KR0126628B1 - 자동차·휴대전화시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정보전송속도의 변경등에 기초해서 가입자용량을 간단히 증가시키는 것이 가능한 자동차·휴대전화시스템을 제공하는 것을 목적으로 하며, 그 구성에 있어서 동일셀내의 각 채널에 직교확산계열(계열수 : m)과 의사잡음계열을 곱한 확산계열을 할당하는 방식의 자동차·휴대전화시스템의, 직교확산계열에 곱하는 의사잡음계열의 위상을 다르게 해서 몇가지의 의사잡음계열을 취하고, 동일셀내의 채널수를 직교확산계열의 계열수의 배수단위로 확보할 수 있도록 하였다. 이에 의해, 장래, 전송속도가 현상태의 절반이 된 경우 등에, SIR의 관점에서는 1개의 셀내에 m 채널이상의 회선설정이 되어 있어도 소요품질을 유지할 수 있는 범위내에서, 필요한 한도의 확산계열을 할당해서 가입자용량을 증가시키는 일이 가능해지는 특징으로 한 것이다.

Description

자동차·휴대전화시스템

제1도는 본 발명의 일실시예의 자동차·휴대전화시스템의 구성을 표시한 블록도.

제2도는 상기 실시예에서 채용하는 채널구성의 예를 표로 해서 표시한 도면.

제3도는 종래의 자동차·휴대전화시스템의 구성을 표시한 블록도.

제4도는 상기 종래예에서 채용하는 채널구성의 예를 표로 해서 표시한 도면.

제5도는 현재 상태의 정보전송속도에 의해 송신되어 온 사용자 정보의 스펙트럼신호를 표시한 도면.

제6도는 상기 스펙트럼신호를 확산처리해서 얻은 혹산다중스펙트럼신호를 표시한 도면.

제7도는 상기 확산다중스펙트럼신호를 역확산해서 얻은 희망파 및 간접파스펙트럼을 표시한 도면.

제8도는 상기 현재상태의 정보전송속도에 대해서 해프레이트(half rate)로 송신되어온 사용자정보의 스펙트럼신호를 표시한 도면.

제9도는 상기 해프레이트의 스펙트럼신호를 확산처리해서 얻은 확산다중스펙트럼신호를 표시한 도면.

제10도는 제9도에 표시한 확산다중스펙트럼신호를 역확산처리해서 얻은 희망파 및 간섭파스펙트럼을 표시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

21 : 송신측장치, 22 : 수신측장치,

23,24,25,26,27,28 : 정보입력선, 29,30,31,32,33,34 : 확산변조기,

35 : 합성기, 36 : 역확산기.

본 발명은, 채널수를 간단히 증설할 수 있는 자동차·휴대전화시스템에 관한 것이다.

최근, 문헌 On the System Design Aspects of Code Division Multiple Access(CDMA) Applied to-Digital Cellular and Personal Communications Network(1992년 Vehicle Technology Conference)에 설명되어 있는 바와 같이, 부호분할다원접속방식의 자동차·휴대전화시스템이 실용화를 위해 개발되고 있다. 이와 같은 부호분할다원접속방식의 자동차·휴대전화시스템의 증래예의 구성을 제3도에 표시한다. 이 도면에 있어서, 부호(1)는 기지국 등의 송신측장치, (2)는 자동차·휴대전화 등의 수신측장치를 표시한다. 부호(3),(4),(5)는 송신측장치(1)에서 각 사용자에게 할당된 채널번호에 대응해서 설정되고, 각각의 사용자의 정보가 입력되는 정보입력선이며, 정보입력선(3)은 채널번호 #1에 대응하고, 정보입력선(4)는 채널번호 #2에 대응하고, 정보입력선(5)는 채널번호 #m에 대응한다. 부호(6),(7),(8)은 정보입력선(3),(4),(5)의 각각에 접속되어상기 각 채널번호에 대응하는 확산계열에 의해 확산처리를 행하는 확산변조기, (9)는 복수사용자분의 확산신호를 합성해서 송신하는 합성기이다. 또, 부호(10)은 수신측장치(2)에서 각 사용자에게 할당된 채널의 확산계열에 의해 역확산처리를 행하는 역확산기이다. 송신측장치(1)의 확산변조기(6),(7),(8)에는 각각 직교확산계열로서 W1(t), W2(t), Wm(t)의 파라미터가 입력되고 또한 의사잡음계열로서 CN(t)의 파라미터가 입력되고, 이들 직교확산계열과 의사잡음계열을 곱함으로써 각 채널에 대응하는 확산계열을 얻게 되고, 이 확산계열로 확산처리가 행하여진다. 이하의 설명에 있어서는, 의사잡음계열을 「PN 계열」이라고 한다. 수신측장치(2)에 대해서는, 각 기기가 역확산기(10)를 가지고 있고, 제3도에 표시한 수신측장치(2)의 채널번호가 #i이면, 역화산기(10)에 직교확산계열로서 Wi(t)의 파라미터가 입력되고 또한 PN계열로서 PN(t)의 파라미터가 입력됨으로써, 그 채널에 대응하는 확산계열에서 역확산처리가 행하여진다. 이와 같은 확산, 역확산처리를 행하기 위해 어떤 셀내에서 각 사용자에게 할당된 채널번호에 대응해서 사용되는 확산계열의 예를 제4도에 표로서 표시한다.

이와 같은 구성을 가진 자동차· 휴대전화시스템의 송신측장치(1)에서는, 각 정보입력선(3),(4),(5)으로부터 사용자정보가 소정의 정보전송속도로 입력되면, 예를 들면 B(bpS)로 입력되면, 사용자에게 할당된 채널번호에 대응하는 확산계열로 확산변조기(6),(7),(8)에서 확산처리를 행한후, 합성기(9)에서 복수사용자분의 확산신호를 합성해서 송신한다. 한편, 수신측장치(2)에서는, 합성된 확산신호를 수신하면, 각 사용자에게 할당된 채널번호의 확산계열로 역확산기(10)에서 역확산처리를 행함으로써 정보를 정보전송속도 B(bpS)로 재생해서 정보출력선(11)으로부터 출력한다.

여기서, 소정의 정보전송속도로 송신된 사용자정보로서의 신호가 확산처리되어, 송신되고, 또 역확산되는경우의 파형변화의 상태를 제5도∼제7도에 표시한다. 사용자정보는 각각의 정보입력선(3),(4),(5)으로부터 입력되나, 그 사용자정보는 대역폭 B, 파워스펙트럼밀도 P의 스펙트럼신호(12)의 형식으로 입력된다. 이 스펙트럼신호(12)가 확산변조기(6),(7),(8)에서 확산처리되면, 상기 대역폭 B내의 파워가 제6도의 회선위의 확산다중스펙트럼의 확산대역폭 S 위에 분산되고, 이 제6도에 표시한 바와 같은 확산신호(13)가 된다. 확산변조기(6),(7),(8)는 각 사용자에게 할당된 채널번호에 대응하고 있고, 각각의 채널번호에 대해서 확산계열은 제4도에 표시한 바와 같이 다른 값으로 설정되어 있기 때문에, 확산신호(13)는 각 채널상호간에 대해서 다른 신호가 되어 다중구조가 된다. 제6도에서는 4채널확산다중스펙트럼의 예를 표시한다.

이와 같은 확산신호(13)를 수신측장치(2)에서 역확산처리하면, 수신측장치(2)에서는 직교확산계열이 Wi(t)로 또한 PN계열이 PN(t)로 역확산처리를 행함으로, 상기 4채널확산다중스펙트럼중에서, 이 확산계열에 대응하는 채널의 확산신호, 즉 희망파(14)의 파워가 다시 대역폭 B에 집중되고, 다중화되어 있는 기타사용자의 신호(3채널분)는 확산된 그대로의 파형이 되고, 이 확산된 그대로의 파형은 간섭파(15)로서 존재하게된다. 그리고, 수신측장치(2)에서 대역 B를 제거하는 필터를 설치하면 제7도에 표시한 바와 같은 역확산후의 희망파(14) 및 간섭파(l5)의 스펙트럼과 같이 되어, 희망파(14)의 파워와 간섭파(15)의 파워의 비인 SIR(신호 대 간섭비)가 소정의 값을 확보하고 있으면, 통신을 행하는데 필요한 품질을 유지할 수 있도록 되어 있다.

이와 관련하여, B=9600, 즉 정보전송속도가 9600bps인 경우에는, 간섭에 대응하는 관점에서 볼때, SIR이 소정의 값을 확보할 수 있는 범위내에서 최대 64채널을 설정할 수 있기 때문에, 직교확산계열로서 64종류의 월시 부호(walsh code)를 사용한 자동차·휴대전화시스템의 예가 있다.

그러나, 상기한 종래의 자동차·휴대전화시스템에서는, 1개의 셀의 하강회선(기자국으로부터 자동차전화나 휴대전화로 향하는 방향의 회선)의 최대채널은 직교확산계열의 계열수(m로 한다)에 의해 제한되어 있다. 예를 들면, 장래, 통신분야에서 현재상태의 해프레이트(half rate)의 음성코텍(CODEC)을 적용할 수 있게된 경우 등에도, 소정의 SIR이 필요한 관점에서는 1개의 셀내에 m채널 이상의 회선설정이 되어 있어도, 통신을 행하는데 필요한 품질을 유지할 수 있었다. 그러나, 할당되는 계열수가 부족하게 되어 가입자용량을 증가시킬 수 없는 염려가 있었다.

즉, 예를 들면 정보전송속도가 해프레이트로 된 경우는, 제8도에 표시한 바와 같이 사용자정보의 신호스펙트럼(16)에서 대역폭은 B/2가 되고, 파워스팩트럼 밀도를 Po으로 할 때, 이 스펙트럼신호(16)가 확산변조기(6),(7),(8)에서 확산처리되면, 상기 대역폭 B/2 내의 파워가 제9도의 회선위의 확산다중스펙트럼의 확산대역폭 S 위에 분산되어, 이 제9도에 표시한 바와 같은 확산신호(17)가 된다. 상기한 바와 같이, 확산변조기(6),(7),(8)에서는 각각의 채널번호에 대해서 확산계열이 다른 값으로 설정되어 있기 때문에, 확산신호(17)는 각 채널상호간에대해서 다른 신호로 되어 다중화구조가 된다. 제9도에서는 7채널확산다중스펙트럼의 예를 표시한다.

상기와 같은 확산신호(17)를 수신측장치(2)에서 역확산처리하면, 수신측장치(2)에서는, 역확산기(10)에 의해 직교확산계열이 Wi(t)로 또한 PN 계열이 PN(t)로 역확산처리를 행하므로, 상기 7채널확산다중스펙트럼중에서, 이 확산계열에 대응하는 채널의 확산신호, 즉 희망파(18)의 파워가 다시 대역폭 B/2에 집중되고, 다중화되어 있는 기타사용자의 신호(6채널분)는 확산된 그대로의 파형이 되어, 이 확산된 그대로의 파형은 간섭파(19)로서 존재하게 된다. 그리고, 수신폭장치(2)에서 대역 B를 제거하는 필터를 설치하면 제10도에 표시한 바와 같은 역확산후의 희망파(18) 및 간섭파(19)의 스펙트럼과 같이 되어 희망파(18)의 파워와 간섭파(19)의 파워비인 SIR(신호 대 간섭비)가 소정의 값을 확보하고 있으면, 소요되는 통신품질을 유지할수 있도록 되어 있다. 이 해프레이트의 경우, 상기 SIR가 소정의 값을 확보할 수 있기 위한 간섭파(19)의 수는, 상기 현재상태의 레이트의 2배까지 증대시킬 수 있다. 또한, 제5도∼제7도의 예(현재상태)와 제8도∼제10도의 예(장래)에서는 설명을 간단히 하기 위해 다중채널수를 적게 하고 있으나, 현실적으로는 좀더 다중채널이 많기(현상태에서는 64채널) 때문에 다중채널수에서 대략 2배(이 경우에서는 128채널)로 증대할 수 있다. 따라서 할당할 계열수가 부족한 것을 이유로 가입자용량을 증대하지 않고 현재상태로 해두는 것은, 이 자동차·휴대전화시스템을 헛되게 사용하는 것이 된다.

본 발명은 상기 문제점에 비추어 이루어진 것으로, 그 목적은, 정보전송속도의 변경 등에 기초해서 가입자용량을 간단히 증가시키는 일이 가능한 자동차·휴대전화시스템을 제공하는 일이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 동일셀내의 채널번호 #1에서 #m까지는 m개의 직교확산계열과 제1의 PN계열을 곱한 확산계열을 할당하고, 채널번호 #(m+1)에서 #2m까지에는 상기와 동일한 m개의 직교확산계열과 상기 제1의 PN계열과 계열은 동일하나 시간위상이 소정의 위상만큼 다른 제2의 PN계열을 곱한 확산계열을 할당하도록 한 것을 요지로 한다.

본 발명은 상기한 구성에 의해, PN계열은 동일하고 시간위상만을 다른 상태에서, PN계열과 직교확산계열을 승산해서 확산계열을 생성하고, 이것을 채널에 할당하기 때문에, 동일셀내의 채널수를 직교확산계열의 계열수의 2배까지 확보할 수 있고, 예를 들면 장래, 현상태의 해프레이트의 음성코덱이 적용될 수 있게 된 경우 등에, 소정의 SIR이 필요한 관점에서는 1개의 셀내에 m 채널이상의 회선설정이 되어 있어도 필요한품질을 유지할 수 있는 범위내에서, 필요한 한도의 계열수를 할당해서 가입자용량을 증가시키는 것이 가능해진다.

이하, 본 발명의 실시예에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 제1도는 본 발명의 일실시예에 의한 자동차·휴대전화시스템의 구성을 표시한 블록도, 제 2도는 이 실시예에 의한 채널구성을 표로한 도면이다. 제1도에 있어서, 부호(21)는 기지국 등의 송신측장치, (22)는 자동차전화, 휴대전화를 비롯한 이동국 등의 수신측장치를 표시한다. 부호(23),(24),(25),(26),(27),(28)은 송신측장치(21)에서 각 사용자에게 할당된 채널번호에 대응해서 설정되고, 각각의 사용자정보가 입력되는 정보입력선, (29),(30),(31),(32),(33),(34)는 정보입력선(23)∼(28)의 각각에 접속되고 상기 각 채널번호에 대응하는 확산계열에서 확산처리를 행하는 확산변조기, (35)는 채널번호 #1에서 #2m까지의 사용자분의 확산신호를 합성해서 송신하는 합성기이다. 정보입력선(23)∼(28) 및 확산변조기(29)∼(34)중에서, 정보입력선(23)∼(25) 및 확산변조기(29)∼(31)는 채널번호 #1에서 #m까지 대응해서 계열수 m의 제1채널그룹을 구성하는 한편, 정보입력선(26)∼(28) 및 확산변조기(32)∼(34)는 채널번호 #(m+1)에서 #2m까지 대응해서 계열수 m의 제2채널그룹을 구성하고 있다. 또, 부호(36)은 수신측장치(22)에서 각 사용자에게 할당된 채널의 확산계열에 의해 역확산처리를 행하는 역확산기이다.

송신쪽장치(21)에 있어서, 제1채널그룹의 확산변조기(29),(30),(31)에는 각각 직교확산계열(계열수 m)로서 W1(t),W2(t),Wm(t)의 파라미터가 입력되고 또한 PN계열로서 PN(t)의 파라미터가 입력됨으로써, 각 채널에 대응하는 확산계열로 확산처리가 행하여지도록 설정되어 있다. 또, 제2채널그룹의 확산변조기(32),(33),(34)에는 각각 직교확산계열로서는 상기 제1채널그룹의 확산변조기(29),(30),(31)와 마찬가지로 W1(t),W2(t),Wm(t)의 파라미터가 입력되고 또한 PN계열로서 PN(t-)의 파라미터가 입력됨으로써, 각 채널에 대응하는 확산계열로 확산처리가 행하여지도록 설정되어 있다. 상기 PN계열중에서 PN(t-)은, 선행의 PN(t)와 계열은 동일하나 시간위상은 소정의 위상만큼 다르게 되어 있다. 이렇게 함으로써 이 실시예의 자동차·휴대전화시스템에서는 1개의 셀의 하강회선에 최대 2m개의 채널이 설정된다.

수신측장치[22)에 대해서는, 각 기기가 역확산기(36)를 가지고 있고, 제1도에 표시한 수신측장치(2)의 채널번호가 #i이면, 그 역확산기(36)에는 직교확산계열로서 Wi(t)의 파라미터가 입럭되고 또한 PN계열로서 PN(*)의 파라미터가 입력된다. 여기서 PN(*)은, im의 경우는 PN(*)=PN(t)이며, im+1의 경우는 PN(* ) =PN(t-)이다.

그리고, 상기 직교확산계열과 PN계열이 급해져서 확산계열을 얻게 되고, 그 채널에 대응하는 확산계열로 역확산처리를 행함으로써 자기앞으로의 사용자신호를 재생한다. 이와 같은 확산, 역확산처리를 행하기 위한 채널구성을 제2도에 표로서 표시한다.

이와 같은 구성을 가진 자동차·휴대전화시스템에 대해서, 이하 동작을 설명한다. 송신측장치(21)에 있어서는, 각 정보입력선(23)∼(28)으로부터 사용자정보가 소정의 정보전송속도(예를 들면 B/2(bps), 즉 B에 대해서 해프레이트로 한다)로 입력되면, 사용자에게 할당된 채널에 대응하는 확산계열로 확산변조기(29)∼(34)에서 확산처리를 행한 후, 합성기(35)에서 복수사용자분의 확산신호를 합성해서 송신한다. 한편, 수신측장치(22)에 있어서는, 합성된 확산신호를 수신하면, 각 사용자에게 할당된 채널번호의 확산계열로 역확산기(36)에서 역확산처리를 행함으로써 정보를 정보전송속도 B/2(bps)로 재생해서 정보출력선(37)으로부터 출력한다. 또한 상기 해프레이트에 의한 정보전송속도로 송신되어온 사용자정보로서의 신호가 확산처리되어 송신되고 또 역확산되는 경우의 파형변화의 동작상황은 제8도∼제10도를 참조해서 이미 설명하였으므로 여기서는 설명을 생략한다.

따라서, 예를 들면 장래에 현재상태의 해프레이트의 음성코덱이 적용될 수 있는 경우 등에, 소요 SIR의 관점에서는 1개의 셀내에 m 채널 이상의 회선설정이 되어 있어도 소요의 통신품질을 유지할 수 있는 경우에는,최대 2m 채널을 동시에 설정할 수가 있고, 현재 상태의 자동차·휴대전화시스템에 대응해서 제작된 기기를 대폭으로 개량하거나, 또는 전체를 교체하는 일없이 가입자 용량을 증가시키는 일이 가능해진다. 또한, 소정의 SIR이 필요한 관점에서 상기 통신품질을 유지할 수 있게 하기 위해서는, 송신측장치(21) 즉 기지국에서 회전설정한 각 사용자의 정보전송속도를 기초로, 그 셀내에 동시에 설정해도 되는 회전수의 최대치를 판정하고, 그 최대치 이내에서 사용자의 회선설정을 허가하도록 하면 된다.

또, 상기 실시예에 있어서는, 직교확산계열에 곱하는 PN계열의 위상은 2가지의 예를 표시하였으나, 몇가지의 PN계열을 취할 것인가는 임으로 결정할 수 있다. 예를 들면 매우 저속의 정보전송속도의 서비스를 시스템으로서 제공하고, 그 서비스를 받는 사용자가 많은 경우에는, 소정의 SIR이 필요한 관점에서는 1개의 셀내에 매우 많은 사용자에게 회선설정이 되어 있어도 필요한 품질을 유지할 수가 있다. 이와 같은 시스템에서는, 직교확산계열에 곱하는 PN계열의 위상은 2가지로 하는 대신 3가지 이상으로 함으로써, 할당하는 확산계열의 계열수를 대폭으로 증가하고, 가입자 용량을 더 증가시킬 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 직교확산계열에 곱하는 PN계열의 위상을 다르게 해서 몇가지의 PN계열을 취하고, 동일셀내의 채널수를 직교확산계열의 계열수 m의 배수단위로 확보될 수 있도록 했기때문에, 장래, 현재상태의 해프레이트의 음성코덱이 적용될 수 있게 된 경우 등에, 기기를 대폭으로 개조하지 않고도, 소정의 SIR이 필요한 관점에서는 1개의 셀내에 m 채널이상의 회선설정이 되어 있어도 필요한 품질을 유지할 수 있는 범위내에서, 필요한 한도의 확산계열을 할당해서 가입자 용량을 증가하는 것이 가능해진다.

Claims (4)

1. 사용자정보를 사용자에게 할당된 채널번호에 대응하는 확산계열로 확산처리하는 확산변조수단과, 확산처리된 정보를 합성해서 송신출력하는 합성수단을 가진 기지국이 되는 송신측장치 및 확산처리된 정보를 상기 사용자에게 할당된 채널번호에 대응하는 확산계열에서 역확산처리하는 역환산수단을 가진 수신측장치를 구비하고, 동일셀내의 각 채널에는, 직교확산계열(계열수 m)과 의사잡은계열을 곱해서 얻게된 확산계열을 할당하는 한편, 이 환산계열의 할당시에, 정보전송속도로서 현상태의 속도보다도 작은 레이트를 사용하는 경우에 대응해서, 동일셀내의 채널번호 #1에서 #m까지는 m개의 직교확산계열과 제1의사잡음계열을 곱한 확산계열을 할당하고, 채널번호 #(m+1)에서 #2m까지는 상기와 동일한 m개의 직교확산계열과 상기 제1의사잡음계열과는 계열은 동일하나 시간위상이 소정의 일정시간만큼 다른 제2의사잡음계열을 곱한 확산계열을 할당함으로써, 동일셀내의 채널수를 직교확산계열의 계열수보다도 많이 확보할 수 있도록 한 것을 특징으로하는 자동차·휴대전화시스템.
2. 제1항에 있어서, 동일셀내의 채널수는, 직교확산계열의 계열수의 2배, 3배 등의 배수단위로 증대시켜서 확보할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 자동차·휴대전화시스템.
3. 제1항에 있어서, 기지국에서는 회선설정한 각 사용자의 정보전송속도를 기초로 그 셀내에 동시에 발생할 수 있는 회선수의 최대치를 판정하고, 그 최대치의 범위 내에서 사용자의 회선설정을 허가하는 것을 특징으로 하는 자동차·휴대전화시스템.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 동시에 설정할 수 있는 회전수의 최대치의 판정을, 그 셀내의 각 사용자의 정보전송속도의 총계에 상한치를 설정함으로써 행하도록 한 것을 특징으로 하는 자동차·휴대전화시스템.