 도약 패턴 그룹들에 의해 도약 패턴을 제공받는 제2 통신국의 수가 균일하도록 주기적으로 개별 도래각 기반 도약 패턴 그룹의 각도 너비(angle width)를 조절하는 적응형 그룹 너비 제어(Adaptive group-width control: AGWC) 방법을 제안한다. 이 방법은 각 제2 통신국별 도래각 정보를 이용하는데, 앞서 설명한 바와 같이 이 정보는 기본적으로 적응형 빔 형성을 위해 제1 통신국으로부터 수신된 신호들로부터 지속적으로 측정하는 정보로서 본 제안 방법을 위해 추가적인 파라미터 측정을 요구하지 않는다.In this regard, an adaptive group width control that adjusts the angular width of the individual angle of arrival-based jump pattern groups periodically so that the number of second communication stations provided with the jump pattern by each angle of arrival-based jump pattern groups is uniform. We propose an adaptive group-width control (AGWC) method. This method uses the angle of arrival information for each second communication station. As described above, this information is basically information continuously measured from signals received from the first communication station for adaptive beamforming. No additional parameter measurement is required.

적응형 그룹 너비 제어 방법의 기본적인 동작으로서 그룹 너비 축소(group-width contraction: GWC)와 그룹 너비 확장(group-width expansion: GWE)이 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 그룹 너비 축소는 임의의 도래각 기반 도약 패턴 그룹내의 제2 통신국의 수가 기준값보다 많은 경우 도래각 기반 도약 패턴 그룹의 각도 범위(angle range)를 축소하는 동작이고, 그룹 너비 확장은 도래각 기반 도약 패턴 그룹내의 제2 통신국의 수가 기준 값보다 적은 경우 도래각 기반 도약 패턴 그룹의 각도 범위를 확장하는 동작이다.The basic operations of the adaptive group width control method are group-width contraction (GWC) and group-width expansion (GWE). As shown in FIG. 10, group width reduction is an operation of reducing the angle range of the angle of arrival-based jump pattern group when the number of second communication stations in any angle of arrival-based jump pattern group is larger than the reference value. The width extension is an operation of extending the angular range of the angle of arrival-based jump pattern group when the number of second communication stations in the angle of arrival-based jump pattern group is less than the reference value.

상기의 두 동작을 이용하는 적응형 그룹 너비 제어 방법이 도 11a 및 11b에 도시되어 있다. 도 11a는 적응형 그룹 너비 제어 방식의 전체적인 과정을 나타낸다. 적응형 그룹 너비 제어 방법에서의 그룹 너비 제어는 소정 주기 단위로 지속적으로 수행되며, 제어 실행 직전에 제1 통신국에서 수집된 서비스 영역내 제2 통신국들의 도래각 정보를 적응형 그룹 너비 제어를 위한 파라미터인 도래각 기반 도약 패턴 그룹별 각도 조절 단위내의 제2 통신국 수 Ii k(i: 도래각 기반 도약 패턴 그룹의 지시자, k(=1, ..., Ni unit): 도래각 기반 도약 패턴 그룹 i 내 시계 반대 방향으로 지정되는 각도 조절 단위의 순서)로 가공한다. 상기 각도 조절 단위는 적응형 그룹 너비 제어시 도래각 기반 도약 패턴 그룹의 각도 범위(angle range)를 조절하는 기본 각도 범위 조절 단위로 정의되며, 임의의 도래각 기반 도약 패턴 그룹 i 내 Ni unit 개의 각도 조절 단위별 Ii k 의 총합은 해당 도래각 기반 도약 패턴 그룹 i 가 도약 패턴을 제공하는 제2 통신국들의 수

Figure 112006098385744-pat00001
가 된다.An adaptive group width control method using the above two operations is shown in FIGS. 11A and 11B. 11A illustrates the overall process of the adaptive group width control scheme. Group width control in the adaptive group width control method is continuously performed at predetermined intervals, and the angle of arrival information of the second communication stations in the service area collected by the first communication station immediately before execution of the control is a parameter for adaptive group width control. Number of second stations in the angle control unit for each angle-based jump pattern group I i k (i: indicator of the group for angle-based jump pattern, k (= 1, ..., N i unit ): angle of arrival-based jump pattern In the order of the angle adjustment units specified in the counterclockwise direction in group i). The angle control unit is defined as a basic angle range control unit that adjusts the angle range of the angle of arrival-based jump pattern group when the adaptive group width is controlled, and includes N i units within an arbitrary angle of arrival-based jump pattern group i. The sum of I i k per angular adjustment unit is the number of second communication stations whose corresponding angle of arrival based hop pattern group i provides the hop pattern.
Figure 112006098385744-pat00001
Becomes

적응형 그룹 너비 제어의 첫 번째 단계(S111)에서는 상기 제어 방법에 사용하는 파라미터들을 지정하는데, 먼저 도래각 기반 도약 패턴 그룹별로 지원되는 제 2 통신국 수의 평균을 그룹 너비 제어의 기준 파라미터

Figure 112006098385744-pat00002
로 설정하고 임의의 도래각 기반 도약 패턴 그룹 i 가 현재 지원하는 제2 통신국 수와 기준 파라미터의 차
Figure 112006098385744-pat00003
를 개별 도래각 기반 도약 패턴 그룹별로 구한다. NAHPG 개의 Di U 들 중 가장 큰 값을 가지는 것을 Dmax U 로 설정하고 해당 도래각 기반 도약 패턴 그룹을 Gmax 로 지정한다. 상기의 과정을 통해 적응형 그룹 너비 제어에 필요한 파라미터들이 지정되면, 다음 단계(S112)에서는 도래각 기반 도약 패턴 그룹 Gmax 에 대해 그룹 너비 축소를 수행하고 단계(S113)에서는 도 11A에 도시된 바와 같이 도래각 기반 도약 패턴 그룹 Gmax 를 중심으로 하여 좌우 양쪽에 있는 도래각 기반 도약 패턴 그룹들에 대해 번갈아 가며 그룹 너비 제어 순서 s(s=0 은 Gmax 를 지칭함)를 지시자로서 재지정하고 Di U 값을 기반으로 그룹 너비 축소 또는 그룹 너비 확장을 순서대로 수행한다.In the first step (S111) of adaptive group width control, parameters used in the control method are specified. First, the average of the number of second communication stations supported for each angle-based jump pattern group is referred to as a reference parameter for group width control.
Figure 112006098385744-pat00002
Difference between the reference parameter and the number of second communication stations currently supported by any angle of arrival based hop pattern group i
Figure 112006098385744-pat00003
Is obtained by individual arrival angle-based leap pattern groups. The largest value among N AHPG D i U is set to D max U and a corresponding angle of arrival based jump pattern group is designated as G max . If the parameters necessary for the adaptive group width control are specified through the above process, in step S112, the group width reduction is performed for the arrival angle-based jump pattern group Gmax, and in step S113, as shown in FIG. 11A. arrival the incoming alternating for each of the base hopping pattern group group width control sequence s D i U value reassign (s = 0 is referred to Gmax) a as an indication that the right and left sides to the center at each based hopping pattern group Gmax Group width reduction or group width expansion is performed in order.

도 11b는 상기 단계(S112)와 단계(S113)의 그룹 너비 제어 방법을 전체적으로 도시하는 흐름도이다. 도 11A의 단계(S112)가 시작(1101)되면 도래각 기반 도약 패턴 그룹 Gmax 을 지정(1111)하고 동작 횟수 값 m 을 초기화(1112)한 뒤, Gmax 의 Ds U 가 0보다 작아질 때까지 그룹 너비 축소 과정을 각도 조절 단위 레벨로 진행한다(1113). 매 그룹 너비 축소 과정에서 m 을 1씩 증가시키고(1114) 해당 도래각 기반 도약 패턴 그룹의 양쪽 경계 부분을 번갈아가며 각도 너비를 축소함에 따라 Ds U 는 배제되는 각도 조절 단위내의 사용자들의 수를 차감한 값으로 다음 수학식(1)과 같이 갱신된다(1115). FIG. 11B is a flowchart showing the group width control method of steps S112 and S113 as a whole. When step S112 of FIG. 11A starts 1101, the angle of arrival based jump pattern group Gmax is designated (1111) and the operation number value m is initialized (1112), until D s U of Gmax is smaller than zero. The group width reduction process proceeds to the angle adjustment unit level (1113). In the process of reducing the width of each group, m is increased by 1 (1114) and D s U is subtracted from the number of users in the angle control unit as the angle width is reduced by alternating both boundary portions of the corresponding angle of arrival-based jump pattern group. One value is updated as shown in Equation (1) (1115).

Figure 112006098385744-pat00004
...(1)
Figure 112006098385744-pat00004
...(One)

이후 Ns unit 값을 그룹 너비 축소에 의해 1씩 감소시키며 갱신한다(1116). 상술한 단계(S112)에 해당하는 Gmax 에 대한 그룹 너비 축소를 수행한 후에 주변의 도래각 기반 도약 패턴 그룹들(s=1,s=2)에 대해 Gmax 에서 차감된 각도 조절 단위를 수용하도록 재조정(1121)한 후에, 다음 순서의 도래각 기반 도약 패턴 그룹을 지정하고(1122) m 을 초기화(1123)한다. 지정된 도래각 기반 도약 패턴 그룹 s의 Ds U 의 크기를 0과 비교하여(1124) 0보다 작은 경우 그룹 너비 확장, 큰 경우 그룹 너비 축소 동작을 수행한다. 그룹 너비 확장 동작에서 해당 도래각 기반 도약 그룹의 Ds U 가 0보다 커질 때까지 그룹 너비 확장 과정을 각도 조절 단위 레벨로 진행한다(1131). 매 그룹 너비 확장 과정에서 m 을 1씩 증가시키고(1132) 해당 도래각 기반 도약 패턴 그룹의 그룹 너비 제어가 이미 수행된 쪽의 경계를 제외한 나머지 경계 부분에서 그룹 너비 확장을 하며, 해당 그룹의 Ds U 는 추가되는 각도 조절 단위내의 사용자들의 수를 더한 값으로 다음 수학식(2)와 같이 갱신된다(1133). The N s unit value is then updated by decreasing the width of the group by 1 (1116). After performing the group width reduction for Gmax corresponding to step S112 described above, readjust the peripheral angle-based jump pattern groups s = 1, s = 2 to accommodate the angle adjusting unit subtracted from Gmax. After (1121), the group of arrival-based jump patterns in the next order is designated (1122) and m is initialized (1123). When the size of D s U of the specified arrival angle-based leap pattern group s is smaller than 0 (1124), the group width expansion is performed when the size is smaller than 0, and the group width reduction is performed when the size is larger than 0. In the group width expansion operation, the group width expansion process proceeds to the angle adjustment unit level until D s U of the corresponding angle of arrival-based jump group becomes greater than 0 (1131). In each group width expansion process, m is increased by 1 (1132), and the group width expansion is performed at the boundary of the boundary except for the boundary where the group width control of the corresponding angle of arrival-based jump pattern group is already performed, and D s of the group U is updated as Equation (2) with the number of users in the angle adjusting unit added (1133).

Figure 112006098385744-pat00005
...(2)
Figure 112006098385744-pat00005
...(2)

이후 Ns unit 값을 그룹 너비 확장에 의해 1씩 증가시키며 갱신한다(1134). 지정된 도래각 기반 도약 패턴 그룹 s 의 Ds U 가 0보다 큰 경우(1124) 그룹 너비 축소를 수행하는데, 해당 도래각 기반 도약 그룹의 Ds U 가 0보다 작아질 때까지 그룹 너비 축소 과정을 각도 조절 단위 레벨로 진행한다(1141). 매 그룹 너비 축소 과정에서 m 을 1씩 증가시키고(1142) 해당 도래각 기반 도약 패턴 그룹의 그룹 너비 제어가 이미 수행된 쪽의 경계를 제외한 나머지 경계 부분에서 그룹 너비를 축소하며, 해당 그룹의 Ds U 는 추가되는 각도 조절 단위내의 사용자들의 수를 차감한 값으로 다음 수학식(3)과 같이 갱신된다(1143). The N s unit value is then incremented by 1 by the group width extension (1134). If D s U of the specified arrival angle-based jump pattern group s is greater than 0 (1124), the group width reduction is performed, and the group width reduction process is angled until D s U of the arrival angle-based leap group is less than zero. Proceed to the adjustment unit level (1141). In the process of reducing the width of each group, m is increased by 1 (1142), and the group width is reduced at the remaining boundary except for the boundary on which the group width control of the corresponding angle of arrival-based jump pattern group has already been performed, and D s U is updated as shown in Equation 3 below by subtracting the number of users in the added angle adjusting unit (1143).

Figure 112006098385744-pat00006
...(3)
Figure 112006098385744-pat00006
... (3)

이후 Ns unit 값을 그룹 너비 확장에 의해 1씩 감소시키며 갱신한다(1144). 해당 도래각 기반 도약 패턴 그룹에 대한 그룹 너비 제어의 종료 후 이 결과로 인한 변화를 수용하기 위해 인접 도래각 기반 도약 패턴 그룹들(아직 적응형 그룹 너비 제어가 적용되지 않은)의 그룹 너비를 변화시키고 Ns unit 값과 Ds U 값을 갱신하고(1121) 다음 그룹 너비 제어를 수행할 도래각 기반 도약 패턴 그룹을 지정한다(1122). 본래 마지막 순서에 해당하는 도래각 기반 도약 패턴 그룹의 그룹 너비는 이전의 그룹들에 대한 그룹 너비 제어 과정에 의해 결정됨을 감안할 때, 전체적으로 단계(S112)를 포함해 총 NAHPG-1 회의 그룹 너비 제어 과정을 수행한(1151) 후 해당 시점의 적응형 그룹 너비 제어 과정을 종료한다(1152).Thereafter, the N s unit value is updated by decreasing it by 1 by expanding the group width (1144). Change the group width of adjacent angle of arrival-based jump pattern groups (without adaptive group width control yet applied) to accommodate the resulting change after the end of group width control for that angle of arrival-based jump pattern group. Update the N s unit value and the D s U value (1121) and specify a group of angles of arrival-based jump patterns to perform the next group width control (1122). Given that the group width of the angle of arrival-based jump pattern group, which originally corresponds to the last sequence, is determined by the group width control process for the previous groups, total N AHPG -1 group width control including step S112 as a whole After performing the process (1151), the adaptive group width control process at that time is terminated (1152).

상기의 적응형 그룹 너비 제어 방법은 도래각 기반 도약 패턴 그룹별 무작위 그룹 레벨 도약 패턴 할당 방식과 도래각 기반 도약 패턴 부그룹별 무작위 그룹 레벨 도약 패턴 할당 방식 모두에 적용이 가능하며, 특히 후자의 경우 도래각 기반 도약 패턴 그룹에 적응형 그룹 너비 제어 방법을 적용하고 하위 두 도래각 기반 도약 패턴 부그룹의 각도 범위를 상위 도약 패턴 그룹의 반으로 설정하는 방식과, 도래각 기반 도약 패턴 부그룹별로 적응형 그룹 너비 제어 방법을 적용하고 이의 결과로서 상위 도래각 기반 도약 패턴 그룹의 각도 범위가 결정되는 방식의 두 가지 세부 적용 방식이 사용될 수 있다. 상기의 적응형 그룹 너비 제어 과정을 수행하는 주기는 제2 통신국의 이동성과 순방향 링크 통신 채널의 링크 품질에 대한 시스 템 요구 조건에 따라 결정되며 시스템 상황의 변화에 따라 적응적으로 주기를 변화시키는 방식을 적용하는 것도 가능하다.The adaptive group width control method can be applied to both a random group level hopping pattern allocation method for each arrival angle-based hopping pattern group and a random group level hopping pattern allocation method for each arrival angle-based hopping pattern subgroup. Applying the adaptive group width control method to the angle of arrival-based jump pattern group and setting the angular range of the lower two angles of arrival-based jump pattern subgroups to half of the group of the higher jump pattern, and adapting each angle of arrival-based jump pattern subgroup Two detailed application methods may be used, in which the type group width control method is applied and as a result, the angle range of the upper angle of arrival based hop pattern group is determined. The period for performing the adaptive group width control process is determined according to the system requirements for the mobility of the second communication station and the link quality of the forward link communication channel, and adaptively changes the period according to the change of the system situation. It is also possible to apply.

부호 분할 다중화 방식의 경우 적응형 빔 형성 배열 안테나를 적용함으로써 크게 증가하는 순방향 링크 용량에 대응하는 사용자 채널 수를 제공하기 위하여 제1 통신국의 단위 서비스 영역내의 사용자 빔들에 대해 직교 부호를 재사용할 수 있으나, 같은 직교 부호를 전용으로 할당받아 사용하는 전송 빔들이 중첩되는 경우 해당 순방향 링크 통신 채널의 심각한 수신 간섭에 의한 지속적인 프레임 에러가 발생할 수 있으며, 이에 따라 통신 채널이 단절되는 현상이 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위하여 서비스 영역내의 모든 제2 통신국 전송 빔들에 대한 높은 정확도의 위치 추적 기법과 완벽한 채널 회수/재할당 방식이 요구되며, 이를 지원하기 위한 상당한 양의 부가적인 시스템 복잡도 및 부하가 필요하게 된다.In the code division multiplexing scheme, the orthogonal code may be reused for the user beams in the unit service area of the first communication station in order to provide the number of user channels corresponding to the greatly increased forward link capacity by applying the adaptive beamforming array antenna. In the case where transmission beams using the same orthogonal code exclusively allocated are overlapped, continuous frame errors may occur due to severe reception interference of the corresponding forward link communication channel, and thus a communication channel may be disconnected. In order to prevent this, a high accuracy location tracking technique and a perfect channel retrieval / reallocation scheme are required for all second communication station transmission beams in the service area, and a considerable amount of additional system complexity and load is required to support this. .

상기의 직교 부호의 재사용에 의한 복잡도 및 부하 문제를 해결하기 위한 대안으로서 멀티 스크램블링 코드(multi-scrambling code 또는 quasi-orthogonal code)를 사용자 채널 코드로서 사용하는 경우 예상치 못한 근원 효과(near-far effect)로 인해 상당한 양의 수신 간섭이 발생할 수 있다. 이에 반해 지능형 빔 배열 안테나를 적용하는 직교 부호 도약 다중화 방식의 경우 임의의 제2 통신국 전송 빔간의 중첩이 발생하는 경우 해당 제2 통신국에서 지속적인 간섭이 나타나는 것이 아니라 심벌 단위의 직교 부호 도약에 의한 심벌 충돌의 확률을 경험하게 되기 때문에, 랜덤한 심벌 단위 에러에 대한 채널 부호화/복호화 기법에 의한 복구를 기대할 수 있다. 이에 따라, 특별한 직교 부호 재할당 기법이나 멀티 스크램블링 코드의 사용으로 인한 큰 시스템 부하 및 복잡도, 나아가 간섭의 증대를 회피하고 오히려 직교 부호 도약 다중화 방식이 제공하는 많은 수의 사용자 채널과 적응형 빔 형성 배열 안테나가 제공하는 링크 용량의 증가를 효율적으로 결합할 수 있는 것이다. Unexpected near-far effect when using multi-scrambling code or quasi-orthogonal code as a user channel code as an alternative to solve the complexity and load problems caused by reuse of orthogonal codes. This can cause a significant amount of receive interference. On the other hand, in the orthogonal code hopping multiplexing scheme using the intelligent beam array antenna, when an overlap occurs between arbitrary second transmission station transmission beams, symbol interference due to orthogonal code hopping in symbols instead of continuous interference does not occur in the corresponding second communication station. Because we experience the probability of, we can expect recovery by channel coding / decoding techniques for random symbol unit errors. As a result, the large number of user channels and adaptive beamforming arrangements provided by orthogonal code hopping multiplexing avoids the increased system load and complexity due to the use of special orthogonal code reassignment techniques or multiscrambling codes, and further increases the interference. The increase in link capacity provided by the antenna can be effectively combined.

이상 구체적인 구성요소 등의 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 본 발명의 구성을 설명하였으나, 이는 본 발명에 대한 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것이다. 본 발명은 상기의 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 형태의 수정 및 변형을 가할 수 있다.The configuration of the present invention has been described above by specific embodiments such as specific components and limited embodiments and drawings, but it is provided to help general understanding of the present invention. The present invention is not limited to the above embodiments, and those skilled in the art may add various forms of modifications and variations from this description.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 대상은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다Accordingly, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and all subjects having equivalent or equivalent modifications to the claims as well as the following claims are intended to be included in the scope of the present invention. will be

본 발명은 기존의 직교 부호 도약 다중화 방식에서 순방향 채널 전송 시 무작위적 직교 부호 도약 패턴으로 인해 발생하는 심벌간 충돌에 의한 심벌 천공으로 인한 링크 품질의 열화가 발생하는 것을 완화하기 위하여 공간적 필터링(filtering) 기능을 제공하는 적응형 빔 형성 배열 안테나를 직교 부호 도약 다중화 방식에 적용함으로써, 임의의 사용자 부하에 대하여 나타나는 심벌 천공의 빈도를 기본적인 전방향성 안테나 또는 섹터 분할 안테나를 사용하는 경우에 비해 크게 낮추는 효과를 가진다.According to the present invention, spatial filtering is performed to alleviate the degradation of link quality due to symbol puncture due to inter-symbol collision caused by random orthogonal code hopping patterns in the forward channel transmission in the conventional orthogonal code hopping multiplexing scheme. By applying an adaptive beamforming array antenna that provides a function to an orthogonal code hopping multiplexing scheme, the frequency of symbol punctures for any user load is significantly reduced compared to the case of using a basic omni-directional antenna or sector division antenna. Have

이에 더하여, 제안된 그룹 레벨 무작위 도약 패턴 할당 방식에 의하면, 제 2 통신국들에 대해 제공하는 순방향 링크 통신 채널의 수가 이용 가능한 직교 부호의 수 이하인 경우에 심벌 충돌을 완전히 배제시켜 결과적으로 직교 부호 분할 다중화 방식과 동등한 링크 품질을 제공한다.In addition, according to the proposed group level random hopping pattern allocation scheme, when the number of forward link communication channels provided to the second communication stations is less than or equal to the number of available orthogonal codes, symbol collisions are completely excluded and consequently orthogonal code division multiplexing. Provide link quality equivalent to the scheme.

뿐만 아니라 제 1 통신국이 제공하는 순방향 채널의 수가 이용 가능한 직교 부호의 수를 초과하는 경우에도 기존의 직교 부호 도약 다중화 방식에서 무작위적 도약 패턴을 사용하는 경우보다 심벌 충돌 및 천공의 빈도를 현저하게 낮출 수 있다.In addition, even when the number of forward channels provided by the first communication station exceeds the number of available orthogonal codes, the frequency of symbol collisions and punctures is significantly lowered than in the case of using a random hopping pattern in the conventional orthogonal code hopping multiplexing scheme. Can be.

한편, 제안된 도래각 기반 도약 패턴 부그룹별 무작위 그룹 레벨 도약 패턴 할당 방식에 의하면, 임의의 도래각 기반 도약 패턴 그룹의 양쪽 경계에 존재하는 그룹 간 충돌 영역의 배제 및 도약 패턴 그룹 전환 시 요구하는 처리 지연에 의한 영향을 배제할 수 있다. 또한, 제안된 적응형 그룹 너비 제어 방법에 의하면, 실제 환경에서 나타나는 제 1 통신국의 서비스 영역 내 제 2 통신국들의 비균일적인 분포에 대해 각 순방향 링크 통신 채널에서 나타나는 심벌 충돌 및 천공 확률을 균일하게 유지할 수 있다.On the other hand, according to the proposed angle-based jump pattern subgroup random group level leap pattern allocation method, it is required to exclude the collision area between groups and to switch to the leap pattern group existing at both boundaries of the arbitrary angle-based jump pattern group. The effect of delay in processing can be eliminated. In addition, the proposed adaptive group width control method maintains uniform symbol collision and puncturing probability in each forward link communication channel with respect to non-uniform distribution of second communication stations in the service area of the first communication station appearing in the real environment. Can be.

또한, 본 발명은 심벌 단위의 직교 부호의 도약으로 인해 제 2 통신국의 위치에 따라 해당 순방향 링크 통신 채널의 수신에 미치는 간섭의 영향이 심벌 구간내로 한정된 심벌 충돌로서 정의되고 이에 수반되는 링크 품질의 열화를 유발하는 심벌 천공의 발생에 대하여 본 발명에서 제안된 방식들을 적용함으로 그 빈도를 현저히 낮추어 채널 부호화/복호화 이득으로서 충분히 극복하게 됨에 따라 시스템 복 잡도 및 처리 부하를 크게 감소시킬 수 있다.In addition, the present invention is defined as a symbol collision in which the influence of interference on the reception of the corresponding forward link communication channel according to the position of the second communication station due to the leap of the orthogonal code in symbol units is limited within the symbol interval and consequently deteriorates the link quality. By applying the schemes proposed in the present invention to the generation of symbol puncturing that causes a significant reduction in the frequency and significantly overcomes the channel coding / decoding gain, system complexity and processing load can be greatly reduced.

Claims (24)

적어도 하나의 제2 통신국에 서비스 영역을 제공하고, 상기 서비스 영역에 위치하는 제2 통신국으로 순방향 링크 통신 채널을 통해 데이터를 전송하는 제1 통신국의 송신기 장치에 있어서,A transmitter apparatus of a first communication station for providing a service area to at least one second communication station and transmitting data through a forward link communication channel to a second communication station located in the service area. 상기 각 제2 통신국으로의 순방향 링크 통신 채널에 대응하는 직교 부호 도약 패턴을 생성하는 도약 패턴 생성부;A hop pattern generator for generating an orthogonal code hopping pattern corresponding to a forward link communication channel to each second communication station; 상기 직교 부호 도약 패턴의 각 심벌 구간에 할당될 직교 부호를 생성하는 직교 부호 생성부;An orthogonal code generation unit generating an orthogonal code to be allocated to each symbol section of the orthogonal code hopping pattern; 상기 생성된 직교 부호를 이용하여 상기 각 제2 통신국으로의 전송 심벌을 대역 확산하여 전송 신호를 생성하는 대역 확산부; 및A band spreader which spreads a transmission symbol to each second communication station by using the generated orthogonal code to generate a transmission signal; And 주기적으로 측정되는 상기 각 제2 통신국의 도래각 정보에 기초하여 상기 각 제2 통신국으로의 순방향 링크 통신 채널에 대응하는 가중치 벡터를 생성하고, 상기 대역 확산된 전송 신호에 상기 가중치 벡터를 적용하여 복수의 빔 형성 안테나를 통해 상기 각 제2 통신국으로 전송하는 적응형 빔 형성 배열 안테나부A weight vector corresponding to a forward link communication channel to each second communication station is generated based on the angle of arrival information of each second communication station that is periodically measured, and the weight vector is applied to the spread spectrum transmission signal. Adaptive beamforming array antenna unit for transmitting to each second communication station through a beamforming antenna 를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신기 장치.Transmitter device comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 별개의 제2 통신국에 각각 대응하는 별개의 직교 부호 도약 패턴의 각 심벌 구간을 비교하여 특정 심벌 구간에서 상기 별개의 직교 부호 도약 패턴의 직교 부 호가 일치하는 경우(이하, "심벌 충돌")를 검출하는 심벌 충돌 검출부; 및Comparing each symbol section of a separate orthogonal code hopping pattern respectively corresponding to a separate second communication station, detecting when the orthogonal codes of the separate orthogonal code hopping pattern match in a specific symbol period (hereinafter, "symbol collision") A symbol collision detection unit; And 상기 심벌 충돌이 검출된 경우에 상기 별개의 제2 통신국으로의 전송 심벌 값의 동일 여부에 따라 상기 별개의 제2 통신국으로의 전송 심벌 값을 조정하는 심벌 충돌 제어부A symbol collision control unit for adjusting a transmission symbol value to the second separate communication station according to whether or not the transmission symbol value to the second second communication station is the same when the symbol collision is detected; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송신기 장치.Transmitter device further comprising. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 심벌 충돌 제어부는 상기 별개의 제2 통신국으로의 전송 심벌이 상이한 경우에 상기 각 전송 심벌의 값을 '0'으로 조정하는 것을 특징으로 하는 송신기 장치.And the symbol collision control unit adjusts the value of each transmission symbol to '0' when the transmission symbols to the second separate communication station are different. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 심벌 충돌 검출부는 상기 각 제2 통신국의 도래각 주변의 일정 범위를 심벌 충돌 검출 각도 범위로 하여, 상기 심벌 충돌 검출 각도 범위내의 도래각을 갖는 타 제2 통신국들로의 순방향 링크 통신 채널의 전송 심벌과의 충돌 여부를 비교하는 것을 특징으로 하는 송신기 장치.The symbol collision detection unit transmits a forward link communication channel to other second communication stations having a angle of arrival within the symbol collision detection angle range by using a predetermined range around the angle of arrival of each second communication station as a symbol collision detection angle range. Transmitter device, characterized in that for comparing the collision with the symbol. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 각 제2 통신국으로부터의 역방향 링크 통신 채널을 통해 수신한 신호로부터 상기 각 제2 통신국의 도래각 정보를 추출하는 도래각 정보 추출부Arrival angle information extraction unit for extracting the angle of arrival information of each of the second communication station from the signal received through the reverse link communication channel from each of the second communication station 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송신기 장치.Transmitter device further comprising. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 도래각 정보 추출부는 상기 각 제2 통신국의 도래각 정보를 프레임 주기보다 짧은 주기에 따라 측정하는 것을 특징으로 하는 송신기 장치.And the angle of arrival information extracting unit measures the angle of arrival information of each second communication station according to a period shorter than a frame period. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 적응형 빔 형성 배열 안테나부는 상기 각 제2 통신국의 도래각을 상기 각 제2 통신국으로의 순방향 링크 통신 채널의 최대 전송 빔 방향으로 설정하는 것을 특징으로 하는 송신기 장치.And the adaptive beamforming array antenna unit sets the angle of arrival of each second communication station to the maximum transmission beam direction of a forward link communication channel to each second communication station. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 도약 패턴 생성부는 상기 제1 통신국의 서비스 영역을 복수의 분할 영역으로 나누어, 상기 분할 영역별로 그에 속하는 순방향 링크 통신 채널들을 위한 도약 패턴을 독립적으로 생성하는 것을 특징으로 하는 송신기 장치.And the hopping pattern generator divides the service area of the first communication station into a plurality of partitions, and independently generates a hopping pattern for forward link communication channels belonging to each of the divided areas. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 도약 패턴 생성부는 전체 도약 패턴을 상호간 심벌 충돌이 발생하지 않는 복수의 도약 패턴 단위로 그룹화하여 적어도 하나의 충돌 배제 그룹을 생성하고, 각각의 상기 분할 영역에 속하는 순방향 링크 통신 채널들에 대해 동일한 충돌 배제 그룹에 포함된 도약 패턴들을 우선적으로 할당하는 것을 특징으로 하는 송신기 장치.The hopping pattern generator generates at least one collision avoidance group by grouping the entire hopping pattern into a plurality of hopping pattern units in which symbol collisions do not occur, and the same collision is performed for the forward link communication channels belonging to the respective partitions. Transmitter device, characterized in that the first allocation of the jump patterns included in the exclusion group. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 도약 패턴 생성부는 각각의 상기 분할 영역에 속하는 제2 통신국의 수가 상기 충돌 배제 그룹에 포함된 도약 패턴의 총 수를 초과하는 경우에, 상기 초과분에 해당하는 제2 통신국으로의 순방향 링크 통신 채널에 대해 다른 충돌 배제 그룹에 포함된 도약 패턴을 할당하는 것을 특징으로 하는 송신기 장치.The hopping pattern generation unit is configured to forward the forward link communication channel to the second communication station corresponding to the excess when the number of second communication stations belonging to each of the divided areas exceeds the total number of hopping patterns included in the collision avoidance group. Assigning a hopping pattern included in another collision avoidance group for each other. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 도약 패턴 생성부는 각각의 상기 충돌 배제 그룹의 크기, 상기 충돌 배제 그룹에 포함되는 도약 패턴의 총 수 및 개별 도약 패턴 중 적어도 하나를 프레임 주기 이상의 주기로 측정된 상기 각 제2 통신국의 도래각 정보에 따라 적응적으로 변경하는 것을 특징으로 하는 송신기 장치.The hop pattern generation unit may include at least one of a size of each collision avoidance group, a total number of jump patterns included in the collision avoidance group, and an individual hop pattern in the arrival angle information of each second communication station measured in a period of a frame period or more. And adaptively change accordingly. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 도약 패턴 생성부는 전체 도약 패턴을 상호간 심벌 충돌이 발생하지 않는 복수의 도약 패턴 단위로 그룹화하여 적어도 하나의 충돌 배제 그룹을 생성하고, 전체 사용자 영역을 복수의 각도 범위로 분할하여, 동일한 상기 분할된 각도 범위내의 도래각을 갖는 제2 통신국으로의 순방향 링크 통신 채널에 대해 동일한 충돌 배제 그룹에 포함된 도약 패턴을 우선적으로 할당하는 것을 특징으로 하는 송신기 장치.The leap pattern generation unit generates at least one collision avoidance group by grouping the entire leap patterns into a plurality of leap pattern units in which symbol collisions do not occur, and divides the entire user area into a plurality of angular ranges. And preferentially assigning a hopping pattern included in the same collision avoidance group to a forward link communication channel to a second communication station having an angle of arrival within an angular range. 제8항 또는 제12항에 있어서,The method according to claim 8 or 12, wherein 상기 직교 부호 생성부는 상이한 분할 영역간에 상기 상이한 분할 영역에 속하는 순방향 링크 통신 채널의 전송 심벌을 변조하기 위한 직교 부호 집합을 공유하는 것을 특징으로 하는 송신기 장치.And the orthogonal code generation unit shares an orthogonal code set for modulating transmission symbols of a forward link communication channel belonging to the different partitions between different partitions. 제8항 또는 제12항에 있어서,The method according to claim 8 or 12, wherein 상기 분할 영역내의 제2 통신국의 수에 따라 상기 분할 영역의 각도 범위를 적응적으로 변경하는 각도 범위 제어부An angular range control unit for adaptively changing the angular range of the divided area according to the number of second communication stations in the divided area 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송신기 장치.Transmitter device further comprising. 제14항에 있어서,The method of claim 14, 상기 각도 범위 제어부는 상기 분할 영역내의 제2 통신국의 수가 미리 설정된 기준값보다 적은 경우에 상기 각도 범위를 확장하고, 상기 분할 영역내의 제2 통신국의 수가 미리 설정된 기준값보다 많은 경우에 상기 각도 범위를 축소하는 것을 특징으로 하는 송신기 장치.The angular range controller extends the angular range when the number of second communication stations in the divided area is less than a preset reference value, and reduces the angular range when the number of second communication stations in the divided area is larger than a preset reference value. Transmitter device, characterized in that. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 도약 패턴 생성부는 각 분할 영역을 각도 범위에 따라 복수의 세부 분할 영역으로 구분하고, 상기 분할 영역에 할당된 전체 직교 부호 집합을 상기 세부 분할 영역의 수에 따라 분할하여, 상기 세부 분할 영역에 속하는 순방향 링크 통신 채널의 전송 심벌을 상기 세부 분할 영역에 대응하는 상기 분할된 직교 부호 집합을 이용하여 확산 변조하는 것을 특징으로 하는 송신기 장치.The leap pattern generator divides each divided area into a plurality of subdivided areas according to an angular range, divides the entire orthogonal code set assigned to the divided areas according to the number of the subdivided areas, and belongs to the subdivided areas. And spreading modulating a transmission symbol of a forward link communication channel using the divided orthogonal code set corresponding to the subdivision region. 적어도 하나의 제2 통신국에 서비스 영역을 제공하고, 상기 서비스 영역에 위치하는 제2 통신국으로 순방향 링크 통신 채널을 통해 데이터를 전송하는 제1 통신국의 송신기 장치에 있어서,A transmitter apparatus of a first communication station for providing a service area to at least one second communication station and transmitting data through a forward link communication channel to a second communication station located in the service area. 상기 제2 통신국으로의 순방향 링크 통신 채널을 통해, 일정한 도약 패턴에 따라 각 전송 심벌 단위로 선택된 직교 부호를 이용하여 상기 전송 심벌을 대역 확산하여, 적응형 빔 형성 배열 안테나를 통해 상기 제2 통신국으로 전송하는 것을 특징으로 하는 송신기 장치.Through a forward link communication channel to the second communication station, the transmission symbols are spread by using an orthogonal code selected for each transmission symbol unit according to a predetermined hop pattern, and then through an adaptive beamforming array antenna to the second communication station. Transmitter device, characterized in that for transmitting. 제1 통신국이 제공하는 서비스 영역 내에 위치하는 제2 통신국 각각에 대응하는 직교 부호 도약 패턴 및 상기 직교 부호 도약 패턴의 각 심벌 구간별 직교 부호를 생성하는 제1 단계;Generating an orthogonal code hopping pattern corresponding to each of the second communication stations located in the service area provided by the first communication station and an orthogonal code for each symbol section of the orthogonal code hopping pattern; 상기 생성된 직교 부호를 이용하여 상기 제2 통신국으로 전송될 심벌을 대역 확산하여 전송될 심벌 신호를 생성하는 제2 단계; 및A second step of spreading a symbol to be transmitted to the second communication station by using the generated orthogonal code to generate a symbol signal to be transmitted; And 상기 심벌 신호를 적응형 빔 형성 배열 안테나를 통해 상기 제2 통신국으로 전송하는 제3 단계Transmitting the symbol signal to the second communication station via an adaptive beamforming array antenna; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 통신 방법.Data communication method comprising a. 제18항에 있어서,The method of claim 18, 상기 제2단계는,The second step, 상기 제2 통신국으로부터의 역방향 링크 수신 신호로부터 도래각 정보를 추출하는 단계; 및Extracting angle of arrival information from a reverse link received signal from the second communication station; And 상기 도래각 정보에 기초하여 상기 제2 통신국의 최대 전송 빔 방향으로 설정하는 단계Setting in the maximum transmission beam direction of the second communication station based on the angle of arrival information 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 통신 방법.Data communication method further comprises. 제18항에 있어서,The method of claim 18, 상기 제1 통신국이 제공하는 서비스 영역을 각도 범위에 따라 복수의 분할 영역으로 구분하는 제4 단계A fourth step of dividing the service area provided by the first communication station into a plurality of divided areas according to an angle range; 를 더 포함하고,More, 상기 제1 단계는 상기 각각의 분할 영역별로 상기 분할 영역에 속하는 순방향 링크 통신 채널에 상기 직교 부호 도약 패턴을 생성하여 할당하는 것을 특징으로 하는 데이터 통신 방법.And wherein said first step generates and assigns said orthogonal code hopping pattern to a forward link communication channel belonging to said partition in each partition. 제20항에 있어서,The method of claim 20, 상기 제4 단계는 상기 분할 영역을 각도 범위에 따라 복수의 세부 분할 영 역으로 구분하고,The fourth step divides the divided area into a plurality of detailed divided areas according to an angle range, 상기 제1 단계는 상기 분할 영역에 할당된 전체 직교 부호 집합을 상기 세부 분할 영역의 수대로 분할하여, 상기 각각의 세부 분할 영역에 속하는 순방향 링크 통신 채널의 전송 심벌의 변조에 이용하는 것The first step is to divide the entire orthogonal code set assigned to the partitioned area into the number of the detailed partitioned areas, and to use the modulation for transmission symbols of the forward link communication channels belonging to the respective detailed partitioned areas. 을 특징으로 하는 데이터 통신 방법.Data communication method characterized in that. 제20항에 있어서,The method of claim 20, 상기 분할 영역에서 속하는 제2 통신국의 수에 따라 상기 분할 영역의 각도 범위를 적응적으로 변경하는 제5 단계A fifth step of adaptively changing the angular range of the divided region according to the number of second communication stations belonging to the divided region; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 통신 방법.Data communication method further comprises. 제22항에 있어서,The method of claim 22, 상기 제5 단계는 상기 분할 영역에 속하는 제2 통신국의 수가 미리 설정된 기준값보다 적은 경우에 상기 각도 범위를 확장하는 단계; 및The fifth step may include expanding the angular range when the number of second communication stations belonging to the divided area is less than a preset reference value; And 상기 분할 영역에 속하는 제2 통신국의 수가 미리 설정된 기준값보다 많은 경우에 상기 각도 범위를 축소하는 단계Reducing the angular range when the number of second communication stations belonging to the divided area is larger than a preset reference value 를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 통신 방법.Data communication method comprising a. 제18항 내지 제23항 중 어느 하나의 항에 따른 데이터 통신 방법을 수행하기 위한 프로그램 코드가 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.A computer-readable recording medium having stored therein program code for performing a data communication method according to any one of claims 18 to 23.
KR1020060138359A 2006-12-29 2006-12-29 Orthogonal code hopping multiplexing system employing adaptive beamforming array antenna KR100860534B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060138359A KR100860534B1 (en) 2006-12-29 2006-12-29 Orthogonal code hopping multiplexing system employing adaptive beamforming array antenna

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060138359A KR100860534B1 (en) 2006-12-29 2006-12-29 Orthogonal code hopping multiplexing system employing adaptive beamforming array antenna

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080062482A KR20080062482A (en) 2008-07-03
KR100860534B1 true KR100860534B1 (en) 2008-09-26

Family

ID=39814610

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060138359A KR100860534B1 (en) 2006-12-29 2006-12-29 Orthogonal code hopping multiplexing system employing adaptive beamforming array antenna

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100860534B1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10608721B2 (en) 2017-12-14 2020-03-31 Google Llc Opportunistic beamforming
US10868654B2 (en) * 2017-12-15 2020-12-15 Google Llc Customizing transmission of a system information message
US11246143B2 (en) 2017-12-15 2022-02-08 Google Llc Beamforming enhancement via strategic resource utilization

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040054593A (en) * 2000-11-28 2004-06-25 록히드 마틴 코포레이션 System and method for adaptive broadcast radar system
KR20060071367A (en) * 2004-12-21 2006-06-26 삼성전자주식회사 Apparatus and methdo for allocating walsh codes to mobile stations in an adpative antenna arry wireless network

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040054593A (en) * 2000-11-28 2004-06-25 록히드 마틴 코포레이션 System and method for adaptive broadcast radar system
KR20060071367A (en) * 2004-12-21 2006-06-26 삼성전자주식회사 Apparatus and methdo for allocating walsh codes to mobile stations in an adpative antenna arry wireless network

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
국내특허공개공보 10-2004-54593
국내특허공개공보 10-2006-71367

Also Published As

Publication number Publication date
KR20080062482A (en) 2008-07-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7072692B1 (en) Method of directional radio communication
US6684086B2 (en) Radio base station device and radio communication method
CA2298647C (en) Method and apparatus for transmitting signals in a communication system
US7801563B2 (en) Radio base station apparatus and radio communication method
US7130663B2 (en) Adaptive beam forming using a feedback signal
KR100607017B1 (en) Coded allocation for sectorised radiocommunication systems
JP5385375B2 (en) Frequency hopping off setting for MUROS (MultipleUsersReusingOneSlot)
RU2234189C2 (en) Device and method for diversity transmission with aid of two or more antennas
RU2405256C2 (en) Transfer of pilot-signal symbols in systems of wireless communication
RU2395919C2 (en) Transfer of control signals for system of wireless communication with orthogonal frequency division
US7912030B2 (en) Base station and communication system
US7020445B1 (en) Wireless base station system, and wireless transmission method
JP2004511189A (en) Method and apparatus for improving reception in a multiple access communication system
KR20160142054A (en) Method for processing random access and device thereof
US10231246B2 (en) Radio resource allocation and radio system
JP2004201137A (en) Directional beam communication system, directional beam communication method, base station and control equipment
US20040218569A1 (en) Method and network device for wireless data transmission
KR100860534B1 (en) Orthogonal code hopping multiplexing system employing adaptive beamforming array antenna
WO2001039393A2 (en) A method of transmission in a wireless communication system
KR100860537B1 (en) Orthogonal code hopping multiplexing system employing switched beam array antenna
Torrieri et al. Mobile ad hoc and cellular networks

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20110901

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120907

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee