KR100273130B1 - 멀티캐리어변조방식을이용한직접확산코드분할다중접속방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 멀티캐리어 변조방식을 이용한 직접확산-코드분할 다중접속 방법에 관한 것이다.

차세대 이동통신인 IMT2000에서는 2Mbps이상의 고속 전송을 통해 음성 뿐 아니라 데이터 및 영상의 전송까지를 목표로 하고 있다. 멀티캐리어 코드분할 접속방식(MC-CDMA)은 신호를 다수의 부 반송파에 반복 전송하므로서 주파수 다이버시티 효과를 얻으며 주파수 선택적 패이딩채널을 겪으므로 버스트한 주파수 왜곡에 강한 특성을 지닌다. 그러나 레이크 수신기를 사용하여 지연된 다중 경로 신호를 이용하지 못함으로서 공간 다이버시티 효과를 얻기 어렵다. 또한, MC- DS-CDMA방식은 신호를 직,병렬 변환함으로서 신호주기를 확장시켜 자기 신호 간섭을 줄이고 있지만 각각의 부반송파에 서로 다른 데이터가 실리므로 주파수 다이버시티 효과를 얻지 못한다. 또한 주파수 선택적 무선 채널 환경에서 버스트 에러에 상대적으로 약한 특성을 갖는다.

따라서, 본 발명에서는 MC-CDMA방식과 MC-DS-CDMA을 결합하여 상호간의 장점을 취하고 단점을 보안하는 새로운 구조로서, 주파수 다이버시티 효과를 얻을 수 있으며, 레이크 수신기를 이용하여 공간 다이버시티 효과를 동시에 얻을 수 있어 시스템 성능을 향상시키게 된다.

Description

멀티캐리어 변조방식을 이용한 직접확산-코드분할 다중접속 방법{A method of DS/CDMA using multi carrier}

본 발명은 멀티캐리어 변조방식을 이용한 직접확산-코드분할 다중접속 방법에 관한 것이다.

차세대 이동통신인 IMT2000에서는 2Mbps이상의 고속 전송을 통해 음성 뿐 아니라 데이터 및 영상의 전송까지를 목표로 하고 있다. 또한, 코드분할 접속(CDMA)방식의 적용을 적극 고려하고 있으나, 코드분할 다중 접속방식은 신호전송이 고속이 될 수록 자기 신호간섭이 커지게 되며 보다 높은 PN발생기를 요구하게 된다. 따라서, 영상 및 데이터 서비스를 요구하는 10^-6이하의 비트 오율을 얻기 어려워진다. 이를 해결하기 위한 멀티 케리어-코드분할 다중 접속 방법은 신호를 다수의 부 반송파에 반복 전송함으로서 주파수 다이버시티 효과를 얻으며, 주파수 선택적 패이딩채널을 겪으므로 버스트한 주파수 왜곡에 강한 특성을 지닌다. 그러나 레이크 수신기를 사용하여 지연된 다중 경로 신호를 이용하지 못하므로서 공간 다이버시티 효과를 얻기 어렵다.

또한, 멀티케리어-직접확산-코드분할 다중접속(MC-DS-CDMA)방식은 신호를 직/병렬 변환함으로서, 신호주기를 확장시켜 자기 신호 간섭을 줄이고 있지만 각각의 부반송파에 서로 다른 데이터가 실리므로 주파수 다이버시티 효과를 얻지 못한다. 그리고, 주파수 선택적 무선 채널 환경에서 버스트 에러에 상대적으로 약한 특성을 갖는다.

따라서, 본 발명은 멀티케리어-코드분할 다중접속(MC-CDMA)방식과 멀티케리어-직접확산-코드분할 다중접속(MC-DS-CDMA)방식을 결합함으로서 각각의 장점을 취하고 각각의 단점을 보안하여 주파수 및 공간 다이버시티 효과를 동시에 갖게 되는 멀티캐리어 변조방식을 이용한 직접확산-코드분할 다중접속 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 직렬 데이터를 직/병렬 변환기를 이용하여 다수개의 병렬데이터로 변환하는 단계와, 상기 다수개의 병렬데이터를 다수개로 복사한 후 복사된 데이터 열에 따라 서로 다른 코드에 확산시키는 단계와, 상기 확산된 신호열을 최대한의 주파수 이격을 갖도록 인버스 디스크리트 푸리에 변환기를 이용하여 직교주파수 분할 다중 변조하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서 직.병렬 변환에서의 병렬신호 개수 M과 복사 및 확산 블록에서 복사 개수 S를 정하는 것은 시스템 성능에 있어 중요한 문제이다. 따라서, 차세대 이동통신(IMT2000)의 채널특성을 파악하여 병렬신호의 개수 및 복사 개수를 최적화하고, 각각의 복사 및 확산 블록 마다 동일한 코드 생성기를 이용하여 코드를 분배시킴으로서 구조를 단순화하려 한다.

도 1은 본 발명에 따른 블록 다이어그램.

도 2는 본 발명에 따른 복사 및 확산 블록도.

도 3은 확산된 데이터의 부반송파 할당 방식의 실시 예.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 직/병렬 변환기 20 :인버스 디스크리트 푸리에 변환기

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

도 1을 참조하면, 입력신호를 병렬로 변환함으로서 신호길이가 확장되어 자기 신호간섭을 크게 감소시킨다. 또한, 코드의 발생 및 수신단에서의 코드동기를 보다 쉽게 한다. 그리고, 도 2에서와 같이 복사 및 확산 블록에서는 신호를 S개로 복사한 후 S개로 분할된 확산 코드를 이용하여 확산시킴으로서, 수신단에서 레이크수신기를 사용하여 공간 다이버시티 효과를 얻을 수 있다.

또한, 확산된 신호를 OFDM변조할 때 도 3에 도시된 바와 같은 방식으로 부반송파를 할당함으로써 주파수 천이를 이용한 새로운 다이버시티의 활용을 가능하게 한다. 즉, 도 3에서 주파수측으로 부반송파의 정수배로 주파수 천이가 발생할 경우 천이가 발생하기 이전의 신호와 직교성을 갖게된다.

도 1에 도시된 바와 같이 직.병렬 변환기(10)를 사용하며 입력신호를 M개의 병렬신호로 변환하며, 이때, 신호 비트는 M배 만큼 확장된다. 확장된 신호는 도 2에 도시된 바와 같이 S개로 복사된 후 서로 다른 코드에 확산된다. 이때 사용되는 코드는 주기N=MS의 확산코드를 S개로 분할하여 사용한다. 이렇게 함으로써 칩속도를 줄이면서도 레이크 수신기를 그대로 사용할 수 있는 장점을 갖는다.

주기가 N=MS인 k 번째 사용자의 확산코드는 다음과 같다.

C_k= {c_k(0), c_k(1), ......., c_k(N-1)}

위에서 C_k는 주기 N=MS의 확산코드이며 이것을 복사된 출력 개수 만큼 코드로 분할한다. 이때 분할된 코드 길이는 M이 된다. 즉, 다음과 같이 M개의 칩으로 이루어진 S개의 코드열로 분할한다.

C_k= {(c_k,s)₁, (c_k,s)₂, ......., (c_k,s)_s}

분할된 코드는 다음과 같이 표현된다.

{c_k,s}_i= {c_k((i-1)M), c_k((i-1)M+1), ......., c_k(iM-1)}

각각의 코드 열은 도 2에 도시된 바와 같이 복사된 신호를 확산하며 도 1의 모든 복사 및 확산 블록에서 동일한 코드를 이용하여 신호를 확산한다. 확산된 신호열은 인버스 디스크리트 푸리에 변환기(이하, IDFT 이라 함; 20)를 이용하여 OFDM 변조되는데 이것은 각각의 부 반송파들 사이의 직교성을 보장하기 위한 방법이다. 도 3에서 보듯이 복사 및 확산 블록의 출력들은 주파수 천이 다이버시티를 이용할 수 있도록 IDFT(20) 블럭에 입력한다. 즉, 주파수 천이시 천이되지 않은 신호와 직교성을 갖게 한다. 이렇게 함으로써 수신단에서 주파수 부반송파의 정수배 만큼의 차이를 가지고 수신되는 신호를 검출해 낼 수 있다. 즉, 수신단에서 부반송파 대역(약 1/Tc : 이때, Tc는 확산코드 칩의 길이)의 정수배의 차이를 갖고 수신신호에 동기를 맞추어 수신하고 이를 결합함으로써 주파수 천이 다이버시티 효과를 갖는다.

하기 식은 위의 조건을 만족하기 위한 확산코드와 부반송파의 주파수 할당 방법을 규정하는 식이다.

S와 M이 결정되었을 때 f번째 부반송파에 실리는 확산코드{c_k,s}_i를 나타내고 있다. 도 3은 그 실시 예를 보여주고 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 차세대 이동통신인 IMT2000에서의 접속방식으로 적용함으로써 고속의 멀티미디어 서비스를 제공하는데 있어 문제가 되었던 전송데이터 및 칩의 속도를 최소화하고, 공간 다이버시티와 주파수 다이버시티 그리고 주파수 천이 다이버시티 효과를 동시에 얻으므로써 써비스의 신뢰도를 크게 높일 수 있는 탁월한 효과가 있다.

Claims (1)

1. 직렬 데이터를 직/병렬 변환기를 이용하여 다수 개의 병렬데이터로 변환하는 단계와,

   상기 다수 개의 병렬데이터를 다수 개로 복사한 후 복사된 데이터 수에 따라 코드를 분할하여 서로 다른 코드로 확산시키는 단계와,

   주파수 천이 다이버시티를 이용할 수 있도록 하며 부반송파 만큼의 주파수 천이 발생시 직교성을 확보할 수 있도록 상기 확산된 데이터를 부반송파에 할당하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 멀티캐리어 변조방식을 이용한 직접확산-코드분할 다중접속 방법.

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