KR100536131B1

KR100536131B1 - 광 코드 분할 다중 접속 시스템에서의 신호 수신 장치 및그 방법

Info

Publication number: KR100536131B1
Application number: KR10-2003-0016818A
Authority: KR
Inventors: 임유택; 원용협; 연영희; 김봉규; 김병휘; 민성식
Original assignee: 한국전자통신연구원; 학교법인 한국정보통신학원
Priority date: 2003-03-18
Filing date: 2003-03-18
Publication date: 2005-12-12
Also published as: KR20040082153A

Abstract

본 발명은 광 코드 분할 다중 접속 시스템(영문: optical Code-Division Multiple-Access System, 약어 : Optical CDMA System 또는 광 CDMA 시스템)에서의 신호 수신 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

본 신호 수신 장치에서는, 코드를 구성하는 다수의 광 신호가 수신되면, 수신된 광 신호들을 선택적으로 다수의 광 지연선에 각각 분산시키는 광 분파기, 다수의 광 지연선들을 적어도 한 개 이상의 그룹으로 각각 모으는 광 커플러, 모아진 각 그룹별 광 신호의 크기를 각각 감지하는 광 검출기, 감지된 각 그룹별 광 신호의 크기와 소정 크기의 정해진 문턱 값과의 비교를 통해 각 그룹별로 비트 종류를 결정하는 비트 산출부 및, 각 그룹별로 결정된 비트 종류에 따라 최종 데이터 비트를 인식하는 연산 소자를 포함한다.

이를 통하여, 다중 접속 간섭(Multiple Access Interference)에 의한 비트 오류율(Bit Error Rate) 증가를 완화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 그로 인한 광 네트워크의 성능 개선을 이룰 수 있다.

Description

광 코드 분할 다중 접속 시스템에서의 신호 수신 장치 및 그 방법 {A SIGNAL RECEIVING APPARATUS AND METHOD OF OPTICAL CODE-DIVISION MULTIPLE-ACCESS SYSTEM}

본 발명은 광 코드 분할 다중 접속 시스템(optical Code-Division Multiple-Access System, 이하 '광 CDMA 시스템'이라 함)에서의 신호 수신 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다중 접속 간섭(Multiple Access Interference)에 의한 비트 오류율(Bit Error Rate) 증가를 완화시키는 광 CDMA 시스템에서의 신호 수신 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 광 네트워크상의 통신을 위한 광 CDMA 시스템의 구성과 그 원리에 대해 첨부된 도면을 통해 간략히 알아보면 다음과 같다.

도 1은 일반적인 광 코드 분할 다중 접속 시스템을 이용한 네트워크의 전체적인 구성도로서, 도 1에 보면 광 CDMA 시스템으로 구성된 광 네트워크는 데이터를 광 신호로 바꾸는 송신기, 수신된 광 신호를 다시 데이터로 바꾸는 수신기, 송신기에서 들어온 광 신호들을 모든 수신기에 동등하게 분산시키는 스타 커플러(star coupler)등을 포함하고 있음을 볼 수 있다.

이때, 광 네트워크의 각 가입자들은 각각 한 개의 송신기와 수신기를 포함하며, 특정한 코드로 구별되어 있다. 송신기에는 여러 가지 코드에 맞는 광 신호들을 만들 수 있는 가변적인 부호화기(encoder)가 포함되어 있고, 수신기에는 이 코드에 맞는 광 신호들에만 반응하도록 고정적인 복호화기(decoder)가 포함되어 있다.

송신기는 부호화기를 통해 보내고자 하는 데이터 비트 안에 목적된 수신기와 비트의 종류에 합당한 코드와 합치되는 광 신호들을 담아, 광 네트워크의 중심에 있는 스타 커플러를 통해 모든 수신자에게 보낸다. 이때, 각 수신기들에 있는 복호화기를 통해, 목적된 수신기에서는 문턱 값 이상의 광 파워가 검출되고, 그 외 수신기들에게는 문턱 값 이하의 광 파워가 검출되는 방식으로 데이터를 수신하게 된다.

이러한 광 CDMA 시스템에서 사용하는 코드들은 한 데이터 비트 안에서, 시간, 파장, 경로 등의 좌표들을 가지는 광 신호들의 집합체이다. 이 때, 한 광 CDMA 시스템에서 채택된 코드 집합의 원소들인 코드들은 데이터 비트 안에 가능한 시간, 파장, 경로 등의 각 축 상에 있는 좌표들의 개수인 코드 길이(length, F)와 데이터 비트 안에 존재하는 광 펄스 신호의 개수인 Weight(K)가 일반적으로 같다. 단, 특별한 경우에는 다른 길이와 Weight를 사용하는 경우도 있다.

다음으로, 이러한 특징의 광 CDMA 시스템에서의 부호화 및 복호화 과정에 대해 자세히 설명하면 다음과 같다.

송신기가 목적 수신기가 선택되고, 데이터 비트가 발생하면, 목적된 수신기와 데이터 비트의 종류에 합치되는 코드가 선택된다. 이 코드는 데이터 비트 내의 시간, 파장, 경로 등의 좌표 값들을 가지는 광 신호들의 집합체로 표현되며, 가변 부호화기를 통해 각 좌표들이 선택됨으로 코드를 구성할 수 있다. 가변 부호화기에서, 시간의 좌표 선택은 광 지연선으로, 파장의 좌표 선택은 역 다중화기로, 경로의 좌표 선택은 스위치 등으로 이루어질 수 있다. 즉, 송신기에서는 한 데이터 비트 안에 다양한 종류의 광 신호들을 포함하여 광 네트워크로 전송시키는 것이다.

광 네트워크의 중심에는 스타 커플러가 있어서, 이 모든 광 신호들을 모든 수신기들에게 동등하게 분산시킨다. 각 수신기들은 앞에서 언급한 바와 같이 특정 코드에만 반응하도록 구성된 각각의 고정 복호화기를 포함하며, 이 고정 복호화기는 한 데이터 비트 안에 분산된 여러 광 신호들의 시간적 위치를 재조정한다. 이때, 목적된 수신기의 복호화기에서는 광 분파기 또는 광 분기기 등을 통해 광 신호들을 선택적으로 분산시킨 후, 광 지연선을 통해 시간적 위치를 보정하면, 광 커플러에 들어오는 광 신호들은 한 시점에 모이게 되는 것이다. 그러나, 그 외 수신기들의 복호화기에서는 광 커플러를 통과한 광 신호들이 한 시점에 모이지 않는다.

복호화 과정을 거친 광 신호들은 PD(Photo Detector : 광 검출기)에서 전기 신호로 바뀐다. 비트 산출부(Bit Decision Circuit)에서는 이 전기 신호가 문턱 값(threshold)들과의 비교를 통해 데이터 비트가 '1'인지 또는 '0'인지를 판단하게 되는 것이다.

이런 광 CDMA 시스템은 광 수동 소자들로도 쉽게 구성할 수 있고, 관리가 편하며, 보안성이 보장되기 때문에 광 가입자 망이나 광 LAN 등에서 유용하게 사용될 수 있다.

그러나, 이 광 CDMA 시스템을 사용하는 광 네트워크에서 동시 사용자가 증가하면, 다른 송신기들의 광 신호들에 의한 간섭으로, 목적되지 않은 수신기에서 잘못된 데이터 비트를 판단하게 되어, 비트 오류가 발생할 수 있다. 이는 여러 송신기들에 의해 발생되는 모든 광 신호들이 스타 커플러를 통해 모든 수신기들로 들어가기 때문인데, 목적되지 않은 수신기에서도 여러 송신기들로부터 온 광 신호들이 복호화기를 통과하면서, 우연히 한 시점에서 문턱 값 이상의 크기로 중첩될 경우가 확률적인 특성을 가지고 발생하게 된다.

이를 다중 접속 간섭(Multiple Access Interference, 약어 :'MAI')에 의한 비트 오류 발생이라고 한다. 이때, MAI가 증가하면 비트 오류율(Bit Error Rate, 약어 :'BER')이 유사 지수적(Quasi-Exponential)으로 증가하는 특성을 가진다.

이러한 비트 오류가 발생되는 조건은 다양한데, 이는 여러 송신기로부터 온 광 신호들이 우연히 한 시점에서 특정 광 지연선 상에 모인 후 광 커플러를 통과하는 경우와, 여러 송신기로부터 온 광 신호들이 각각의 광 지연선을 통과한 후 우연히 한 시점에서 광 커플러에 모이는 경우 등을 포함한다.

자세히 설명하면, 2차원 광 CDMA 시스템의 수신기에 있는 복호화기의 광 분파기는 수신된 광 신호들을 각 파장별로 나눈 다음, 나눠진 광 신호들이 각각의 광 지연선을 통과하면, 광 커플러를 통해 다시 모은다.

이때, 어떤 목적되지 않은 수신기에서 여러 송신기로 인한 광 신호들이 들어왔다고 가정하면, 이 수신기의 복호화기의 종점인 광 커플러에서는 어느 시점에서 문턱 값 이하의 크기를 가진 광 신호를 감지해야 한다. 그러나, 여러 송신기에 의해 광 신호들이 발생할 때, 어떤 경우에는 광 분파기에 의해 특정 광 지연선으로 분산되어 들어가는 특정 파장의 광 신호들이 문턱 값 이상의 크기를 가질 수도 있을 것이며, 이때, 광 커플러에서도 문턱 값 이상의 광 신호가 통과하여 비트 오류가 발생한다.

또한, 여러 송신기에 의해 들어오는 광 신호들이 특정 광 지연선에서 중첩되지 않더라도, 광 지연선들을 통과한 후, 광 커플러에서 우연히 한 시점에 문턱 값 이상의 광 신호가 감지되는 경우가 생기면, 이것 역시 비트 오류가 발생한다. 즉, 종래 기술에 의한 수신기와 수신 방법에서는 이런 경우들이 구별되지 않기 때문에 비트 오류가 생기는 경우의 수가 많다.

이러한 MAI 증가에 의한 BER 증가를 완화시키기 위한 방법으로는 권리권자가 Rice University인 [특허명칭 : System and Method for performing optical code division multiple access communication using bipolar code, 등록번호 : 5, 760, 941, 등록년도 ; 1998년]의 특허가 있는데, 이는 무선 신호를 광학 신호로 바꾸어 통신하는 시스템에 적용되도록 함과 동시에 양극성 데이터를 수신함으로써, 오류율을 줄일 수 있도록 한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 다수의 광 지연선들을 적어도 한 개 이상의 그룹으로 나눈 후, 나눠진 각 그룹별로 수신되는 광 신호들을 묶은 다음, 각 그룹별로 비트를 각각 감지하고, 논리적 연산 소자를 통해 최종 데이터 비트를 인식함으로써, 다중 접속 간섭(Multiple Access Interference) 증가에 의한 비트 오류율(Bit Error Rate) 증가를 완화시킬 수 있는 광 코드 분할 다중 접속 시스템에서의 신호 수신 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광 코드 분할 다중 접속 시스템(광 CDMA 시스템)에서의 신호 수신 장치는, 코드를 구성하는 다수의 광 신호들을 송수신하는 광 CDMA 시스템에서의 신호 수신 장치에 있어서, 코드를 구성하는 다수의 광 신호가 수신되면, 상기 수신된 광 신호들을 선택적으로 다수의 광 지연선에 각각 분산시키는 광 분파기; 상기 다수의 광 지연선들을 적어도 한 개 이상의 그룹으로 각각 모으는 광 커플러; 상기 모아진 각 그룹별 광 신호의 크기를 각각 감지하는 광 검출기; 상기 감지된 각 그룹별 광 신호의 크기와 소정 크기의 정해진 문턱 값과의 비교를 통해 각 그룹별로 비트 종류를 결정하는 비트 산출부; 및 상기 각 그룹별로 결정된 비트들에 소정의 연산을 통해 최종 데이터 비트를 판단하는 연산 소자를 포함한다.

이때, 상기 광 커플러와 광 검출기 및 비트 산출부는 각각 적어도 한 개 이상이며, 동일 개수인 것을 특징으로 하며, 상기 연산 소자는, 결정된 각 그룹별 비트 종류 중 적어도 한 개 이상의 '0' 비트가 있으면, 최종 데이터 비트를 '0' 비트로 인식하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 광 코드 분할 다중 접속 시스템에서의 신호 수신 방법은, 코드를 구성하는 다수의 광 신호들을 송수신하는 광 코드 분할 다중 접속 시스템에서의 신호 수신 방법에 있어서, a)코드를 구성하는 다수의 광 신호가 수신되면, 상기 수신된 광 신호들을 선택적으로 다수의 광 지연선에 각각 분산시키는 단계; b)상기 다수의 광 지연선들을 적어도 한 개 이상의 그룹으로 각각 모으는 단계; c)상기 모아진 각 그룹별 광 신호의 크기를 각각 감지하는 단계; d)상기 감지된 각 그룹별 광 신호의 크기와 소정 크기의 정해진 문턱 값과의 비교를 통해 각 그룹별로 비트 종류를 결정하는 단계; 및 e) 상기 각 그룹별로 결정된 비트들에 소정의 연산을 통해 최종 데이터 비트를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 코드를 구성하는 다수의 광 신호들을 송수신하는 광 코드 분할 다중 접속 시스템에서의 신호 수신 방법을 포함하는 기록매체에 있어서, a)코드를 구성하는 다수의 광 신호가 수신되면, 상기 수신된 광 신호들을 선택적으로 다수의 광 지연선에 각각 분산시키는 기능; b)상기 다수의 광 지연선들을 적어도 한 개 이상의 그룹으로 각각 모으는 기능; c)상기 모아진 각 그룹별 광 신호의 크기를 각각 감지하는 기능; d)상기 감지된 각 그룹별 광 신호의 크기와 소정 크기의 정해진 문턱 값과의 비교를 통해 각 그룹별로 비트 종류를 결정하는 기능; 및 e) 상기 각 그룹별로 결정된 비트들에 소정의 연산을 통해 최종 데이터 비트를 판단하는 기능을 포함하는 프로그램이 저장된 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 광 CDMA 시스템에서의 신호 수신 장치를 세부적으로 도시한 도면이다.

도 2에 도시되어 있듯이, 본 발명의 실시 예에 따른 광 CDMA 시스템에서의 신호 수신 장치(1000)는 광 분파기(또는 광 분기기, 100), 광 지연선(200), 광 커플러(Optical Coupler, 300), 광 검출기(Photo Detector, PD, 400, 이하 'PD'라 함), 비트 산출부(Bit Decision circuit, 500) 및 연산 소자(600)를 포함한다.

이때, 광 지연선(200)은 적어도 두 개 이상의 광 지연선(201~200n)을 포함하며, 광 커플러(300)와 PD(400) 및 비트 산출부(500) 역시 적어도 두 개 이상의 광 커플러(301~300m)와 PD(401~400m) 및 비트 산출부(501~500m)를 각 그룹별로 각각 포함한다. 이때, 비트 산출부(500)의 개수인 m은, 광 지연선(200)의 개수인 n보다 작거나 같다.

또한, 광 분파기(또는 광 분기기, 100)와 광 지연선(200) 및 광 커플러(300)는 복호화(수신된 신호를 원래의 신호로 복원하는 기능) 과정을 함께 수행한다.

이때, 본 발명이 적용되는 광 CDMA 시스템이 2차원 또는 파장 분산 광 CDMA 시스템이면, 앞서 설명한 바와 같이 광 분파기(100)를 사용하며, 그 종류에는 AWG, FBG 등이 있는데, 수신된 광 신호를 파장에 따라 선택적으로 분류하여 각각의 광 지연선(수신자와 파장에 따라 각기 다른 길이의 지연선임, 200)에 분산시킨다.

반면, 광 CDMA 시스템이 1차원 시간 분산 광 CDMA 시스템일 경우에는 광 분파기(100) 대신 광 분기기(Splitter)를 사용하는데, 수신된 광 신호는 광 분기기를 통해 같은 크기를 가지고 각각의 광 지연선(200)에 분산된다.

그러면, 우선 파장 및 시간 분산 2차원 단극성 및 비간섭성 광 CDMA 시스템을 실시 예로 삼아 본 발명에서 기술한 구조를 이루는 신호 수신 장치와 그 처리 과정 및 작동에 대해 자세히 설명하면 다음과 같다.

본 실시 예에 따른 광 CDMA 시스템에서 파장 및 시간 분산 2차원이라 함은, 코드를 구성할 때, 한 데이터 비트 안에서 광 신호들을 파장 축과 시간 축에서 좌표를 선택하겠다는 것이며, 단극성(Unipolar)의 의미는 비트의 종류가 '0'과'1'로 나뉠 수 있다는 것이며, 비간섭성(Incoherent)의 의미는 같은 파장의 광 신호들이 같은 시간대에 겹쳐지더라도 상호 간섭이 일어나지 않고 단지 파워의 합산으로 처리된다는 것이다. 이때 사용하는 연산 소자는 AND 소자가 가장 적당하다.

먼저, 본 실시 예에 따른 광 CDMA 시스템의 송신기에서 데이터를 표현하는 신호가 발생하면, 송신기 안에 있는 가변 부호화기는 특정 수신자와 비트의 종류에 합당한 코드를 구성하는 광 신호들을 만든 후, 만들어진 광 신호들을 광 네트워크 안에 있는 모든 수신기에 보낸다. 이때, 단극성 광 CDMA 시스템이기 때문에 0을 표현하는 데이터 비트는 아무런 광 신호도 포함하지 않는 특징을 가진다.

첨부된 도면을 통해 자세히 설명하면, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 광 CDMA 시스템에서의 신호 수신 장치의 동작 과정을 순차적으로 도시한 흐름도이다.

도 3에 도시되어 있듯이, 본 실시 예에 따른 신호 수신 장치(1000)에 광 신호들이 수신되면, 수신된 광 신호들은 광 분파기(100)로 전달한다. 이후, 광 분파기(100)는 수신된 광 신호를 파장별로 다수의 광 지연선(200)에 조건적으로 분산시킨다(S301).

각 수신기는 고유한 자신만의 코드를 가지고 있기 때문에, 각 수신기에 존재하는 각 광 지연선(200)은 수신자의 코드와 파장에 맞게 각각 고유한 길이를 가지며, 광 분파기(100)는 분류된 각 파장별 광 신호들을 각 수신기의 코드에 합치되게 지연시킨다(S302).

이때, 종래 기술과는 달리, 여러 광 지연선(200)은 소정 개수의 그룹으로 묶여 있으며, 각 그룹별로 한 개씩 존재하는 광 커플러(300)와 연결된다. 그러므로, 광 지연선(200)을 통과한 광 신호들은 각 그룹별로 각 광 커플러(300)에서 다시 각 그룹별로 모이게 된다(S303).

이후, 각 그룹별 광 커플러(300)는 다시 각 그룹별 PD(광 검출기, 400)와 연결되어 있으며, 연결된 각 그룹별 PD(광 검출기, 400)는 광 커플러(300)를 통해 모인 광 신호를 각 그룹별로 크기를 측정하여, 각각 아날로그 전기 신호로 바꾼다(S304).

이후, 각 그룹별 비트 산출부(Bit Decision Circuit, 500)는 각 PD(400)에서 출력된 각 아날로그 전기 신호의 크기와 각 그룹별로 규정된 문턱 값과의 비교를 통해 각 그룹별 비트를 결정한다(S305).

이후, 연산 소자는 상기 결정된 각 그룹별 비트들에 적당한 연산을 통해 최종 데이터 비트를 판단한다(S306).

자세히 설명하면, 본 실시 예에서 연산 소자로 선택된 AND 소자(600)는 다수의 비트 산출부(500)들로부터 수신되는 비트들을 전체적으로 AND 연산하여, 최종 데이터 비트가'1'인지'0'인지를 결정한다. 본 발명의 실시 예에 따른 AND 소자(600)는 적어도 한 개 이상의'0'결과가 있으면, 데이터 비트를'0'으로 인식한다.

본 실시 예에서 비트 오류율의 완화를 살펴보면 다음과 같다. 우선, 단극성 비간섭성 광 CDMA 시스템의 특성상, 비트 오류가 생기는 경우는 수신되는 데이터 비트가'0'이어야 하는데,'1'이 수신되는 경우만 다룬다. 데이터 비트 오류가 생기는 경우 중, 소수의 광 지연선들에 문턱 값 이상의 광 파워가 집중되는 경우, 종래 기술에 따른 수신기에서는 비트 산출부에서 '1'이 수신되어, 비트 오류가 발생하게 된다.

이에 비해, 본 실시 예에 따른 수신 장치에서는 특정 그룹의 비트 산출부에서는'1'이 산출되어 비트 오류가 발생하지만, 다른 그룹의 비트 산출부에서는'0'이 산출되어 비트 오류가 발생하지 않게 된다. 최종적으로 비트를 처리하는 AND 소자에서 비트'1'과 비트'0'을 같이 처리하면,'0'을 산출되어 데이터 비트는'0'이 되며, 이런 비트 오류들이 보정될 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 광 CDMA 시스템에서의 신호 수신 장치는 같은 다중 접속의 상황에서 종래 기술에 따른 수신기보다 비트 오류율이 낮다. 이는 동시 사용자로 인해 어떤 수신기에서 비트 오류가 생기는 경우 중, 소수의 광 지연선들에 문턱 값 이상의 광 파워가 집중되는 경우, 종래 기술에 따른 수신기에서는 비트 오류가 발생하는데 비해, 본 발명에 따른 신호 수신 장치에서는 특정 그룹의 비트 산출부에서는 비트 오류가 발생하지만, 다른 그룹의 비트 산출부에서는 비트 오류가 발생하지 않을 뿐만 아니라, 연산 소자들에 의해 이런 오류들이 보정될 수 있기 때문이다.

좀 더 구체적인 실시 예로, 파장 및 시간 분산 2차원 단극성 및 비간섭성 광 CDMA 시스템 중, 시간적 길이(F)가 25이고, 파장의 개수가 5이며, 한 데이터 비트 안의 광 펄스 신호의 수(K)가 5인 광 직교 코드를 사용하는 광 CDMA 시스템을 살펴보자.

이 광 CDMA 시스템에서 코드의 수, 즉, 최대 사용자 수는 20이며, 각 광 코드 간의 상호 간섭성은 최대 1이다. 또한, 본 실시 예의 신호 수신 장치에서, 광 커플러, PD, 비트 산출부는 두 개 사용하여, 세 개의 파장에 대한 광 지연선을 첫 번째 광 커플러에 연결하며, 비트 산출부에서의 문턱 값은 광 펄스 신호 세 개의 파워의 크기이고, 나머지 두 개의 파장에 대한 광 지연선을 두 번째 광 커플러에 연결하며, 비트 산출부에서의 문턱 값은 광 펄스 신호 두 개의 파워의 크기라고 가정한다.

이 광 CDMA 시스템에서 사용하는 코드 중 다음 6개 코드만 광 네트워크의 가입자에 할당되어 있다고 가정해보자.

코드 1 : 0----1----2----3----4----

코드 2 : 0----2----4----1----3----

코드 3 : 0----3----1----4----2----

코드 4 : 0----4----3----2----1----

코드 5 : 0-----1-----2-----3-----4

코드 6 : 0-----2-----4-----1-----3

이때, 각 순서는 시간적 위치를 의미하며, 숫자는 파장의 종류를 의미하고, -는 신호 없음을 의미한다.

코드 1에 대응하는 수신 장치에서 첫 번째 광 지연선은 25개의 단위 길이(파장0의 광 펄스 신호가 통과하는 광 지연선)를 가지며, 두 번째 광 지연선은 20개의 단위 길이(파장1의 광 펄스 신호가 통과하는 광 지연선), 세 번째 광 지연선은 15개의 단위 길이(파장2의 광 펄스 신호가 통과하는 광 지연선),네 번째 광 지연선은 10개의 단위 길이(파장3의 광 펄스 신호가 통과하는 광 지연선), 다섯 번째 광 지연선은 5개의 단위 길이(파장4의 광 펄스 신호가 통과하는 광 지연선)를 가진다. 이 광 지연선들의 길이는 종래의 기술에 따른 수신기와 본 발명에 따른 신호 수신 장치 모두 동일하다.

만약, 어느 한 순간에 코드 1에 대응하는 수신기에 송신되는 데이터 비트는 없지만, 코드 2에서 코드 6에 대응하는 수신기에 대한 데이터 비트 1이 여러 송신기들에 의해 송신되어, 다음과 같은 시간 분포를 가지고 광 펄스 신호들이 들어오는 경우를 가정하자. 즉, 코드 1에 대응하는 수신기에서 데이터 비트는 0이어야 한다.

코드 2 : 0----2----4----1----3----

코드 3 : 0----3----1----4----2----

코드 4 : 0----4----3----2----1----

코드 5 : 0-----1-----2-----3-----4

코드 6 : 0-----2-----4-----1-----3

이때, 종래 기술에 의한 수신기는 첫 번째 광 지연선을 통해 문턱 값 이상인 다섯 개의 광 펄스 신호가 들어와서, 비트 산출부에서 데이터 비트를 1로 인식하여 비트 오류를 나타내게 된다.

하지만, 본 발명의 실시 예에 따른 신호 수신 장치의 첫 번째 비트 신출부에서는 다섯 개의 광 펄스 신호가 들어와서 문턱 값을 넘게 되어 비트를 1로 인식하지만, 두 번째, 비트 산출부에서는 그 순간 아무 광 펄스 신호도 받지 못하였기 때문에 비트를 0 으로 인식한다. 이후, AND 소자를 통해 최종적으로 0 으로 인식하여 데이터 비트를 정상으로 인식함으로써, 비트 오류를 제거한다.

단, 본 발명의 실시 예에 따른 신호 수신 장치에서, 어떤 순간에 다음과 같은 시간 분포를 가지고 신호가 들어오는 경우, 기존의 신호 수신기와 마찬가지로 비트 오류가 생긴다.(밑줄 친 신호들 때문에)

(code1 0----1----2----3----4----)

0 ----4----3----2----1----

0----- 1 -----2-----3-----4

0---- 2 ----4----1----3----

0---- 3 ----1----4----2----

0-----2----- 4 -----1-----3

또한, 본 발명의 실시 예에서는 AND 소자를 이용한 비트 오류율 완화 과정에 대해 설명하였지만 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, NOT, OR 및 AND 소자 등과 같은 연산 소자들을 혼합하여 비트 오류율을 완화시킬 수도 있다.

도 4는 본 발명에 따른 실시 예에서 파장의 수와 길이를 늘이고, 비트 산출부 그룹을 2개와 3개로 각각 나눔에 따라, 각각 개선된 다중 접속 간섭에 의한 비트 오류율을 종래의 기술에 의한 수신기(비트 산출부가 1개인 경우)와 비교하여 도시한 그래프도이다.

이처럼, 본 발명의 실시 예에 따른 광 코드 분할 다중 접속 시스템에서의 신호 수신 장치 및 그 방법은 광 신호들을 각 그룹별로 나누어 비트를 인식한 후, 연산 소자들에 의해 최종 데이터 비트를 인식함으로써, 다중 접속 간섭에 의한 비트 오류율 증가를 완화시킬 수 있다.

도면과 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

본 발명에 따른 광 CDMA 시스템에서의 신호 수신 장치 및 그 방법은 광 지연선들을 소정의 개수의 그룹으로 묶어, 각 그룹별 광 신호의 전체 파워와 각 그룹별로 정해진 문턱 값(threshold)과의 비교를 통해 비트를 산출한 후, 연산 소자를 이용하여 최종 데이터 비트를 인식함으로써, 비트 오류가 생기는 경우의 수를 줄일 수 있어, 다중 접속 간섭에 의한 비트 오류율 증가를 완화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 그로 인한 광 네트워크의 성능 개선을 이룰 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 광 코드 분할 다중 접속 시스템을 이용한 광 네트워크의 전체적인 구성도이다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 광 코드 분할 다중 접속 시스템의 신호 수신 장치를 세부적으로 도시한 도면이다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 광 코드 분할 다중 접속 시스템에서의 신호 수신 장치의 동작 과정을 순차적으로 도시한 흐름도이다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 개선된 다중 간섭에 의한 비트 오류율을 도시한 그래프도이다.

※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※

100 : 광 분파기

200 : 광 지연선(Optical Delay Line)

300 : 광 커플러(Optical Coupler)

400 : 광 검출기(Photo Detector)

500 : 비트 산출부(Bit Decision Circuit)

600 : 연산 소자

1000 : 신호 수신 장치

Claims

코드를 구성하는 다수의 광 신호들을 송수신하는 광 코드 분할 다중 접속 시스템에서의 신호 수신 장치에 있어서,

코드를 구성하는 다수의 광 신호가 수신되면, 상기 수신된 광 신호들을 선택적으로 다수의 광 지연선에 각각 분산시키는 광 분파기;

상기 다수의 광 지연선들을 적어도 한 개 이상의 그룹으로 각각 모으는 광 커플러;

상기 모아진 각 그룹별 광 신호의 크기를 각각 감지하는 광 검출기; 상기 감지된 각 그룹별 광 신호의 크기와 소정 크기의 정해진 문턱 값과의 비교를 통해 각 그룹별로 비트 종류를 결정하는 비트 산출부; 및

상기 각 그룹별로 결정된 비트들에 소정의 연산을 통해 최종 데이터 비트를 판단하는 연산 소자

를 포함하는 광 코드 분할 다중 접속 시스템에서의 신호 수신 장치.
제1 항에 있어서,

상기 광 커플러와 광 검출기 및 비트 산출부는 각각 동일 개수이며,

상기 동일 개수는 적어도 한 개 이상인 것을 특징으로 하는 광 코드 분할 다중 접속 시스템에서의 신호 수신 장치.
제1 항에 있어서,

상기 연산 소자는 AND 연산 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 코드 분할 다중 접속 시스템에서의 신호 수신 장치.
제1 항에 있어서,

상기 연산 소자는 NOT, OR 및 AND 연산 소자가 혼합 구성되는 것을 특징으로 하는 광 코드 분할 다중 접속 시스템에서의 신호 수신 장치.
제3 항 또는 제4 항에 있어서,

상기 연산 소자는,

상기 결정된 각 그룹별 비트 종류 중 적어도 한 개 이상이 '0' 비트(-정상-) 결과가 있으면, 최종 데이터 비트를 '0' 비트로 인식하는 것을 특징으로 하는 광 코드 분할 다중 접속 시스템에서의 신호 수신 장치.
제1 항에 있어서,

광 코드 분할 다중 접속 시스템이 2차원 또는 파장 분산 광 코드 분할 다중 접속 시스템이면, 상기 광 분파기는 상기 수신된 광 신호를 파장에 따라 선택적으로 분류하여 상기 다수의 광 지연선에 각각 분산시키는 것을 특징으로 하는 광 코드 분할 다중 접속 시스템에서의 신호 수신 장치.
제1 항에 있어서,

광 코드 분할 다중 접속 시스템이 시간 분산 광 코드 분할 다중 접속 시스템이면, 상기 수신된 광 신호를 같은 크기의 파워로 분배하여 상기 다수의 각 광 지연선에 각각 분산시키는 광 분기기를 사용하는 것을 특징으로 하는 광 코드 분할 다중 접속 시스템에서의 신호 수신 장치.
제1 항에 있어서,

상기 수신된 광 신호는,

1차원 시간 분산 광 직교 코드 또는 2차원 광 직교 코드를 구성하는 것을 특징으로 하는 광 코드 분할 다중 접속 시스템에서의 신호 수신 장치.
코드를 구성하는 다수의 광 신호들을 송수신하는 광 코드 분할 다중 접속 시스템에서의 신호 수신 방법에 있어서,

a)코드를 구성하는 다수의 광 신호가 수신되면, 상기 수신된 광 신호들을 선택적으로 다수의 광 지연선에 각각 분산시키는 단계;

b)상기 다수의 광 지연선들을 적어도 한 개 이상의 그룹으로 각각 모으는 단계;

c)상기 모아진 각 그룹별 광 신호의 크기를 각각 감지하는 단계;

d)상기 감지된 각 그룹별 광 신호의 크기와 소정 크기의 정해진 문턱 값과의 비교를 통해 각 그룹별로 비트 종류를 결정하는 단계; 및

e)상기 각 그룹별로 결정된 비트들에 소정의 연산을 통해 최종 데이터 비트를 판단하는 단계

를 포함하는 광 코드 분할 다중 접속 시스템에서의 신호 수신 방법.
제9 항에 있어서,

상기 e)단계는,

AND 연산 소자를 이용하여 상기 최종 데이터 비트를 인식하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 코드 분할 다중 접속 시스템에서의 신호 수신 방법.
제9 항에 있어서,

상기 e)단계는,

상기 최종 데이터 비트 인식시 혼합 구성된 NOT, OR 및 AND 연산 소자를 이용하여 인식하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 코드 분할 다중 접속 시스템에서의 신호 수신 방법.
제10 항 또는 제11 항에 있어서,

상기 e)단계는,

상기 결정된 각 그룹별 비트 종류 중 적어도 한 개 이상이 '0' 비트(-정상-) 결과가 있으면, 최종 데이터 비트를 '0' 비트로 인식하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 코드 분할 다중 접속 시스템에서의 신호 수신 방법.
제9 항에 있어서,

상기 a)단계는,

광 코드 분할 다중 접속 시스템이 2차원 또는 파장 분산 광 코드 분할 다중 접속 시스템이면, 상기 수신된 광 신호를 파장에 따라 선택적으로 분류하여 상기 다수의 광 지연선에 각각 분산시키는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 코드 분할 다중 접속 시스템에서의 신호 수신 방법.
제9 항에 있어서,

상기 a)단계는,

광 코드 분할 다중 접속 시스템이 시간 분산 광 코드 분할 다중 접속 시스템이면, 상기 수신된 광 신호를 같은 크기의 파워로 분배하여 상기 다수의 광 지연선에 각각 분산시키는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 코드 분할 다중 접속 시스템에서의 신호 수신 방법.
코드를 구성하는 다수의 광 신호들을 송수신하는 광 코드 분할 다중 접속 시스템에서의 신호 수신 방법을 포함하는 기록매체에 있어서,

a)코드를 구성하는 다수의 광 신호가 수신되면, 상기 수신된 광 신호들을 선택적으로 다수의 광 지연선에 각각 분산시키는 기능;

b)상기 다수의 광 지연선들을 적어도 한 개 이상의 그룹으로 각각 모으는 기능;

c)상기 모아진 각 그룹별 광 신호의 크기를 각각 감지하는 기능;

d)상기 감지된 각 그룹별 광 신호의 크기와 소정 크기의 정해진 문턱 값과의 비교를 통해 각 그룹별로 비트 종류를 결정하는 기능; 및

e) 상기 각 그룹별로 결정된 비트들에 소정의 연산을 통해 최종 데이터 비트를 판단하는 기능

을 포함하는 프로그램이 저장된 기록매체.