KR20000012969A - Spreading signal generator of cdma communication system and spreading signal generation method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 부호분할다중접속 방식을 이용하는 통신시스템에서 대역확산 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 확산시퀀스 발생장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a spread spectrum device and method in a communication system using a code division multiple access scheme, and more particularly, to a spread sequence generator and a method.
일반적으로 부호분할다중접속(Code Division Multiple Access: 이하 CDMA 라 칭한다.) 방식의 이동통신 시스템은 음성을 위주로 하는 이동 통신 규격에서 발전하여, 음성뿐만 아니라 고속 데이터의 전송이 가능한 IMT-2000 규격으로 발전하기에 이르렀다. 상기 IMT-2000 규격에서는 고품질의 음성, 동화상, 인터넷 검색 등의 서비스가 가능하다. 상기 CDMA 이동 통신 시스템에서 단말기와 기지국 사이에 존재하는 통신 선로는 크게 기지국에서 단말기로 향하는 순방향 링크(Forward Link)와 반대로 단말기에서 기지국으로 향하는 역방향 링크(Reverse Link)로 구별된다.In general, the code division multiple access (hereinafter referred to as CDMA) mobile communication system has been developed from the mobile communication standard, which mainly focuses on voice, and has been developed to the IMT-2000 standard capable of transmitting high speed data as well as voice. It came to the following. In the IMT-2000 standard, services such as high quality voice, moving picture, and internet search are possible. In the CDMA mobile communication system, a communication line existing between a terminal and a base station is largely divided into a reverse link from the terminal to the base station as opposed to a forward link from the base station to the terminal.
상기 CDMA 통신시스템의 역방향링크에서 대역확산(spread spectrum)을 위한 방법으로는 PN(Psuedo Noise) 복소확산방법(PN Complex Spreading Scheme)이 널리 알려져 있다. 그러나 상기 PN 복소확산방법은 사용자 데이터에 따라 전력증폭기(Power Amplifier)의 출력에서 최대-평균 전력비(Peak-to-Average Power Ratio: 이하 PAR 라 칭한다.)가 증가하는 문제점이 있다. 즉, 역방향링크에서 송신전력의 피크전력 대 평균전력비가 커지면 리그로스(Re-growth)가 발생하고, 단말기의 전력증폭기(Power Amplifier)의 설계와 성능에 커다란 영향을 미친다. 단말기 전력증폭기의 특성곡선에는 선형구간과 비선형구간이 존재하며, 단말기의 전력을 크게하면 단말기의 송신신호가 비선형구간에 걸치게 되어 타사용자의 주파수영역을 방해하게되는데 이와 같은 현상을 "리그로스"라 한다. 따라서 다른 사용자의 주파수 영역을 방해하지 않게하기 위해서는 셀영역을 작게하고, 그 셀 영역내의 단말기는 해당 기지국에 낮은 송신전력으로 신호를 전송해야 한다. 따라서 전체 시스템 성능의 하나인 비트오류율(Bit Error Rate: 이하 BER 라 칭한다.) 성능의 저하를 최소화하면서도 PAR 를 감소시키는 확산방법을 사용하는 것이 필요하다.PN (Psuedo Noise) complex spreading scheme (PN Complex Spreading Scheme) is widely known as a method for spread spectrum in the reverse link of the CDMA communication system. However, the PN complex diffusion method has a problem in that a peak-to-average power ratio (hereinafter referred to as PAR) increases at the output of a power amplifier according to user data. In other words, when the peak power to average power ratio of the transmission power in the reverse link increases, re-growth occurs, and it has a great influence on the design and performance of the power amplifier of the terminal. In the characteristic curve of the terminal power amplifier, there are a linear section and a non-linear section. When the power of the terminal is increased, the transmission signal of the terminal is spread over the non-linear section, which disturbs the frequency domain of other users. It is called. Therefore, in order not to disturb the frequency range of another user, the cell area is made small, and the terminal in the cell area should transmit a signal to a corresponding base station with low transmission power. Therefore, it is necessary to use a spreading method that reduces PAR while minimizing degradation of bit error rate (BER), which is one of overall system performances.
상기 PN 복소확산방법을 살펴보기 위하여 종래의 CDMA방식 통신시스템의 송신기 구성을 살펴본다. 도 1은 CDMA 방식 통신시스템의 역방향링크 채널송신기 구조를 도시하는 도면이다.In order to examine the PN complex diffusion method, a transmitter configuration of a conventional CDMA communication system will be described. 1 is a diagram illustrating a structure of a reverse link channel transmitter of a CDMA communication system.
상기 도 1을 참조하면, 전송될 데이터들은 채널 부호 과정(channel coding, repeating, channel interleaving)을 거친 후, 0는 +1로 1은 -1로 이진매핑(Binary Mapping)이 되어서 각 채널 데이터로 입력된다. 상기와 같은 각 채널의 데이터들은 각 채널의 분리를 위하여 곱셈기111, 121, 131 및 141에서 직교부호와 곱해진다. 상기 도 1에서 각 채널 송신기들은 파일럿 채널(pilot channel), 제어채널(control channel), 부가채널(supplemental channel), 기본채널(fundamental channel) 등의 채널 송신기로 구성된 예를 도시하고 있다. 따라서 상기 직교부호들은 상기 각 채널들을 구분하기 위한 부호로써, 월시코드(Walsh code)를 사용할 수 있다. 상기와 같이 직교부호화된 각 채널 데이터 중에서 제어채널, 부가채널 및 기본채널 데이터는 제1 ~ 제3 이득조정기 122, 132 및 142에서 각 채널에 알맞은 이득(gain)을 곱한다.Referring to FIG. 1, data to be transmitted is subjected to channel coding, repeating, and channel interleaving, and 0 is +1, 1 is -1, and binary mapping is input to each channel data. do. The data of each channel as described above is multiplied by an orthogonal code in the multipliers 111, 121, 131, and 141 to separate each channel. In FIG. 1, each channel transmitter shows an example of channel transmitters such as a pilot channel, a control channel, a supplemental channel, and a fundamental channel. Therefore, the orthogonal codes may use a Walsh code as a code for distinguishing the respective channels. The control channel, the additional channel, and the basic channel data among the orthogonal coded channel data as described above are multiplied by a gain suitable for each channel in the first to third gain adjusters 122, 132, and 142.
이렇게 만들어진 각 채널의 데이터들은 이진가산기112 및 133에서 합해진 다음, 복소곱셈기(Complex Multiplier) 100에 의하여 대역확산이 된다. 상기 복소곱셈기100은 상기 송신신호를 확산코드와 곱하여 대역확산하는 기능을 수행한다. 여기서 확산코드는 PN코드라고 가정한다. 상기 복소곱셈기100의 입력으로 사용되는 PN코드는 레이트(Rate)가 칩율(Chip Rate)이고 +1 혹은 -1의 값을 가질 수도 있다. 상기 이진가산기114 및 135의 출력데이터 신호의 실수(Real)부분은 제1저역 여파기115로 입력되고 허수(Imaginary)부분은 제2저역 여파기136으로 입력된다. 저역여파기115 및 136을 거친 신호는 제3 및 제4 이득조정기116 및 137에 의하여 이득조정이 이루어진후 변조되어 채널로 전송된다. 지금까지 제1 및 제2저역 여파기115와 136을 통과한 신호의 PAR을 줄이는 방법에 대하여 여러 가지 방법이 제안되어왔으며 그 방법들은 복소곱셈기100에서 확산코드인 CI및 CQ를 생성하는 방법에 중점을 둔 것이다.The data of each channel thus produced are summed by binary adders 112 and 133, and then spread by a complex multiplier 100. The complex multiplier 100 multiplies the transmission signal by a spreading code to perform spread spectrum. It is assumed here that the spreading code is a PN code. The PN code used as the input of the complex multiplier 100 may have a rate of a chip rate and a value of +1 or -1. The real part of the output data signals of the binary adders 114 and 135 is input to the first low pass filter 115 and the imaginary part is input to the second low pass filter 136. The signals passing through the low pass filters 115 and 136 are modulated by the third and fourth gain adjusters 116 and 137 and then modulated and transmitted to the channel. Until now, various methods have been proposed for reducing the PAR of the signal passing through the first and second low pass filters 115 and 136, and they are used to generate the spread codes C I and C Q in the complex multiplier 100. It is focused.
일반적으로 상기 PAR은 상기 도1 복소곱셈기100의 확산코드 CI및 CQ가 동시에 부호가 바뀌면서 생기는 제로-크로싱(Zero-Crossing: 이하 ZC 라 칭한다.)현상과, 확산코드의 부호가 둘다 바뀌지 않는 홀드(Hold) 현상에 의해서 성능저하가 일어난다. 따라서 CDMA 통신시스템에서 대역확산시 확산코드 CI및 CQ에 따라 PAR이 커지는 문제점이 있었다.In general, the PAR is a zero-crossing phenomenon caused by simultaneously changing codes of the spreading codes C I and C Q of FIG. 1 complex multiplier 100, and the sign of the spreading code does not change. Due to the hold phenomenon, the performance decreases. Therefore, in the CDMA communication system, there is a problem in that the PAR increases according to spreading codes C I and C Q when spreading the bandwidth.
따라서 본 발명의 목적은 부호분할다중접속 통신시스템에서 BER 성능 저하없이 PAR 를 감소시킬 수 있는 대역 확산장치 및 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a spread spectrum device and method capable of reducing PAR without degrading BER performance in a code division multiple access communication system.
본 발명의 다른 목적은 부호분할다중접속 통신시스템의 대역확산장치에서 QPSK, π/2-DPSK 및 제로크로싱 또는 홀드를 조합하여 확산코드를 발생할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for generating a spreading code by combining QPSK, π / 2-DPSK, and zero crossing or hold in a spread spectrum device of a code division multiple access communication system.
본 발명의 또 다른 목적은 부호분할다중접속 통신시스템의 대역확산장치에서 대역확산을 위하여, 먼저 QPSK를 수행하고, 다음에 π/2-DPSK를 수행하고, 다음에 제로크로싱 혹은 홀드를 수행하고, 다음에 π/2-DPSK로 확산코드를 발생할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to perform QPSK first, then π / 2-DPSK, and then zero crossing or hold for spreading in a spread spectrum apparatus of a code division multiple access communication system. Next, an apparatus and method for generating a spreading code with π / 2-DPSK are provided.
본 발명의 또 다른 목적은 부호분할다중접속 통신시스템의 대역확산장치에서 대역확산을 위하여, 먼저 제로 크로싱을 수행하고 다음에 π/2-DPSK로 확산코드를 발생할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.It is still another object of the present invention to provide an apparatus and method for performing spreading in a spreading code in a spread spectrum device of a code division multiple access communication system, first performing a zero crossing, and then generating a spreading code with [pi] / 2-DPSK. .
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 부호분할다중접속 통신시스템의 확산신호 발생 방법에 있어서, PNi와 PNq를 가지는 PN코드을 발생하는 과정과, 상기 PN코드을 입력으로 하여 이전 확산신호(Ci, Cq)의 위상을 각각 QPSK 위상천이하고, ±90도 위상천이하며, 180도 위상천이 또는 0도 위상천이 하는 과정과, 상기 위상 천이된 확산신호를 미리 정해진 순서로 선택 출력하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.In the method for generating a spreading signal in a code division multiple access communication system according to an embodiment of the present invention, a process of generating a PN code having PNi and PNq, and a previous spread signal (Ci) , QqK phase shift, ± 90 degree phase shift, 180 degree phase shift or 0 degree phase shift, and the process of selectively outputting the phase shifted spread signal in a predetermined order. It features.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 부호분할다중접속 통신장치의 확산신호 발생 방법이, PNi와 PNq를 가지는 PN코드열을 칩주기로 연속적으로 발생하는 제1과정과, 상기 발생된 PNi와 PNq의 제1 칩 주기의 값을 입력으로 하여 이전 확산신호의 위상(Ci, Cq)을 제1 위상천이 하여 출력하는 제2과정과, 다음 칩 주기에서 상기 제2과정의 출력(Ci, Cq)을 제2 위상천이 하여 출력하는 제3과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.In addition, a method for generating a spreading signal of a code division multiple access communication apparatus according to an embodiment of the present invention for achieving the above object comprises the first step of continuously generating a PN code sequence having PNi and PNq in a chip period; A second process of shifting the phases Ci and Cq of the previous spread signal by a first phase shift by inputting values of the first chip period of PNi and PNq, and outputting the second process Ci, in the next chip period And a third process of outputting Cq) by the second phase shift.
도 1은 부호분할다중접속 이동통신 시스템의 역방향링크 채널송신기 구조을 도시한 도면.1 is a diagram illustrating a structure of a reverse link channel transmitter of a code division multiple access mobile communication system.
도 2 - 도 5는 QPSK 및 DPSK 확산시 기본 상태천이를 설명하기 위한 도면2 to 5 are diagrams for explaining a basic state transition during QPSK and DPSK spreading
도 6은 제로크로싱 확산시퀀스를 발생하는 구성 예을 도시하는 도면6 is a diagram illustrating an example of a configuration for generating a zero crossing spreading sequence;
도 7은 제로크로싱 확산시퀀스를 발생하는 다른 구성 예을 도시하는 도면7 illustrates another configuration example for generating a zero crossing spreading sequence.
도 8은 홀드 확산시퀀스를 발생하는 구성 예을 도시하는 도면8 is a diagram showing a configuration example for generating a hold spreading sequence;
도 9는
도 10은
도 11 - 도 15는 도 2 - 도 5의 기본 상태천이의 확장 상태천이를 설명하기 위한 도면11 to 15 are diagrams for explaining the extended state transition of the basic state transition of FIGS.
도 16은 제로크로싱 혹은 홀드 확산시퀀스를 발생하는 구성 예를 도시하는 도면16 is a diagram showing an example of a configuration for generating a zero crossing or hold spreading sequence;
도 17은 제로크로싱 혹은 홀드 확산시퀀스를 발생하는 다른 구성 예를 도시하는 도면17 is a diagram showing another configuration example for generating a zero crossing or hold spreading sequence;
도 18은 제로크로싱 혹은
도 19는 제로크로싱 혹은
도 20은 홀드 혹은
도 21은 홀드 혹은
도 22는
도 23은 지연기를 이용하여
도 24는 본 발명의 제1실시예에 따라 확산시퀀스를 발생하는 구성 예를 도시하는 도면Fig. 24 is a diagram showing a configuration example for generating a diffusion sequence according to the first embodiment of the present invention.
도 25-A는 본 발명의 제1실시예에 따라 확산시퀀스를 발생하는 다른 구성을 도시하는 도면25-A illustrates another configuration for generating a spreading sequence according to the first embodiment of the present invention.
도 25-B는 상기 도 25-A의 데시메이터 출력에 대한 시간축에서의 심볼변화예를 도시한 도면Fig. 25-B shows an example of symbol change in the time axis for the decimator output of Fig. 25-A.
도 26은 본 발명의 제1실시예에 따라 확산시퀀스를 발생하는 또 다른 구성을 도시하는 도면FIG. 26 is a diagram showing another configuration of generating a diffusion sequence according to the first embodiment of the present invention. FIG.
도 26-B는 상기 도 26-A의 데시메이터 출력에 대한 시간축에서의 심볼변화예를 도시한 도면Fig. 26-B shows an example of symbol change on the time axis for the decimator output of Fig. 26-A.
도 27은 본 발명의 제2실시예에 따라 확산시퀀스를 발생하는 다른 구성을 도시하는 도면27 shows another configuration for generating a spreading sequence according to the second embodiment of the present invention.
도 28은 본 발명의 제2실시예에 따라 확산시퀀스를 발생하는 또 다른 구성을 도시하는 도면FIG. 28 shows yet another configuration for generating a diffusion sequence according to the second embodiment of the present invention. FIG.
도 29은 본 발명의 제3실시예에 따라 확산시퀀스를 발생하는 다른 구성을 도시하는 도면29 is a diagram showing another configuration for generating a diffusion sequence according to the third embodiment of the present invention.
도 30은 본 발명의 도 9의 실시예에 따라
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단될 경우 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
일반적으로 PAR은 상기 도1 복소곱셈기100의 확산코드 CI및 CQ가 동시에 부호가 바뀌면서 생기는 제로-크로싱(Zero-Crossing: 이하 ZC 라 칭한다.)현상과, 확산코드의 부호가 둘다 바뀌지 않는 홀드(Hold) 현상에 의해서 성능저하가 일어난다. 상기 ZC란 예를들어 초기상태가 1사분면일때, 3사분면으로 천이하는 것을 말하며 이 때의 위상변화는
상기 상태천이(State Transition)의 특성은 하기의 설명에 의하여 보다 명확히 이해될 수 있다. 설명의 편이를 위하여 초기상태가 1사분면에 위치하는 것으로 설정하기로 한다. 도 2 - 도 5는 기본(Primitive) 상태천이를 도시하는 도면이다. 도 2는 제로크로싱을 나타내며, 도 3은 홀드를 나타내고, 도 4는
도 6은 제로크로싱 확산시퀀스를 발생하는 구성 예을 도시하는 도면이다.6 is a diagram illustrating an example of a configuration for generating a zero crossing diffusion sequence.
상기 도 6을 참조하면, 지연기211은 출력되는 확산코드 Ci를 지연하며, 곱셈기212는 상기 지연기211의 출력에 -1을 곱하여 이전확산코드 Ci의 부호를 반전시킨다. 또한 지연기221은 출력되는 확산코드 Cq를 지연하며, 곱셈기222는 상기 지연기221의 출력에 -1을 곱하여 이전확산코드 Cq의 부호를 반전시킨다. 상기 설명에서 -1을 곱한다함은 부호의 반전(inverting)을 의미하며, 1을 곱한다함은 부호의 반전이 없음을 의미한다. 구성 예를 도시하는 도면에서 부호의 반전을 위한 부호반전기(invertor)의 위치는 본 발명의 요지를 흐리지 않는 범위내에서 바뀌어질 수도 있다. 또한 부호의 반전을 위한 다른 방법으로 제어신호의 출력에 부호반전기를 사용할 수도 있다. 제어신호는 칩주기를 가질 수도 있으며, 1 혹은 -1의 값을 순차적으로 출력하는 장치이다. 하기의 설명에서 -1혹은 1을 곱하는 것은 상기 언급한 내용과 동일한 의미를 가진다. 상기 도 6에서 지연기211 및 221은 이전의 확산코드를 각각 저장하는 역할을 하며, 상기 Ci는 실수부를 나타내고, Cq를 허수부를 나타낸다. 따라서 만약 이전의 확산코드 출력이 1사분면(1,1) 이었다고 가정하면, 현재의 출력은 3사분면의 출력(-1,-1)이 된다. 또한 이전의 출력이 2사분면(-1,1) 이었다고 가정하면, 현재의 출력은 4사분면의 출력(1,-1)이 된다.Referring to FIG. 6, the delay unit 211 delays the output spread code C i , and the multiplier 212 multiplies the output of the delay unit 211 by -1 to invert the sign of the previous spread code C i . The delayer 221 delays the output spreading code C q , and the multiplier 222 multiplies the output of the delayer 221 by -1 to invert the sign of the previous spreading code C q . In the above description, multiplying by -1 means inverting the sign, and multiplying by 1 means no inversion of the sign. In the figure showing a configuration example, the position of the sign inverter for inverting the sign may be changed within a range not obscure the subject matter of the present invention. Alternatively, the sign inverter may be used for the output of the control signal as another method for inverting the sign. The control signal may have a chip period and is a device that sequentially outputs a value of 1 or -1. In the following description, multiplying by -1 or 1 has the same meaning as described above. In FIG. 6, delays 211 and 221 respectively store a previous spreading code, C i represents a real part, and C q represents an imaginary part. Therefore, if the previous spreading code output was assumed to be one quadrant (1,1), then the current output is the output of three quadrants (-1, -1). In addition, assuming that the previous output was a quadrant (-1, 1), the current output is an output (1, -1) of the quadrant 4.
도 7은 상기 제로크로싱 확산시퀀스를 발생하는 다른 구성 예을 도시하는 도면이다. 이때 발생되는 확산코드 Ci및 Cq는 상기 도 6과 같은 방법에 의해 제로크로싱된다. 초기의 직교부호1이 +1이고, 직교부호2가 -1 이라고 가정하면, 곱셈기212 및 222의 출력(Ci,Cq)은 (-1,1)이고 2사분면에 존재하게 된다. 다음에 직교부호1은 -1이고, 직교부호2는 +1이 되므로, 곱셈기212 및 222의 출력은 (+1,-1)이고 4사분면에 존재한다. 따라서 제로크로싱이 발생한다.7 is a diagram illustrating another configuration example of generating the zero crossing diffusion sequence. The spreading codes C i and C q generated at this time are zero-crossed by the method shown in FIG. 6. Assuming that the initial orthogonal code 1 is +1 and the orthogonal code 2 is -1, the outputs C i and C q of the multipliers 212 and 222 are (-1,1) and are present in the second quadrant. Since orthogonal code 1 is -1 and orthogonal code 2 is +1, the outputs of multipliers 212 and 222 are (+ 1, -1) and are present in the fourth quadrant. Therefore, zero crossing occurs.
도 8은 홀드 상태천이를 위한 방법을 구현한 실시예이다. 상기 도 8을 참조하면, 지연기231은 출력되는 확산코드 Ci를 지연하며, 곱셈기232는 상기 지연기231의 출력에 1을 곱하여 이전확산코드 Ci의 부호를 그대로 유지시킨다. 또한 지연기241은 출력되는 확산코드 Cq를 지연하며, 곱셈기242는 상기 지연기241의 출력에 1을 곱하여 이전확산코드 Cq의 부호를 그대로 유지시킨다. 따라서 만약 이전의 확산코드 출력이 1사분면(1,1) 이었다고 가정하면, 현재의 확산코드 출력도 1사분면의 출력(1,1)이 된다. 만약 이전의 확산코드 출력이 2사분면(-1,1) 이었다고 가정하면, 현재의 확산코드 출력도 2사분면의 출력(-1,1)이 된다.8 illustrates an embodiment of implementing a method for hold state transition. Referring to FIG. 8, the delay unit 231 delays the output spread code C i , and the multiplier 232 multiplies the output of the delay unit 231 by 1 to maintain the sign of the previous spread code C i . The delayer 241 delays the output spreading code C q , and the multiplier 242 multiplies the output of the delayer 241 by 1 to maintain the sign of the previous spreading code C q . Therefore, if the previous spreading code output was assumed to be one quadrant (1, 1), the current spreading code output is also the output of one quadrant (1,1). If the previous spreading code output was assumed to be two quadrants (-1, 1), then the current spreading code output is also an output of two quadrants (-1, 1).
한편, 상기 도 4 및 5의
도 9는 상기
도 10는 직교부호를 이용하여 상기 도 9의 실시예와 동일한 방법의 또 다른 실시예를 도시한 도면이다. PN코드가 +1, -1, -1, +1, -1 이고, 초기 직교부호1이 +1이고, 직교부호2가 +1 이라고 가정하면, 곱셈기253의 출력(Ci,Cq)은 +1, -1, -1, +1, -1 이고, 곱셈기263의 출력은 +1, +1, -1, -1,-1이 된다. 따라서 곱셈기253 및 263의 출력(Ci,Cq)을 종합하면(+1,+1),(-1,+1), (-1,-1),(+1,-1),(-1,-1) 이 되어, 확산코드의 상태천이가 1사분면, 2사분면, 3사분면, 4사분면, 3사분면으로 천이되어
상기 설명한 ZC,홀드 및
도 16는 제로크로싱 혹은 홀드 확산시퀀스를 발생하는 구성 예를 도시하는 도면이다. 상기 제로크로싱 "혹은" 홀드라함은, 제1상태가 제로크로싱이고 제2상태가 홀드일 때 상태천이가 제1상태에서 제2상태로 또는 제2상태에서 제1상태로 반복되는 것을 의미한다. 이하 하기 본 발명의 구성 예에 대한 설명에서 "혹은"은 상기 의미로 사용된다. 도 16을 참조하면, 지연기281은 출력되는 확산코드 Ci를 지연하며, 곱셈기282는 상기 지연기281의 출력에 제어신호(1 또는 -1)을 곱하여 확산코드 Ci로 출력한다. 또한 지연기291은 출력되는 확산코드 Cq를 지연하며, 곱셈기292는 상기 지연기291의 출력에 제어신호(1 또는 -1)을 곱하여 확산코드 Cq로 출력한다. 상기 도 16과 같은 구조를 갖는 확산코드 발생기는 초기상태를 1사분면의 값(1,1)라고 가정할 때, 이전의 상태에 그냥 머물러있거나, 3사분면(-1,-1)로 천이를 하는 방법이다. 만약 제어신호301의 값을 1이라고 가정하면, 도 16는 상기 도 8의 홀드구조와 완전히 동일하다. 또한 만약 제어신호301의 값을 -1이라고 가정하면, 도 16는 상기 도 6의 ZC구조와 완전히 동일하다. 즉, 상기 설명한 ZC와 홀드를 합쳐놓은 방법이다.16 is a diagram illustrating an example of a configuration for generating a zero crossing or hold diffusion sequence. The zero crossing "or" hold means that the state transition is repeated from the first state to the second state or from the second state to the first state when the first state is zero crossing and the second state is hold. In the following description of the configuration examples of the present invention "or" is used in the above meaning. Referring to FIG. 16, the delay unit 281 delays the output spread code C i , and the multiplier 282 multiplies the output of the delay unit 281 by the control signal 1 or −1 and outputs the spread code C i . In addition, the delay unit 291 delays the output spread code C q , and the multiplier 292 multiplies the output of the delay unit 291 by the control signal (1 or -1) and outputs the spread code C q . The spreading code generator having the structure as shown in FIG. 16 assumes that the initial state is the value (1,1) of the first quadrant, but remains in the previous state or transitions to the third quadrant (-1, -1). It is a way. If it is assumed that the value of the control signal 301 is 1, FIG. 16 is exactly the same as the hold structure of FIG. Also, if it is assumed that the value of the control signal 301 is -1, FIG. 16 is exactly the same as the ZC structure of FIG. In other words, the above-described method is a combination of ZC and hold.
도 17는 직교부호를 이용하여 상기 제로크로싱 혹은 홀드 확산시퀀스를 발생하는 다른 구성 예를 도시하는 도면이다. PN코드가 +1, -1, -1, +1, -1 이고, 초기 직교부호1이 +1이고, 직교부호2가 -1 이라고 가정하면, 곱셈기282의 출력(Ci,Cq)은 +1, +1, -1, -1, -1 이고, 곱셈기292의 출력은 -1, -1, +1, +1,+1 이 된다. 따라서 곱셈기282 및 292의 출력(Ci,Cq)을 종합하면 (+1,-1), (+1,-1),(-1,+1),(-1,+1),(-1,+1) 이 되어, 확산코드의 상태천이가 4사분면, 4사분면, 2사분면, 2사분면, 2사분면으로 천이되어 홀드 혹은 제로크로싱(
도 18은 제로크로싱 혹은
상기 도 18을 참조하면 지연기311은 출력되는 이전 확산코드 Ci를 지연한다. 지연기321은 출력되는 이전 확산코드 Cq를 지연한다. 곱셈기313은 상기 지연기311에서 출력되는 지연된 이전 확산코드 Ci에 -1을 곱하여 부호를 반전시킨다. 곱셈기315는 제어신호(1 또는 -1)332에 -1을 곱하여 제어신호332를 반전시키는 수행한다. 곱셈기314는 지연기321에서 출력되는 이전 확산코드 Cq와 곱셈기315의 출력을 곱하여 출력한다. 제1선택기312는 상기 곱셈기313의 출력을 제1신호A로 입력하며, 곱셈기314의 출력을 제2신호B로 입력하며, 제어장치331의 제어하에 입력되는 신호 A, B 중 해당하는 신호를 선택 출력한다. 곱셈기323은 상기 곱셈기315의 출력과 지연기311에서 출력되는 이전 확산코드 Ci를 곱하여 출력한다. 곱셈기324는상기 지연기321에서 출력되는 이전 확산코드 Cq에 -1을 곱하여 출력한다. 제2선택기322는 상기 곱셈기323의 출력을 제2신호B로 입력하며, 곱셈기324의 출력을 제1신호A로 입력하고, 상기 제어장치331의 제어하에 입력되는 신호 A, B 중 해당하는 신호를 선택 출력한다. 상기 도 18은 만약 이전상태를 1사분면이라 할때, 3사분면으로의 ZC 상태천이를 하는 경우 또는
도 19는 제로크로싱 혹은
도 20은 홀드 혹은
도 21는 직교부호를 이용하여 홀드 혹은
한편, 도 15의 ZCH 혹은
PN코드의 입력을 상기 상태천이 방법들을 이용하여 확산코드를 생성함으로써 다양한 특성의 확산코드를 만들 수 있다. 즉, 상기 상태천이 방법을 조합하여 PAR 및 BER 특성이 우수한 확산방법을 만들 수 있다. 예를들면, QPSK-ZCH, ZCH-QPSK, ZCH-
도 22는
도 23은 지연기를 이용하여
도 24는 본 발명의 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying),
먼저 도 24를 이용한 본 발명의 제1 실시예(Q-D-Z-D)에 따른 확산코드의 생성 동작을 살펴본다. 본 발명의 제1 실시예의 방법은 처음에는 입력되는 PNI및 PNQ의 값을 그대로 출력하므로 사분면에서(1,1), (1,-1), (-1,1), (-1,-1) 중의 한 값이 되는 QPSK를 수행하고, 다음에는 이전의 출력에서 위상이
도 25-A는 본 발명의 제1실시예(Q-D-Z-D)에 따라 확산시퀀스를 발생하는 다른 구성을 도시하는 도면 이다. 상기 도 25-A를 참조하면, 데시메이터(decimation 4)611은 PN1코드를 4-데시메이션하여 출력하며, 데시메이터621은 PN2코드를 4-데시메이션하여 출력한다. 이하 본 발명의 설명에서 데시메이션을 한다는 것은 데시메이션되는 심볼이 일정 칩 구간동안 동일한 값을 가지는 것을 의미한다. 상기 데시메이터의 출력은 하기의 설명에 의하여 보다 명확히 이해될 수 있다.25-A is a diagram showing another configuration of generating a diffusion sequence according to the first embodiment (QDZD) of the present invention. Referring to FIG. 25-A, the decimator 611 4-decimates and outputs the PN 1 code, and the decimator 621 4-decimates and outputs the PN 2 code. In the following description of the present invention, decimation means that the decimated symbol has the same value for a predetermined chip period. The output of the decimator can be more clearly understood by the following description.
도 25-B는 상기 데시메이션에 대한 시간축에서의 심볼 변화예를 도시한 도면이다. 도 25-B의 611은 도 25-A의 데시메이터611에서 PN1을 +1라고 할 때 4-데시메이션한 결과를 나타낸 것이고, 도 25-B의 621은 도 25-A의 데시메이터621에서 PN2를 -1이라고 할 때 4-데시메이션한 결과를 나타낸 것이다. 도 25-A의 곱셈기613은 곱셈기612의 출력과 PN3코드를 곱하여 확산코드 Ci로 출력하며, 곱셈기623은 곱셈기622의 출력과 PN3코드를 곱하여 확산코드 Cq로 출력한다. 상기 도 25-A와 같은 구성으로 확산코드를 발생하는 동작을 살펴보면, PN1및 PN2코드는 4-데시메이터611 및 621에서 데시메이션이 된 다음 곱셈기612와 622에서 직교부호와 곱해진다. 그 다음에 곱셈기613 및 623에서 또 다른 PN3코드와 곱해진후 최종 확산코드 CI, CQ를 출력한다. 이때 상기 PN1및 PN2코드는 한번 결정되면 4칩 동안 유지된다. 상기 데시메이터611 및 621에서 출력되는 상기 PN1및 PN2코드는 각각 곱셈기612 및 622에서 각각 대응되는 직교부호와 곱해진다. 이때 첫 번째 칩 시간(chip time)에는 QPSK 방식이 된다. 둘째 칩 시간에는 이전의 칩 시간 출력을 제1사분면의 (1,1)이라고 가정하면 제2사분면(-1,1) 또는 제4분면(1,-1)의 값이 되며, 이는 π/2-DPSK 방식이 된다. 세 번째 칩 시간에는 직교부호와 PN3코드에 의해서 제2사분면(-1,1) 또는 제4분면(1,-1) 값이 되며, 이는 ZCH 방식이 된다. 네 번째 칩 시간에는 출력이 제1사분면(1,1) 또는 제3사분면(-1,-1)에 나타나며, 이는 π/2-DPSK 방식이 된다. 상기와 같은 확산코드의 발생 과정은 상기 도 24에서 발생되는 확산코드(hybrid spreading code)의 한 구현 방식이 됨을 알 수 있다.Fig. 25-B shows an example of symbol change in the time axis for the decimation. 25-B shows the result of 4-decimation when PN 1 is +1 in the decimator 611 of FIG. 25-A, and 621 of FIG. 25-B shows the decimator 621 of FIG. 25-A. When PN 2 is -1, the result of 4-decimation is shown. The multiplier 613 of FIG. 25-A multiplies the output of the multiplier 612 and the PN 3 code and outputs the spread code C i . The multiplier 623 multiplies the output of the multiplier 622 and the PN 3 code and outputs the spread code C q . Referring to the operation of generating the spreading code in the configuration as shown in FIG. 25-A, the PN 1 and PN 2 codes are decimated in the 4-decimators 611 and 621 and then multiplied by the orthogonal codes in the multipliers 612 and 622. The multipliers 613 and 623 then multiply with another PN 3 code and output the final spreading codes C I and C Q. At this time, once the PN 1 and PN 2 codes are determined, they are maintained for 4 chips. The PN 1 and PN 2 codes output from the decimators 611 and 621 are multiplied by the orthogonal codes corresponding to the multipliers 612 and 622, respectively. At this time, the first chip time is the QPSK method. In the second chip time, assuming that the previous chip time output is (1,1) of the first quadrant, it is the value of the second quadrant (-1,1) or the fourth quadrant (1, -1), which is π / 2. -DPSK method. At the third chip time, a quadrant (-1,1) or fourth quadrant (1, -1) value is obtained by the orthogonal code and the PN 3 code, which is a ZCH scheme. At the fourth chip time, the output appears in the first quadrant (1,1) or the third quadrant (-1, -1), which is the π / 2-DPSK scheme. It can be seen that the above generation process of the spreading code is an implementation method of the hybrid spreading code generated in FIG. 24.
도 26-A는 본 발명의 제1 실시예(Q-D-Z-D)에 따라 확산시퀀스를 발생하는 또 다른 구성을 도면이다. 상기 도 26-A를 참조하면, 곱셈기711은 PNI코드와 직교부호1을 곱하고, 곱셈기721는 PNI코드와 직교부호2를 곱하여 출력한다. 직병렬변환기731은 직렬 형태의 PNQ코드를 병렬 데이타로 변환하여 출력한다. 데시메이터(decimation 2)741은 직병렬변환기731에서 출력되는 PNQ코드를 데시메이션하여 홀수번째의 PNQ코드를 출력하며, 데시메이터751은 직병렬변환기731에서 출력되는 PNQ코드를 데시메이션하여 짝수번째의 PNQ코드를 출력한다. 상기 직렬-병렬 변환기731의 출력 및 데시메이터741과 751의 출력은 하기 도 26-B의 시간축에서의 심볼변화를 도시한 도면에서 보다 명확히 이해될 수 있다. 직렬-병렬 변환기731의 출력은 홀수번째의 PNQ코드값이 도 26-B의 데시메이터741과 같이 변화가 되며, 짝수번째의 PNQ코드값은 도 26-B의 데시메이터751과 같이 변화된다.Fig. 26-A is a diagram showing still another configuration of generating a diffusion sequence according to the first embodiment QDZD of the present invention. Referring to FIG. 26-A, the multiplier 711 multiplies the PN I code by the orthogonal code 1, and the multiplier 721 multiplies the PN I code by the orthogonal code 2 and outputs the multiplier. Serial-to-parallel converter 731 converts serial PN Q codes into parallel data and outputs the parallel data. The decimator 741 decimates the PN Q code output from the deserializer 731 and outputs the odd PN Q code. The decimator 751 decimates the PN Q code output from the deserializer 731. Output the even-numbered PN Q code. The output of the serial-to-parallel converter 731 and the outputs of the decimators 741 and 751 can be more clearly understood in the figure showing the symbol change on the time axis of Figure 26-B below. The output of the serial-to-parallel converter 731 has an odd PN Q code value changed as shown in decimator 741 of FIG. 26-B, and an even PN Q code value is changed as shown in decimator 751 of FIG. 26-B. .
도 26-A의 곱셈기712는 데시메이터741의 출력과 곱셈기711의 출력을 곱하여 확산코드 Ci로 출력하며, 곱셈기722는 곱셈기721의 출력과 데시메이터751의 출력을 곱하여 확산코드 Cq로 출력한다. 상기 도 25는 PN 코드 3개를 사용하여야 하는 구조이지만, 상기 도 26은 상기 도 25와 동일한 기능을 하면서도 PN 코드를 2개만 필요로 하는 구조이다. PNI는 곱셈기711 및 721에서 각각 직교부호1과 직교부호2와 곱해진다. 한편 PNQ는 직렬-병렬 변환기731을 거쳐 2-데시메이터741 및 751를 거친후 각각 곱셈기 712와 722에서 PNI와 직교부호와의 곱의 출력과 곱해진 다음 확산코드 Ci및 Cq로 출력된다. 상기 도 26의 구조를 갖는 확산코드 발생기는 상기 도 25의 PN1및 PN2를 PNq를 이용하여 발생시키고, 상기 도 25의 PN3은 PNi를 이용하여 발생시킨다.The multiplier 712 of FIG. 26-A multiplies the output of the decimator 741 by the output of the multiplier 711 and outputs the spread code C i . The multiplier 722 multiplies the output of the multiplier 721 and the output of the decimator 751 and outputs the spread code C q . . FIG. 25 is a structure in which three PN codes are to be used. However, FIG. 26 is a structure in which two PN codes are required while having the same function as in FIG. PN I is multiplied by orthogonal code 1 and orthogonal code 2 in multipliers 711 and 721, respectively. On the other hand, PN Q is passed through 2-decimators 741 and 751 through serial-to-parallel converter 731, and then multiplied by the output of the product of PN I and the orthogonal codes in multipliers 712 and 722, respectively, and then output as spread codes C i and C q do. The spreading code generator having the structure of FIG. 26 generates PN 1 and PN 2 of FIG. 25 using PN q , and PN 3 of FIG. 25 generates PN i .
도 27은 본 발명의 제2 실시예(ZD)에 따라 확산시퀀스를 발생하는 구성을 도시하는 도면으로, 한번은 ZCH를 수행하고 다음에는
도 28은 본 발명의 제2실시예(ZD)에 따라 확산시퀀스를 발생하는 다른 구성을 도시하는 도면이다. 상기 도 28에서 PNI는 곱셈기911에서 직교부호1의 부호가 바뀐 것과 곱해지고, 곱셈기921에서는 직교부호2와 곱해진다. PNQ는 N-데시메이터931에서 데시메이션이 된 후 상기 도 25-B와 같이 데시메이션된 심볼이 N칩 구간동안 반복된다. 상기 N-데시메이터의 N 값은 2의 지수승을 가질 수도 있다. 상기 데시메이터931의 출력은 곱셈기912에서 곱셈기 911의 출력과 곱해지고 또 곱셈기922에서 곱셈기921의 출력과 곱해지며, 상기 곱셈기의 출력912 의 출력이 Ci이고 상기 곱셈기의 출력922의 출력이 Cq이다.FIG. 28 is a diagram showing another configuration for generating a diffusion sequence according to the second embodiment ZD of the present invention. In FIG. 28, PN I is multiplied by the sign of orthogonal code 1 changed in the multiplier 911, and multiplied by orthogonal code 2 in the multiplier 921. In FIG. After PN Q is decimated in the N-decimator 931, the decimated symbol is repeated during the N chip period as shown in FIG. 25-B. The N value of the N-decimator may have an exponential power of two. The output of the decimator 931 is multiplied by the output of the multiplier 911 at the multiplier 912 and the output of the multiplier 921 at the multiplier 922, the output of the output 912 of the multiplier is C i and the output of the output 922 of the multiplier is C q. to be.
도 29는 본 발명의 제3 실시예를 도시하는 도면으로 확산코드가 ZC를 할 경우뿐만 아니라 동일한 값을 유지하는 경우에도 PAR이 상대적으로 증가하는 현상을 피하기 위한 방법이다. 이 방법은 확산코드 PNI, PNQ의 ZC와 홀드를 피하기 위해서 ZC가 발생하면 확산코드의 위상을
도 30은 도 22와 23에 도시된 바와 같이, 본 발명의
1) 확산계수(Spreading factor): 41) Spreading factor: 4
2) 단일간섭(Single Interference): 64칩 지연 PN코드(64chip delay PN code)2) Single Interference: 64 chip delay PN code
3) 각 채널별 전력할당비: 파일럿채널 = 1, 제어채널 = 4, 기본채널 = 43) Power allocation ratio for each channel: pilot channel = 1, control channel = 4, basic channel = 4
4) 왈시부호:Walsh Code:
파일럿채널: 1 1 1 1 1 1 1 1Pilot channel: 1 1 1 1 1 1 1 1
제어채널: 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1Control channel: 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1
기본채널: 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1Base channel: 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1
그리고 저역여파기는 종래의 IS-95 타입(48탭)을 사용하였다. 도 13에서 알 수 있는바와 같이 본 발명의
하기의 설명은 본 발명의 실시예에서 제시된 확산방법에 대한 시뮬레이션 결과를 정리한 것이다. 4-채널 시뮬레이션에 사용된 조건은 아래와 같다.The following description summarizes the simulation results for the diffusion method presented in the embodiment of the present invention. The conditions used for 4-channel simulation are as follows.
1) 각 채널별 전력할당비: 파일럿채널 = 1, 제어채널 = 4, 기본채널 = 4, 부가채널 = 161) Power allocation ratio for each channel: pilot channel = 1, control channel = 4, basic channel = 4, additional channel = 16
2) 각 채널별 왈시부호 및 확산계수:2) Walsh code and diffusion coefficient for each channel:
파일럿채널: 1 1 1 1 1 1 1 1Pilot channel: 1 1 1 1 1 1 1 1
제어채널: 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1, PG = 96Control channel: 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1, PG = 96
기본채널: 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1, PG = 64Base channel: 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1, PG = 64
부가채널: 1 -1 1 -1 1 -1 1 -1, PG = 4Additional Channels: 1 -1 1 -1 1 -1 1 -1, PG = 4
3) 각 확산방법에 따른 PAR 성능 비교(4-채널)의 포맷(Format)은 하기 <표 1>과 같다.3) The format of the PAR performance comparison (4-channel) according to each diffusion method is shown in Table 1 below.
I 데이터채널: 파일럿채널 + 제어채널I data channel: pilot channel + control channel
Q 데이터채널: 기본채널 + 부가채널Q data channel: base channel + additional channel
3-채널을 사용한 경우의 시뮬레이션에 사용된 조건은 아래와 같다.The conditions used in the simulation when using 3-channel are as follows.
1) 각 채널별 전력할당비: 파일럿채널 = 1, 제어채널 = 4, 기본채널 = 41) Power allocation ratio for each channel: pilot channel = 1, control channel = 4, basic channel = 4
2) 각 채널별 왈시부호 및 확산계수:2) Walsh code and diffusion coefficient for each channel:
파일럿채널: 1 1 1 1 1 1 1 1Pilot channel: 1 1 1 1 1 1 1 1
제어채널: 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1, PG = 96Control channel: 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1, PG = 96
기본채널: 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1, PG = 64Base channel: 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1, PG = 64
3) 각 확산방법에 따른 PAR 성능 비교(3-채널)의 포맷(Format)은 하기 <표 2>와 같다.3) The format of the PAR performance comparison (3-channel) according to each diffusion method is shown in Table 2 below.
I 데이터채널: 파일럿채널 + 제어채널I data channel: pilot channel + control channel
Q 데이터채널: 기본채널Q Data Channel: Base Channel
상기 <표 1> 및 <표 2>에서 알 수 있는 바와같이 본 발명에서 사용된 확산방법을 이용한 경우의 PAR 값이 종래의 QPSK보다 낮다.As can be seen from Tables 1 and 2, the PAR value of the diffusion method used in the present invention is lower than that of the conventional QPSK.
상술한 바와 같이 본 발명은 CDMA 방식의 통신시스템의 대역 확산장치에서 상태에 따라 여러 가지 형태의 확산코드로 생성하므로써, PAR 를 감소시킬 수 있는 이점이 있다.As described above, the present invention is advantageous in that PAR can be reduced by generating various types of spreading codes according to states in a spread spectrum device of a CDMA communication system.
Claims (31)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019980031570A KR20000012969A (en) | 1998-08-03 | 1998-08-03 | Spreading signal generator of cdma communication system and spreading signal generation method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1019980031570A KR20000012969A (en) | 1998-08-03 | 1998-08-03 | Spreading signal generator of cdma communication system and spreading signal generation method |
Publications (1)
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---|---|---|---|
KR1019980031570A KR20000012969A (en) | 1998-08-03 | 1998-08-03 | Spreading signal generator of cdma communication system and spreading signal generation method |
Country Status (1)
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KR (1) | KR20000012969A (en) |
-
1998
- 1998-08-03 KR KR1019980031570A patent/KR20000012969A/en not_active Application Discontinuation
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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WITN | Withdrawal due to no request for examination |