KR100646016B1 - 정 포락선 부호화를 사용한 코드선택 코드분할 다중접속통신 시스템에서 상관기 출력과 패리티 검사 결과를이용한 수신 신호의 복조 방법 및 그 장치 - Google Patents

정 포락선 부호화를 사용한 코드선택 코드분할 다중접속통신 시스템에서 상관기 출력과 패리티 검사 결과를이용한 수신 신호의 복조 방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 정 포락선 부호화를 사용한 코드선택 코드분할 다중접속 통신 시스템에서 상관기 출력과 패리티 검사 결과를 이용한 수신 신호의 복조 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 잉여 블록의 정보를 활용하여 정보비트의 오류를 정정함으로써 시스템의 비트오율 성능을 개선시키는 코드선택 코드분할 다중접속에서의 복조 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
본 발명의 정 포락선 부호화를 사용한 코드선택 코드분할 다중접속 통신 시스템에서 상관기 출력과 패리티 검사 결과를 이용한 수신 신호의 복조 방법은 정 포락선 부호화를 사용한 코드선택 코드분할 다중접속 통신 시스템의 수신 신호의 복조 방법에 있어서, 입력되는 수신 신호를 4개의 블록을 가진 코드선택 코드분할 다중접속 복조기에서 복조하는 단계; 복조된 비트열에 대해 n(n≤N, N은 정보채널수)번째 위치의 4개 비트들의 패리티 검사를 수행하는 단계 및 상기 패리티 검사 결과를 이용하여 출력 신호를 결정하는 단계로 이루어짐에 기술적 특징이 있다.
따라서, 본 발명의 정 포락선 부호화를 사용한 코드선택 코드분할 다중접속 통신 시스템에서 상관기 출력과 패리티 검사 결과를 이용한 수신 신호의 복호화 방법 및 그 장치는 수신기에서 송신기의 신호를 일정 펄스폭으로 만들고 기존의 수신기에서는 사용하지 않는 잉여 블록의 정보를 활용하여 정보비트의 오류를 정정함으로써 시스템의 비트오율 성능을 개선할 수 있으며, 주어진 품질을 얻기 위하여 필요한 송신 에너지를 감소시킬 수 있어 에너지 효율이 향상되는 효과가 있다. 또한 코드선택 코드분할 다중접속에서 포함하고 있는 레벨 클리핑 과정을 제거할 수 있어서 채널간 직교성의 손상 문제가 없고 전력 증폭기의 선형성이 요구되지 않는 효과가 있다.
코드선택 코드분할 다중접속, 직교코드, 오류정정

Description

정 포락선 부호화를 사용한 코드선택 코드분할 다중접속 통신 시스템에서 상관기 출력과 패리티 검사 결과를 이용한 수신 신호의 복조 방법 및 그 장치{Decoding method using output of correlators and parity check results for constant amplitude coded code-select CDMA communication systems and device thereof}
도 1은 종래기술에 의한 직접수열 코드분할 다중접속 송신기의 구성도이다.
도 2는 종래기술에 의한 펄스폭 코드분할 다중접속 송신기의 구성도이다.
도 3은 종래기술에 의한 다중위상 코드분할 다중접속 송신기의 구성도이다.
도 4는 종래기술에 의한 코드선택 코드분할 다중접속 송신기의 구성도이다.
도 5는 종래기술에 의한 정 포락선 부호화를 사용한 코드선택 코드분할 다중접속 송신기의 구성도이다.
도 6은 본 발명에 의한 정 포락선 부호화된 코드선택 코드분할 다중접속 수신기의 구성도이다.
도 7은 본 발명에 의한 패리티 검사를 나타내는 표이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
200. 복조기 210. 패리티 검사기
220. 출력 230. 잉여 블록
본 발명은 정 포락선 부호화를 사용한 코드선택 코드분할 다중접속 통신 시스템에서 상관기 출력과 패리티 검사 결과를 이용한 수신 신호의 복조 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 잉여 블록의 정보를 활용하여 정보비트의 오류를 정정함으로써 시스템의 비트오율 성능을 개선시키는 코드선택 코드분할 다중접속에서의 복조 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
일반적인 무선 전송 다중화 기술은 크게 주파수 분할 다중접속(FDMA : Frequency Division Multiple Access), 시분할 다중접속(TDMA : Time Division Multiple Access), 코드분할 다중접속(CDMA : Code Division Multiple Access) 방식으로 구분된다. 주파수 분할 다중접속 방식은 한 전송로의 자료 전송 주파수를 일정한 주파수 폭으로 나누어 각 부채널에 차례로 분배함으로써 몇 개의 부채널이 한 개의 고속 전송선을 나누어 이용하는 것을 말하고, 시분할 다중접속 방식은 하나의 위성탑재 중계기를 매개로 하여 둘 이상 복수의 기지국이 다중접속하여 동일주파수대를 시간적으로 분할하여 그 주파수대로 상호통신을 하는 것을 말하며, 코드분할 다중접속 방식은 대역확산(Spread Spectrum) 기술을 활용하여 전체 대역 내 에서 각각의 정보를 측정부호 및 시간 차이로 분할하여 보내고 수신쪽에서도 전체대역 내의 많은 정보중 송신시 사용된 것과 동일한 부호와 시간 차이를 갖는 정보만을 골라내어 원래 신호를 재생해 내는 무선전화 송신기술이다.
주파수 분할 다중접속, 시분할 다중접속 및 코드분할 다중접속 방식 중에서 코드분할 다중접속 방식은 제반 특성이 우수하여 제 3세대 이동통신으로 불려지는 IMT(International Mobile Telecommunications)-2000 시스템의 세계 표준화 방식으로 자리를 굳히게 되었다.
이동 통신에서 사용되는 코드분할 다중접속 방식에서는 데이터에 직접 직교코드(왈시코드, Walsh Code)를 곱하여 대역을 확산하는 직접수열 코드분할 다중접속(Direct Sequence/Code Division Multiple Access : DS/CDMA) 방식을 주로 사용한다. 직접수열 코드분할 다중접속 방식은 가장 기본적인 확산대역 방식으로서, 디지털 전송 신호에 주기가 훨씬 짧은 펄스열을 곱하여 전송함으로써 주파수 대역폭을 많이 차지하도록 유도한다. 확산 신호를 수신한 후에는 전송에 사용된 펄스열과 완전히 일치하는 펄스열을 다시 곱해주면 원래의 신호가 복조된다. 여기서 변복조에 사용되는 펄스열 자체가 일종의 암호(code)가 되어서 상기 암호가 없으면 이론적으로 원신호의 복조가 불가능하다.
직접수열 코드분할 다중접속 방식은 직접수열 코드분할 다중접속 시스템의 기지국에서 여러 채널의 신호를 동시에 선형적으로 합하여 전송한다. 채널마다 할당된 이진 시퀀스를 더하면 신호의 펄스폭은 일정하지 않고 변화하게 된다. 채널 수가 증가할수록 출력신호의 레벨 수가 증가하여 펄스폭의 변화 범위가 커지므로 전력 증폭기의 높은 선형성이 요구된다.
제 2세대 이동 통신의 단말기에서는 기지국과 달리 직교코드(Orthogonal Code)를 하나씩만 사용하고 있어 멀티코드에 의한 복잡성이 단말기에서는 나타나지 않았다. 그러나, 음성 위주의 서비스를 넘어서 데이터와 동영상을 포함한 멀티미디어 서비스를 제공하는 차세대 이동 통신에서는 고속의 데이터 전송 속도를 지원하기 위해 단일 사용자가 사용하는 단말기에서도 직, 병렬 변환기를 거쳐 여러 채널을 사용하여 여러 개의 직교코드를 동시에 사용하는 멀티코드 코드분할 다중접속(Multi-code CDMA) 방식이 되어 전송신호의 레벨이 여러 개가 된다. 따라서 전력증폭기의 효율이 떨어지며, 저가의 단말장치를 구현하는 데 많은 어려움이 있었다.
전송 데이터 채널수의 증가에 따라 멀티코드의 사용으로 인하여 변조 신호의 신호레벨이 증가하여 발생하는 제반 문제점을 해소시키는 방식으로 펄스폭 코드분할 다중접속(Pulse Width CDMA : PW/CDMA), 다중위상 코드분할 다중접속(Multiple Phase CDMA : MP/CDMA), 코드선택 코드분할 다중접속(Code Select CDMA : CS/CDMA) 방식이 제안되었다. 펄스폭 코드분할 다중접속 방식은 여러 레벨을 가지는 전송신호를 바이너리(Binary) 형태의 펄스폭 신호 형태로 변환하는 것이고, 다중위상 코드분할 다중접속 방식은 여러 레벨을 가지는 전송신호를 바이너리 형태의 위상신호 형태로 변환하는 것이다.
코드선택 코드분할 다중접속 방식은 전송되는 데이터를 이용하여 블록으로 할당된 직교코드 중 하나를 선택하여 데이터를 변조한다. 채널 수가 많은 경우 저 장해야 할 코드의 개수가 매우 커지기 때문에 코드선택 코드분할 다중접속 시스템은 여러 개의 블록으로 나누어서 구현하는데, 각 블록에서 출력되는 직교코드들이 더해지기 때문에 변조신호는 역시 멀티레벨(Multi-level) 신호가 된다. 이러한 멀티레벨의 신호를 일정한 펄스폭을 갖고 전송되도록 하기 위하여 MPSK(M-ary Phase Shift Keying) 변조를 사용하는데 채널 잡음의 영향을 적게 받기 위하여 변조에 앞서 신호의 레벨을 일정 개수로 제한한다. 그러나 상기 레벨 제한을 하는 경우에 신호의 직교성이 손상되어 성능이 저하된다.
도 1은 종래기술에 의한 직접수열 코드분할 다중접속 송신기의 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 입력신호 d1, d2, ..., dn은 각각 직교코드패턴 c1, c2, ..., cn과 곱셈기 1a, 1b, ..., 1n에서 각각 곱해져서 아날로그 합산기(10)에서 모두 합산되어 (n+1) 레벨의 아날로그 형태의 신호 S로 변환되어 RF(Radio Frequency) 증폭기로 보내진다.
즉, 종래의 멀티코드 코드분할 다중접속 방식의 송신단에서는 여러 채널의 정보를 동일 주파수로 동시에 보내기 위해, 각 채널의 데이터 정보에 정보 전송 속도보다 수십 배에서 수천 배 정도 빠른 서로 다른 직교코드를 곱하여 각각의 채널이 서로 간섭하지 않도록 직교성을 부여한 후, 이를 산술적으로 합하여 여러 채널을 동시에 동일 주파수로 전송한다. 따라서 멀티코드 코드분할 다중접속 방식에서는 사용하는 직교코드의 개수에 따라 합산기의 출력심볼 레벨이 증가하고, 이에 따라 시스템 구성이 복잡해지고 신호처리가 어려워지는 문제점이 있다.
도 2는 종래기술에 의한 펄스폭 코드분할 다중접속 송신기의 구성도이다. 멀티코드 코드분할 다중접속과 동일한 입력 구조를 가지며 입력신호는 각각 직교코드패턴과 곱셈기에서 각각 곱해져서 디지털 합산기(20)에서 모두 합산되어 (n+1) 레벨의 디지털 형태의 신호로 변환되어 출력된다. 상기 멀티레벨 출력 심볼은 레벨제한기(30)에서 일정 크기 이상은 절사된 후 펄스발생기(40)에서 레벨 값에 따라 결정되는 폭을 가진 펄스 신호로 변환된다. 펄스폭 코드분할 다중접속 방식은 변조신호가 이진 형태가 되는 장점이 있으나 잘라낸 변조신호의 레벨 수가 2보다 크게 되는 경우 변조신호의 대역폭이 레벨 수에 비례하여 증가하는 단점이 있다.
도 3은 종래기술에 의한 다중위상 코드분할 다중접속 송신기의 구성도이다. 입력신호가 각각 직교코드패턴과 곱셈기에서 각각 곱해져서 디지털 합산기(20)에서 모두 합산되어 (n+1) 레벨의 디지털 형태의 신호로 변환되어 출력되고, 상기 멀티레벨 출력 심볼이 레벨제한기(30)에서 일정 크기 이상은 절사되는 과정은 상기 펄스폭 코드분할 다중접속과 동일하다. 그러나, 상기 레벨제한기의 출력심볼은 위상변환기(50)에서 레벨 값에 따라 반송파의 위상으로 변환된다.
펄스폭 코드분할 다중접속 방식과 다중위상 코드분할 다중접속 방식은 직접수열 코드분할 다중접속 방식의 신호레벨을 일정 크기 이상을 잘라내어 신호레벨 크기의 증가를 방지하여 시스템이 단순해지는 장점이 있지만, 펄스폭 코드분할 다중접속과 다중위상 코드분할 다중접속 방식도 멀티코드 코드분할 다중접속 방식과 마찬가지로 정보채널 하나에 직교코드를 하나씩 할당하여 사용한다. 결과적으로 멀티코드 코드분할 다중접속, 펄스폭 코드분할 다중접속 및 다중위상 코드분할 다중 접속 방법은 전송하는 데이터 채널 하나에 직교코드가 하나씩 할당되어 전송하는 정보 채널 수와 동일한 수의 직교코드를 사용하므로, 데이터 채널수가 증가하면 사용하는 직교코드의 수가 증가하고 변조된 전송신호의 레벨이 증가하는 문제점이 있다. 또한, 멀티레벨 신호를 잘라내는 과정에서 직교코드의 직교성이 손상되어 전송되는 신호간의 상호간섭에 취약해지는 단점이 있다.
도 4는 종래기술에 의한 코드선택 코드분할 다중접속 송신기의 구성도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 코드선택 코드분할 다중접속 방식에서는 데이터를 여러 채널을 통하여 전송하는데, 정보채널 데이터 중 일부는 직교코드들을 선택하고, 선택된 직교코드들을 정보채널 나머지 데이터와 각각 곱하여 확산된 신호들을 더한 후 변조하여 전송한다.
코드선택 코드분할 다중접속 시스템은 여러 개의 블록으로 구성되어 있는데, 각 블록에 입력되는 (N+1)개(N은 자연수)의 정보채널 중에서 N개의 채널에 실린 데이터로부터 2N개의 직교코드 중 한 개가 선택되고, 상기 코드가 나머지 한 채널의 데이터에 곱해진다. 즉, N비트의 정보데이터가 직교코드를 결정하고, 1비트의 정보 데이터가 부호를 결정한다. 여러 블록의 출력신호를 더한 후 대역통과 변조를 하여 전송하는데, 여러 블록의 출력신호가 더해지면 신호의 레벨이 여러 가지가 되어 송신기의 고주파 증폭기의 선형성이 요구된다.
상기 블록 단위의 변조방법에 의해 각 블록에서 생성된 신호를 디지털 합산기(20)를 통하여 하나의 신호로 합산하여 만들어진 멀티레벨 신호를 펄스폭 코드분 할 다중접속 방식을 이용하여 펄스폭으로 변환하거나, 다중위상 코드분할 다중접속 방식을 이용하여 위상값으로 변환하여 전송한다. 펄스폭 변조시 대역폭이 넓어지는 문제와 다중위상 변조시 신호 성상도가 밀집 배치되는 문제를 피하기 위하여 각 블록 출력을 합산하여 만들어진 멀티레벨 신호를 레벨이 일정한 값 이상이 되면 잘라내는 절사(Truncation) 단계를 보통 포함한다.
도 4에 도시된 바와 같이 블록 A(70)에서 입력되는 정보 채널의 데이터 d0, d1 , d2를 이용하여 c0, c1, c2, c3 , c4, c5, c6, c7의 8개 직교코드 중 하나를 선택한다. 선택된 ci 직교코드를 d3로 곱하여(Exclusive OR) 데이터를 싣는다. 같은 방법으로 블록 B와 이후 블록들을 수행하여 각 블록별로 변조된 직교코드를 하나씩 만들게 되는 것이다.
상기와 같이 블록별로 변조된 직교코드를 디지털 합산기(20)로 합하여 멀티레벨 신호를 만든 후 펄스폭 코드분할 다중접속, 다중위상 코드분할 다중접속에서 사용한 방식처럼 레벨제한기(30)로 일정 레벨 이상은 잘라낸 후 파형변조기(60)를 이용하여 각 레벨을 펄스폭 혹은 위상값으로 치환하여 변조가 완성된다. 그러나 각 블록의 출력을 더하여 만들어진 멀티레벨 신호를 레벨제한기(30)로 잘라내는 경우, 채널간의 직교성이 손상되어 성능이 저하되는 문제점이 있었다.
상기 레벨 제한기로 인한 신호간 직교성 손상 문제가 발생하지 않도록 하는 방안으로 코드선택 코드분할 다중접속 시스템에 입력되는 정보비트열을 부호화함에 의하여 여러 블록에서 출력된 직교코드가 더해지더라도 신호의 진폭은 일정하게 되 도록 하였다. 상기와 같은 정 포락선 부호화기를 가진 코드선택 코드분할 다중접속 시스템은 일정 크기의 출력 심볼이 만들어지므로 기존의 코드선택 코드분할 다중접속에서 포함하고 있는 레벨 제한기를 제거할 수 있어서 레벨 클리핑으로 인한 직교성의 손상 문제가 발생하지 않았다. 또한 대역통과 변조도 BPSK를 사용하면 되기 때문에 송수신기의 구조가 간단해지며, 전송 신호의 진폭이 일정하여 단말기 전력 증폭기의 선형성이 요구되지 않아 단말기의 전력 효율이 향상되어 단말기의 저가 구현이 가능하게 되는 장점이 있었다.
도 5는 종래기술에 의한 정 포락선 부호화를 사용한 코드선택 코드분할 다중접속 변조기의 구성도이다. 상기 송신기의 부호화 방법은 입력되는 정보비트열을 직/병렬로 변환하여 3개의 블록에 각각 (N+1)개씩(N은 자연수)의 정보 채널이 입력되도록 블록 단위로 묶는 단계와 상기 3개의 블록에 입력되는 정보비트열로부터 부호화를 거쳐 4번째 블록에 입력되는 (N+1)개의 부호화 출력비트열을 생성하는 단계로 이루어져 있다. 정 포락선 부호화기를 가진 코드선택 코드분할 다중접속 시스템의 변조기는 동일한 구조를 가진 4개의 블록으로 구성되어 있으며, 각 블록은 왈시-아다마르(Walsh-Hadamard) 코드를 직교코드로 사용한다.
블록 A(80), B, C는 직병렬 변환기를 거친 정보비트가 실리게 되는 블록이며, 블록 D(110)는 상기 3개의 블록에 입력되는 데이터를 부호화한 후의 잉여비트열(Redundant Bit Sequence)이 실리는 블록이다. 각 블록은 (N+1)개의 입력채널을 가지는데 여기에 입력되는 정보비트열은 1과 0으로 된 데이터를 가진다. 각 블록에 서 N개의 입력채널 정보(즉 N 비트 데이터)로부터 2N개 직교코드 중의 하나를 선택한다. 상기 직교코드는 길이가 2N+2칩이며 각 원소는 1 또는 -1이다. 나머지 한 채널로 입력되는 정보비트 0은 -1로 변환하여 양극성 신호로 만든 후(100) 선택된 직교코드로 곱하여 디지털 합산기(20)에 입력시킨다.
4개의 블록에서 4개의 직교코드를 선택하는 방법은 M×M 크기의 아다마르 행렬에서 4개의 행을 선택하는 것으로 설명할 수 있다. 블록마다 N비트로 코드를 선택하므로 블록당 2N 코드가 있으며, 4개의 블록이 있으므로 아다마르 행렬의 크기인 M은 2N+2가 된다. 예를 들어, 블록마다 2비트로 코드를 선택하는 경우(즉, N=2인 경우), 아다마르 행렬의 크기는 16×16이 되며, 선택된 직교코드는 16칩의 길이를 가진다.
정 포락선 부호화기를 가진 코드선택 코드분할 다중접속에서 잉여 블록에 입력되는 비트를 만들기 위하여 다른 3개의 블록에 입력되는 비트열을 부호화하는 방법은 다음과 같다. 여기서 각 블록에 입력되는 데이터 비트 수는 (N+1)로 가정하자. (N+1)비트 중 N비트의 데이터로 2N개 직교코드 중 하나를 선택하며, 선택된 직교코드는 나머지 1비트의 데이터와 곱해진다. 3개의 정보 전달 블록에 입력되는 3×(N+1)개의 정보비트를 부호화하여 잉여블록에 입력하면 4개의 블록에서 출력된 비트열을 디지털 합산기(20)에서 더했을 때 출력 심볼의 펄스폭을 일정하게 할 수 있다.
도 5의 블록 A~C에 입력되는 정보비트열에서 코드를 선택하는 비트열은 각각 (b0 N-1, …, b0 0), (b1 N-1, …, b 1 0), (b2 N-1, …, b2 0)이며, 부호를 결정하는 비트는 각각 b0 N, b1 N, b2 N이다. 잉여 블록인 블록 D(110)에서 코드를 선택하는 비트열은 (rN-1, …, r0) 이며, 부호를 결정하는 비트는 rN이다. 잉여 블록의 코드선택 N비트와 부호를 결정하는 데이터 1비트를 수학식 1과 같이 부호화하면 전송신호는 항상 +2 또는 -2가 되어 펄스폭이 일정하게 된다.
Figure 112005071556711-pat00001
상기와 같이 종래의 송신단에서는 잉여 블록을 사용하였으나, 수신단에서는 잉여 블록이 불필요한 취급 데이터이기 때문에 사용하지 않은 점에 차이가 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 정 포락선 부호화기를 가진 코드선택 코드분할 다중접속 시스템의 수신단에서 잉여 블록에 있는 패리티 비트열의 복조 결과를 이용하여 패리티 검사를 통해 정보 데이터의 오류를 검출하고 상관기 출력을 이용하여 정정함으로써 시스템의 비트오율 성능을 개선시키는 방법 및 그 장치를 제공함에 본 발명의 목적이 있다.
본 발명의 상기 목적은 정 포락선 부호화를 사용한 코드선택 코드분할 다중접속 통신 시스템의 수신 신호의 복조 방법에 있어서, 입력되는 수신 신호를 4개의 블록을 가진 코드선택 코드분할 다중접속 복조기에서 복조하는 단계; 복조된 비트열에 대해 n(n≤N, N은 정보채널수)번째 위치의 4개 비트들의 패리티 검사를 수행하는 단계 및 상기 패리티 검사 결과를 이용하여 출력 신호를 결정하는 단계로 이루어진 정 포락선 부호화를 사용한 코드선택 코드분할 다중접속 통신 시스템에서 상관기 출력과 패리티 검사 결과를 이용한 수신 신호의 복조 방법에 의해 달성된다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 정 포락선 부호화를 사용한 코드선택 코드분할 다중접속 통신 시스템의 수신 신호의 복조 장치에 있어서, 출력 심볼의 크기를 일정하게 하고 정보비트를 부호화하여 전송하는 잉여 블록을 포함하고, 상관값을 계산하여 상기 상관값의 절대값이 최대가 되는 정보비트를 디먹스에서 역다중화하여 비트를 결정하는 코드선택 코드분할 다중접속 복조기 및 상기 복조기의 출력 비트로부터 오류 발생 유무를 검출하는 패리티 검사기로 구성된 정 포락선 부호화를 사용한 코드선택 코드분할 다중접속 통신 시스템에서 상관기 출력과 패리티 검사 결과를 이용한 수신 신호의 복조 장치에 의해서도 달성된다.
본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.
도 6은 본 발명에 의한 정 포락선 부호화된 코드선택 코드분할 다중접속 수신기의 구성도로서, 정 포락선 부호화된 코드선택 코드분할 다중접속 수신 신호를 복조하고, 정보비트에 부가하여 전송한 패리티 비트를 검사하여 오류정정 과정을 거쳐 비트오율 성능을 개선시키는 코드선택 코드분할 다중접속 복조기와 복조 방법에 관한 것이다.
도 6을 살펴보면, 4개의 블록으로 구성된 코드선택 코드분할 다중접속 시스템에 대하여 출력 심볼의 크기를 일정하게 만들기 위한 목적으로 정보비트를 부호화하여 부가적으로 전송하는 1블록의 잉여 블록(230)을 수신기에서 활용하는 것이다. 상기 잉여 블록(230)은 송신 심볼열의 크기를 일정하게 만드는 데 이용된 것으로 기존의 수신기에서는 불필요하게 취급되는 데이터이다.
먼저, 수신 신호(S)는 상관값을 계산하여 상기 상관값의 절대값이 최대가 되는 정보비트를 디먹스에서 역다중화하여 비트를 결정한다. 정 포락선 부호화를 위해 사용된 부가 데이터 비트들은 수학식 1과 같이 각 블록의 정보 데이터 비트들에 대한 패리티 비트로서 생성된다. 따라서 패리티 검사기(210)에서 블록별 복조기 출력 비트열의 패리티를 검사하면 특정 비트 위치에서 오류가 발생했는지를 검출할 수 있다. 즉, 각 블록의 복조된 비트열 중 n번째 비트들에 대해 홀수개의 비트 에러 검출이 가능해진다.
수신기에서는 코드선택 코드분할 다중접속 복조기(200)에서 출력된 각 블록의 비트열에 대하여 n번째 위치의 4개 비트들의 패리티를 검사한다(210). 패리티 검사시 오류가 발생하지 않은 경우에는 복조 심볼을 그대로 출력(220)하고, 상기 패리티 검사시 오류가 발생한 경우에는 4개의 복조기 블록에서 결정한 비트열 중에서 잘못된 것이 있음을 의미한다. 상기 4개의 복조기 블록에서는 수신 신호를 길이 2N+2칩 구간의 왈시 코드와 상관을 취하여 상관값이 최대가 되는 코드의 인덱스를 출력으로 결정한다. 그런데 결정된 비트열로부터 패리티 검사를 한 결과 오류가 있다면 잡음이나 간섭 요인에 의하여 잘못된 코드와의 상관값이 옳은 코드와의 상관값보다 크게 되었다는 것을 의미한다. 따라서 최대 상관값을 갖는 코드 외에 상관값이 큰 몇 개(c개)의 코드를 후보로 두고, 패리티 조건을 만족하는 코드를 최종 복조 비트열로 결정한다.
구체적으로 각 복조기 블록에서는 상관값이 큰 순서로 c(c≤2N, N은 자연수)개의 상관값에 대응하는 비트열을 전송 비트열 후보로 둔다. 상기 비트열을 조합하면 c4개의 가설이 세워진다. 각 가설의 가능성을 비교하기 위하여, c4개 각각의 가설에 해당하는 비트열 조합에 대해 패리티 검사를 수행한다. 이들 중 패리티 오류가 발생하지 않는 가설을 선택하여 해당 심볼을 수신기 출력으로 택한다. 패리티 검사를 만족시키는 가설이 2개 이상일 때는 각 블록으로부터 4개의 상관값을 더하여 얻은 합이 최대가 되는 가설을 선택하여 해당 비트열을 수신기 출력 비트열로 최종 결정한다. 패리티 조건을 만족하는 비트열이 한 개도 없을 경우에는 각 블록마다 최대 상관값을 가지고 판정한 비트열을 출력한다.
도 7은 본 발명에 의한 패리티 검사를 나타내는 표이다. 도 7의 k번째 행에 해당하는 비트열은 k번째 수신 블록에서 최대 상관값을 갖는 코드의 순번과 상관값 의 부호에 의해 결정된 비트열이다. 최대 상관값을 갖는 코드와 상관값의 부호로 결정된 비트열이 전송된 비트열이 아니라면 두 번째로 큰 상관값을 보이는 코드가 변조기에서 사용된 코드이거나 그 다음으로 큰 상관값을 보이는 코드가 송신기에서 사용된 코드라 할 수 있다. 4개의 수신 블록에서 각 블록당 상관값이 큰 순서로 c개의 코드를 고려한다면 구성 가능한 비트열 조합은 4×k 비트로 구성된 비트열이 c4개다. c4개의 비트열 각각에 대해 패리티 검사를 수행하여 에러가 없는 경우의 비트열을 전송 비트열로 판단한다. 상기 비트열 중 패리티 조건을 만족시키는 비트열이 2개 이상 존재할 경우에는 해당 비트열 결정시 사용된 상관값 4개를 더해 합의 크기가 최대가 되는 비트열을 전송 비트열로 결정한다. 패리티 조건을 만족하는 비트열이 한 개도 없을 경우에는 각 블록마다 최대 상관값을 가지고 판정한 비트열을 출력한다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명의 정 포락선 부호화를 사용한 코드선택 코드분할 다중접속 통신 시스템에서 상관기 출력과 패리티 검사 결과를 이용한 수신 신호의 복호화 방 법 및 그 장치는 수신기에서 송신기의 신호를 일정 펄스폭으로 만들고 기존의 수신기에서는 사용하지 않는 잉여 블록의 정보를 활용하여 정보비트의 오류를 정정함으로써 시스템의 비트오율 성능을 개선할 수 있으며, 주어진 품질을 얻기 위하여 필요한 송신 에너지를 감소시킬 수 있어 에너지 효율이 향상되는 효과가 있다. 또한 코드선택 코드분할 다중접속에서 포함하고 있는 레벨 클리핑 과정을 제거할 수 있어서 채널간 직교성의 손상 문제가 없고 전력 증폭기의 선형성이 요구되지 않는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 정 포락선 부호화를 사용한 코드선택 코드분할 다중접속 통신 시스템의 수신 신호의 복조 방법에 있어서,
    (a) 입력되는 수신 신호를 4개의 블록을 가진 코드선택 코드분할 다중접속 복조기에서 복조하는 단계;
    (b) 복조된 비트열에 대해 n(n≤N, N은 정보채널수)번째 위치의 4개 비트들의 패리티 검사를 수행하는 단계; 및
    (c) 상기 패리티 검사 결과를 이용하여 출력 신호를 결정하는 단계
    를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 정 포락선 부호화를 사용한 코드선택 코드분할 다중접속 통신 시스템에서 상관기 출력과 패리티 검사 결과를 이용한 수신 신호의 복조 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 (c)단계는 상기 (b)단계에서 패리티 오류가 검출되지 않은 경우에는 복조된 신호를 출력하고, 패리티 오류가 검출된 경우에는 비트열의 조합에 대해 패리티 검사를 수행하여 출력 비트열을 결정하는 것을 특징으로 하는 정 포락선 부호화를 사용한 코드선택 코드분할 다중접속 통신 시스템에서 상관기 출력과 패리티 검사 결과를 이용한 수신 신호의 복조 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 패리티 오류가 검출된 경우의 출력 비트열을 결정하는 단계는 상기 복조된 비트열 가운데 2N+2칩 구간의 왈시 코드와의 상관값이 큰 순서로 c(c≤2N, N은 정보채널수)개의 비트열을 선정 및 조합하여 c4개의 가설을 세우는 단계; 및
    상기 c4개 가설을 이루는 각각의 비트열에 대해 패리티 검사를 수행하여 오류가 발생하지 않는 가설이 있으면 그 가운데 상관값의 합이 최대가 되는 가설을 선택하여 대응하는 비트열을 수신기의 출력으로 판정하고, 오류가 발생하지 않는 가설이 없으면 각 블록마다 최대 상관값을 가지고 판정한 비트열을 출력하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 정 포락선 부호화를 사용한 코드선택 코드분할 다중접속 통신 시스템에서 상관기 출력과 패리티 검사 결과를 이용한 수신 신호의 복조 방법.
  4. 정 포락선 부호화를 사용한 코드선택 코드분할 다중접속 통신 시스템의 수신 신호의 복조 장치에 있어서,
    출력 심볼의 크기를 일정하게 하고 정보비트를 부호화하여 전송하는 잉여 블록을 포함하고, 상관값을 계산하여 상기 상관값의 절대값이 최대가 되는 정보비트를 디먹스에서 역다중화하여 비트를 결정하는 코드선택 코드분할 다중접속 복조기; 및
    상기 복조기에서 출력된 각 블록의 비트로부터 수학식 1에 따라 오류 발생 유무를 검출하여 오류가 발생하지 않은 경우에는 복조 심볼을 그대로 출력하고 오류가 발생한 경우에는 상관값이 큰 순서에 의해 정해진 가설로 부터 수학식 1에 따라 패리티 조건을 만족하는 코드를 출력하는 패리티 검사기
    를 포함하여 구성되며,
    상기 수학식 1은
    Figure 112006023580255-pat00009
    인 정 포락선 부호화를 사용한 코드선택 코드분할 다중접속 통신 시스템의 수신 신호의 복조 장치.
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