KR100375145B1 - 멀티캐리어를 사용하는 부호분할다중접속 통신시스템의데이타 통신장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

복수의 주파수채널들을 사용하여 복수의 전용채널 및 공용채널의 신호들을 전송하는 부호분할다중접속 통신시스템의 기지국의 채널 송신방법이, 데이터 전용채널을 제외한 다른 전용채널들 및 상기 공용채널들의 신호를 특정 주파수채널에 할당하고, 상기 데이터 전용채널을 상기 모든 주파수채널들에 분산 할당하는 과정과, 상기 데이터 전용채널을 제외한 전용채널들에서 발생되는 신호들을 부호화 및 확산하여 상기 할당된 주파수채널을 통해 전송하고, 상기 데이터 전용채널들에서 발생되는 신호들을 디멀티플렉싱하여 상기 분산 할당된 주파수채널들을 통해 전송하는 과정으로 이루어진다.

Description

멀티캐리어를 사용하는 부호분할다중접속 통신시스템의 데이타 통신장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR COMMUNICATING DATA USING MULTICARRIER IN CDMA COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 부호분할다중접속 방식의 이동통신 시스템에서 채널 통신장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 멀티캐리어를 사용하는 이동통신 시스템에서 음성과 데이터 서비스를 하기 위한 주파수 할당 방법 및 그에 따른 채널 송수신 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 IS-95 방식의 부호분할다중접속(Code Division Multiple Access: 이하 CDMA라 칭한다) 통신시스템은 단일 캐리어(single carrier)를 사용한다. 그리고 IMT-2000 방식의 CDMA 통신시스템은 멀티캐리어(multi-carrier)를 서비스할 수 있다. 즉, 상기 IMT-2000 방식의 CDMA 통신시스템은 상기 IS-95 방식의 CDMA 통신시스템의 확산율을 서비스할 수 있으며, 또한 상기 IS-95 방식의 확산율 보다 높은 확산율(3배, 6배, 9배, 12배, ...)들을 서비스할 수 있다. 여기서 IS-95 방식의 확산율을 "확산율1"이라 칭하고, 3배의 IS-95 확산율을 갖는 확산율을 "확산율 3"이라 칭한다.
종래의 확산율 1 시스템에서는 음성과 데이터 서비스를 하기 위하여 1.25MHz의 주파수 대역을 이용한다. 도 1은 상기 확산율1 시스템에서 사용하고 있는 1.25MHz의 주파수 대역과 그에 따른 캐리어를 나타내고 있다. 여기서 상기 1.25MHz의 주파수 대역을 주파수할당(Frequency Assignment: 이하 FA라 칭한다)이라 한다.
상기 확산율 1 시스템에서는 하나의 FA를 이용하여 음성과 데이터, 그리고 이에 따르는 모든 제어 신호를 전송하고 있다. 상기와 같이 하나의 FA를 이용하여 음성과 데이터 그리고 이에 따르는 모든 제어 신호를 동시에 전송할 수 있는 이유는 음성과 데이터, 그리고 이에 따르는 모든 제어 신호를 각각의 직교부호 채널로 구분하기 때문이다. 상기 직교부호 채널들을 살펴보면, 음성은 FCH(Fundamental channel), 데이터는 SCH(Supplemental channel), 제어 신호는 그 용도에 따라 DCCH(Dedicated Control channel), CCCH(Common Control channel)를 이용하여 전송한다. 상기 CCCH는 제어채널의 대표 이름으로 사용하였으며, 실제로는 다수의 제어채널들이 존재할 수 있다. 상기 확산율1 시스템은 상기 도 1에 도시한 바와 같이 하나의 FA를 통하여 FCH, SCH, DCCH, CCCH 등과 같은 복수의 직교부호 채널들의 신호들을 직교 확산하여 전송한다.
도 2는 상기 도 1과 같은 확산율1 시스템의 송신기 구조를 도시하는 도면이고, 도 3은 상기 도 1과 같은 확산율1 시스템의 수신기 구조를 도시하는 도면이다. 이하 설명에서는 상기 채널 송신기 및 수신기들이 FCH, SCH, DCCH, CCCH라고 가정하여 설명한다.
상기 도 2를 참조하면, 각 채널송신기111, 113, 115 및 117은 각각 부호기(coder), 전송율 조정기(symbol rate matching), 인터리버(interleaver) 및 직교확산기(orthogonal spreader) 등을 구비하며, 각 채널들의 직교확산기들은 각각 해당하는 채널을 구분하기 위해 할당된 직교부호를 발생한다. 따라서 상기 상기 채널송신기111, 113, 115 및 117은 입력되는 신호를 채널 부호화한 후 각각 할당된 직교부호로 확산하여 해당하는 채널의 송신신호를 발생한다. 그러면 가산기119은 상기 채널송신기111, 113, 115 및 117 들에서 출력되는 신호들을 가산하며, 복소확산기(complex spreader)는 상기 가산된 채널신호들을 PN부호로 복소 확산한다. 그리고 필터123은 상기 도 1과 같이 1.25MHz 대역으로 여파하며, 변조기127에서 상기 필터123에서 출력되는 신호를 발진기125에서 출력되는 캐리어신호에 실어(frequency un conversion) 송신한다.
그리고 상기 도 3을 참조하면, 복조기153은 수신되는 신호 중에 포함된 캐리어신호를 발진기151의 출력으로 제거(frequency down conversion)하며, 필터155는 상기 복조된 신호를 1.25MHz 대역으로 여파한다. 이후 복소역확산기157은 상기 필터155에서 출력되는 신호와 PN 부호를 복소 곱셈하여 역확산하여 각 채널수신기161, 163, 165 및 167에 인가한다. 상기 채널수신기161, 163, 165 및 167 들은 각각 직교역확산기, 디인터리버, 복호기등을 구비하며, 상기 직교역확산기는 해당하는 채널에 할당된 직교부호를 생성한다. 따라서 상기 채널수신기161, 163, 165 및 167 들은 복소 확산된 신호를 입력한 후, 해당하는 채널에 할당된 직교부호로 역확산한 후 채널 복호하는 기능을 수행한다.
상기 도 2 및 도 3을 참조하여 도 1과 같이 주파수를 할당하는 확산율1 시스템의 송수신 동작을 살펴본다. FCH, SCH, DCCH, CCCH 송신기 111, 113, 115 및 117은 각각 부호기와 인터리버를 거쳐 직교확산기에 의해 할당된 직교부호에 의해 확산된다. 이렇게 확산된 직교 채널의 신호는 가산기119에 의해 모두 합쳐지고, 복소확산기121에서 PN부호에 의해 복소확산된 후, 1.25MHz의 대역을 갖는 저역통과 필터(low-pass filter, LPF)123을 통과한다. 상기 저역통과 필터123을 통과한 신호는 변조기127에 의해 변조되어 전송된다. 상기 저역통과 필터123의 출력신호를 변조하기 위하여, 변조기127은 발진기125에서 출력되는 캐리어 주파수 신호를 이용한다. 상기 발진기125에서 출력되는 신호는 전송에 이용하는 FA의 캐리어 신호이다. 상기 변조기127은 저역통과 필터123의 출력신호와 발진기125의 출력 캐리어 신호를 곱함으로써 변조하게 된다. 이렇게 전송된 라디오 신호는 수신기의 복조기153과 저역여파 필터155에 의해 기저대역 신호로 바뀐다. 상기 도 3과 같은 구조를 갖는 수신기의 복조기153도 상기 도 2와 같은 구조를 갖는 송신기의 변조기127과 마찬가지로 해당 FA의 캐리어를 출력하는 발진기151을 사용한다. 이렇게 바뀐 기저대역 신호는 각 채널수신기161, 163, 165 및 167에서 각각 할당된 직교부호로 역확산되어 각각의 해당하는 채널신호들로 분리된 후, 각각 디인터리빙 및 채널 복호되어 출력된다.
또한 확산율 3 시스템은 음성과 데이터 서비스를 하기 위하여 3개의 FA를 이용한다. 즉 FCH, SCH, DCCH, CCCH송신기들은 멀티캐리어(Multi Carrier) 방식을 이용하여 1.25MHz씩 3 FA로 나뉘어 확산한 후 전송한다. 도 4는 확산율 3 시스템에서 사용하는 3개의 FA 구조를 도시하고 있다.
상기 도 4에 도시되는 하나의 FA에는 FCH, SCH, DCCH, CCCH의 1/3 부분이 모두 존재한다. 도 5는 상기 확산율3 시스템의 채널 송신기 구조를 도시하는 도면이고, 도 6은 상기 확산율3 시스템의 채널 수신기 구조를 도시하는 도면이다.
상기 도 5를 참조하면, 채널부호기211, 213, 215 및 217들은 각각 부호기, 전송율 조정기, 인터리버들을 구비하여, 수신되는 해당하는 채널의 신호들을 채널 부호화한다. 디멀티플렉서221, 223, 335 및 227은 각각 대응되는 채널부호기211, 213, 215 및 217의 출력들을 디멀티플렉싱하여 각 FA 측에 분배한다. 여기서 상기 확산율3 시스템은 3개의 FA를 사용하므로, 상기 디멀티플렉서221, 223, 335 및 227은 각각 해당하는 채널부호기의 출력들을 3개의 신호로 디멀티플렉싱한다. 직교확산기들은 하나의 FA에서 4개의 채널송신기들의 채널을 구분하기 위해 4개씩 구비되므로, 3개의 FA에는 총 12개의 직교확산기들이 필요하다. 또한 복소확산기들도 하나의 FA 당 1개씩 필요하므로, 3개의 FA에는 3개의 복소확산기261, 263, 265가 필요하며, 필터271, 273, 275는 각각 대응되는 복소확산기에서 출력되는 신호를 1.25 대역으로 저역 여파한다. 그리고 변조기282, 284, 286은 각각 해당하는 FA의 캐리어 주파수 신호를 발생하는 발진기281, 283, 285를 구비하여, 멀티캐리어의 송신신호를 발생한다.
그리고 상기 도 6을 참조하면, 상기 도 5와 같은 확산율3 시스템의 채널송신기와 역구조를 갖는다. 즉, 복조기312, 314, 316은 발진기311, 313, 315에서 발생되는 각각 해당하는 FA의 캐리어 주파수를 이용하여 수신되는 멀티캐리어 신호 중에서 해당하는 FA의 신호를 복조하며, 필터321, 323, 325에서 각각 해당하는 FA의 기저대역 신호를 출력한다. 이후 복소역확산기들 및 직교확산기들은 상기 각 FA의 신호들을 복소 역확산 및 직교 역확산한다. 멀티플렉서371, 373, 375 및 377은 상기 직교역확산기들에서 직교역확산된 신호들 중 특정 채널들의 신호들을 수신한다. 즉, 멀티플렉서371은 3개의 FA 역확산신호들 중에서 FCH 신호를 입력하여 멀티플렉싱한 후 FCH 복호기381에 인가한다.
상기 도 5 및 도 6을 참조하여 도 4와 같이 주파수를 할당하는 확산율3 시스템의 채널 송수신 동작을 살펴보면, FCH, SCH, DCCH, CCCH 신호들은 각각 대응된느 채널송신기 211, 213, 215 및 217의 복호기, 인터리버를 거쳐 디멀티플렉서 221, 223, 225 및 227에 인가되며, 상기 디멀티플렉서221, 223, 225 및 227 들은 각각 수신되는 채널의 신호를 3개의 FA에 해당하는 신호로 나누어 출력하며, 상기 나뉘어진 채널 신호들은 각각 직교확산기에 의해 확산된다. 이렇게 확산된 신호는 각각 3개의 FA에 해당하는 복소확산기261, 263, 265의 입력으로 들어가고 복소확산된 신호는 필터271, 273, 275에 입력된다. 상기 3개의 FA에 해당하는 필터271, 273, 275와 변조기282, 284, 286에 의해 각각 라디오신호로 변환된 후, 가산기290에서 가산된 후 안테나를 통해 전송된다. 상기와 같이 송신되는 확산율3 시스템의 멀티캐리어 신호를 수신하는 수신기는 각각의 FA에 해당하는 복조기312, 314, 316과필터321, 323, 325를 거쳐 라디오신호는 기저대역신호로 변하고, 복소역확산기331, 333, 335와 각각 해당하는 직교역확산기들에서 복소 PN 역확산 및 직교 역확산된다. 그러면 멀티플렉서371, 373, 375, 377은 각각 3개의 FA를 통해 수신되는 동일채널 FCH, SCH, DCCH, CCCH의 직교역확산된 신호들을 입력하며, 입력되는 직교 역확산된 신호들을 멀티플렉싱한다.
도 7은 음성과 데이터를 서로 다른 FA에 할당하는 시스템의 주파수 할당을 나타내는 도면이다. 도 8은 상기 도 7과 같이 주파수를 할당하는 채널 송신기의 구조를 도시하는 도면이고, 도 9는 상기 도 7과 같이 주파수를 할당하는 채널 수신기의 구조를 도시하는 도면이다.
상기 도 8과 도 9를 참조하여 도 7과 같이 음성과 데이터를 서로 다른 FA에 할당하는 방식을 살펴보면, 음성 신호를 전송하다가 데이터 신호를 전송하기 위해서는 주파수간 핸드오프(inter-frequency handoff) 과정이 필요하게 된다. 음성 신호를 전송할 때의 송신기와 수신기의 동작이나 데이터 신호를 전송할 때의 송신기와 수신기의 동작은 앞에서 설명한 확산율 1 시스템에서의 FCH 또는 SCH의 전송을 위한 송신기와 수신기의 동작과 동일하다. 상기 주파수간 핸드오프는 변조기425와 복조기457에서 해당 FA에 필요한 발진기로 바꾸는 작업이다. 상기 도 8과 도 9는 음성신호용 FA에 해당하는 발진기419, 451과 데이터신호용 FA에 해당하는 발진기421, 453을 스위치423 및 455에 의해 변조기425 및 복조기457의 입력이 된다. 상기 발진기의 입력을 결정하는 스위치423 및 455의 제어는 상위계층에서 내려오는 주파수간 핸드오프 명령에 의해 제어된다.
따라서 종래에는 음성과 다른 데이터를 서로 다른 FA에 할당하는 시스템에서 음성과 데이터의 전송을 전환하고자 하는 경우에는 주파수 핸드오프 동작을 필요로 하므로써 제어가 복잡해진다. 또한 상기와 같이 주파수 핸드오프 동작을 수행하기 위하여 채널 송신기 및 수신기들은 복수의 발진기들을 구비하여야 한다.또한 종래의 CDMA 확산율3 시스템에서의 각 FA들로 할당되는 데이타 및 채널들은 동일한 특성을 가진다. 그러나 CDMA 2000 시스템의 각 물리채널들은 다음과 같은 서로 다른 특성을 가진다. FCH는 낮은 전송율을 가지는 음성 서비스에 적합하도록 구성되었으며, 세밀한 전력제어를 통해 언제나 균일한 전송율의 서비스를 제공할 수 있다. SCH는 전송 지연에 따른 영향을 받지않고 요구되는 높은 전송율로 패킷 데이타를 전송하고, 전송율제어를 통해 대량의 데이타들의 전송을 허용하는 구조를 가진다. 따라서 상기 CDMA 2000 시스템의 각 물리채널들이 가지는 서로 다른 특성에 따라 각 물리채널들을 별도의 캐리어들에 실어 전송하는 것이 바람직할 수 있다.
따라서 본 발명의 목적은 멀티캐리어를 사용하는 부호분할다중접속 통신시스템에서 음성 및 데이터의 전송을 용이하게 전환할 수 있는 주파수 할당 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 멀티캐리어를 사용하는 부호분할다중접속 통신시스템에서 음성 및 데이터 전송을 용이하게 전환할 수 있는 채널통신장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 멀티캐리어를 사용하는 부호분할다중접속 통신시스템에서 데이터 전송이 요구되면 현재 사용 중인 음성채널 및 제어채널들을 특정 주파수채널에 변경 할당하고 상기 데이터 전송채널을 각 주파수채널에 분산 할당하여 데이터 통신을 수행할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 복수의 주파수채널들을 사용하는 부호분할다중접속 통신 시스템에서 데이터를 통신하기 위한 전용채널(전용데이타채널, 부가채널)을 제외한 전용채널들(기본채널 및 전용제어채널들) 및 공용채널들을 특정 주파수할당에 할당하고, 상기 데이터 통신용 전용채널을 모든 주파수할당들에 분산 할당하여 데이터 통신을 할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 복수의 주파수할당들을 사용하는 부호분할다중접속 통신시스템에서 데이터 전용채널의 사용요구가 없는 경우 전용채널들을 모든 주파수할당들에 분산 할당하고 공통채널을 특정 주파수할당에 할당하며, 상기 데이터 전용채널의 사용이 요구되면 상기 데이터 전용채널을 제외한 전용채널들을 특정의 한 주파수할당에 변경 할당하고 상기 데이터 전용채널을 모든 주파수할당들에 분산 할당하여 데이터 통신을 할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 복수의 주파수할당들을 사용하는 부호분할다중접속 통신시스템에서 데이터 전용채널의 사용 요구가 없는 경우 전용채널들을 특정의 주파수할당에 할당하고 공통채널을 다른 특정의 주파수채널에 할당하며, 상기 데이터 전용채널의 사용이 요구되면 상기 상기 데이터 전용채널을 모든 주파수할당들에 분산 할당하여 데이터 통신을 할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 복수의 주파수할당들을 사용하는 분호분할다중접속 통신시스템에서 데이터 전용채널의 사용요구가 없는 경우 전용채널들을 모든 주파수할당들에 분산 할당하고 공통채널을 특정 주파수할당에 할당하며, 상기 데이터 전용채널의 사용이 요구되면 상기 데이터 전용채널을 제외한 전용채널들을 상기 특정 주파수할당과 다른 다른 특정 주파수할당에 변경할당하고 상기 데이터 전용채널을 모든 주파수할당들에 분산 할당하여 데이터를 통신할 수 있는 채널을 제공함에 있다.
도 1은 종래의 확산율 1 시스템의 주파수 할당도
도 2는 도 1과 같이 주파수를 할당하는 종래의 확산율 1 시스템의 송신기 구성도
도 3은 도 1과 같이 주파수를 할당하는 종래의 확산율 1 시스템의 수신기 구성도
도 4는 종래의 확산율 3 시스템의 주파수 할당도
도 5는 고 4와 같이 주파수를 할당하는 종래의 확산율 3 시스템의 송신기 구성도
도 6은 도 4와 같이 주파수를 할당하는 종래의 확산율 3 시스템의 수신기 구성도
도 7은 종래의 음성과 데이터를 다른 주파수에 할당하는 시스템의 주파수 할당도
도 8은 도 7과 같이 종래의 음성과 데이터를 다른 주파수에 할당하는 시스템의 송신기 구성도
도 9는 도 7과 같이 종래의 음성과 데이터를 다른 주파수에 할당하는 시스템의 수신기 구성도
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 부호분할다중접속 통신시스템의 주파수 할당도
도 11은 도 10과 같이 본 발명의 실시예에 의한 주파수 할당에 따른 시스템의 송신기 구성도
도 12는 도 10과 같이 본 발명의 실시예에 의한 주파수 할당에 따른 시스템의 수신기 구성도
이하 본 발명은 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
하기 설명에서, 확산율3, 특정 채널 등에 대한 많은 특정 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다고 할 것이다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 방법은 확산율3 이상의 부호분할다중접속 통신시스템에서도 사용될 수 있으며, 또한 전용제어채널, 기본채널 및 공용제어채널 이외의 다른 채널들에 대해서도 데이터 전송시 동일한 방식으로 할당할 수 있다.
도 10은 본 발명에서 제안하는 주파수 할당을 나타내는 도면이다. 본 발명의 실시예에서 제안하는 방식은 확산율3을 사용하는 부호분할다중접속 통신시스템을 가정하며, 이런 경우 3개의 FA를 사용하면서 각 FA를 통해 전송하는 채널을 구분한다.
본 발명의 실시예에서 제안하는 주파수 할당 방법은 다음과 같다. 설명의 편의를 위하여 세 개의 FA에 번호 1, 2, 3을 부여한다. FA 1, FA 2, FA 3은 FA의 구별 만을 위한 것이다. 또한 본 발명의 실시예에서 제안하는 방법을 설명함에 있어 아래에서는 FA 1, FA 2, FA 3 까지 만을 고려한다. 그러나 FA의 수는 임의의 복수개가 가능하다. 여기서 상기 FA 1, FA 2, FA 3은 주파수할당이라고 칭한다.
본 발명의 실시예에서 기지국과 단말기는 SCH의 사용 유무에 따라 각 채널들의 FA 할당을 변경할 수 있다. 먼저 단말기는 SCH 사용이 필요한 경우 기지국에 이를 요구한다. 그리고 기지국은 상기 단말기에서 SCH의 사용을 요구하거나 또는 기지국에서 SCH의 사용이 필요한 경우, 해당하는 단말기의 채널들에 대한 FA 할당 정보를 단말기에 통보하고 SCH를 FA에 할당한다. 또한 단말기는 상기 기지국에서 전송되는 FA 할당 정보에 따라 단말기의 SCH에 대한 FA를 할당한다. 두 번째로 상기 SCH가 사용되지 않는 경우, 기지국은 현재 사용중인 FCH, DCCH 등의 전용채널들과 공용채널들을 각 FA들에 적절하게 분산 할당하여 사용할 수 있다. 이때 SCH를 사용하지 않는 상태에서 상기 FCH, DCCH, CCCH 등을 각 FA들에 분산 할당하는 경우, 사용자(user) 별로 사용하는 채널들을 그룹핑하여 하나의 FA에 할당하는 방법을 사용할 수 있다. 예를들어 3개의 FA를 사용하고 현재 서비스 중인 사용자들이 10 명이면, 사용자1-사용자3 들이 사용하는 채널들은 FA1에 할당하고, 사용자4-사용자6 들이 사용하는 채널들은 FA2에 할당하며, 사용자7-사용자10들이 사용하는 채널들은 FA3에 할당할 수 있다. 세 번째로 상기 SCH를 사용하는 경우, 기지국은 상기 SCH를 하나의 FA에 할당하거나 또는 두 개 이상의 FA 들에 분산하여 할당할 수도 있다. 예를들면, 3개의 FA들을 사용하고 있는 상태에서 SCH 사용이 요구되면, FA1-FA3 중의 어떤 한 FA를 할당하거나, 상기 3개의 FA들 중 2개의 FA를 할당하거나 또는 상기 3개의 FA들을 모두 할당할 수 있다.
이하 본 발명의 실시예에 따른 주파수할당 예를 살펴본다.
먼저 제1방법의 주파수할당을 살펴보면, 기지국은 모든 단말의 FCH와 DCCH를 FA 1에 할당하고, CCCH를 FA 1에만 할당한다. 그리고 상기 기지국은 데이터 전송을 위한 SCH를 FA 1, FA 2, FA 3에 동시에 할당한다. 여기서 상기 동시에 할당하는 방법에는 상기한 바와 같이 SCH를 하나의 주파수할당만을 이용하여 싱글캐리어로 전송할 수도 있고, 두 개의 이상의 주파수할당들을 이용하여 멀티캐리어로 전송할 수 있다.
두 번째로 제2방법의 주파수할당을 살펴보면, 기지국은 SCH의 요구가 없는 경우 모든 단말의 FCH와 DCCH를 FA 1, FA 2, FA 3에 사용자 별로 분산 할당하고, CCCH를 FA 1에만 할당한다. 이후 단말로부터 SCH의 요구가 발생하면, 상기 기지국은 FA 2, FA 3에 할당된 FCH나 DCCH를 FA 1으로 변경 할당하고, SCH를 FA 1, FA 2, FA 3에 동시에 할당한다. 여기서 상기 동시에 할당하는 방법에는 상기한 바와 같이 SCH를 하나의 주파수할당만을 이용하여 싱글캐리어로 전송할 수도 있고, 두 개의 이상의 주파수할당들을 이용하여 멀티캐리어로 전송할 수 있다.
세 번째로 제3방법의 주파수할당을 살펴보면, 기지국은 단말로부터 SCH의 요구가 없는 경우 모든 단말의 FCH와 DCCH를 항상 FA 1에 할당하고, CCCH를 FA 3에만 할당한다. 이후 상기 SCH의 사용이 요구되면, 기지국은 SCH를 FA 1, FA 2, FA 3에 동시에 할당한다. 여기서 상기 동시에 할당하는 방법에는 상기한 바와 같이 SCH를 하나의 주파수할당만을 이용하여 싱글캐리어로 전송할 수도 있고, 두 개의 이상의 주파수할당들을 이용하여 멀티캐리어로 전송할 수 있다.
네 번째로 제4방법의 주파수할당을 살펴보면, 기지국은 SCH의 요구가 없는 경우 모든 단말의 FCH와 DCCH를 FA 1, FA 2, FA 3에 분산 할당하고, CCCH를 FA 3에만 할당한다. 이후 단말로부터 SCH의 요구가 발생하면, 상기 기지국은 상기 FA 2, FA 3에 할당된 FCH나 DCCH를 FA 1으로 변경 할당하고, SCH를 FA 1, FA 2, FA 3에 동시에 할당한다. 여기서 상기 동시에 할당하는 방법에는 상기한 바와 같이 SCH를 하나의 주파수할당만을 이용하여 싱글캐리어로 전송할 수도 있고, 두 개의 이상의 주파수할당들을 이용하여 멀티캐리어로 전송할 수 있다.CDMA 이동통신 시스템에서 송신기에서 음성을 전송하기 위한 기본채널과 음성을 제외한 데이타를 전송하기 위한 부가채널과, 음성 및 데이타의 제어정보를 전송하기 위한 전용제어채널과, 호설정을 위한 공통제어채널을 다른 주파수 대역을 가지는 복수의 주파수할당들에 할당하는 경우, 송신장치의 주파수할당제어기는 전송되어야 할 부가채널의 유무를 파악하며, 전송되어야 할 부가채널이 있는 경우 상기 부가채널을 상기 복수의 주파수할당들에 각각 할당하고 상기 부가채널을 제외한 나머지 채널들을 상기 북수의 주파수할당들 중 특정한 하나 또는 그 이상의 주파수할당에 할당하는 기능을 수행한다.또한 복수의 주파수할당들에 할당되어 수신되는 채널신호를 수신하는 CDMA 이동통신 시스템의 수신장치의 주파수할당제어기는 수신되는 채널신호들에서 부가채널의 유무를 판단한 후, 상기 수신되는 부가채널이 있는 경우 상기 복수의 주파수할당들의 각각에 할당된 부가채널의 신호들을 각각 역확산한 후 부가채널 복호기에 연결하고, 특정 주파수할당에 할당된 나머지채널들의 신호를 각각 역확산하여 각각 대응되는 채널의 복호기에 연결하는 기능을 수행한다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따라 확산율3 부호분할다중접속 통신시스템에서 데이터 전송을 효과적으로 수행하기 위한 채널 송신기의 구성을 도시하는 도면이며, 도 12는 본발명의 실시예에 따른 확산율3의 부호분할다중접속 통신시스템에서 전송되는 데이터를 수신하는 채널 수신기의 구성을 도시하는 도면이다.
상기 도 11을 참조하면, 채널부호기211, 213, 215 및 217들은 각각 부호기, 전송율 조정기, 인터리버들을 구비하여, 수신되는 해당하는 채널의 신호들을 채널 부호화한다.
주파수할당기550은 디멀티플렉서511과 스위치515, 517, 519 및 513으로 구성되며, 제어기500에 의해 제어되어 상기 채널부호기211, 213, 215 및 217의 주파수 채널을 할당한다. 상기 스위치515는 상기 제어기500의 제어에 의해 FCH부호기211에서 출력되는 FCH신호를 FA1, FA2, FA3에 할당한다. 상기 스위치517은 상기 제어기500의 제어에 의해 CCCH 부호기217에서 출력되는 CCCH신호를 FA1, FA2, FA3에 할당한다. 상기 스위치519는 상기 제어기500의 제어에 의해 DCCH부호기213에서 출력되는DCCH신호를 FA1, FA2, FA3에 할당한다. 상기 디멀티플렉서511은 상기 제어기550의 제어에 의해 상기 SCH부호기213에서 출력되는 SCH신호를 디멀티플렉싱하며, 스위치513은 상기 디멀티플렉싱되는 SCH신호를 FA1, FA2, FA3에 출력한다. 따라서 상기 주파수할당기550은 상기 제어기500의 제어에 의해 SCH 채널의 사용 요구 유무에 따라 상기 제1주파수할당방법-제4주파수할당 방법 중의 한가지 형태로 FCH, CCCH, DCCH 및 SCH 신호들을 할당할 수 있다.상기의 구성에서 제어기500 및 주파수할당기550은 송신장치의 주파수할당제어기가 될 수 있다.
직교확산기231, 233, 235, 237은 상기 주파수할당기550에서 출력되는 각 채널신호들을 할당된 직교부호에 의해 직교확산하여 출력하고, 가산기239는 상기 직교확산기231,233, 235 및 237에서 각각 출력되는 직교확산된 신호들을 가산한다. 상기와 같은 구성은 FA1으로 전송된다. 직교확산기241, 243, 245, 247은 상기 주파수할당기550에서 출력되는 각 채널신호들을 할당된 직교부호에 의해 직교확산하여 출력하고, 가산기249는 상기 직교확산기241,243, 245 및 247에서 각각 출력되는 직교확산된 신호들을 가산한다. 상기와 같은 구성은 FA2로 전송된다. 직교확산기251, 253, 255, 257은 상기 주파수할당기550에서 출력되는 각 채널신호들을 할당된 직교부호에 의해 직교확산하여 출력하고, 가산기259는 상기 직교확산기251,253, 255 및 257에서 각각 출력되는 직교확산된 신호들을 가산한다. 상기와 같은 구성은 FA3으로 전송된다.
상기 직교확산기들은 하나의 FA에서 4개의 채널송신기들의 채널을 구분하기 위해 4개씩 구비되므로, 3개의 FA에는 총 12개의 직교확산기들이 필요하다. 또한 복소확산기들도 하나의 FA 당 1개씩 필요하므로, 3개의 FA에는 3개의 복소확산기261, 263, 265가 필요하며, 필터271, 273, 275는 각각 대응되는 복소확산기에서 출력되는 신호를 1.25MHz 대역으로 저역 여파한다. 그리고 변조기282, 284, 286은 각각 해당하는 FA의 캐리어 주파수 신호를 발생하는 발진기281, 283, 285를 구비하여, 멀티캐리어의 송신신호를 발생한다.
그리고 상기 도 12을 참조하면, 상기 도 11과 같은 확산율3 시스템의 채널송신기와 역구조를 갖는다. 즉, 복조기312, 314, 316은 발진기311, 313, 315에서 발생되는 각각 해당하는 FA의 캐리어 주파수를 이용하여 수신되는 멀티캐리어 신호 중에서 해당하는 FA의 신호를 복조하며, 필터321, 323, 325에서 각각 해당하는 FA의 기저대역 신호를 출력한다. 이후 복소역확산기들 및 직교확산기들은 상기 각 FA의 신호들을 복소 역확산 및 직교 역확산한다.
채널선택기650은 스위치615, 617, 619, 613과 멀티플렉서611로 구성되며, 제어기600의 제어하에 각 FA1, FA2, FA3에 할당되어 수신되는 신호들 중에서 해당하는 채널신호들을 선택하여 출력한다. 상기 스위치615는 상기 제어기600의 제어에 의해 FA1, FA2, FA3로 수신되어 각각 직교확산된 FCH 신호를 선택하여 FCH복호기381에 출력한다. 상기 스위치617은 상기 제어기500의 제어에 의해 FA1, FA2, FA3로 수신되어 각각 직교확산된 CCCH 신호를 선택하여 CCCH복호기387에 출력한다. 상기 스위치619는 상기 제어기600의 제어에 의해 FA1, FA2, FA3로 수신되어 각각 직교확산된 DCCH 신호를 선택하여 DCCH복호기385에 출력한다. 상기 스위치613은 상기 제어기500의 제어에 의해 FA1, FA2, FA3로 수신되어 각각 직교확산된 SCH 신호를 입력하며, 멀티플렉서611은 상기 스위치613에서 출력되는 SCH채널의 직교확산된 신호들을 멀티플렉싱하여 SCH복호기383에 출력한다.상기의 구성에서 제어기600 및 채널선택기650은 수신장치의 주파수할당제어기가 될 수 있다.
상기 도 11 및 도 12를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 주파수할당 방법을 설명하면, 송신기의 디멀티플렉서511과 수신기의 멀티플렉서611은 SCH에만 존재한다. 이는 SCH를 제외한 다른 채널들, FCH, DCCH, CCCH는 하나의 FA를 통해서 전송되고 상기 SCH는 하나의 FA 이상을 통해서도 전송될 수 있기 때문에, 상기 SCH의 전송에서만 디멀티플렉서511과 멀티플렉서611이 존재한다. 각 FA에 해당하는 복조기들과, 필터들과, 복소확산기들의 출력과 각 채널들에 해당하는 직교역확산기들의 입력을 연결하는 주파수할당기550은 기지국의 상위계층의 제어기500에서 내려오는 제어명령에 의해 동작된다. 기지국의 상위계층의 제어기500에서 내려오는 제어명령은 앞에서 제시한 FA에 따른 채널 할당 방식에 따른다.
제1방법의 주파수할당 방법을 설명하면, 스위치515는 상기 제어기500의 제어에 의해 FCH부호기211의 출력을 직교확산기231에 연결하고, 스위치519는 상기 제어기500의 제어에 의해 DCCH부호기215의 출력을 직교확산기235에 연결하며, 스위치517은 상기 제어기500의 제어에 의해 CCCH부호기217의 출력을 직교확산기237에 연결한다. 그리고 상기 디멀티플렉서511은 상기 SCH부호기217에서 출력되는 SCH신호를 디멀티플렉싱하여 직교확산기233, 243, 253에 각각 출력한다.
또한 제2방법의 주파수 할당 방법을 설명하면, SCH의 사용 요구가 없을 때 스위치515는 상기 제어기500의 제어에 의해 순차적으로 스위칭되어 FCH부호기211의 출력을 직교확산기231, 241, 251에 연결하고, 스위치519는 상기 제어기500의 제어에 의해 순차적으로 스위칭되어 상기 DCCH부호기215의 출력을 직교확산기235, 245, 255에에 연결하며, 스위치517은 상기 제어기500의 제어에 의해 스위칭되어 CCCH부호기217의 출력을 직교확산기237에 연결한다. 이런 경우, 상기 스위치515 및 519는 디멀티플렉서의 동작을 수행하게 된다.
상기와 같은 상태에서 SCH의 사용이 요구되면, 스위치515는 상기 제어기500의 제어에 의해 스위칭되어 FCH부호기211의 출력을 직교확산기231에 연결하고, 스위치519는 상기 제어기500의 제어에 의해 스위칭되어 상기 DCCH부호기215의 출력을 직교확산기235에에 연결하며, 스위치517은 상기 제어기500의 제어에 의해 CCCH부호기217의 출력을 직교확산기237에 연결하는 상태를 유지한다. 그리고 상기 디멀티플렉서511은 상기 SCH부호기217에서 출력되는 SCH신호를 디멀티플렉싱하여 직교확산기233, 243, 253에 각각 출력한다.
상기와 같은 주파수할당들의 제1할당방법-제4할당방법을 표로 표현하면 하기의 <표 1>과 같다.
할당방법 SCH의 사용유무 FA 1 FA2 FA 3
제1할당방법 FCHDCCHCCCHSCH SCH SCH
제2할당방법 SCH가 없는 경우 FCHDCCHCCCH FCHDCCH FCHDCCH
SCH가 있는 경우 FCHDCCHCCCHSCH SCH SCH
제3할당방법 SCH가 없는 경우 FCHDCCH CCCH
SCH가 있는 경우 FCHDCCHSCH SCH CCCHSCH
제4할당방법 SCH가 없는 경우 FCHDCCH FCHDCCH FCHDCCHCCCH
SCH가 있는 경우 FCHDCCHSCH SCH CCCHSCH
상기한 바와 같이 음성 및 제어신호를 통신하고 있는 중에 데이터 통신을 요구하는 경우, 현재 사용중인 FA를 변경 할당하여 데이터 통신을 효율적으로 수행한다. 즉, 전용채널인 FCH 및 DCCH를 한 개의 FA에 몰아 변경 할당한다. 그리고 공용채널인 CCCH를 상기 FCH 및 DCCH가 할당된 FA에 함께 할당하거나 또는 다른 FA에 할당할 수도 있다. 그리고 데이터 통신을 위한 SCH는 각 FA들에 동시에 할당할 수 있다.
FCH, DCCH, CCCH와 SCH를 서로 다른 FA에 할당하여 전송하는 경우에는 채널을 구분하는 직교부호의 관리 방법이 간단해 질 수 있다. 또한 음성과 데이터를 서로 다른 FA에 고정적으로 할당하는 종래의 방법에서 꼭 필요했던 주파수간 핸드오프 과정이 없이도 음성과 데이터를 송수신할 수 있다. 그리고 CCCH를 하나의 FA에 전용으로 할당함으로써 다른 FA에서는 CCCH에 의한 자원(직교부호, 전력)을 SCH에 할당할 수 있기 때문에 SCH의 용량을 증대시킬 수 있다. 또한 CDMA 이동통신 시스템의 각 물리채널들이 가지는 서로 다른 특성에 따라 각 물리채널들을 별도의 FA를 통해 전송할 수 있다.

Claims (14)

  1. 복수의 주파수할당들을 사용하는 부호분할다중접속 통신시스템의 기지국의 채널 송신장치에 있어서,
    기본채널의 신호를 채널 부호화하는 기본채널 부호기와,
    전용제어채널의 신호를 채널 부호화하는 전용제어채널 부호기와,
    부가채널의 신호를 채널 부호화하는 부가채널 부호기와,
    공통채널의 신호를 채널 부호화하는 공용채널 부호기와,
    복수의 주파수할당들을 구비하는 송신기들과,
    상기 채널부호기들의 출력을 입력하며, 전송되어야 할 부가채널의 유무를 판단한 후, 상기 전송되어야할 부가채널이 있는 경우 상기 부가채널 부호기의 출력을 상기 복수의 주파수할당들의 각각에 할당하고, 나머지 채널부호기들의 출력을 특정된 하나의 주파수할당에 할당하는 주파수할당제어기로 구성되는 부호분할다중접속 통신시스템의 기지국의 채널 송신장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 주파수할당제어기가, 상기 부가채널이 사용요구가 없으면 상기 기본채널, 전용제어채널 부호기의 출력을 상기 복수의 주파수 채널들에 분산 할당하는 부호분할다중접속 통신시스템의 기지국의 채널 송신장치.
  3. 복수의 주파수할당들을 사용하는 부호분할다중접속 통신시스템의 단말기의 채널 수신장치에 있어서,
    복수의 주파수할당들을 구비하는 수신기들과,
    기본채널의 신호를 채널 복호화하는 기본채널 복호기와,
    전용제어채널의 신호를 채널 부호화하는 전용제어채널 복호기와,
    부가채널의 신호를 채널 복호화하는 부가채널 복호기와,
    공통채널의 신호를 채널 복호화하는 공용채널 복호기와,
    상기 수신기의 출력을 입력하며, 수신되는 채널들의 신호들에서 부가채널의 유무를 판단한 후, 부가채널이 있는 경우 상기 복수의 주파수할당들의 각각으로 수신되는 부가채널의 신호를 다중화하여 상기 부가채널 복호기에 연결하고, 특정 주파수할당으로 수신되는 나머지 채널들의 신호를 각각 대응되는 채널복호기들에 연결하는 주파수할당제어기로 구성되는 부호분할다중접속 통신시스템의 단말기의 채널 수신장치.
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  12. 제1항에 있어서, 상기 주파수할당제어기가,
    각각 상기 채널부호기들 중의 하나와 상기 주파수할당들 사이에 연결되며, 상기 채널부호기의 출력을 상기 주파수할당들 중의 하나와 연결되는 복수의 스위치들과,
    상기 부가채널부호기와 상기 주파수할당들 사이에 연결되며, 상기 부가채널부호기의 출력을 상기 주파수할당들에 디멀티플렉싱하는 디멀티플렉서를 구비함을 특징으로 하는 부호분할다중접속 통신시스템의 기지국의 채널 송신장치.
  13. CDMA 이동통신 시스템의 송신기에서 음성을 전송하기 위한 기본채널과 음성을 제외한 데이타를 전송하기 위한 부가채널과 음성 및 데이타의 제어정보를 전송하기 위한 전용제어채널과 호설정을 위한 공통제어채널을 다른 캐리어 주파수 대역들을 가지는 복수의 주파수할당들에 할당하는 방법에 있어서,
    전송되어야 할 부가채널의 유무를 판단하는 과정과,
    상기 전송되어야 할 부가채널이 있는 경우, 상기 부가채널을 상기 복수의 주파수할당 들의 각각에 할당하고 상기 부가채널을 제외한 나머지 채널들을 상기 복수의 주파수할당들 중 특정된 하나의 주파수할당에 할당하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 CDMA 이동통신 시스템의 송신기의 주파수 할당방법.
  14. CDMA 이동통신 시스템의 송신기에서 음성을 전송하기 위한 기본채널과, 음성을 제외한 데이타를 전송하기 위한 부가채널과, 음성 및 데이타의 제어정보를 전송하기 위한 전용제어채널과, 호설정을 위한 공통제어채널들의 신호들을 서로 다른 캐리어 주파수 대역들을 가지는 복수의 주파수할당들에 할당하는 전송하며, 상기 복수의 주파수할당들을 통해 전송되는 신호를 수신하는 수신기의 주파수할당 방법에 있어서,
    수신되는 채널들의 신호에서 부가채널의 유무를 판단하는 과정과,
    상기 수신되는 부가채널이 있는 경우, 상기 복수의 주파수할당들의 각각에 수신되는 부가채널의 신호를 다중화하여 부가채널복호기에 연결하고, 특정 주파수할당에 할당된 상기 부가채널을 제외한 나머지 채널들의 신호를 각각 대응되는 채널들의 복호기에 연결하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 CDMA 이동통신 시스템의 수신기의 주파수 할당방법.
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