KR960003102B1 - 씨.디.엠.에이(cdma) 이동통신 기지국 변조장치의 채널 변조회로 및 그를 이용한 변조장치 - Google Patents

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Abstract

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Description

씨.디.엠.에이(CDMA) 이동통신 기지국 변조장치의 채널 변조회로 및 그를 이용한 변조장치
제1도는 종래의 CDMA 이동통신 기지국 변조기의 구성도.
제2도는 종래의 CDMA 이동통신 기지국 변조장치의 구성도.
제3도는 종래의 기지국 변조장치의 채널 변조회로의 구성도.
제4도는 본 발명에 따른 기지국 변조장치의 채널 변조회로의 구성도.
제5도는 본 발명에 따른 CDMA 이동통신 기지국 변조장치의 구성도.
제6도는 다치-이진신호의 배타적 논리합 연산기의 구성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
S1 : 부호화부 S2,S3 : 확산 및 I/Q 채널 변조부
31 : 다치-이진 배타적 논리합 연산기 32 : 채널 변조부
본 발명은 CDMA(Code Division Multiple Access) 기지국 변조장치의 채널 변조회로와 그를 이용한 기지국 변조장치에 관한 것이다.
이동통신 시스템은 시간과 장소에 구애됨이 없이 여러사람이 동시에 통화가 가능한 통신 시스템으로 이러한 시스템을 구현하는 데에는 다원 접속이라고 하는 멀티플 액세스(Multiple Access) 방식을 사용한다. 다원 접속이라고 하는 것은 공동으로 사용하는 하나의 채널을 여러 사용자가 동시에 접속할 수 있게 하는 방식으로 크게 TDMA(Time Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), 그리고 CDMA(Code Division Multiple Access) 방식 등이 있으며 실제로 이들의 적절한 혼합 방식도 사용될 수 있다. TDMA는 주어진 채널을 여러 사용자가 공동으로 사용하는데 있어 시간을 나누어 사용하는 방법이며, FDMA는 주어진 채널의 주파수 대역폭을 작은 대역폭으로 나누어 여러 사용자가 사용하는 방법이다. CDMA는 시간과 주파수를 나누어 다원 접속하는 것과는 달리 각 사용자에게 서로 직교인(Orthogonal) 부호를 할당하고 주어진 채널을 이들 각각의 부호로 나누어 사용하는 방식이다.
예를들어 m명의 사용자를 갖는 CDMA 다원 접속방식을 생각해 보자. i번째 사용자가 통신하고자 하는 정보를 Si라 하고 그 사용자에게 할당된 부호를 Ci라 하자. CDMA는 직교부호를 사용하기 때문에 각 사용자에게 할당된 부호는 다음의 성질을 갖는다.
이러한 직교부호의 성질을 이용하여 각 사용자는 자신의 송신 정보 Si를 자신에 할당된 부호 Ci로 변조시켜 채널을 통해 전송한다. 여기서 Ci의 데이타율은 Si의 데이타율 보다 상당히 커야 보다 많은 사용자를 수용할 수 있다. 그러므로 채널상의 신호 T는 각 사용자로부터의 신호의 합으로 나타내지며 다음과 같이 쓸 수 있다.
수신단에서는 채널을 통해 수신된 여러 사용자의 신호중 특정 사용자의 신호를 복원할 수 있어야 한다. i번째 사용자의 신호를 복원하기 위해서는 그 사용자에 할당된 부호를 곱하므로써 얻을 수 있다.
이와 같은 CDMA 방식은 채널의 전송 대역폭이 정보의 대역폭 보다 상당히 크기 때문에 대역 확산 통신방식이라 하며 그의 비율을 프로세싱 게인(Processing Gain)이라 부르고 이 값이 클수록 통신을 저해하는 재밍(Jamming)에 강하다. 현재 개발된 디지틀 이동통신 시스팀은 TDMA 방식이 대부분이나 최근 CDMA 방식이 동일채널에 TDMA 방식보다 더 많은 가입자를 수용할 수 있는 방식으로 알려져 있으며 미국의 Qualcomm사가 이 방식의 디지틀 이동통신 시스템을 개발하고 있다.
일반적으로 디지틀 이동통신 셀률라 시스팀은 이동국, 기지국, 이동교환국으로 구성되며, 여러 이동국과 기지국은 무선 링크를 통하여 다원 접속되어 이동국에 많은 이동성(Mobility)을 제공하게 한다. 이러한 이동국과 기지국의 통신은 각 셀 단위로 구성되며 기지국으로 온 여러 이동국 신호들은 서로 혼합(Muxing)되어 이동통신용 교환기를 거쳐 기존의 PSTN(Public Switched Telephone Network)망과 접속된다.
일반적으로 기지국에서 이동국으로 이어지는 무선 링크를 순방향 무선 링크(Forward Link), 이동국에서 기지국으로 이어지는 무선 링크를 역방향 무선 링크(Reverse Link)라고 부른다. 순방향(Forward) CDMA 채널은 하나의 파일롯(Pilot) 채널, 최대 하나의 동기(Sync) 채널, 최대 7개의 페이징(Paging) 채널 그리고 최대 63개의 순방향 트래픽(Forward Traffic) 채널로 구성되며 모두 64개의 채널을 가진다.
이러한 이지틀 이동통신 시스팀중 Qualcomm사가 개발중인 CDMA 방식의 기지국 변조기 구성도는 제1도에 나타나 있으며, 제1도에서 S1은 부호화부, S2와 S3는 확산 및 I/Q 채널 변조부를 각각 나타낸다.
도면의 구성에서 기지국 변조기를 제어하는 마이크로 프로세서는 VOCODER (Voice Coder ; 음성신호를 디지탈화한 후 데이타를 압축하는 음성 부호기)로부터의 압축된 음성신호를 메모리에서 읽어내어 부호화부(S1)내의 길쌈부호기(Convolutional Encoder)(1)의 입력으로 제공한다. 여기서 길쌈부호(Convolutional Codes)는 무선 채널상에서 발생하는 오류(Error)를 정정하기 위한 채널코딩방법의 하나이다. 이 채널부호기 입력은 음성부호가 출력으로서 데이타 전송속도는 9.6Kbps이며 속도비(Rate)가 1/2인 길쌈부호기(1)를 통과하면 19.2Ksps(Symbol Per Second)가 된다. 이 길쌈부호는 일반적으로 이동통신 환경에서 자주 발생하는 버스트 에러(Burst Error ; Error가 뭉쳐서 발생함)에 대해 매우 민감하므로(Burst Error에 대해서는 오류정정능력이 떨어짐), 이 버스트 에러(Burst Error)를 랜덤하게 해주는 것이 성능 향상에 도움을 준다.
이러한 버스트 에러의 랜덤화 기능을 수행하는 것이 블럭 인터리버(Block Interleaver)(2)이다. 즉, 입력신호를 일정한 방법으로 섞어서 채널상으로 전송하면 채널상에서 버스트 에러(Burst Error)가 발생하였을 경우에 다시 원래의 신호 순서로 복원했을 경우에 랜덤 에러가 된다. 이 블럭 인터리버(2)는 입력 신호중의 인접 심볼들을 가능한한 가장 멀리 떼어놓는 역할을 하며, 실제 구현상에서는 메모리에 데이타를 저장하고 저장 순서와 다른 방법으로 읽어내는 기능을 수행한다.
길쌈부호화된 심볼들이 블럭(Block) 단위로 인터리빙(Interleaving)된 후에는 롱 코드 PN 스크램블러(3)로 입력되어 롱 코드(Long Code)에 의해 발생되는 PN(Pseudo Noise) 신호로 스크램블링 된다. 여기서 롱 코드 PN 신호는 42비트의 LFSR(Linear Feedback Shift Register)에 의해 발생되며 각 이동국마다 유일하게 할당된 이동국 고유번호로 마스킹(Masking) 된다.
따라서 롱 코드 PN 신호는 특정 이동국만이 발생시킬 수 있는 신호열이며 각 이동국 사이의 PN 신호는 서로 직교성을 갖는다. 이렇게 특정 이동국만이 해독할 수 있는 신호로 바뀌어진 신호열에는 그 이동국이 송신하는 송신 전력을 제어할 목적으로 전력제어 비트가 삽입되는데, 이 기능은 핑쳐 제어부(Puncture Control)(4)에서 수행된다. 상기 전력제어 비트가 삽입된 위치의 원래 심볼은 오류가 발생하게 디나 채널 코딩에 의해 복원이 가능하다.
이렇게 파워 핑쳐(Power Puncture)된 신호는 2개의 경로(경로 A, 경로 B)로 나뉘어져 확산 및 I/Q 채널 변조부(S2,S3)로 각각 입력되는데, 확산 및 I/Q 채널 변조부(S2,S3)내의 월쉬 시이퀀스 커버(5)에 의해 1,2288Mcps(Chip Per Second) 속도의 월쉬 시이퀀스(Walsh Sequence)로 변조된다. 상기 월쉬 시이퀀스(Walsh Sequence)는 64칩 길이로 구성되는 64개의 월쉬 심볼(Walsh Symbol)중의 하나이다. 이동국과 기지국이 통신한다는 것은 이동국과 기지국간의 통신 채널이 형성되었음을 의미하며, 이동국이 기지국으로부터 채널을 할당받는다는 것은 64개의 월쉬 코드(Walsh Code)중 하나를 할당받는 것을 의미한다.
월쉬 시이퀀스 커버(Walsh Sequence Cover)(5)는 입력 신호 심볼열(19.2Ksps 속도)과 할당받은 월쉬 칩(Walsh Chip)(1.2288Mcps 속도)과의 모듈로-2(Modulo-2) 덧셈을 수행하는 덧셈기로 구성된다.
상기 월쉬 심볼(Walsh Symbol)로 변조된 신호는 1.2288Mcps의 속도를 갖는다. 이 신호는 다시 두 채널로 나뉘어지며 각 채널은 BPSK(Binary Phase Shift Keying)의 변조기법으로 변조되므로 전체적으로는 QPSK(Quaternary Phase Shift Keying)의 변조 특성을 갖는다. 이 두 채널중 하나는 I(In-phase) 채널, 다른 하나는 Q(Quadrature-phase) 채널이라고 한다.
이들 I와 Q 채널 데이타는 I 채널 및 Q 채널 파일롯 PN 발생기(6,7)에서 제공하는 신호와 함께 배타적 논리합 연산기(8)에 의해 각각 I 채널 쇼트 코드 PN 시이퀀스(I Channel Short Code PN Sequence)와 Q채널 쇼트 코드 PN 시이퀀스로 다시 직교 스크램블링(Orthogonal Scramnling)된다.
이때의 PN 시이퀀스는 각 기지국마다 또는 한 기지국내의 각 섹터(통상적으로 하나의 기지국은 3개의 섹터로 나뉘어 운영된다.)마다 다른 오프 셋(Offset)을 가진다. 이렇게 쇼트 코드 PN 시이퀀스로 스크램블링된 데이타는 디지탈 FIR(Finite Impulse Response) 필터(9)에 의해 필터링된 후 증폭기(10)에 의해 채널 이득값(GI1,GQ1,GI2,GQ2)만큼 증폭된다.
여기서 I 채널과 Q 채널의 이득은 같으며, 도면에서 경로(Path) A와 경로(Path) B에서의 월쉬 코드(Walsh Code), 쇼트 코드 PN 오프 셋(Short Code PN Offset), 그리고 이득은 서로 다를 수 있다.
경로(Path) A에서의 I 채널 데이타와 Q 채널 데이타는 시간영역에서 기지국 제어기로부터 제어신호를 받는 스위치(11)에 의해 다중화(Multiplexing)되어 3개의 섹터(알파(Alpha), 베타(Beta), 감마(Gamma))중 하나의 섹터(수신할 이동국이 위치한 섹터)로 스위칭된다.
이와같은 기능은 경로 B에서도 마찬가지인데 이동국이 3섹타중 어느 하나의 섹터로만 통신할 때에는(실제적으로 소프터 핸드 오버(Softer Hand Over)의 경우는 동시에 두 섹터와의 통신이 가능함.) 경로 A와 경로 B중 어느 하나의 경로는 출력으로 연결되지 않는다. 여기서 핸드 오버(Hand Over)는 호의 관할 영역이 절체되는 것을 말하는데 기지국에서 기지국으로 부드럽게 절체되는 현상을 소프트 핸드 오버(Soft Hand Over), 하나의 기지국내에서 섹터간의 부드러운 절체를 소프터 핸드 오버(Soft Hand Over)라고 말한다.
그러므로 제1도에서 두개의 경로를 사용한 이유는 소프터 핸드 오버(Soft Hand Over)의 경우 한 채널이 동시에 두개의 섹터로 연결될 필요가 있기 때문이다. 그러나 파일롯(Pilot) 채널과 동기(Sync) 채널은 어느 특정 섹터로만 전송되는 채널이므로 경로 A는 파일롯 채널로, 경로 B는 싱크 채널로 할당하여 경로(Path) A와 경로(Path) B의 다중화된 출력을 서로 더해서 3섹터중 하나의 섹터로 연결시킨다.
기지국내의 한 섹터에는 64개의 채널에 대해 각각이 상기한 제1도의 기지국 변조기를 필요로 한다. 따라서 3섹터로 운영되는 하나의 기지국에는 192개의 변조기가 필요하다. 실제적으로 유일한 CDMA 이동통신 기지국인 Qualcomm사의 기지국에서는 상기의 변조기를 CE(Channel Element)라고 부르며, 2개의 CE를 하나의 카드에 장착하여 CC(Channel Card)라고 부른다. 따라서 하나의 섹터는 32개의 CC로 구성되고, 3개의 섹터로 운영되는 하나의 기지국은 96개의 CC로 구성된다.
제2도에는 192개의 제1도에 도시한 변조기(192개의 CE 또는 96개의 CC)가 어떻게 결합되어 각 섹터의 안테나를 통하여 이동국에 전송되는가를 나타내었다.
제1도에 도시된 각 변조기의 마지막단에 있는 스위치(11)에서는 멀티플렉서 기능이 지원되어 각 경로의 I와 Q 채널 데이타가 타임 다중화(Time Multiplexed)된 후 3섹터의 어느 섹터로도 연결될 수 있도록 되어 있으며, 이의 제어는 기지국내의 기지국 제어장치가 각 섹터로 가는 192개의 출력신호중에서 64개의 이하의 신호만 가능하도록 제어한다.
제1도의 기지국 변조기의 스위치(11)에서 출력되는 이들 신호는 디지틀 영역에서 덧셈기(21)에 의해 더해진 후 디지틀/아날로그 변환기(D/A)(22)에 의해 아날로그 신호로 변환된다. 이 아날로그 신호는 디멀티플렉서(Demux)(23)를 거쳐 I 채널 데이타와 Q 채널 데이타로 분리된 후 각각의 변조기(24,25)에서 반송주파수(Cos Wct, Sin wct)로 변조되어 대역제한 필터(저역통과 필터)(LPE ; 26)를 통과한다. 상기 대역제한 필터(26)를 통과한 신호는 덧셈기(27)에서 서로 더하여져 안테나를 통하여 이동국에 전송된다.
그런데 제2도의 구성을 자세히 살펴보면 하나의 섹터로 연결되는 64개의 I 채널 데이타는 똑같은 PN 오프 셋(Offset)을(하나의 섹터는 똑같은 PN 오프 셋을 가지며 인접 섹터와는 다른 PN 오프 셋을 갖는다.) 갖는 쇼트 코드 PN 시이퀀스(Short Code PN Sequence)로 스크램블링되며 같은 FIR 필터를 통과하게 된다. 또한 하나의 섹터로 연결되는 Q 채널 데이타도 마찬가지이다.
그리고 각 변조기의 마지막단에 있는 스위치(11)도 경로 A, 경로 B, 그리고 경로 A+경로 B의 데이타가 각 섹터로 분기될 수 있어야 한다. 또한 소프터 핸드 오버를 수행하지 않는 대부분의 호(Call)는 경로 A 또는 경로 B중 어느 하나의 경로만을 사용하기 때문에 채널 변조 기능을 수행하는 기능부가 필요없는 추가의 하드웨어를 항상 가지게 된다.
따라서, 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 기존의 2진수 끼리의 배타적 논리합(Exclusive OR)(Modulo-2 덧셈) 연산을 이용하는 I, Q 채널의 스크램블링을, 다치(Multilevel) 데이타와 2진수의 배타적 논리합(Exclusive OR) 연산 방법을 이용하여 채널 변조를 수행하여 기존의 채널 변조부를 단순화시켜 구성의 단순화와 경제성을 제고시킨 CDMA 기지국 변조장치의 채널 변조회로를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한 본 발명의 다른 목적은 다치(Multilevel) 데이타와 2진수의 데이타 논리합(Exclusive OR) 연산 방법을 이용하여 채널 변조를 수행하는 채널 변조회로를 적용한 CDMA 기지국 변조장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 채널 변조회로는, 월쉬 심볼(Walsh Symbol)로 변조된 신호를 입력받아 소정의 이득값 만큼 증폭된 다수의 데이타를 더해주는 덧셈기와, 다치신호인 상기 덧셈기의 출력과 이진신호인 쇼트 코드 PN 시이퀀스를 입력받아 배타적 논리합 연산을 수행하는 다치-이진 배타적 논리합 연산수단과, 상기 다치-이진 배타적 논리합 연산수단의 출력을 필터링하는 디지틀 FIR 필터와, 상기 디지틀 FIR 필터에서 출력되는 값을 아날로그 신호로 변환하는 디지틀/아날로그 변환기(D/A)와, 상기 디지틀/아날로그 변환기의 출력을 변조시켜 안테나측으로 전송하는 변조기를 구비한다.
그리고 상기 채널 변조회로를 이용한 본 발명에 따른 CDMA 기지국 변조장치는, 보코더(VOCODER)로부터의 압축된 음성신호를 마이크로 프로세서로부터 제공받아 길쌈부호화 하고 블럭(Block) 단위로 인터리빙(Interleaving)한 후, 롱 코드(Long Code)에 의해 발생되는 PN(Pseudo Noise) 신호로 스크램블하여 출력하는 다수의 부호화수단과, 기지국 제어기로부터 제어신호를 받아 상기 부호화수단의 출력을 기지국내의 섹터별 각 채널로 스위칭하는 스위치와, 상기 각 섹터내의 채널별로 설치되어 상기 스위치의 출력을 월쉬 시이퀀스(Walsh Sequence)로 변조하여 확산시키는 월쉬 커버와, 상기 월쉬 커버의 출력에 해당하는 이득을 곱하여 더하므로써 다치신호로 생성하여 이진신호인 쇼트 코드 PN 시이퀀스와의 배타적 논리합 연산을 수행한 후 변조하는 채널 변조수단을 구비한다.
이하, 첨부된 제3도 이하의 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 살펴본다.
먼저, 본 발명의 기술적 원리를 살펴보기 위해 종래의 기지국 변조장치중 알파(Alpha) 섹터로 보내지는 I 채널 데이타의 흐름을 조사해 보자.
제2도의 구성에 있어서 알파(Alpha) 섹터의 I 채널 데이타 흐름을 처리하는 채널 변조부의 하드웨어의 구성은 제3도와 같이 표현될 수 있다.
제3도에 있어서, ①위치에서의 신호 Iα는 다음식으로 표현할 수 있다.
이 식에서 FIR 필터(9)와 배타적 논리합(0Exclusive OR ;) 연산기(8), 그리고 곱셈기능을 수행하는 증폭기(10)는 모두 선형 연산자(Linear Operator)이므로 연산자간의 교환 및 분배법칙이 성립된다. 따라서 윗식은
이 된다. 여기서 「+」의 오른쪽항은 다치(Multilevel) 논리를 가지며 왼쪽항은 이진수 논리치(Binary Logic)를 가진다. 따라서 식(4)에서의과는 다르기 때문에 이진수와 포함하는 다치(Multilevel)와의 배타적 논리합(Exclusive OR) 연산의 진리표를 따로 정할 필요가 있으며, 기호로는와 「+」로 구별하고자 하며 그의 진리표는 다음의 표 1에 보이는 바와 같다.
[표 1a]
[표 1b]
상기 표 1의 (A)는 이진수와 이진수의 배타적 논리합에 대한 진리표이고, (B)는 다치신호(R)와 이진신호의 배타적 논리합에 대한 진리표로서, 상기 진리표에서 /R는 R의 보수(Complement)로 다음 식으로 정의될 수 있다.
/R=R의 가능한 최대값(Maximum Available Value of R)-R (6)
표 1에 의한 배타적 논리합 연산자 「+」는 제6도와 같이 구현할 수 있으며, 제6도는 이진-다치 배타적 논리합 연산기의 구성도로서, 도면에 도시한 바와 같이 연산대상인 다치논리값(Vi)을 입력받고 상기 다치논리값의 최대값을 입력받아 상기 최대값에서 입력되는 다치논리값을 뺄셈하여 다치논리값의 보수값을 출력하는 뺄셈기(41)와, 상기 뺄셈기의 출력과 연산대상인 다치논리값을 입력받으며 제어단으로는 연산대상인 이진논리값을 입력받아 상기 이진논리값이 0이면 상기 다치논리값을 취하여 출력하고 이진논리값이 1이면 상기 뺄셈기의 출력, 즉 입력된 다치논리치의 보수를 취하여 출력하는 선택수단(42)를 구비하며, 상기 선택수단은 제어단을 갖는 전자제어 스위치나 2 : 1 멀티플렉서로 구현가능하다.
식(5)에서의 「+」연산을 수행하는데 있어서의 제6도의 G값은
를 나타내며 각각의 G1를 G로 표준화(Normalization)시켜서 사용할 수도 있다. 이 경우는 각각의 G1를 G1/G로, G는 1로 바꾸어 연산하며 최종단에 증폭기를 추가시켜 G배만큼 증폭시켜 준다.
여기서 앞의 식(4)와 (5)가 서로 등가하다는 것을 보이기 위해 다음의 예를 들어보자.
앞의 식(4)에서 i=1,2,3이라 놓고, V1=(100101), V2=(101101), V3=(110010), P1=(011001)라 하며, G1=1, G2=2, G3=3이라 하면, 위 식(7)로부터 G=6이 되며, 식(4)로부터 1α는
(V1 P1)*G1+(V1 P1)*G2+(V1 P1)*G3=(634333)
이 된다. 또한 식(5)와 표 1의 진리표로부터 Iα는
(V1*G1+V1*G2+V1*V3「+」P1=(634333)
이 되므로 두 식으로부터의 결과는 등가하다.
따라서 식(4)에 의한 기존의 CDMA 기지국 변조장치의 알파(Alpha) 섹터로의 I 채널 데이타 변조부(제3도의 구성)는 식(5)에 의해 제4도와 같이 구성될 수 있다.
즉, 제4도는 본 발명에 따른 CDMA 기지국 변조방치의 I(또는 Q) 채널 데이타 변조회로의 구성도로서, 도면에서 31은 다치-이진 배타적 논리합 연산기를 나타내며, 도면에서와 같이, 월쉬 심볼(Walsh Symbol)로 변조된 신호를 입력받아 이득(G1)값 만큼 증폭된 데이타를 더해주는 덧셈기(21)와, 다치신호인 상기 덧셈기(21)의 출력과 이진신호인 쇼트 코드 PN 시이퀀스(P1)를 입력받아 배타적 논리합 연산을 수행하는 다치-이진 배타적 논리합 연산기(31)와, 상기 다치-이진 배타적 논리합 연산기(31)의 출력을 필터링하는 디지틀 FIR 필터(9)와, 상기 디지틀 FIR 필터(9)에서 출력되는 값을 아날로그 신호로 변환하는 디지틀/아날로그 변환기(D/A)(22)와, 상기 디지틀/아날로그 변환기(22)의 출력을 반송파로 변조시키는 반송파 변조기(24)와, 상기 반송파 변조기(24)의 출력을 대역 제한시키는 저역 통과 필터(LPF ; 26)를 구비한다.
제4도의 구성에 따른 알파(Alpha) 섹터의 I 채널 데이타 흐름은 Q 채널에서도 마찬가지이며, 또한 베타(Beta) 섹터 및 감마(Gamma) 섹터에서도 마찬가지이다.
따라서, 제3도에 도시된 종래의 채널 변조회로와 제4도에 도시된 본 발명에 따른 채널 변조회로를 비교하여 보면 쉽게 알 수 있는 바와 같이 기존에는 P1와의 배타적 논리합연산기(8)가 64개가 필요하며 FIR 필터(9) 역시 64개가 필요하다. 그러나 본 발명에 따른 제4도의 구성은 공통되는 P1와 배타적 논리합 연산기(8)와 FIR 필터(9)등을 연산자의 선형성(Linearity)를 이용하여 간단히 순서를 바꾸어 주므로써 한번의 P1와의 다치-이진 배타적 논리합(「+」) 연산과 한번의 FIR 필터링으로 처리하는 구성이 가능하게 된다.
따라서 기존의 채널 변조부의 구성에 비해 하드웨어(H/W) 구성이 간단해지므로 기지국 구현이 쉬워질 뿐만 아니라 보다 경제적이 기지국 구현이 가능하다.
제4도에 도시된 본 발명에 따른 채널 변조회로를 적용하여 제2도에 도시된 CDMA 기지국 변조장치를 다시 구성하면 제5도와 같은 구성을 갖는다.
즉, 제5도는 본 발명에 따른 CDMA 기지국 변조장치의 구성도로서, 도면에서 33 및 32는 제4도에 도시된 채널 변조회로이다.
도면에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 CDMA 기지국 변조장치는, 보코더(VOCODER)로부터의 압축된 음성신호를 마이크로 프로세서로부터 제공받아 길쌈부호화 하고 블럭(Block)단위로 인터리빙(Interleaving)한 후, 롱 코드(Long Code)에 의해 발생되는 PN(Pseudo Noise) 신호로 스크램블하여 출력하는 192개의 부호화부(S1)와, 기지국 제어기로부터 제어신호를 받아 상기 192개의 부호화부(S1)의 출력을 64씩 나누어 기지국내의 3개의 섹터(알파(Alpha), 베타(Beta), 감마(Gamma)) 내의 각 채널로 스위칭하는 스위치(11')와, 상기 각 섹터내에 채널별로 설치되어 상기 스위치(11')의 출력을 월쉬 시이퀀스(Walsh Sequence)로 변조하여 확산시키는 192개의 월쉬 커버(5)와, 상기 192개의 월쉬 커버(5)의 각 출력에 해당하는 이득을 곱하여 각 섹터별로 더하여 I 채널과 Q 채널의 다치신호로 생성한 후 이진신호의 쇼트 코드 PN 시이퀀스(P1)와의 배타적 논리합 연산을 수행한 후 변조하는 채널 변조회로(32)를 구비한다.
여기서 상기 채널 변조회로(32)는 제4도에 도시한 바 있는 채널 변조회로이다.
제2도에 도시된 종래의 기지국 변조장치는 각 CE마다 두개의 월쉬 커버(5)가 필요하므로 3섹터인 경우 총 3*64*3=384개의 월쉬 커버(5)가 필요하게 된다. 그러나 본 발명에 따른 기지국 변조장치인 제5도의 구성에 따르면 각 섹터별로 꼭 필요한 숫자인 64개씩의 월쉬 커버(5)만 필요하므로 결국 64*3개의 월쉬 커버(5)가 필요하다. 또한 기존의 방법은 PN 시이퀀스(Sequence)에 의한 데이타 스크램블러(8)와 FIR 필터(9)가 각각 4*64*3=768개가 필요한 반면 본 발명에 따른 기지국 변조장치에서는 제5도에서 보는 바와 같이 모두 6개씩의 데이타 스크램블링과 FIR 필터만 필요하게 된다.또한, 제2도의 스위치(11)는 I,Q 채널의 데이타를 타임 다중화하여 각 섹터로 분기해 주는 반면, 제5도의 스위치(11')는 타임 다중화 기능이 필요하지 않으므로 분기하는 기능만 수행한다.
하나의 기지국이 3섹터로 운영될 경우 제5도에서 부호화부(S1)의 출력은 64*3=19개가 발생한다. 이들 신호는 각기 알파(Alpha), 베타(Beta), 감마(Grmma) 섹터로 분기될 수 있어야 하므로 기지국 제어기로부터의 제어를 받는 스위치(11')에 의해 각 섹터로 분기된다. 각 섹터로 분기된 신호는 섹터마다 64개를 넘지 않도록 기지국 제어기에 의해 조정되어 있다. 이렇게 각 섹터별로 분기된 64개의 신호들은 각각의 이동국에 할당된 월쉬 커버(5)와 증폭기(10)를 통과한 후 덧셈기(21)에서 모두 더해져서 앞에서 설명한 방법과 같이 섹터 신호를 구성한다. 이 신호는 다시 QPSK 변조되기 위해 각각 Ia, Qa, IB, QB, QB, Ir, Qr채널로 나누어지며 각각은 해당하는 PN 오프셋(Offset)을 갖는 쇼트 코드(Short Code) PN 시이퀀스의 P1,Pq신호로 다치-이진 배타적 논리합 연산기(31)에 의해 다시 스크램블링된 후 디지틀/아날로그 변환기에서 아날로그 신호로 변조되고, 변조기(24)에서 반송주파수로 변조되어 더해진 후 섹터 안테나를 통해 이동국으로 전송된다.
따라서, 상기와 같이 구성되어 동작하는 본 발명은, 기존의 기지국 변조장치의 구성요소를 대폭 줄여 구현할 수 있기 때문에 회로구성의 단순화와 경제성을 제고시킬 수 있으며, 기지국을 구성하는 핵심 부품들을 IC화할 경우, 가장 큰 부분을 차지하는 필터부분이 대폭적으로 감소되었기 때문에 IC화가 용이한 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 월쉬 심볼(Walsh Symbol)로 변조된 신호를 입력받아 이득(Gi)값 만큼 증폭된 다수의 데이타를 더해주는 덧셈기(21)와, 다치신호인 상기 덧셈기(21)의 출력과 이진시호인 쇼트 코드 PN 시이퀀스(Pi또는 Pq)를 입력받아 배타적 논리합 연산을 수행하는 다치-이진 배타적 논리합 연산수단(31)과, 상기 다치-이진 배타적 논리합 연산수단(31)의 출력을 필터링하는 디지틀 FIR 필터(9)와, 상기 디지틀 FIR 필터(9)에서 출력되는 값을 아날로그 신호로 변환하는 디지틀/아날로그 변환기(D/A)(22)와, 상기 디지틀/아날로그 변환기(22)의 출력을 변조시켜 안테나측으로 전송하는 변조기(24)를 구비하는 것을 특징으로 하는 CDMA 기지국 변조장치의 채널 변조회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 다치-이진 배타적 논리합 연산수단(31)은, 연산대상인 다치논리값(Vi)을 입력받고 상기 다치논리값의 최대값을 입력받아 상기 최대값에서 입력되는 다치논리값을 뺄셈하여 다치논리값의 보수값을 출력하는 뺄셈기(41)와, 상기 뺄셈기의 출력과 연산대상인 다치논리값을 입력받으며 제어단으로는 연산대상인 이진논리값을 입력받아 상기 이진논리값이 0이면 상기 다치논리값을 취하여 출력하고 이진논리값이 1이면 뺄셈기의 출력을 취하여 출력하는 선택수단(42)을 구비하는 것을특징으로 하는 CDMA 기지국 변조장치의 채널 변조회로.
  3. 제2항에 있어서, 상기 선택수단(42)은 제어단을 갖는 전자 제어 스위치로 구성되는 것을 특징으로 하는 CDMA 기지국 변조장치의 채널 변조회로.
  4. 제2항에 있어서, 상기 선택수단(42)은 2 : 1 멀티플렉서로 구성되는 것을 특징으로 하는 CDMA 기지국 변조장치의 채널 변조회로.
  5. 보코더(VOCODER)로부터의 압축된 음성신호를 마이크로 프로세서로부터 제공받아 길쌈부호화 하고 블럭(Block)단위로 인터리빙(Interleaving)한 후, 롱 코드(Long Code)에 의해 발생되는 PN(Pseudo Noise) 신호로 스크램블하여 출력하는 다수의 부호화수단(S1)과, 기지국 제어기로부터 제어신호를 받아 상기 부호화수단(S1)의 출력을 기지국내의 섹터별 각 채널로 스위칭하는 스위치(11')와, 상기 각 섹터내의 채널별로 설치되어 상기 스위치(11')의 출력을 월쉬 시이퀀스(Walsh Sequence)로 변조하여 확산시키는 다수의 월쉬 커버(5)와, 상기 다수의 월쉬 커버(5)의 출력에 해당하는 이득을 섹터별로 더하므로써 다치신호로 생성하여 이진신호인 쇼트 코드 PN 시이퀀스와의 배타적 논리합 연산을 수행한 후 변조하는 채널 변조수단(32)을 구비하는 것을 특징으로 하는 CDMA 기지국 변조장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 월쉬 커버(5)는 모듈로 2합산기로 구성되는 것을 특징으로 하는 CDMA 기지국 변조장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 채널 변조수단(32)은, 월쉬 심볼(Walsh Symbol)로 변조된 신호를 입력받아 이득(Gi)값 만큼 증폭된 다수의 데이타를 더해주는 덧셈기(21)와, 다치신호인 상기 덧셈기(21)의 출력과 이진신호인 쇼크 코드 PN 시이퀀스(PI또는 PQ)를 입력받아 배타적 논리합 연산을 수행하는 다치-이진배타적 논리합 연산수단(31)과, 상기 다치-이진 배타적 논리합 연산수단(31)의 출력을 필터링하는 디지틀 FIR 필터(9)와, 상기 디지틀 FIR 필터(9)에서 출력되는 값을 아날로그 신호로 변환하는 디지틀/ 아날로그 변환기(D/A)(22)와, 상기 디지틀/아날로그 변환기(22)의 출력을 변조시켜 안테나측으로 전송하는 변조기(24)를 구비하는 것을 특징으로 하는 CDMA 기지국 변조장치.
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