KR100476334B1 - 스펙트럼확산통신시스템 - Google Patents

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Abstract

기지국측 장치에서, 제어정보를 송신하는 제어채널과 각이동국에 정보를 송신하는 통신채널이 스위치를 조작하여 가산기의 출력을 동조코드 발생기의 출력으로 스위치시킴에 의해서 겹쳐지기 전에 상이한 동조코드로 확산된다. 그리고, 동조코드는 하나의 심볼길이로 주기적으로 신호내부로 삽입되고, 그 신호는 겹쳐진 채널에 대하여 송신된다. 다수개의 기지국측 장치에서, 동조코드와 그 송신주기는 동일하고 송신 타이밍은 비동기이면서 독립적이다. 이동국측 장치 내부의 동기 상관기는 동기코드를 사용하여 동기코드 송신주기에서 전체칩 위상의 상관값을 얻고, 가장 가까운 상관피크 위치에서 동조코드를 송신하는 기지국을 가장 가까운 기지국으로 결정하고, 피크위치로부터 심볼 타이밍을 검출한다.

Description

스펙트럼 확산 통신시스템
본 발명은 디지탈 차량전화 시스템, 디지탈 휴대전화 시스템 및 퍼스널 이동통신 서비스( PCS; personal communication services)등에 사용되는 스펙트럼 확산 통신시스템에 관한 것이다.
스펙트럼 확산 통신시스템은 정보가 최소 필요 밴드폭에 비해 충분히 넓은 밴드로 확산되어 송신되는 송신 시스템이다. 그리고, 상기 시스템은 최상의 통화 기밀성, 공적 기밀성 및 무장해성을 갖는 통신 시스템이다. 직접확산(DS; direct spread) 시스템은 확산코드에 의해서 정보가 직접적으로 증폭되는 스펙트럼 확산 통신시스템이다.
차량 전화기나 휴대 전화기등의 무선 휴대통신 시스템에 있어서, FDMA(Frequency Division Multiple Access; 주파수분할 다원접속)시스템, TDMA(Time Division Multiple Access; 시분할 다원접속)시스템등은 동일한 주파수 영역에서 다수의 국(station)이 서로 동시에 통신을 하는 때의 다중 분할방식 기술로 알려져 있다. 스펙트럼 확산 통신 시스템을 사용하는 CDMA(Code Division Multiple Access; 코드분할 다원접속)시스템은 여타의 기술에 비해서 높은 주파수 이용율을 나타낸다는 점과 보다 많은 사용자들에게 적용가능하다는 점에서 장점을 지니고 있다.
CDMA 시스템에서는 용량의 증가를 위한 확산코드로서 보다 높은 직교성(orthogonality)을 구비한 코드를 사용하는 것이 효과적이다. 한편, 월시(Walsh)코드 및 직교 골드(Gold)코드는 높은 직교성을 갖는 반면에 그 숫자가 코드 길이의 숫자와 동일한 숫자로 한정되는 것으로 알려져 있다. 따라서, 확산코드의 숫자가 사용자에게 할당될 수 있도록 하기 위한 방편으로 미국특허 제 5,103,459 호에는 정보의 심볼길이와 일치하는 주기를 갖는 단코드(short code)와 사용될 주기에 비헤 큰 주기를 갖는 장코드를 결합시키는 기술이 개시되어 있다. 이와같은 경우에 어느 한 기지국에서 사용되는 장코드는 포워드 링크상의 한 코드이고, 다른 장코드는 각 기지국에 할당된다.
따라서, 동일한 셀(cell)안에 있는 전체 사용자의 직교성이 유지되어 질 수 있고, 어느 다른 셀내의 신호는 서로 다른 장코드로 확산되기 때문에 신호가 노이즈로 되어 간섭장해(interference)를 억제하게 된다. 장코드를 사용하는 상기의 시스템에서 이동국(mobile station)은 통신의 유지를 위한 장코드 동기가 이루어지도록 함과 아울러 그 상태가 유지되도록 하는 것이 요구된다.
셀룰라 시스템에서는, 이동국의 전원이 온된 때, 이동국과 기지국간의 통화가 끊긴 때, 또는 이동국이 통화중에 위치가 변화됨에 따라 통신되어질 기지국이 다른 기지국으로 넘어가는 때에 이동국은 현재 가장 가까우면서 최상의 통신조건하에 있는 기지국을 선택하여야 한다. 이는 통화영역 결정으로 불린다.
CDMA 시스템을 사용하는 셀룰라 시스템에서, 상기 미국특허에는 장코드 동조를 수행하는 통상적인 방법과 통화영역 결정이 개시되어 있는 바, 여기에서는 모든 기지국은 파일럿 채널 확산을 장코드와 동일하게 오프셋시켜서 확산코드의 위상(타이밍)과 일치되지 않도록 오프셋 파일럿 채널을 전송하고, 이동국은 수신된 파일럿 채널의 확산코드 위상을 상관적으로 검색하여 가장 근접된 곳으로서 최상의 상관값을 나타내는 위상을 갖는 기지국을 선정할 후 있도록 하고 있다.
그러나, 상기의 시스템에서는 동기가 기지국들 사이에서 얻어질 것이 요구되고, 또한 전체 기지국에서 기준값으로 타이밍을 분배할 것이 요구된다. 또한, 선택가능한 장코드의 위상은 제한되어 있으며, 기지국의 수가 증가된 때에는 새롭게 설치된 기지국의 오프셋은 주변 기지국의 장코드 오프셋 값을 고려하여 중첩을 방지하게끔 선정되어야 하며, 실장설계(installation design)를 필요로 하게 된다.
이에 따라. 상기의 시스템은 실장설계를 필요로 하지 않으며 또한 새로운 기지국의 설치가 교통량의 증가등의 측면에서 유연하게 다루어 질 수 있는 인터-셀(inter-cell) 비동기 시스템에는 적합하지 않다.
상기의 통상적인 시스템은 여느 다른 사용자의 채널상에 겹쳐진 파일럿 채널을 사용하는 초기 동기를 확보하도록 의도됨에 따라 다른 사용자들로부터 파생되는 간섭장해를 억제시키기 위함과 아울러 상관값의 신뢰도를 높이기 위해 파일럿 채널의 상관이 검색되는 때에는 보다 많은 집적시간이 요구된다. 결과적으로, 초기 동조에 필요로 하는 시간이 증가된다. 파일럿 채널의 전력을 증가시킴으로써 초기 동조에 필요로 하는 시간을 단축시키려는 시도가 행해질 수도 있겠으나, 파일럿 채널은 오픈 상태에 있는 다른 채널과 간섭을 일으키는 경향이 있음에 따라 통신의 질이 저하된다.
본 발명의 목적은 이동국이 신속하게 초기 동기를 확보함과 아울러 통화영역 결정을 내림으로써 인터-셀 동기를 필요로 하지 않는 CDMA 시스템에 있어서까지도 장코드를 얻을 수 있도록 한 스펙트럼 확산 통신시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 스펙트럼 확산 통신시스템은 다원 접속방식으로서 직접확산 CDMA(Code Division Mulliple Access)방식을 사용하는 통신수단을 구비한 다수의 기지국 및 다수의 이동국과, 동기신호로서 전송 심볼길이의 정수배만큼 큰 길이를 갖는 특정한 확산코드로 동기코드를 주기적으로 전송하는 동기코드 전송수단을 구비한 기지국과, 동기코드의 상관을 검출함으로써 기지국의 심볼동기를 확보하는 수단을 구비한 이동국으로 구성된다.
본 발명에서는 동기코드 전송부가 다른 채널로 전송되지 않기 때문에 셀내부에서 동기코드에 대한 간섭장해가 발생되지 않으며, 또한 이동국이 심볼동기의 신속한 확보를 가능하도록 수행하는 것과의 상관을 검출하는 때에 적분시간의 단축이 이루어질 수 있다. 동기코드는 여느 다른 채널에 간섭장해를 일으키는 것이 방지됨에 따라 신속한 심볼동기의 확보를 가능하게 하는 효과와 더불어 전송 파워의 증대가 가능해지게 된다.
첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
실시예 1
제 1도는 본 발명의 제 1 실시예의 스펙트럼 확산 통신시스템에 대한 구조를 보여주는 블럭 다이어그램이다. 제 1 도에서 부호 1 은 기지국측 장치이고, 2 는 이동국측 장치이다. 기지국이 하나의 셀룰러 시스템내에서 다수의 이동국과 동시에 통신을 수행함에 따라 기지국측 장치(1)에는 기지국이 통신을 할 수 있게끔 이동국의 최대 숫자에 상응하는 다수개의 베이스밴드 처리부(3)가 구비되어 있다. 그리고, 부호 4 는 이동국으로 전송될 전송데이타이다. 상기 데이타가 베이스밴드 처리부(3)로 입력되는 때에는 엔코딩, 프레임 어셈블링 및 각각의 이동국에 대해 상이한 확산코드를 사용하는 확산 프로세스가 수행되어 가산기(5)로 입력된다.
가산기(5)는 다수개의 베이스밴드 처리부(3)로부터의 출력을 합산하여 그 합산된 값을 스위치(7)로 보낸다. 한편, 부호 6 은 동기코드 발생기로서 스위치(7)로 동기신호를 공급한다. 스위치(7)는 가산기(5)의 출력을 동기코드 발생기(6)의 출력으로 변경시킴과 아울러 동기코드 발생기(6)의 출력을 가산기(5)의 출력으로 변경시켜 그 중 하나의 출력을 전송 RF 부(8)로 공급한다. 전송 RF 부(8)에서는 입력된 값에 대해 변조, 주파수 변환 및 증폭을 행한 후에 그 결과값을 안테나(9)의 무선전파 경로로 전송한다. 수신시에 있어서, 안테나(9)에서는 다수개의 이동국으로부터의 무선전파 경로중에 겹쳐진 상태로 있는 신호를 수신하여 그 수신된 신호를 수신 RF 부(10)로 공급하게 된다. 상기 수신 RF 부(10)에서는 중첩된 상태로 수신된 신호에 대하여 주파수 변환, AGC 처리 및 복조를 행한 후에 그 얻어진 결과값을 다수의 베이스밴드 처리부(3)로 공급한다. 각 베이스밴드 처리부(3)에서는 각 이동국에 대해 서로 상이한 확산코드를 사용하는 상관처리를 수행함으로써 수신 RF 부(3)의 출력값으로부터 그 내부로 전달된 신호를 선별함과 아울러 그 신호에 대한 검출, RAKE 합성 및 디코딩을 행함으로써 수신데이타(11)을 얻게된다.
한편, 이동국측 장치(2)에는 송신데이타(12)에 대하여 엔코딩, 프레임 어셈블링 및 각 이동국에 대해 상이한 확산코드를 사용하는 확산프로세스를 수행하여 그 결과값을 송신 RF 부(14)로 입력되도록 하는 송신 베이스밴드부(13)가 구비되어 있다. 송신 RF 부(14)에서는 그 입력된 값에 대하며 변조, 주파수 변한 및 증폭을 행한 후에 그 결과값을 안테나(15)로부터 무선전파 경로로 송신하게 된다. 수신시에는, 안테나(15)에서 기지국으로부터의 신호를 수신하여 그 수신된 신호를 수신 RF 부(16)로 공급한다. 수신 RF 부(16)에서는 중첩된 상태의 제로화되어 수신되는 신호에 대하여 주파수 변환, AGC 처리 및 복조를 행한 후에 그 결과값을 동조상관기(17) 및 수신베이스밴드 처리부(18)로 공급한다. 상기 동조상관기(17)는 동조코드나 그 내부로 전달된 확산코드를 사용하는 수신된 신호의 전체 칩 위상내에서의 상관값을 검출하여 그 검출된 결과를 동조회로(19), 지연프로파일 검출회로(20) 및 위상추정회로(21)로 공급한다. 동조회로(19)에서는 입력된 값으로부터 수신신호의 심볼 타이밍을 검출하여 그 검출된 값을 수신베이스밴드 처리부(18)로 공급한다. 그리고, 지연프로파일 검출회로(20)에서는 입력된 값으로부터 무선전파 경로의 지연프로파일을 검출하여 그 검출된 결과를 수신베이스밴드 처리부(18)로 공급한다.
또한, 위상추정회로(21)에서는 수신된 신호로부터 지연프로파일의 각각의 지연파 성분의 캐리어 위상각를 검출하여 그 검출된 값을 수신베이스밴드 처리부(18)로 공급한다. 상기 수신베이스밴드 처리부(18)에서는 수신 RF부(16)으로부터의 각 이동국에 대하여 상이한 확산코도를 사용하는 상관프로세스를 수행함으로써 지연파 성분 베이스에 의거하여 그 내부로 전달된 신호를 분리시키고, 분리된 결과값과 위상추정회로(21)로부터의 출력을 사용하는 파검출을 행하고, 또한 지연파 성분의 합성을 위한 RAKE 합성 및 디코딩을 수행하여 수신데이타(22)를 얻는다.
상기한 바와같은 구조에서 초기동기가 확보되는 때의 동작관계를 설명하면 다음과 같다. 제 2 도에 도시된 바와같이, 기지국측 장치(1)에서 스위치(7)를 스위칭 시킴에 따라 제어정보를 송신용 제어채널(23) 및 각 이동국으로 정보를 송신하는 통신채널(24)은 서로 다른 확산코드로 확산되고, 그 확산된 결과값은 겹쳐지게 된다. 그리고, 하나의 심볼길이를 갖는 동조코드(25)는 주기적으로 전송신호 내부로 삽입된다. 제 2 도로 도시된 실시예에서, 제어채널(23) 및 통신채널(24)의 확산코드는 각기 공통의 장코드와 제어채널(23)에 가산된 상이한 단코드를 포함하는 바, 이때 동조코드(25)는 어느 한 단코드를 이용한다.
따라서, 제 3 도에 도시된 바와같이 겹쳐진 신호의 시간파형은 동조코드 전송영역에서 일정한 진폭을 나타냄과 아울러 동조코드 전송영역 이외의 영역에서는 불규칙한 진폭을 나타내는 바. 이는 서로 다른 확산코드의 채널들이 겹쳐져 있기 때문이다.
이동국측 장치(2)가 상술한 신호와 관련하여 초기 동기를 확보하는 때에는 동조상관기(17)가 동조코드와 관련하여 전체 칩위상의 상관값을 검출하게 된다. 정합필터(matched filter)나 슬라이딩 상관기등이 동조 상관기(17)로 사용된다. 상관값은 수신신호의 칩위상이 상관 검출용 확산코드의 칩위상과 일치할 때 최대치가 된다. 이에따라, 제 4 도에 도시된 바와같이, 동조 상관기(17)의 출력에서는 매 동조코드 전송주기마다 예리한 자동상관 피크(26)가 나타난다.
멀티패스(multipass)의 경우에는 다른 채널의 상관에 기인하는 어떠한 간섭 장해도 발생하지 않는 데, 이는 셀내부의 동조코드 전송영역에서는 어떠한 다른 채널도 존재하지 않기 때문이다. 따라서, 추출 타이밍의 관점에서 보면 하나의 심볼에 상응하는 매우 신뢰성이 높은 상관값을 얻는 것이 가능하다. 동조코드는 다른 채널과 간섭을 일으키는 것이 방지되고, 이에 더하여 동조코드의 전송파워를 각각의 다른 채널보다도 높게 설정함으로써 신뢰도를 한층 개선시킬 수 있다. 동조코드 전송영역에서 다른 셀과의 간섭이 고려되는 때에 동조코드의 전송 파워는 동조코드 전송영역 바깥쪽의 다른 채널의 파워 합(sum)에 이르기까지 증가되어질 수 있다.
한편, 가능한한 다른 셀에 의한 간섭장해를 최소화하기 위해서는 어느 한 심볼에 대한 상관과의 타이밍 추출을 위한 신뢰도가 안정적으로 유지되는 최소 레벨 이하로 유지되도록 동조코드의 전송파워를 억제시키는 것이 바람직하다. 동조회로(19)는 상관기 출력의 피크가 나타나는 때의 위치를 심볼 타이밍으로 간주하여 심볼 동조의 확보 및 유지를 하게 되며, 그 심볼 타이밍을 수신베이스밴드 처리장치(18)로 공급한다.
수신베이스밴드 처리장치(18)는 동조회로(19)로부터 공급된 심볼타이밍을 이용하여 수신용으로 설치된 채널의 확산을 위해 사용된 확산코드와 함께 상관 프로세스를 수행하게 된다. 동조의 유지를 위해서는 동조코드뿐만이 아니라 확산코드의 상관값이 동조코드 전송영역 이외의 어느 영역에서 수신된 채널의 확산을 위해서 사용된다. 이와같은 경우에 상관값을 각각의 칩위상중의 다수의 심볼 집적에 적용함에 의해서 신뢰도가 보장될 수 있는 바, 이는 매 심볼에 대하여 상관피크의 파워가 적으면서도 셀내부에 간섭이 존재하기 때문이다.
이하, 데이타가 디코드된 때의 이동국 동작을 설명하면 다음과 같다. 이동통신 환경에서는 제 5 도에 도시된 바와같이 , 회절 및 반사등에 기인하여 전송 멀티패스가 형성된다. 직접확산 CDMA 에서는 멀티패스를구성하는 각 지연파 성분(27)이 상이한 지연시간을 갖고 있기 때문에 확산코드의 상관 프로세스에 의해서 제 6 도에 도시된 바와같이 그 파워에 상응하는 피크를 갖는 피크로 나타나게 된다. CDMA에서 신호 대 간섭파워 코스트는 제각기 분리된 지연파 성분의 합성에 의해서 증가되며, 지연파가 독립적으로 요동하는(fluctuate) 페이딩(fading)과 관련하여 수신의 다양화가 확보되고, 이에 따라 통신의 질이 개선된다.
이는 RAKE합성으로 불리워 진다. 지연프로파일 검출회로(20)에서는 동조 상관기(17)의 출력과 관련하여 지연파의 위치와 크기를 검출하여 검출된 결과를 수신베이스밴드 처리장치(18)로 공급한다. 이와같은 경우라 할지라도 동조코드의 상관값를 사용함에 의해서 정확하게 지연프로파일을 검색하는 것이 가능하다. 상관값과 마찬가지로 동조코드는 물론 어느 영역에서의 수신용으로 구비된 채널의 확산을 위해 사용된 확산코드의 상관값은 동조코드 전송영역 이외에서도 사용된다.
위상변조 시스템 및 동조검출이 각기 변조 및 검출시스템으로 사용되는 때에는 수신측에 의해서 각 지연파의 절대 위상이 확보되어질 것이 요구되는 바, 이는 캐리어의 회전 위상각이 지연파 베이스상에서 독립적으로 유지되기 때문이다. 위상추정회로(21)에서는 등조상관기(17)의 출력과 관련하여 각 지연파의 위상각을 추정한다. 동조코드의 극성이 고정되기 때문에 동조코드 위치의 위상각을 얻음으로써 정확한 위상 추정을 하는 것이 가능하다.
수신베이스밴드 처리장치(18)는 지연프로파일 검출회로(20)로부터 공급된 각 지연파의 타이밍을 이용하여 지연파 베이스상에서 상관 프로세스를 수행함과 아울러 위상추정회로(21)로부터 공급된 각 지연파의 위상각에 의한 동조검출을 이용함으로써 동조검출후 상관값을 합성하여 RAKE 합성을 행하게 된다.
상술한 바와같이, 본 발명의 제 1 실시예에 의하면, 동조코드의 상관값은 전송신호내에서 하나의 심볼길이를 갖는 동조코드를 주기적으로 삽입시키는 이동국에 의해서 사용되며, 이에따라 높은 속도로 심볼 동조가 얻어질 수 있다. 또한 정확한 지연프로파일 검출 및 정확한 위상추정 역시도 가능하다.
실시예 2
본 발명의 제 2 실시예로서의 스펙트럼 확산 통신시스템은 제 1 실시예와는 처리방식에서만이 차이를 보이고 있을 뿐으로 그 외의 사항은 제 1 도로 도시된 것과 유사하다. 본 발명의 이번 실시예에 따른 복수개의 이동국은 동일한 동조코드 전달주기를 갖는 동조코드와 동일한 확산코드를 사용하며, 동조코드 전달타이밍은 각 기지국에서 독립적으로 비동기로 있다.
제 7 도로 도시된 바와같은 환경내에서 이동국(PS)으로 파워가 공급된 때의 동작을 설명하면 다음과 같다. 동기상관기(17)는 동기코드 전송주기내에서 전체 칩에 대해 동기코드의 상관값을 확보하여 그 결과를 동기코드(19)로 공급한다. 동기코드 및 전체 기지국의 동기코드 전송주기는 동일하고, 기지국(BS A, BS B, BS C, BS D, BS F. BS E)의 동조코드로부터 얻어지는 자동상관 피크는 제 8 도로 도시된 바와 같이 동조코드 전송주기에서 상관기의 출력으로 나타난다.
각 기지국의 동조코드 전송 타이밍이 독립적임에 따라 동조코드 전송주기가 어떠한 범위보다도 크게 설정되는 경우에는 어느 두 기지국의 서로 다른 동조코드 송신 타이밍이 하나의 칩내에서 서로 일치할 가능성, 즉 어느 두 기지국의 자동상관 피크가 오버랩될 가능성은 무시되어질 수 있다. 제 8 도에 도시된 경우에 있어서, 이동국(PS)에 가장 가까운 기지국(BS C)으로부터 수신된 파워는 가장 크게 된다. 따라서, 동기회로(19)는 자동상관 피크의 최대 피크치를 나타내는 타이밍에서 동조코드를 전송하는 기지국(BS C)이 가장 가까운 기지국인 것으로 결정한다. 다음, 동조회로(19)에서는 본 발명의 제 1 실시예에서와 같이 상기 타이밍으로 상기 피크에서 심볼 동조를 심볼 타이밍으로 수행하게 된다.
상술한 바와같이, 본 발명의 제 2 실시예에 의하면, 동조코드 및 전체 기지국의 동조 송신주기를 비롯한 전체 기지국의 동조코드 송신 타이밍은 독립적으로 비동기화된다. 따라서. 이동국에서 동조코드 송신주기내의 상관값에 대한 최대 피크치를 선택함에 의해서 신속하게 통신영역 결정을 내릴 수가 있게 된다. 또한, 기지국 가운데서 타이밍 동조가 수행되는 시스템의 경우에 있어서까지도 동조코드 송신영역이 서로 근접하여 위치한 기지국에서 오버랩되지 않도록 설정됨으로 해서 상술한 바와 동일한 효과를 얻게 된다.
실시에 3
본 발명의 제 3 실시예의 스펙트럼 확산 통신시스템은 제 1 도로 도시된 실시예와 처리방식을 제외하고는 유사하다. 기지국의 포워드송신 링크의 채널구조는 제 2 도에 도시된 것과 유사하다. 본 실시예의 모든 기지국에서는 동일한 송신주기를 갖는 동조코드로서 동일한 확산코드가 사용되며, 동기코드 송신타이밍은 각 국에서 비동조 상태에 있다. 기지국의 송신용을 장코드가 사용되고, 이에 더하여 한 기지국이 송신용으로 단 한 종류의 장코드를 사용함에 따라 서로 가깝게 위치하는 기지국에는 각기 다른 코드가 부여된다.
장코드 길이는 동기코드 송신주기를 확인하고, 장코드의 전단(leading end)은 동기코드의 송신위치를 확인한다. 그리고, 기지국에 할당된 제어채널의 모든 종류의 장코드 및 단코드는 알려진 상태로 된다.
상기의 구조에 있어서는 이동국에 파워가 공급되는 때에 통화범위에 대한 결정을 내리는 방식과 심볼 동기방식은 제 2 실시예의 방식과 동일하기 때문에 심볼 동기가 확보된 후 제 2 도의 제어채널(23)에 데이타가 수신된 때에 장코드 동기가 확보되는 경우의 동작에 대하여 설명하면 다음과 같다.
장코드의 길이 및 전단위치는 각각 동기코드 송신주기 및 동기코드 송신위치와 일치하게 된다. 따라서, 이동국은 이미 심볼동기가 확보된 때에 장코드의 타이밍 위치를 보유하게 된다. 이에따라 장코드의 확보는 기지국에서 사용된 장코드의 종류가 구체화되는 경우에 완료된다. 이동국에서의 동기회로(19)는 동기코드의 상관값으로부터 얻어지는 타이밍을 이용함으로써 기지국에 할당된 제어채널의 단코드와 전체 장코드의 합산의 결과로 나오는 상관값을 확보한다. 다음, 동기회로(19)는 최대화된 상관값을 갖는 장코드를 기지국에서 사용된 장코드로 결정하고, 나아가 장코드의 수신베이스밴드 처리장치(18)로 그와같이 결정된 것을 통보하게 된다.
이어서 상기 수신베이스밴드 처리장치(18)는 상관 프로세스, 검출, RAKE 합성 및 그와같이 통보된 장코드를 사용한 디코딩을 수행함으로써 수신신호를 얻는다.
상술한 바와같이, 제 3 실시예에서, 전송을 위한 기지국에 사용되는 장코드와 같이 하나의 장코드가 하나의 기지국에 사용되고, 다른 코드는 서로 근접한 위치에 있는 기지국으로 할당된다. 한편, 장코드 길이가 동기코드 전달후기를 확인함과 아울러 장코드의 전단이 동조코드 전달위치를 확인할 수 있도록 배열된다. 기지국에 할당된 제어채널의 모든 종류의 장코드 및 단코드를 알려진 상태로 된다.
기지국에 할당된 전체 장코드의 상관검출은 동조코드 송신주기 및 동조코드의 상관검출을 행하여 얻어진 타이밍을 이용함에 의해서 수행된다. 최대화된 상관값을 갖는 장코드는 장코드 동조를 얻기 위한 기지국의 장코드로 결정되고, 이에 따라 어떠한 실장설계를 필요로 함이 없이도 인터-셀 비동조 시스템에서까지 장코드 동조가 확보되어질 수 있다. 그리고, 인터-셀 타이밍 동조의 수행을 위한 인터-셀 동조 시스템에서도 상기한 바와 유사하게 장코드 동조의 확보가 가능하다.
실시예 4
본 발명의 실시예 4 의 스펙트럼 확산 통신시스템은 제 1 도에 도시된 실시예 1 과 비교하여 통신채널를 사용하는 포워드 링크내의 정보의 송-수신 방식을 제외하고는 실시예 1 과 유사하다. 제 9 도는 제 1 도의 기지국측 장치(1)의 베이스밴드 처리장치(3)의 구조를 보인 것이고, 제 10 도는 제 1 도의 이동국측 장치(2)의 수신베이스밴드 처리장치(18)의 구조를 보인 것이다.
제 9 도에 도시된 바와같이, 베이스밴드 처리장치(3)는 송신베이스밴드 처리부(28)와 수신베이스밴드 치리부(29)을 구비하고 있다. 송신베이스밴드 처리부(28)에서 송신 데이타(30)는 컨벌루션 엔코더(31)내의 에러정정 코드내로 회선형으로(convolutionally) 엔코드되고, 데이타 스트링(string)의 순간적인 명령은 인터리브 회로(interleave circuit, 32)내에서 교체되며, 확산기(33)에 의해서 확산코드가 할당되는 확산 프로세스가 수행됨에 따라 데이타는 제 1 도의 가산기(5)로 공급된다. 한편, 수신베이스밴드 처리부(29)는 수신 RF 부(10)로부터 수신된 신호를 수신하여 수신 데이타(35)를 출력한다.
이동국측 장치의 수신베이스밴드 처리부(18)에서 상관기(37)는 제 10 도에 도시된 바와같이, 수신 RF 부(16)로부터 수신된 신호(36)를 가지고 기지국축 장치의 분산기(33)내에서 사용되는 확산코드와 동일한 확산코드를 사용하는 상관 프로세스를 수행한다. 그리고, 디인터리브 회로(38, deinterleave circuit)는 기지국측 장치의 인터리브 회로(32)내에서 대체된 데이타의 시간순서를 원래의 상태로 복구시킨다. 펑쳐드 비타비 디코더(39, puctured Viterbi decoder)는 컨벌루션 코드를 디코드하여 수신 데이타(40)를 얻는다.
상기한 바와같은 구조에서는 초기 동기를 확보하는 동작이 본 발명의 제 1 실시예에서와 동일하기 때문에 이하에서는 초기 동기의 확보후에 통신채널을 사용하는 포워드 링크내에서의 송신/수신 정보 방식에 대해여 설명하고자 한다. 컨벌루션 엔코더(31)에 의해서 용장도(redundance)가 송신 데이타(30)로 가산된다. 제 2 도에 도시된 바와같이, 원래 송신용으로 의도된 데이타는 동기코드 송신영역내에서 송신되지 않는 바, 이는 동기코드가 제 1 도에 도시된 스위치 수단에 의해서 원래 송신용으로 의도된 데이타가 스위칭되어 송신되기 때문이다. 따라서, 컨벌루션 코드의 용장도는 동기코드 송신심볼의 수에 의해서 감소되나, 이는 펑쳐드 컨벌루션 코드로 인식되어질 수 있다.
펑쳐드 코드는 일반적으로 에러정정 코드의 코딩 전후에 데이타 수(코딩비)의 조정에 사용되며, 이는 원래 코딩 후의 데이타로부터 적절한 숫자의 용장 시퀀스를 제거함에 의해서 얻어진다. 상기의 프로세스를 통한 용장 감소는 동기코드 송신주기 및 동기코드 영역에 의존하며. 이는 거의 1 이고 - 동기코드 영역에서 6 개의 심볼. 그리고 이는 동기코드 송신주기를 설정함으로써, 즉 장코드 주기를 충분히 크게 함으로써 거의 무시되어질 수 있다.
수신 RF부(16)로부터의 수신된 신호(36)에 대한 동기코드 위치는 이동국의 수신베이스밴드 처리부(18)의 펑쳐드 비타비 디코더(39)에 알려져 있다. 따라서, 동기코드 영역에서 수신된 신호를 사용하지 않는 펑쳐드 비타비 디코딩이 수행되어 수신 데이타를 디코드한다.
기지국으로부터 각 이동국으로 송신되는 데이타가 프레임 구조인 때에는, 동기코드 영역이 기지국에 따라 다르기 때문에 이동국의 위치가 변화됨에 따라 기지국이 어느 한곳으로부터 다른 곳으로 스위칭되어 넘어가게 되어 각 시간에 대해 동기코드 영역의 프레임에서 상대적인 위치의 스위치가 일어나게 되고 기지국은 인터-셀 비동기시스템에서 스위치된다. 상기의 케이스는 펑쳐드 비타비 디코더(39)내에서 수신된 신호로서 사용되지 않는 영역을 단순히 변경시킴에 의해서 비교적 손쉽게 다루어질 수 있다. 따라서, 디코딩 프로세스는 복잡함을 더이상 초래하지 않고서 수행될 수 있다.
상술한 바와같이, 본 발명의 제 4 실시예에 의하면, 기지국에는 다수의 이동국으로 송신되는 정보에 대한 에러정정 코딩수단과 에러정정코딩이 행해진 데이타부를 교체시킴에 이해서 동기코드를 송신하는 수단을 구비하고 있고, 또한 이동국은 수신된 에러정정코드에 대한 디코딩용의 동기코드 송신영역에 상응하는 수신데이타를 사용함이 없이 펑쳐드 디코딩을 가능하게 하는 수단이 구비되어 있다. 따라서, 기지국으로부터 각 이동국으로 송신되는 데이타는 프레임 구조이고, 이동국 가운데 프레임 타이밍이 독립적인 경우 및 동기코드의 프레임에 대한 상대적인 위치가 이동국에 따라 달라지는 경우라 할지라도 상기 디코딩 프로세스는 복잡함을 증가시킴이 없이도 수행될 수 있다.
상술한 바와같이, 동기코드는 주기적으로 송신되며, 동기코드 송신주기와 장코드 동기는 동일하게 되고, 나아가 동기코드 송신위치와 장코드의 전단은 서로 확인되어 진다. 이동국은 동기코드 송신주기내에서 의 전체 위상에 대한 상관값을 확보함으로써 통화영역 결정을 내림에 의해 장코드 동기를 얻고 또한 가장 큰 상관값을 갖는 위상으로부터 심볼 동기를 얻음에 따라 심볼 동기 및 통화영역 결정은 쉽게 이루어지게 된다. 실장설계를 필요로 하지 않으면서 셀에 대한 고려가 장코드 동기로 수행되는 인터-셀 비동기 시스템에서의 경우에도 장코드 동기가 얻어질 수 있다.
제 1 도는 본 발명의 실시예 1 내지 40 에 따른 스펙트럼 확산 통신시스템의 구조를 예시한 블럭도.
제 2 도는 본 발명의 실시예 1 에 따른 포워드 링크에서의 채널배열을 예시한 블럭도.
제 3 도는 본 발명의 실시예 1 에 따른 기지국에서의 전달 파형 챠트.
제 4 도는 본 발명의 실시예 1 에 따른 이동국에서의 수신신호의 동조코드에 의한 상관출력 파형 챠트.
제 5 도는 본 발명의 실시예 1 에 따른 멀티패스에 대한 모식도.
제 6 도는 본 발명의 실시예 1 에 따른 전파 멀티패스에서의 상관출력 파형 챠트.
제 7 도는 본 발명의 실시예 2 에 따른 기지국 및 통화범위 결정동작의 이동국 배열상태를 보인 설명도.
제 8 도는 제 7 도에 도시된 이동국에서의 수신신호 동조코드에 의한 상관출력 파형 챠트.
제 9 도는 본 발명의 실시예 4 에 따른 기지국에서의 베이스밴드 처리장치를 예시한 블럭도.
제 10 도는 본 발명의 실시예 4 에 따른 기지국에서의 수신베이스밴드 처리 장치를 예시한 블럭도.

Claims (15)

  1. 다원 접속 방식으로 직접확산 CDMA(Code Division Multiple Access)방식을 사용하는 통신수단을 구비한 다수의 기지국과 다수의 이동국으로 구성되며, 상기 기지국은 동기코드로서 송신심볼 길이의 정수배만큼 큰 길이의 특정한 확산코드를 갖는 동기코드를 주기적으로 송신하기 위한 동기코드 송신수단을 구비하고, 상기 이동국은 동기코드의 상관을 검출하여 기지국의 심볼 동기를 얻는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 스펙트럼 확산 통신시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 모든 기지국의 동기코드 종류와 송신 주파수는 동일하게되고, 각 기지국은 독립된 타이밍에 동기코드를 송신하며;
    상기 이동국은 동기코드 송신주기의 전체 위상에 대하여 동기코드의 상관을 검출하여 상관값이 최고의 위상을 갖는 동기코드를 송신하는 가장 가까운 기지국을 결정함을 특징으로 하는 스펙트럼 확산 통신시스템.
  3. 제1항에 있어서, 동기코드의 종류와 상기 모든 기지국의 송신주파수는 동일하게 되고 동기코드 송신영역은 인접하는 기지국에서 오버랩되는 것이 방지되며;
    상기 이동국은 동기코드 송신주기의 전체 위상에 대하여 동기코드의 상관을 검출하여 상관값이 최고 위상을 갖는 동기코드를 송신하는 가장 가까운 기지국을 결정함을 특징으로 하는 스펙트럼 확산 통신시스템.
  4. 제1항에 있어서, 기지국은 심볼 길이가 코드 길이와 동일한 단코드와, 그 주기가 채널내에서 사용되는 정보송신용의 확산코드로서 단코드의 주기보다 긴 장코드와, 이동국에 대한 제어신호, 장코드 주기와 동일한 동기코드 송신주기, 장코드의 전단을 확인하는 동기코드가 조합되어 구성되고;
    상기 이동국은 동기코드 송신주기와 장코드 동조를 얻기 위한 동기코드의 상관을 검출하여 타이밍을 이용함을 특징으로 하는 스펙트럼 확산 통신 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 동기코드의 종류와 상기 모든 기지국의 송신주파수가 동일하게 되고, 기지국과 인접하여 할당된 장코드와는 다른 장코드가 기지국에 할당되고;
    상기 이동국은 동기코드 송신주기의 전체 위상에 대하여 동기코드의 상관을 검출하여 상관값이 가장 높은 위상을 갖는 동기코드를 송신하는 가장 가까운 기지국을 결정함과 아울러 동기코드 송신주기 및 동기코드의 상관검출에 의해서 얻어진 타이밍을 이용하고, 가장 가까운 기지국의 장코드로 되는 가장 큰 상관값을 갖는 장코드를 결정함에 의해서 장코드를 확보함을 특징으로 하는 스펙트럼 확산 통신 시스템.
  6. 제4항에 있어서, 동기코드의 종류와 상기 모든 기지국의 송신주파수가 동일하게 되고, 동기코드 송신영역이 인접하는 기지국에서 오버랩되는 것이 방지되며;
    상기 이동국은 동기코드 송신주기의 전체 위상에 대하여 동기코드의 상관을 검출하여 상관값이 가장 높은 위상을 갖는 동조코드를 송신하는 가장 가까운 기지국을 결정하고, 동조코드 송신주기와 동조코드의 상관을 검출하여 얻어진 타이밍을 이용하여 기지국에 할당된 전체 장코드의 상관을 검출하고, 가장 가까운 기지국의 장코드로 되는 가장 큰 상관값을 갖는 장코드를 결정함으로써 장코드 동기를 얻음을 특징으로 하는 스펙트럼 확산 통신 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 이동국은 동조코드내의 전체 칩 위상의 상관값을 검출함으로써 이동국과 기지국 사이의 전파경로의 지연 프로파일을 얻기 위한 수단을 구비함을 특징으로 하는 스펙트럼 확산 통신 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 이동국은 동조코드의 상관을 검출한 결과를 이용하여 수신된 신호의 전파경로의 위상각을 검출하는 수단을 구비함을 특징으로 하는 스펙트럼 확산 통신 시스템.
  9. 제4항에 있어서, 상기 기지국은 다수의 기지국으로 송신되는 정보에 대한 에러 정정 코딩을 수행하는 수단과, 에러정정 코딩후의 데이터 일부에 동기코드를 대체 및 송신하고;
    상기 이동국은 수신된 에러정정 코드를 디코딩하는 수단을 구비함을 특징으로 하는 스펙트럼 확산 통신 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 이동국은 디코딩을 위한 동기코드 송신영역에 상응하는 수신데이타를 이용함이 없이 펑쳐드 디코딩을 수행함을 특징으로 하는 스펙트럼 확산 통신 시스템.
  11. 다원 접속 방식으로 직접 확산 CDMA 방식에 이용되는 통신수단을 포함하는 다수의 기지국들;
    상기 다원 접속 방식으로 직접 확산 CDMA 방식에 이용되는 통신수단을 포함하는 다수의 이동국들을 구비하고;
    상기 각 기지국이 동기 코드 전송부분의 기간 동안 스펙트럼-확산 동기 코드를 주기적으로 전송하고 상기 동기 코드 전송 부분의 기간 사이의 예정된 기간 동안에 스펙트럼-확산 사용자 정보와 스펙트럼-확산 제어 정보를 전송하기 위한 전송수단을 포함하고, 그리고
    상기 각 이동국이 상기 동기 코드의 상관성을 검출함에 의하여 상기 기지국들의 심볼 동기를 포착하기 위한 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 스펙트럼 확산 통신 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    동기 코드들의 종류는 상기 기지국들 모두에 공통이고, 공통 전송 주기는 기지국들 모두에 이용되며,
    상기 각 기지국은 서로 다른 타이밍으로 동기코드를 전송하고, 그리고
    상기 각 이동국은 상기 동기 코드 전송 주기의 전체 위상에서 상기 동기 코드의 상관성을 검출하여 상관성 값이 가장 높은 상기 동기 코드를 전송한 가장 근접한 기지국을 검출하는 것을 특징으로 하는 스펙트럼 확산 통신 시스템.
  13. 제 11 항에 있어서,
    동기 코드들의 시퀀스는 상기 기지국들 모두에 공통이고, 상기 공통 전송 주기는 상기 기지국들 모두에 이용되며,
    동기 코드 전송 타이밍은 적어도 인접한 기지국들에 중첩이 방지되게 되고, 그리고
    상기 각 이동국은 상기 동기 코드 전송 주기의 전체 위상에서 상기 동기 코드의 상관성을 검출하여 상관성 값이 가장 높은 상기 동기 코드를 전송한 가장 근접한 기지국을 검출하는 것을 특징으로 하는 스펙트럼 확산 통신 시스템.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 스펙트럼-확산 제어 정보는 단코드와 장코드의 조합에 의하여 확산되고,
    장코드 주기는 동기 코드 전송 주기와 같고,
    상기 동기 코드는 상기 장코드 주기의 전단에서 전송되고, 그리고
    상기 각 이동국은 상기 동기 코드 전송 주기를 이용함에 의한 장코드 동기와 상기 동기 코드의 상관성을 검출함에 의하여 얻어진 타이밍을 포함하는 것을 특징으로 하는 스펙트럼 확산 통신 시스템.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 전송 수단은 상기 동기 코드와 상기 스펙트럼-확산 제어 정보를 하나의 채널에서 연속적으로 교번하게 전송하고, 그리고
    상기 전송수단은 각 사용자에 해당하는 상기 동기 코드 및 상기 스펙트럼-확산 사용자 정보를 각 사용자에 해당하는 각 채널에서 연속적으로 교번하게 전송하는 것을 특징으로 하는 스펙트럼 확산 통신 시스템.
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