KR100512354B1 - channel assignment for PAR decrease in base station of CDMA system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 CDMA 시스템에서 순방향 링크에서 PAR을 영향을 최소화하여 통화 채널 상의 왈쉬 코드를 할당할 수 있도록 한 것이다. The present invention enables the allocation of Walsh codes on a call channel with minimal effect on the PAR in the forward link in a CDMA system.
본 발명에 따른 CDMA 시스템의 기지국에서의 PAR 감소를 위한 채널 할당 장치는, 다중 채널 신호의 PAR이 최소가 되도록, 순방향 링크 상의 피크 파워, 짧은 PN 코드, 그리고 오픈 루프 파워 제어 프로세싱에 따른 통화 채널의 디지털 이득 값으로 왈쉬 코드 테이블을 발생시키고 통화 채널에 할당하는 왈쉬코드 발생수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.The channel allocation apparatus for PAR reduction in the base station of the CDMA system according to the present invention is characterized in that the peak channel on the forward link, the short PN code, and the open loop power control processing are performed so that the PAR of the multi-channel signal is minimized. And a Walsh code generating means for generating a Walsh code table with a digital gain value and assigning it to a call channel.
이러한 본원발명은 PAR의 영향을 최소화하여 대 전력 증폭기의 백오프를 줄여줌으로써, 저 용량의 대 전력 증폭기로 동일 출력을 송신할 수 있도록 한 기지국을 제공함에 있다.The present invention provides a base station capable of transmitting the same output to a low-capacity large power amplifier by minimizing the effect of the PAR to reduce the back off of the large power amplifier.
Description
본 발명은 코드분할다중접속(CDMA) 시스템의 기지국에 있어서, 특히 순방향 링크에서 디지털 채널 이득, 피크 파워(Peak Power) 및 통화 채널에 할당될 짧은 의사잡음코드(Short PN Code)의 오프셋 등의 파라미터를 고려하여 트래픽 채널(traffic channel) 상의 왈쉬 코드(walsh code)를 할당하여 채널의 피크 파워를 낮출 수 있도록 한 코드분할다중접속 시스템의 기지국에서의 PAR 감소를 위한 채널 할당 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a base station of a code division multiple access (CDMA) system, in particular parameters such as digital channel gain, peak power, and short PN code offset to be assigned to a talk channel in the forward link. The present invention relates to a channel allocation apparatus for reducing PAR at a base station of a code division multiple access system, which can reduce a peak power of a channel by allocating a Walsh code on a traffic channel.
IS-95 규격에 근간한 코드분할다중접속(CDMA) 시스템은 순 방향 링크(forward link)와 역 방향 링크(backward link)에서 각기 다른 비대칭 링크 구조를 가지고 있다. Code division multiple access (CDMA) systems based on the IS-95 standard have different asymmetric link structures on the forward and backward links.
도 1은 CDMA 시스템의 순방향 및 역방향 채널 구조를 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating a forward and reverse channel structure of a CDMA system.
순 방향(기지국에서 단말기로의 접속) 채널은 동일한 주파수에서 1개의 파일럿(Pilot) 채널, 1개의 동기(Sync) 채널, 1 ~ 7개의 호출(Paging) 채널과 다수의 통화(Traffic) 채널로서 최대 64개의 채널로 구성된다. 이러한 채널들은 같은 주파수 내에서 각기 다른 번호의 왈쉬 코드(Walsh Code)에 의해 구분되며, 이동국에서는 왈쉬 코드의 직교 특성을 이용하여 채널을 구분한다. The forward (base station to terminal) channel is up to one pilot channel, one sync channel, one to seven paging channels, and multiple traffic channels at the same frequency. It consists of 64 channels. These channels are distinguished by different numbers of Walsh codes within the same frequency, and mobile stations use the orthogonal characteristics of Walsh codes to distinguish channels.
역방향 채널 구조는 다수개의 액세스 채널, 다수개의 통화채널, 호출 채널들에 대한 액세스 채널로 구성된다. The reverse channel structure consists of a plurality of access channels, a plurality of talk channels, and access channels for call channels.
이러한 CDMA 시스템에서 순방향 채널은 왈쉬 코드에 의해서 확산이 되지만, 역방향 채널은 롱 코드(Long code)에 의해서 확산이 된다. In such a CDMA system, the forward channel is spread by the Walsh code, but the reverse channel is spread by the Long code.
IS-95 CDMA 방식에서 왈쉬코드는 하다마드 매트릭스(Hadamard matrix, 64 x 64)에 의해 64개의 왈쉬 코드가 발생되며, 상기 왈쉬코드 간에는 서로 직교성을 유지하게 되어 왈쉬 코드에 할당되는 채널간에 간섭이 최소화되면서 이동국에서 구분이 이루어지게 된다. 코드간 직교성의 의미는 각 코드의 시작점을 정확히 같은 시점으로 유지시키면 코드간에는 서로 간섭으로 작용하지 않는다는 의미로 해석할 수 있다.In the IS-95 CDMA system, Walsh codes are generated by the Hadamard matrix (64 x 64), and 64 Walsh codes are generated. The Walsh codes are orthogonal to each other, thereby minimizing interference between channels assigned to the Walsh codes. As a result, the division is made at the mobile station. The orthogonality between codes can be interpreted as meaning that the code does not interfere with each other if the starting point of each code is kept at exactly the same point in time.
파일럿(Pilot) 채널은 항상 왈쉬 코드 '0'번에 할당되며, 어떠한 정보도 실리지 않은 상태에서 PN 코드와 확산 변조된다. 따라서 파일럿 채널은 짧은 PN 코드 그 자체가 되어 이동국에게 시간 및 위상 기준을 제공하며, 기지국을 구분하는 기준(PN offset) 정보를 제공하게 된다.The pilot channel is always assigned to Walsh code '0' and is spread modulated with the PN code without any information. Thus, the pilot channel becomes a short PN code itself, providing time and phase reference to the mobile station, and providing reference information (PN offset) for identifying the base station.
동기(Sync) 채널은 1.2Kbps의 속도로 왈쉬코드 '32'번에 할당되며, 특정한 정보를 실어 반복적으로 송신된다. 여기서 송신되는 메시지는 특정한 이동국에 해당하는 정보가 아닌 브로드캐스팅(Broadcasting)에 해당하는 공통된 정보이다. 즉, 기지국 초기 동기에 필요한 정보를 이동국에 내려주게 되며, 이동국은 일단 동기 채널을 통해 초기 동기 정보를 입수하게 되면 더 이상 동기 채널을 주시하지 않고 다음의 호출 채널 수신 상태로 넘어간다.The sync channel is assigned to Walsh code '32' at 1.2 Kbps and repeatedly transmitted with specific information. The message transmitted here is common information corresponding to broadcasting rather than information corresponding to a specific mobile station. That is, information required for base station initial synchronization is given to the mobile station, and once the initial synchronization information is obtained through the synchronization channel, the mobile station no longer watches the synchronization channel and proceeds to the next call channel reception state.
호출(Paging) 채널은 동기 채널과 유사하게 특정한 정보를 송신한다. 그러나 동기 채널과는 달리 더 높은 데이터 속도 4.8Kbps 또는 9.6Kbps로 송신하며, 호출 채널이 사용되는 수에 따라 왈쉬 코드 '1' 부터 '7' 까지 순차적으로 할당되며 메시지 종류도 매우 다양하다. 호출 채널에 실리는 메시지는 전체 시스템 구성 관련 정보를 모든 이동국이 수신하도록 하는 오버헤드(Overhead) 메시지와 이동국 호출 및 이동국 요구에 대한 응답 등의 정보로서 특정한 이동국에 국한하여 수신하도록 하는 지정 메시지로 구성된다.The paging channel transmits specific information similar to the sync channel. Unlike synchronous channels, however, they transmit at a higher data rate of 4.8 Kbps or 9.6 Kbps, and are sequentially assigned Walsh codes '1' to '7', depending on the number of call channels used. The message on the calling channel consists of an overhead message for all mobile stations to receive the entire system configuration-related information, and a designated message for receiving specific mobile stations as information such as mobile station calls and responses to mobile station requests. do.
통화 채널은 통화자의 음성과 데이터를 송신할 뿐만 아니라 통화 중에도 빈 프레임을 이용하여 신호 메시지도 주고받는다. 순방향 통화 채널의 구조는 호출 채널과 매우 유사하지만 각 단계별 데이터 속도가 다르다는 점과 전력 제어 데이터를 합쳐 주는 부분이 추가된다. 즉, 음성 또는 데이터는 특정한 이동국에서만 수신이 가능하도록 특정 이동국과 시작 시점이 같은 롱 코드를 이용하여 혼합되며, 특정 이동국에 대하여 할당된 특정 왈쉬코드에 의해 커버링(Covering)된 후, 폐루프(Closed Loop) 전력 제어 비트와 다시 혼합되어 짧은 PN 코드에 의해 확산 변조되어 주파수 상향 변환과 파워 증폭기(PA: Power Amplifier), 안테나를 거쳐 송신이 이루어진다.The call channel not only transmits the caller's voice and data, but also sends and receives signaling messages using empty frames during the call. The structure of the forward call channel is very similar to that of the call channel, but with different data rates for each stage and the addition of power control data. That is, the voice or data is mixed using a long code having the same starting point as a specific mobile station so that only a specific mobile station can receive the signal, and then covered by a specific Walsh code assigned to the specific mobile station, and then closed. Loop) is mixed with the power control bit and spread modulated by a short PN code, and then transmitted through a frequency upconversion, a power amplifier (PA), and an antenna.
이러한 통화 채널에 대해서 왈쉬 코드의 할당은 파일럿, 동기, 호출 채널을 위한 왈쉬 코드를 제외한 왈쉬코드 '8' ~ '31' 또는 왈쉬 '33' ~ '63' 사이에서 임의로 할당되게 된다.The allocation of Walsh codes for these call channels is randomly assigned between Walsh codes '8' to '31' or Walsh '33' to '63' except for Walsh codes for pilot, synchronization and calling channels.
순방향 링크(기지국에서 이동 단말기로의 접속)에서 사용되는 채널로는 파일롯 채널(Pilot Channel), 동기 채널(Synchronous Channel), 호출 채널(Paging Channel), 통화 채널(Traffic Channel)의 4가지가 있다. 이 채널들의 구분은 순방향에서는 왈시코드(Walsh Code)로 하고 있다.There are four channels used in the forward link (base station to mobile terminal): pilot channel, synchronous channel, paging channel, and traffic channel. The division of these channels is called Walsh Code in the forward direction.
도 2는 종래 CDMA 시스템의 기지국에서의 순방향 링크 송신 경로를 나타낸 도면이다.2 is a diagram illustrating a forward link transmission path in a base station of a conventional CDMA system.
도 2를 참조하면, 호출 채널 및 통화 채널(Traffic 1~N) 각각에 할당되는 롱 코드(Long Code)를 각각 곱해주는 제 1곱셈기(101)와, 각 채널에 서로 다른 왈쉬 코드를 각각 곱해주는 제 2곱셈기(102)와, 통화 채널 각각에 파워 제어 신호(PC: Power control)를 각각 곱해주는 제 3곱셈기(103)와, 각 채널에 짧은 PN 코드를 곱해주어 각 채널을 확산 변조시키는 제 4곱셈기(104)와, 상기 확산 변조된 채널 신호의 합을 아날로그 신호로 변환하는 디지털 아날로그 변환부(DAC)(105)와, 아날로그 변환된 채널 신호를 국부 발진 주파수에 의해 상향 변조시켜 출력하는 믹서부(106)와, 믹서부의 출력 파워를 증폭하는 파워 증폭부(107)와, 파워 증폭부의 출력에서 필요 대역을 필터링하여 안테나를 통해 방사하는 밴드패스필터(108)를 포함하는 구성이다.Referring to FIG. 2, a first multiplier 101 for multiplying long codes allocated to call channels and traffic channels 1 to N, respectively, and multiplying different Walsh codes to respective channels, respectively. A second multiplier 102, a third multiplier 103 for multiplying each control channel with a power control signal (PC), and a fourth multiplier for multiplying each channel by multiplying each channel by a short PN code; A multiplier 104, a digital-to-analog converter (DAC) 105 for converting the sum of the spread-modulated channel signal into an analog signal, and a mixer unit for up-modulating the analog-converted channel signal by a local oscillation frequency and outputting the same. 106, a power amplifier 107 for amplifying the output power of the mixer section, and a band pass filter 108 for filtering a necessary band from the output of the power amplifier section and radiating it through an antenna.
여기서, 제 1 내지 제 4 곱셈기(101~104)는 모뎀(MODEM)으로서, 제 1곱셈기(101)는 호출 채널 및 통화 채널에 각각 할당되는 롱 코드를 각각 곱하여 출력하며, 제 2곱셈기(102)는 파일럿 채널 및 동기 채널, 그리고 제 1곱셈기(101)에서 롱코드가 곱해진 호출 및 통화채널 각각에 상기에서 설명한 바와 같은 왈쉬 코드를 곱해준다. 제 3곱셈기(103)는 왈쉬코드가 곱해진 통화 채널 각각에 파워 제어신호를 곱해주어 출력하게 된다. 제 4곱셈기(104)는 왈쉬코드가 곱해진 각 채널에 짧은 PN 코드를 곱하여 QPSK 확산시켜 주어 출력하게 된다. 이와 같이, 각 채널은 코드 도메인(Code Domain) 상에서 각각 채널에 부여된 왈쉬 코드에 의해 코드간 직교성을 유지하게 된다. 이렇게 직교 특성이 부여된 각 채널은 1.2288Mbps 짧은 의사잡음(short PN) 코드에 의해 QPSK 확산 변조 후, 이렇게 확산 변조된 채널 신호는 합해져 출력된다.Here, the first to fourth multipliers 101 to 104 are modems, and the first multiplier 101 multiplies and outputs long codes respectively allocated to the call channel and the call channel, and the second multiplier 102. Is multiplied by the Walsh code as described above by each of the call and talk channels multiplied by the long code in the pilot channel, the synchronization channel, and the first multiplier 101. The third multiplier 103 multiplies each of the call channels multiplied by the Walsh code and outputs a power control signal. The fourth multiplier 104 multiplies each channel multiplied by the Walsh code by a short PN code to spread and output the QPSK. In this way, each channel maintains orthogonality between codes by Walsh codes assigned to channels on a code domain. Each channel given the orthogonality is QPSK spread modulated by a 1.2288 Mbps short PN code, and then the spread modulated channel signals are output.
디지털 아날로그 변환부(105)는 상기 채널 합 신호를 아날로그 신호로 변환하여 출력하며, 믹서부(Mixer)(106)에서 국부 발진 주파수(LO: Local Oscillator frequency)와 혼합되어 송신하고자 하는 주파수로 상향 변환되며, 파워 증폭부(PA : Power Amplifier)(107)에서 대전력 증폭된 후, 밴드패스필터(108)을 거쳐서 안테나를 통해 이동국으로 송신된다The digital-to-analog converter 105 converts the channel sum signal into an analog signal and outputs the converted signal. The mixer 106 mixes with the local oscillator frequency (LO) in the mixer 106 and up-converts the frequency to be transmitted. After a large power amplification by the power amplifier (PA) 107, the band amplifier is transmitted to the mobile station through the antenna through the band pass filter 108.
이와 같이 CDMA 시스템에서 송신 신호는 파일럿 채널, 동기 채널, 호출 채널 및 통화 채널로 구성되며, 각각의 채널은 그 사용 용도에 따라 왈쉬 코드에 의한 커버링(Covering)으로 구분되게 된다. 왈쉬 코드는 IS-95 시스템의 경우 64개가 존재하며 IS-2000 시스템의 경우 무선 구간의 가입자 수용 용량이 증대하여 쿼시 직교 기능(QOF : Quasi-Orthogonal Functions)을 적용하여 256개까지 확대가 가능하다.As described above, in the CDMA system, a transmission signal is composed of a pilot channel, a synchronization channel, a call channel, and a call channel, and each channel is classified into covering by a Walsh code according to its use. There are 64 Walsh codes in the IS-95 system, and in the IS-2000 system, the subscriber capacity of the wireless section is increased and can be expanded to 256 by applying the Quasi-Orthogonal Functions (QOF).
그러나, 왈쉬 커버링에 의해 구분되는 다중 채널 신호로 구성되는 CDMA 시스템의 송신 신호는 높은 PAR(Peak-to-Average Rate) 특성을 보여 주며, 높은 PAR 특성을 갖는 다중 채널 신호의 증폭을 위해서는 종단 대 출력 증폭기가 PAR과 같은 크기의 백오프(Backoff: 파워 여유분)를 보유하고 있어야 신호를 왜곡 없이 증폭할 수 있게 된다.However, a transmission signal of a CDMA system composed of multi-channel signals distinguished by Walsh covering shows high peak-to-average rate (PAR) characteristics and is end-to-end for amplification of multi-channel signals having high PAR characteristics. The amplifier must have the same backoff (power margin) as the PAR so that the signal can be amplified without distortion.
또한, 통화 채널에 할당되는 왈쉬 코드 할당에 따라 다중 채널 신호의 PAR이 영향을 받게 되며, 이는 종단 증폭기 과도 설계 등을 유도하게 된다.In addition, the Walsh code assignment assigned to the call channel affects the PAR of the multichannel signal, which leads to a termination amplifier transient design and the like.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, CDMA 시스템에서 다중 채널 신호의 PAR을 고려하여 순방향 링크 상의 통화 채널에 왈쉬코드를 할당하여 PAR을 감소시켜 줄 수 있도록 한 CDMA 시스템의 기지국에서의 PAR 감소를 위한 채널 할당 장치를 제공함에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problem. In the CDMA system, a base station of a CDMA system can reduce a PAR by allocating Walsh codes to a call channel on a forward link in consideration of PAR of a multi-channel signal. It is an object of the present invention to provide a channel allocation apparatus for PAR reduction.
본 발명의 목적은 CDMA 시스템에서 디지털 채널 이득 및 짧은 PN 코드, 현재의 PAR을 고려하여 순방향 링크 상의 통화 채널에 왈쉬 코드를 할당하여 PAR을 감소시켜 줄 수 있도록 한 CDMA 시스템의 기지국에서의 PAR 감소를 위한 채널 할당 장치를 제공함에 그 목적이 있다. An object of the present invention is to reduce the PAR at the base station of the CDMA system to reduce the PAR by assigning a Walsh code to the call channel on the forward link in consideration of the digital channel gain, short PN code, and the current PAR in the CDMA system. It is an object of the present invention to provide a channel allocation apparatus.
상기한 목적 달성을 위한 본 발명에 따른 CDMA 시스템의 기지국에서의 PAR 감소를 위한 채널 할당 장치는,A channel allocation apparatus for reducing PAR at a base station of a CDMA system according to the present invention for achieving the above object,
CDMA 시스템의 기지국의 순방향 링크 경로에 있어서,In the forward link path of the base station of the CDMA system,
다중 채널 신호의 PAR이 최소가 되도록, 순방향 링크 상의 각 채널 신호 합에 의한 피크 파워, 통화 채널에 할당될 짧은 PN 코드, 그리고 오픈 루프 파워 제어 프로세싱에 따른 통화 채널의 디지털 이득 값으로 왈쉬 코드 테이블을 발생시키고 통화 채널에 할당하는 왈쉬코드 발생수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to minimize the PAR of the multi-channel signal, the Walsh code table is used as the peak power by the sum of each channel signal on the forward link, the short PN code to be assigned to the talk channel, and the digital gain value of the talk channel according to the open loop power control processing. And Walsh code generating means for generating and assigning the call channel.
본 발명의 실시 예로서, CDMA 시스템의 기지국에서의 PAR 감소를 위한 채널 할당 장치는, 모뎀으로부터 출력되는 각 통화 채널의 합을 입력받는 디지털 아날로그 변환부의 출력 아날로그 신호를 감지하여 피크 파워를 검출하고 그 확률적 분포를 전달하는 피크 확률 계산부와, 통화 채널에 할당될 짧은 PN 코드를 알려주는 짧은 PN 코드 발생부와, 오프 루프 파워 제어 프로세싱에 따른 통화 채널의 디지털 이득 값을 전달하는 디지털 이득 제어부와, 왈쉬 코드의 자원 할당과 자원회수를 제어하는 호 처리 프로세서와, 상기 호 처리 프로세서로부터 왈쉬 코드의 자원 할당과 자원회수 제어신호와 상기 각 부로부터 전달되는 각 파라미터를 이용하여 통화 채널 할당을 위한 왈쉬코드를 발생하여 통화채널에 할당하는 왈쉬코드 발생부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, a channel allocation apparatus for reducing PAR at a base station of a CDMA system detects peak power by detecting an output analog signal of a digital analog converter, which receives a sum of respective talk channels output from a modem. A peak probability calculator that delivers a stochastic distribution, a short PN code generator that tells a short PN code to be assigned to the talk channel, a digital gain controller that delivers the digital gain of the talk channel according to off-loop power control processing; And a call processing processor for controlling the resource allocation and the resource recovery of the Walsh code, and using the resource allocation and resource recovery control signal of the Walsh code from the call processing processor and each parameter transmitted from each part. It characterized in that it comprises a Walsh code generator for generating a code to assign to the call channel do.
이하 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings as follows.
도 3은 본 발명에 따른 CDMA 시스템의 기지국에서의 PAR 감소를 위한 채널 할당 장치를 나타낸 구성도이다.3 is a diagram illustrating a channel allocation apparatus for reducing PAR in a base station of a CDMA system according to the present invention.
도 3을 참조하면, 각 통화채널의 합을 입력받는 디지털 아날로그 변환부(205)의 출력 아날로그 신호를 감지하여 피크 파워(Peak Power)를 검출하고 그 확률적 분포를 전달하는 피크 확률 계산부(209)와, 오프 루프 파워 제어 프로세싱에 따른 통화 채널의 디지털 이득 값을 전달하는 디지털 이득 제어부(210)와, 통화 채널에 할당될 짧은 PN 코드를 알려주는 짧은 PN 코드 발생부(211)와, 왈쉬 코드의 자원 할당과 자원회수를 제어하는 호 처리 프로세서(212)와, 상기 호 처리 프로세서로부터 제어신호와 상기 각 부로부터 전달되는 각 파라미터를 이용하여 통화 채널 할당을 위한 왈쉬코드를 발생하여 할당하는 왈쉬코드 발생부(213)를 포함하는 것을 특징으로 한다.Referring to FIG. 3, a peak probability calculator 209 that detects peak power by detecting an output analog signal of a digital analog converter 205 receiving a sum of respective talk channels, and delivers a probability distribution. ), A digital gain control unit 210 for transmitting the digital gain value of the call channel according to off-loop power control processing, a short PN code generator 211 for indicating a short PN code to be allocated to the call channel, and a Walsh code. A Walsh code for generating and assigning a Walsh code for call channel allocation by using a call processing processor 212 for controlling resource allocation and resource recovery of the call processor, and a control signal from the call processing processor and each parameter transmitted from each unit. It characterized in that it comprises a generator 213.
상기와 같은 본 발명에 따른 CDMA 시스템의 기지국에서의 PAR 감소를 위한 채널 할당 장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the accompanying drawings, a channel allocation apparatus for reducing PAR in a base station of a CDMA system according to the present invention as described above is as follows.
CDMA 시스템에서 각각의 채널에 할당되는 왈쉬코드는 기지국 및 이동국에서 각각 생성하게 되며, 기지국은 이동국으로의 호출 채널을 통하여 통화채널(Traffic channel)로 사용 가능한 왈쉬코드를 알려주게 된다.The Walsh code assigned to each channel in the CDMA system is generated by the base station and the mobile station, respectively, and the base station informs the Walsh code available as a traffic channel through the call channel to the mobile station.
그리고, 통화 채널에 할당되는 왈쉬코드를 제외한 나머지 채널에 대한 왈쉬코드는 IS-95에 의하여 규격화되어져 고정되어 있으나, 각각의 통화 채널에 할당되는 왈쉬코드는 접속 환경에 따라 55개의 코드 주의 임의로 할당되어지는 코드를 사용하게 된다. The Walsh codes for the remaining channels except for the Walsh codes allocated to the call channels are standardized and fixed by IS-95, but the Walsh codes assigned to each call channel are randomly assigned to 55 code notes according to the connection environment. Losing code will be used.
이러한 각각의 통화 채널에 할당되는 왈쉬코드에 따라 다중 채널 신호의 PAR 이 영향을 받게 된다. 이러한 PAR은 다중 채널 신호의 혼합에 따른 각각의 채널 신호들의 구성에 따라 그 발생 정도가 다르게 되나, CDMA 시스템에서 다중 채널 신호에 의한 PAR의 크기는 12dB 정도 내외에서 발생하게 되어 그 정도가 매우 크게 된다. 이는 다중 채널 신호의 PAR로 인하여 종단 증폭기는 왜곡 없는 대 전력 증폭을 위하여 PAR 크기만큼의 백 오프를 필요로 하게 되며, 이러한 백오프로 인하여 고가의 대용량 증폭기가 필요하게 된다. The Walsh code assigned to each of these call channels affects the PAR of the multi-channel signal. These PARs are generated differently according to the composition of each channel signal according to the mixing of the multi-channel signals, but in the CDMA system, the size of the PAR due to the multi-channel signals is generated around 12 dB, which is very large. . Due to the PAR of the multi-channel signal, the terminating amplifier requires a back-off as large as PAR for distortion-free large power amplification, which requires an expensive large-capacity amplifier.
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위해, 최소 PAR를 유지하여 종단 전력 증폭기의 필요 용량을 감소시켜 줄 수 있게 된다. 예를 들면, PAR 3dB의 감소는 종단 증폭기의 백오프를 3dB 감소시키며, 이는 종단 증폭기의 필요 용량을 1/2로 감소할 수 있게 된다.In order to solve this problem, the present invention can maintain the minimum PAR to reduce the required capacity of the termination power amplifier. For example, a 3dB reduction in PAR reduces the backoff of the termination amplifier by 3dB, which can reduce the required capacity of the termination amplifier by half.
이를 위해서, 도 3을 참조하여 PAR 감소를 위한 통화채널 할당 장치에 대하여 설명하면 다음과 같다.To this end, a call channel allocation apparatus for reducing PAR will be described with reference to FIG. 3.
먼저, 모뎀의 제 1 내지 제 4 곱셈기(201~204)에 입력되는 통화채널(Traffic channel) 신호(Traffic 1 ch data ~ 4 ch data)는 롱 코드(long code), 왈쉬 코드(walsh code), 파워 제어신호(PC: Power Control), 짧은 PN 코드(Short PN)를 각각 곱하여 QPSK 확산 변조된 모뎀의 통화 채널 신호로 출력되며, 이러한 통화 채널 신호는 하나의 다중 채널 신호로 합해진 후 디지털 아날로그 변환부(205)로 출력된다.여기서, 상기 롱 코드는 기지국이 각 이동국을 구별하고 음성신호를 확산시키는데 사용하는 코드이며, 왈시 코드는 호가 설정되면 사용하고 있지 않는 임의의 왈시 코드가 활당되며, 호가 해제되면 해당 호가 사용하고 있는 왈 시코드를 사용 가능한 상태가 되며, 이러한 호 설정 및 해제를 반복하면서 자원 할당 및 회수 동작을 수행하게 된다. 짧은 PN 코드는 이동국이 기지국의 구별용 즉, 이동국이 쉽게 동기를 맞출 수 있도록 사용되는 코드이다.상기 디지털 아날로그 변환부(DAC)(205)는 상기 입력된 다중 채널 신호를 아날로그 신호로 변환되고, 믹서부(206)에서 국부 발진 주파수(LO)와 곱해져 상향 주파수로 변환되며, 파워 증폭부(207)에 의해 전력 증폭된 후 밴드패스필터(208)를 통해서 안테나로 방사된다.First, a traffic channel signal (Traffic 1 ch data to 4 ch data) input to the first to fourth multipliers 201 to 204 of a modem is a long code, a Walsh code, Multiplied by a power control signal (PC) and a short PN code (Short PN), each is output as a call channel signal of a QPSK spread-modulated modem, and these call channel signals are summed into one multi-channel signal and then converted into a digital analog converter. Here, the long code is a code used by the base station to distinguish each mobile station and spread a voice signal, and the Walsh code is an arbitrary Walsh code that is not used when a call is set, and a call price is released. In this case, the Walsh code used by the call becomes available, and the resource allocation and retrieval operation is performed while repeating the call setup and release. The short PN code is used to distinguish the base station, that is, the mobile station can easily synchronize. The digital-to-analog converter (DAC) 205 converts the input multi-channel signal into an analog signal, The mixer unit 206 multiplies the local oscillation frequency LO and converts the signal to an uplink frequency. The mixer unit 206 is multiplied by the power amplifier 207 and amplified by the power amplifier 207 to radiate the antenna through the band pass filter 208.
이때, 피크 확률 계산부(209)는 상기 디지털 아날로그 변환부(205)로부터 출력된 다중 채널 신호를 감지하여 피크 파워(Peak Power)를 검출하고 그 확률적 분포를 계산하여 왈쉬 코드 발생부(213)로 전달한다. At this time, the peak probability calculator 209 detects the peak power by detecting the multi-channel signal output from the digital analog converter 205 and calculates the probability distribution to calculate the Walsh code generator 213. To pass.
그리고, 짧은 PN 코드 발생부(211)는 상기 제 1 내지 제 4곱셈부(201~204)의 통화 채널(Traffic 1~4ch data)에 할당될 짧은 PN 코드(short PN code)를 발생시켜 할당하게 되며, 상기 통화 채널에 할당될 짧은 PN 코드를 왈쉬코드 발생부(213)에 알려주게 된다.디지털 이득 제어부(214)는 오픈 루프 파워 제어(Open Loop Power control) 프로세싱에 따른 통화 채널의 디지털 이득 값을 예측하여 왈쉬 코드 발생부(213)로 전달하게 된다. The short PN code generator 211 generates and assigns a short PN code to be assigned to a communication channel (Traffic 1 to 4ch data) of the first to fourth multipliers 201 to 204. The Walsh code generator 213 informs the Walsh code generator 213 of a short PN code to be allocated to the talk channel. The digital gain controller 214 performs a digital gain value of the talk channel according to open loop power control processing. This is predicted and transmitted to the Walsh code generator 213.
여기서, 순방향 링크의 오픈 루프 파워 제어 방식은 기지국이 단말기(이동국)의 접속시 단말기의 수신전력을 근거로 순방향 손실을 예측하며, 그 예측 값으로 각 통화채널의 초기 디지털 이득을 조절한다. 그리고 기지국은 초기에 채널마다 기준 이득을 배정하고 있다. Here, in the open loop power control scheme of the forward link, the base station predicts the forward loss based on the reception power of the terminal when the terminal (mobile station) is connected, and adjusts the initial digital gain of each talk channel based on the predicted value. The base station initially allocates a reference gain for each channel.
그리고, 호 처리 프로세서(212)는 통화 채널에 할당되는 왈쉬 코드의 자원 할당과 회수를 위해 왈시 코드 발생부(213)을 제어하게 된다. 즉, 통화 채널이 설정되면 사용하고 있지 않는 임의의 왈쉬코드 할당을 제어하고, 통화 채널이 해제되면 해당 호가 사용하고 있던 왈쉬코드를 사용 가능한 상태로 회수되도록 제어하게 된다.The call processing processor 212 controls the Walsh code generator 213 for resource allocation and retrieval of Walsh codes allocated to the call channel. That is, if the call channel is set, the Walsh code assignment is not controlled, and if the call channel is released, the Walsh code used by the call is recovered to the available state.
그러면, 왈쉬 코드 발생부(213)는 호 처리 프로세(212)의 왈쉬코드 할당 및 해제를 위한 제어 신호와, 상기 피크 확률 계산부(209)로부터 전달되는 현재의 PAR을 고려하여 다중 채널 신호의 PAR을 감소시킬 수 있는 왈쉬코드를 발생시켜 상기 곱셈기(201~204)의 각 통화채널에 할당하게 된다. 이를 위해, 왈쉬 코드 발생부(213)는 상기 디지털 이득 제어부(210) 및 짧은 PN 코드 발생부(211)로부터 전달되는 디지털 채널 이득 및 짧은 PN 코드를 이용하여 최소의 PAR을 갖는 왈쉬 코드 테이블을 발생시키고, 상기 발생된 왈쉬 코드 테이블을 이용하여 최소의 PAR을 유지하는 왈시코드를 곱셈기(201~214)의 각 통화 채널(traffic 1~4ch data)에 할당하고 해제하게 된다.Then, the Walsh code generator 213 receives the control signal for the Walsh code allocation and release of the call processing processor 212 and the current PAR from the peak probability calculator 209. A Walsh code that can reduce the PAR is generated and assigned to each talk channel of the multipliers 201-204. To this end, the Walsh code generator 213 generates a Walsh code table having a minimum PAR by using the digital channel gain and the short PN code transmitted from the digital gain controller 210 and the short PN code generator 211. By using the generated Walsh code table, Walsh codes maintaining a minimum PAR are allocated to each call channel (traffic 1 ~ 4ch data) of multipliers 201 to 214 and released.
즉, 왈쉬코드 발생부(213)는 각 코드를 할당받게 될 통화 채널의 오픈루프 파워 제어에 의한 디지털 채널 이득과 짧은 PN 코드를 고려하여 디지털 아날로그 변화부(205)의 다음 출력에서 계산되어질 피크 레이트 분포 확률이 최소의 PAR를 유지할 수 있도록 왈시코드를 할당하게 된다.That is, the Walsh code generator 213 calculates the peak rate to be calculated at the next output of the digital analog change unit 205 in consideration of the digital channel gain and the short PN code by the open loop power control of the call channel to which each code is assigned. We will assign Walsh codes so that the probability of distribution is kept to a minimum PAR.
다시 말하면, 기지국에서 순방향 링크 상의 통화 채널은 이동국의 위치에 상관없이 동일한 품질의 서비스를 위하여 기지국으로부터 멀리 떨어져 있는 이동국의 경우 최초 호 설정을 시, 오픈 루프 파워 제어(Open Loop Power Control)를 통하여 디지털 채널 이득을 더 높게 갖게 되며, 높은 디지털 채널 이득을 갖는 통화 채널은 왈쉬 코드 할당에 따라 다중 채널 신호의 PAR에 미치는 영향이 더 크게 된다. In other words, the call channel on the forward link at the base station is digitally connected through Open Loop Power Control when the initial call is set up for a mobile station far from the base station for the same quality of service regardless of the position of the mobile station. The channel gain is higher and the talk channel with high digital channel gain has a greater impact on the PAR of the multichannel signal according to the Walsh code assignment.
이때 왈쉬 코드 발생부(213)는 디지털 채널 이득 파리미터와 짧은 PN 코드 및 각각의 경우에 따른 다중 채널 신호의 피크 파워 분배 확률(Probability)을 감시하여 최소의 PAR을 갖는 왈쉬 코드 테이블을 생성하여 관리하고 상기 곱셈기에 각 통화채널에 대한 왈시코드를 할당하고 해제하게 된다.At this time, the Walsh code generator 213 generates and manages a Walsh code table having a minimum PAR by monitoring digital channel gain parameters, short PN codes, and peak power distribution probabilities of multi-channel signals in each case. The multiplier allocates and releases Walsh codes for each talk channel.
이로써, 다중채널 신호의 PAR을 감소시킬 수 있으며, 감소된 PAR은 기지국의종단 대 전력 증폭기의 필요 백오프를 낮추게 되어 저가의 저용량 증폭기의 사용이 가능하게 할 수 있다.As a result, the PAR of the multichannel signal can be reduced, and the reduced PAR can reduce the required backoff of the end-to-end power amplifier of the base station, thereby enabling the use of a low cost low capacity amplifier.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 CDMA 시스템의 기지국에서의 PAR 감소를 위한 채널 할당 장치에 의하면, 다중 채널 신호의 PAR을 감소시킬 수 있으며, 감소된 PAR은 기지국의 종단 대 전력 증폭기의 필요 백오프를 낮추게 되어 저가의 저 용량 증폭기의 사용이 가능하게 됨으로서, 기지국 가격 저하 및 크기 감소에 기여할 수 있는 효과가 있다. As described above, according to the channel allocation apparatus for reducing the PAR at the base station of the CDMA system according to the present invention, the PAR of the multi-channel signal can be reduced, and the reduced PAR reduces the required backoff of the end-to-power amplifier of the base station. The low cost enables the use of low-cost, low-capacity amplifiers, which contributes to base station cost reduction and size reduction.
도 1은 CDMA 시스템의 순방향 및 역방향 채널 구조.1 is a forward and reverse channel structure of a CDMA system.
도 2는 종래 CDMA 시스템의 기지국 순방향 링크의 송신 경로를 나타낸 도면. 2 is a diagram illustrating a transmission path of a base station forward link of a conventional CDMA system.
도 3은 본 발명 CDMA 시스템이 기지국에서의 PAR 감소를 위한 채널 할당장치를 나타낸 구성도.3 is a block diagram illustrating a channel allocation apparatus for reducing PAR in a base station according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
201,202,203,204...곱셈기 205...디지털 아날로그 변환부201,202,203,204 ... Multiplier 205 ... Digital-Analog Converter
206...믹서부 207...파워 증폭부206 Mixer 207 Power Amplifier
208...밴드패스필터 209...피크 확률 계산부208 Band pass filter 209 Peak probability calculation unit
210...디지털 이득 제어부 211...짧은 PN 코드 발생부210 Digital gain control 211 Short PN code generator
212...호 처리 프로세서 213...왈쉬코드 발생부Call processing processor ...
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