KR100860537B1 - Orthogonal code hopping multiplexing system employing switched beam array antenna - Google Patents
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Abstract
본 발명은 직교 부호 도약 다중화 방식을 사용하는 부호 분할 다중 접속 시스템의 순방향 링크에서 지능형 안테나로서 빔 형성 기법을 사용하는 고정 빔 교환 배열 안테나를 적용하는 방식 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 제1 통신국 송신기 장치는 각 제2 통신국으로의 순방향 통신 채널에 대응하는 직교 부호 도약 패턴을 생성하는 도약 패턴 생성부, 상기 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 스크램블링부, 및 각 제2 통신국으로의 순방향 통신 채널에 대응하는 고정 가중치 벡터를 생성하고, 상기 고정 가중치 벡터에 의해 전송 계수가 설정된 전송 신호를 복수의 빔 형성 안테나를 통해 상기 각 제2 통신국으로 전송하는 고정 빔 교환 배열 안테나부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 고정 빔 교환 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 a fixed beam switched 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. The first communication station transmitter apparatus according to the present invention comprises a hopping pattern generator for generating an orthogonal code hopping pattern corresponding to a forward communication channel to each second communication station, and generating an orthogonal code to be assigned to each symbol period of the orthogonal code hopping pattern. An orthogonal code generation unit, a scrambling unit for generating a transmission signal by spreading the transmission symbol to each second communication station using the generated orthogonal code, and a fixed weight vector corresponding to a forward communication channel to each second communication station. And a fixed beam switching array antenna unit configured to generate and transmit a transmission signal whose transmission coefficient is set by the fixed weight vector to each of the second communication stations through a plurality of beamforming antennas. According to the present invention, by applying the spatial filtering provided by the fixed beam switching array antenna technique to the orthogonal code hopping multiplexing scheme, transmission quality degradation due to symbol collision and symbol puncturing can be effectively prevented.
직교 부호 도약 다중화, 고정 빔 교환 배열 안테나, 빔간 소프터 핸드오프. Orthogonal code hopping multiplexing, fixed beam-switched array antenna, and inter-beam softener handoff.
Description
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 고정 빔 교환 배열 안테나의 송신부 구조를 예시하는 블록도이다.3 is a block diagram illustrating a transmitter structure of a conventional fixed beam switched array antenna using phased array antennas, which is a type of intelligent antenna.
도 4는 제2 통신국의 이동성을 지원하기 위한 종래의 고정 빔 교환 배열 안테나의 동작을 예시하는 도면이다.4 is a diagram illustrating operation of a conventional fixed beam switched array antenna to support mobility of a second communication station.
도 5는 고정 빔 교환 배열 안테나를 적용한, 본 발명에 따른 직교 부호 도약 다중화 방식의 송신기 내의 각 순방향 통신 채널별 기저대역 처리부를 예시하는 블록도이다.5 is a block diagram illustrating a baseband processing unit for each forward communication channel in a transmitter of an orthogonal code hopping multiplexing scheme according to the present invention to which a fixed beam switched array antenna is applied.
도 6은 빔별 파일럿 신호의 측정을 통해 결정되는 전송시 제2 통신국의 빔 수신 상태가 시간에 따라 달라짐을 나타내는 예시하는 그래프이다.FIG. 6 is a graph illustrating that a beam reception state of a second communication station varies with time during transmission, which is determined through measurement of a beam-specific pilot signal.
도 7은 정 빔 교환 배열 안테나를 통해 형성되는 고정 빔 패턴을 예시하는 도면이다.7 is a diagram illustrating a fixed beam pattern formed through the positive beam switched array antenna.
도 8a 및 8b는 직교 부호 도약 다중화 방식의 고정 빔 교환 배열 안테나 시스템에서 제2 통신국이 비중첩 빔 영역 또는 중첩 빔 영역에 위치함에 따라 해당 제2 통신국에서 나타나는 순방향 채널의 심벌 충돌 경향을 예시하는 도면이다.8A and 8B illustrate a symbol collision tendency of a forward channel appearing in a second communication station as the second communication station is located in a non-overlapping beam region or an overlapping beam region in an orthogonal code hopping multiplexed fixed beam switched array antenna system. to be.
도 9a 및 9b는 본 발명에 의해 제안되는 무작위 그룹 레벨 도약 패턴 할당 방식을 개념적으로 예시하는 도면이다.9A and 9B conceptually illustrate a random group level hopping pattern allocation scheme proposed by the present invention.
도 10a 및 10b는 직교 부호 도약 다중화 방식의 고정 빔 교환 배열 안테나 시스템에 빔간 소프터 핸드오프를 적용하는 실시예의 동작을 예시하는 도면이다.10A and 10B illustrate the operation of an embodiment of applying an inter-beam softener handoff to a fixed beam switched array antenna system of an orthogonal code hopping multiplexing scheme.
도 11a 및 11b는 제2 통신국의 이동에 따라 해당 제2 통신국이 위치하는 빔 영역의 빔 각에서 얻어지는 전송 빔 이득을 예시하는 그래프이다.11A and 11B are graphs illustrating the transmission beam gain obtained at the beam angle of the beam area in which the second communication station is located as the second communication station moves.
도 12는 임의의 빔 중첩 영역 내에 들어오는 제2 통신국에 대해 부가적인 순방향 소프터 핸드오프 채널이 설정되고 해제되는 과정을 예시하는 개념도이다.12 is a conceptual diagram illustrating the process by which an additional forward softener handoff channel is established and released for a second communication station entering any beam overlapping region.
<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
540: 도약 패턴 발생기 542, 544: 충돌 검출 및 제어기540:
580: 고정 가중치 벡터 할당기 810: 제1 통신국580: fixed weight vector allocator 810: first communication station
821, 822, 831, 832: 제2 통신국821, 822, 831, 832: second communication station
본 발명은 고정 빔 교환 배열 안테나를 적용한 직교 부호 도약 다중화 방식의 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 고정 빔 교환 배열 안테나를 적용하는 기법 및 장치와, 상기 적용 기법 및 장치에서 고정 빔 교환 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 scheme using a fixed beam switched array antenna. More particularly, the present invention relates to an orthogonal code hopping multiplexing scheme in a forward link of a mobile communication system of a code division multiple access scheme. Techniques and apparatus for applying a fixed beam switched array antenna using an array antenna and additional techniques and apparatus for mitigating the effects of intersymbol collisions and perforation based on the characteristics of the fixed beam switched array antenna in the applied technique and apparatus It is about the field.
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 변조 후에 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. In particular, FIG. 1A illustrates an internal configuration of a spreading and modulation unit of a first communication station transmitter. . Referring to FIG. 1A, symbols encoded by channels for each channel branch into an in-phase channel and a quadrature channel after QPSK modulation (110), and the signals "0" and "1" of each symbol. "&Quot; + 1 " and " -1 ", which are physical signals actually transmitted through the
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) 코드 뿐만 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
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
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 summed together (160, 165) with a power gain value determined by power control for each channel.
도 1b는 도 1a을 통해 설명된 제1 통신국 송신기에 대응하는 제2 통신국의 수신기의 구조를 간략히 도시한 것이다. 안테나를 통해 수신된 신호를 반송파 신호와 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
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
도 2를 참조하면, 제1 통신국(210)으로부터 제2 통신국 a(221)와 b(222)로의 순방향 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(142, 144)에도 그대로 적용될 수 있다.Referring to FIG. 2, the same orthogonal code is used in any symbol interval by random leap with forward channels from the
도 3은 종래의 기술로서 지능형 안테나의 일종인 위상 배열 안테나들을 사용한 고정 빔 교환 배열 안테나(Switched Beam Array Antenna, SBAA)의 송신부 구조를 개념적으로 설명하기 위한 구조도로서, 제1 통신국의 순방향 채널들은 각 채널별 수신 제2 통신국이 속한 빔에 따라 분류된다(310, 320, 330). 이들 분류된 순방향 채널들은 해당 고정 빔을 형성하기 위한 각 송신 안테나(370, 372, 374)별 위상 할당을 위해 마련된 각각의 고정 가중치 벡터 할당기(315, 325, 335)를 거쳐 각 송신 안테나별 신호로 분기된다. 이후, 가중치 벡터 합산기(340)에서 송신 안테나별로 각 고정 빔 신호들이 합해져서 송신 안테나 신호들이 출력되면, 출력된 각 송신 안테나 신호들은 해당 송신 안테나별로 반송파 변조(350, 352, 354)되고 무선부(360, 362, 364)를 거쳐 송신 안테나(370, 372, 374)를 통해 전송된다.FIG. 3 is a structural diagram for conceptually explaining a structure of a transmitter of a switched beam array antenna (SBAA) using phased array antennas, which is a type of intelligent antenna, according to the related art. Channel-received classification is performed according to the beam to which the second communication station belongs (310, 320, 330). These classified forward channels are signaled for each transmit antenna via respective fixed
도 4는 고정 빔 교환 배열 안테나를 통해 형성되는 각 고정 빔 패턴, 그리 고 제2 통신국의 이동성을 지원하기 위한 본 안테나의 동작을 설명하는 개념도이다. 제1 통신국은 도 3의 송신부 구조에 의해 임의의 개수의 고정 빔을 형성하고, 각 제2 통신국별로 할당된 빔 패턴을 이용해 해당 2 통신국에 대한 순방향 채널을 전송하며, 제2 통신국이 이동시에는 할당된 빔 패턴을 새로운 빔 패턴으로 변경하게 된다. 이와 같은 과정은 상위 계층 제어 신호를 통해 도 3의 빔별 채널 분류(310, 320, 330)를 갱신함으로서 이루어진다.4 is a conceptual diagram illustrating each fixed beam pattern formed through the fixed beam switching array antenna and the operation of the present antenna to support mobility of a second communication station. The first communication station forms an arbitrary number of fixed beams according to the transmitter structure of FIG. 3, and transmits a forward channel for the corresponding two communication stations by using a beam pattern allocated to each second communication station, and assigns when the second communication station moves. The changed beam pattern is changed to a new beam pattern. This process is performed by updating the beam
예를 들어, 임의의 시점(t_ref)에서 임의의 제2 통신국(420)이 고정 빔 A(431)를 통해 순방향 채널을 전송받고 있고 임의의 시간(t_1)이 경과한 후 제2 통신국(420)의 위치가 이웃한 빔 B(432)의 영역으로 이동하는 경우, 제1 통신국(410)은 제2 통신국(420)이 보고하는 물리 계층의 파일럿 신호 측정 정보를 감지하여 상위 계층 제어 신호를 통해 해당 제2 통신국(420)에 대한 순방향 채널의 빔별 그룹을 A에서 B로 변경시킨다. 이와 같은 과정을 통해 해당 제2 통신국(420)에 대한 빔 패턴이 변경되는데 이를 빔 교환(beam switching)이라 한다. 고정 빔 교환 배열 안테나에서는 형성되는 각 빔들이 고정 할당되기 때문에, 각 제2 통신국(420)의 이동성은 빔 교환 과정을 통해 지원된다.For example, at any point in time t_ref, any
부호 분할 다중 접속 방식에서 고정 빔 교환 배열 안테나를 사용하는 경우, 각 순방향 링크 채널별로 직교 부호를 할당할 때 제한된 수의 직교 부호들을 빔별로 재사용함에 의해 제공되는 채널 수 용량을 증가시킬 수 있다. 이 때, 일반적으로 각 빔별로 고유의 스크램블링 코드를 할당하는 방법을 사용할 수 있으며, 사용되는 빔별 스크램블링 코드들은 임의의 스크램블링 코드 내의 서로 다른 부호열들 간에 상호 직교하는 특성을 갖고, 서로 다른 스크램블링 코드가 사용된 부호열들 간에 일정 수준의 상호 상관(cross-correlation) 특성을 갖는다. 실제 예로 IMT-2000 시스템 규격들 중 cdma2000의 Quasi-Orthogonal Code와 W-CDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 시스템의 Multi-Scrambling Code가 상기의 기능을 제공하며, 고려되는 코드 생성 기법으로 직교 골드 코드와 카자미(Kasami) 코드가 있다. 상기 코드들의 이종 집합간의 상호 상관성으로 인해, 빔 중첩 영역에서 제1 통신국으로부터 제2 통신국들 간의 거리차에 의한 근원 효과(near-far effect)가 나타날 수 있는데, 이는 곧 수신기의 상관기 출력에서 큰 수신 간섭 에너지가 나타나는 것을 의미한다.In the case of using the fixed beam switched array antenna in the code division multiple access scheme, when the orthogonal codes are assigned to each forward link channel, the channel capacity provided by the reuse of a limited number of orthogonal codes for each beam may be increased. In this case, in general, a method of assigning a unique scrambling code for each beam may be used, and the beam-based scrambling codes used may have mutually orthogonal characteristics among different code strings in an arbitrary scrambling code, and different scrambling codes may be used. It has a level of cross-correlation between the code strings used. In practice, among the IMT-2000 system standards, the Quasi-Orthogonal Code of cdma2000 and the Multi-Scrambling Code of the Wideband Code Division Multiple Access (W-CDMA) system provide the above functions. There is a Kasami code. Due to the cross-correlation between the heterogeneous sets of codes, a near-far effect may occur due to the distance difference between the first communication station and the second communication stations in the beam overlap region, which is large reception at the correlator output of the receiver. It means that the interference energy appears.
(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, 고정 빔 교환 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 relates to a fixed beam switched array antenna scheme in a situation where symbol collision between channels occurs in the 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 drastically reduce the occurrence of symbol collisions and perforations through the spatial filtering capabilities provided by it. 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 고정 빔 교환 배열 안테나의 빔 형성에 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 보다 증가시키는 부가적인 기 법 및 장치들을 제안함으로써 성능을 더욱 강화시키는 특징이 있다.In order to achieve the above object, the present invention applies the spatial filtering function provided by the beamforming of the fixed beam switched array antenna to the spatial distribution of second communication stations that generate symbol collision in an orthogonal code hopping multiplexing scheme, As a result, it is characterized in that the occurrence of symbol puncture is reduced at source. In addition, the present invention reduces the degradation of channel decoding performance due to reuse of orthogonal codes and further enhances the performance by proposing additional techniques and apparatuses that further increase the performance of symbol collision and puncturing of the antenna scheme. have.
또한, 본 발명은 이미 고정 빔 교환 배열 안테나 기술이 상용화 가능한 단계임을 고려할 때, 제1 통신국에서 생성된 임의의 고정 빔을 통해 제공되는 순방향 링크 통신 채널 수가 사용 가능한 직교 부호의 수보다 적은 경우, 각 통신 채널별로 서로 겹치지 않는 직교 부호 도약 패턴을 할당하게 하는 새로운 도약 패턴 할당 기법을 포함함으로써 임의의 순방향 링크 통신 채널 수에 대해서 최적의 링크 성능을 유지하게 하는 특징이 있다.In addition, the present invention already considers that the fixed beam switched array antenna technology is a commercially available step, if the number of forward link communication channels provided through any fixed beam generated at the first communication station is less than the number of available orthogonal codes, By including a new hop pattern assignment scheme for allocating non-overlapping orthogonal code hopping patterns for each communication channel, an optimal link performance is maintained for any number of forward link communication channels.
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 통신 채널별 기저대역 처리부의 내부 구성을 예시한다. 도 5를 참조하면, 임의의 사용자 심벌은 동위상(In-phase)과 직교 위상(Quadrature-phase) 신호로 분기하고(110) 신호 변환 장치(120, 125)를 거쳐 직교 부호에 대해 확산된다(130, 135). 이 때 사용되는 직교 부호는 고정 빔 교환 배열 안테나로부터 생성되는 개별 고정 빔에 속한 채널들에 대해 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 communication channel in the first communication station transmitter according to the present invention. Referring to FIG. 5, any user symbol branches (110) into an in-phase and quadrature-phase signal (110) and spreads for the orthogonal code via
심벌 충돌 검출 및 제어기(542, 544)는 지정된 직교 부호에 대해 제1 통신 국에서 제공하는 모든 순방향 링크 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. 임의의 순방향 링크 통신 채널들 간의 심벌 충돌이 심벌 충돌 검출 및 제어기(542, 544)에서 검출되면, 심벌 충돌이 검출된 대상 채널들은 해당 채널의 수신 제2 통신국의 수신 신호 상태가 빔 비중첩 상태인지 빔 중첩 상태인지에 따라 다른 형태로 제어된다.The symbol collision detection and
만약 해당 채널의 수신 제2 통신국이 인접한 빔의 신호를 기준 레벨 값(acceptable reception power threshold) 이하로 수신하는 빔 비중첩 상태인 경우, 임의의 순방향 채널의 심벌의 충돌 여부는 해당 빔에 의해 전송되는 다른 채널들이 해당 심벌 구간에서 사용하는 직교 부호들 중 해당 채널의 직교 부호와 동일한 직교 부호의 존재 여부에 따라 결정된다. 한편, 수신 제2 통신국이 자신이 속한 빔의 신호뿐만 아니라 인접 빔의 신호를 기준 레벨 값 이상으로 수신하는 빔 중첩 상태인 경우에는, 중첩하는 두 빔에 의해 전송되는 모든 다른 채널들이 해당 심벌 구간에서 사용하는 직교 부호들 중 해당 채널의 직교 부호와 동일한 직교 부호의 존재 여부에 따라 결정된다.If the receiving second communication station of the corresponding channel is in a beam non-overlapping state that receives a signal of an adjacent beam below an acceptable reception power threshold, whether a symbol of any forward channel collides is transmitted by the corresponding beam. The other channels are determined according to the existence of the same orthogonal code as the orthogonal code of the corresponding channel among the orthogonal codes used in the corresponding symbol interval. Meanwhile, when the receiving second communication station is in a beam overlap state in which not only a signal of a beam to which it belongs but also a signal of an adjacent beam is higher than or equal to a reference level value, all other channels transmitted by two overlapping beams are transmitted in the corresponding symbol period. Among the orthogonal codes to be used, it is determined according to the existence of the same orthogonal code as the orthogonal code of the corresponding channel.
임의의 제1 통신국과 통신하는 제2 통신국들의 빔 수신 상태는 각 제2 통신국의 수신 신호 분석에 의해 결정되는데, 이를 위해 제1 통신국은 각 빔별로 상호 상관성이 매우 작은 부호열을 파일럿 신호로 송신한다. 각 제2 통신국은 수신되는 각 빔별 파일럿 신호로부터 해당 빔의 수신 신호 세기를 검출하여 자신의 빔 수신 상태를 결정하고, 이 결과를 주기적으로 제1 통신국에 전송하여 제1 통신국의 순방 향 채널 전송 과정에서의 심벌 충돌 검출 및 제어에 이용될 수 있도록 한다.The beam reception state of the second communication stations communicating with any first communication station is determined by the received signal analysis of each second communication station. For this purpose, the first communication station transmits a code string having a very small cross correlation for each beam as a pilot signal. do. Each second communication station detects the received signal strength of the corresponding beam from the received pilot signal for each beam to determine its own beam reception state, and periodically transmits the result to the first communication station to transmit the forward channel of the first communication station. It can be used for symbol collision detection and control in.
도 6은 상기의 과정에 의해 제2 통신국의 빔 수신 상태가 시간에 따라 달라지는 것을 예시하는 그래프이다. 제2 통신국의 수신 신호 검출 과정은 본래 고정 빔 교환 배열 안테나에서 사용자 이동성에 대한 빔 교환을 지원하기 위해 지속적으로 수행되는 과정으로서, 부가적인 장치나 비용 및 복잡도를 요구하지 않는다. 심벌 충돌 검출 및 제어기(542, 544)로부터 처리된 직교 부호에 의해 확산된 심벌들은 각각 증폭된(150, 1550) 후 채널이 속한 임의의 빔 내의 다른 채널들과 합쳐지고(560, 565), 이후 제1 통신국 구분을 위한 짧은 PN열(172, 176)에 의해 QPSK 확산 변조된다(170, 175). 위와 같은 과정을 거쳐 얻어진 입력 심벌들은 고정 가중치 벡터 할당기(580)에서 해당 고정 전송 빔을 형성하기 위해 각 송신 배열 안테나별로 분기되어 위상을 할당받게 된다. 각 빔별 고정 가중치 벡터 할당기(580) 이후의 과정은 도 3에 예시된 종래의 방식과 동일하게 진행된다. 즉, 가중치 벡터 합산기(340)에서 송신 안테나별 각 고정 빔 신호들이 합해진 뒤에, 각 송신 안테나별 반송파 변조(350, 352, 354)와 무선부(360, 362, 364)를 거쳐 안테나(370, 372, 374)를 통해 전송된다.6 is a graph illustrating that the beam reception state of the second communication station varies with time by the above process. The received signal detection process of the second communication station is an ongoing process originally performed to support beam exchange for user mobility in the fixed beam switched array antenna, and does not require additional apparatus, cost, and complexity. The symbols spread by the symbol collision detection and the orthogonal code processed from the
이와 같이 직교 부호 도약 다중화 방식에 고정 빔 교환 배열 안테나 기법을 적용하게 되면, 고정 빔 교환 배열 안테나의 빔 형성에 의해 제공되는 공간적 필터링 기능이 직교 부호 도약 다중화 방식에서 심벌 충돌을 발생시키는 제2 통신국들의 공간적인 분포에 적용되어 심벌 충돌 및 이에 따른 심벌 천공의 발생이 감소되는 효과가 있다.When the fixed beam switched array antenna scheme is applied to the orthogonal code hopping multiplexing scheme, the spatial filtering function provided by the beamforming of the fixed beam switched array antenna generates a symbol collision in the orthogonal code hopping multiplexing scheme. Applied to the spatial distribution has the effect of reducing the occurrence of symbol collision and thereby symbol puncture.
도 7은 고정 빔 교환 배열 안테나를 통해 형성되는 고정 빔 패턴의 안테나 이득을 각 고정 빔의 빔 각(beam angle)에 따라 도시한 그래프이다. 각 고정 빔은 빔 영역 내 제2 통신국의 위치에 따른 송신 빔 안테나 이득의 차이를 완화하기 위하여 일정한 부분으로 인접 빔들과 중첩되어 구성된다. 따라서, 제1 통신국이 제공하는 빔 영역은 임의의 고정 빔의 제2 통신국 지원 영역은 제2 통신국이 자신이 속한 빔의 신호를 인접 빔 신호들에 비해 상당히 큰 전력비로 수신하는 비중첩 빔 영역(non-overlapping beam area: NOBA)과 인접 빔 신호들의 수신 전력 값을 기준 값 이상으로 수신하게 되는 중첩 빔 영역(overlapping beam area: OBA)으로 구분된다.FIG. 7 is a graph illustrating antenna gains of a fixed beam pattern formed through a fixed beam switching array antenna according to beam angles of respective fixed beams. Each fixed beam is configured to overlap with adjacent beams in a constant portion to mitigate the difference in transmit beam antenna gain depending on the position of the second communication station in the beam area. Accordingly, the beam area provided by the first communication station is a non-overlapping beam area in which a second communication station support area of an arbitrary fixed beam receives a signal of a beam to which the second communication station belongs at a considerably larger power ratio than the adjacent beam signals. A non-overlapping beam area (NOBA) and an overlapping beam area (OBA) for receiving the received power value of adjacent beam signals above a reference value are divided.
직교 부호 도약 다중화 방식에 상기의 고정 빔 교환 배열 안테나가 사용되는 경우, 제2 통신국이 비중첩 빔 영역과 중첩 빔 영역에 위치함(즉, 빔 비중첩 상태와 빔 중첩 상태인 경우)에 따라 해당 제2 통신국에 대한 순방향 채널의 심벌 충돌 경향은 다르게 나타나는데, 이를 개념적으로 설명하기 위한 예가 도 8a 및 8B에 도시된다.When the fixed beam switched array antenna is used for the orthogonal code hopping multiplexing scheme, the second communication station is located in the non-overlapping beam region and the overlapping beam region (ie, in the case of the beam non-overlapping state and the beam overlapping state). The symbol collision tendency of the forward channel for the second communication station appears different, an example for illustrating this conceptually is shown in FIGS. 8A and 8B.
도 8a는 임의의 제2 통신국 a(821)가 비중첩 빔 영역에 위치하는 경우의 심벌 충돌 조건을 설명하기 위한 예로서, 임의의 제2 통신국 a(821), b(822), c(823)에 대한 임의의 기준 심벌 구간 t_ref에서 순방향 채널들이 모두 활성이며 모두 동일한 직교 부호 #i로 도약하는 경우, 제2 통신국 a(821)와 제2 통신국 b(822)에 대한 순방향 채널들은 동일한 빔을 통해 심벌 전송이 이루어지기 때문에 제1 통신국(810)이 제2 통신국 a(821)로 전송한 심벌은 제2 통신국 b(822)으로의 전송 심벌 과 충돌된 상태로 수신된다. 그러나 제2 통신국 c(823)에 대한 순방향 채널 심벌은 제2 통신국 a(821)에 대한 심벌을 전송하는 빔과 다른 빔을 통해 전송되므로, 제2 통신국 a(821)에 대한 순방향 채널 심벌들은 제2 통신국 c(823)에 대한 전송 빔 신호에 의해 상당한 영향을 받지 않는 상태로 제2 통신국 a(821)에 수신되어 제2 통신국 c(823)의 전송 채널과의 심벌 충돌이 발생하지 않는다.8A is an example for explaining a symbol collision condition when an arbitrary second communication station a 821 is located in a non-overlapping beam region, and any second communication station a 821,
도 8b는 임의의 제2 통신국 a(831)가 이웃한 두 빔들의 중첩 영역에 위치하는 경우의 심벌 충돌 조건을 설명하기 위한 예로서, 도 8a와 같이 제2 통신국 a(831)에 대한 제1 통신국(810)의 전송 심벌은 제2 통신국 b(832)에 대한 전송 심벌과 동일한 직교 부호 i 및 동일한 빔을 통해 전송되기 때문에 제2 통신국 a(831)에서 해당 심벌간 충돌이 발생한 상태로 수신될 뿐만 아니라, 제2 통신국 a(831)가 이웃한 빔과의 중첩 영역에 위치하는 관계로 제2 통신국 c(833)에 대한 순방향 채널의 전송 심벌 신호도 제2 통신국 a(831)의 수신기에 상당한 크기로 수신됨에 따라 제2 통신국 c(833)의 전송 심벌과의 충돌도 발생하게 된다.FIG. 8B is an example for describing a symbol collision condition when an arbitrary second communication station a 831 is located in an overlapping area of two neighboring beams, and as shown in FIG. 8A, a first communication method for the second communication station a 831 is illustrated. Since the transmission symbol of the
상기의 두 가지 예를 통하여 고정 빔 교환 배열 안테나를 순방향 링크의 직교 부호 도약 다중화 방식에 적용하는 경우 발생하는 빔 내의 해당 제2 통신국의 위치(또는 제2 통신국 수신 상태)에 따라 제1 통신국 전송 심벌 충돌의 확률이 달라지는 현상을 확인할 수 있다.Through the two examples above, the first communication station transmission symbol depends on the position (or second communication station reception state) of the corresponding second communication station in the beam generated when the fixed beam switched array antenna is applied to the orthogonal code hopping multiplexing scheme of the forward link. You can see the difference in the probability of collision.
따라서, 고정 빔 교환 배열 안테나 기법을 직교 부호 도약 다중화 방식에 적용함에 있어 기존의 사용자 채널별 난수열 발생을 통한 직교 부호의 무작위 도약 패턴을 할당하는 방법과 달리 심벌 코드 충돌 및 천공의 발생을 의도적으로 제한할 수 있는 새로운 직교 부호 도약 패턴 생성 기법을 적용할 수 있다.Therefore, in applying the fixed beam switching array antenna technique to the orthogonal code hopping multiplexing scheme, unlike the conventional method of allocating a random hopping pattern of orthogonal codes through random number generation for each user channel, symbol code collision and puncturing are intentionally generated. A new orthogonal code hopping pattern generation technique can be applied.
도 9a 및 9b는 본 발명에 따른 직교 부호 도약 다중화 방식에서 사용자간 심벌 충돌 및 심벌 천공 확률을 줄이기 위한 방안으로서, 무작위 그룹 레벨 도약 패턴 할당(random group-level codeword hopping-pattern allocation: RGHPA) 방식을 개념적으로 도시한 예이다. 도 9a는 제1 통신국의 송신 빔 교환 배열 안테나 기법을 적용할 때 나타나는 여러 빔에 대해 빔별 무작위 그룹 레벨 도약 패턴 할당 방식이 적용된 경우를 도시한다. 임의의 빔 B에서 M 개의 순방향 링크 통신 채널들이 존재하고 NOC 개의 직교 부호들이 사용자 통신 채널용으로 사용될 수 있을 때, 무작위 그룹 레벨 도약 패턴 할당 방식은 M 개의 순방향 링크 통신 채널을 상호간 심벌 충돌이 발생하진 않는 도약 패턴을 가진 채널들로 구성된 충돌 배제 도약 패턴 그룹(collision-free hopping-pattern group: CFG) 단위로 그룹화한다. 임의의 빔에서 사용되는 충돌 배제 도약 패턴의 수는 사용자 채널의 수의 증감에 따라 변화하는데, 구체적으로는 floor(M/NOC)+1 개이다. 참고로, floor()는 반내림 함수(floor function)를 의미한다.9A and 9B illustrate a method for reducing symbol collision and symbol puncturing probability between users in an orthogonal code hopping multiplexing scheme according to the present invention, and using a random group-level codeword hopping-pattern allocation (RGHPA) scheme. This is an example conceptually. FIG. 9A illustrates a case where a beam-specific random group level hopping pattern allocation scheme is applied to various beams that appear when the transmission beam switching array antenna scheme of the first communication station is applied. When there are M forward link communication channels in any beam B and N OC orthogonal codes can be used for the user communication channel, the random group level hopping pattern assignment scheme is M The four forward link communication channels are grouped in a collision-free hopping-pattern group (CFG) unit consisting of channels having a hopping pattern in which no symbol collision occurs. The number of collision avoidance jump patterns used in any beam changes as the number of user channels increases or decreases, specifically floor (M / N OC ) +1. For reference, floor () means a floor function.
사용자 채널 수가 시간에 따라 변화하기 때문에 가장 최근에 생성된 충돌 배제 도약 패턴 그룹은, 사용자 채널 수가 그룹 도약 패턴의 수의 정수배인 상황을 제외하고는 그룹 내 모든 도약 패턴들이 사용자 채널에 할당되지는 않는다는 점을 고려하여, 최근 생성 충돌 배제 도약 패턴 그룹(Latest-generated collision-free hopping-pattern group: LCFG)으로 따로 정의한다. 또한, 임의의 빔에서 시간에 따라 변화하는 순방향 링크 사용자 채널 수에 대해 각 채널들의 심벌 충돌 빈도의 최소화 및 균등화를 위하여 프레임 레벨 이상의 주기로 각 순방향 통신 채널에 대한 도약 패턴 재설정 과정을 도입한다. 이에 따라 프레임 레벨 이상의 임의의 주기에 따라 빔별 충돌 배제 도약 패턴 그룹의 수 및 개별 채널의 도약 패턴이 변화하게 된다.Because the number of user channels varies over time, the most recently created collision avoidance jump pattern group indicates that not all jump patterns in the group are assigned to the user channel, except that the number of user channels is an integer multiple of the number of group hop patterns. In view of this, it is separately defined as a recently-generated collision-free hopping-pattern group (LCFG). Also, in order to minimize and equalize symbol collision frequency of each channel with respect to the number of forward link user channels that change over time in an arbitrary beam, a hop pattern resetting process for each forward communication channel is introduced at a period above the frame level. Accordingly, the number of beam-free collision avoidance jump pattern groups and the jump pattern of individual channels change according to an arbitrary period of more than the frame level.
도 9b는 임의의 충돌 배제 도약 패턴 그룹에서의 상호간 심벌 충돌이 발생하지 않는 고유한 도약 패턴들을 발생시키는 그룹별 직교 도약 패턴 생성기의 동작을 예시한다. 모든 충돌 배제 도약 패턴 그룹들은 임의의 NOC 개의 상호간 심벌 충돌 없는 직교 부호 도약 패턴들을 공유하면서 각 충돌 배제 도약 패턴 그룹의 도약 특성을 규정하기 위한 고유한 난수열을 할당받는다. 충돌 배제 도약 패턴 그룹은 상기의 공통의 직교 부호 도약 패턴들의 지시자에 대하여 상기 할당받은 고유한 난수열을 비트 단위 합을 통해 비트 단위로 순환적인 부호열 전환을 수행한다. 상기 과정을 통해 생성되는 충돌 배제 도약 패턴 그룹의 도약 패턴들은 같은 그룹 내 다른 도약 패턴들과는 직교성을 유지하므로 심벌 충돌을 유발하지 않는 특성을 가지며, 다른 도약 패턴 그룹 내 직교 부호 도약 패턴들과는 기존의 무작위적 도약 패턴 할당 방식과 동일하게 무작위적인 심벌 충돌을 발생시키게 된다.9B illustrates the operation of a per-group orthogonal leap pattern generator that generates unique leap patterns in which no symbol collisions between each other occur in any group of collision avoidance leap 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 any N OC mutual symbol collision free orthogonal code hop patterns. The collision avoidance jump pattern group performs a cyclic code sequence conversion bit by bit on the assigned unique random sequence with respect to the indicators of the common orthogonal code hopping patterns. The jump patterns of the collision avoidance jump pattern group generated by the above process have a property of not causing symbol collision because they maintain orthogonality with other jump patterns in the same group, and are random from existing orthogonal code jump patterns in other hop pattern groups. Random symbol collision is generated in the same way as the leap pattern allocation method.
이와 같은 무작위 그룹 레벨 도약 패턴 할당 방식은, 고정 빔 교환 배열 안테나를 적용하는 직교 부호 도약 다중화 방식에 있어서 기존의 무작위적인 도약 패턴 할당 방식에 비해 빔별로 요구되는 사용자 채널 수가 작은 환경에서 심벌 충돌 확률을 크게 낮출 수 있다. 특히, 빔별로 요구되는 순방향 링크 통신 채널 수가 직교 부호의 개수보다 작은 환경에서 빔 내의 임의의 사용자 채널의 심벌이 같은 빔 내의 다른 사용자 채널들의 심벌들과 충돌할 확률을 완전히 배제함으로써, 기존의 통신 채널별 고정 직교 부호를 할당하는 부호 분할 다중화 방식(이 방식의 최대 할당 가능한 사용자 채널 수는 직교 부호의 수로 한정된다)과 동등한 링크 성능을 제공하게 된다.The random group level hopping pattern allocation scheme is used for orthogonal code hopping multiplexing using a fixed beam switched array antenna to reduce the probability of symbol collision in an environment where the number of user channels required for each beam is smaller than that of the conventional random hopping pattern allocation scheme. Can be significantly lowered. In particular, in an environment where the number of forward link communication channels required per beam is less than the number of orthogonal codes, the existing communication channel is completely excluded by completely eliminating the probability that a symbol of any user channel in the beam collides with the symbols of other user channels in the same beam. It provides link performance equivalent to the code division multiplexing scheme in which a fixed orthogonal code is allocated (the maximum number of assignable user channels in this scheme is limited to the number of orthogonal codes).
고정 빔 교환 배열 안테나 기법을 직교 부호 도약 다중화 방식에 적용함에 있어서 임의의 빔으로부터 순방향 채널을 제공받는 제2 통신국이 전체 빔 영역 내 중첩 빔 영역에 위치하는 경우에는 해당 빔뿐만 아니라 인접한 빔의 신호도 기준 레벨(Level) 이상의 전력 세기 값으로 수신되기 때문에 이웃한 빔 영역 내의 다른 사용자 채널 심벌들이 해당 채널의 심벌에 대한 직교 부호와 동일한 직교 부호를 사용하는 경우 심벌 충돌이 발생할 수 있다. 이에 따라 임의의 제2 통신국이 중첩 빔 영역에 위치하는 경우에 겪는 심벌 충돌 및 이에 대한 제어의 결과인 천공 확률은 비중첩 빔 영역에 위치하는 경우에 비해 증가하게 된다. 또한 실제 빔 생성시 빔의 전송 이득 패턴에 의하여 빔 패턴의 양 측면상에 존재하게 되는 중첩 빔 영역에서 전송 빔 이득의 저하 현상(roll-off effect)이 나타나게 되고, 이로 인해 링크 품질이 열화되게 된다.In applying the fixed beam switched array antenna technique to the orthogonal code hopping multiplexing scheme, when a second communication station provided with a forward channel from any beam is located in an overlapping beam region within the entire beam region, not only the corresponding beam but also the signal of the adjacent beam is applied. Since the signal is received at a power level equal to or greater than a reference level, symbol collision may occur when other user channel symbols in a neighboring beam area use the same orthogonal code as that of the symbol of the corresponding channel. Accordingly, the puncturing probability, which is a result of symbol collision and control when an arbitrary second communication station is located in the overlapping beam area, is increased as compared to the case where it is located in the non-overlapping beam area. In addition, a roll-off effect of the transmission beam gain occurs in an overlapping beam region that exists on both sides of the beam pattern due to the transmission gain pattern of the beam when the actual beam is generated, resulting in deterioration of the link quality. .
본 발명은 중첩 빔 영역에 위치하는 제2 통신국에 대해 발생하는 상기의 두 가지 문제점을 완화하기 위한 방안으로써 빔간 소프터 핸드오프(inter-beam softer handoff) 방식을 제안한다. 빔간 소프터 핸드오프 방식은 임의의 제2 통신국이 중 첩 빔 영역에 위치하게 되는 경우 기존 해당 빔으로부터 제공받는 순방향 링크 채널 외에 인접 빔으로부터 부가적인 순방향 채널을 하나 추가로 할당받아 제2 통신국이 인접 빔들로부터 총 두 개의 순방향 채널을 제공받는 방식이다.The present invention proposes an inter-beam softer handoff scheme as a solution to alleviate the above two problems occurring for the second communication station located in the overlapping beam region. In the inter-beam softer handoff method, when an arbitrary second communication station is located in the overlapped beam area, an additional forward channel is allocated from an adjacent beam in addition to the forward link channel provided from the corresponding beam, and thus the second communication station is adjacent to the second beam station. A total of two forward channels are provided from the beams.
이 방식은 시스템으로 하여금 많은 수의 순방향 채널들을 제공할 수 있는 능력을 요구하게 되는데, 본 발명의 직교 부호 도약 다중화 방식은 기존의 직교 부호 분할 다중화 방식이 직교 부호의 수로서 채널이 한정되는 것과 비교하여 원천적으로 제공할 수 있는 사용자 채널(즉 직교 부호들에 대한 도약 패턴) 수에 제약이 없으며 단지 심벌 충돌 또는 심벌 천공 확률에 제한되기 때문에, 직교 부호 분할 다중화 방식에 비해 매우 많은 채널들을 제공할 수 있으므로 문제가 되지 않는다.This method requires the system to be able to provide a large number of forward channels. The orthogonal code hopping multiplexing scheme of the present invention is compared with the conventional orthogonal code division multiplexing scheme in which the channel is limited as the number of orthogonal codes. Since there is no limit on the number of user channels (ie, hopping patterns for orthogonal codes) that can be provided at source and limited only to symbol collision or symbol puncturing probability, it is possible to provide a very large number of channels compared to orthogonal code division multiplexing. So it doesn't matter.
도 10a 및 10b는 고정 빔 교환 배열 안테나 기법을 직교 부호 도약 다중화 방식에 적용함에 있어서 사용자가 중첩 빔 영역에 위치하는 경우에 빔간 소프터 핸드오프가 해당 사용자 심벌에 대한 심벌 충돌 및 천공 확률의 증가를 완화하는 것을 나타내는 개념적인 예이다.10A and 10B show that when applying a fixed beam switched array antenna technique to an orthogonal code hopping multiplexing scheme, when the user is located in an overlapping beam region, the inter-beam softener handoff may increase the symbol collision and puncturing probability for the user symbol. Conceptual example showing mitigation.
도 10a는 빔 중첩 영역에 위치하는 제2 통신국 a(1021)가 빔간 소프터 핸드오프를 통해 인접한 두 빔들로부터 각각의 소프터 핸드오프 채널을 할당 받은 경우 임의의 심벌구간 (n+1)Ts에서 빔 I으로부터 본래 할당받은 순방향 채널의 심벌과 빔 II에 속한 제2 통신국 b(1022)의 순방향 채널 심벌과의 동일 직교 부호를 선택함에 따른 심벌 충돌에 의한 천공이 발생하더라도 빔 II로부터 제2 통신국 a(1021)에 할당된 다른 순방향 채널을 통해 해당 심벌이 완전히 손실되지 않고 일부 심벌 에너지가 제2 통신국 a(1021)에 수신되는 것을 나타내고 있다.FIG. 10A shows at a symbol interval (n + 1) Ts when a second communication station a 1021 located in the beam overlap region is assigned each softener handoff channel from two adjacent beams via inter-beam softener handoff. Even if a puncturing occurs due to a symbol collision by selecting the same orthogonal code between the symbol of the forward channel originally assigned from the beam I and the forward channel symbol of the second communication station b1022 belonging to the beam II, the second communication station a from the beam II The other symbol assigned to 1021 indicates that the corresponding symbol is not completely lost and some symbol energy is received at the second communication station a 1021.
도 10b는 빔 중첩 영역에 위치하는 제2 통신국 a(1031)와 제2 통신국 b(1032)가 임의의 심벌 구간에서 각 제2 통신국별 전송 심벌간의 충돌로 인해 심벌 천공이 발생하는 경우에 해당 심벌의 에너지가 완전히 손실되는 것이 아니라 각 제2 통신국의 다른 하나의 소프터 핸드오프 채널을 통해 일부 에너지가 수신 제2 통신국으로 전송됨을 나타내고 있다.10B shows a symbol puncture when a second communication station a 1031 located in a beam overlapping region and a second
도 11a 및 11b는 임의의 제2 통신국이 이동시에 제2 통신국이 위치하는 빔 각(beam angle)에 따라 겪는 전송 빔 이득을 예시하는 그래프이다. 도 11a는 빔간 하드 핸드오프가 적용되는 경우의 제2 통신국 위치에 따른 전송 빔 이득을 나타내는 예이고 도 11b는 빔간 소프터 핸드오프가 적용되는 경우에 제2 통신국 위치에 따른 통합 전송 빔 이득(combined transmit antenna gain)을 나타내는 예이다. 도 11b에 도시된 바에 따르면, 빔간 소프터 핸드오프를 통해 빔 중첩 영역에 위치한 제2 통신국들에 대해 인접한 두 빔을 통한 순방향 채널을 부가적으로 할당함으로써, 해당 제2 통신국 수신기에서의 임의의 심벌 구간의 수신 심벌 에너지 측면에서 기존 고정 빔 교환 배열 안테나의 단점인 빔 주변에서의 빔 안테나 이득의 저하 현상을 완화시킬 수 있다.11A and 11B are graphs illustrating the transmission beam gain experienced by any second communication station according to the beam angle at which the second communication station is located when moving. FIG. 11A shows an example of the transmission beam gain according to the second communication station position when the inter-beam hard handoff is applied and FIG. 11B shows the combined transmission beam gain according to the second communication station position when the inter-beam softer handoff is applied. This example illustrates transmit antenna gain. As shown in FIG. 11B, any symbol at the second communication station receiver is additionally allocated by additionally allocating a forward channel through two adjacent beams to the second communication stations located in the beam overlap region via inter-beam softener handoff. In terms of the received symbol energy of the interval, the degradation of the beam antenna gain around the beam, which is a disadvantage of the conventional fixed beam switching array antenna, can be alleviated.
도 12는 임의의 빔 중첩 영역 내에 들어오는 제2 통신국에 대해 빔간 소프터 핸드오프 방식에 의거해 부가적인 순방향 소프터 핸드오프 채널을 설정 및 해제되는 과정에 대한 예시이다. 임의의 제2 통신국 a는 현재 위치한 영역의 빔 외의 주변 빔들으로부터 전송되는 파일롯 신호를 수신하여 각 빔별 수신 전력 세기 값을 측정한다. 만약 측정된 빔 II의 수신 전력 세기값이 허용 수신 전력 경계 값(acceptable reception power threshold) 이상이 되면, 제2 통신국 a는 자신이 빔 중첩 영역에 위치함을 인지함과 동시에 빔간 소프터 핸드오프 설정 준비(inter-beam softer handoff set ready) 모드로 들어가 이웃한 빔 II로 소프터 핸드오프 채널 설정에 필요한 정보들을 빔 I을 통해 제1 통신국에 알린다. 이후 빔 II의 수신 전력 세기 값이 소프터 핸드오프 채널 부가 경계값(softer handoff channel addition threshold) 이상이 되면, 제2 통신국 a는 이와 같은 상황에 대한 정보를 빔 I을 통해 제1 통신국에 알리고 빔 II를 통한 부가적인 순방향 소프터 핸드오프 채널을 할당받는다.12 is an illustration of the process of establishing and releasing an additional forward softener handoff channel based on an inter-beam softener handoff scheme for a second communication station entering any beam overlapping region. Any second communication station a receives a pilot signal transmitted from neighboring beams other than the beam in the currently located area and measures the received power intensity value for each beam. If the measured received power intensity value of the beam II is equal to or greater than the acceptable reception power threshold, the second communication station a recognizes that it is located in the beam overlap region and simultaneously sets the inter-beam softener handoff. Enters the inter-beam softer handoff set ready mode and informs the first communication station via beam I of the information needed to set the softer handoff channel to the neighboring beam II. Then, when the received power strength value of the beam II is equal to or more than the softer handoff channel addition threshold, the second communication station a informs the first communication station of the information through the beam I through the beam I and the beam. An additional forward softener handoff channel via II is assigned.
이후 빔 I에 대한 제2 통신국 a에서의 수신 전력 세기 값이 점점 감소하여 허용 수신 전력 경계값 이하가 되면, 제2 통신국 a는 자신이 빔 비중첩 영역에 위치함을 인지함과 동시에 빔간 소프터 핸드오프 해제 준비(inter-beam softer handoff release ready) 모드로 들어가 제1 통신국으로 상황 정보를 알린다. 이후 빔 I에 대한 제2 통신국 a에서의 수신 전력 세기 값이 감소하여 소프터 핸드오프 채널 배제 경계값(softer handoff channel dropping threshold) 이하가 되는 경우 제1 통신국으로 이 정보를 알려 빔 I으로부터의 소프터 핸드오프 채널을 해제한다.Then, when the received power intensity value at the second communication station a for the beam I gradually decreases to be below the allowable received power threshold, the second communication station a recognizes that it is located in the beam non-overlapping area and at the same time, the inter-beam softener Enter the inter-beam softer handoff release ready mode to inform the first station of the situation information. If the received power strength value at the second communication station a for beam I decreases to be below the softer handoff channel dropping threshold, then the first communication station is informed of this information and the soap from beam I Release handoff channel.
상기의 과정을 수행함에 있어 기존의 허용 수신 전력 경계값 외에 두 개의 소프터 핸드오프 채널 부가/배제 경계값들을 사용하는 목적은 허용 수신 전력 경계값만을 사용하는 경우에 페이딩에 의한 수신 전력 세기의 불특정한 변동에 의한 잦은 빔간 소프터 핸드오프 설정 및 배제의 반복이 발생함을 방지하고, 빔간 소프터 핸드오프에 의한 순방향 채널의 설정 및 해제에 요구되는 프로세싱 시간을 보장하 기 위함이다.In carrying out the above process, the purpose of using two softener handoff channel addition / exclusion thresholds in addition to the conventional allowable received power threshold is that unspecified reception power strength due to fading when only the allowable received power threshold is used. This is to prevent the frequent repetition of the inter-beam softener handoff setting and exclusion due to one variation, and to guarantee the processing time required for setting and releasing the forward channel by the inter-beam softener handoff.
부호 분할 다중화 방식의 경우 고정 빔 교환 배열 안테나를 적용함에 따라 빔별로 직교 부호를 재사용할 수 있으나, 이 경우 제2 통신국의 이동에 대해 필요한 경우 빔 교환 시 새로이 진입하는 빔 내의 사용 직교 부호 현황이 모니터링되어 필요한 경우 직교 부호의 재할당이 개별 제2 통신국 별로 수행되어야 하는데, 이 경우 요구되는 시스템 부하 및 복잡도가 증가할 수 있다. 또한, 재할당 과정에서의 에러 또는 지연이 발생하는 경우 해당 제2 통신국 채널은 같은 고정 직교 부호 사용자 채널로부터의 지속적인 간섭으로 인한 지속적인 프레임 에러로 인해 통신이 불가능해질 수 있다. 더 나아가 인위적으로 빔간 중첩이 이루어지는 영역에 위치한 임의의 제2 통신국에 대한 순방향 채널에 사용되는 직교 부호가 이웃한 빔에서 사용되는 경우, 빔 교환 과정이 시작되기 전에 이미 상당한 간섭을 받기 때문에 이 문제를 해결하기 위해 개별 사용자 위치에 기반하여 동적으로 직교 부호를 재할당하거나 빔별로 고유한 부호열을 사용하여 스크램블링을 수행해야 하는데, 직교 부호 할당을 빔 교환 이전 빔 중첩 영역에서부터 동적으로 수행하는 것은 고정 빔 교환 배열 안테나에서 비교적 빔간 중첩 영역이 크다는 점을 감안할 때 큰 시스템 부하 및 복잡도를 요구하게 되며, 빔간 스크램블링시 사용되는 스크램블링 부호열들이 상호 상관성을 가지고 있음을 감안할 때 근원 효과(near-far effect)에 의한 빔간 간섭의 영향이 크게 발생할 소지가 있다.In the code division multiplexing scheme, the orthogonal code can be reused for each beam by applying a fixed beam switching array antenna. However, in this case, the state of the orthogonal code in the newly entered beam is monitored during the beam exchange when necessary for the movement of the second communication station. If necessary, the reassignment of orthogonal codes should be carried out for each second communication station, which may increase the required system load and complexity. In addition, if an error or delay occurs in the reassignment process, the corresponding second communication station channel may be unable to communicate due to a continuous frame error due to continuous interference from the same fixed orthogonal coded user channel. Furthermore, if the orthogonal code used for the forward channel for any second communication station located in an area where artificial inter-beam overlap is used in a neighboring beam, this problem is avoided because it is already subject to significant interference before the beam exchange process begins. In order to solve this problem, it is necessary to reassign orthogonal codes based on individual user positions or to perform scrambling using unique code strings for each beam. Considering the relatively large overlapping area between beams in the switching array antenna, a large system load and complexity are required, and in the near-far effect, considering that the scrambling code strings used for scrambling between beams have a mutual correlation. There is a possibility that the influence of the inter-beam interference caused by .
이에 반해, 고정 빔 교환 배열 안테나를 적용하게 되면 임의의 제2 통신국의 빔을 교환시에 새로이 진입하는 빔 내의 사용 도약 패턴을 모니터링할 필요없이 기존 빔 교환 시그널링에 새로운 충돌 배제 도약 패턴 그룹의 PN 난수의 옵셋 값을 포함하여 전달하는 것으로 충분하게 된다. 또한, 새로운 도약 패턴 할당의 에러 또는 지연이 발생하더라도 해당 제2 통신국 채널은 새로 진입하는 빔의 다른 채널들과 무작위적인 심벌 충돌을 임의의 확률로서 경험하게 되기 때문에 종래의 부호 분할 다중화 방식에 비해 강인한 성능을 가진다.In contrast, applying a fixed beam switched array antenna, PN random number of the new collision avoidance jump pattern group to the existing beam switched signaling without the need to monitor the use jump pattern in the newly entering beam when switching the beam of any second communication station. It is enough to pass an offset of. In addition, even if an error or delay of a new hop pattern assignment occurs, the second communication station channel is more robust than the conventional code division multiplexing scheme because it experiences random symbol collisions with other channels of the newly entering beam at random probability. Has performance.
또한, 고정 빔 교환 배열 안테나 기법이 적용된 직교 부호 도약 다중화 방식에 따르면, 임의의 사용자가 빔 중첩 영역에 위치하는 경우에 인접 빔 신호로부터 지속적인 간섭을 받는 것이 아니라, 심벌 충돌 확률이 증가하는 것을 경험하게 된다. 이에 따라 특별한 직교 부호 재할당이나 빔간 스크램블링 기법을 사용함으로 인한 큰 시스템 부하 및 복잡도나 간섭 증대를 회피하고, 오히려 직교 부호 도약 다중화 방식이 제공할 수 있는 많은 수의 사용자 채널에 기반하여 빔간 소프터 핸드오프 또는 선택적 빔간 도약 채널 할당 기법을 통한 심벌 충돌의 영향 감소 및 링크 이득을 취할 수 있다.In addition, according to the orthogonal code hopping multiplexing scheme using the fixed beam switched array antenna technique, when a user is located in the beam overlap region, instead of receiving continuous interference from adjacent beam signals, the symbol collision probability is increased. do. This avoids large system loads, increased complexity or interference caused by the use of special orthogonal code reassignment or interbeam scrambling techniques, but rather on the basis of the large number of user channels that orthogonal code hopping multiplexing can provide. It is possible to take the link gain and reduce the impact of symbol collision through off or selective interbeam hopping channel allocation techniques.
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 고정 빔 교환 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 a fixed beam switched 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 a sector-divided antenna. .
이에 더하여, 제안된 무작위 그룹 레벨 도약 패턴 할당 방식을 각 빔 별로 적용함으로서 각 빔에 속한 제2 통신국들에 대해 제공하는 순방향 링크 통신 채널의 수가 이용 가능한 직교 부호의 수 이하인 경우에 각 제2 통신국이 빔 비중첩 영역 또는 빔 중첩 영역에 위치하는가에 따라 심벌 충돌을 완전히 배제하거나 또는 링크 성능에 영향이 없을 정도로 빈도를 현저히 낮춤으로 인해, 결과적으로 직교 부호 분할 다중화 방식과 동등한 링크 품질을 제공한다.In addition, by applying the proposed random group level hopping pattern allocation scheme for each beam, each second communication station may be configured when the number of forward link communication channels provided to the second communication stations belonging to each beam is less than or equal to the number of available orthogonal codes. Depending on whether they are located in the beam non-overlapping region or the beam overlapping region, the frequency of the symbol is either completely excluded or significantly lowered so that there is no effect on the link performance, resulting in link quality equivalent to orthogonal code division multiplexing.
뿐만 아니라 제1 통신국이 제공하는 순방향 채널의 수가 이용 가능한 직교 부호의 수를 초과하는 경우에도 기존의 직교 부호 도약 다중화 방식에서 무작위적 도약 패턴을 사용하는 경우보다 심벌 충돌의 빈도를 현저하게 낮출 수 있으며, 고정 빔 교환 배열 안테나의 사용시에 인위적으로 고정 빔들을 겹쳐 배치함으로써 발생하는 빔 중첩 영역 내의 제2 통신국들의 높은 심벌 천공 확률 문제를, 빔간 소프터 핸드오프 방식을 채택함으로써 완화시킬 수 있다.In addition, even if the number of forward channels provided by the first communication station exceeds the number of available orthogonal codes, the frequency of symbol collisions can be significantly lowered than in the case of using a random hopping pattern in the conventional orthogonal code hopping multiplexing scheme. By employing the inter-beam softener handoff scheme, the high symbol puncturing probability problem of the second communication stations in the beam overlap region caused by artificially superimposing the fixed beams in use of the fixed beam switched array antenna can be alleviated.
고정 빔 교환 배열 안테나의 측면에서, 기존의 직교 부호 분할 다중화 방식은 각 제2 통신국에 대한 순방향 링크 통신 채널에 고정적으로 직교 부호를 할당하고 빔 별로 직교 부호를 재사용함으로 인하여 제2 통신국의 위치에 따라 해당 순방향 채널에 지속적인 간섭이 미칠수 있기 때문에 인접한 모든 빔들의 직교 부호 사용 현황에 기반한 동적 직교 부호 할당 방식을 필요로 하고, 이에 따른 시스템의 복잡도와 비용이 증가하게 되는 문제가 있다. 상기 문제를 해결하기 위하여 빔별로 낮은 상호 상관성을 가진 스크램블링 코드를 할당할 수 있는데 이 방법은 순방 향 링크 통신 채널을 수신하는 제2 통신국 입장에서 근원 현상으로 인한 큰 간섭을 지속적으로 유발할 수 있는 문제가 있다. 이에 반해 본 발명은 심벌 단위로 직교 부호를 도약하여 제2 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 대해 본 발명에서 제안된 방식들을 적용함으로써 그 빈도를 현저히 낮추어 높은 채널 부호화/복호화 이득을 얻게 되어 빔 중첩 영역에서의 대처 및 빔 교환 과정에 부과되는 시스템 복잡도 및 처리 부하를 크게 감소시킬 수 있다.In terms of a fixed beam switched array antenna, the conventional orthogonal code division multiplexing scheme assigns orthogonal codes to the forward link communication channel for each second station stationarily and reuses orthogonal codes for each beam according to the position of the second station. Since continuous interference may occur in the corresponding forward channel, a dynamic orthogonal code allocation method based on the orthogonal code usage status of all adjacent beams is required, which increases the complexity and cost of the system. In order to solve the above problem, a scrambling code having a low cross-correlation can be allocated for each beam. This method has a problem that can continuously cause large interference due to a source phenomenon from a second communication station receiving a forward link communication channel. have. In contrast, 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 by leaping the orthogonal code in symbol units is defined within the symbol period, and thus the degradation of 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, a high channel encoding / decoding gain is obtained, resulting in system complexity and processing load imposed on the coping and beam exchange processes in the beam overlapping region. Can be greatly reduced.
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Citations (2)
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---|---|---|---|---|
KR20040057875A (en) * | 2002-12-24 | 2004-07-02 | 한국전자통신연구원 | Frequency Hopping Method in OFDM Systems |
KR20060118812A (en) * | 2005-05-17 | 2006-11-24 | 한국전자통신연구원 | Method for switching beams during initial synchronization process using switched beam, and switching beam operation method, and initial synchronization method using its |
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20040057875A (en) * | 2002-12-24 | 2004-07-02 | 한국전자통신연구원 | Frequency Hopping Method in OFDM Systems |
KR20060118812A (en) * | 2005-05-17 | 2006-11-24 | 한국전자통신연구원 | Method for switching beams during initial synchronization process using switched beam, and switching beam operation method, and initial synchronization method using its |
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