KR100502026B1 - 다수의 낮은 데이터 속도 채널에서 높은 데이터 속도로데이터를 전송하는 방법 및 장치 - Google Patents

다수의 낮은 데이터 속도 채널에서 높은 데이터 속도로데이터를 전송하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

다수의 낮은 데이터 속도 채널들에서 높은 데이터 속도로 데이터를 전송하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 낮은 소도 채널들의 세트들은 합산되고 전송되기 전에 위상 회전된다. 위상 회전의 양은 높은 속도 채널을 형성하기 위해 사용된 채널들의 갯수에 좌우된다. 실시예에서, 2 개의 낮은 속도 채널들(채널 A, 채널 B)[90,92]이 사용되고, 2 채널들의 동-위상 및 직각-위상 성분들[94,96]은 동-위상 및 직각-위상 사인파((COS(wCt), SIN(wCt))와 상향 변환되기 전에 복소수 곱셈된다. 2 이상의 낮은 속도 채널들[90,92]을 포함한 높은 속도 채널을 위해, 각 채널의 상기 동-위상 및 직각-위상 성분은, 서로 위상 오프셋된 사인파의 세트((COS(wCt+i/N·180°), SIN(wCt+i/N·180°))와 상향 변환된다.

Description

다수의 낮은 데이터 속도 채널에서 높은 데이터 속도로 데이터를 전송하는 방법 및 장치{A METHOD OF AND APPARATUS FOR TRANSMITTING DATA AT A HIGH DATA RATE IN A PLURALITY OF LOW DATA RATE CHANNELS}
본 발명은 다수의 낮은 데이터 속도 채널들에서 높은 데이터 속도로 데이터를 전송하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 낮은 속도 채널의 세트를 사용하여 감소된 피크-투-에버리지(peak-to-average; 정점에서 평균까지의) 진폭의 높은 데이터 속도 채널이 발생되도록 한다.
IS-95 표준은 코드 분할 다중 접속(CDMA) 기술을 사용하여 더욱 효율적이고 더욱 견실한 셀룰러 전화기를 제공하기 위한 대기(air) 인터페이스를 정의한다. CDMA 기술은 1 이상의 의사 랜덤 잡음(pseudorandom noise;PN) 코드와 함께 전송될 데이터를 변조함으로써 동일한 무선 주파수(RF) 전자기적 스펙트럼 내에서 다중 채널들을 생성시킨다. 도 1 은 IS-95 의 사용에 따라 구성된 셀룰러 전화기 시스템의 개략도이다. 이동 전화기(무선 단말로 지칭되기도 함)[10]은 CDMA 변조된 RF 신호를 통해 기지국[12]와 통신하고 기지국 제어부[14]는 이동 전화 통화가 발생하도록 하는 콜 제어(call control) 기능을 제공한다. 이동 스위칭 센터(Mobile switching center;MSC)[16]는 콜 라우팅(call routing) 및 스위칭 기능을 공중 스위치 전화기 네트웍(public switch telephone network;PSTN)[18]에 제공한다.
동일한 RF 대역내에서 통신을 수행하는 것은 인접한 기지국들이 동일한 RF 스펙트럼을 사용하게 하고, 이것은 가용한 대역폭이 사용되는 효율성을 증가시킨다. 다른 셀룰러 표준들은 일반적으로 인접한 기지국들이 다른 RF 스펙트럼을 사용하도록 요구한다. 동일한 RF 대역을 사용하는 것은 또한 "소프트 핸드오프(osft handoff)"를 수행하는 것을 용이하게 한다. 상기 소프트 핸드오프는 2 이상의 기지국들의 커버 영역 사이에서 무선 단말(일반적으로 셀룰러 전화기)이 이동하는데 있어 더욱 견실한 방법이다. 소프트 핸드오프는 2 이상의 기지국[12]과 무선 단말을 동시에 인터페이싱시키고, 이것은 적어도 하나의 인터페이스가 무선 단말의 이동 동안 모든 시간에 대해 유지되도록 할 개연성을 증가시킨다. 소프트 핸드오프는, 제 1 기지국과의 인터페이스가 종료된후 제 2 기지국과의 인터페이스가 만들어지는 대부분의 셀룰러 전화기 시스템이 적용하고 있는 하드 핸드오프와 대비되는 것이다.
통신을 하는데 있어서 동일한 RF 대역을 사용하는 또다른 장점은 낮은 속도 채널 세트를 전송하는데 동일한 RF 장치가 사용될 수 있다는 것이다. 이것은 상기 낮은 속도 채널의 세트에 대해 높은 멀티플렉싱된 것을 멀티플렉싱함으로써 형성된 높은 속도 채널을 발생시키는데 동일한 RF 장치를 사용할 수 있게 한다. 동일한 RF 장치를 사용하여 다중 채널을 전송하는 것은 주파수 분할 및 시분할 다중 접속(FDMA 및 TDMA) 시스템에 대비된다. 상기 시스템들은 일반적으로 동일한 RF 장치를 사용하여 다중 채널들을 동시에 전송할 수 없는데 그 이유는 상기 채널들은 CDMA 시스템에서 보다 더욱 크게 분할 되기 때문이다. 동일한 RF 장치를 사용하여 더욱 높은 속도 채널을 전송하는 능력은, 월드 와이드 웹, 화상 회의, 및 다른 네트워킹 기술등이 높은 속도 채널에 대한 필요성을 생성시킴에 따라 IS-95 의 또다른 장점이 되었다.
높은 속도 채널들이 채널 번들링(bundling)에 의해 CDMA 시스템 내에서 용이하게 형성되지만, 상기 번들링에 따른 전체적인 시스템 성능은 최적화되지 못한다. 이것은 다중 채널을 합하는 것이 낮은 채널 연속 채널보다 높은 피크-투-에버리지 진폭 파형을 생성시키기 때문이다. 예를 들면, 일련의 채널에 대해, IS-95를 사용한 BPSK 데이터 변조에 따라, 데이터 파형의 진폭은 +1 또는 -1 이다. 따라서, 상기 피크-투-에버리지 비율은 사인파의 비율과 같다. 4 개의 낮은 속도 채널을 합하는 높은 속도 채널에 대해, 상기 파형의 진폭은 +4, -4, +2, -2 및 0 일 수 있다. 따라서, 상기 번들링된 채널의 피크-투-에버리지 진폭은 사인파보다 현저히 클 것이고, 따라서 번들링되지 않은 채널보다 현저히 클 것이다.
증가된 피크-투-에버리지 진폭은 시스템의 전송 증폭부에 대한 부담을 증가시키고, 시스템이 동작할 수 있는 최고 데이터 속도 또는 데이터 범위를 감소시킨다. 이것은 여러가지 요소들에 의한 것인데, 가장 중요한 것은 평균 데이터 속도가 상기 평균 전송 및 수신 전력에 좌우되며, 높은 피크-투-에버리지 진폭 파형은 주어진 평균 전송 전력을 지속시키기 위하여 더욱 큰 최고 전송 전력을 필요로 한다. 그러므로, 더욱 크고 더욱 고가의 전송 증폭부가 높은 피크-투-에버리지 파형에 대해 동일한 성능을 제공하기 위하여 필요하게 된다. 그러나, 낮은 속도 채널의 세트를 번들링함으로써 CDMA에서의 높은 데이터 속도 채널을 발생하는 것은 매우 바람직한 것이다. 따라서, 번들링된 낮은 속도 CDMA 채널들의 세트에 대해 피크-투-에버리지 전송 진폭을 감소시키는 방법 및 장치에 대한 요구가 있어 왔다.
도 1 은 셀룰러 전화기 시스템의 블록 다이어그램이다.
도 2 는 역방향 링크 신호(reverse link signal)를 발생시키기 위해 사용된 전송 시스템의 블록 다이어그램이다.
도 3 은 높은 속도 전송 시스템의 블록 다이어그램이다.
도 4 는 본 발명의 한 실시예에 따라 구성된 높은 속도 전송 시스템의 블록 다이어그램이다.
도 5 는 본 발명의 장점을 도시하기 위해 제공된 신호 그래프이다.
도 6 은 본 발명의 다른 실시예에 따라 구성된 높은 속도 전송 시스템의 블록 다이어그램이다.
도 7 은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 구성된 높은 속도 전송 시스템의 블록 다이어그램이다.
도 8 은 본 발명의 장점을 도시하기 위해 제공된 신호 그래프이다.
본 발명에 따라, 하기의 단계를 포함하는 2 개의 낮은 속도 채널을 사용하여 높은 속도 채널을 발생시키는 방법이 제공된다.
a) 제 1 채널 코드를 사용하여 제 1 위상을 가지는 제 1 낮은 속도 채널을 발생시키는 단계;
b) 제 2 채널 코드를 사용하여 제 2 낮은 속도 채널을 발생시키는 단계로서, 상기 제 2 낮은 속도 채널은 상기 제 1 위상에 대해 90°회전된 제 2 위상을 가진다.
c) 상기 제 1 낮은 속도 채널과 상기 제 2 낮은 속도 채널을 합하여 합산된 데이터를 산출하는 단계; 및
d) 무선 주파수 대역을 통해 상기 합산된 데이터를 전송하는 단계.
본 발명은 또한, 제 1 낮은 속도 채널을 발생시키기 위한 제 1 집적 회로; 제 2 낮은 속도 채널을 발생시키기 위한 제 2 집적 회로; 및 상기 제 1 낮은 속도 채널 및 상기 제 2 낮은 속도 채널의 위상 회전된 변형을 전송하기 위한 전송 유닛을 포함하는 높은 속도 채널을 발생시키기 위한 시스템을 제공한다.
본 발명은 또한, 제 1 낮은 속도 채널을 발생시키기 위한 제 1 채널 처리 수단; 제 2 낮은 속도 채널을 발생시키기 위한 제 2 채널 처리 수단; 및 상기 제 1 낮은 속도 채널 및 상기 제 2 낮은 속도 채널의 위상 회전된 변형을 전송하기 위한 전송 수단을 포함하는 높은 속도 채널을 발생하기 위한 시스템을 제공한다.
본 발명은 또한, 데이터가 높은 데이터 속도로 공급되고 다수의 낮은 데이터 속도 채널들 사이로 분배되는 데이터 전송 방법을 제공한다. 상기에서 각 낮은 데이터 속도 채널은 제 1 위상에서 제 1 신호를 포함하고 제 2 의 다른 위상에서 제 2 신호를 포함한다. 각 채널의 상기 제 1 위상 및 제 2 위상들은, 상기 다수의 채널들내의 다른 모든 채널들의 상기 제 1 위상 및 제 2 위상들과 다르고, 상기 다수의 채널들의 신호들은 서로 조합되어 전송을 위한 조합된 신호를 생성한다.
본 발명은 또한, 높은 데이터 속도로 데이터를 공급하고 다수의 낮은 데이터 속도 채널들을 통해 상기 데이터를 분배하기 위한 데이터 소스; 제 1 위상에서 제 1 신호, 제 2 다른 위상에서 제 2 신호를 발생시키기 위한 각 채널에 대한 발생부로서, 각 채널의 상기 제 1 및 제 2 위상들은, 상기 다수의 채널들내의 다른 모든 채널들의 상기 제 1 및 제 2 위상들과 다른 발생부; 및 상기 다수의 채널들의 신호들을 서로 조합하여 전송을 위한 조합된 신호를 생성하는 조합 회로를 포함하는 데이터 전송을 위한 장치를 제공한다.
본 발명은 낮은 속도 채널의 세트를 사용하여 감소된 피크-투-에버리지 진폭의 높은 데이터 속도 채널을 발생시키기 위한 개선된 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 실시예에서, 낮은 속도 채널의 세트는 합산되고 전송되기 전에 위상 회전된다. 위상 회전의 양은 높은 속도 채널을 형성하기 위해 사용된 채널들의 갯수에 좌우된다. 2 개의 낮은 속도 채널이 사용된 실시예에서, 2 채널들의 동-위상 및 직각-위상 성분들은 상향 변환(upconversion)전에 동-위상 및 직각-위상 사인 파형(sinusoid)과 복소수 곱셈된다. 2 이상의 낮은 속도 채널로 구성된 높은 속도 채널에 대해, 각 채널의 동-위상 및 직각-위상 성분은 서로 위상 오프셋(offset)된 사인 파형의 세트에 의해 상향 변환된다.
본 발명의 특징, 목적 및 장점들은 도면과 함께 하기의 상세한 설명을 통해 명백해 질 것이다.
낮은 속도 채널들의 세트를 사용하여 감소된 피크-투-에버리지 진폭의 높은 데이터 속도 채널을 발생시키기 위한 방법 및 장치가 기술된다. 하기의 설명에서, 본 발명은 IS-95 역방향 링크 파형에 따라 발생된 신호에 관해 기술된다. 본 발명은 상기와 같은 파형에 특히 적합하지만, 다른 프로토콜들에 따라 발생된 신호에 사용될 수 있다. 예를 들면, 본 발명은 IS-95 순방향 링크 파형에 따라 신호를 발생시키는 시스템내에 사용될 수 있을 것이다. IS-95 표준의 사용에 따라 신호를 발생시키는 시스템 및 방법은 출원인에게 양도된 미국 특허 5,103,459 "System and Method for Generation Signal Waveforms in a CDMA Cellular Telephone System"에 기술되어 있다.
도 2 는 IS-95 표준에 따라 단일 역방향 링크 트래픽(traffic) 채널을 발생시키기 위하여 무선 단말[10]에 의해 사용된 전송 시스템의 블록 다이어그램이다. 전송되는 데이터[48]는 "최고 속도", "1/2 속도", "1/4 속도", 및 "1/8 속도"로 지칭되는 4 속도중 하나의 속도로 프레임(frame)이라 불리는 20 ms 세그먼트(segment)내에 콘볼루션(convolution) 인코더[50]로 제공된다. 상기 각 프레임은 이전의 데이터의 절반의 데이터를 포함하고 따라서 절반의 속도로 데이터를 전송한다. 데이터[48]는, 일반적으로 통화의 중지때와 같이 적은 정보가 존재할 때 낮은 속도 프레임이 사용되는 보코더(vocoder) 시스템과 같은 데이터 소스에서 가변 속도 보코딩된 음성 정보이다. 콘볼루션 인코더[50]는 데이터[48]를 콘볼루션적으로 인코딩하여 인코딩된 심볼[51]을 생성하고, 심볼 반복부(repeater)[52]는 심볼 반복 인코딩된 심볼들[51]에 의해 반복된 심볼들[53]을 최고 속도 프레임에 동등한 양의 데이터를 발생시키는데 충분한 양만큼 발생시킨다. 예를 들면, 1/4 속도 프레임들의 3 추가 카피(copy)가 총 4 카피에 대해 발생된다. 최고 속도 프레임의 추가 카피가 발생되지는 않는다.
블록 인터리버(interleaver)[54]는 그후 상기 반복된 심볼[53]을 인터리빙하여 인터리빙된 심볼들[55]를 발생시킨다. 변조부[56]는 인터리빙된 심볼[55]에 대해 64-ary 변조를 수행하여 왈쉬(Walsh) 심볼들[57]을 생성시킨다. 이것은 64 가능 직교(orthogonal) 왈쉬 코드들중 하나이며, 64개의 변조 칩들로 구성된 각 코드는 매 6 인터리빙된 심볼[55]로 전송되고 색인(index)된다. 데이터 버스트 랜더마이저(data burst randomizer)[58]는 프레임 속도 정보를 사용하여, 유사 랜덤 버스트들내의 왈쉬 심볼들[57]에 대해 게이팅(gating)을 수행하여, 데이터의 단지 하나의 완전한 경우가 전송된다.
상기 게이팅된 왈쉬 칩들은 그후 4 긴 채널 코드 칩들의 속도로 유사 랜덤 긴 채널 코드[59]를 사용하여 다이렉트 시퀀스(direct sequence) 변조되어 각 왈쉬 칩은 변조된 데이터[61]을 발생시킨다. 상기 긴 채널 코드는 역방향 링크에 대해 채널화된 기능을 형성하고 각 이동 전화기[10]에 대해 독특하며, 각 이동국[12]에 공지되어 있다. 본 발명이 또한 적용될 수 있는 순방향 링크에 대해, 짧은 왈쉬 코드가 채널화를 위해 사용된다. 변조된 데이터[61]는 동-위상 유사 랜덤 확산 코드(PN1)과의 변조를 통해 확산된 제 1 카피와 중복되어 I-채널 데이터를 생성하고, 제 2 카피는 지연부[60]에 의해 확산 코드 칩의 지속 기간의 반 동안 지연된 후, 직각-위상 확산 코드(PNQ)와의 변조를 통해 확산되어 Q-채널 데이터를 생성한다. 상기 I-채널 데이터 및 Q-채널 데이터는, 동-위상 및 직각-위상 캐리어 신호들을 각각 변조시키는 위상 시프트 키(PSK)에 사용되기 전에 모두 저대역 필터링(미도시)된다. 상기 변조된 동-위상 및 직각-위상 캐리어 신호들은 기지국 또는 다른 수신 시스템(미도시)에 전송되기 전에 합산된다.
점선[100]은 본 발명의 한 실시예인 제 1 집적 회로(왼쪽) 및 RF 시스템(오른쪽)에서의 프로세싱 사이의 경계를 지시한다. 따라서, 단일 채널을 위한 구분선[70]의 좌측 상부의 처리를 수행하는 집적 회로는 일반적으로 보편화되어 었으며 널리 사용된다. 또한, 캐리어 신호들에 대한 모든 참조는 신호를 캐리어 주파수로 상향 변환하기 위한 시스템을 의미한다. 이것은 일련의 상향 변환 단계, 믹싱 단계, 및 사인파 신호의 사용을 포함한다. 또한, 본 발명이 오프셋-QPSK 확산을 수행하는 것으로 기술되지만, 본 발명의 일반적인 원리들이 QPSK 및 BPSK 변조를 포함하는 다른 공지된 변조 기술을 수행하는 시스템들에 적용될 수 있다.
도 3 은 본 발명의 특성을 사용하지 않는 2 낮은 속도 채널들을 번들링함으로써 높은 속도 링크를 발생시키기 위해 사용된 전송 시스템의 블록 다이어그램이다. 바람직하게는, 채널 A 는 제 1 집적 회로[80]내에서 발생되고, 채널 B 는 제 2 집적 회로[82]로 발생되지만 상기 구성은 본 발명을 실시하는데 필수적인 것은 아니다. 또한 채널 A 및 채널 B 는 바람직하게는 도 2(코딩 미도시)와 관련해 전술한 단일 채널의 프로세싱에 따라 코딩된다. 집적 회로[80]에서, 채널 A 는 채널 A 긴 코드(긴 코드 A)로 변조되고, 동-위상 확산 코드 PNI 로 확산되고, 반 칩 지연후, 직각-위상 확산 코드 PNQ 로 확산된다. 유사하게, 집적 회로[82]에서, 채널 B 는 채널 B 긴 코드(긴 코드 B)로 변조되고, 동-위상 확산 코드 PNI 로 확산되고, 반 칩 지연후, 직각-위상 확산 코드 PNQ 로 확산된다.
긴 코드 A 및 B 는 채널들이 독립적으로 복조되기 위하여 독특해야 하고, 바림직하게는 서로 직교(orthogonal)해야 한다. 채널 코드의 세트들을 발생시키기 위한 다양한 방법 및 시스템들이 공지되어 있으며 용이하게 개발될 수 있을 것이다. 한가지 방법은 미국 특허 5,442,625 "CODE DIVISION MULTIPLE ACCESS SYSTEM PROVIDING VARIABLE DATA RATE ACCESS TO A USER"에 기술되어 있다. 또 다른 시스템들 및 방법들이 출원인의, 1997년 5월 1 일 출원되어 계류중인 미국 특허 출원 08/654,443 "HIGH DATA RATE CDMA WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM" 및 08/874,231 "SYSTEM AND METHOD FOR TRANSMITTING AND RECEIVING HIGH SPEED DATA IN A CDMA WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM"에 기술되어 있다.
집적 회로[80] 및 [82]의 외부에서, 상기 PNI 확산 채널 A 데이터는 PNI 채널 B 데이터와 합산되어 합산된 동-위상 데이터[120]를 생성한다. 또한, PNQ 확산 채널 A 데이터는 PNQ 확산 채널 B 데이터와 합산되어 직각-위상 데이터[122]를 생성한다. 합산된 동-위상 데이터[120] 및 합산된 직각-위상 데이터[122]는 +2, 0 및 -2 의 값을 가질 수 있다. 여기서 -1 의 값은 논리 0 을 나타내기 위하여 사용되고, +1 값은 논리 1 을 나타내기 위하여 사용된다. 합산된 동-위상 데이터[120]는 동-위상 캐리어와 상향 변환되고, 합산된 직각-위상 데이터[122]는 직각-위상 캐리어와 샹향 변환되고, 상기 샹향 변환된 신호들은 합산되어 전송된 신호[128]을 발생시킨다.
도 4 는 본 발명의 한 실시예에 따라 구성되었을 때, 2 개의 낮은 속도 채널들을 번들링함으로써 높은 속도 링크를 발생시키기 위해 사용된 전송 시스템의 블록 다이어그램이다. 채널 A 는 제 1 집적 회로[90]내에서 발생되고, 채널 B 는 제 2 집적 회로[92]로 발생된다. 채널 A 및 채널 B 는 바람직하게 는 도 2 (코딩 미도시)에 관해 전술한 바와 같이 단일 채널의 프로세싱에 따라 코딩된다. 전술한 미국 특허 출원 08/874,231 에서 기술된 바와 같이, 높은 속도의 데이터는 데이터 패킷(packet)으로서 채널 A 및 채널 B 사이에서 분할된다. 상기 데이터 패킷들은, 데이터 소소(미도시)에서, 채널 A 및 채널 B 사이에서 멀티플렉싱된(멀티플렉서 미도시) 단일 데이터 스트림, 또는 채널 A 및 채널 B 의 각각에 대한 다수의 데이터 스트림(이 경우 멀티플렉싱 불필요) 중 하나로서 제공된다.
집적 회로[90]에서, 채널 A 는 긴 코드 A 로 변조되고, 동-위상 확산 코드 PNI로 확산되어 동-위상 채널 A 데이터[94]를 생성하고, 반 칩 지연후, 직각-위상 확산 코드 PNQ 로 직각-위상 채널 A 데이터[96]을 생성한다. 유사하게, 집적 회로[92]에서, 채널 B 는 긴 코드 B 로 변조되고, 동-위상 확산 코드 PNI로 확산되어 동-위상 채널 B 데이터[98]를 생성하고, 반 칩 지연후, 직각-위상 확산 코드 PNQ 로 직각-위상 채널 B 데이터[99]을 생성한다.
집적 회로[90] 및 [92]외부에서, 동-위상 채널 A 데이터[94]는 0°위상 캐리어(COS(wCt))로 변조되고 직각-위상 채널 A 데이터[96]은 90°위상 캐리어(SIN(wCt))로 변조된다. 또한, 동-위상 채널 B 데이터[98]은 90°위상 캐리어(COS(wCt+90°))로 변조되고 직각-위상 채널 B 데이터[96]은 180°위상 캐리어(SIN(wCt+90°))로 변조된다. 상기 상향 변환된 신호들은 합산부[100]에 의해 합산되어 2 번들링된 낮은 속도 링크들로 구성된 신호[102]를 생성한다. 도 4 에 도시된 바와 같이, 채널 B 는, 채널 B 를 상향 변환시키기 위하여 사용된 동-위상 및 직각-위상 캐리어들에 대해 90°만큼 회전된 동-위상 및 직각-위상 캐리어들을 사용하여 상향 변환된다. 따라서, 채널 B 는 채널 A 에 대해 90°만큼 위상 회전되어 있다고 말할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 합산 전에 채널 A 에 대해 90°만큼 채널 B 를 위상 회전시키는 것은 피크 전송 진폭을 감소시킨다. 그 이유는 각 채널의 피크 진폭들은 동시에 발생하지 않으며, 동시에 가산되지 않기 때문이다. 상기 피크 진폭들을 감소시키는 것은 RF 전송 증폭기의 효율을 증대시킨다.
도 5 는 본 발명의 장점들을 도시한 다양한 사인파 신호의 진폭의 그래프이다. 신호[114]는 도 2 에 도시된 비-회전된 높은 속도 시스템의 동-위상 채널에 발생된 전송 신호이다. 신호[116]는 도 3 에 도시된 위상-회전된 높은 속도 시스템의 동-위상 채널에 의해 발생된 전송 신호로, 채널 B 는 채널 A 에 대해 90°회전된 사인파로 변조된다. 본 발명의 단순한 도시를 위해 동-위상 채널만이 도시된다. 그러나, 전술한 원리들은 직각-위상 채널 및 동-위상 및 직각 위상 채널의 합에 적용될 수 있다. 시간 A, B, 및 C 는 데이터 전이를 지시하고, 따라서 3 세트의 데이터를 정의한다. 상기 3 주기 동안, 채널 A 및 B 를 통해 보내진 데이터는 각각 (+1,+1), (+1,-1), 및 (-1,-1)이다.
비-회전 신호[114]에 대해 시간 A 동안 전송된 신호는 (+1)COS(wCt)+(+1)COS(wCt), 즉 (2)COS(wCt)이다. 시간 B 동안, 신호[114]는 (+1)COS(wCt)+(-1)COS(wCt), 즉 (0)이다. 시간 C 동안, 전송된 신호는 (-1)COS(wCt)+(-1)COS(wCt), 즉 (-2)COS(wCt)이다. 따라서, 신호[114]는 일반적으로 진폭 2 의 사인파 또는 0 의 진폭 신호로 구성된다.
회전된 신호[116]에 대해, 시간 A 동안 전송된 신호는 (+1)COS(wCt)+(+1)COS(wCt+90°), 즉 (1.4)COS(wCt+45°)이다. 동일한 시간 동안 신호[114]에 비해 약 30% 정도 진폭이 감소하였다. 선[118]은 시간 A 동안 신호[114] 및 [116] 의 피크 진폭의 차이를 지시한다. 시간 B 동안, 신호[116]은 (+1)COS(wCt)+(-1)COS(wCt+90°), 즉 (1.4)COS(wCt-45°)이다. 시간 C 동안, 신호[116]은 (-1)COS(wCt)+(-1)COS(wCt+90°), 즉 (1.4)COS(wCt+215°)이다. 따라서, 신호[116]는, 신호[114]의 진폭 2 의 사인파 또는 0 진폭 신호가 아닌 일련의 진폭 1.4 의 사인파로 구성된다. 그러므로 신호[114]보다 낮은 피크-에버리지 비율을 가진다. 피크-투-에버리지 진폭의 감소는 조합된 신호의 직각-위상 성분에 있어서도 마찬가지이고, 따라서 전체 피크-투-에버리지 전송 진폭을 감소시키는 것은 전송 증폭기의 더욱 효과적인 사용을 가능하게 한다.
도 6 은 2 채널들이 번들링되어 하나의 높은 속도 채널을 형성하는 본 발명의 제 2 실시예에 따라 구성된 전송 시스템의 블록 다이어그램이다. 도 4 에 대해 전술된 것과 비슷하게, 집적 회로[90]는 동-위상 채널 A 데이터[154] 및 직각-위상 채널 A 데이터[156]을 발생시키고, 집적 회로[92]는 동-위상 채널 B 데이터[158] 및 직각-위상 채널 B 데이터[160]을 발생시킨다.
집적 회로[90] 및 [92]외에, 동-위상 채널 A 데이터[154]는 직각-위상 채널 B 데이터[160]의 음과 합산되어 합산된 동-위상 데이터[162]를 발생시키고, 직각-위상 채널 A 데이터[156]은 동-위상 채널 B 데이터[158]과 합산되어 합산된 직각-위상 데이터[164]를 생성한다. 합산된 동-위상 데이터[162]는 동-위상 캐리어와 상향 변환되고, 합산된 직각-위상 데이터[164]는 직각-위상 캐리어와 합산되고, 상기 결과의 상향 변환된 신호는 신호[166]으로 합산되고 전송된다.
당업자는 상기 내용을 채널 A 및 채널 B 을 복소수 곱셈하여 동-위상 및 직각-위상 캐리어들로 각각 상향 변환된 동-위상(실수) 및 직각-위상(허수) 성분으로 구성된 결과를 발생시키는 것으로 인식할 것이다. 상기 복소수 곱셈을 수행함으로써, 상기 위상 회전된 파형은 추가적인 위상 오프셋 사인파들을 발생할 필요없이 발생될 수 있으며, 따라서 상기 필요한 전송 프로세싱을 단순화시킬 수 있다.
도 7 은 본 발명의 또다른 실시예에 따라 구성된 전송 시스템의 블록 다어어그램으로, 상기 실시예에서, N=5 인 본 발명의 한 실시예에 따라 N 채널들의 세트가 번들링되어 하나의 높은 속도 채널을 형성하는 것이다. 집적 회로[180]에서, 채널 i=0...4 의 동-위상 및 직각-위상 성분들은 집적 회로[90] 및 [92]에 대해 전술한 바와 같이 발생된다. 집적 회로[180]외부에서, 각 채널의 동-위상 성분은 사인파 COS(wCt+i/N·180°)를 사용하여 상향 변환된다. 상기 사인파에서 i 는 여기서 할당된 채널 번호와 같고, N 은 도시된 예의 높은 속도 채널을 형성하기 위해 번들링된 전체 채널 갯수인 5 이다. 유사하게, 각 채널의 직각-위상 성분은 사인파 SIN(wCt+i/N·180°)을 사용하여 상향변환된다. 상기 상향 변환된 신호는 합산되어 신호[190]으로 전송된다.
채널 N 세트내의 i=0 에서 N-1 까지의 각 채널에 대해 사용된 상기 캐리어 신호들의 위상을 i/N·180°양만큼 회전함으로써, 합산된 파형에 의해 발생된 피크 전송 진폭은 비-회전된 사인파 캐리어들을 사용하여 상향 변환된 합산된 채널들에 의해 형성된 신호의 피크 진폭에 비해 감소된다. 이것은 신호의 세트의 진폭들이 모두 동시에 피크가 되는 코히어런스(coherence)를, 사인파 신호의 세트를 위상 회전시킴으로써 제거하기 때문이다. 따라서, 주어진 전송 증폭기는 높은 속도 신호를 전송하는데 더욱 효율적으로 사용될 수 있다. 다른 위상 오프셋 스페이싱(spacing)이 사용될 수도 있지만, 전술한 위상 오프셋 스페이싱의 사용이 가장 최대의, 동일한 거리의, 위상 차이를 제공하므로 바람직하다.
도 8 은 다양한 사인파 신호들의 진폭 그래프이며, 또한 5 개의 번들링된 낮은 속도 채널로 구성된 도 7 의 높은 속도 채널에 대한 본 발명의 장점들을 도시한다. 신호[130]은 채널 A∼E 로 지칭되는 5 개의 비-회전 낮은 속도 채널들을 합산함으로써 발생되는 높은 속도 채널의 동-위상 부분에 해당한다. 신호[132]는 도 7 에 도시된 5 개의 위상 회전된 낮은 속도 채널들을 합산함으로서 발생된 높은 속도 채널의 동-위상 부분에 해당한다. 단순한 도시를 위해 동-위상 채널만이 도시되어 있지만, 기술된 원리들은 또한 직각-위상 채널에 적용되며, 동-위상 및 직각-위상 채널의 합에 적용된다. 시간 D, E 및 F 는 데이터 전이를 지시하고, 따라서 3 세트의 데이터를 정의한다. 3 주기 동안, 채널 A∼E를 통해 전달된 데이터는 (+1, +1, +1, +1, +1), (+1, -1, -1, -1, +1), 및 (-1, -1, -1, -1, -1)이다.
도 8 에서 비회전된 신호[130]의 진폭은 시간 D 및 F 동안 [134]양만큼 회전된 신호[132]보다 더 큰 것을 알 수 있다. 이것은 시간 D 및 F 동안, 5 개의 낮은 속도 채널들은 동일하게 가산되지만 5 개의 회전된 신호는 그렇지 않기 때문이다. 시간 E 동안, 비회전된 신호[130]의 진폭은 회전된 신호[132]보다 작다. 이것은 5 개의 비회전된 낮은 속도 채널들이 시간 E 동안 5 개의 전체 낮은 속도 채널들보다 상쇄적으로 가산되기 때문이다. 따라서, 위상 회전된 신호[132]는 시간에 걸쳐 전송 에너지를 고르게 확산시키게 되어 비 회전된 신호[132]보다 낮은 피크-투-에버리지 진폭 비율을 가진다. 그러므로, 본 발명은 전송 증폭기들이 더욱 높은 효율을 가지도록 하여 저가의 증폭기가 사용될 수 있도록 하거나 주어진 증폭기가 더욱 큰 범위에서 사용될 수 있도록 한다.
바람직한 실시예들에 대한 전술한 내용들은 당업자가 본 발명을 사용하거나 제조할 수 있도록 하기 위해 제공된 것이다. 상기 실시예들에 대한 다양한 실시예들이 당업자에게 있어서는 용이할 것이며, 여기서 정의된 원리들은 본 발명의 범위내에서 다른 실시예들에 적용될 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 기술된 내용에 한정되지 아니하며, 여기서 기술된 원리들 및 특징들의 가장 넓은 범위까지 확장된다.

Claims (14)

  1. 2개의 저속 채널들을 사용하여 하나의 고속 채널을 발생시키는 방법으로서,
    a) 제1 동위상 성분 및 제1 직교위상 성분을 가지는 제1 저속 채널을 발생시키는 단계;
    b) 제2 동위상 성분 및 제2 직교위상 성분을 가지는 제2 저속 채널을 발생시키는 단계;
    c) 제1 합산 신호를 산출하기 위해 상기 제1 동위상 성분과 상기 제2 직교위상 성분의 음의값을 합산하는 단계;
    d) 제2 합산 신호를 산출하기 위해 상기 제1 직교위상 성분과 상기 제2 동위상 성분을 합산하는 단계;
    e) 상기 제1 합산 신호를 동위상 사인파를 통해 상향전환하고, 상기 제2 합산 신호를 직교위상 사인파를 통해 상향전환하는 단계; 및
    f) 상기 상향전환된 동위상 성분 및 상기 상향전환된 직교위상 성분을 합산하는 단계를 포함하는 고속 채널 발생 방법.
  2. 2개의 저속 채널들을 사용하여 하나의 고속 채널을 발생시키는 방법으로서,
    a) 제1 동위상 성분 및 제1 직교위상 성분을 갖는 제1 저속 채널을 발생시키는 단계;
    b) 제2 동위상 성분 및 제2 직교위상 성분을 갖는 제2 저속 채널을 발생시키는 단계;
    c) 상기 제1 동위상 성분을 동위상 사인파를 통해 상향전환하는 단계;
    d) 상기 제1 직교위상 성분을 직교위상 사인파를 통해 상향전환하는 단계;
    e) 상기 제2 동위상 성분을 90도 회전된 동위상 사인파를 통해 상향전환하는 단계;
    f) 상기 제2 직교위상 성분을 90도 회전된 직교위상 사인파를 통해 상향전환하는 단계; 및
    g) 상기 상향전환된 성분들을 합산하는 단계를 포함하는 고속 채널 발생 방법.
  3. 제1항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 단계 a) 및 b) 는
    a) 소스 데이터를 인코딩하는 단계;
    b) 상기 인코딩된 데이터를 인터리빙하는 단계;
    c) 상기 인터리빙된 데이터를 채널 코드를 통해 변조하는 단계;
    d) 상기 변조된 소스 데이터의 제1 카피 및 상기 변조된 소스 데이터의 제2 카피를 발생시키는 단계; 및
    e) 상기 제1 카피를 동위상 코드를 통해 변조하고 상기 제2 카피를 직교위상 코드를 통해 변조하는 단계를 포함하는 고속 채널 발생 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 단계 g)는
    a) 상향전환된 상기 제1 동위상 성분과 상향전환된 상기 제1 직교위상 성분을 합산하는 단계;
    b)상향전환된 상기 제2 동위상 성분과 상향전환된 상기 제2 직교위상 성분을 합산하는 단계; 및
    c) 상기 합산된 성분들을 합산하는 단계를 포함하는 고속 채널 발생 방법.
  5. 2개의 저속 채널들을 사용하여 하나의 고속 채널을 발생시키는 장치에 있어서,
    a) 제1 동위상 성분 및 제1 직교위상 성분을 갖는 제1 저속 채널을 발생시키는 제1 집적 회로;
    b) 제2 동위상 성분 및 제2 직교위상 성분을 갖는 제2 저속 채널을 발생시키는 제2 집적 회로;
    c) 상기 제1 및 제2 집적회로와 통신적으로 연결되어 제1 합산 신호를 발생시키기 위해 상기 제1 동위상 성분과 상기 제2 직교위상 성분의 음의값을 합산하는 제1 합산기;
    d) 상기 제1 및 제2 집적회로와 통신적으로 연결되어 제2 합산 신호를 발생시키기 위해 상기 제1 직교위상 성분과 상기 제2 동위상 성분을 합산하는 제2 합산기;
    e) 상기 제1 및 제2 합산기와 통신적으로 연결되어 상기 제1 합산 신호를 동위상 사인파를 통해 상향전환하고, 상기 제2 합산 신호를 직교위상 사인파를 통해 상향전환하는 상향전환기; 및
    f) 상기 상향전환기와 통신적으로 연결되어 상기 상향전환된 성분들을 합산하는 합산기를 포함하는 고속 채널 발생 장치.
  6. 2개의 저속 채널들을 사용하여 하나의 고속 채널을 발생시키는 장치에 있어서,
    a) 제1 동위상 성분 및 제1 직교위상 성분을 갖는 제1 저속 채널을 발생시키는 제1 집적회로;
    b) 상기 제1 집적회로와 통신적으로 연결되어 상기 제1 동위상 성분을 동위상 사인파를 통해 상향전환하고 상기 제1 직교위상 성분을 직교위상 사인파를 통해 상향전환하는 제1 상향전환기;
    c) 제2 동위상 성분 및 제2 직교위상 성분을 갖는 제2 저속 채널을 발생시키는 제2 집적회로;
    d) 상기 제2 접적회로와 통신적으로 연결되어 상기 제2 동위상 성분을 90도 회전된 동위상 사인파를 통해 상향전환하고 상기 제2 직교위상 성분을 90도 회전된 직교위상 사인파를 통해 상향전환하는 제2 상향전환기; 및
    e) 상기 제1 및 제2 상향전환기들에 통신적으로 연결되어 상기 제1 및 제2 채널들의 상기 상향전환된 성분들을 합산하는 합산기를 포함하는 고속 채널 발생 장치.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 제1 집적회로 및 상기 제2 집적회로는
    a) 소스 데이터를 인코딩하는 인코더;
    b) 상기 인코더에 통신적으로 연결되어 상기 인코딩된 데이터를 인터리빙하는 인터리버;
    c) 상기 인터리버에 통신적으로 연결되어 상기 인터리빙된 데이터를 채널 코드를 통해 변조하는 변조기;
    d) 상기 변조기에 통신적으로 연결되어 상기 변조된 소스 데이터의 제1 카피 및 상기 변조된 소스 데이터의 제2 카피를 발생시키는 분배기(splitter); 및
    e) 상기 분배기에 통신적으로 연결되어 상기 제1 카피를 동위상 코드를 통해 변조하기 상기 제2 카피를 직교위상 코드를 통해 변조하는 변조기를 포함하는 고속 채널 발생 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 합산기는
    a) 상기 상향전환된 제1 동위상 성분을 상기 상향전환된 제1 직교위상 성분과 합산하는 제1 합산기;
    b) 상기 상향전환된 제2 동위상 성분을 상기 상향전환된 제2 직교위상 성분과 합산하는 제2 합산기; 및
    c) 상기 합산된 성분들을 합산하는 제3 합산기를 포함하는 고속 채널 발생 장치.
  9. 2개의 저속 채널들을 사용하여 하나의 고속 채널을 발생시키는 장치에 있어서,
    a) 제1 동위상 성분 및 제1 직교위상 성분을 갖는 제1 저속 채널을 발생시키는 수단;
    b) 제2 동위상 성분 및 제2 직교위상 성분을 갖는 제2 저속 채널을 발생시키는 수단;
    c) 제1 합산 신호를 발생시키기 위해 상기 제1 동위상 성분과 상기 제2 직교위상 성분의 음의값을 합산하는 수단;
    d) 제2 합산 신호를 발생시키기 위해 상기 제1 직교위상 성분과 상기 제2 동위상 성분을 합산하는 수단;
    e) 상기 제1 합산 신호를 동위상 사인파를 통해 상향전환하고, 상기 제2 합산 신호를 직교위상 사인파를 통해 상향전환하는 수단; 및
    f) 상기 상향전환된 동위상 성분 및 상기 상향전환된 직교위상 성분을 합산하는 수단을 포함하는 고속 채널 발생 장치.
  10. 2개의 저속 채널들을 사용하여 하나의 고속 채널을 발생시키는 장치에 있어서,
    a) 제1 동위상 성분 및 제1 직교위상 성분을 갖는 제1 저속 채널을 발생시키는 수단;
    b) 제2 동위상 성분 및 제2 직교위상 성분을 갖는 제2 저속 채널을 발생시키는 수단;
    c) 상기 제1 동위상 성분을 동위상 사인파를 통해 상향전환하는 수단;
    d) 상기 제1 직교위상 성분을 직교위상 사인파를 통해 상향전환하는 수단;
    e) 상기 제2 동위상 성분을 90도 회전된 동위상 사인파를 통해 상향전환하는 수단;
    f) 상기 제2 직교위상 성분을 90도 회전된 직교위상 사인파를 통해 상향전환하는 수단; 및
    g) 상기 상향전환된 성분들을 합산하는 수단을 포함하는 고속 채널 발생 장치.
  11. 제9항 또는 10항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 저속 채널을 발생시키는 수단은
    a) 소스 데이터를 인코딩하는 수단;
    b) 상기 인코딩된 데이터를 인터리빙하는 수단;
    c) 상기 인터리빙된 데이터를 채널 코드를 통해 변조하는 수단;
    d) 상기 변조된 소스 데이터의 제1 카피 및 상기 변조된 소스 데이터의 제2 카피를 발생시키는 수단; 및
    e) 상기 제1 카피를 동위상 코드를 통해 변조하고 상기 제2 카피를 직교위상 코드를 통해 변조하는 수단을 포함하는 고속 채널 발생 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 합산 수단은
    a) 상기 상향전환된 제1 동위상 성분을 상기 상향전환된 제1 직교위상 성분과 합산하는 수단;
    b) 상기 상향전환된 제2 동위상 성분을 상기 상향전환된 제2 직교위상 성분과 합산하는 수단; 및
    c) 상기 합산된 성분들을 합산하는 수단을 포함하는 고속 채널 발생 장치.
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