KR100759768B1 - 가변율 직교 코딩된 역방향 링크 구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 여러 데이터율에서 직교 코드 및/또는 직교 코드 생성 기술을 사용하지 않고 CDMA 시스템과 같은 무선 통신 시스템에서 공통 주파수를 통하여 동시에 전송될 수 있는 비-간섭 코딩된 신호를 생성하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 이 시스템은 채널 시퀀스 조합기 및 선택기를 포함하는 코드 변조를 위한 종속 배열을 제공한다. 채널 시퀀스 조합기는 입력 신호 및 각각의 최대 길이의 채널 시퀀스를 수신하고 이 신호들을 조합 신호조합 신호 위하여 조합한다. 선택기는 입력 신호, 조합 신호 및 반복적인 스트로브 신호를 수신하고, 반복적인 스트로브 신호의 값을 기초로 인코딩된 신호를 생성하기 위하여 입력 신호 또는 조합 신호중 하나를 선택한다.

Description

가변율 직교 코딩된 역방향 링크 구조{VARIABLE RATE ORTHOGONALLY CODED REVERSE LINK STRUCTURE}
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 코드분할 다중 액세스(CDMA) 시스템의 상이한 사용자에 대하여 가변 데이터율 접속을 제공하는 메커니즘에 관한 것이다.
셀룰러 전화기와 같은 개인용 무선 통신 장치의 제1 세대는 사용자마다의 전송(송신 및 수신) 세션당 한쌍의 주파수들을 이용하는 아날로그 전송 원리에 기초하여 동작한다. 아날로그 셀룰러 장치가 대중화된 후 얼마 되지않아, 디지털 셀룰러 장치가 완성되어 시장에 등장하였다. 디지털 셀룰러 장치는 디지털 음성 신호를 반송파로 변조하여 동작한다. 이 신호는 디지털이기 때문에, 여러 사용자들이 동시에 동일한 주파수 스펙트럼에 액세스할 수 있도록 하는 특정한 기술이 사용될 수 있으며, 이에 따라 효과적으로 시스템 용량을 늘릴수 있다.
코드 분할 다중 액세스(CDMA)라 불리는 기술은 아날로그 셀룰러 전송 기술보다 이익을 제공하는 다중 액세스 기술을 제공한다. CDMA에서, 두 사용자들은 하나 이상의 동일한 무선 주파수를 이용하여 동시에 통신할 수 있다. 각각의 사용자 신호는 다른 사용자 신호에 대한 최소 간섭으로 수신기에서 적절하게 디코딩될 수 있도록 고유한 의사랜덤 잡음(PN) 코드로써 송신기에서 인코딩된다.
그러나 특정 타입의 간섭 문제는 CDMA 시스템에 여전히 존재한다. 예를 들어, 표준 PN 코드는 완벽하게 직교되지는 않는다. 그러므로 단지 PN 표준 코드만을 이용하는 것은 사용자 채널들 사이에서 적어도 일부 간섭을 초래한다.
또한, 셀룰러 전화기는 전송 신호가 물리적인 전송 환경의 여러가지 상이한 물체들로부터 반사될 때 페이딩 특성이 발생되는 무선 주파수에서 동작한다. 그 결과, 전송된 신호는 실제로 조각나서 여러 방향으로부터 목적지 수신기에 도달할 수도 있다. 이러한 효과는 신호의 상쇄 합산을 초래할 수 있으며, 이는 다중 경로 페이딩으로 알려져 있다.
주파수 재사용의 장점을 이용하면서도 간섭 및 다중경로 페이딩의 악영향을 완화시키는데 특정한 변조 기술이 사용될 수 있다. CDMA 시스템에서 광범위하게 실시되는 종래의 변조 기술은 월시 코드와 같은 수학적으로 직교인 코드를 이용한다. 이러한 기술을 이용하여, 전송될 디지털 데이터 신호는 우선 의사랜덤 잡음(PN) 코드를 이용하여 변조된다. 그 결과 신호는 이후에 직교 월시 코드를 이용하여 변조되어, 다른 사용자 신호에 직교성인 사용자 신호가 생성된다. 각각의 채널의 코딩율이 동일한 한 상이한 사용자 채널들이 동일한 주파수에서 전송될 때 간섭되지 않도록, 월시 코드들은 수학적으로 상관된다.
CDMA 시스템의 장점으로는 늘어난 배터리 수명, 증가된 명료함, 높은 무선 주파수 재사용 및 양호한 신호 대 잡음비 결과를 가져오는 전송 전력에 대해 감소된 요건도 포함된다. 이러한 시스템에서 주파수 스펙트럼은 수차례 재사용될 수 있기 때문에, 시스템 사용자 용량이 전체적으로 증가된다.
본 발명은 각각의 채널에 대한 고정율 직교 코드 생성기 또는 정확한 비율의 직교 코드없이 상술한 바와 유사한 결과를 얻기위한 메커니즘을 제공한다. 대신, 심지어 상이한 코딩율(coding rate)로 동일 주파수에서 전송될 때에도 서로에 대해 간섭하지 않는 두개 이상의 결과 신호를 생성하기 위해, 여기에서 채널 시퀀싱(channel sequencing)과 비트 스트로빙(bit strobing)으로 지칭되는 프로시저의 조합이 사용된다. 즉, 결과 신호는 서로에 대해 직교인 것처럼 보이며, 실제로도 그렇다. 그러나 이러한 결과 신호들은 동일한 미리 결정된 고정 코딩율일 필요가 없을 뿐 아니라, 직교 월시 코드를 사용할 필요도 없다.
대신에 본 발명은 결과 신호가 "이중(double) PN" 변조되도록 PN 코드의 롤링 선택을 제공한다. 결과 신호는 대부분의 시간에서 간섭없이 전송될 수 있다. 그러나 룰링 채널의 값이 다른 사용자의 결과 신호와 간섭 또는 비직교 상태인 이중 변조된 결과 신호를 생성할 때, 스트로브 신호(strobe signal)는 결과 신호의 선택을 변경하는데 사용된다. 스트로브 신호는 기본적으로 이중 변조된 신호 대신에 본래의 단독으로 변조된 정보 신호를 선택하는 것으로 복귀시킨다.
상이한 코딩율에서 비-간섭(non-interfering) 신호를 생성하는 능력을 제공하기 위해, 여러 코드 변조기가 종속 배열(cascade arrangement)로 접속된다. 종속 배열은 그 종속 배열 내의 상이한 출력 포인트가 상이한 코드율(code rate)을 가지도록 출력 신호를 생성한다. 종속 배열 내의 모든 출력 포인트들은 서로 직교인 신호를 생성한다.
그 결과, 상이한 사용자에 대한 코딩율이 개별적으로 할당될 수 있다. 특정 사용자를 위한 코딩율의 커스터마이징된 선택을 허용함으로써, 확산 이득이 직교성을 보장하면서도 사용자마다의 베이스(on-a-per-user basis)로 선택될 수 있다. 그러므로 예를 들어 셀 내의 짧은 거리에서 통신하는 사용자들은 더 높은 코딩율로 더 높은 데이터율(data rate)을 사용할 수 있으며, 동시에 동일한 셀 내에서 더 멀리 떨어지고/더 멀리 떨어지거나 더 느린 데이터율을 필요로 하는 사용자들에게 더 느린 코드가 할당될 수 있다. 이는 시스템 용량을 사용자에게 할당하는 시스템 설계자에게 추가의 자유를 제공하며, 이러한 것은 여태까지 직교 코딩된 시스템에서 이용될 수 없었다.
바람직한 실시예에서, 본 발명은 CDMA 통신 시스템과 같은 확산 스펙트럼 통신 시스템에서 정보 신호를 변조하기 위한 시스템 및 방법을 제공한다. 전송될 입력 정보 신호는 전화기 또는 모뎀과 같은 장치에 의해 생성된 디지털 음성 신호 또는 데이터 신호일 수 있다. 제1 의사랜덤 조합기는 입력 정보 신호 및 의사랜덤 코드 시퀀스를 수신한다. 의사랜덤 조합기는 제1 조합 신호를 생성하기 위해 의사랜덤 코드 시퀀스와 정보 신호를 조합시킨다. 제1 조합 신호는 단독으로 추가의 변조없이 결과 신호로서 특정 시간에 사용될 수 있다.
이후에 코드 변조기는 PN 변조의 제2 단계를 실행하기 위해 제1 조합 신호에 대해 동작한다. 코드 변조기는 채널 시퀀스 조합기 및 선택기로 구성된다.
채널 시퀀스 조합기는 변조된 형태인 정보 신호를 포함하는 제1 조합 신호를 수신한다. 채널 시퀀스 조합기는 또한 반복적인 최대 길이의 채널 시퀀스를 수신한다. 반복적인 최대 길이의 채널 시퀀스는 의사랜덤 시퀀스이지만 직교 코드는 아니다. 채널 시퀀스 조합기는 제2 조합 신호를 생성하기 위해 반복적인 최대 길이의 채널 시퀀스와 제1 조합 신호를 조합한다.
선택기는 제1 조합 신호, 제2 조합 신호 및 반복적인 스트로브 신호를 수신하도록 결합된다. 선택기는 반복적인 스토로브 신호의 값을 기초로 변조된 신호를 생성하기 위하여 제1 조합 신호 또는 제2 조합 신호중 하나를 선택한다. 반복적인 스트로브 신호의 주기는 반복적인 최대 길이의 채널 시퀀스보다 1 칩 또는 1 클록 사이클만큼 크다. 반복적인 스트로브 신호에 의해 조절되므로, 본 발명의 시스템은 제2 변조 프로세스를 필요로 하는 제2 조합 신호 대신에, 제1 조합 신호만을 전송하는 시간이 존재한다.
그 후에, 코드 변조기의 종속 배열은 상이한 코딩율에서 비-간섭 신호를 생성하는 능력을 달성하기 위해 제공된다. 예를 들어, 3단의 종속 배열은 128개의 비-간섭 신호들로부터 선택될 수 있는 출력 신호를 제공한다. 종속배열된 코드 변조기들의 각각은 상술한 바와 같은 개별적인 코드 변조기로서 동작하지만, 그 각각은 각각의 출력 신호가 입력으로서 다음의 신호 생성기에 수신되도록 일련의 종속 방식으로 접속된다. 이는 종속 배열 내의 상이한 레벨이 상이한 데이터율을 제공하는 코드 변조기의 계층적이거나 종속적인 배열을 제공한다. 또한 생성된 모든 신호는 서로 비-간섭되며, 어느 것도 월시 코드와 같은 직교 코드 또는 독립 직교 코드 생성기를 사용하여 생성되지 않는다.
본 발명은 도면을 참조로 이하에서 상세하게 설명된다. 도면은 본 발명의 예시적인 부분이다.
도 1은 본 발명이 실행될 수 있는 통신 시스템을 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 제1 단계 코딩된 신호 생성기의 블록도이다.
도 3은 3개의 코드 변조기의 종속 배열이 상이한 비율로 코딩된 신호들을 생성하는데 사용되는 방법을 설명하는 도면이다.
도 4는 상이한 코드율이 생성되는 방법을 설명한 차트이다.
도 5는 4개 이하의 정보 신호들이 간섭없이 공통 주파수에서 동시에 전송되도록 하는 신호 생성 시스템의 블록도이다.
도 6은 인코더를 사용하는 동상 및 직교 변조기 구현예에 대한 블록도이다.
도 1은 하나 이상의 기지국(104)외에 이동 가입자 유니트(101-1,101-2,101-3,101-4(집합적으로, 가입자(101))를 포함하는 통상적인 다중 액세스 이동 통신 시스템(100)을 도시한다. 이러한 구성요소들은 본 발명의 바람직한 구현을 달성하기 위해 필요한 기능들을 제공한다. 가입자 유니트들(101)은 무선 데이터(비디오 데이터, 팩시밀리 데이터 및/또는 모뎀 데이터를 포함할 수도 있음) 및/또는 음성 서비스를 제공하며, 예를 들면 랩탑 컴퓨터, 휴대용 컴퓨터, 개인용 디지털 보조장치(PDA)와 같은 장치를 기지국(104)을 통하여 네트워크(105)에 접속시킬 수 있다. 네트워크(105)는 공중 전화망(PSTN), ISDN 네트워크 또는 다른 회선 교환망일 수 있거나, 인터넷과 같은 무접속 패킷 기반의 컴퓨터 네트워크일 수 있다. 가입자 유니트(101)는 실질적으로 이동성일 수 있으며 본 발명의 무선 주파수 전송 기술을 이용하는 기지국(104)과 무선으로 통신하면서 하나의 위치에서 다른 위치로 이동할 수 있다.
하나의 기지국(104)과 4개의 이동 가입자 유니트(101)이 본 발명의 설명을 위해 예시되어 있다. 본 발명은 통상적으로 하나 이상의, 통상적으로 많은 수의, 여러 기지국(104)과 통신하는 더 많은 수의 가입자 유니트(101)가 존재하는 시스템에 이용될 수 있다.
본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템(100)은 CDMA, TDAM, GSM과 같은 기술을 이용하는 시스템이거나 하나 이상의 가입자 신호가 동시에 공통 주파수를 통해 전송되는 다른 시스템이다. 바람직하게, 본 발명은 미국 전기통신 공업협회(TIA) IS-95 표준 또는 새롭게 출현하는 IS-95B 표준에 의해 특정된 것과 유사한 프로토콜을 사용하는 CDMA 유사 시스템에 적용된다. 그러나 본 발명은 다중 액세스 기술을 이용하는 임의의 통신 시스템에 적용될 수 있다.
가입자 유니트(101)과 기지국(104) 사이에서 데이터 및/또는 음성 통신을 제공하기 위해, 제한된 수의 무선 주파수 채널 리소스를 통한 무선 전송은 순방향 통신 채널(110-1 내지 110-4) 및 역방향 통신 채널(111-1 내지 111-4)를 통하여 제공된다. 본 발명은 순방향 및 역방향 링크 신호들(110,111)을 인코딩하여, 동일한 주파수에서 상기 신호들 중 임의의 두 신호들이 동시에 전송되는 동안 신호들(110,111)이 본질적으로 무간섭 또는 직교가 되도록 하는 방법을 제공한다. 본 발명은 신호들을 생성하기 위해 직교 코드 생성기 및/또는 직교 코드를 이용하지 않으면서 상기 방법을 달성한다.
도 2는 직교 코드 생성기 및/또는 직교 코드를 사용하지 않으면서 직교된 신호를 생성하는 기본 코딩된 신호 생성기(230)의 바람직한 실시예의 블록도를 도시한다. 전송될 사용자 데이터(또는 디지털 음성)를 포함하는 신호를 나타내는 입력 디지털 신호(201)는 조합기(203)에 입력된다. 또한 의사랜덤(PN) 코드 시퀀스(202)가 조합기(203)에 입력된다. 조합기(203)는 제1 조합 신호(204)를 생성하기 위해 의사랜덤 코드 시퀀스와 정보 신호(201)를 조합한다. 조합기(203)는 의사랜덤 코드 시퀀스(202)로 정보 신호(201)를 효과적으로 변조한다.
그 후에, 제1 조합 신호(204)는 제1 코드 변조기 회로(220-1)에 입력 신호(205)로서 공급된다.
도 3은 예시적인 코드 변조기(220)를 더 자세히 도시한다. 코드 변조기(220)내에서, 입력 신호(205)는 채널 시퀀스 조합기(210) 및 선택기(215) 각각 에 공급된다. 채널 시퀀스 조합기(210)는 입력 신호(205)를 수신하며 또한 채널 시퀀스(206)를 수신한다. 바람직하게, 채널 시퀀스(206)는 반복 최대 길이 유사잡음(PN) 채널 시퀀스이다. 채널 시퀀스 조합기(210)는 반복 최대 길이 채널 시퀀스(206)와 입력 신호(205)를 조합한다. 상기 변조의 결과, 채널 시퀀스 조합기(210)는 채널 시퀀스 조합된 신호를 출력한다. 채널 시퀀스 조합된 신호(207)는 채널 시퀀스(206)으로 변조된 입력 신호(205)를 나타낸다.
채널 시퀀스 조합된 신호(207)는 또한 선택기(215)에 공급된다. 선택기(215)는 또한 반복적인 비트 스트로브 신호(208)를 입력으로 수신한다. 반복적인 스트로브 신호(208)의 값을 기초로, 선택기(215)는 출력 코딩된 신호(209)를 생성하기 위해 입력 신호(205) 또는 채널 시퀀스 조합된 신호(207)중 하나를 선택한다. 이후에 코드 변조기 회로(220)는 결과 신호로서 출력 코딩된 신호(209)를 공급한다.
반복적인 비트 스트로브 신호(208)의 주기는 반복적인 최대 길이 채널 시퀀스(206)보다 한 비트 큰 길이이다. 예로서, 만일 채널 시퀀스(206)가 3 비트의 길이를 가진다면(즉, 111,011,101,110), 비트 스트로브 신호(208)는 적어도 4 비트(즉, 0001)의 길이를 가진다. 2N-1 비트길이의 채널 시퀀스의 경우로 일반화시키면, 비트 스트로브 신호는 2N 비트 길이가 될 것이다. 이처럼, 채널 시퀀스(206)의 전체 세트는 스트로브 신호(208)가 채널 시퀀스 조합된 신호(207) 대신에 입력 신호(205)를 선택하기 위해 활성화될 지점에서 순환될 수 있다.
이 방법으로, 코드 변조는 각각의 채널 시퀀스(206)를 위해서만 생성되며, 이후에 모든 채널 시퀀스값이 생성될 때, 선택기(215)는 채널 시퀀스 신호(207) 대신에 입력 신호(205)를 전송하기 위해 선택한다(즉, 출력 코딩된 신호(209)로서 선택한다).
채널 시퀀스(206) 및 스트로브 신호(208) 모두에 대한 값을 적절하게 선택함으로써, 출력 코딩된 신호(209)는, 대응되지만 오프셋된, 코드 채널 시퀀스(206)를 이용하여 생성된 다른 신호와 비교할 때 본질적으로 직교성이 될 것이다.
아래의 표 1은 채널 시퀀스값(206)과 반복적인 비트 스트로브 신호값(208) 사이의 관계를 도시한다.
C 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0
B 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0
표 1 : 비트 스트로브 시퀀스(208)과 관련된 채널 시퀀스(206)
표 1에서, 윗줄은 "C"로 표시되고 채널 시퀀스(206)의 값을 나타낸다. 이 예에서, 채널 시퀀스(206)는 111,110,101,011값을 가지는 3비트 롤링 코드이다. 값 000은 사용되지 않음에 주의하라. 최종 011값 이후에는 채널 시퀀스가 111를 시작으로 다시 반복된다.
반복적인 비트 스트로브 신호(208)의 값은 "B" 행으로 표 1에 나타나 있다. 비트 스트로브(208)는 0001의 반복값을 가지며 정보 변조 회로(230)의 동작동안 무한히 반복한다.
이 예에서는 비트 스트로브가 4비트 길이이며 채널 시퀀스 스트로브가 3비트이다. 따라서, 반복적인 비트 스트로브 신호(208)가 제로, "0", 또는 로우(low) 값을 가질 때마다, 선택기(215)는 제2 조합 신호(207)를 선택한다. 반복적인 비트 스트로브 신호(208)에 대해 연속으로 3개의 로우 값 또는 "0" 값이 존재한다. 이처럼, 채널 시퀀스 조합기(210)는 제1 조합 신호(203)로 3개의 연속된 채널 시퀀스 비트(206)를 변조할 수 있으며, 선택기(215)는 반복적인 비트 스트로브 신호(208)가 "1" 또는 하이(high) 신호로 변화되기 전에 채널 시퀀스 조합된 신호(207)를 출력으로 선택할 것이다. 그 후에, 하이 또는 "1" 비트 스트로브 신호 값(208)은 선택기(215)가 상태를 스위칭하도록 하여 채널 시퀀스 조합된 신호(207) 대신에 입력 신호(205)를 선택하도록 한다.
이 방식으로, 대부분의 시간에서 결과 출력 신호(209)는 로우 상태에서 비트 스트로브(208)을 통하여 선택될 것이며(즉, 채널 시퀀스 조합된 신호(207)를 선택할 것임), 이에 따라서 변조된 채널 시퀀스(206)를 포함할 것이다. 그러나 비트 스트로브(209)의 각각의 네번째 사이클은 채널 시퀀스값(206)을 포함하지 않는 입력 신호(205)가 출력되도록 할 것이다.
도 2를 참조하면, 3개의 코드 변조기(220-1,220-1,220-3)의 종속 배열을 이용하는 코딩된 신호 생성기(230)가 보다 잘 이해될 수 있다. 종속 배열에 의해, 상이한 코딩율을 가질 수 있는 많은 다른 비-간섭 신호들과 함께 전송될 수 있는 비-간섭 신호를 생성할 수 있다. 특히, 도시된 종속인 코드 변조기(220-1,220-2,220-3)는 상이한 코딩율에서 128개의 다른 비-간섭 코딩된 신호와 함께 전송될 수 있는 최종 코딩된 출력 신호(250)를 생성한다.
각각의 코드 변조기(220-1,220-2,220-3)는 도 3에 도시된 코드 변조기(220)와 기본적으로 동일하게 동작한다. 차이라면 도 2의 각각의 코드 변조기(220)가 일련의 종속 배열 방식으로 접속되어, 예를 들어 제1 코드 변조기(220-1)의 출력 신호(209-1)가 제2 코드 변조기(220-2)에 대한 입력(205-2)으로서 수신되도록 하고, 제2 코드 변조기(220-2)의 출력(201-2)은 제 3 코드 변조기(220-3)에 의하여 입력(205-3)으로서 수신되도록 하며, 이하 유사하다는 것이다.
도 2에 도시된 바와 도 4의 타이밍도를 고려하여 보면, 각각의 코드 변조기(220-1,220-2,220-3)는 상이한 채널 시퀀스 신호(CS) 및 비트 스트로브 신호와 관련되어 있다. 특히, 제1 모드 변조기(220-1)는 도 3과 관련하여 전술한 바와 같이 선택된 채널 시퀀스 및 비트 스트로브 신호(SS)를 가진다. 그러나 종속 배열 내의 제2 코드 변조기(220-2)는 제1 코드 변조기(220-1)에 공급된 채널 시퀀스(C-SEQ)의 시간 데시메이션된(decimated) 버전을 수신한다. 이 예에서, 데시메이션(decimation)은 제2 코드 변조기(220-2)에 공급된 채널 시퀀스(CS2;206-2)가 제1 코드 변조기(220-1)에 공급된 시퀀스의 비율보다 네배 느린 비율(rate)이 되도록 인수 4에 의하여 만들어 진다. 또한, 제2 코드 변조기(220-2)의 신호 스트로브 입력(SS2)에 공급된 비트 스트로브(SS2;208-2)는 제1 코드 변조기(220-1)에 공급된 비트 스트로브(SS1)의 1/4 비율로 제공된다.
아날로그 방식에서는 제 3 종속연결된 코드 변조기(220-3)에 공급된 채널 시퀀스(CS3; 206-3)는 인수 16으로 채널 시퀀스(C-SEQ)를 데시메이션함으로써 획득된다. 유사하게, 관련된 비트 스트로브(SS3;208-3)는 제1 코드 변조기(220-1)와 연관된 비트 스트로브(SS1)의 1/16 비율로 제공된다.
도 5는 코드 변조기(220-1,220-2,220-3)의 종속 배열이 상이한 데이터율로 종속 배열 내의 상이한 레벨에서 상이한 코드를 제공하는 방법을 도시한다. 생성된 신호들은 서로에 대하여 비-간섭이며, 어느 것도 직교 코드 또는 직교 코드 생성기를 이용하여 생성되지 않는다.
이 특정 실시예에서, 제1 코드 변조기(220-1)에 대한 PN 코드 시퀀스(206-1)는 8개의 상이한 코드들 중에서 하나로서 선택된다. 이 실시예에서, 기본적인 원 코드율(raw code rate)은 초당 307.5킬로비트(kbps)이다. 이것은 차례로 4개의 가능한 코드 시퀀스(206-2)중 하나를 선택하는 제2 레벨의 코드 변조기(220-2)에 의하여 분할된다. 그 결과는 각각 76.8kbps의 32개의 상이한 원 데이터율 코드들이다. 제 3단계에서 이것은 전체 128개의 상이한 코드들에 대해, 19.2kbps의 원 데이터율 코드(206-3)를 제공하기 위해 다시 4로 나누어진다.
상이한 사용자들은 종속 배열의 상이한 비율로 지정된 코드를 사용할 수 있다. 도시된 바와 같이, 7명의 사용자들에게 제1 단계 코드 변조기(220-1)에 의하여 생성된 처음의 7개의 코드가 할당될 수 있으며, 여기에서 각각의 사용자는 307.5bkbps의 원 데이터율을 가진다. 이후에 시스템은 또한 각각 19.2bkps의 데이터율을 가지는 16명까지의 추가 사용자를 수용할 수 있으며, 이들 추가 코딩된 신호들 각각은 종속 배열의 제 3 단계에 의하여 제공된다. 각각의 사용자의 코딩된 신호는 상이한 코드들이, 예를 들면 7개의 코드는 307.5kbps에서 코딩되고 다른 16개의 코드는 19.2kbps에서 코딩되는 것과 같이, 상이한 비율인 것에도 불구하고 다른 사용자의 코딩된 신호에 직교인 상태로 유지된다.
원 비율(raw rate)의 코드 이외에, 종속 배열의 각각의 제1 레벨에서 비율 감소된 코드를 제공함으로써, 1/2 비율 및 1/3 비율 코드가 종속 배열로 도시된 바와 같이 제공될 수 있다. 이는 프로덕트 코드들 또는 터보 코드들과 같은 순방향 에러 보정(FEC) 타입 코드를 사용하여 달성된다.
이 방식으로, 데이터 비율은 특정 사용자의 채널 상태에 적응하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 낮게 관찰된 다중경로 왜곡을 가지는 상대적으로 양호한 채널들에 상대적으로 높은 속도의 코드비율이 할당되어, 사용자들을 위해 높은 용량을 제공할 수 있다. 예를 들어, 상당한 다중경로 왜곡을 갖는 불량한 채널 전송 특성을 나타내는 환경들에는 낮은 코딩율을 가지는 채널이 할당될 수 있다. 따라서 상이한 사용자의 요구들은 코딩된 상이한 사용자 신호들 사이에서 직교성을 여전히 유지하면서 동시에 동일한 주파수에서 동일한 시스템에 수용될 수 있다.
코딩된 신호 생성기(230)의 동작동안, 결과적인 코딩된 출력 신호(250)는 다른 코딩된 신호 생성기(230)로 생성된 다른 결과적인 출력 신호와 조합될 수도 있다. 도 6은 이러한 원칙의 일례를 도시한다. 이러한 예에서, 다중 코딩된 신호 생성기(230)는 입력 데이터 신호(300)로부터 출력 무선 주파수 신호(330)를 생성하는데 사용된다. 특히, 입력 데이터 신호(300)는 우선 디멀티플렉서(302)에 공급되어, 두개의 개별적인 정보 스트림, 즉 각각 동상과 직교 신호 경로를 나타내는 제1 정보 스트림(304-i) 및 제2 정보 스트림(304-q)으로 분리된다. 따라서, 디멀티플렉서(302)는 1/2만큼 정보 스트림의 비율을 감소시킨다. 예를 들어, 만일 입력 신호(300)가 비율 R로 샘플링된다면, 두개의 결과적인 디멀티플렉싱된 신호(304-i, 304-q)는 각각 비율 R/2로 샘플링된다.
그 후에, 제1 단계 코딩 프로세스가 상기 2개의 신호 경로들에 적용된다. 예를 들어, 유사잡음(PN) 코드 생성기(308)는 긴 PN 코드를 생성하며, 각각의 신호 경로들에 상기의 동일한 PN 코드를 제공한다. 제1 조합기(306-i)는 동상 신호(304-i)에 의하여 생성된 긴 PN 코드를 조합하며, 제2 조합기(306-q)는 긴 PN 코드와 직교 신호(304-q)를 조합한다. 결과적인 동상 변조된 신호(310-i)는 다음으로 제1 코딩된 신호 생성기(230-1)에 제공된다. 유사하게, 직교 신호(310-q)는 다른 코딩된 신호 생성기(230-2)에 공급된다. 그 후에 짧은 PN 코드(PN1)는 코드 생성기(230-1,230-2) 각각에 공급된다. 짧은 PN 코드들은 동상 채널과 직교 채널 모두에 대하여 동일하다. 코딩된 생성기(230-1,230-2) 각각에 공급되는 채널 시퀀스 역시 동일하다. 그 결과는 동상 코딩된 신호(312-i) 및 직교 코딩된 신호(312-q)가 동일한 확산 코드 시퀀스에 의하여 영향을 받는다는 것이다.
다음의 처리 과정에서, 제2 코딩된 신호 생성기(230-3, 230-4)들은 각각 동상 및 직교 신호 경로들에 공급된다. 이에 따라, 동상 코딩된 생성기(230-3)는 동상 코딩된 신호(312-i)를 받아들여, 동상의 제2 단계 신호(316-i)를 생성한다. 유사하게, 코딩된 신호 생성기(230-4)는 직교 코딩된 신호(312-q)를 받아들이고 제2 단계 직교 신호(316-q)를 생성한다. 제2 단계 코딩된 신호 생성기(230-3, 230-4)에 공급된 유사잡음 코드들은 각각 상이한 유사잡음 코드 시퀀스(PNA,PNB)를 사용한다. 그 결과, 최종 코딩된 신호(316-i,316-q)들은 서로에 대해 기본적으로 직교한다. 이러한 직교성은, 직교 코드들 또는 직교 코드 생성기를 사용하지 않으면서 상술한 바와 같이 단순하게 비트 스트로브 증가된 PN 시퀀스 코딩된 신호 생성기(230)를 사용함으로써 달성된다.
최종 처리과정 단계에서, 최종 코딩된 동상 신호(316-i) 및 직교 신호(316-q)는 변조기(330)에 공급된다. 변조기(330)는 공지된 변조 기술을 이용하여 각각의 입력 신호에 대해 무선 주파수 변조를 실행한다. 예를 들어, 도시된 직교 변조기는 공지된 방식으로 발진기(319), 직교 위상 시프터(318), 동상 및 직교 변조기(320-i,320-q) 및 가산기(330)를 이용한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, CDMA 시스템과 같은 무선 통신 시스템에서, 신호들이 각 채널에 대한 정확한 비율의 직교 코드 또는 고정율 직교 코드 생성기 없이 그 직교성을 유지하면서 상이한 데이터율에서 동일한 주파수로 동시에 전송될 수 있도록, 비-간섭 코딩 신호가 생성될 수 있다.
본 발명은 바람직한 실시예를 기초로 설명되었지만, 당업자는 본 발명의 범위안에서 다양하게 변용할 수 있다.

Claims (10)

  1. 결과 출력 신호를 생성하기 위하여 정보 신호를 인코딩하는 시스템으로서,
    각각의 입력 신호를 수신하고 각각의 출력 신호를 생성하는 다수의 코드 변조기들로서, 상기 정보 신호가 입력 신호로서 제1 코드 변조기에 공급되고 상기 제1 코드 변조기의 출력 신호가 입력 신호로서 제2 코드 변조기에 공급되도록 일련의 종속(cascade)으로 배열되고, 최종 코드 변조기의 출력 신호는 상기 각각의 출력 신호로서 사용되는 다수의 코드 변조기들을 포함하고,
    상기 다수의 코드 변조기들의 각각은 채널 시퀀스 조합기와 선택기를 추가로 포함하는데:
    상기 채널 시퀀스 조합기는 상기 각각의 입력 신호와 각각의 채널 시퀀스 신호를 수신하고, 상기 각각의 입력 신호와 상기 채널 시퀀스 신호를 조합하여 각각의 조합 신호를 생성하며,
    상기 선택기는 상기 각각의 입력 신호, 상기 각각의 조합 신호 및 반복적인 스트로브 신호를 수신하도록 연결되고, 상기 반복적인 스트로브 신호값을 기초로 상기 각각의 입력 신호와 상기 각각의 조합 신호 중 하나를 선택하여 상기 각각의 출력 신호를 생성하며, 상기 반복적인 스트로브 신호는 상기 채널 시퀀스 신호보다 큰 길이인 것을 특징으로 하는 신호 인코딩 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 정보 신호 및 의사랜덤 코드 시퀀스 신호를 수신하고, 상기 정보 신호와 상기 의사랜덤 코드 시퀀스 신호를 조합하여 상기 제1 코드 변조기에 대한 각각의 입력 신호를 생성하는 의사랜덤 조합기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 인코딩 시스템.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 각각의 채널 시퀀스 신호는 2N-1 길이의 반복적인 최대 길이 의사랜덤 잡음 시퀀스이며, 상기 반복적인 스트로브 신호는 적어도 2N 길이의 반복적인 비트 시퀀스이며;
    상기 반복적인 스트로브 신호의 0 내지 2N-1 비트들은 선택기가 상기 각각의 출력 신호로서 상기 각각의 조합 신호를 선택하도록 하고, 상기 반복적인 스트로브 신호의 2N 비트는 상기 각각의 출력 신호로서 상기 각각의 입력 신호를 선택하는 것을 특징으로 하는 신호 인코딩 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 채널 시퀀스 조합기와 상기 선택기 모두의 각각의 사이클의 동작동안, 상기 반복적인 스트로브 신호 및 상기 채널 시퀀스 각각으로부터의 비트는 개별적으로 처리되어, 상기 채널 시퀀스 조합기에 의하여 상기 채널 시퀀스로부터의 비트들의 다음 사이클의 시작부의 첫번째 비트가 처리되는 동안, 상기 선택기는 상기 반복적인 스트로브 신호의 마지막 비트를 처리하도록 하는 것을 특징으로 하는 신호 인코딩 시스템.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 코드 변조기들의 일련의 종속 배열 내의 제2 코드 변조기에 접속된 채널 시퀀스 신호는 비율이-데시메이션되어(rate-decimated), 각각의 비트율이 상기 제1 코드 변조기에 접속된 채널 시퀀스 신호에 대한 비트율의 정수 약수(integral divisor)가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 신호 인코딩 시스템.
  6. 공통 반송 주파수를 통해 비-간섭 정보 신호를 전송하는 확산 스펙트럼 통신 시스템으로서,
    동상 신호 처리 회로;
    직교 신호 처리 회로;
    발진기;
    위상 스플리터;
    제1 변조기;
    제2 변조기; 및
    가산기 회로를 포함하고,
    상기 동상 신호 처리 회로는 제1 의사랜덤 조합기 및 제1 동상 인코딩 회로를 포함하는데,
    상기 제1 의사랜덤 조합기는 정보 신호와 동상(I) 의사랜덤 코드 시퀀스를 수신하고, 상기 정보 신호와 동상(I) 의사랜덤 코드 시퀀스를 조합하여 동상 조합 신호를 생성하고;
    상기 제1 동상 인코딩 회로는 다수의 코드 변조기들을 포함하고, 상기 다수의 코드 변조기들의 각각은 각각의 입력 신호를 수신하고 각각의 출력 신호를 생성하며, 상기 동상 조합 신호가 제1 코드 변조기에 입력 신호로서 공급되고 상기 제1 코드 변조기의 출력 신호는 제2 코드 변조기에 입력 신호로서 공급되도록 일련의 종속으로 배열되고, 마지막 코드 변조기로부터의 출력 신호는 각각의 동상 출력 신호로서 사용되고, 상기 다수의 코드 변조기들 각각은 제1 채널 시퀀스 조합기와 제1 선택기를 추가로 포함하는데,
    상기 제1 채널 시퀀스 조합기는 상기 각각의 입력 신호와 채널 시퀀스 신호를 수신하고, 상기 각각의 입력 신호와 상기 채널 시퀀스 신호를 조합하여 각각의 조합 신호를 생성하며; 상기 제1 선택기는 상기 각각의 입력 신호, 상기 각각의 조합 신호 및 반복적인 스트로브 신호를 수신하도록 연결되고, 상기 채널 시퀀스 신호보다 큰 길이인 상기 반복적인 스트로브 신호값을 기초로 상기 각각의 입력 신호와 상기 각각의 조합 신호중 하나를 선택하여 상기 각각의 출력 신호를 생성하며;
    상기 직교 신호 처리 회로는 제2 의사랜덤 조합기 및 제1 직교 위상 인코딩 회로를 포함하는데;
    상기 제2 의사랜덤 조합기는 상기 정보 신호 및 직교 위상(Q) 의사랜덤 코드 시퀀스를 수신하고, 상기 정보 신호와 상기 직교 위상(Q) 의사랜덤 코드 시퀀스를 조합하여 직교 위상 조합 신호를 생성하며;
    상기 제1 직교 위상 인코딩 회로는 다수의 코드 변조기들을 포함하고, 상기 다수의 코드 변조기들의 각각은 각각의 입력 신호를 수신하고 각각의 출력 신호를 생성하며, 상기 직교 위상 조합 신호가 입력 신호로서 제3 코드 변조기에 공급되고 상기 제3 코드 변조기의 출력 신호가 입력 신호로서 제4 코드 변조기에 공급되도록 일련의 종속으로 배열되며, 마지막 코드 변조기의 출력 신호는 각각의 직교 위상 출력 신호로서 사용되며; 상기 다수의 코드 변조기들의 각각은 제2 채널 시퀀스 조합기와 제2 선택기를 더 포함하는데;
    상기 제2 채널 시퀀스 조합기는 상기 각각의 입력 신호와 채널 시퀀스 신호를 수신하며, 상기 각각의 입력 신호와 상기 채널 시퀀스 신호를 조합하여 각각의 조합 신호를 생성하며; 상기 제2 선택기는 상기 각각의 입력 신호, 상기 각각의 조합 신호, 및 상기 반복적인 스트로브 신호를 수신하도록 연결되고, 상기 반복적인 스트로브 신호값을 기초로 상기 각각의 입력 신호와 상기 각각의 조합 신호 중 하나를 선택하여 상기 각각의 출력 신호를 생성하며;
    상기 발진기는 발진 신호를 생성하고;
    상기 위상 스플리터는 상기 발진 신호를 수신하고 상기 발진 신호를 제1 및 제2 위상 시프트된 신호로 분할하며;
    상기 제1 변조기는 상기 각각의 동상 출력 신호와 상기 제1 위상 시프트된 신호를 수신하여 제1 가산 신호를 생성하며;
    상기 제2 변조기는 상기 각각의 직교 위상 출력 신호와 상기 제2 위상 시프트된 신호를 수신하여 제2 가산 신호를 생성하며;
    상기 가산 회로는 상기 제1 및 제2 가산 신호들을 수신하고 조합하여 비-간섭 변조된 사용자 정보 신호를 생성하는 것인 확산 스펙트럼 통신 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 변조기들은 바이폴라 위상 시프트 키잉된 변조를 사용하는 것을 특징으로 하는 확산 스펙트럼 통신 시스템.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 코드 변조기들은 동일한 채널 시퀀스 신호 및 반복적인 스트로브 신호를 사용하는 것을 특징으로 하는 확산 스펙트럼 통신 시스템.
  9. 확산 스펙트럼 통신 시스템에서 정보 신호를 변조하는 방법에 있어서,
    각각의 출력 신호를 생성하기 위하여 각각의 입력 신호에 대해 각각의 코드 변조 단계가 동작하도록 다수의 코드 변조 단계를 실행하는 단계로서, 상기 코드 변조 단계는 상기 정보 신호가 제1 코드 변조 단계에 대한 입력으로서 사용되며, 상기 제1 코드 변조 단계의 출력 신호는 제2 코드 변조 단계에 대한 입력 신호로서 공급되도록 연속하여 실행되고, 상기 코드 변조 단계들 중 하나의 출력 신호는 각각의 출력 인코딩된 정보 신호로서 사용되는, 다수의 코드 변조 단계를 실행하는 단계를 포함하고, 상기 다수의 코드 변조 단계의 각각은:
    상기 각각의 입력 신호와 채널 시퀀스 신호를 조합하여 조합 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 각각의 입력 신호와 상기 조합 신호 중 하나를 선택하여 각각의 출력 신호를 생성하는 단계로서, 상기 선택은 상기 채널 시퀀스 신호보다 큰 길이의 반복적인 스트로브 신호값을 기초로 행해지는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 변조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 코드 변조 단계에서 각각의 입력 신호를 조합하기 전에, 상기 정보 신호를 수신하고, 상기 정보 신호와 의사랜덤 코드 시퀀스를 조합하여 상기 제1 코드 변조단계에 대한 각각의 입력신호를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 변조 방법.
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