KR20030093177A - Apparatus and Design Method of Binary Constant Amplitude CDMA (CA-CDMA) Communication System Using a New Pre-Coding Scheme of code rate 1.0 - Google Patents

Apparatus and Design Method of Binary Constant Amplitude CDMA (CA-CDMA) Communication System Using a New Pre-Coding Scheme of code rate 1.0 Download PDF

Info

Publication number
KR20030093177A
KR20030093177A KR1020030082802A KR20030082802A KR20030093177A KR 20030093177 A KR20030093177 A KR 20030093177A KR 1020030082802 A KR1020030082802 A KR 1020030082802A KR 20030082802 A KR20030082802 A KR 20030082802A KR 20030093177 A KR20030093177 A KR 20030093177A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
cdma
user
constant amplitude
binary
Prior art date
Application number
KR1020030082802A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
유흥균
김상우
Original Assignee
유흥균
김상우
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 유흥균, 김상우 filed Critical 유흥균
Priority to KR1020030082802A priority Critical patent/KR20030093177A/en
Publication of KR20030093177A publication Critical patent/KR20030093177A/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69Spread spectrum techniques
    • H04B1/707Spread spectrum techniques using direct sequence modulation
    • H04B1/7097Interference-related aspects
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04JMULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J13/00Code division multiplex systems
    • H04J13/0007Code type
    • H04J13/004Orthogonal
    • H04J13/0048Walsh
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B2201/00Indexing scheme relating to details of transmission systems not covered by a single group of H04B3/00 - H04B13/00
    • H04B2201/69Orthogonal indexing scheme relating to spread spectrum techniques in general
    • H04B2201/707Orthogonal indexing scheme relating to spread spectrum techniques in general relating to direct sequence modulation
    • H04B2201/70706Orthogonal indexing scheme relating to spread spectrum techniques in general relating to direct sequence modulation with means for reducing the peak-to-average power ratio

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Error Detection And Correction (AREA)

Abstract

PURPOSE: A binary CA-CDMA(Constant Amplitude CDMA) system using a new pre-coding technique, of which the code rate is 1, and a method for designing the same are provided to always fix the PAPR(Peak-to-Average Power Ratio) of an output signal as 0 dB by making a signal having a constant amplitude always outputted without a lowering of the bit rate due to a lowering of the code rate. CONSTITUTION: In the transmitter block of a binary 4-user CA-CDMA system, a parity signal extractor(2) extracts a parity signal(5) from b={b0,b1,b2,b3}, each user data(1). The extracted parity signal(5) is multiplied by the fourth user s signal(b3), and a signal inputted from each user has uneven numbers of +1 and -1. As signals composed of uneven numbers of +1 and -1 are multiplied by a Walsh Hardmard sequence Wn(n=1,2,3,4) and the multiplied signals are combined, a signal(S), always composed of ±2, is obtained. As the last bit of the obtained signal(S) is multiplied by the parity signal(5), an output signal(6) satisfying a constant amplitude is outputted.

Description

코드율이 1인 새로운 프리코딩 기법에 의한 2진 정진폭 CDMA 통신 시스템의 설계 방법과 장치구성{ Apparatus and Design Method of Binary Constant Amplitude CDMA (CA-CDMA) Communication System Using a New Pre-Coding Scheme of code rate 1.0 }Apparatus and Design Method of Binary Constant Amplitude CDMA (CA-CDMA) Communication System Using a New Pre-Coding Scheme of code rate 1.0}

본 발명이 속하는 코드 분할 다중화 (code division multiple access : 이하 "CDMA"이라함) 통신 시스템에서는, 동시에 다중사용자 데이터가 합쳐지거나 여러 채널이 더해질 때 높은 첨두전력 대 평균전력 비(Peak-to-Average Power Ratio: 이하 "PAPR"이라함)이 발생한다. 이러한 높은 PAPR로 인하여 고출력 증폭기(HPA)에서의 비선형 왜곡이 발생하여, 대역내의 간섭신호는 물론 인접 채널로의 간섭을 야기시키며, 뿐만 아니라 고출력 증폭기를 전력 효율을 매우 저하시키게 된다. 그러므로 여러 사용자 채널이 합쳐지거나 데이터가 더해질 때 발생하는 높은 PAPR을 낮은 PAPR로 저감하는 것이 매우 중요하다.In the code division multiple access (CDMA) communication system to which the present invention belongs, a high peak-to-average power ratio is obtained when multiple user data are combined or multiple channels are added at the same time. Ratio: hereinafter referred to as "PAPR". This high PAPR causes nonlinear distortion in the high power amplifier (HPA), causing interference in the band as well as interference to adjacent channels, as well as significantly reducing the power efficiency of the high output amplifier. Therefore, it is very important to reduce the high PAPR to low PAPR that occurs when multiple user channels are combined or data is added.

지금까지 CDMA 통신 시스템에서 발명되거나 보고된 PAPR(Peak to Average Power Ratio) 저감 기법들의 예를 들면,Examples of Peak to Average Power Ratio (PAPR) reduction techniques invented or reported so far in a CDMA communication system include:

1) 2002년 9월 K. Sathananthan 과 C. Tellambura가Vehicular Technology Conference, vol. 1에 발표한, CDMA에서 다중 사용자 신호에 의해 발생하는 PAPR을 저감하는 방법으로 부분 전송 시퀀스(partial transmit sequence : 이하 "PTS"이라함) 및 선택적 맵핑(selective mapping : 이하 "SLM"이라함) 기법들,1) In September 2002, K. Sathananthan and C. Tellambura published the Vehicular Technology Conference , vol. A method of reducing PAPR caused by multi-user signals in CDMA as described in Fig. 1 is called a partial transmit sequence ("PTS") and selective mapping ("SLM"). field,

2) 2002년 9월 O. Vaananen과 J. Vankka 그리고 K. Halonen이 IEEE Seventh International Symposium on Spread Spectrum Techniques and Applications, vol. 2에 발표한, clipping 방법을 이용한 CDMA 시스템에서의 PAPR 저감기법,2) In September 2002, O. Vaananen, J. Vankka and K. Halonen published IEEE Seventh International Symposium on Spread Spectrum Techniques and Applications, vol. PAPR reduction technique in CDMA system using clipping method, presented in 2

3) 1997년 12월 T. Wada, T. Yamazato, M. Katayama 그리고 A. Ogawa가 IEICE Trans. Fundamentals, vol. E80-A에 발표한, pre-coding을 이용하여 constant amplitude를 갖는 multi-code CDMA 시스템,3) December 1997 by T. Wada, T. Yamazato, M. Katayama and A. Ogawa. Fundamentals, vol. Multi-code CDMA system with constant amplitude using pre-coding, presented in E80-A,

4) 2000년 11월 S. I. Kim, G. Y. Jung, S. Y. Yoon 그리고 H. S. Lee가 IEICE Trans. Commun. vol. E83-B에 발표한 보다 발전된 pre-coding을 이용한 constant amplitude를 갖는 multicode wideband CDMA 시스템이 발표되었다.4) In November 2000, S. I. Kim, G. Y. Jung, S. Y. Yoon and H. S. Lee presented IEICE Trans. Commun. vol. A multicode wideband CDMA system with constant amplitude using the more advanced pre-coding presented in E83-B has been presented.

그러나, PTS 및 SLM 기법은 신호의 왜곡 없이 PAPR을 저감하는 장점을 갖지만 그 저감에 있어서 한계성을 나타내며, 많은 계산량 및 부가 채널을 이용한 부가 정보(side-information)의 전송과 같은 단점을 갖는다. 그리고 clipping 기법은 신호 자체를 왜곡시키므로 원하는 만큼의 확실한 PAPR 저감효과를 갖는 장점이 있지만, clipping된 신호는 수신기에서 완전히 복원하지 못하므로 시스템의 비트오율(bit error rate : 이하 "BER"이라함)이 매우 나빠지는 단점을 갖는다.However, the PTS and SLM techniques have the advantage of reducing PAPR without distortion of the signal, but show limitations in the reduction, and have disadvantages such as transmission of side information using a large amount of computation and additional channels. And since the clipping technique distorts the signal itself, it has the advantage of reducing the PAPR as much as desired, but since the clipped signal is not completely recovered by the receiver, the bit error rate (hereinafter referred to as "BER") of the system It has the disadvantage of being very bad.

한편, 프리코딩 기법은 본 연구의 기초가 되는 기술이며 신호를 왜곡하지 않으면서 항상 일정한 신호를 출력하므로 PAPR 저감 성능이 매우 뛰어나다. 그러나 기존의 연구에서 제시된 프리코딩 기법은 다음과 같은 두 가지 큰 단점을 갖는다. 그 하나는 시스템의 사용자의 수가 증가함에 따라 프리코딩을 위해 사용자 정보를 대신해서 사용되는 부가적인 채널 신호가 많아짐으로써 신호 전송률의 손실이 발생한다는 점이며, 다른 하나는 사용자 증가에 따른 시스템 확장의 어려움이다.On the other hand, the precoding technique is the base technology of the present study, and the PAPR reduction performance is excellent because it always outputs a constant signal without distorting the signal. However, the precoding technique presented in the previous studies has two major disadvantages. One is that as the number of users in the system increases, additional channel signals are used instead of user information for precoding, resulting in a loss of signal rate. to be.

본 발명은 코드율이 1인 새로운 프리코딩을 발명하여 CDMA 통신 시스템에서, 1) 코드율의 저하로 인한 전송속도의 저하 없이 항상 정진폭을 갖는 신호를 출력하게 함으로써 출력신호의 PAPR을 항상 0 dB로 고정시키며, 2) 사용자 수의 증가에 따라 시스템 확장이용이한 정진폭 CDMA(constant amplitude CDMA(code divisionmultiple access) : 이하 "CE-CDMA" 이라함) 방식의 설계 방법 및 장치 구성에 관한 기술이다. 이 방법은 시스템의 사용대역을 확장하지 않고 적용 가능하다.The present invention invents a new precoding having a code rate of 1, and in a CDMA communication system, 1) always outputs a signal having a constant amplitude without a decrease in transmission rate due to a decrease in the code rate, thereby making the PAPR of the output signal always 0 dB. 2) Constant amplitude CDMA (Constant Amplitude Code Division Multiple Access (CDMA)) design method and device configuration which is easy to expand the system as the number of users increases. . This method can be applied without extending the bandwidth of the system.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 입력되는 사용자 신호로부터 얻어낸 parity 신호를 이용하여 코드율이 1이며 항상 일정한 신호를 출력하는 4-user CA-CDMA를 구현하며, 이를 병렬 반복 사용함으로써 사용자용량을 4배씩 확장하는 시스템이다.In order to achieve the above object, the present invention implements a 4-user CA-CDMA having a code rate of 1 and always outputting a constant signal by using a parity signal obtained from an input user signal. It's a 4x expansion system.

제 1 도는 2진 4-user CA-CDMA 시스템의 송신기 블록 구성도.1 is a block diagram of a transmitter of a binary 4-user CA-CDMA system.

제 2 도는 2진 4-user CA-CDMA 시스템의 수신기 블록 구성도.2 is a receiver block diagram of a binary 4-user CA-CDMA system.

제 3 도는 4-user 시스템의 사용자 입력에 대한 각 출력신호의 비교표.3 is a comparison table of output signals for user inputs of a 4-user system.

제 4 도는 2진 16-user CA-CDMA 시스템의 송신기 블록 구성도.4 is a block diagram of a transmitter of a binary 16-user CA-CDMA system.

제 5 도는 2진 16-user CA-CDMA 시스템의 송신기 블록 구성도.5 is a block diagram of a transmitter of a binary 16-user CA-CDMA system.

제 6 도는 일반 16-user CDMA의 출력신호 레벨6 shows the output signal level of normal 16-user CDMA

제 7 도는 제안된 16-user CA-CDMA의 출력신호 레벨7 shows the output signal level of the proposed 16-user CA-CDMA.

※ 제 1도의 주요 부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of the code about the main part of FIG.

(1) 4명의 각 사용자 입력 데이터(1) 4 user input data

(2) parity 신호 추출 블록(2) parity signal extraction block

(3) 직·병렬 변환 블록(3) serial / parallel conversion block

(4) 병·직렬 변환 블록(4) bottle / serial conversion block

(5) 추출된 parity 신호(5) extracted parity signal

(6) 출력 신호(6) output signal

※ 제 2도의 주요 부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of codes for main parts of Figure 2

(7) 수신된 데이터(7) received data

(2) parity 신호 추출 블록(2) parity signal extraction block

(3) 직·병렬 변환 블록(3) serial / parallel conversion block

(4) 병·직렬 변환 블록(4) bottle / serial conversion block

(5) 추출된 parity 신호(5) extracted parity signal

(8) 사용자 신호 복원 블록(8) User Signal Restoration Block

(9) 복원된 사용자 신호(9) restored user signal

※ 제 4도의 주요 부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of codes for main parts of Figure 4

(10) 16명의 각 사용자 입력 데이터(10) 16 user input data

(11) 2진 4-user CA-CDMA 송신기(11) Binary 4-user CA-CDMA Transmitter

(12) 출력 신호12 output signal

※ 제 5도의 주요 부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of the code about the main part of FIG.

(13) 수신된 신호(13) received signal

(14) 2진 4-user, CA-CDMA 수신기(14) Binary 4-user, CA-CDMA Receiver

(15) 복원된 각 사용자 신호(15) each restored user signal

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분을 중심으로 설명하며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following description focuses on the parts necessary to understand the operation according to the present invention, it should be noted that the description of other parts will be omitted so as not to distract from the gist of the present invention.

본 발명에서, 새로운 프리코딩 (pre-coding) 기법을 이용한 2진 정진폭 코드 분할 다중 접근시스템의 목적은, 기존의 CDMA 시스템에서 동시에 다중사용자 데이터가 합쳐지거나, 여러 채널이 더해질 때 발생하는 높은 PAPR 문제를 2진 크기 레벨로 해결하여 고성능 및 고효율 데이터 전송을 가능하게 하는 것이다. 또한 기존의 다른 프리코딩을 이용한 constant amplitude CDMA에서 발생하는 코드율의 저하, 즉 데이터 전송속도의 감소 또는 대역폭 증가 문제를 해결하는 것이다.In the present invention, the objective of the binary constant amplitude code division multiple access system using a new pre-coding technique is that a high PAPR occurs when multiple user data are combined or multiple channels are added simultaneously in an existing CDMA system. The problem is solved at the binary size level, enabling high performance and high efficiency data transfer. It also solves the problem of lowering the code rate, that is, reducing the data rate or increasing the bandwidth, which occurs in constant amplitude CDMA using other existing precoding.

이 발명의 사용은 부가적으로 기존의 연구에서 문제점으로 나타났던 시스템 사용자수의 확장의 제한성 또한 해결할 수 있으며, 이는 입력되는 사용자 신호로부터 얻어낸 패리티(parity) 신호를 이용하여 코드율이 1이며 항상 일정한 신호를 출력하는 4-user CA-CDMA를 구현하고 이를 반복 사용함으로써 증가된 사용자에 대한 시스템으로 확장시킬 수 있다. 결국 본 발명은 데이터의 전송속도를 그대로 유지함과 동시에 시스템 확장의 제한성을 해결하며, 출력신호의 PAPR을 항상 0 dB로 고정시킴으로써 높은 PAPR 문제를 완벽히 해결하고, 보다 안정되고 효율적인 통신을 가능하게 한다.The use of the present invention additionally solves the limitation of the expansion of the number of system users, which has been a problem in previous studies, which uses a parity signal obtained from the input user signal and has a code rate of 1 and is always constant. By implementing a 4-user CA-CDMA that outputs a signal and using it repeatedly, it can be extended to a system for increased users. As a result, the present invention solves the limitation of system expansion while maintaining the data transmission rate as it is, and solves the high PAPR problem completely by fixing the PAPR of the output signal to 0 dB at all times, and enables more stable and efficient communication.

제 1도는 본 발명에서 제안하는 2진 CA-CDMA의 기초가 되는 2진 4-user CA-CDMA 시스템 송신기의 블록 구성도를 나타낸 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위하여, parity 신호 추출기(2)는 입력되는 각 사용과 데이터(1)b= {b 0,b 1,b 2,b 3}로부터 parity 신호(5)를 추출한다. 이때의 parity 신호(5)는 다음과 같은 식에 의해 얻어질 수 있다.1 shows a block diagram of a binary 4-user CA-CDMA system transmitter that is the basis of the binary CA-CDMA proposed in the present invention. In order to achieve the above object, the parity signal extractor 2 extracts a parity signal 5 from each input and data 1 b = { b 0 , b 1 , b 2 , b 3 } input. The parity signal 5 at this time can be obtained by the following equation.

[ 수학식 1 ][Equation 1]

이렇게 구한 parity 신호(5)는 4번째 사용자의 신호b 3와 곱해짐으로써로 변환되며, 각 사용자로부터 입력되는 신호는 항상 홀수 개의 +1과 -1을 갖는다. 홀수 개의 +1과 -1로 이루어진 신호가 Walsh Hardmard sequencew n (n= 1, 2, 3, 4 )와 곱하여 합쳐진 신호S는 항상 ±2로 이루어진다. 이렇게 얻어진 신호S는 항상 홀수 개의 +2와 -를 가지므로 parity 신호(5)를 마지막 비트에 곱해줌으로써 최초 입력된 신호를 구분할 수 있으며, 항상 constant amplitude를 만족하는 출력 신호(6)를 출력한다.The parity signal (5) thus obtained is multiplied by the signal b 3 of the fourth user. The signal input from each user always has an odd number of + 1's and -1's. The signal S, which is an odd number of + 1's and -1's multiplied by the Walsh Hardmard sequence w n ( n = 1, 2, 3, 4), is always ± 2. Since the signal S thus obtained always has an odd number of +2 and-, the first input signal can be distinguished by multiplying the parity signal 5 by the last bit, and always outputs an output signal 6 that satisfies the constant amplitude.

예로써 입력신호b= [-1 -1 -1 -1]인 경우를 생각해보면, 각 데이터에 의해 얻어진 parity 신호는 -1이며, parity 신호에 의해 변환된 입력신호는 [-1 -1 -1 1]이 된다. 이러한 과정에 의해 얻어진 신호가 WHT를 거치면 WHT 출력신호S는 [-2 -2 -2 2]이며, 이는 최초 입력이 [-1 -1 -1 1]인 경우와 같은 결과이므로 신호의 구분을 필요로 하게된다. 이런 두 입력 신호에 대한 구분은 신호S의 마지막 비트에 parity 신호를 또 한번 곱해줌으로써 이루어질 수 있으며, 결국 출력신호(6)는S out= [-2 -2 -2 -2]이다. 다른 입력신호의 경우에도 같은 과정에 의하여 ±2로만 이루어진 출력신호를 얻을 수 있다.As an example, consider the case where the input signal b = [-1 -1 -1 -1]. The parity signal obtained by each data is -1, and the input signal converted by the parity signal is [-1 -1 -1. 1]. If the signal obtained by this process passes through WHT, the WHT output signal S is [-2 -2 -2 2], which is the same result as the first input is [-1 -1 -1 1]. To be done. The distinction between these two input signals can be made by multiplying the last bit of the signal S by the parity signal once again, so that the output signal 6 is S out = [-2 -2 -2 -2]. In the case of other input signals, an output signal consisting of only ± 2 can be obtained by the same process.

제 2도는 2진 4-user CA-CDMA 시스템의 수신기 블록 구성도를 나타낸 것이다. 수신된 신호(7)는 직/병렬 변환(3)을 거치며, 병렬 변환된 신호 rn(n = 1, 2, 3, 4 )로부터 parity 신호 추출기(2)는 송신기에서 사용된 parity 신호(5)를 찾아낼 수 있다. 이렇게 찾은 parity 신호(5)는 송신기에서와 같이 수신된 신호(7)의 마지막 비트 r3에 곱해지고, 수신 신호는 병/직렬 변환(4)된다. 변환된 신호R'는 각 Walsh Hardmard sequencew n (n= 1, 2, 3, 4 )와 곱해진 뒤 사용자 신호 복원 블록(8)에 의해 각 사용자의 신호b' n = {b' 0,b' 1,b' 2,b' 3}를 출력하며, parity 신호(5)가 마지막 비트에 곱해짐으로써 최종적으로 복원된 사용자 신호(9)B= {b' 0,b' 1,b' 2,}를 얻는다. 이때 사용자 신호 복원 블록(8)은 다음과 같은 식에 의해 동작된다.2 shows a receiver block diagram of a binary 4-user CA-CDMA system. The received signal 7 undergoes a serial / parallel conversion (3), and from the parallel converted signal r n (n = 1, 2, 3, 4), the parity signal extractor 2 receives the parity signal (5) used at the transmitter. Can be found. The parity signal 5 thus found is multiplied by the last bit r 3 of the received signal 7 as at the transmitter, and the received signal is parallel / serial converted 4. The converted signal R ' is multiplied by each Walsh Hardmard sequence w n ( n = 1, 2, 3, 4) and then by the user signal recovery block 8 the signal of each user b' n = { b ' 0 , b Outputs ' 1 , b' 2 , b ' 3 } and the user signal (9) finally restored by parity signal (5) multiplied by the last bit B = { b' 0 , b ' 1 , b' 2 , } Gets At this time, the user signal recovery block 8 is operated by the following equation.

[수학식 2][Equation 2]

여기서b' n 는 복원된 n 번째 출력 신호이며,R'N'그리고w n 은 각각 parity 신호에 의해 변환된 수신호, 전체 사용자 수, 그리고 n 번째 Walsh Hardmard sequence를 나타낸다.Where b 'n is the reconstructed n-th output signal, R' and N ', and w n is the number of hand signals, conversion of users by the parity signals, respectively, and represents the n-th Walsh sequence Hardmard.

제 3도는 기존의 4-user CDMA 송신기와 2진 4-user CA-CDMA 송신기에서 입력되는 정보에 따른 각 시스템의 출력을 나타낸다.3 shows the output of each system according to the information input from the conventional 4-user CDMA transmitter and binary 4-user CA-CDMA transmitter.

제 4도는 16-user CA-CDMA 송신기의 구성을 나타낸다. 최초 입력되는 사용자 신호(10)b= {b 0,b 1, ...,b 14,b 15}는 4개의 2진 4-user CA-CDMA 송신기(11)에 4비트씩 나뉘어 입력되며, 각 4개의 2진 4-user CA-CDMA 송신기(11)로부터 출력되는 신호S n = {S n ,0,S n ,1,S n ,2,S n ,3} (n= 1, 2, 3, 4)는 다시 하나의 4개의 2진 4-user CA-CDMA 송신기(11)로 입력되어 constant amplitude를 갖는 출력신호(12)S tx = {S tx ,0,S tx ,2, ...,S tx ,14,S tx ,15}로써 출력된다. 4개의 2진 4-user CA-CDMA 송신기(11)로부터 출력되는 신호S n (n= 1, 2, 3, 4)는 각각 길이가 4이고 ±2로 이루어진 신호이므로, 다시 하나의 4개의 2진 4-user CA-CDMA 송신기(11)를 거친 출력신호(12)S tx 는 길이가 16이고 ±4로 이루어진다.4 shows the configuration of a 16-user CA-CDMA transmitter. First input user signal (10) b = { b 0 , b 1 , ..., b 14 , b 15 } is input into four binary 4-user CA-CDMA transmitters (11) divided by 4 bits, Signals S n = { S n , 0 , S n , 1 , S n , 2 , S n , 3 } Output from each of the four binary 4-user CA-CDMA transmitters 11 ( n = 1, 2, 3, 4) are again input to one of the four binary 4-user CA-CDMA transmitters 11 and output signals 12 having constant amplitude S tx = { S tx , 0 , S tx , 2 ,. ., S tx , 14 , S tx , 15 } Since the signals S n ( n = 1, 2, 3, 4) output from the four binary 4-user CA-CDMA transmitters 11 are 4 signals each having a length of 4 and are composed of ± 2, one again two four 2 The output signal 12 S tx through the true 4-user CA-CDMA transmitter 11 is 16 in length and consists of ± 4.

제 5도는 2진 16-user CA-CDMA 수신기를 나타낸다. 수신된 신호(13)R={R 0, ...,R 15}는 하나의 2진 4-user CA-CDMA 수신기(14)에 의해 길이가 4이고 ±2로 이루어진 4개의 비트열R' n= {R' n,0,R' n,1,R' n,2,R' n,3}로 변환되며, 이는 다시 4개의 2진 4-user CA-CDMA 수신기(14)에 각각 입력되어 복원된 각 사용자 신호(15)B= {b' 0,...,b' 15}로 나타난다.5 shows a binary 16-user CA-CDMA receiver. The received signal 13 R = { R 0 , ..., R 15 } is four bit strings R 'of length 4 and made up of ± 2 by one binary 4-user CA-CDMA receiver 14. n = { R ' n , 0 , R' n , 1 , R ' n , 2 , R' n , 3 }, which are then input to four binary 4-user CA-CDMA receivers 14, respectively And each restored user signal 15 B = { b ' 0 , ..., b' 15 }.

제 6도는 기존의 CDMA 송신기에서 출력되는 송신신호의 레벨을 나타낸 것으로, 사용자 수는 16이다. 그림에서와 같이 신호는 -16 에서부터 +16 사이에서 크게 변동함을 알 수 있으며, 이런 큰 신호 레벨의 변화로 인하여 큰 PAPR을 가지므로 HPA를 거치면서 비선형 왜곡이 크게 나타난다.6 shows the level of a transmission signal output from a conventional CDMA transmitter, and the number of users is 16. FIG. As shown in the figure, it can be seen that the signal fluctuates greatly from -16 to +16. Since the large signal level changes, the signal has a large PAPR.

제 7도는 본 연구에서 제안한 2진 CA-CDMA의 출력신호 레벨을 나타낸다. 역시 사용자 수는 16이며, 그림에서와 같이 신호는 +4와 -4의 binary 레벨로 나타난다. 이는 PAPR이 0 dB이며 HPA를 거쳐도 비선형 왜곡이 발생하지 않는다.7 shows the output signal level of binary CA-CDMA proposed in this study. Again, the number of users is 16, and the signal appears at binary levels of +4 and -4 as shown. It has a PAPR of 0 dB and no nonlinear distortion occurs through the HPA.

상기와 같은, 본 발명은 기존의 4-user CDMA 시스템에 새로운 프리코딩 기법을 적용하여 항상 일정한 크기의 신호를 출력하게 하는 시스템으로, 코드율이 1이므로 기존의 연구들에서 발생하는 전송 속도의 저하 또는 대역폭의 확장 문제가 없으며, 2진 4-user CA-CDMA를 반복 사용함으로써 시스템 사용자 수를 확장하여 사용할 수 있다. 본 발명을 이용하면 시스템의 데이터 전송속도 저하 또는 대역폭의 확장 문제 및 더 많은 사용자에 대한 시스템 확장성의 문제를 해결하고, PAPR이 0 dB인 신호를 출력함으로써 고출력 증폭기(HPA)에서의 비선형 왜곡이 발생하지 않아서보다 효율적이고, BER 성능이 안정된 데이터 전송이 가능하게 된다. 뿐만 아니라 고출력 증폭기를 최대 전력 효율로 사용할 수 있는 장점을 갖는다.As described above, the present invention is a system for always outputting a signal having a constant size by applying a new precoding scheme to an existing 4-user CDMA system. Alternatively, there is no bandwidth expansion problem, and the number of system users can be extended by using binary 4-user CA-CDMA repeatedly. The present invention solves the problem of data transmission rate degradation or bandwidth expansion of the system and system scalability for more users, and nonlinear distortion occurs in a high power amplifier (HPA) by outputting a signal having a PAPR of 0 dB. This makes it possible to transmit data more efficiently and with stable BER performance. In addition, the high-power amplifier can be used at maximum power efficiency.

Claims (2)

본 발명에서 제시하는 2진 정진폭 코드 분할 다중화(CA-CDMA) 통신 시스템의 구조 및 방법에 있어서,In the structure and method of a binary constant amplitude code division multiplexing (CA-CDMA) communication system proposed by the present invention, 1) 코드율이 1인 새로운 프리코딩 기법을 이용하여 2진 정진폭 4-user CA-CDMA를 구현하는 방법 및 장치,1) A method and apparatus for implementing binary constant amplitude 4-user CA-CDMA using a new precoding scheme having a code rate of 1; 2) 2진 정진폭 4-user CA-CDMA를 기초로 하여, 이를 병렬 반복 사용하여 4배씩 사용자 용량을 확장하는 방법 및 장치.2) A method and apparatus for expanding user capacity by four times by using parallel iteration based on binary constant amplitude 4-user CA-CDMA. 상기 1항에서 제시하는 2진 정진폭 코드 분할 다중화(CA-CDMA) 통신 시스템의 기본이 되는 4-user CA-CDMA의 코드율이 1인 새로운 프리코딩 기법 및 송수신 장치의 구성, 그리고 사용자 수를 확장하는 방법 및 장치에 있어서,A new precoding scheme with a code rate of 1 for 4-user CA-CDMA, which is the basis of the binary constant-width code division multiplexing (CA-CDMA) communication system, described in the above 1, the configuration of a transceiver and the number of users, A method and apparatus for expanding, 가) 4-user CA-CDMA의 송신기에 입력되는 각 사용자의 신호로부터 parity 신호를 얻는 장치 및 이를 4번째 사용자의 신호와 곱하는 방법 및 장치,A) an apparatus for obtaining a parity signal from the signal of each user input to the transmitter of 4-user CA-CDMA, and a method and apparatus for multiplying the signal with the signal of the fourth user; 나) 4-user CA-CDMA 송신기 내에서, parity 신호에 의해 변환된 입력 신호가 WHT(Walsh Hardmard transform)를 거쳐 출력될 때 출력신호의 마지막 비트에 또다시 parity 신호를 곱해줌으로써 사용된 parity 신호를 구분해주는 과정 및 장치,B) In 4-user CA-CDMA transmitter, when the input signal converted by parity signal is output through WHT (Walsh Hardmard transform), the parity signal is multiplied by multiplying the last bit of the output signal by the parity signal. Identifying processes and devices, 다) 4-user CA-CDMA의 수신기에 입력되는 신호를 직/병렬 변환하여 각각의 병렬 데이터로부터 송신기에서 사용된 parity 신호를 찾아내는 방법 및 장치.C) A method and apparatus for finding a parity signal used in a transmitter from each parallel data by serially / parallel converting a signal input to a 4-user CA-CDMA receiver. 라) 4개의 동일한 CA-CDMA 송신기의 출력 신호를 하나의 또 다른 CA-CDMA에입력하여 4배의 크기로 확장되는 방법 및 장치.D) A method and apparatus for expanding to four times the size by inputting the output signals of four identical CA-CDMA transmitters into another CA-CDMA.
KR1020030082802A 2003-11-18 2003-11-18 Apparatus and Design Method of Binary Constant Amplitude CDMA (CA-CDMA) Communication System Using a New Pre-Coding Scheme of code rate 1.0 KR20030093177A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030082802A KR20030093177A (en) 2003-11-18 2003-11-18 Apparatus and Design Method of Binary Constant Amplitude CDMA (CA-CDMA) Communication System Using a New Pre-Coding Scheme of code rate 1.0

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030082802A KR20030093177A (en) 2003-11-18 2003-11-18 Apparatus and Design Method of Binary Constant Amplitude CDMA (CA-CDMA) Communication System Using a New Pre-Coding Scheme of code rate 1.0

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20030093177A true KR20030093177A (en) 2003-12-06

Family

ID=32389487

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020030082802A KR20030093177A (en) 2003-11-18 2003-11-18 Apparatus and Design Method of Binary Constant Amplitude CDMA (CA-CDMA) Communication System Using a New Pre-Coding Scheme of code rate 1.0

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20030093177A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040014614A (en) * 2004-01-13 2004-02-14 유흥균 Apparatus and Design Method of Binary CA-MC-CDMA (Constant Amplitude Multi-code CDMA) Communication System without Bandwidth Increment by the Code Selection and Pre-coding Method of Code Rate 1.0
KR20050053424A (en) * 2003-12-02 2005-06-08 전자부품연구원 Block-sum check method for error correction in constant amplitude coded bi-orthogonal modulation scheme
KR100956935B1 (en) * 2008-06-30 2010-05-11 주식회사 케이티 Apparatus and method for systematic constant amplitude precoding, and apparatus and method for decoding according to it
KR101120302B1 (en) * 2010-11-25 2012-03-06 주식회사 케이티 Apparatus and method for decoding using parity code matrix

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050053424A (en) * 2003-12-02 2005-06-08 전자부품연구원 Block-sum check method for error correction in constant amplitude coded bi-orthogonal modulation scheme
KR20040014614A (en) * 2004-01-13 2004-02-14 유흥균 Apparatus and Design Method of Binary CA-MC-CDMA (Constant Amplitude Multi-code CDMA) Communication System without Bandwidth Increment by the Code Selection and Pre-coding Method of Code Rate 1.0
KR100956935B1 (en) * 2008-06-30 2010-05-11 주식회사 케이티 Apparatus and method for systematic constant amplitude precoding, and apparatus and method for decoding according to it
KR101120302B1 (en) * 2010-11-25 2012-03-06 주식회사 케이티 Apparatus and method for decoding using parity code matrix

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100429528B1 (en) Method and apparatus for digital communications
CN1260895C (en) Spread spectrum signal generating device and method in transmitter of mobile communications system
KR100343089B1 (en) A method and apparatus for facilitating multi-rate data transmission by selecting a plurality of spreading codes
JPH11275059A (en) Variable speed transmission method and device thereof
KR19990017091A (en) Modulator of Multicarrier Direct Sequence Spread Spectrum System
Sarala et al. Overview of MC CDMA PAPR reduction techniques
JP3519053B2 (en) Generation of quaternary complex quasi-orthogonal code for CDMA communication system and band spreading apparatus and method using the same
Kedia et al. Evaluation of correlation properties of orthogonal spreading codes for CDMA wireless mobile communication
CN116614339B (en) PAPR suppression transmitter of MC-CDMA system
JP5313428B2 (en) Code division multiple access communication method and apparatus for reducing peak-to-average power ratio using code book
KR100805643B1 (en) Method and apparatus for achieving data rate variability in orthogonal spread spectrum communication systems
KR20030093177A (en) Apparatus and Design Method of Binary Constant Amplitude CDMA (CA-CDMA) Communication System Using a New Pre-Coding Scheme of code rate 1.0
Raju et al. Orthogonal codes performance in multi-code CDMA
JP2000278247A (en) Method and device for providing a variety of channel used for spread spectrum communication system
KR20040014614A (en) Apparatus and Design Method of Binary CA-MC-CDMA (Constant Amplitude Multi-code CDMA) Communication System without Bandwidth Increment by the Code Selection and Pre-coding Method of Code Rate 1.0
KR20040032124A (en) Apparatus and Design Method of Binary Constant Amplitude CDM(code division multiplexing) System for the Satellite DMB (digital multimedia broadcasting) System
KR100612671B1 (en) Method for Reduction of PAPRPeak-to-Average Power Ratio Using Variable Code Set in Multi-carrier CDMA System
KR20150131521A (en) Apparatus and method for transmitting data using human body
Choi et al. Crest factors of Shapiro-Rudin sequence based multi-code MC-CDMA signals
KR100564178B1 (en) Hierarchical coding method and apparatus for constant amplitude transmission in cdma communication system and device thereof
KR100761669B1 (en) Pseudo-orthogonal code and pseudo-orthogonal transmitter and receiver
Talasaz et al. Peak-to-average reduction in MC-CDMA based on using different spreading and despreading codes
KR100615629B1 (en) Method and device for optimally and sub-optimally demodulating constant-amplitude multi-code biorthogonal modulation signals using block orthogonal extended transorthogonal codes
KR100590027B1 (en) Device and method for digital transmission based on multi-code transmission architecture using block orthogonal extended transorthogonal codes
Kim et al. Design of Binary Multi-code CDMA System with Constant Amplitude

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application