KR100332933B1

KR100332933B1 - 확산부호화장치및그방법

Info

Publication number: KR100332933B1
Application number: KR1019980041272A
Authority: KR
Inventors: 가즈오 나가따니; 야스유끼 오이시; 하지메 하마다
Original assignee: 아끼구사 나오유끼; 후지쯔 가부시끼가이샤
Priority date: 1998-03-19
Filing date: 1998-09-30
Publication date: 2002-06-20
Also published as: DE69837254D1; DE69837254T2; US6496474B1; EP0944177A2; EP0944177B1; JPH11275052A; KR19990076513A; EP0944177A3

Abstract

회로 규모를 크게 하지 않고, 고가의 부품을 사용하지 않으며, 보안성이 좋은 확산 부호 데이타를 생성하는 장치 및 방법을 제공한다.

시프트 레지스터(2)는 m 비트의 시프트 레지스터이고, 데이타 생성기(1)에 의해 생성되는 송신 데이타를 1비트씩 순차적으로 저장한다. 직교 M 계열 생성기(3)는, 시프트 레지스터(2)에 저장되어 있는 m 비트의 송신 데이타를 초기값으로 하여 M 계열을 생성하고, 또한 그 M 계열로부터 직교 M 계열을 생성한다. 클럭 생성기(4)는 송신 데이타의 데이타 전송 속도의 2^m배인 주파수의 클럭을 생성한다. 직교 M 계열 생성기(3)는, 그 클럭에 따라 동작한다.

Description

확산 부호화 장치 및 그 방법{A SPREAD ENCODING DEVICE AND METHOD}

본 발명은, 데이타 신호를 확산 부호화하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 무선 통신에 있어서 CDMA 방식으로 데이타 신호를 확산 부호화하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

이동 통신이 널리 보급되어 있다. 통신 방식으로는, FDMA (주파수 분할 다중 접속: Frequency Division Multiple Access), TDMA (시분할 다중 접속: Time Division Multiple Access), CDMA (Code-Division Multiple Access) 등이 실시되고 있다. 이들 중, CDMA는 차세대 통신의 표준 방식 중 하나로서 주목받고 있다.

CDMA에서는, 사용자마다 고유의 PN(의사 잡음 : Pseudo Noise)을 사용함으로써, 복수의 사용자가 동시에 동일한 주파수를 공유할 수 있다. 송신측에서는, 전송 데이타보다도 높은 주파수를 구비한 PN 계열을 전송 데이타에 곱하여 출력한다. 이에 따라, 송신 주파수의 대역이 넓어진다. 즉, 스펙트럼이 확산된다. 수신측에서는, 송신측에서 사용한 PN 계열과 동일한 PN 계열을 수신 데이타에 곱함으로써, 전송 데이타를 재생한다. 또, 송신측에서 사용한 PN 계열과 다른 PN 계열을 수신 데이타에 곱한 경우에는, 전송 데이타를 정확하게 재생할 수 없다.

CDMA는, 이하의 특징을 갖는다. 우선, 복수의 사용자가 동시에 동일한 주파수를 공유하므로, 단위 대역폭 당 사용자 채널수를 많게 할 수 있다. 또한, 송신 주파수가 광대역이기 때문에, 페이딩의 영향을 받기 어렵다. 또한, 송신측 및 수신측에서 서로 동일한 PN 계열을 사용하지 않으면 데이타를 정확하게 재생할 수 없으므로, 보안성이 좋다.

그런데, 무선 통신의 자원(주파수 대역)은 유한하므로, 이동 통신 사용자 수의 증가에 따라, 단위 대역 당 채널수가 증가하는 경향이 있다. 이와 같이, 단위 대역 당 채널수가 증가하면, 수신측에서 전송 데이타를 정확하게 재생하는 것이 어려워진다. 이 문제에 대처하기 위해, 종종 오류 정정 부호가 사용된다. 오류 정정 부호는, 전송해야 할 데이타에 용장성을 부가하는 것이다.

CDMA에서도, 오류 정정 부호가 사용되는 경우가 있다. CDMA에서 오류 정정 부호를 제공하는 종래의 부호화 장치를 도 13에 도시한다. 컨볼루션 부호화부(501)는, 오류 정정 부호화 장치의 하나의 형태이다. 즉, 컨볼루션 부호화부(501)는, 데이타 생성기(502)에 의해 생성된 송신 데이타에 용장성을 구비시킨다. 컨볼루션 부호화부(501)는, 예를 들면 아다마르 부호화(Hadamard encoding)를 실행한다. 아다마르 부호에서는, 송신 데이타를 1비트씩 시프트 시키면서 저장하는 시프트 레지스터, 및 Walsh 계열을 생성하는 Walsh 계열 생성기를 구비한다. 확산부(503)는, 컨볼루션 부호화부(501)의 출력에 PN 계열을 곱한다.

CDMA에서 오류 정정 부호 및 확산 부호를 제공하는 방식에 대해서는, 문헌 1 및 문헌 2에 자세히 기재되어 있다. 또, 문헌 1 및 문헌 2에서는, 이 방식은 LROCC(Low Rate Orthogonal Convolutional Code)라고 한다.

문헌 1 : Andrew J. Viterbi "Very Low Rate Convolutional Codes for Maximum Theoretical Performance of Spread-Spectrum Multiple-access Channels" IEEE Journal on Selected Areas in Communications, Vol. 8, pp. 641-649 May 1990

문헌 2 : R.F. Ormondroyd and J. J. Maxey "Performance of Low-Rate

Orthogonal Convolutional Codes in DS-CDMA Application" IEEE Transactions on Vehicular Technology, Vol. 46, pp. 320-328 May 1997

CDMA에서 오류 정정 부호 및 확산 부호를 제공하는 경우, 종래에는 도 13에 도시된 바와 같이, 오류 정정 부호화를 실행하는 부분과 확산 부호화를 실행하는 부분이 서로 독립되어 있었다. 이 때문에, 회로 규모가 커지는 문제가 있었다.

또, 오류 정정 부호는 상술한 바와 같이 데이타에 용장성을 구비하게 하므로, 실제로 전송되는 데이타량이 증가하고, 실질적으로 대역이 확산되게 된다. 따라서, 도 13에 도시된 예와 같이 PN 계열을 곱하지 않아도, 데이타는 확산되게 된다. 그러나, 문헌 2에 언급되어 있듯이, 종래의 오류 정정 부호(문헌 2에서는 아다마르 부호화기를 구비한 컨볼루션 부호화기)만을 이용하여, PN 계열을 곱하는 처리를 실행하지 않으면, 송신 데이타의 스펙트럼에 피크가 발생해 버린다.

스펙트럼에 피크가 발생하면, 이하의 문제가 생긴다. 즉, CDMA에서는 전송 데이타를 마치 잡음처럼 보이게 하여 데이타의 보안성을 높이고 있지만, 스펙트럼에 피크가 발생하면 간섭원이 되기 때문에, 오류율의 열화로 이어진다. 또한, 수신측의 장치는, 일반적으로 증폭기를 이용하여 수신 신호를 증폭한 후 원하는 신호를 추출하는 구성이지만, 스펙트럼에 피크가 발생하면 그 피크를 충실히 재생하기 위해서는 고가의 부품이 필요해진다.

본 발명의 과제는, 회로 규모를 크게 하지 않고, 또한 고가의 부품을 사용하지 않으며, 보안성이 좋은 확산 부호 데이타를 생성하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 확산 부호화 장치는, 송신 데이타를 확산시키는 확산 부호화 장치로서, 송신 데이타를 저장하는 m 비트의 시프트 레지스터 및 상기 시프트 레지스터에 저장되어 있는 m 비트의 송신 데이타를 초기값으로 하여 주기가 2^m-1인 M 계열을 생성하고, 그 M 계열로부터 직교 M 계열을 생성하여 상기 송신 데이타의 확산 계열로서 출력하는 확산 수단을 포함한다.

상기 구성에서, 송신 데이타는 1비트씩 (혹은, 복수 비트씩) 순서대로 시프트 레지스터에 저장된다. 그리고, 확산 수단은 상기 시프트 레지스터에 새로운 송신 데이타가 입력될 때마다, 그 시프트 레지스터에 저장되어 있는 m 비트의 송신 데이타를 초기값으로 하여 M 계열을 생성한다. 따라서, 송신 데이타는 컨볼루션 부호화됨과 동시에 2^m배로 확산이 행해진다.

본 발명의 다른 형태의 확산 부호화 장치는, 송신 데이타를 저장하는 m 비트의 시프트 레지스터, 그 송신 데이타에 할당된 통신 채널을 식별하는 n 비트 채널 식별자를 저장하는 식별자 저장 수단 및 상기 시프트 레지스터에 저장되어 있는 m 비트의 송신 데이타 및 식별자 저장 수단에 저장되어 있는 n 비트의 채널 식별자로 이루어지는 m+n 비트의 데이타를 초기값으로 하여 주기가 2^m+n-1인 M 계열을 생성하고 그 M 계열로부터 직교 M 계열을 생성하여 상기 송신 데이타의 확산 계열로서 출력하는 확산 수단을 포함한다.

상기 구성에서, 채널 식별자가 다르면, 시프트 레지스터에 저장되는 m 비트의 송신 데이타가 동일한 경우에도, 다른 직교 M 계열이 생성된다. 따라서, 이 확산 부호화 장치에 의해 생성된 확산 계열을 수신한 수신 장치는, 송신 데이타를 송신한 사용자를 특정할 수 있다.

도 1은 본 발명의 확산 부호화 장치의 기본 구성을 도시하는 도면.

도 2는 컨볼루션 부호에 대해 설명하는 도면.

도 3은 본 발명의 확산 부호화 장치의 한 적용예를 나타내는 도면.

도 4는 제1 실시예의 구성도.

도 5는 제1 실시예의 변형예의 구성도.

도 6a는, 동기용 데이타가 삽입된 송신 데이타를 도시하는 도면이고, 도 6b는 정합 필터의 출력을 도시하는 도면.

도 7은 제2 실시예에서 확산 부호 데이타를 수신하는 장치의 주요부 구성도.

도 8은 제3 실시예의 구성도.

도 9는 종래의 LROCC 방식을 설명하는 도면.

도 10a는, 송신 데이타와 확산 부호의 관계를 나타내는 도면이고, 도 10b는 전송로 상의 잡음을 설명하는 도면.

도 11은 본 발명의 확산 부호화 장치를 이용하여 부호화된 데이타를 수신하는 장치의 일례를 도시하는 도면.

도 12는 BER 값의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면.

도 13은 오류 정정 부호 및 확산 부호를 제공하는 종래의 부호화 장치의 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 데이타 생성기

2 : 시프트 레지스터

3 : 직교 M 계열 생성기

4 : 클럭 생성기

41 : 시프트 레지스터

44 : 스위치

71 : 사용자 ID 레지스터

도 1은, 본 발명의 확산 부호화 장치의 기본 구성을 도시하는 도면이다. 본 발명의 확산 부호화 장치는, 송신될 데이타를 컨볼루션 부호화 함과 동시에, 그 스펙트럼을 확산하는 구성이다.

데이타 생성기(1)는, 송신될 데이타를 생성한다. 시프트 레지스터(2)는, 데이타 생성기(1)에 의해 생성된 송신 데이타를 1비트씩 순서대로 저장한다. 이 시프트 레지스터(2)에는 m 비트의 송신 데이타가 저장된다. 직교 M 계열 생성기(3)는, 시프트 레지스터(2)에 저장되어 있는 m 비트의 송신 데이타를 초기값으로 하여 M 계열을 생성한다. 클럭 생성기(4)는, 시프트 레지스터(2) 및 직교 M 계열 생성기(3)의 동작 속도를 결정하는 클럭을 각각 생성한다. 직교 M 계열 생성기(3)에 제공되는 클럭 주파수는, 시프트 레지스터(2)에 부여되는 클럭(시프트 클럭)의 주파수의 2^m배의 속도이다. 또, 시프트 레지스터(2)에 부여되는 클럭 주파수는, 송신 데이타의 데이타 전송 속도와 동일하다.

상기 구성에서, 직교 M 계열 생성기(3)의 출력은, 시프트 레지스터(2)에 저장되어 있는 m 비트의 송신 데이타에 대응하는 확산 부호 데이타이다. 이 확산 부호 데이타는, 송신 데이타를 컨볼루션 부호화함과 동시에, 그 스펙트럼을 2^m배로 확산한 신호로 되어 있다. 여기서, 컨볼루션 부호 및 M 계열에 대해 간단히 설명해두겠다.

도 2는, 컨볼루션 부호에 대해 설명하는 도면이다. 컨볼루션 부호는, 오류 정정 부호 중 하나이고, 복수의 정보 블럭에 기초하여 부호어를 생성하는 부호화 처리 방법이다. 컨볼루션 부호화기로서는, 여러 가지 타입의 것이 실현되고 있지만, 여기서는 설명을 간단히 하기 위해, m 비트를 저장하는 시프트 레지스터 및 v 개의 mod2 가산기를 포함하는 구성으로 한다.

도 2a는, 3비트의 시프트 레지스터 및 mod2 가산기를 구비하는 컨볼루션 부호화기에 데이타 비트(a1, a2, a3, a4, a5, ....)가 1비트씩 순차적으로 입력되는 예를 나타내고 있다. 이 컨볼루션 부호화기는, 시프트 레지스터(11)에 저장되어 있는 3비트의 데이타에 대응하는 컨볼루션 부호 데이타로서, 가산기(12)에 의한 가산 결과를 나타내는 비트 및 가산기(13)에 의한 가산 결과를 나타내는 비트를 순차적으로 출력한다.

도 2b를 참조하여 구체적으로 설명한다. 시각(T0)에서, 시프트 레지스터(11)에 초기값으로서 「0, 0, 0」이 설정되어 있다고 하면, 가산기(12) 및 가산기(13)에 의한 가산 결과는 모두 0이 되므로, 「0, 0」이 출력된다. 이어서, 시각(T1)에서 「a1」이 입력되면, 시프트 레지스터(11)에 저장되는 데이타는, 「a1, 0, 0」이 된다. 이 상태에서의 컨볼루션 부호화기의 출력은, 「a1, a1」이 된다. 이하 마찬가지로, 도 2a에 도시된 컨볼루션 부호화기는, 1비트의 데이타가 입력될 때마다, 그 타이밍에서의 시프트 레지스터(11)의 상태에 의해 결정되는 2비트의 컨볼루션 부호 데이타를 출력한다.

이와 같이, 컨볼루션 부호화기는 새로운 데이타가 입력될 때마다, 그 직전의 컨볼루션 부호화 데이타를 결정하는 비트열의 일부를 이용하여 컨볼루션을 행하고, 데이타를 생성한다.

본 발명의 확산 부호화 장치는, 상술한 바와 같은 컨볼루션 부호를 채용하고있다. 또, 이 명세서에서 「컨볼루션 부호」는, 시계열로 입력되는 데이타열에 용장성을 갖게 하는 처리를 모두 포함하는 것으로, 도 2a에 도시된 바와 같은 mod2가산기를 구비하는 구성에 한정되는 것이 아니다.

본 발명에 관계된 실시예의 확산 부호화 장치는, 후술하겠지만 m 비트의 송신 데이타에 대응하여 생성되는 M 계열에 소정의 값(실시예로는 「0」)을 부가하여 계열 길이가 2^m인 데이타 열을 생성하고, 그 데이타 열을 m 비트의 송신 데이타에 대응하는 확산 부호 데이타로서 출력한다. 이 계열 길이가 2^m의 데이타열은, 확산 부호화 장치에 송신 데이타가 1비트 입력될 때마다 출력된다. 따라서, 송신 데이타의 스펙트럼은, 결과적으로 2^m배로 확산되게 된다. 또, 계열 길이가 2^m-1인 M 계열에 「0」 또는 「1」을 부가함으로써 생성된 계열 길이가 2^m인 데이타열을, 「직교 M 계열」이라고 부르는 경우가 있다. 직교 M 계열은 상호 상관값이 0이다.

도 3은, 본 발명의 확산 부호화 장치의 하나의 적용예를 도시하는 도면이다. 도 3에 도시하는 예에서는, 본 발명의 확산 부호화 장치가 이동체 통신 시스템에 이용되고 있다.

이동기(31)는, CDMA 방식 등에 따라 기지국(35)과 데이타를 무선으로 송수신한다. 데이타 생성기(32)는, 예를 들면 이동기(31)의 사용자에 의해 입력되는 음성 데이타를 디지탈화하고, 또한 필요에 따라 그 디지탈 데이타를 압축한다. 확산 부호화 장치(33)는, 본 발명에 직접적으로 관계되는 장치이고, 데이타 생성기(32)의 출력에 컨볼루션 부호화 처리를 실시하면서, M 계열을 이용하여 그 스펙트럼을 확산시킨다. 변조기(34)는, 확산 부호화 장치(33)의 출력을 변조하여 출력한다.복조기(36)는, 이동기(31)로부터 수신한 신호를 복조한다. 복호기(37)는, 예를 들면 비터비 복호기이고, 복조기(36)의 출력을 복호한다.

또, 일반적으로 이동 통신 시스템에서의 이동기와 기지국 사이에서는, 양방향으로 데이타가 전송된다. 따라서, 특히 도시하지 않았지만, 기지국(35)은 데이타 생성기, 확산 부호화 장치 및 변조기를 구비하고, 이동기(31)는 복조기 및 복호기를 구비한다. 또한, 본 발명은 도 3에 도시된 바와 같은 이동 통신 시스템에만 적용되는 것이 아니고, 데이타를 확산하여 전송하는 시스템에 널리 적용 가능하다.

도 4는 제1 실시예의 구성도이다. 제1 실시예에서는, 직교 골드(Gold) 부호를 사용한다. 직교 골드 부호는 프리퍼드 페어의 M 계열을 사용하여 발생되는 부호이다. 직교 골드 부호를 생성하는 방법으로는, 2개의 시프트 레지스터를 사용하는 방법 및 하나의 시프트 레지스터를 사용하는 방법이 널리 알려져 있다. 본 실시예에서는 전자의 방법을 채용한다.

직교 골드 부호 생성기(111)는, 1조의 M 계열 생성기(112 및 113)를 구비한다. M 계열 생성기(112 및 113)는, 각각 생성 다항식(1) 및 생성 다항식(2)에 대응한다. 또, 생성 다항식(1) 및 생성 다항식(2)은 프리퍼드 페어이다. M 계열 생성기(112 및 113)의 시프트 레지스터는, 송신 데이타의 데이타 전송 속도(시프트 레지스터(41)의 시프트 클럭 주파수)의 2^m배인 주파수의 클럭에 따라 동작한다. 여기서, m은 시프트 레지스터(41)의 단수이다. M 계열 생성기(112 및 113)에 의해 생성되는 M 계열은, 가산기(114)에 의해 가산되어 출력된다.

제1 실시예의 동작을 설명한다. 시프트 레지스터(41)는, 새로운 송신 데이타가 입력될 때마다, 그 때 시프트 레지스터(41)에 저장되어 있는 송신 데이타를 M 계열 생성기(112)의 시프트 레지스터에 로드한다. 이 때, 스위치(44)는 「0」을 선택하여 출력한다. 또한, 이 때 M 계열 생성기(113)의 시프트 레지스터에는, 미리 정해진 값이 기록되어 있는 것으로 한다. M 계열 생성기(113)의 시프트 레지스터에 설정되는 값으로는 「모두 0」 이외의 임의의 패턴을 선택할 수 있다.

이 후, M 계열 생성기(112)는 시프트 레지스터(41)로부터 로드된 송신 데이타를 초기값으로 하여 M 계열을 생성한다. 한편, M 계열 생성기(113)는 미리 정해진 설정값을 초기값으로 하여 M 계열을 생성한다. M 계열 생성기(112 및 113)에 의해 생성되는 M 계열은, 가산기(114)에 의해 가산되어 출력된다.

M 계열 생성기(113)는, M 계열을 출력한 직후 원래의 상태(상술한 설정값이 저장된 상태)로 복귀되어 있다. 이것은, 이미 설명한 바와 같다. 따라서, 시프트 레지스터(41)에 다음 송신 데이타가 입력된 경우에도, M 계열 생성기(113)는 다시 동일한 값을 초기값으로 하여 M 계열을 생성한다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이 송신 데이터 및 사용자 ID를 M계열 생성기(112)에 로드하는 구성으로 해도 된다. 혹은, 도 4의 구성에서 사용자 ID를 M계열 생성기(113)의 초기값으로 하여 사용하는 것도 가능하다.

그런데, 확산 부호 데이타로서 직교 M 계열을 사용하면, 수신측에서 동기를 확립하는 것이 곤란한 경우도 있다. 이것은, 직교 M 계열이 비트 시프트에 의해 생성되기 때문이다. 다음에 도시하는 제2 실시예에서는 직교 골드 부호를 이용하여 수신측에서 확실하게 동기를 확립할 수 있도록 한 구성을 설명한다.

제2 실시예에서는, 도 4에 도시된 확산 부호화 장치를 사용한다. 도 4에 도시된 확산 부호화 장치에서, M 계열 생성기(112)의 시프트 레지스터에 이미 알려진 데이타가 로드되었다고 하면, M 계열 생성기(113)에는 미리 정해진 값이 설정되어 있으므로, M 계열 생성기(112 및 113)에 의해 생성되는 M 계열을 알 수 있고, 결과적으로 직교 골드 부호 생성기(111)에 의해 생성되는 직교 골드 부호도 알 수 있다. 예를 들면, M 계열 생성기(112)의 시프트 레지스터에 「모두 0 (0, 0, . . . , 0, 0)」이 로드되면, M 계열 생성기(112)의 출력도 「모두 0」이 된다. 이 경우, 직교 골드 부호 생성기(111)는, M 계열 생성기(113)에 의해 생성되는 M 계열을 그대로 출력하게 된다. 바꾸어 말하면, 송신 데이타가 「모두 0」이 되면, M 계열 생성기(113)에 의해 생성되는 M 계열이 수신측으로 전송되게 된다.

본 실시 형태에서는, 도 6a에 도시된 바와 같이 실제의 송신 데이타에 대해 소정 간격 T 마다 이미 알려진 값(동기용 데이타)을 삽입한다. 이 동기용 데이타의 비트수는 시프트 레지스터(41)의 단수와 동일하다. 또, 동기용 데이타로서 특정한 패턴(예를 들면, 「모두 0」)을 사용하는 경우에는, 동기용 데이타의 비트수를 시프트 레지스터(41)의 단수보다도 많게 할 수 있다. 단, 이 경우 동기점이 희미해질 우려가 있다. 따라서, 동기용 데이타의 비트수는, 시프트 레지스터의 단수와 동일한 것이 바람직하다.

상술된 바와 같이 함으로써 실제의 송신 데이타에 동기용 데이타를 삽입하면, 도 4에 도시된 확산 부호화 장치는, 소정 간격 T마다 이미 알려진 확산 부호데이타를 송출한다. 이 이미 알려진 확산 부호 데이타는, 동기용 데이타를 초기값으로 하여 생성 다항식 1에 의해 얻은 M 계열과 미리 정해진 초기값에 따라 생성 다항식2에 의해 얻은 M 계열로부터 생성되는 직교 골드 부호이다.

도 7은 제2 실시예에서 확산 부호 데이타를 수신하는 장치의 주요부 구성도이다. 도 7은 수신한 확산 부호 데이타로부터의 동기점 검출에 관계되는 구성만을 도시하고 있다.

시프트 레지스터(121)는, 수신한 확산 부호 데이타를 1비트씩 시프트 시키면서 저장한다. 시프트 레지스터(121)의 단수는, 확산 계열 길이(확산 계열의 비트수)와 동일하다. 동기 코드 저장부(122)는, 상술한 이미 알려진 확산 부호 데이타(동기용 데이타를 초기값으로 하여 생성 다항식 1에 의해 얻은 M 계열과 미리 정해진 초기값에 따라 생성 다항식 2에 의해 얻은 M 계열로부터 생성되는 직교 골드 부호)를 저장한다. 정합 필터(123)는, 시프트 레지스터(121)에 저장되어 있는 확산 부호 데이타와 동기 코드 저장부(122)에 저장되어 있는 확산 부호 데이타를 비교한다. 정합 필터(123)는, 상기 2개의 확산 부호 데이타의 상관 레벨에 따른 아날로그값 또는 디지탈 값을 출력한다.

상기 구성에서, 시프트 레지스터(121)에 저장된 데이타가 상술한 동기용 데이타에 대응하는 확산 부호 데이타인 타이밍에서, 정합 필터(123)의 출력은 최대가 된다. 따라서, 정합 필터(123)의 출력은, 도 6b에 도시된 바와 같이 소정 간격 T 마다 피크가 출현한다. 이 정합 필터(123)가 피크가 되는 타이밍이 동기점이다. 제2 실시예에서는 수신측의 장치에서 이 동기점에 기초하여 동기가 확립된다.

도 8은, 제3 실시예의 구성도이다. 제3 실시예는, 문헌 1 또는 문헌 2에 개시되어 있는 종래의 LROCC 방식(Walsh 계열을 사용하는 방식)을 멀티 사용자 시스템에서 사용할 수 있도록 개량한 것이다.

제3 실시예의 장치는, 종래의 회로에 대해 사용자 ID 레지스터(71)가 부가된 구성이고, 시프트 레지스터에 저장되어 있는 m 비트의 송신 데이타 및 사용자 ID 레지스터에 저장되어 있는 n 비트의 사용자 ID를 생성 다항식용 레지스터로 로드한다. 그리고, 이 로드된 데이타에 기초하여 Walsh 계열이 생성되고, 또한 그 생성된 Walsh 계열에 대해 PN 계열이 곱해져 송신된다.

Walsh 계열을 생성하는 방법은, 공지된 기술이고, 또한 문헌 1 및 문헌 2에도 기재되어 있으므로, 여기서는 도 9에 도시된 정도로 그친다. 또한, 도 9에서 「T 」「2T」「4T」는, 각각 하나, 두개, 네 개의 레지스터가 설치되어 있는 것을 나타내고 있다. 또한, 각 스위치의 상태를 「L」 또는 「H」로 나타내고 있지만, 이것은 도면 중, 각각 하측의 출력에 접속한 상태 및 상측의 출력에 접속하는 상태를 나타내고 있다. 흔히, 이 장치는 시프트 레지스터에 저장되어 있는 데이타에 의해 얻을 수 있는 모든 패턴을 출력한다. 또, 상기 Wa1sh 계열을 생성할 때에 사용하는 아다마르 행렬은 당업자에게는 잘 알려져 있다.

제3 실시예에 따르면, 사용자 ID 마다 다른 계열이 생성되므로, 종래의 LROCC 방식에서도 동시에 복수의 사용자가 데이타의 송수신을 할 수 있게 된다.

다음에, 본 발명의 확산 부호화 장치를 이용하여 데이타를 송신하고, 수신 장치에서 그 데이타를 재생하는 방법을 간단히 설명한다.

상기 확산 부호화 장치에서, 시프트 레지스터(41)의 초기값을 「0000」으로 하고, 송신 데이타가 「1」「1」「0」, . . . 의 순서로 시프트 레지스터(41)에 입력된다고 한다. 이 경우, 확산 부호화 장치는, 도 10b의 상단에 도시하는 데이타를 송출한다.

그런데, 무선 통신 시스템에서는 일반적으로, 그 전송로에서 비트 에러가 발생한다. 비트 에러의 예를 「잡음」으로 하여 도 10b의 중단에 도시한다. 또, 전송로에서 비트 에러가 발생하면, 수신 장치에서 수신되는 데이타는 실제로 송신된 데이타와 다르다(도 10b의 하단 참조).

본 발명에서 채용하고 있는 컨볼루션 부호는, 이러한 에러를 수신측의 장치에서 정정할 수 있도록 하기 위해 이용되고 있다. 본 발명의 확산 부호화 장치를 이용하여 부호화된 데이타를 수신하는 장치의 일례를 도 11에 도시한다.

본 발명의 확산 부호화 장치는, 송신 데이타에 대해 확산 변조와 동시에 컨볼루션 부호화를 실행하므로, 수신 장치는 복호기에 의해 복조된 데이타(확산된 상태의 데이타)에 대해 비터비 복호 처리를 실행한다. 비터비 복호기는, 송신측의 확산 부호화 장치에 설치되어 있는 직교 M 계열 생성기와 동일한 계열을 생성하는 기능을 구비한다. 그리고, 복조된 데이타와 그 기능에 의해 생성되는 확산 부호의 매트릭(통상 컨볼루션 부호에서의 패스매트릭에 상당함)을 구하고, 이 매트릭에 기초하여 실제의 데이타를 복호한다.

또, 비터비 복호는 공지된 기술이므로, 상세한 설명은 생략한다. 또한, 복조기는, 변조 방식에 따라 그 구성이 결정되므로, 여기서는 정의하지 않는다.

도 12는, BER 값의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다. 여기서는, 본 발명을 실시한 경우, 부호화 처리를 실행하지 않은 경우 및 종래의 컨볼루션 부호를 실시한 경우를 비교한다. 또, 본 발명의 확산 부호화 장치는 확산 계열 길이=512(즉, 시프트 레지스터의 단수=9)로 하여 계산하고 있다. 또한, 종래의 컨볼루션 부호는, 구속 길이=9로 하여 계산하고 있다.

도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 확산 부호화 장치를 사용한 경우의 BER 값은, 종래 방식의 그것과 비교하여 개선되어 있다.

또, 상기 실시예에서는, 송신 데이타를 수신하는 시프트 레지스터는, 1비트씩 시프트 되는 구성이었지만, 반드시 이 구성에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명은 송신 데이타가 한번에 복수 비트씩 시프트 레지스터로 입력되는 조직 컨볼루션 부호에도 적용할 수 있다.

또한, 「시프트 레지스터」는, 하드웨어로 구성하는 것 및 소프트웨어로 구성하는 것을 포함한다.

본 발명에 따르면, 송신 데이타에 대해 컨볼루션 부호화 처리를 실행하는 회로와 그 송신 데이타의 스펙트럼을 확산하는 회로를 공통화 했으므로, 회로 규모가 작아진다.

또한, 확산 계열로서 직교 M 계열 또는 직교 골드 부호를 이용함에 따라, 송신 데이타의 스펙트럼을 충분히 확산할 수 있으므로, 출력 스펙트럼의 피크를 억제할 수 있다.

또한, 직교 M 계열 또는 직교 골드 부호를 이용한 구성에서는, 종래의 Walsh 계열을 이용한 구성보다도 고속화가 용이하고, 확산 계열 길이를 보다 길게 할 수 있다. 따라서, 확산 계열의 일부를 사용자를 식별하기 위해 할당할 수 있고, 멀티 사용자 시스템에의 적용이 도모된다.

Claims

송신 데이타를 확산하는 확산 부호화 장치에 있어서,

송신 데이타를 저장하는 m 비트의 시프트 레지스터;

각각 주기가 2^m-1인 제1 생성 다항식 및 제2 생성 다항식에 기초하여 직교 골드(Gold) 부호를 생성하는 부호화 수단; 및

상기 시프트 레지스터에 저장되어 있는 m 비트의 송신 데이타를 상기 제1 생성 다항식의 초기값으로서 부여하고, 상기 부호화 수단에 의해 얻어지는 상기 직교 골드(Gold) 부호를 상기 송신 데이타의 확산 계열로서 출력하는 확산 수단

을 포함하는 것을 특징으로 하는 확산 부호화 장치.
제1항에 있어서, 상기 송신 데이타에 대해 미리 정해진 m 비트의 동기 패턴 데이타를 소정 간격마다 삽입하는 삽입 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 확산 부호화 장치.
송신 데이타를 확산하는 확산 부호화 장치에 있어서,

송신 데이타를 저장하는 m 비트의 시프트 레지스터;

상기 송신 데이타에 할당된 통신 채널을 식별하는 n 비트의 채널 식별자를 저장하는 식별자 저장 수단; 및

상기 시프트 레지스터에 저장되어 있는 m 비트의 송신 데이타 및 상기 식별자 저장 수단에 저장되어 있는 n 비트의 채널 식별자로 이루어지는 m+n 비트의 데이타를 초기값으로 하여 직교 부호를 생성하고, 상기 직교 부호를 상기 송신 데이타의 확산 계열로서 출력하는 확산 수단

을 포함하는 것을 특징으로 하는 확산 부호화 장치.
송신 장치로부터 수신 장치로 데이타를 확산하여 전송하는 스펙트럼 확산 통신 시스템에 있어서,

상기 송신 장치는

미리 정해진 m 비트의 동기 패턴 데이타가 소정 간격마다 삽입된 송신 데이타를 순차적으로 저장하는 m 비트의 제1 시프트 레지스터;

각각 주기가 2^m-1인 제1 생성 다항식 및 제2 생성 다항식에 기초하여 직교골드(Gold) 부호를 생성하는 부호화 수단; 및

상기 제1 시프트 레지스터에 저장되어 있는 m 비트의 송신 데이타를 상기 제1 생성 다항식의 초기값으로서 부여하고, 상기 부호화 수단에 의해 얻어지는 직교 골드(Gold) 부호를 상기 송신 데이타의 확산 계열로서 출력하는 확산 수단

을 포함하고,

상기 수신 장치는

상기 송신 장치로부터의 확산 계열을 순차적으로 저장하는 2^m비트의 제2 시프트 레지스터;

상기 제1 생성 다항식에 상기 동기 패턴 데이타가 제공될 때 상기 송신 장치에 설치되어 있는 부호화 수단에 의해 생성되는 부호를 저장하는 부호 저장 수단;

상기 제2 시프트 레지스터에 저장되어 있는 확산 계열과 상기 저장 수단에 저장되어 있는 부호를 대조하는 대조 수단; 및

상기 대조 수단에 의한 결과에 기초하여 동기점을 검출하는 검출 수단

을 포함하는 것을 특징으로 하는 스펙트럼 확산 통신 시스템.