KR0155334B1 - 개인휴대통신시스템의 광대역 씨.디.엠.에이 무선접속 장치 - Google Patents
개인휴대통신시스템의 광대역 씨.디.엠.에이 무선접속 장치Info
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- KR0155334B1 KR0155334B1 KR1019950054546A KR19950054546A KR0155334B1 KR 0155334 B1 KR0155334 B1 KR 0155334B1 KR 1019950054546 A KR1019950054546 A KR 1019950054546A KR 19950054546 A KR19950054546 A KR 19950054546A KR 0155334 B1 KR0155334 B1 KR 0155334B1
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- H04J13/12—Generation of orthogonal codes
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Abstract
본 발명은 개인휴대통신시스템의 광대역 CDMA 무선접속장치에 관한 것으로서, 음성코딩방식을 가변율 CELP를 사용하면서 시그널링 정보가 있을때만 시그널링 정보를 전송하는 시그널링 액티비티(Activity)와 통화 채널의 트래픽이 있을때만 파일럿을 전송하는 버스트 파일럿 개념을 적용하여 채널용량을 증가시켰으며, 하다마드 코드쌍(Hadamard Code Pair) 개념을 사용하며 최대 전송속도가 64kbps까지 제공되는 1.8GHz~2GHz 대역의 개인휴대통신시스템의 광대역 CDMA 무선접속장치를 제공하기 위한 것이다.
Description
제1도는 역방향 파일럿 및 트래픽 채널 구조도.
제2도는 역방향 액세스 채널 구조도.
제3도는 길쌈 부호화기의 내부 구조도.
제4도는 롱 코드 발생기의 내부 구조도.
제5도는 역방향 CDMA 채널 시그널 생성 및 위상 매핑 상태도.
제6도는 기저대역여파기 주파수 응답 조건을 나타낸 도면.
제7도는 역방향 액세스 채널 프레임 구조도.
제8a도는 64/32/16kbs에서 시그널링이 있는 경우 역방향 트래픽 채널 기본 프레임 구조도.
제8b도는 64/32/16kbs에서 시그널링이 없는 경우 역방향 트래픽 채널 기본 프레임 구조도.
제9a도는 13.35kbs에서 시그널링이 있는 경우 역방향 트래픽 채널 기본 프레임 구조도.
제9b도는 13.35kbs에서 시그널링이 없는 경우 역방향 트래픽 채널 기본 프레임 구조도.
제10a도는 6.25kbs에서 시그널링이 있는 경우 역방향 트래픽 채널 기본 프레임 구조도.
제10b도는 6.25kbs에서 시그널링이 없는 경우 역방향 트래픽 채널 기본 프레임 구조도.
제11도는 1.05kbs에서 시그널링이 있는 경우 역방향 트래픽 채널 기본 프레임 구조도.
제12도는 순방향 파일럿, 동기 및 페이징 채널 구조도.
제13도는 순방향 트래픽 채널 구조도.
제14도는 길쌈 부호화기의 내부 구조도.
제15도는 순방향 CDMA 채널 시그날 생성 및 위상 매핑 상태도.
제16도는 기저대역 여파기 주파수 응답 제한 조건.
제17a도는 64/32/16kbs에서 시그널링이 있는 경우 순방향 트래픽 채널 기본 프레임 구조도.
제17b도는 64/32/16kbs에서 시그널링이 없는 경우 순방향 트래픽 채널 기본 프레임 구조도.
제18a도는 13.35kbs에서 시그널링이 있는 경우 순방향 트래픽 채널 기본 프레임 구조도.
제18b도는 13.35kbs에서 시그널링이 없는 경우 순방향 트래픽 채널 기본 프레임 구조도.
제19a도는 6.25kbs에서 시그널링이 있는 경우 순방향 트래픽 채널 기본 프레임 구조도.
제19b도는 6.25kbs에서 시그널링이 없는 경우 순방향 트래픽 채널 기본 프레임 구조도.
제20a도는 1.05kbs에서 시그널링이 있는 경우 순방향 트래픽 채널 기본 프레임 구조도.
제20b도는 1.05kbs에서 시그널링이 있는 경우 순방향 트래픽 채널 기본 프레임 구조도.
표 1 : 역방향 트래픽 채널 변조 파라미터
표 2 : 액세스 채널 변조 파라미터
표 3 : 역방향 트래픽 채널(I-채널) 인터리버 입력(76800, 38400, 혹은 19200sps에서 쓰기 작업)
표 4 : 역방향 트래픽 채널(Q-채널) 인터리버 입력(76800, 38400, 혹은 19200sps에서 쓰기 작업)
표 5 : 역방향 트래픽 채널(I-채널) 및 액세스 채널(I-채널) 인터리버 입력(9600sps에서 쓰기작업)
표 6 : 역방향 트래픽 채널(Q-채널) 및 액세스 채널(I-채널) 인터리버 입력(9600sps에서 쓰기 작업)
표 7 : 역방향 트래픽 채널(I-채널) 인터리버 입력(2400sps에서 쓰기 작업)
표 8 : 역방향 트래픽 채널(Q-채널) 인터리버 입력(2400sps에서 쓰기 작업)
표 9 : 역방향 CDMA 채널의 I와 Q 매핑
표 10 : H28하다마드 매트릭스
표 11 : H224하다마드 코드
표 12 : 순방향 동기 채널의 변조 파라미터
표 13 : 순방향 페이징 채널의 변조 파라미터
표 14 : 순방향 트래픽 채널의 변조 파라미터
표 15 : 순방향 트래픽 채널(I-채널) 인터리버 입력(76800, 38400 혹은 19200sps에서 쓰기 작업)
표 16 : 순방향 트래픽 채널(Q-채널) 인터리버 입력(76800, 38400 혹은 19200sps에서 쓰기 작업)
표 17 : 순방향 트래픽, 동기, 페이징의 I-채널 인터리버 입력(9600sps에서 쓰기 작업)
표 18 : 순방향 트래픽, 동기, 페이징의 Q-채널 인터리버 입력(9600sps에서 쓰기 작업)
표 19 : 순방향 트래픽 채널(I-채널) 인터리버 입력(2400sps에서 쓰기 작업)
표 20 : 순방향 트래픽 채널(Q-채널) 인터리버 입력(2400sps에서 쓰기 작업)
표 21 : H28하다마드 매트릭스
표 22 : H224하다마드 코드
표 23 : 순방향 CDMA 채널의 I와 Q 매핑
본 발명은 개인휴대통신시스템의 광대역 씨·디·엠·에이(CDMA) 무선접속장치에 관한 것으로, 특히 1.8GHz~2GHz 대역의 개인휴대통신시스템에서 개인국과 기지국간 무선채널의 용량을 극대화 시키면서, 최대 64kps까지 데이타 전송을 할 수 있는 광대역(wideband) CDMA 무선접속장치에 관한 것이다.
종래의 무선접속방식중 퀼검사(QUALCOMM)에서 제안한 IS-95 기반 PCS 방식은 디지털 셀룰러 시스템과 연동이 가능하고 TDMA 방식에 비해 용량이 우수하지만, 대역확산의 주파수 대역폭이 1.25MHz이므로 마이크로 셀/피코셀(Cell/Pico Cell) 환경에서 RAKE 수신기가 정상적으로 동작하지 않아서 성능이 떨어지는 단점이 있다.
그리고 InterDigital/OKI사에서 제안한 5MHz 광대역 CDMA 방식은 마이크로셀/피코셀 환경에서 퀄컴 방식보다 성능이 우수하지만 32kbps ADPCM 코딩방식을 사용하므로 퀄컴 방식에 비해 채널용량이 1/3 정도로 줄어드는 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 음성코딩방식을 가변율 CELP을 사용하면서 시그널링 정보가 있을때만 시그널링 정보를 전송하는 시그널링 액티비티(Activity)와 통화 채널의 트래픽이 있을때만 파일럿을 전송하는 버스트 파일럿 개념을 적용하여 채널용량을 증가시켰으며, 하다마드 코드쌍(Hadamard Code Pair) 개념을 사용하며 최대 전송속도가 64kbps까지 제공되는 1.8GHz~2GHz 대역의 개인휴대통신시스템의 광대역 CDMA 무선접속장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 본 발명의 무선접속방식은 타방식보다 성능과 경제성이 우수하여 개인휴대 통신시스템에 직접 적용할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적인 특징은, 역방향 링크와 순방향 링크의 파일럿 채널에서 트래픽 채널이 있을 때만 트래픽 정보의 전송 시점보다 앞서 파일럿을 송신하고 트래픽의 전송완료 후에는 파일럿 신호의 송신을 중단하는 버스트 파일럿을 사용하는 수단과, 역방향 링크와 순방향 링크의 트래픽 채널에서 DTX(Discontinuous Transmission) 비트를 사용하여 시그널링 정보의 전송 유무를 판단하여 시그널링 정보가 있을 때는 시그널링 정보를 전송하는 시그널링 액티비티(activity)를 사용하는 수단과, 역방향 링크와 순방향 링크에서 채널 분리를 위해 하다마드 28코드를 기본으로 사용하며 가변 전송을 위해 트래픽 채널의 19.2kbs 전송시 하다마드 224코드를, 38.4kbs에서는 하다마드 112코드를, 76.8kbs에서는 하다마드 56코드를 사용하는 수단과, 직접 확산과 스크램블링용 롱 코드가 절대시간을 기준하여 동작하지 않고 20msec 주기(86016 칩)로 롱 코드의 초기값을 변경시켜 줌으로써 롱코드가 20msec 주기로 리후레쉬(refresh) 되도록 하는 수단과, 역방향 링크와 순방향 링크의 트래픽 채널에서 트래픽 정보와 시그널링 정보를 트래픽 전송률에 따라서 시그널링 정보량을 할당하고 시간 다중화하여 전송하는 수단과, 역방향 링크와 순방향 링크의 모든 채널의 확산속도가 4,3008Mcps로서 저역대역필터 통과시 주파수 대역폭이 5MHz 이내이고, 이를 위해 데이타 속도별로 하다마드 56, 하다마드 112, 하다마드 224 코드를 사용하는 수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
설명에 앞서서, 본 발명은 개인국과 기지국간의 무선접속의 물리계층을 포함한다.
무선링크는 개인국에서 기지국으로의 무선접속을 제공하는 역방향 링크와 기지국에서 개인국으로 무선접속을 제공하는 순방향 링크로 구성된다.
역방향 링크는 파일럿 채널, 트래픽 채널, 그리고 액세스 채널이 있으며 순방향 링크는 파일럿 채널, 동기 채널, 페이징 채널, 그리고 트래픽 채널이 있다.
각각의 채널은 채널 에러검출과 정정을 수행하는 컨볼루션 코딩(Convolution Coding)과 채널의 버스트 에러에 대비한 블럭 인터리빙, 롱 코드에 의한 확산 및 스크램블링, 짧은 코드에 의한 직교 확산, 그리고 QPSK/OQPSK에 의한 변조 기법 등을 이용하여 구성된다.
이러한 본 발명의 광대역 CDMA 개인휴대통신시스템(PCS) 물리계층 규격을 설명하면 다음과 같다.
개인국에 대한 무선접속규격은 송신기, 주파수 파라미터, 대역등급 등이 있다.
초기 주파수 허용오차는 개인국의 초기 전송 반송차 주파수가 개인국 수신기에서 측정되는 기지국 송신 주파수보다 80MHz 낮은 주파수의 0.1ppm 범위 이내이어야 한다.
전력 출력 특성은 모든 전력 레벨이 특별한 명시가 없는 한 개인국 안테나 접속단자를 기준한다.
최대 출력 전력은 최대 송신출력이 200㎽ 이내이어야 하고, -20℃에서 60℃의 주위온도 범위내에서 만족되어야 한다.
출력전력의 제한의 경우 대기상태 출력 전력은 송신기가 동작하고 있지 않을 때, 개인국의 출력잡음밀도는 개인국의 송신대역의 모든 주파수에 대하여 -60㏈m/5.0MHz 보다 작아야 한다.
제어된 출력 전력은 개인국이 출력 전력조절을 위해 개인국 단독으로 수행하는 개루프 추정(open loop estimation)과 개인국과 기지국이 모두 참여하는 폐루프 정정(closed loop correction) 두가지 방법을 제공해야 한다.
변조 특성에서 역방향 채널신호인 경우 역방향 CDMA 채널은 파일럿 채널, 액세스 채널, 그리고 트래픽 채널로 구성된다.
이들 채널은 직접확산(DS) CDMA 기술을 사용하며 동일 CDMA 주파수를 공유해야 한다.
트래픽 채널은 정보 데이타 및 시그널링 데이타로 타임 멀티플렉싱(Time Mux)된다.
액세스와 파일럿 채널 혹은 트래픽과 파일럿 채널은 하다마드 코드에 의해 구분되며, 각 사용자는 롱 코드에 의해 구분된다.
역방향 CDMA 채널의 전체 구조는 제1도와 제2도에 나타나 있다.
역방향 CDMA 채널에서 전송되는 데이타는 데이타율에 따라 5, 10, 20㎳ 프레임으로 묶여져 있다.
역방향 CDMA 채널에서 모든 데이타는 전송되기 전에 길쌈 부호화 및 인터리빙되고 직접 시퀀스 확산 후 변조된다.
여기서 역방향 트래픽 채널과 액세스 채널에 대한 변조 파라미터는 표 1 및 표2에 각각 나타나 있다.
데이타율은 역방향 트래픽 채널이 76.8, 38.4, 19.2, 9.6, 2.4kbps의 데이타율을 지원한다.
이 중 정보 데이타율은 64, 32, 16, 13.35, 6.25, 1.05kbps이며, 시그널링 데이타는 16kbps 이상의 경우 8, 4, 2kbps가 할당되고, 1.35kbps 이하의 경우는 4.6, 11.7, 12.1kbps가 할당된다.
데이타율 중 76.8, 38.4, 19.2kbps만이 시그널링 DTX ID(discontinuous transmission indication) 비트를 포함한다.
길쌈 부호화는 개인국이 역방향 트래픽 채널과 액세스 채널로 전송되는 데이타를 인터리빙하기 전에 길쌈 부호화한다.
부호화율은 1/2이며 구속장 K는 9이다.
생성 다항식은 다음과 같다.
부호 심볼은 생성 다항식 g0에 의해 생성된 심볼(c0)이 먼저 출력되고, 생성다항식 g1에 의해 생성된 심볼(c1)이 나중에 출력되어야 한다.
길쌈 부호화기의 초기상태는 모두 '0' 상태이어야 한다.
초기화 후에 첫번째 부호 심볼 출력은 생성 다항식 g0로 부호화된 심볼이어야 한다.
길쌈 부호화는 연속적으로 시간 지연된 데이타 시퀀스 중 선택된 탭들의 모듈로-2 덧셈을 수반한다.
데이타 시퀀스는 K-1 비트만큼 지연된다.
제3도는 여기서 언급된 길쌈 부호화기를 나타낸다.
심볼 반복은 액세스 채널에서, 각 심볼은 인터리빙되기 전에 2회 반복(각 심볼이 두번 연속적으로) 된다.
트래픽 채널에서이 심볼 반복율은 데이타율에 따라 다르다.
76.8, 38.4, 19.2ksps에서 각 심볼은 반복되지 않으며, 9.6ksps에서는 연속적으로 두번, 2.4ksps에서는 연속적으로 여덟번 반복된다.
그리고 인터리빙은 개인국이 역방향 트래픽 채널과 액세스 채널에서의 모든 부호심볼을 인터리빙해야 한다.
인터리빙 간격(spanning)은 심볼 반복 후 데이타율 76.8, 38.4, 19.2ksps에 대해 각각 5, 10, 20㎳가 사용된다.
인터리버는 16행 24열인 2차원 배열이다.
역방향 채널에서 부호심볼은 인터리버에 열로 쓰여져 16×24 행열이 채워진다.
트래픽 채널에서 인터리빙 입력 배열에 쓰여지는 부호 심볼의 순서를 데이타율에 따라 표 3, 4, 5, 6, 7, 8에 나타내며, 액세스 채널에 대한 인터리빙 입력배열에 쓰여지는 부호 심볼의 순서는 표 5, 6에서 보여준다.
각 데이타율에 대해 16×24 인터리버를 읽는 순서는 행번호로 하면 다음과 같다.
다중화는 역방향 트래픽 채널이 데이타 속도별로 정보데이타와 시그널링 데이타, 그리고 시그널링 DTX ID가 시간다중화되어 구성된다.
정보 데이타율 64, 32, 16, 13.25, 6.25, 1.05kbps에 대해 각각 8, 4, 2, 4.6, 11.7/0.0, 12.1/0.0kbps의 시그널링 데이타와 0.4, 0.2, 0.1, 0.0, 0.0/2.45, 0.0/0.45kbps의 보류(reserved) 비트가 시간다중화된 후, CRC비트와 8비트 테일(tail)이 첨가되어 프레임이 구성된다.
직접 시퀀스 확산은 역방향 트래픽 채널과 액세스 채널이 롱코드 시퀀스에 의해 확산된다.
트래픽 채널의 경우, 이 확산 작업은 데이타 버스트 랜더마이저의 출력과 롱코드 시퀀스의 모듈로-2 덧셈으로 이루어진다.
롱코드 발생기는 제4도에 나타내었다.
롱코드는 다음 특성 다항식을 만족해야 한다.
롱코드는 242-1 PN 칩 중 20㎳에 해당하는 86016 PN 칩만을 사용하며, 롱코드의 각 PN 칩은 제4도에서 보여주듯이 시퀀스 발생기의 42-bit 상태 벡터와 42-bit 마스크의 내적에 의해 생성된다.
구상(Quadrature)확산은 직접 시퀀스 확산 후에 역방향 트래픽 채널과 액세스 채널이 구상으로 확산된다.
이때 사용되는 I 및 Q 채널 확산 시퀀스는 길이가 20㎳에 해당하는 86016 칩인 PN 시퀀스와 하다마드 코드의 모듈로-2 덧셈에 의해 생성된다.
PN 시퀀스는 다음의 특정 다항식을 만족한다.
파일럿 I/Q 시퀀스는 PN 시퀀스와 하다마드 코드 0의 모듈로-2 덧셈에 의해 생성되고 트래픽 및 액세스의 I채널 시퀀스는 PN 시퀀스와 하다마드 코드 1, Q 채널 시퀀스는 PN 시퀀스와 하다마드 코드 2의 모듈로-2 덧셈에 의해 생성된다.
하다마드 매트릭스 및 코드는 표 10 및 표 11에 설명되어 있다.
기저대역 필터를 거친 이진 데이타('0's와 '1's)는 제5도에서 보여준 I와 Q가 되며 이는 표 9의 위상으로 매핑된다.
기저 대역 여파(Baseband Filtering)는 대역확산을 위한 I/Q 채널의 입력 시퀀스가 각각 아래 그림과 같은 주파수 응답 특성을 갖는 I/Q 기저 대역 필터를 통과하게 된다.
대역 여파기는 제6도에 주어진 조건을 만족하는 주파수 응답S(f)를 갖는다.
특히, 여파기의 정규화된 주파수 응답은 통과대역 0≤f≤fp에서는 ±δ1이내, 저지대역 f≤fs에서는 -δ2와 같거나 그 이하를 포함해야 한다.
파라미터에 대한 수치는 δ1=1.5㏈, δ2=40㏈, fp=2.065MHz=2.5MHz이다.
하다마드 코드는 역방향 채널에서 사용되는 하다마드 코드는 표 10에 나타낸 H28하다마드 매트릭스를 기본으로 하여 N≥28에 대해
와 같이 생성된다.
표 11는 H224인 하다마드 코드를 나타낸다.
액세스 채널은 개인국이 기지국과 통신을 개시하고 페이징 채널 메시지에 응답할 때 사용된다.
액세스 채널은 부호화, 심볼반복 및 인터리빙되고, PN 코드로 확산된다.
액세스 채널 시간 정렬과 데이타율은 개인국이 액세스 채널에서 9.6kbps의 고정된 데이타율로 정보를 전송한다.
액세스 채널 프레임은 기지국에서 제공되는 20㎳ 시간 간격에 맞추어 정렬되며 프레임 길이는 20㎳이다.
액세스 채널 프레임은 페이징 채널 메시지에 의해 지정된 슬롯 번호에 의해 전송된다.
각 페이징 채널당 번호 0부터 31까지 32개의 액세스 채널을 포함할 수 있으며, 각 페이징 채널에 대해 적어도 하나의 엑세스 채널이 존재한다.
액세스 채널은 하나의 페이징 채널과 관련된다.
액세스 채널이 롱코드 마스크는 기지국으로부터 오는 페이징 채널 정보에 의해 설정된다.
역방향 액세스 채널 프레임 구조는 192 비트(20㎳ 프레임)를 포함한다.
프레임 포맷은 제7도에 나타내었다.
역방향 액세스 채널 길쌈 부호화는 역방향 액세스 채널 정보 비트는 송신하기 전에 상술한 바와 같이 길쌈 부호화된다.
역방향 액세스 채널 정보 비트를 생성할 때, 부호화기는 각 20㎳ 프레임의 끝에서 모두 제로(zero) 상태로 초기화된다.
역방향 액세스 채널 심볼 반복은 상술한 바와 같다.
역방향 액세스 채널 인터리빙은 역방향 액세스 채널에서 부호화된 심볼은 상술한 것처럼 인터리빙된다.
역방향 액세스 채널 직접 시퀀스 확산은 심볼 반복 후 출력 심볼은 상술한 것처럼 롱코드에 의해 확산된다.
역방향 액세스 채널 기저대역 여파는 역방향 액세스 채널 신호가 상술한 구상확산 것처럼 여파된다.
역방향 트래픽 채널은 호가 진행되는 동안 사용자들의 정보 데이타와 시그널링 데이타를 기지국에 보내는데 사용된다.
역방향 트래픽 채널 시간 정렬 및 데이타율은 개인국이 역방향 트래픽 채널을 통하여 64, 32, 16, 13.35, 6.25, 1.05kbps의 데이타율로 정보를 전송한다.
정보 데이타에 시그널링 DTX ID와 시그널링 데이타, 비율 정보, 보류 비트가 더해지고 CRC 비트와 테일 배트가 더해져서 심볼 반복 후, 76.8, 38.4, 19.2ksps의 데이타율이 존재한다.
역방향 트래픽 채널 프레임의 길이는 76.8ksps일 때 5㎳, 38.4ksps에서는 10㎳, 그리고 19.2ksps에서는 20㎳이다.
역방향 파일롯 채널은 기지국이 역방향 트래픽 채널에 대한 위상 정보를 추정하고 동기를 유지하는데 사용된다.
파일롯채널은 상술한 직접 시퀀스 확산과 구상확산에 대해 명시되어 있는 롱 코드와 쇼트 코드, 그리고 하다마드 코드 0의 모듈로-2 덧셈으로 생성된다.
파일롯채널의 전력레벨은 보통 역방향 트래픽 채널의 전력레벨보다 6㏈가 낮아야 한다.
2.4kbps 전송시는 파일럿 신호를 버스트로 전송한다.
이때 파일럿 버스트는 트래픽 버스트에 비해 일정부분 앞에 전송되어야 하며 버스트 동기는 트래픽 채널의 버스트 랜덤화(randomizer)를 이용하여 맞춘다.
역방향 트래픽 채널 프레임 구조는 역방향 정보 데이타가 64, 32, 13.35, 6.25, 1.05kbps로 된다.
각 전송속도에 따른 프레임들은 제8a도부터 제11도에서 보여준다.
역방향 트래픽 채널 길쌈 부호화는 역방향 트래픽 채널 데이타를 전송하기 전에 상기 언급되어 있는 것처럼 길쌈 부호화된다.
시그널링 DTX ID 전송은 시그널링 데이타의 전송 유무를 판단하기 위해서 시그널링 DTX ID 2 비트를 전송한다.
역방향 트래픽 채널 심볼 반복은 상술한 바와 같다.
역방향 트래픽 채널 인터리빙은 역방향 트래픽 채널에서 부호화된 심볼이 상기 명시되어 있는 것처럼 인터리빙된다.
데이타 버스트 램덤화(Data Burst Randomizer)는 심볼반복에 의해 생성된 여분의 데이타를 랜덤하게 마스킹하기 위해 '0'과 '1'의 마스킹 패턴을 생성한다.
마스킹 패턴은 프레임의 데이타율에 의해 결정된다.
역방향 트래픽 채널 직접 시퀀스 확산은 역방향 트래픽 채널 데이타가 상기 언급되어 있는 것처럼 확산된다.
역방향 트래픽 채널 구상 확산은 역방향 트래픽 채널 데이타가 상술한 바와 같이 확산된다.
시그널링/여분 데이타 게이티(gating)은 시그널링이 존재하지 않을 경우 시그널링 데이타 혹은 여분(reserved) 데이타를 게이팅하기 위해 '0'과 '1'의 게이팅 패턴을 생성한다.
역방향 트래픽 채널 기저대역 여파는 역방향 트래픽 채널이 상술한 바와 같이 여파된다.다음으로, 기지국에 대한 무선접속규격(안)에 대해 설명하면 다음과 같다. 송신기, 주파수 파라미터, 대역등급 등이 있다.
그리고 주파수 허용은 기지국의 전송 반송파 주파수를 CDMA 지정 주파수의 ±0.05ppm 이내로 유지하여야 한다.
전력 출력 특성은 전력 출력 레벨을 1640W EIRP(Effective Isotropic Radiated Power)로 제한한다.
변조 특성에서, 순방향 채널 신호에 대해서 설명하면, 먼저 순방향 CDMA 채널의 전체 구조는 제12도와 제13도에 도시된 바와 같다.
순방향 CDMA 채널은 파일럿 채널, 동기 채널, 페이징 채널 및 다수의 순방향 트래픽 채널로 구성된다.
순방향 트래픽 채널은 정보 데이타 및 시그널링 데이타로 Time Mux 된다.
이들 채널은 하다마드 코드 함수에 의해 직교화 된 후 칩율이 4.3008Mcps인 I/Q 쇼트 코드에 의해 확산된다.
그리고 순방향 트래픽 채널, 동기 채널, 페이징 채널에 대한 변조 파라미터는 표 12, 13, 14에 나타나 있다.
그리고 순방향 트래픽 채널은 76.8, 38.4, 19.2, 9.6, 2.4kbps의 데이타율을 지원한다.
이중 정보 데이타율은 64, 32, 16, 13.35, 6.25, 1.05kbps이며, 시그널링 데이타는 16kpbs 이상의 경우 8, 4, 2kbps가 할당되고, 13.35kbps 이하의 경우는 4.6, 11.7, 12.1kbps가 할당된다.
데이타율 중 76.8, 38.4, 19.2kbps만이 시그널링 DTX ID(discontinuous transmission indication) 비트를 포함한다.
동기 채널과 페이징 채널은 9.6kbps의 고정 데이타 속도를 지원한다. 길쌈 부호화는 동기 채널, 페이징 채널 및 순방향 트래픽 채널은 전송되기 전에 길쌈 부호화한다.
부호화율은 1/2이며 구속장은 9이다.
생성 다항식은 다음과 같다.
부호 심볼은 생성 다항식 g0에 의해 생성된 심볼(c)이 먼저 나오고, 생성다항식 g1에 의해 생성된 심볼(c1)이 나중에 나오도록 출력되어야 한다.
초기화시 부호화기의 상태는 모두 제로(Zero) 상태이어야 한다.
초기화 후에 첫번째 부호 심볼 출력은 생성 다항식 g0로 부호화된 심볼이어야 한다.
길쌈 부호화는 연속적으로 시간 지연된 데이타 시퀀스 중 선택된 탭들의 모듈로-2 덧셈을 수반한다.
데이타 시퀀스는 K-1 비트만큼 지연된다.
여기서 K는 부호의 구속장을 말한다.
제14도는 길쌈 부호화기를 보여준다.
심볼 반복은 동기 및 페이징 채널에 대해서 심볼이 인터리빙되기 전에 각각 2회 반복된다.
순방향 트래픽 채널에서의 심볼 반복율은 데이타율에 따라 변한다.
76.8, 38.4, 19.2ksps에서 각 심볼은 반복되지 않으며, 9.6ksps는 2회, 그리고 2.4ksps는 8회 반복된다.
인터리빙은 기지국이 순방향 트래픽 채널과 동기 채널 및 페이징 채널에서 부호심볼을 반복한 후 인터리빙한다.
심볼반복 후 전송율이 76.8, 38.4, 19.2ksps에 대해서 각각 인터리빙하며 I.Q 채널에 대한 쓰기 및 읽기 순서는 다르다.
인터리빙은 16행과 24열로 구성되어 있으며, 쓸 때는 열번호 순서로, 읽을 때는 행번호 순서로 수행한다.
전송율에 따른 인터리빙 방법은 표15에서 표20까지 나타나 있다.
각 전송속도에 대해 16×24 인터리버 메모리를 읽는 순서는 행번호로 하면 다음과 같다.
다중화는 순방향 트래픽 채널이 데이타 속도별로 정보데이타와 시그널링 데이타, 그리고 시그널링 DTX ID가 시간다중화되어 구성된다.
정보 데이타율 64, 32, 16, 13.35, 6.25, 1.05kbps에 대해 각각 8, 4, 2, 4.6, 11.7/0.0, 12.1/0.0kbps의 시그널링 데이타와 0.4, 0.2, 0.1, 0.0, 0.0/2.45, 0.0/0.45kbps의 여분 비트가 시간다중화된 후, CRC 비트와 8비트 테일이 첨가되어 프레임이 구성된다.
데이타 스크램블링은 순방향 페이징 채널과 통화 채널에 적용된다.
데이타 스크램블링은 블럭 인터리빙한 후 수행된다.
트래픽 채널의 데이타 스크램블링은 상술한 바와 같이 생성된 롱코드 출력 수열을 224, 112 또는 56 칩마다 한 칩씩 데시메이션한 19.2, 38.4, 76.8ksps에 대해서 수행한다.
전력제어비트는 순방향 트래픽 채널을 통해 1.6ksps로 전송된다.
'0' 비트는 출력 레벨을 증가하라는 의미이며 '1' 비트는 감소하라는 의미이다.
직교 확산 하마다드 코드에 의해 이루어진다.
데이타율 19.2kbps에 대해서는 224 하다마드 코드, 38.4ksps에 대해서는 112 하다마드 코드, 그리고 76.8ksps에 대해서는 56 하다마드 코드가 사용된다.
표 21는 H23H 하다마드 매트릭스를 나타낸다.
일반적으로 N≥28에 대해
와 같이 생성된다.
표 22는 H224인 하다마드 코드를 나타낸다.
구상 변조는 순방향 파일럿, 동기 및 트래픽 채널이 I.Q 채널에 대해서 서로 다른 쇼트 코드에 의해 확산된다.
쇼트 코드의 칩속도는 4.300Mcps이고, 길이는 217-1 PN 칩 중 20㎳에 해당하는 86016 PN 칩이다.
I.Q 채널 PN 코드에 대한 특성 다항식은 다음과 같다.
기저대역 필터를 거친 이진 데이타('0's와 '1's)는 제15도에서 보여준 I와 Q가 되며 이는 표 23의 위상으로 매핑된다.
기저대역 여파는 제16도에서 보여주듯이 확산이 이루어진 후 I 및 Q 시퀀스가 I, Q 기저대역 여파기에 입력된다.
기저대역 여파기는 상기 제16도에 주어진 조건을 만족하는 주파수 응답 S(f)를 갖는다.
특히, 여파기의 정규화된 주파수 응답은 통과대역 0≤f≤fp에서는 ±δ1이내, 기저대역 f≥fs에서는 -δ2와 같거나 그 이하이어야 한다.
파라미터에 대한 수치는 δ1=1.5㏈, δ2=40㏈, fp=2.065MHz 및 fs=2.5MHz이다.
파일럿 채널은 기지국에 의해 운용중인 순방향 채널에 항상 전송된다.
파일럿 채널은 해당 기지국의 관할 영역내에 운용되는 개인국의 동기용으로서 무변조 확산 스펙트럼 신호이다.
파일럿 PN 시퀀스 오프셋은 각 기지국의 구분을 위해 파일럿 PN 시퀀스의 시간 오프셋을 사용한다.
시간 오프셋은 다른 셀에서 재사용될 수 있다.
파일럿 채널 직교 확산은 전송하기 전에 파일럿 채널은 상술한 바와 같이 하다마드 코드 0으로 직교 확산된다.
파일럿 채널 구성변조에서, 파일럿 채널은 상기 규정된 바와 같이 구상변조된다.
파일럿 채널 여파에서, 파일럿 채널은 상기 규정된 바와 같이 여파된다.
동기 채널은 부호화, 심볼 반복, 인터리빙, 확산 및 변조된 대역 확산신호로 기지국의 관할 영역내의 개인국에서 초기 프레임 동기를 맞추기 위해 사용된다.
동기 채널 시간 정렬 및 데이타 속도는 동기 채널의 데이타율이 9.6kbps이며, 동기 채널에 대한 I와 Q채널 파일럿 PN 시퀀스는 해당 기지국의 파일럿 채널과 동일한 파일럿 PN 시퀀스 오프렛을 사용한다. 개인국에서 파일럿 채널을 통하여 파일럿 PN 시퀀스 동기가 이루어지면, 동기 채널에 대한 동기는 즉시 이루어진다.
이는 동기 채널이 동일한 파일럿 PN 시퀀스로 확산되며 동기 채널의 프레임 타이밍은 파일럿 PN 시퀀스에 맞추어져 있기 때문이다.
동기 채널의 블럭 인터리버 및 프레임의 시작점은 순방향 채널의 확산에 사용된 파일럿 PN 시퀀스 오프셋에 의한 시작점에 맞추어져야 한다.
동기 채널의 수퍼 프레임의 길이는 80㎳이다.
동기 채널로 전송되는 메세지는 동기 채널 수퍼 프레임의 시작점에서 시작된다.
동기 채널 데이타는 상기 규정된 바와 같이 전송하기 전에 길쌈 부호화된다.
동기 채널 반복은 동기 채널상에 코드 심볼이 상기 규정된 바와 같이 반복된다.
동기 채널 인터리빙은 동기채널상에 코드 심볼이 상기 규정된 바와 같이 인터리빙된다.
동기 채널 직교 확산은 동기채널이 상기 규정된 바와 같이 하다마드 코드 113으로 직교 확산된다.
동기 채널 구상(Quadrature) 변조에서 동기채널은 상기 규정된 바와 같이 I/Q 파일럿 PN에 의해 변조된다.
동기 채널 여파는 동기채널이 상기 규정된 바와 같이 여파된다.
페이징 채널은 부호화, 인터리빙 및 확산변조된 신호로 기지국의 관할 영역내의 개인국에 의해 이용된다.
기지국은 다수의 페이징 채널을 이용하여 시스템 정보 및 개인국 특정 메세지를 전송한다.
페이징 채널 시간 정렬과 데이타율에서 페이징 채널은 9.6kbps의 고정된 데이타율로 정보를 전송한다.
페이징 채널 프레임은 20㎳ 간격이다.
페이징 채널에 대한 파일럿 시퀀스는 해당 기지국의 파일럿 채널과 동일한 파일럿 PN 시퀀스 오프셋을 이용한다.
첫 페이징 채널 프레임은 기지국의 시스템 시간에 맞추어 발생한다. 페이징 채널구조는 길이가 각 20㎳인 페이징 채널 슬롯으로 구분된다.
페이징 채널 길쌈 부호에서 페이징 채널 데이타가 상기 규정된 바와 같이 전송하기 앞서 길쌈 부호화된다.
페이징 채널 반복은 페이징 채널상에 코드 심볼이 상기 규정된 바와 같이 반복된다.
페이징 채널 인터리빙은 페이징 채널상에 변조 심볼이 상기 규정된 바와 같이 인터리빙된다.
페이징 채널 직교 확산에서 페이징 채널은 상기 규정된 바와 같이 페이징 채널 번호와 동일한 인덱스를 갖는 하다마드 코드에 의해 직교 확산된다.
페이징 채널 구상변조에서, 페이징 채널은 상기 규정된 바와 같이 파일럿 PN에 의해 변조된다.
페이징 채널 여파에서 페이징 채널은 상기 규정된 바와 같이 여파된다. 순방향 트래픽 채널은 특정 개인국에 정보 데이타 및 시그널링 데이타를 전송하기 위해 사용된다.
동시에 지원할 수 있는 최대 순방향 트래픽 채널 수는 76.8kbps에서 55개, 38.4kbps에서 111개, 19.2kbps에서 222개 중에서 페이징 및 동기 채널의 수를 제외한 것이다.
순방향 트래픽 채널 시간 정렬 및 데이타율에서, 기지국은 순방향 트래픽 채널을 통하여 64, 32, 16, 13.35, 6.25, 1.05kbps의 데이타율로 정보를 전송한다.
정보 데이타에 시그널링 DTX ID와 시그널링 데이타, 비율(rate) 정보, 여분 비트가 더해지고 CRC 비트와 테일 비트가 더해져서 심볼 반복 후, 76.8, 38.4, 19.2ksps의 데이타율이 존재한다.
순방향 트래픽 채널 프레임의 길이는 76.8ksps일 때 5㎳, 38.4ksps에서는 10㎳, 그리고 19.2ksps에서는 20㎳이다.
순방향 트래픽 채널 구조에서, 순방향 트래픽 채널의 정보 데이타는 64, 32, 16, 13.35, 6.25, 1.05kbps의 데이타율로 전송되는데 각 프레임 구성은 아래 그림과 같다.
순방향 트래픽 채널 길쌈 부호화는 순방향 트래픽 채널이 전송하기 앞서 규정되어 있는 것처럼 길쌈 부호화된다.
시그널링 DTX ID 전송은 시그널링 데이타 전송 유무를 판단하기 위해서 시그널링 DTX ID 2 비트를 전송한다.
순방향 트래픽 채널 심볼 반복은 순방향 트래픽 채널의 정보 데이타 및 시그널링 데이타를 상기 규정된 바와 같이 반복된다.
시그널링 데이타 램덤화는 한 프레임 데이타를 이전 프레임에 있는 롱코드 5칩을 이용하여 인터리버의 열단위(16심볼)로 회전 우측 이동(rotational shift right) 시키는 것이다.
순방향 트래픽 채널 인터리빙은 순방향 트래픽 채널의 정보데이타 및 시그널링 데이타의 코드 심볼이 상기 규정된 바와 같이 인터리빙된다.
순방향 트래픽 채널 전력제어 부채널에서 기지국은 1.6kbps의 전력제어 비트를 모든 트래픽 채널 상에 삽입한다.
순방향 트래픽 채널 데이타 스크림블링은 다중화 후 순방향 트래픽 채널이 상기 규정된 바와 같이 스크램블링된다.
순방향 트래픽 채널 직교 확산은 순방향 트래픽 채널이 데이타 스크램블링 후 하다마드 코드에 의해 직교 확산된다.
순방향 트래픽 채널 구상변조에서 순방향 트래픽 채널은 직교 확산 후 상기 규정된 바와 같이 I/Q 파일럿 PN에 의해 구상변조된다.
시그널링/여분 데이타 게이팅은 시그널링이 존재하지 않을 경우 시그널링 데이타 혹은 여분(reserved) 데이타를 게이팅하기 위해 '0'과 '1'의 게이팅 패턴을 생성한다.
순방향 트래픽 채널 여파는 순방향 트래픽 채널이 상기 규정된 바와 같이 변조 후 여파된다.
이상과 같은 본 발명은 1.8GHz~2GHz 대역의 개인휴대통신시스템의 개인국과 기지국의 무선 접속으로 개인휴대통신시스템과 차세대 이동통신시스템 개발에 활용할 수 있다.
Claims (1)
- 역방향 링크와 순방향 링크의 파일럿채널에서 트래픽 채널이 있을때만 트래픽 정보의 전송시점보다 앞서 파일럿을 송신하고 트래픽의 전송완료 후에는 파일럿 신호의 송신을 중단하는 버스트 파일럿을 사용하는 수단과, 역방향 링크와 순방향 링크의 트래픽 채널에서 DTX(Discontinuous Transmission) 비트를 사용하여 시그널링 정보의 전송 유무를 판단하여 시그널링 정보가 있을 때는 시그널링 정보를 전송하는 시그널링 액티비티(activity)를 사용하는 수단과, 역방향 링크와 순방향 링크에서 채널 분리를 위해 하다마드 28 코드를 기본으로 사용하며 가변 전송을 위해 트래픽 채널의 19.2kbs 전송시 하다마드 224 코드를, 38.4kbs에서는 하다마드 112 코드를, 76.8kbs에서는 하다마드 56 코드를 사용하는 수단과, 직접확산과 스크램블링용 롱 코드가 절대시간을 기준하여 동작하지 않고 20msec 주기(86016 칩)로 롱코드의 초기값을 변경시켜 줌으로써 롱코드가 20msec 주기로 리후레쉬(refresh) 되도록 하는 수단과, 역방향 링크와 순방향 링크의 트래픽 채널에서 트래픽 정보와 시그널링 정보를 트래픽 전송률에 따라서 시그널링 정보량을 할당하고 시간 다중화하여 전송하는 수단과, 역방향 링크와 순방향 링크의 모든 채널의 확산혹도가 4.3008Mcps로서 저역대역필터 통과시 주파수 대역폭이 5MHz 이내이고, 이를 위해 데이타 속도별로 하다마드 56, 하다마드 112, 하다마드 224코드를 사용하는 수단으로 구성된 것을 특징으로 개인휴대통신시스템의 광대역 씨·디·엠·에이(CDMA) 무선접속장치.
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| KR1019950054546A KR0155334B1 (ko) | 1995-12-22 | 1995-12-22 | 개인휴대통신시스템의 광대역 씨.디.엠.에이 무선접속 장치 |
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| KR100805643B1 (ko) * | 1998-02-27 | 2008-02-26 | 루센트 테크놀러지스 인크 | 직교 확산 스펙트럼 통신 시스템에서 데이터 레이트 가변성을 획득하기 위한 방법 및 장치 |
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