KR100332281B1 - Cdma통신시스템및통신방법 - Google Patents

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KR100332281B1 KR1019970031046A KR19970031046A KR100332281B1 KR 100332281 B1 KR100332281 B1 KR 100332281B1 KR 1019970031046 A KR1019970031046 A KR 1019970031046A KR 19970031046 A KR19970031046 A KR 19970031046A KR 100332281 B1 KR100332281 B1 KR 100332281B1
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노부카즈 도이
뎃신 시가
요시토 오타
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가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키
가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼
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Abstract

CDMA를 적용한 통신시스템 및 확산부호의 위상제어방법에 관한 것으로서, 기지국과 각 단말장치의 쌍방에 있어서 양질의 신호를 수신할 수 있는 CDMA통신시스템 및 CDMA통신방법을 제공하기 위해, CDMA통신에 있어서 기지국은 확산부호의 기준위상과 각 단말마다의 수신신호의 부호위상의 차를 검출하고 위상차를 나타내는 점프신호PJ-i를 각 단말장치로 피드백하고, 또 동기포착 후는 기준위상에서 수신동작을 실행하고 수신신호위상과 기준위상의 어긋남량을 위상제어정보PC-i로 해서 각 단말장치로 피드백하고, 각 단말장치가 점프신호에 의해 확산부호의 위상을 대충 조정한 후 위상제어정보에 대해서 송신위상을 미세조정한다.
이것에 의해, 순방향회선 및 역방향회선의 각 채널의 신호를 서로 직교화시킬 수 있고, 단말장치측, 기지국측의 쌍방에 있어서 목적채널의 신호를 다른 채널의 신호에 방해되는 일 없이 고품질로 수신처리할 수 있으며, 기지국과 동시 통신가능한 단말장치대수를 증가시킬 수 있고 최대 확산비와 동일 수의 단말을 수용할 수 있다는 효과가 얻어진다.

Description

CDMA통신시스템 및 통신방법
본 발명은 CDMA(Code Division Multiple Access : 부호분할 다원접속)을 적용한 통신시스템 및 확산부호의 위상제어방법에 관한 것이다.
CDMA방식은 서로 다른 여러종류의 스펙트럼 확산부호(확산부호)를 사용해서 동일 주파수대역에 여러개의 통신채널을 다중화하는 방식이다.
기지국은 각 단말장치로의 송신신호를 각 통신채널로 고유의 확산부호와 승산하는 것에 의해 스펙트럼확산(확산)하고, 여러채널의 확산신호가 혼합된 형태의 다중화신호를 동일 반송주파수에 의해 송출한다. 각 단말장치는 기지국이 사용한 확산부호와 동일한 각 통신채널로 고유의 부호(역확산부호)를 수신신호와 승산하는 것에 의해 스펙트럼 역확산(역확산)해서 상관이 취해진 자채널의 신호만을 추출한다. 이 때, 타채널의 신호는 확산부호와 역확산부호가 다르므로, 서로 상관을 취할 수 없어 잡음성분으로 될 뿐이다. 잡음성분의 레벨은 통신의 방해로 되지 않도록 낮게 할 수 있다.
CDMA방식은 통신주파수의 이용효율을 비약적으로 향상시키는 방식으로서, 근래 매우 주목되고 있다. 미국에서는 디지탈셀 이동통신 시스템의 표준방식(IS-95)로서 CDMA방식이 채용되어 실용화단계에 이르고 있다. 상기 IS-95방식에서는 기지국에서 각 단말장치로의 신호전송에 이용하는 순방향회선(forward link)에 있어서확산부호로서 직교부호가 사용되고 있다.
직교부호의 예는 도 11에 부호W0, W1, W2, W3으로 나타내어진다. 직교부호는 부호군의 임의의 2개의 부호에 대해서 직교단위 구간에 걸쳐서 곱합연산을 실행하면 결과가 0으로 되는 성질을 갖고 있다.
도 10에는 유선네트워크에 접속된 여러개의 기지국(401)(401-1∼401-j)과 각 기지국의 통신영역내에 위치하는 여러개의 단말장치(402)(402-1∼402-n)으로 이루어지는 무선통신시스템을 도시하고 있다. IS-95방식에 있어서는 기지국은 통신영역내의 여러개의 단말장치(또는 통신채널)에 대해서 각각 통신영역내에서 고유의 직교부호Wi(i=1∼n)을 할당한다. 기지국은 단말장치i로의 신호 또는 데이타를 그 단말장치에 고유의 직교부호Wi에 의해 확산해서 송신한다. 단말장치i는 자신에게 고유의 직교부호Wi를 사용해서 수신신호를 역확산하도록 하면 자신의 수신채널 이외의 다른 모든 채널의 신호성분을 역확산처리의 과정에서 완전히 제거해서 방해신호로서 작용하지 않도록 할 수 있다.
이와 같이, 기지국에서 단말장치로의 순방향회선의 통신에 직교부호에 의한 스펙트럼확산을 적용한 통신시스템은 예를 들면 미국특허 제5, 103, 459호 공보에 개시되어 있다.
직교부호의 이점을 살리기 위해서는 역확산처리의 과정에서 수신채널의 직교부호와 타채널의 직교부호의 타이밍이 완전하게 동기하고 있는 것이 필요로 된다. 만약, 다중화된 여러채널의 스펙트럼 확산신호 사이에서 직교부호의 타이밍에 어긋남이 있으면, 직교성을 잃어버리게 되어 타채널의 수신신호성분이 수신채널의 신호에 대해서 방해신호로서 작용하고 신호대 잡음(S/N)비가 저하해 버린다.
각 단말장치가 서로 독립해서 송신동작하는 역방향회선(reverse link)에서는 가령 각 단말장치가 직교부호로 송신데이타를 스펙트럼확산했다고 해도 각 채널의 송신신호는 서로 확산부호가 비동기의 상태로 기지국에 수신된다. 그 때문에, 각 채널의 송신신호는 서로 방해신호로 되어 수신S/N이 저하한다. 이와 같이, 확산부호의 동기를 취하지 않은채 역방향회선에 직교부호를 적용하면, 접속채널수가 제약된다. 예를 들면, 10dB의 수신S/N을 달성하고자 하면 역방향회선의 접속채널수는 순방향회선의 약 1/10으로 되어 버린다.
이 때문에, 종래의 CDMA통신시스템에서는 채널간의 확산부호의 타이밍동기가 용이한 1대 N 전송의 회선, 즉 기지국에서 단말장치를 향하는 순방향회선에 있어서만 직교부호를 적용한다. 한편, 여러개의 단말장치가 각각 독립해서 신호를 송신하는 N대 1 전송의 역방향회선에서는 비직교신호 예를 들면 의사잡음부호(PN)을 적용해서 송신신호의 스펙트럼확산을 실행하도록 하고 있다. 일본국 특허공개공보 평성7-254867은 기지국이 채널상의 지연정보를 이동국으로 피드백시키는 CDMA통신시스템을 개시하고 있지만, 직교부호의 적용에 대해서는 언급하고 있지 않다.
본 발명의 목적은 기지국과 각 단말장치의 쌍방에 있어서 양질의 신호를 수신할 수 있는 CDMA통신시스템 및 CDMA통신방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 기지국과의 사이에서 동시통신할 수 있는 단말장치대수를 증가시킬 수 있는 CDMA통신 시스템 및 확산부호의 위상제어방법을 제공하는것이다.
도 1은 본 발명의 통신시스템을 구성하는 기지국의 제1 실시예를 도시한 블럭회로도,
도 2는 도 1의 변복조장치(106-i)(i=1∼n)의 상세도,
도 3은 본 발명의 통신시스템에 있어서의 단말장치의 제1 실시예를 도시한 블럭회로도,
도 4는 본 발명의 통신시스템을 구성하는 기지국의 제2 실시예를 도시한 블럭회로도,
도 5는 도 4의 변복조장치(116-1)의 상세도,
도 6은 도 4의 변복조장치(116-i)(i=2∼n)의 상세도,
도 7은 본 발명의 통신시스템을 구성하는 기지국의 제3 실시예를 도시한 블럭회로도,
도 8은 도 7의 변복조장치(126-i)(i=1∼n)의 상세도,
도 9는 본 발명의 통신시스템에 있어서의 단말장치의 제3 실시예를 도시한 블럭회로도,
도 10은 본 발명을 적용하는 통신시스템의 1예를 도시한 도면,
도 11은 스펙트럼확산에 사용하는 직교부호의 1예를 도시한 도면,
도 12는 본 발명을 적용하는 다른 통신시스템의 1예를 도시한 도면.
본 발명은 역방향회선과 순방향회선에 각각 CDMA(부호분할 다원접속)에 의한 여러개의 채널을 형성하는 기지국(또는 주국)과 각각 역방향회선과 순방향회선의 1쌍의 채널과 대응된 여러개의 단말장치(또는 종국)으로 이루어지는 CDMA통신시스템에 적용된다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 1개의 형태에 따르면, 기지국은 역방향회선의 각 채널마다 검출된 수신신호의 위상과 기지국측의 역확산부호의 기준위상의 위상차를 나타내는 정보를 순방향회선의 대응채널을 거쳐서 각 단말장치로 피드백한다. 각 단말장치에서는 순방향회선의 대응채널에서 수신한 위상차정보에 따라서 역방향회선에서의 송신신호의 확산부호위상을 기지국측의 기준위상과 합치시킨다. 이것에 의해, 역방향회선과 순방향회선의 각각에 송신신호의 확산부호로서 직교부호를 적용하는 것을 가능하게 하였다.
더욱 상세하게 설명하면, 본 발명의 형태에 있어서는 각 단말장치의 송신회로에 직교부호의 발생수단과 직교부호의 위상제어수단을 마련하고, 순방향회선에 있어서 기지국에서 수신한 위상제어정보에 따라서 위상제어수단이 송신신호 확산용의 직교부호의 위상을 제어하는 것에 의해 역방향회선의 각 채널신호가 서로 직교한 상태로 기지국에 수신되도록 한다.
각 단말장치의 직교부호의 위상을 일치시키기 위해서는 기지국은 예를 들면 역방향회선의 각 채널에 있어서의 수신기준위상과 각 단말장치로 부터의 수신신호위상의 위상차를 측정하고, 이 결과에 따른 위상제어신호를 각 단말장치로 피드백한다. 각 단말장치에서는 기지국에서 송신되어 온 신호 중에서 자국으로의 데이타와 자국으로의 위상제어신호를 추출하고, 이 제어신호에 따라서 송신신호의 확산부호위상을 제어한다.
본 발명의 다른 형태에 의하면, 단말장치를 신규로 추가해서 접속하는 경우, 기지국측에서의 수신위상의 측정결과를 단말장치로 전달하고, 단말장치가 상기 측정결과에 따라서 송신신호의 확산부호위상을 소정의 위상으로 설정한다.
이하, 도 10에 도시한 기지국(401)과 단말장치(402)로 이루어지는 무선통신 시스템으로의 적용예에 의해 본 발명의 실시예를 설명한다.
도 1은 기지국(401)의 구성의 제1 실시예를 도시한 도면이다. 제1 실시예에서는 기지국에 있어서 기준위상으로서 임의의 수신위상을 설정하고, 그 기준위상에 각 단말장치의 송신위상을 합치하도록 제어한다.
안테나(111)에 의해 수신된 각 단말장치로 부터의 신호는 서큘레이터(110)을 거쳐서 고주파회로(109)에 입력되고 베이스밴드의 스펙트럼 확산신호Rx로 변환된다. 베이스밴드의 스펙트럼 확산신호Rx는 각각 통신중인 어느 하나의 단말장치와 대응된 여러개의 변복조장치(106-i)(i=1∼n)에 입력된다.
각 변복조장치(106-i)는 입력신호Rx에 스펙트럼 역확산에 의한 복조처리와 복호처리를 실시하는 것에 의해 각 단말장치마다의 송신신호(수신데이타(102))를 추출한다. 또한, 각 변복조장치(106-i)는 도 2에서 상세하게 설명하는 바와같이 수신용 의사잡음(PN)발생기(211)에서 발생하는 역방향회선으로의 고유의 PNr과 직교부호 발생기(212)에서 발생하는 각 단말장치용으로 할당된 특정의 직교부호Wi를 사용해서 2단계의 스펙트럼 역확산을 실행한다. 또, 각 변복조장치(106-i)는 확산부호의 초기동기포착시(이하, 서치모드라 한다)에 동작하는 동기포착회로(214)와 초기포착후의 위상제어시(이하, 위상제어모드라 한다)에 동작하는 수신위상 상태판정회로(213)을 구비한다.
동기포착회로(214)는 서치모드에 있어서 확산부호의 초기동기포착이 완료하면 서치위상정보SP-i(i=1∼n)를 출력한다. 한편, 판정회로(213)은 위상제어모드에 있어서 수신신호Rx의 역확산처리와 병행하여 수신위상의 비교동작을 실행하고 위상차정보PD-i(i=1∼n)을 출력한다.
각 변복조장치(106-i)(i=1∼n)에서 출력된 서치위상정보SP-i(i=1∼n)과 위상차정보PD-i(i=1∼n)은 역방향회선 위상제어장치(103)에 입력된다. 역방향회선 위상제어장치(103)은 서치위상정보SP-i(i=1∼n)의 내용에 따라서 각 단말장치마다의 위상점프정보PJ-i(i=1∼n)을 발생하고 위상차정보PD-i(i=1∼n)의 내용에 따라서 각 단말장치마다의 위상제어 지시신호PC-i(i=1∼n)을 발생한다.
각 단말장치로의 송신데이타(101)은 변복조장치(106-i)(i=1∼n)에 있어서 역방향회선 위상제어장치(103)에서 선택적으로 인가되는 각 단말장치마다의 위상점프정보PJ-i 또는 위상제어 지시신호PC-i와 혼합되고, 부호화처리와 스펙트럼확산에 의한 변조처리를 받는다. 스펙트럼확산은 의사잡음(Tx-PN)발생기(104)에서 발생한 순방향회선으로의 고유의 의사잡음PNf와 직교부호 발생기(105)에서 발생한 각 단말장치마다의 직교부호Wi를 사용해서 2단계로 실행되고, 스펙트럼 확산에 의해 변조된 신호는 송신신호Tx-i(i=1∼n)으로서 출력된다.
각 단말장치로의 송신신호Tx-i(i=1∼n)은 종속접속된 가산기(107)에 의해 순차가산된 후, 고주파회로(108)에 의해 전송주파수 대역의 신호로 변환되고 서큘레이터(110), 안테나(111)을 거쳐서 송신된다.
도 2는 도 1에 도시한 각 변복조기(106-i)(i=1∼n)의 구성의 1예를 도시한 도면이다. 송신데이타(101)과 역방향회선 위상제어장치(103)에서 출력된 위상 점프정보PJ-i(i=1∼n) 또는 위상제어정보PC-i(i=1∼n)은 프레임구성기(201)에 있어서 혼합된 후, 부호화기(202)에서 에러정정 등의 부호화처리를 받는다. 부호화된 신호는 제1 승산기(203)에 의해 송신지로 되는 단말장치로 할당된 직교부호Wi와 승산되어 제1차 스펙트럼 확산처리를 받은 후, 제2 승산기(204)에 의해 순방향 회선용의 의사잡음PNf와 승산되어 제2차 스펙트럼확산을 받는다. 스펙트럼확산된 신호는 송신신호Tx-i로서 출력된다.
한편, 수신신호Rx는 제1 승산기(206)에 입력되고 직교부호 발생기(212)에서 발생한 직교부호Wi와 승산되어 제1차 역확산처리를 받는다. 직교부호Wi는 수신신호Rx를 송신한 단말장치가 이 신호Rx의 스펙트럼확산에 사용한 직교부호Wi와 동일한 것이다. 승산기(206)의 출력은 제2 승산기(207)에 입력되고 의사잡음(PN)발생기(211)에서 발생한 역방향회선용의 의사잡음PNr과 승산되어 제2차 역확산처리를 받는다.
승산기(207)의 출력은 누산기(208)에 입력되고, 소정기간마다의 누산결과가 복호기(209)와 동기포착회로(214)에 입력된다. 누산기(208)에서 실행하는 신호의누산기간은 예를 들면 서치모드시에는 8심볼기간, 위상제어모드시에는 1심볼기간으로 하고 모드에 의해 누산기간을 전환한다. 또한, 서치모드시에 단말장치가 예를 들면 연속한 전부(all) 「1」의 데이타를 송신하고 기지국에서 수신신호의 역확산결과를 8심볼기간에 걸쳐서 누산하도록 하면, 상관값의 이득을 9dB 높게 할 수 있고 초기동기포착확률을 높힐 수 있다.
동기포착회로(214)는 역방향회선에서 단말장치의 확산부호와 기지국의 확산부호가 비동기상태, 즉 서치모드상태에 있을 때 누산기(208)에서 출력되는 수신신호Rx의 역확산결과에 따라서 동기판정을 실행한다. 이 때, 전환스위치SW는 동기포착회로(214)에서 출력되는 제어신호가 수신위상상태 판정회로(213)의 PN발생기(211)과 직교부호 발생기(212)에 입력되도록 동기포착회로측에 접속된 상태에 있다.
누산기(208)의 출력에서 승산기(206), (207)에 공급되고 있는 수신용 확산부호와 수신신호Rx의 확산부호의 위상이 비동기상태에 있다고 판정한 경우, 동기포착회로(214)는 PN발생기(211)과 직교부호 발생기(212)에 대해서 각각의 위상을 소정량 시프트시키기 위한 위상갱신명령을 출력한다. 동기상태로 되었다고 판정한 경우, 동기포착회로(214)는 그 시점에서의 PN발생기(211) 및 직교부호 발생기(212)의 위상과 기지국에 있어서 설정된 기준위상의 차를 계산하고, 이것을 단말장치 앞으로 통지하기 위한 서치위상정보SP-i로서 출력한다. 또한, 서치모드(비동기)시에 복호기(209)에서 출력되는 데이타(102)는 무효데이타로서 취급된다.
확산부호가 동기했다는 것을 알 수 있으면, 동기포착회로(214)는전환스위치SW를 기준값 발생기(여기에서는 값 「0」으로 도시되어 있다)측에 접속한다. 이 상태에 있어서 PN발생기(211)과 직교부호 발생기(212)의 위상은 각각 기준위상으로 설정되고 위상제어모드로 천이한다. 위상제어모드시에 누산기(208)에서 출력된 역확산 수신신호는 복호기(209)에서 에러정정 등의 복호처리를 받은 후 유효한 수신데이타(102)로서 추출된다.
도 2에서 점선으로 둘러싸서 나타낸 수신위상상태 판정회로(213)은 수신신호Rx의 위상을 판정하기 위한 것이다. 수신신호Rx를 역확산하기 위해 승산기(206), (207)에서 사용한 확산부호(PN과 직교부호)의 위상에 대해서 1/2칩 진행한 위상 및 1/2칩 지연된 위상의 확산부호에 의해 수신신호Rx를 역확산처리하고 각각의 역확산결과(상관값)의 누적값의 차를 위상차정보PD-i로서 출력한다.
도 2에 도시한 판정회로(213)에서는 PN발생기(211)과 직교부호 발생기(212)의 출력이 각각 종속접속된 2단의 1/2칩 지연회로(210)을 통과하도록 하는 것에 의해 2개의 지연회로 사이에서 추출된 확산부호의 위상을 기준으로 해서 ±1/2칩 위상의 확산부호를 생성한다. 진행위상의 확산부호는 승산기(206'), (207')로, 지연위상의 확산부호는 승산기(206"), (207")로 각각 공급해서 수신신호 Rx와 승산하고 있다. 이들 2계열의 역확산결과는 수신데이타(102)용의 누산기(208)과 마찬가지로 누산기(208'), (208")에서 소정기간마다 적분되고 그 차가 위상차정보PD-i로서 출력된다.
도 3은 단말장치(402)의 구성의 1예를 도시한 도면이다.
안테나(301)에서 수신된 신호는 서큘레이터(302)를 거쳐서 고주파회로(303)에 입력되고 베이스밴드의 스펙트럼 확산신호로 변환된다. 베이스밴드의 스펙트럼 확산신호는 수신회로(복조회로)의 제1 승산기(304)에 있어서 직교부호 발생기(313)에서 발생된 그의 단말장치에 할당된 직교부호Wi와 승산되어 제1차 역확산처리를 받는다. 제1 승산기(304)의 출력은 제2 승산기(305)에 있어서 의사잡음(PN)발생기(312)에서 발생한 순방향회선용의 의사잡음PNf와 승산되어 제2차 역확산처리를 받는다. 상기 PN발생기(312)에는 기지국에서 발생한 순방향회선으로의 고유의 의사잡음PNf와 동일한 잡음패턴이 설정되어 있다.
제2 승산기(305)의 출력은 누산기(306)에 입력되고 일정기간분의 신호가 누산된다. 누산된 신호는 복호기(307)에 의해 에러정정 등의 복호처리를 받은 후 프레임 제어장치(308)로 공급된다.
프레임 제어장치(308)은 복호기(307)의 출력을 수신데이타(309), 위상점프 신호PJ-i 또는 위상제어신호PC-i로 분리한다. 위상점프신호PJ-i는 송신회로(변조회로)의 직교부호 발생기(318)과 의사잡음 발생기(321)에 입력된다. 위상점프신호PJ-i에 따라서 송신데이타의 스펙트럼확산에 사용하는 직교부호Wi와 의사잡음PNr의 위상이 대충 조정된다. 한편, 위상제어신호PC-i는 송신위상 제어장치(315)에 입력된다. 송신위상 제어장치(315)는 위상제어신호PC-i에 따라서 상기 직교부호Wi와 의사잡음PNr의 위상을 미세 조정하기 위한 제어신호PS-i를 출력한다.
수신회로의 역확산처리에서 사용하는 PN 및 직교부호의 동기포착과 유지동작은 각각 동기포착회로(314)와 점선으로 둘러싸서 나타낸 DLL(Delay Lock Loop)회로(310)에 의해 실행된다. DLL회로(310)은 기지국의수신위상상태판정회로(213)과 마찬가지로 PN발생기(312)와 직교부호 발생기(313)의 출력을 각각 2단의 1/2칩 지연회로(311)로 공급하고, 수신데이타용의 역확산처리에 사용하는 확산부호(PN 및 직교부호)에 대해서 1/2칩 진행위상 및 1/2칩 지연위상의 확산부호를 얻는다.
수신신호와 역확산용의 확산부호의 위상이 비동기의 상태(동기포착시)에서는 PN발생기(312)와 직교부호 발생기(313)은 스위치SW를 거쳐서 접속된 동기포착회로(314)로 부터의 위상갱신명령에 의해 위상제어된다. 위상동기가 취해지면 PN발생기(312)와 직교부호 발생기(313)은 루프필터(325)에 접속된다. 이 상태에서는 수신신호는 승산기(304'), (305')에서 1/2칩 진행위상의 확산부호에 의해, 승산기(304") 및 (305")에서 1/2칩 지연위상의 확산부호에 의해 역확산된다. PN 및 직교부호의 위상은 누산기(306'), (306")에서 얻어진 진행위상, 지연위상의 2계열의 역확산결과가 동일한 값으로 되도록 제어된다.
한편, 송신회로에서는 송신데이타(316)을 부호화기(317)에 입력하고, 에러정정 등의 부호화처리를 실시한 후, 2개의 승산기(320), (322)에서 스펙트럼 확산한다. 제1 승산기(320)에서는 부호화된 송신데이타와 이 단말장치에 할당된 직교부호Wi를 승산하는 것에 의해 제1차 스펙트럼 확산변조를 실행한다. 이어지는 제2 승산기(322)에서는 역방향회선용 의사잡음PNr과 승산하는 것에 의해 제2차 스펙트럼 확산변조를 실행한다. 본 실시예에서는 직교부호 발생기(318)에서 발생한 직교부호Wi와 의사잡음 발생기(321)에서 발생한 의사잡음PNr을 각각 지연회로(319), (319')를 거쳐서 승산기(320), (322)로 공급한다. 이들 지연회로에있어서의 신호지연량을 송신위상 제어장치(315)에서 출력한 제어신호PS-i로 제어하는 것에 의해 위상을 미세 조정한다. 제2 승산기(322)의 출력신호는 고주파회로(323)에 의해 전송주파수대역의 신호로 변환된 후 서큘레이터(302)를 거쳐서 안테나(301)로 송출된다.
이상의 실시예에 의하면, 기지국에 있어서의 서치모드에서 위상제어모드로의 이행시에 실행하는 위상점프제어와 위상제어모드에서 각 단말장치가 실행하는 송신위상제어에 의해 기지국에 있어서 각 단말장치로 부터의 수신신호의 위상을 일치시킬 수 있으므로, 직교부호의 특성이 활용되어 각 단말로 부터의 송신신호가 서로 방해하는 것을 회피할 수 있다.
이와 같이 제1 실시예에서는 기지국에 있어서 기준위상으로서 임의의 수신위상을 설정하고, 그 기준위상에 각 단말장치의 송신위상을 합치하도록 제어한다. 또, 동기포착후에 있어서는 도 2에 도시한 수신용의 PN발생기(211)에서 발생되는 PN과 직교부호 발생기(212)에서 발생되는 직교부호의 위상을 기지국에 있어서 설정한 기준위상으로 고정시키고, 이 기준위상에서 수신신호의 역확산처리를 실행한다. 기준위상으로서는 예를 들면 기지국의 송신회로에서 사용하는 직교부호 및 PN의 위상을 적용할 수 있다.
다음에, 본 발명의 제2 실시예에 대해서 설명한다. 도 4는 기지국(401)의 구성을 도시한 것으로서, 도 1과 대응하는 구성요소에는 도 1과 동일부호를 붙이고 있다.
제2 실시예에 있어서의 기지국의 구성과 동작은 상술한 제1 실시예의 기지국과 유사하고, 상이점은 어느 하나의 변복조장치(이 예에서는 제1 변복조장치(116-1))에 있어서 수신한 1개의 단말장치로 부터의 송신신호의 위상을 기준위상으로 해서 다른 각 단말장치의 송신신호의 위상을 제어하도록 한 점에 있다.
도 4에 있어서, 변복조장치(116-1)은 DLL회로를 구비하고, 단말장치로 부터의 수신신호와 동기하도록 PN 및 직교부호의 위상제어를 실행하면서 수신신호를 역확산처리하고 동기가 포착된 시점에서의 PN 및 직교부호의 위상에 따라서 확산부호 타이밍정보CT를 발생한다. 다른 변복조장치(116-i)(i=2∼n)은 상기 확산부호 타이밍정보CT에 따라서 각각의 수신용 확산부호(PN 및 직교부호)의 기준위상을 설정하고, 상술한 위상제어모드시의 역확산처리와 수신위상의 판정을 실행한다.
도 5는 도 4에 있어서의 제1 변복조장치(116-1)의 구성의 1예를 도시한 도면이다. 이 제1 변복조장치(116-1)은 기준위상을 검출하는 기능을 갖는다.
도 2에 도시한 변복조장치와의 상이는 수신위상상태 판정회로(223)에 있어서의 PN발생기(211)과 직교부호 발생기(212)의 위상제어를 도 3의 DLL회로(310)과 마찬가지로 서치모드시에는 동기포착회로(214)로 부터의 제어신호에 의해 실행하고, 위상제어모드시에는 루프필터(215)의 출력에 의해 피드백제어하도록 한 점 및 송신회로에 있어서 단말장치로의 위상점프신호PJ-1과 위상제어정보PC-1의 값을 0으로 하고 단말측으로의 위상제어정보의 피드백을 없앤 점에 있다.
동기포착회로에 의해 검출한 동기포착시의 수신신호위상은 루프필터(215)에 설정되고, 이 위상을 기점으로 해서 PN발생기(211)과 직교부호 발생기(212)의 위상이 피드백 제어된다. 이들 부호기의 현재의 위상은 확산부호 타이밍정보 CT로서 다른 변복조장치(116-i)(i=2∼n)으로 보내진다.
도 6은 도 4에 있어서의 상기 제1 변복조장치(116-1) 이외의 변복조장치(116-i)(i=2∼n)의 구성의 1예를 도시한 도면이다.
서치모드상태에 있어서, 동기포착회로(214)가 동기를 포착했을 때, PN발생기(211) 및 직교부호 발생기(212)의 현재의 위상과 확산부호 타이밍신호CT가 나타내는 기준위상의 차가 서치위상정보SP-i로 된다. 또, 동기포착후는 위상상태 판정회로(224)의 PN발생기(211)과 직교부호 발생기(212)가 확산부호 타이밍신호CT에 의해 인가된 위상을 기준위상으로 해서 피드백제어가 실행된다. 제1 변복조장치(116-1)과 달리 이들 변복조장치에서는 서치위상정보SP-i와 위상차정보PD-i가 각각 점프정보PJ-i, 위상제어정보PC-i로서 단말장치측으로 피드백되고 있다.
상기 기지국의 구성과 제어동작에 의해, 제1 변복조장치(116-1)과 대응한 단말장치로 부터의 수신위상을 기준위상으로 해서 다른 단말장치로 부터의 수신신호의 동기제어가 실행되고, 각 단말장치로 부터의 수신신호가 서로 직교한 상태로 기지국에 도달한다.
다음에, 본 발명의 제3 실시예에 대해서 설명한다. 이 실시예는 서치모드시에 단말장치측의 확산부호의 송신위상을 변화시키는 것에 의해, 확산부호의 초기동기 포착동작을 실행하는 것이다. 이하의 설명에서는 기지국에 있어서의 역방향회선의 수신기준위상이 송신위상과 동일한 것으로 한다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예로 되는 기지국(401)의 구성을 도시한 도면으로서, 도 1에 도시한 제1 실시예와 대응하는 구성요소에는 동일부호를 붙이고 있다.
기지국(401)은 위상제어모드의 동작은 제1 실시예와 마찬가지이고, 후술하는 바와 같이 서치모드시의 동작이 다르다. 본 실시예에 있어서 각 변복조장치(126-i)(i=1∼n)에서 역방향회선 위상제어장치(103)으로의 입력은 위상제어모드시에 발생하는 위상차정보PD-i(i=1∼n)뿐이고, 서치모드시에 발생하는 서치제어정보SC-i는 도 8에 도시한 바와 같이 각 변복조장치(126-i)내에서 직접 프레임 구성기(201)로 공급된다.
도 8은 변복조장치(126-i)의 구성의 1예를 도시한 도면이다. 도 2와 비교해서 명확한 바와 같이 본 실시예의 변복조장치(126-i)에서는 수신위상상태판정회로(233)은 외부로 부터의 제어신호를 받는 일이 없고, 수신신호Rx는 PN발생기(211)과 직교부호 발생기(212)에서 출력되는 시종 고정되어 있는 확산부호(PN과 직교부호)에 의해 역확산처리되고 있다. 이것은 서치모드시에 단말장치가 확산부호의 위상을 변화시키면서 송신동작을 하고 있기 때문으로서, 기지국은 확산부호의 위상을 변화시키면서 능동적으로 동기포착을 실행하는 기능을 갖지 않는다. PN발생기(211)에서 발생하는 PN부호PNr의 위상과 직교부호 발생기(212)에서 발생하는 직교부호Wi의 위상은 각각 소정의 기준위상으로 고정되어 있고, 수신신호Rx의 위상이 이 기준위상과 동기한 것을 검출해서 수신데이타(102)를 유효로 한다.
수신신호Rx의 역확산결과가 입력되는 누산기(238)의 누산구간은 제1 실시예와 마찬가지로 예를 들면 서치모드시에는 8심볼, 위상제어모드시에는 1심볼로 하고모드에 의해 전환한다. 본 실시예에서는 상기 누산기(238)이 서치모드시에는 단말장치측에 있어서의 위상갱신에 필요한 미소기간 예를 들면 1심볼분의 역확산결과를 버리고 실제의 누산구간은 7심볼로 되도록 한다. 또한, 서치모드시에 각 단말장치에 예를 들면 연속한 전부 「1」의 데이타를 송신시키고, 기지국측에서는 단말장치에 있어서의 위상갱신기간의 송신비트를 회피해서 7심볼기간분의 역확산결과를 누산하는 것에 의해, 상관값의 이득을 8.5dB 높게 할 수 있고 이것에 의해 초기동기포착의 확률을 향상시킬 수 있다. 누산기(238)에 있어서의 역확산결과의 누산타이밍은 단말장치에서 송신된 신호가 기지국에 도달할 때까지의 지연시간을 고려해서 각 변복조장치마다 결정한다.
서치모드에서는 수신신호Rx의 역확산결과가 동기포착 판정회로(234)에 입력되고 역확산결과의 상관값에 따라서 동기포착할 수 있었는지 없었는지가 판정되고, 판정결과가 서치제어정보SC-i(i=1∼n)로서 프레임 구성기(201)로 출력된다. 상기 서치제어정보SC-i는 동기가 포착된 경우에는 서치모드종료를 통지하는 신호, 또 비동기라고 판정된 경우에는 서치모드의 속행을 통지하는 신호로 되어 단말장치로 송신된다.
도 9는 제3 실시예에 있어서의 단말장치(402)의 구성의 1예를 도시한 도면으로서, 도 3에 도시한 제1 및 제2 실시예와 대응하는 구성요소에는 동일부호를 붙이고 있다.
본 실시예에서는 프레임 제어장치(308)에 있어서 기지국에서 수신데이타에 혼합해서 송신된 서치제어정보SC-i(i=1∼n)이 추출되고, 송신회로의 직교부호 발생기(318)과 PN발생기(321)에 입력된다. 직교부호 발생기(318)과 PN발생기(321)은 상기 서치제어정보SC-i의 내용에 따라서 직교부호Wi와 PN부호PNr의 위상을 제어한다. 서치제어정보SC-i가 서치모드의 속행을 나타내고 있는 동안에는 예를 들면 수신회로의 누산기(306)의 타이밍과 동기해서 직교부호Wi와 PN부호PNr의 위상을 예를 들면 1/2칩씩 순차 슬라이드시킨다. 서치모드 종료신호를 검출한 경우는 다음의 위상슬라이드 타이밍에서 직교부호Wi와 PN부호PNr의 위상을 1/2의 정수배 칩만큼 되돌려 보내는 것에 의해 기지국측의 역확산용의 부호위상과 동기시킨다. 이 위상의 되돌려 보냄 조작은 기지국이 동기판정을 하고 나서 서치모드종료가 단말장치에 도달할 때까지의 지연시간내에 단말장치측에서 실행한 확산부호의 위상슬라이드를 고려한 것이다. 서치모드 완료후는 즉시 위상제어모드로 이행하고 상술한 제1 및 제2 실시예와 마찬가지의 위상제어를 실행한다.
이상 기술한 제1∼제3 실시예에 의하면, 순방향회선 및 역방향회선의 각 채널의 신호를 서로 직교화시킬 수 있고, 단말장치측, 기지국측의 쌍방에 있어서 목적채널의 신호를 다른 채널의 신호에 방해되는 일 없이 고품질로 수신처리할 수 있다. 또, 역방향 및 순방향의 쌍방의 회선에 직교부호를 적용한 것에 의해 기지국과 동시 통신가능한 단말장치대수를 증가시킬 수 있고 최대 확산비와 동일 수의 단말을 수용할 수 있다.
본 발명을 셀이동통신시스템에 적용하는 경우, 단말장치의 통신상태(페이딩이나 도플러 주파수 시프트에 의한 영향)의 시간변화보다 짧은 주기로 위상제어를 실행하면 좋다. 또한, 실시예에서는 각 단말장치에 할당하는 직교부호를 역방향 및순방향의 양회선에서 동일부호로 해서 설명했지만 회선에 의해 다른 직교부호를 할당해도 좋다.
이상의 실시예에서는 도 10에 도시한 무선통신시스템을 전제로 해서 본 발명을 적용한 기지국과 단말장치의 구성에 대해서 설명했지만, 본 발명은 다른 형태의 통신시스템 예를 들면 도 12에 도시한 바와 같이 간이형 휴대전화(Personal Handyphon System :PHS)의 교환기지국(PHS교환국)(403)과 여러개의 단말중계국(404)를 CATV망을 거쳐서 접속하고, CDMA방식에 의해 쌍방향통신을 실행하는 시스템(CDMA/C시스템)에도 적용할 수 있다. 도 12의 시스템의 경우 교환국(403)을 상술한 기지국(401)에, 각 중계국(404)를 상술한 단말장치(402)에 대응시키고 기지국의 안테나(111)과 단말장치의 안테나(301)을 케이블로 치환한 것으로 하면 좋다.
또, 본 발명은 예를 들면 기지국과 각 단말장치가 고정위치에 설치되는 무선 로컬 루프(WLL)시스템등 다른 형태의 무선통신시스템에도 적용할 수 있다.
본 발명에 의하면, 순방향회선 및 역방향회선의 각 채널의 신호를 서로 직교화시킬 수 있고, 단말장치측, 기지국측의 쌍방에 있어서 목적채널의 신호를 다른 채널의 신호에 방해되는 일 없이 고품질로 수신처리할 수 있다. 또, 역방향 및 순방향의 쌍방의 회선에 직교부호를 적용한 것에 의해 기지국과 동시 통신 가능한 단말장치대수를 증가시킬 수 있고 최대 확산비와 동일 수의 단말을 수용할 수 있다.

Claims (15)

  1. 주국과 여러개의 종국 사이에서 스펙트럼 확산방식에 의한 통신을 실행하는 통신방법에 있어서,
    상기 종국은 상기 종국에 마련된 확산부호 발생기에서 발생된 확산부호에 의해 송신데이타가 확산된 제1 확산신호를 송신하고,
    상기 주국은 상기 제1 확산신호의 초기동기포착을 실행하고, 초기동기포착시에 있어서의 상기 제1 확산신호의 확산부호의 위상과 기준위상의 위상차를 나타내는 제1 위상차정보를 상기 종국으로 송신하고,
    상기 제1 위상차정보는 상기 확산부호 발생기에 입력되고, 상기 제1 위상차정보에 따라서 상기 확산부호의 위상이 설정되고, 상기 종국은 이 확산부호에 의해 확산된 제2 신호를 상기 주국으로 송신하고,
    상기 주국은 상기 제2 신호의 동기유지를 실행하고, 동기유지에 있어서의 상기 제2 신호의 확산부호의 위상과 상기 기준위상의 위상차를 나타내는 제2 위상차정보를 상기 종국으로 송신하고,
    상기 제2 위상차정보는 상기 종국에 마련된 상기 확산부호의 위상을 조정하는 지연회로에 입력되고, 상기 제2 위상차정보에 따라서 상기 지연회로의 지연량이 설정되는 것을 특징으로 하는 통신방법.
  2. 주국과 여러개의 종국 사이에서 스펙트럼 확산방식에 의한 통신을 실행하는통신방법에 있어서,
    상기 종국에서 송신되어 상기 주국에 의해 수신된 상기 종국에 마련된 확산부호 발생기에서 발생된 확산부호에 의해 송신데이타가 확산된 확산신호의 확산부호의 위상과 기준위상이 비동기상태에 있는 경우에 있어서,
    상기 주국은 상기 확산신호의 초기동기포착을 실행하고, 초기동기포착시에 있어서의 상기 확산신호의 확산부호의 위상과 기준위상의 위상차를 나타내는 제1 위상차정보를 상기 종국으로 송신하고,
    상기 제1 위상차정보는 상기 종국에 마련된 상기 확산부호 발생기에 입력되고, 상기 확산부호발생기에 의해 발생되는 확산부호의 위상은 상기 제1 위상차정보에 의해서 실정되고,
    상기 종국에서 송신되어 상기 주국에 의해 수신된 상기 종국에 마런된 확산부호 발생기에서 발생된 확산부호에 의해 송신데이타가 확산된 확산신호의 위상과 기준위상이 동기상태에 있는 경우에 있어서,
    상기 주국은 상기 확산신호의 동기유지를 실행하고, 동기유지에 있어서의 상기 확산신호의 확산부호의 위상과 상기 기준위상의 위상차를 나타내는 제2 위상차정보를 상기 종국으로 송신하고,
    상기 제2 위상차정보는 상기 종국에 마련된 상기 주국으로 송신하는 확산신호의 상기 확산부호의 위상을 조정하는 지연회로에 입력되고, 상기 제2 위상차정보에 따라서 상기 지연회로의 지연량이 설정되는 것을 특징으로 하는 통신방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 확산부호는 서로 직교하는 직교부호군에서 상기 종국으로 할당된 것을 특징으로 하는 통신방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 확산부호는 서로 직교하는 직교부호군에서 상기 종국으로 할당된 것을 특징으로 하는 통신방법.
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 주국은
    상기 기준위상에 대해서 1/2칩 진행된 위상의 확산부호에 의해 상기 제2 확산신호를 역확산처리해서 제1 누적값을 구하고,
    상기 기준위상에 대해서 1/2칩 지연된 위상의 확산부호에 의해 상기 제2 확산신호를 역확산처리해서 제2 누적값을 구하고,
    상기 제1 누적값과 상기 제2 누적값의 차를 상기 제2 위상차정보로서 출력하는 것을 특징으로 하는 통신방법.
  6. 제2항 또는 제4항에 있어서,
    상기 주국은
    상기 기준위상에 대해서 1/2칩 진행된 위상의 확산부호에 의해 상기 제2 확산신호를 역확산처리해서 제1 누적값을 구하고,
    상기 기준위상에 대해서 1/2칩 지연된 위상의 확산부호에 의해 상기 제2 확산신호를 역확산처리해서 제2 누적값을 구하고,
    상기 제1 누적값과 상기 제2 누적값의 차를 상기 제2 위상차정보로서 출력하는 것을 특징으로 하는 통신방법.
  7. 주국과 여러개의 종국 사이에서 스펙트럼 확산방식에 의한 통신을 실행하는 통신방법에 있어서,
    상기 종국은 상기 종국에 마련된 확산부호 확산기에서 발생되는 위상이 소정량 슬라이드되는 확산부호를 사용해서 확산된 송신신호를 송신하고,
    상기 주국은 상기 송신신호의 초기동기포착을 실행하고, 상기 송신신호의 확산신호와 역확산하는 확산부호가 동기상태로 된 것을 나타내는 제1 위상차정보를 상기 종국으로 송신하고,
    상기 제1 위상차정보는 상기 확산부호 확산기에 입력되고, 상기 제1 위상차정보의 수신타이밍에 따라서 상기 송신신호의 확산부호의 위상이 설정되고,
    상기 주국은 상기 송신신호의 동기유지를 실행하고, 동기유지에 있어서의 상기 송신신호의 확산부호의 위상과 상기 역확산하는 확산부호의 기준위상의 위상차를 나타내는 제2 위상차정보를 상기 종국으로 송신하고,
    상기 제2 위상차정보는 상기 종국에 마련된 상기 확산부호의 위상을 조정하는 지연회로에 입력되고, 상기 제2 위상차정보에 따라서 상기 지연회로의 지연량이설정되고, 상기 설정된 상기 확산신호의 위상이 조정되는 것을 특징으로 하는 통신방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 확산부호는 서로 직교하는 직교부호군에서 상기 종국으로 할당된 것을 특징으로 하는 통신방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 주국은
    상기 기준위상에 대해서 1/2칩 진행된 위상의 확산부호에 의해 상기 송신신호를 역확산처리해서 제1 누적값을 구하고,
    상기 기준위상에 대해서 1/2칩 지연된 위상의 확산부호에 의해 상기 송신신호를 역확산처리해서 제2 누적값을 구하고,
    상기 제1 누적값과 상기 제2 누적값의 차를 상기 제2 위상차정보로서 출력하는 것을 특징으로 하는 통신방법.
  10. 주국과의 사이에서 스펙트럼 확산방식에 의한 통신을 실행하는 종국에 있어서,
    상기 종국에 할당된 확산부호를 상기 주국에서 송신된 제1 위상차정보에 따라서 설정되는 위상에 의해 발생시키는 확산부호발생기,
    상기 확산부호발생기에서 발생된 상기 확산부호에 의해 송신데이타를 확산시키는 승산기 및
    상기 주국에서 송신된 제2 위상차정보에 따라서 상기 승산기에 의해 확산된 확산신호의 확산부호의 위상을 조정하는 지연회로를 갖고,
    상기 제1 위상차정보는 상기 종국에서 송신되어 상기 주국에 의해 수신된 제1 확산신호의 초기동기포착시에 있어서의 상기 제1 확산신호의 확산부호의 위상과 기준위상의 위상차를 나타내고,
    상기 제2 위상차정보는 상기 종국에서 송신되어 상기 주국에 의해 수신된 제2 확산신호의 동기유지시에 있어서의 상기 제2 확산신호의 확산부호의 위상과 상기 기준위상의 위상차를 나타내는 것을 특징으로 하는 종국.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 확산부호는 서로 직교하는 직교부호군에 의해 할당된 것을 특징으로 하는 종국.
  12. 주국과의 사이에서 스펙트럼 확산방식에 의한 통신을 실행하는 종국에 있어서,
    상기 종국에 할당된 확산부호를 제1 위상차정보의 수신타이밍까지 상기 확산부호의 위상을 소정량 슬라이드시키면서 발생시키는 확산부호발생기,
    상기 확산부호발생기에서 발생된 상기 확산부호에 의해 송신데이타를 확산시키는 승산기 및
    상기 주국에서 송신된 제2 위상차정보에 따라서 상기 승산기에 의해 확산된 확산신호의 확산부호의 위상을 조정하는 지연회로를 갖고,
    상기 제1 위상차정보는 상기 주국에 있어서 상기 승산기에 의해 확산된 확산신호의 초기동기포착이 완료된 것을 나타내고,
    상기 제2 위상차정보는 상기 송신신호의 동기유지시에 있어서의 상기 송신신호의 확산부호의 위상과 상기 기준위상의 위상차를 나타내는 것을 특징으로 하는 종국.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 확산부호는 서로 직교하는 직교부호군에 의해 할당된 것을 특징으로 하는 종국.
  14. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 초기동기포착시에 동일 심볼이 연속된 신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 종국.
  15. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 초기동기포착이 완료할 때까지는 동일 심볼이 연속된 신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 종국.
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