KR100801043B1

KR100801043B1 - 직교파형들을사용하여다중송신기들이단일cdm채널의공유를가능하게하는방법

Info

Publication number: KR100801043B1
Application number: KR1019970708738A
Authority: KR
Inventors: 아브니쉬 아그러왈; 브리안 케이 부터럴
Original assignee: 퀄컴 인코포레이티드
Priority date: 1996-04-02
Filing date: 1997-04-01
Publication date: 2008-05-06
Also published as: US6134215A; RU2202152C2; WO1997037456A2; JP2005006346A; KR19990022259A; JP4081051B2; AU735982B2; EP0829149A1; EP0829149B1; DE69735984D1; WO1997037456A3; DE69735984T2; JP2005006343A; JP2002515203A; MX9709331A; MY119079A; JP3611859B2; CA2222928C; JP4081049B2; BR9702177B1

Abstract

다중 송신기 (400) 가 직교 파형을 이용하여 단일 코드분할 다중화 (CDM) 또는 코드분할 다중접속 (CDMA) 채널을 공유하는 것을 가능하게 하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 한 세트의 직교 채널화 코드(W_i(t)) 가 생성되고, 각 송신기 (400) 는 소정의 방식으로 직교 채널화 코드 및 의사 잡음 다항식을 할당받는다. 송신기는 직교 채널화 코드 (W_i(t)) 를 이용하여 각 사용자 신호를 채널화하고, 의사잡음 (PN) 확산코드를 이용하여 각 사용자 신호를 확산한다. 각 송신기는 동일한 PN 확산 코드 및 시간 오프셋을 이용한다. 또한, 어떠한 직교 채널화 코드도, CDM 채널을 공유하는 시간 주기 동안 하나 이상의 송신기에 할당되지 않는다. 확산 신호는 합성 신호로서 송신 전에 각 송신기 (404) 에서 합산된다. 오프셋은 수신기에서 시간정렬을 위해서 시간 사전 보정 (406 및 510) 된다. 신호의 주파수는 수신기에서 주파수 정렬을 위해 사전 보정된다.

Description

직교 파형들을 사용하여 다중 송신기들이 단일 CDM 채널의 공유를 가능하게 하는 방법

본 발명은 일반적으로 확산 스펙트럼 통신시스템에 관한 것으로, 좀더 자세하게는, 다중의 송신기들이 단일 코드분할 다중화 (CDM) 또는 코드분할 다중접속(CDMA) 채널을 그 시스템에서의 공유 자원으로 공유할수 있도록 하는 것에 관한 것이다.

코드 분할 다중화 (CDM) 시스템에서, 하나 이상의 수신자용 신호들은 단일 주파수 대역 또는 CDM 채널을 사용하여 단일 사이트 (site) 로부터 송신되고, 채널화 코드들의 적절한 할당을 통해 코드 채널들을 생성한다. 상기 시스템들은, 예컨대, 호출 시스템들, 메시지나 정보 방송 시스템들과, 정보가 다양한 목표 수신자에게 전달되는 포지셔닝 (positioning) 시스템 또는 위치 결정 시스템을 포함한다. 확산 스펙트럼 코드분할 다중접속 (CDMA) 통신시스템과 같은 몇개의 CDM 시스템들은, 월시 코드와 같은 직교 채널화 코드, 또는 낮은 상관도를 갖는 확산 코드를 각 시스템 사용자에게 할당함으로써 코드 채널들을 얻는다.

다수의 시스템 사용자들 사이에 정보를 전송하기 위한 다양한 다중접속 통신시스템들과 기술들이 개발되어 왔다. 그러나, (CDMA) 통신시스템들에서 사용된 것과 같은 확산 스펙트럼 변조 기술들은, 특히 다수의 통신시스템 사용자들에게 서비스를 제공할때, 다른 변조 기술들에 비하여 중요한 장점들을 제공한다.

상기 기술들은 "Spread Spectrum Multiple Access Communication System Using Satellite Or Terrestrial Repeater" 의 명칭으로 1990년 2월 13일에 발행된 미국특허 제 4,901,307 호의 내용과, "Method And Apparatus for Using Full Spectrum Transmitted Power In A Spread Spectrum Communication System For Tracking Individual Recipient Phase Time And Energy" 의 명칭으로 출원된 미국 특허출원 제 08/368,570 호의 내용에 공개되어 있으며, 상기 공개된 2개의 특허들은 모두 본 발명의 양수인에게 양도되었고, 여기에서 참조로써 포함된다.

상기 특허들은 일반적으로 다수의 이동이나 원격 시스템 사용자들 각각이 공중전화 교환망과 같은 다른 시스템 사용자들이나 다른 접속 시스템들의 사용자들과 통신하는데 하나 이상의 송수신기 (transceiver) 를 사용하는 다중접속 통신시스템들에 관한 내용을 기술하고 있다. 이 송수신기들은 게이트웨이 (gateway) 및 위성, 또는 지상 기지국들 (또한, 때때로 셀-사이트 (cell-sites) 나 셀 (cells)이라고도 함)을 통해 통신한다.

기지국이 셀을 커버하는 동안, 위성들은 지구 표면상에 풋-프린트(footprint) 를 갖는다. 둘중 임의의 한 시스템에서, 용량 이득은, 커버되는 지리적 영역들을 분할하거나 세분함으로써 성취될수 있다. 셀들은 기지국에서의 방향성 안테나들을 사용함으로써 "섹터들" 로 분할될수 있다. 이와 유사하게, 위성의 풋-프린트는, 빔 형성 안테나 (beam forming antenna) 시스템의 사용을 통해, 지리학적으로 "빔들"로 분할될수 있다. 커버리지 영역을 세분하는 이들 기술들은 상대적인 안테나 지향성이나 공간 분할 다중화 방식을 사용하는 격리를 생성시키는 것으로 생각될수 있다. 게다가, 가용 대역폭이 있다고 가정하면, 이러한 세분화된 것들중 각각은, 섹터들이나 빔들중 어느 하나, 주파수 분할 다중화 방식 (FDM) 의 사용을 통해 할당된 다중 CDMA 채널들로 될 수 있다.

위성 시스템들에서, 각 CDMA 채널은 "서브-빔" 으로 불리우는데, 그 이유는, 이들중 몇개가 각 "빔" 당 존재할 수도 있기 때문이다.

전형적인 확산 스펙트럼 통신시스템에서, 1개 이상의 미리 선택된 의사잡음(pseudonoise : PN) 코드 시쿼스들은 변조전의 미리 결정된 스펙트럼 대역에 걸쳐 사용자 정보 신호들을 통신 신호들로서의 송신용 반송신호로 변조하거나 "확산"시키는데 사용된다. 당업계에 널리 공지되어 있는 확산-스펙트럼 송신 방법인 PN 확산은, 데이터 신호의 대역폭보다 훨씬 큰 대역폭을 갖는 송신용 신호를 발생시킨다. 기지국이나 게이트웨이에서 사용자로의 통신 링크에서, PN 확산 코드들이나 2진 시퀀스들은, 다중경로 신호들간 뿐만 아니라 다른 기지국들에 의해서나 다른 빔들에 대해 송신된 신호들간을 판별하는데 사용된다. 통상적으로, 이러한 코드들은 소정 셀이나 서브빔내의 모든 통신 신호들에 의해 공유된다.

전형적인 CDMA 확산 스펙트럼 통신시스템에서, 채널화 코드들은 셀내의 다른 사용자들간이나 순방향 링크 (즉, 기지국이나 게이트웨이로부터 사용자 송수신기로의 신호 경로) 상의 위성 서브-빔내에 전송된 사용자 신호들간에 판별하는데 사용된다. 즉, 각 사용자 송수신기는 고유의 "채널화" 직교 코드를 사용함으로써 순방향 링크 상에 제공된 그 자신의 직교 채널을 갖는다. 일반적으로, 월시 함수들은 채널화 코드들을 구현하는데 사용되며, 전형적인 순방향 링크용 코드길이는, 지상 시스템용으로는 약 64 개의 코드칩이고 위성 시스템용으로는 약 128 개의 코드칩이다.

일반적으로, CDMA 위성 시스템은 시스템 자원들을 다수의 게이트웨이에게 할당한다. 가장 간단한 할당 방식은 전체의 CDMA 채널들 (즉, 서브빔들)의 분해능 (resolution) 으로 자원들을 분할하는 것이다. 상기 시스템은 개별적인 위성들의 전체 서브빔들을 특정한 시간 주기 동안 개별적인 게이트웨이들로 할당한다. 그러나, 가용 서브빔들보다 더 많은 게이트웨이들이 존재할 경우, 전체의 CDMA 채널들의 할당은 시스템 자원들을 사용함에 있어 잠재적으로 비효율적이 된다. 그러한 상황에서, 게이트웨이들간의 서브빔을 공유하는 것이 유용한 것 으로 증명될수 있었다. 이는, 할당에 이용 가능한 시스템 자원들의 분해능을 증가시킨다.

따라서, 다중 게이트웨이들이 1개의 CDMA 채널이나 서브빔을 공유 자원으로 공유하는 것이 바람직하다. 그러나, 종래 기술에 따르면, 다중 송신기들에 의한 CDMA 나 CDM 채널의 공유는 수신기들에서의 신호 간섭을 초래한다. 또한, 이러한 논의는, 게이트웨이들보다는 오히려 기지국들을 사용하는 지상 (예컨데, 셀룰러) 통신 시스템들, 및 몇가지 형태의 메시지나 정보 방송 시스템들에 적용됨을 당업자는 명백히 알 수 있다.

그러므로, 다중 송신기들 (예컨대, 게이트웨이들, 기지국들) 이 간섭의 생성없이도 단일 CDM 채널을 공유할수 있도록 하는 방법이 필요하다.

도 1 은 전형적인 다중접속 통신 시스템을 나타낸 도면.

도 2a 는 종래 구성의 신호 변조기를 나타내는 회로 블록도.

도 2b 는 종래 구성의 다른 신호 변조기를 나타내는 회로 블록도.

도 3 은 종래 구성의 QPSK 확산기를 나타내는 회로 블록도.

도 4 는 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 회로 블록도.

도 5 는 본 발명의 바람직한 실시예의 동작을 나타낸 흐름도.

도 6 은 수신된 QPSK 신호의 반송 주파수의 추정치를 얻기 위해 다중 파일럿 신호들을 사용하는 자동 주파수 제어루프의 회로 블록도.

도 7 은 도 6 상의 자동 주파수 제어루프의 동작을 나타낸 흐름도.

본 발명은 직교 파형들을 사용하여 다중 송신기들이 단일 CDM 채널 또는 CDMA 채널을 공유할수 있도록 하는 시스템 및 방법이다. 출원인들은, 종래의 생각과는 달리, 일정한 양태의 송신기 동작이 본 발명에 따라 제한 될 경우, 직교 파형들을 사용하여 다중 송신기들이 단일 CDM 채널을 공유할수도 있음을 알아냈다. 게다가, 종래의 기술에 따르면, 하나 또는 몇 개 중 각각의 이동 수신기들에서 정렬되도록 하기 위해, 다중 송신기들로부터의 반송파 위상을 제어하는 것은 비실용적이다. 출원인들은, 본 발명의 방법이 사용될 경우, 상대적인 반송위상과 같은 일정한 동작 파라미터들은 관심을 갖는 주기동안 제어되거나 조정될 필요가 없음을 알아냈다. 일정한 송신기 동작 특성들이 제어되도록 요구함으로써, 본 발명은 다중 송신기들에 의한 CDM 채널의 공유를 아주 실용적이고도 유용하게 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 단일 CDMA 채널을 공유하는 각 송신기는, 사용자 정보 신호들을 채널화하는데 사용되는 미리 정의된 월시 코드 세트 중 일부를 할당받는다. 또한, 공유하는 송신기들 모두는, 동일한 의사 잡음(PN) 확산코드와 오프셋을 사용하여, 채널화된 사용자 신호들을 확산한다. 그 다음으로, 다음과 같은 송신기 동작 제약들이 관측될 때, 이 송신기들은 단일 주파수 대역을 (CDM 이나 CDMA 채널) 상호 간섭없이도 공유할 수도 있다: 즉, 각 송신기는 동일한 PN 확산 코드나 1쌍의 직교 (quadrature) PN 코드 시퀀스들과 시간 오프셋들을 사용한다; 시간 오프셋들은 수신기에서의 시간 정렬을 보장하게 하기 위해 사전에 정정된다; 신호들의 주파수들은 수신기에서의 주파수 정렬을 보장하게 하기 위해 사전에 보정된다; 어떠한 직교 채널화 코드도 동시에 1개 이상의 송신기에 할당되지 않는다.

본 발명의 바람직한 실시예의 한 목적은 다중 송신기들이 단일 CDMA 채널을 상호 간섭의 생성없이도 공유할수 있도록 허용하는 것이다.

또한, 본 발명은 다중 송신기들이 단일 CDM 채널을 상호 간섭의 생성없이도 공유할수 있도록 허용하는 것이다.

본 발명의 장점은 특정 통신 신호들의 신호대 잡음비 와 그 시스템을 개선시키는 것이다.

본 발명의 다른 장점은 신호들에 대한 개선된 시간 및 위상 추적을 가능하게 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 장점은 개선된 주파수 추적을 가능하게 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 장점은 신호획득 동안에 더 나은 신호 풀인 (pull-in) 을 가능하게 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 주파수 추적을 위한 다중 파일럿 신호들의 사용을 허용하는 것이다. 본 발명에 따라 CDMA 채널을 공유하는 각 송신기는 파일럿 신호를 제공하기 때문에, 다중 파일럿 신호들은 주파수 추적용으로 수신기에서 이용가능하다. 주파수 추정용 다중 파일럿 신호들의 사용의 한 장점은 이러한 기술은 더 빠른 주파수 풀인을 허용한다는 점이다. 이 기술의 다른 장점은 더 낮은 신호 대 잡음비에서 주파수 추적을 허용한다는 점이다. 이 기술의 다른 장점은 페이딩 채널에서의 더 나은 전체 복조 기능을 가능하게 하는 것이다; 1개의 파일럿 신호가 페이딩하고 있을때, 그 전력은 반송 록 (lock) 을 유지시키는 다른 송신기들로부터의 파일럿 신호들의 전력에 의해 보충될수 있다. 이 기술의 다른 장점은 저-전력 파일럿 신호의 사용을 가능하게 한다는 것이다.

본 발명의 다양한 실시예들의 구성 및 동작뿐만 아니라, 또 다른 특징들 및 장점들은 첨부 도면들을 참조하여 다음에 기술된 상세한 설명으로부터 보다 명백해질 것이다.

I. 서론

본 발명은 다중 송신기들이 단일 CDM 채널이나, 단일 공통 광대역 신호 자원을 공유할수 있도록 하는 시스템 및 방법이다. 바람직한 실시예가 설명된다.

그러나, 먼저, 그 이해에 필요한 본 발명의 다수의 양태들이 설명된다.

특정 단계들, 구성들 및 배열들을 설명하는 동안, 이 설명은 예시적인 목적만으로 이루어짐을 이해해야 된다. 당업자는 다른 단계들, 구성들 및 배열들이 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않는 범위내에서 사용될수 있음을 알수 있을 것이다.

상기한 바대로, 전형적인 CDMA 무선 통신시스템은 확산-스펙트럼 CDMA 기술들을 사용하는 신호들의 송신을 위한 적어도 하나의 주파수 대역을 사용한다; 각 주파수 대역은 CDMA 채널로 알려져 있다. 다른 CDMA 채널들은 다른 통신 신호들을 다른 세트의 사용자들에게 전송하는데 사용된다. 또한, 이 CDMA 채널들은, 다양한 미국 연방 통신 위원회 (FCC) 계획에 따른 재사용을 위해 다른 시스템들에 재할당될 수도 있거나, 다른 서비스들에 의해 사용된 중간 대역들에 의해 분리될 수도 있다. 다른 CDMA 채널들에 대한 지리적 커버리지 영역은 선택된 통신시스템 구성에 따라 부분적으로 또는 완전히 겹쳐질수 있다. 사용자들은 용량, 위성 커버리지 또는 위치, 신호 강도, 간섭등의 목적으로 CDMA 채널들 사이에서 스위칭할 수 있다.

CDMA 통신시스템에서, 단일 사이트로부터 전송하는 다중 사용자들은 월시 코드들과 같은 각 직교 채널화 코드들로의 적절한 할당을 통해 단일 주파수 대역을 (CDMA 채널) 공유할 수도 있다. 전형적인 CDMA 시스템에서, 가용 스펙트럼은 다수의 주파수 대역들로 분할되고, 각각의 주파수 대역들은 CDMA 채널을 나타낸다. 그 다음, 각각의 CDMA 채널은, 채널화 코드들을 송신 신호들에 적용함으로써 다수의 코드 채널들로 분할된다. 각각의 코드 채널은 개별적인 통신 채널이며, 음성, 데이터 등을 반송할 수 있는 별도의 통신 채널이다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, CDMA 채널내의 각각의 코드 채널은 월시 코드 세트로부터 선택된 상이한 월시 코드를 갖는 데이터 신호를 변조함으로써 생성되어져 왔다.

예시적인 공지의 코드 세트는 "Mobile Station-Base Station Compatibility Standard For Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System" 의 제목의 IS-95 시스템 규격에 명시되어 있으며, 그것은 여기에서 참조로 포함된다. 이 결과의 통신신호들은 서로 직교한다.

II. 월시 코드들의 생성

직교 채널화 코드의 한 형태는 월시 코드 (Walsh code) 이며, 이것은 본 발명의 바람직한 실시예에서 사용된다. 월시 코드들의 생성 및 이용은 "System And Method For Generating Signal Waveforms In A CDMA Cellular Telephone System" 의 명칭의 미국 특허 제 5,103,459 호에 개시되어 있고, 이 미국 특허 제 5,103,459 호는 본 발명의 양수인에게 양도되었으며, 그 공개 내용은 여기에 참조로써 포함된다. 간략한 설명이 독자의 편의를 위해 아래에 제공되어 있다.

1세트의 n 개의 직교 2진 시퀀스들이 구성될수 있는 것이 당업계에 잘 알려져 있는바, 이때, 그 각각의 길이는 n 이며, 여기서, n 은 2 의 거듭제곱이다.

실제로, 직교 2진 시퀀스들의 세트들은, 또한, 4의 배수들이면서 200 보다 작은 대부분의 길이들에 대해 알려져 있다. 또한, 직교 채널화 코드용으로 유용하며 비교적 생성하기 쉬운 1 종류의 직교 2진 시퀀스들은 월시 함수들이라 불리운다. 월시 함수들은 하다마드 행렬들 (Hadamard matrices) 로 알려진 월시 함수 행렬들로부터 유도된다.

차수 n 의 하다마드 (Hadamard matrices) 행렬은 반복적으로 다음과 같이 정의될수 있다:

여기서,

는 H 의 가법적 역수이고, 실수계에 대해 H₁ = 1 (즉,

= -1 ) 이다.

따라서, 차수 2와 4의 처음 2개의 하다마드 행렬들은 다음과 같이 표기될수 있다.

그 다음으로, 월시 함수, W_n 은 단지 월시 함수 행렬 (하다마드 행렬) 의 행 (row) 중 하나이고, 차수 'n' 인 월시 함수 행렬은 n 개의 함수 또는 시퀀스를 포함하는 정방 행렬이고, 각각의 길이는 n 개의 칩 (비트) 이다.

차수 n 의 월시 함수 (모든 다른 직교 함수들 뿐만 아니라) 는 다음과 같은 성질을 갖는다. 즉, 만일 시퀀스들이 서로 시간 정렬된다고 가정하면, n 개의 코드 심볼들의 간격에 걸쳐, 그 세트내의 모든 다른 시퀀스들 사이의 상호-상관값 (cross-correlation) 은 0 이다.

이것은, 모든 시퀀스는 정확히 그 비트들의 절반이 모든 다른 시퀀스와 다르다는 것을 주목하여 알수 있다. 또한, 모두 1 (실수)을 포함하는 1 개의 시퀀스가 항상 있으며, 모든 다른 시퀀스들은 1/2 들과 -1/2 들을 포함함을 주목해야 한다.

월시 코드의 상기 성질은 그것들을 CDMA 통신 시스템들에서 유용하게 만든다. 아래에서 설명되는 바와같이, 2 개의 사용자 신호들이 각각 동일한 세트로부터의 2 개의 서로 다른 월시 시퀀스들을 사용하여 변조될 때, 그 결과의 신호들은 서로 간섭하지 않는다.

Ⅲ. 무선 정보 시스템

상기한 바대로, 본 발명은 다양한 무선 정보와 통신 시스템들에서 사용될수 있음을 발견할수 있었다. 상기 시스템들은 전형적으로 호출이나 위치 결정용으로 사용되는 것과 같은 정보 방송시스템들을 포함한다. 다른 시스템들은 위성과 지상 셀룰러 전화시스템들과 같은 무선 통신 시스템들을 포함한다. 바람직한 응용은 이동 또는 휴대용 전화 서비스용 CDMA 확산 스펙트럼 통신 시스템들에 있다.

본 발명이 사용되는 전형적인 무선 통신 시스템이 도 1 에 도시되어 있다. 도 1 에 도시되어 있는 통신 시스템 (110) 의 일부는 2 개의 기지국들 (112, 114), 1 개의 위성 (116), 및 2 개의 관련 게이트웨이들이나 허브 (hub) 들 (120, 122) 을 사용한다. 이러한 통신 시스템의 소자들은 2 개의 가입자 유닛들(124, 126) 과 통신을 하는 것으로 도시되어 있다. 통상적으로, 기지국들과 위성들/게이트웨이들은, 지상 및 위성 기반의 별도의 통신 시스템들의 컴포넌트들이나, 이것이 필수적인 것은 아니다.

가입자 유닛들 (124, 126) 각각은, 다음에 제한되지는 않으나, 휴대용 전화, 데이터 송수신기나, 호출이나 위치 결정 수신기와 같은 무선 통신장치를 갖거나 포함하며, 원하는대로 휴대용으로나 자동차에 장착될 수 있다. 여기서, 상기 가입자 유닛들은 휴대용 전화기들로서 예시된다. 그러나, 또한, 본 발명은 원격 무선 서비스가 요구되고, 실내뿐만 아니라 옥외 위치를 포함하는 고정장치들에 적용 가능하다.

일반적으로, 위성 (116) 으로부터의 상이한 주파수들의 다중빔들 (CDMA 채널들이나 '서브-빔들' 이라고도 함) 은 동일한 영역을 겹쳐지게 쏘아지도록 지향될 수 있다. 다중 위성들에 대한 빔 도달이나 서비스 지역들 또는 다중 기지국들에 대한 안테나 형태들은, 통신 시스템 구성과 제공되는 서비스의 형태와, 공간 변화가 성취되는지의 여부에 따라, 소정 지역에서 완전히 또는 부분적으로 겹쳐질수 있도록 설계될 수도 있음을 당업자는 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

다수의 가입자 유닛들에게 서비스를 하기 위한, 낮은 지구 궤도 (Low Earth Orbit : LEO) 에서의 궤도 비행체들을 사용하는 것과 같은 다양한 다중-위성 통신 시스템들이 제안되어져 왔다. 당업자는, 다른 궤도 거리들과 배열들을 포함하여 다양한 통신 시스템과 게이트웨이 구성들에 본 발명의 기술들이 어떻게 적용 가능한지를 쉽게 이해할 것이다. 동시에, 본 발명은 다양한 기지국 구성의 지상기반 시스템들에 동등하게 적용 가능하다.

가입자 유닛들 (124, 126) 과 기지국들 (112, 114) 간에 발생하는 통신, 또는 위성 (116) 을 통한 게이트웨이들 (120, 122) 과의 통신을 위한 몇가지 가능한 신호 경로들이 도 1 에 도시되어 있다. 기지국-가입자 유닛 통신 링크들은 선(130, 132, 134, 및 136) 에 의해 도시되어 있다. 게이트웨이들 (120, 122) 과 위성 (116) 간의 게이트웨이-위성 통신 링크는 각각 선 (140 및 142) 에 의해 도시되어 있다. 위성 (116) 과 가입자 유닛들 (124, 126) 간의 위성-가입자 유닛통신 링크는 각각 선 (144, 146) 에 의해 도시되어 있다.

상기한 바대로, 게이트웨이들 (120, 122) 과 기지국들 (112, 114) 은 일방향 또는 양방향 통신 시스템들의 일부로서, 또는, 단지 메시지들이나 데이터를 가입자 유닛들 (124, 126) 로 전송하는데 사용될 수도 있다. 둘중 어느 하나의 경우에 있어서, 게이트웨이들 (120, 122) 또는 기지국들 (112, 114) 은, 동일한 CDM 채널 또는 CDMA 채널의 공유를 원할 수도 있다. 이것은 특히 기지국들(112, 114) 이 서로 근접하여 있거나, 게이트웨이들 (120, 122) 이 현재 자원들에 대한 불균일한 수요를 갖고 있거나, 공통 그룹의 사용자들에 대한 메시지들을 갖는 경우에 적용된다.

Ⅳ. 확산 (spreading) 과 커버링

정보 신호들은 시스템 가입자들에게 송신되기전에, 기본 디지털 통신신호를 생성시키기 위해, 필요에 따라, 먼저 디저털화되고, 원할 경우, 인코딩되어 인터리빙된다. 이러한 동작들은 공지된 기술들을 사용한다. 또한, 특정 사용자들에게 지정된 신호들은, 그 사용자의 순방향 링크에 할당된 코드 확산 시퀀스 또는 다른 직교 함수에 의해 변조된다. 즉, 통상적으로 월시 코드인, 고유의 커버링 직교 코드는 셀이나 빔내의 다른 사용자들 또는 가입자 신호들 사이를 구별하는데 사용된다. 또한, 소정의 반송 주파수의 순방향 링크상의 이러한 코딩은 채널들이라 불리우는 가입자 신호들을 발생시킨다. 상기 직교 함수들은 때때로 채널화 코드라고 불리운다.

데이터 신호들의 커버링 및 확산을 수행하기 위한 예시적인 송신기 회로의 블록도가 도 2a 와 도 2b 에 도시되어 있다. 도 2a 에서의 송신 변조기 (200)는 제1 승산기 (202), 제2 승산기 (204), 직교 코드 (혹은 함수) 발생기 (206), 및 PN 발생기 (208)를 사용한다. 다른 방법으로, 아래에 설명되는 바와 같이, 변조기 (200) 는 승산기 (210)을 사용할 수도 있다. 송신 변조기 (200)는 데이터 또는 미리 인코딩된 데이터 심볼들을 수신하여, 이것들을 할당된 직교 코드 시퀀스인 월시 코드로 직교로 인코딩하거나 커버링한 다음, 송신 전에 이 커버링된 데이터를 확산시킨다.

이제 도 2a 를 참조하면, 정보 신호 S(t) 는 월시 함수 W(t) 와의 곱셈을 통해 채널화된다. 직교 함수나 월시 코드 발생기 (206) 는 공지된 장치를 사용하여, 신호를 채널화하는데 필요한 직교 커버링 코드를 발생시킨다. 발생기(206) 로부터의 코드 W_i(t) 는 논리 소자 (202; 일반적으로 승산기) 에서의 심볼 데이터에 의해 곱해지거나 심볼 데이터와 결합된다. 예시적인 실시예에서, 다른 공지의 레이트가 사용될 수 있지만, 일반적으로, 직교 함수는 1.2288 MHz 의 레이트로 클럭된다.

승산기 (202) 에 의해 직교하게 (orthogonally) 커버링된 데이터 신호S(t)W(t) 출력은 논리 컴포넌트 또는 승산기 (204) 에 입력되어 PN 확산 코드가 곱해진다. 그 후, 그 결과로서 PN 확산과 직교하게 인코딩된 출력신호는, 통상적으로, 대역 통과 필터링되어, 적절한 전력 제어와 증폭회로로 전달된 다음, RF 반송파로 변조된다. 다른 방법으로, PN 확산 및 직교 채널화 코드들은 데이터 와 결합되기전에, 함께 곱해지거나 결합될수 있다. 이것은 도 2b 에 예시되어 있는데, 송신 변조기 (201) 는 승산기 (210) 로 전달되는, 직교 코드 발생기(206) 와 PN 발생기 (208) 의 출력들을 갖는다. 승산기 (210) 는, 다시 승산기 (204) 를 사용하여, 데이터 신호 S(t)W(t) 와 결합되는 결합된 코드를 발생시킨다.

이 결과의 신호들은 다른 순방향 링크 신호들과 합해지고 안테나에 의해 방사되기 전에 더 증폭되고 필터링될 수도 있다. 이 필터링, 증폭과, 변조 동작들은 당업계에 널리 공지되어 있다. 공지된 바와 같이, 다른 실시예들은 송신된 신호를 형성하는 이러한 동작들중 몇가지의 순서를 상호 교환할 수도 있다.

이러한 형태의 송신장치의 동작에 관한 부가적인 세부적인 내용들은 상기 미국 특허 제 5,103,459 호에서 찾아볼수 있다.

PN 발생기 (208) 는 이 과정에서 사용되는 1 개 이상의 다른 PN 확산 코드들을 발생시킨다. 이 발생기는 적절한 인터페이스 소자들을 사용하는 몇 개의 송신기들 중에서 시간공유될 수 있다. 이러한 시퀀스들의 예시적인 발생회로는 "Power Of Two Length Pseudo-Noise Sequence Generator With Fast Offset Adjustments" 의 명칭으로 1993년 7월 13일에 발행된 미국 특허 제 5,228,054 호에 공개되어 있고, 이 미국 특허 제 5,228,054 호는 본 발명의 양수인에게 양도되었으며, 여기에 참조로써 포함되어 있다. 다른 방법으로, PN 코드들은 ROM 이나 RAM 회로와 같은 메모리소자들에 미리 저장될수 있다. PN 발생기 (208) 는 원하는대로 실수값 시퀀스 또는 복소수값 시퀀스를 출력할 수도 있다. 또한, 이들 PN 확산 코드들은 어떤 응용 분야들에서는 위상이 90°만큼 달리 적용된 동일한 코드일 수도 있다.

각 PN 시퀀스는, 확산되는 기저대역 통신신호보다 훨씬 높은 주파수에서 미리 선택된 PN 코드 주기동안에 발생하는 일련의 '칩들' 로 이루어진다. 전형적인 칩 레이트는 PN 코드 시퀀스 길이나 1024 칩들의 주기를 갖는 1.2288 MHz 정도이다. 그러나, 당업자가 명백히 알 수 있는 바와 같이, 이 코드 길이는 코드 분리를 증가시키거나 탐색 시간을 감소시키토록 조정될 수도 있다. 각 시스템 설계는 당업계에 공지된 인자들에 따라 통신시스템내의 PN 확산 코드들의 분포를 나타낸다.

공지의 클럭 소스는 타이밍 정보를 제공하는데 사용되며, 일반적으로, 시간 오프셋들이나 오프셋값들은 이러한 동작들의 타이밍에 영향을 끼치는 하나 이상의 제어 프로세서들에 의해 제공된다.

Ⅴ. QPSK 확산기 (spreader)

후술되는 본 발명의 바람직한 실시예는 종래 설계의 직교 위상 쉬프트 변조(QPSK) 확산기를 사용한다. 다음의 내용을 읽은후에는, 다른 확산방식들이 본 발명에서 어떻게 사용될수 있는지가 당업자에게는 명백해질 것이다. 도 3 에는 QPSK 확산기의 블록도가 도시되어 있다. QPSK 확산기 (300) 는 제1 및 제 2 동위상 승산기 (302, 304), 제1 및 제2 직교 승산기 (306, 308), 2 개의 필터(310, 312), 및 합산소자 또는 합산기 (314) 로 구성된다. 2 개의 PN 발생기(316, 318) 는 각각 동위상 및 직교 확산 코드들인 PN_I 와 PN_Q 를 제공하는데 사용되고, 상기 2 개의 PN 발생기 (316, 318) 는 상기 PN 발생기 (208) 와 유사하다.

도 3을 참조하면, 정보신호 S(t) 는 채널화된 정보신호 S(t)W(t) 를 발생시키기 위해 월시 함수 W(t) 와의 곱셈을 통해 채널화된다. 채널화된 정보신호S(t)W(t) 는 각각의 승산기들 (302, 306) 의 1 개의 입력으로 입력된다. 일반적으로, 동일한 데이터가 두 개의 모든 승산기들로 입력되어 개별적인 코드들과 결합되거나 개별적인 코드들에 의해 변조된다. 승산기 (302) 는 입력신호 S(t)W(t) 에 PN 발생기 (316) 로부터의 동위상 PN 코드 PN_I 를 곱한다. 그 후, 이 결과의 신호는, 펄스 세이핑 (pulse shaping) 을 제공하는데에 전형적으로 사용되는 종래의 필터인 필터 (310) 에 의해 필터링되어, 송신 신호의 대역폭을 포함한다. 그후, 이 필터링된 신호는 승산기 (304)로 입력되고, 이 승산기 (304)에서 동위상 반송신호 cos(wt) 와 곱해진다. 유사하게, 승산기 (306) 는 입력신호 S(t)W(t) 에 PN 발생기 (318) 로부터의 직교 PN 코드 PN_Q를 곱한다. 그 후, 이 결과의 신호는 필터 (312) 에 의해 필터링되고, 승산기 (308) 에 입력되며, 이 승산기 (308) 에서 직교 반송신호 sin(wt) 와 곱해진다. 당업자가 명백히 알 수 있는 바와 같이, 다른 파형들이 반송신호들로서 사용될 수도 있다.

그 후, 이 결과의 동위상 및 직교 성분들은 QPSK 확산신호 M(t) 를 발생시키기 위해 합산기 (314) 에 의해 합산되고, 이것은, 다른 순방향 링크 신호들과 합해지고 안테나에 의해 방사되기전에, 상기한 바와같이, 더 증폭되고 필터링될 수도 있다.

Ⅵ. 본 발명의 실시예

본 발명전에, 다중 송신기들은 1 세트의 직교 채널화 코드들을 공유하여 단일 CDM 채널을 공유할수 없다고 생각되었다. 또한, 채널 공유를 실현하기 위해, 각각의 송신 신호들의 반송 위상들은 수신기에서 정렬되어야 한다고 생각되었다. 불행히도, 지리학적으로 분포된 사이트들에서 다중 송신기들로부터의 반송 위상들의 상기 조정된 사전정정은, 관심의 반송 주파수들에서 기술적으로 실현가능하다고는 생각되지 않는다. 다음에 설명되는 바와같이, 출원인들은, 비록 각각의 송신기 반송위상들이 수신시에 정렬되지 않을지라도, 종래 생각과는 달리, 다중 송신기들이 직교 채널화 코드들을 사용하여 단일 CDM 채널을 공유할 수도 있다는 사실을 알아냈다. 송신기들의 신호들은, 반송위상에 관계없이, 일정한 환경하에서 서로 직교로 남아 있다.

반송위상의 무관계에 대한 이유는, 예에 의해 가장 잘 설명된다. 각각 위상 'x' 와 'y' 를 각각 갖는 기본 반송파형들을 발생시키는 기지국 (112, 114)이나 게이트웨이들 (120, 122) 에서와 같은 2 개의 송신기인 송신기 X 와 송신기 Y 를 고려하자. 송신기 X 는 데이터 신호 S_x 를 월시 함수 W_x(i) 를 사용하여 채널화하고, 반송파를 변조하여 송신 신호T_x(i)를 발생시키는데, 여기서, i 는 월시 시퀀스에서의 칩수를 나타낸다; 이 예에서, i 의 값의 범위는 0 내지 127 이다. 송신기 Y 는 데이터 신호 S_y 를 월시 함수 W_y(i)·를 사용하여 채널화하고, 그 반송파를 변조하여 송신 신호T_y(i)를 발생시킨다. 따라서, 송신 신호들은 다음과 같이 표시할수 있다:

두 개의 모든 송신 신호들은 수신기 X (124,126) 에 의해 수신되고, 월시 함수 W_x(i) 를 사용하여 커버링되지 않거나 비채널화된다. 주파수 사전정정에 의해, 도달하는 신호들에 대한 신호 위상에서의 임의의 상대적인 차이는 거의 일정하다고 가정한다. 즉, 위상들은 다를수도 있지만, 사용되는 월시 함수 주기 동안에는 비교적 일정하게 남아 있다. 월시 시퀀스와 동일한 월시 시퀀스와의 곱은 1 의 시퀀스이기 때문에, 신호 T_x 에 대한 결과는 다음의 관계에 의해 주어진다:

이것은 원하는 데이터 신호이다. 월시 시퀀스와 동일한 세트로부터의 다른 월시 시퀀스와 곱은 0 이기 때문에, 신호 T_y 에 대한 결과는 다음의 관계에 의해 주어진다:

이와 같이, 간섭을 초래하지 않는다. 따라서, 상기 조건들이 만족하고, 주파수 정렬이 월시 함수들의 짧은 주기동안에 변하지 않을 때, 반송위상은 무관하다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 각 송신기는 같은 쌍의 직교 PN 확산 코드들이나 시퀀스들 및 오프셋들을 사용한다 (PN 코드 오프셋은 기준 시간과 PN 코드 시퀀스의 시작 시간 사이의 미리 결정된 지연이다.) 또한, 어떤 직교 채널화 코드도, 2 개 이상의 송신기들이 CDMA 채널을 분할하고 있는 시간 주기동안 2 개 이상의 송신기로 할당되지 않는다. 이 오프셋들은 수신기에서의 시간 정렬을 확실하게 하기 위해 시간 사전정정된다. 신호들의 주파수들은 수신기에서의 주파수 정렬을 확실하게 하기 위해 사전정정된다.

본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 회로 블록도가 도 4 에 도시되어 있다. 도 4 는 본 발명의 간단한 응용을 나타낸 것인데, 단지 2 개만의 송신기들 (송신기 (400A) 와 송신기 (400B)) 이 단일 CDMA 채널을 공유한다. 바람직한 실시예에 따르면, 미리 정의된 1 세트의 월시 코드들이 공유 송신기들 중에서 분할된다. 이것은 도 4 에 도시되어 있는데, 이것은 송신기 (400A) 에 할당된 월시 코드들 (W_l(t) 내지 W_n(t)) 과 송신기 (400B) 에 할당된 월시 코드들 (W_n+l(t) 내지 W_W(t)) 를 나타내며, 여기서, "w" 는 이 세트에서의 월시 코드들의 전체 갯수이다.

월시 함수들은 연속적인 일련의 순서로 할당되거나 그룹핑될 필요가 없으나, 원할 경우, 다른 할당 패턴들을 사용하여 할당될수 있다. 즉, 본 발명은 1 개의 송신기에 할당되는 월시 함수들 1 내지 16 을 필요로 하지 않는 반면, 월시 함수들 17 내지 32 은 연속적인 '블록들' 이나 시퀀스들 (1 내지 n 과 n+1 내지 w)로서 다른 송신기로 할당된다. 예컨데, 월시 함수들 1, 3, ,5,....31 은 1 개의 송신기로 할당될수 있는 반면, 다른 송신기는 월시 함수들 2, 4, ,6,....32 을 사용을 위해 수신한다. 이 함수들은 작은 그룹 또는 다른 시퀀스들로서 또는 다른 알려진 패턴들을 사용하여 할당될수 있다. 동일한 CDM 채널상에서 동시에 공통 월시 함수들을 사용하고 있지 않는 한, 월시 함수들의 임의의 다양한 그룹, 조합, 또는 순서가, 각각의 송신기들이 사용될 수도 있다.

상기 할당 작업의 예가 바람직한 실시예에 대해 어떻게 나타나는지가 아래의 표 1 에 도시되어 있다. 이 예시된 할당 방식에서, 제1 게이트웨이 (GW) 와 제2 게이트웨이 (GW) 로 표시된 2 개의 게이트웨이는 CDMA 확산 스펙트럼 통신 시스템에서 공통 빔 및 주파수를 공유한다. 특정 세트의 9 개의 채널들에 대한 지정 함수들은 그들 각각의 월시 함수 할당에 따라 목록화된다.

[표 1]

이 명세서에서, 바람직한 실시예는 2 개의 송신기들과 1 개의 수신기를 갖는 것으로 설명되어 있다. 본 발명의 원리는, 다중 송신기들과 다중 수신기들이 단일 CDMA 채널을 공유할 수 있도록 확장될수 있음을 당업자는 명백히 알수 있다. 또한, 당업자는, 수신기들은 중계기들 (예컨데, 위성 트랜스폰더들, 지상 중계기들, 등) 에 의해 대체될수 있고, 본 발명의 시간 및 주파수 사전정정은 송신기나 중계기중 어느 하나에 의해 수행될수 있다는 것을 분명히 알 수 있다.

예컨데, 시간 및 주파수 사전정정은 위성 또는 중계기에서 단일 트랜스폰더를 공유하고, 트랜스폰더에 의해 신호를 송신 지점까지 사전정정함으로써 일군의 사용자들에 대하여 수행될 수 있다.

이 명세서에서, 본 발명은 신호 송신에 관해 설명된다. 당업자가 명백히 알 수 있는 바와 같이, 다양한 수신기들이 본 발명에 사용될 수도 있다. 전형적인 수신기는 "System and Method for Forming Signal Waveforms in a CDMA Cellular Telephone System" 의 명칭의 미국 특허 제 5,103,459 호에 공개되어 있으며, 이 특허는 본 발명의 양수인에게 양도되었으며, 여기에 참조로써 포함된다.

또한, 바람직한 실시예에 의하면, 동일한 PN 다항식과 오프셋들이 각 공유 송신기에 할당된다. 이것은 도 4 에 도시되어 있고, 송신기 (400A) 와 송신기 (400B) 모두에 할당된 1 쌍의 PN 시퀀스들 PN_Q와 PN_I 을 나타내고 있다.

도 4를 참조하면, 송신기들은 승산기들 (402A, 402B), QPSK 확산기들 (300), 합산기들 (404A, 404B)와, 안테나들 (410A, 410B) 을 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예의 동작을 도시한 흐름도가 도 5 에 도시되어 있다. 다음으로, 도 4 및 도 5 를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 5 를 참조하면, 단계 (502) 에서는, 다수의 사용자 신호가 단일 CDMA 채널을 공유하여야만 하는 다중 송신기에 존재한다. 사용자 신호는 음성, 데이터 등일 수있다. 이러한 신호는, 송신기 (400A) 에서 S_A1 내지 S_AX 및 송신기 (400B) 에서 S_B1 내지 S_BY 로서 도 4 에 도시되어 있다. 단계 (504) 에서, 각각의 사용자 신호는 승산기 (402A 및 402B) 에 의해 상이한 월시 코드 시퀀스와 승산된다. 어떠한 두 개의 사용자 신호 (S_A1 내지 S_AX 및 S_B1 내지 S_BY) 도, 동일한 월시 코드 시퀀스에 의해 승산되지 않는다. 월시 코드는 송신기 (400A)에 할당된 (W_l(t) 내지 W_n(t)) 및 송신기 (400B) 에 할당된 (W_n+1(t) 내지 W_w(t)) 로서 도 4 에 도시되어 있다.

다음으로, 단계 (506) 에서, 각각의 승산기 (402A, 402B) 의 출력은 동일쌍의 직교 PN 다항식 및 오프셋을 사용하여 하나 이상의 QPSK 확산기 (300) 에 의해 QPSK 확산된다. QPSK 확산기 (300) 의 동작은 상기 섹션 III에서 설명하였다. 그 후, 단계 (508) 에서, 이에 따라 생성된 월시 코딩 QPSK 확산 신호는 각각 합산기 (404A, 404B) 에 의해 각각의 송신기에서 합산된다. 단계 (510)에서, 합성 신호는 각각 시간 사전정정기 (406A, 406B) 에 의해 시간이 사전정정되어, 송신기로부터 발생하는 합성 신호의 PN 오프셋이 수신기에서 시간 정렬되는 것을 보장한다. 상술한 바와 같이, 일반적으로, 송신기 (400A, 400B) 는 기지국 또는 게이트웨이에 위치되며, 다양한 수신기/트랜스폰더에서의 근사적인 거리가 공지되어 있기 때문에, 필요한 타이밍 사전정정이 용이하게 계산될 수 있다.

단계 (512) 에서, 시간 사전정정된 합성 신호는 주파수 사전정정기 (408A, 408B) 에 의해 주파수 사전정정되어, 송신기로부터 발생하는 합성 신호가 수신기 또는 수신기들에서 주파수 정렬되는 것을 보장한다. 단계 (514) 에서, 합성신호는 안테나 (410A, 410B) 를 매개로하여 송신되도록 준비된다.

상기 설명을 읽은 후, 당업자는 다른 선택적인 실시예를 사용하여 본 발명을 어떻게 실시하는지를 분명하게 알수 있을 것이다.

V. 다중 파일럿 신호를 이용한 주파수 추정

CDMA 수신기에서, 일반적으로 송신기의 반송 주파수는 CDMA 채널을 점유한 단일 송신기의 파일럿 신호를 이용하여 추정되어진다. 일반적으로, 송신 신호의 전력은 최소화되는 것이 바람직하다. 그러나, CDMA 시스템에서 주파수 추적의 난점은 낮은 전력의 파일럿 신호에 의해 악화되어질 수도 있다는 것이다.

본 발명의 특징은 송신기의 반송 주파수를 추정하기 위하여 CDMA 채널을 공유하는 복수개의 송신기의 다중 파일럿 신호를 이용하는 것을 가능케 한다는 점이다. (상술한 바와 같이, CDMA 채널을 공유하는 송신기의 반송 주파수가 정렬된다. 또한, 공유 송신기의 반송 위상이 정렬되는 것은 불필요하기 때문예, 각 송신기는 별도의 파일럿 신호를 송신하여 코히런트한 복조를 가능케 한다.)

수신 QPSK 신호의 반송 주파수를 추정하기 위하여 다중 파일럿 신호를 채용하는 자동 주파수 제어루프 (600) 의 회로 블록도가 도 6 에 도시되어 있다.

도 6 의 회로는 안테나 (602), 회전자 (604), PN 역확산기 (606), 월시 디멀티플렉서 (608), 코히어런트 파일럿 필터 (610; 610A-610N), 주파수 에러신호 발생기 (612; 612A-612N), 합산기 (614), 루프 필터 (616), 및 전압 제어 오실레이터 (VCO; 618) 를 포함한다.

도 7 은 자동 주파수 제어 루프 (600) 의 동작을 나타낸 흐름도를 도시한 것이다. 다음으로, 도 6 및 도 7 을 참조하여, 자동 주파수 제어 루프(600) 의 동작을 좀더 자세하게 설명한다.

도 7 을 참조하면, 단계 (702) 에서, CDMA 채널을 공유하는 다중 송신기로부터 송신 신호를 포함하는 합성신호가 안테나(602) 에서 수신된다. 단계 (704) 에서, 회전자 (604) 는 그 수신된 합성신호를 기저대역으로 다운컨버팅한다. 단계 (706) 에서, 기저대역 신호는 PN 역확산기 (606) 에 의해 오프셋된 적당한 시간에서 PN 코드를 이용하여 역확산된다. 단계 (708) 에서, 그 역확산된 기저대역 신호는 월시 디멀티플렉서 (608) 에 의해 별개의 월시 채널 (A 내지 N) 으로 디멀티플렉싱된다. 이에 따라 생성된 월시 채널들중의 하나는 CDMA 채널을 공유하는 각 송신기에 대한 하나의 파일럿 채널이다.

단계 (710) 에서, 각각의 파일럿 채널은, 적분 및 덤프 (integrate-and-dump) 함수를 포함할 수도 있는 코히어런트한 파일럿 필터 (610A 내지 610N) 에 의해 필터링된다.

단계 (712) 에서, 각각의 에러 신호 발생기 (612A 내지 612N) 는 각 파일럿 신호에 대한 주파수 에러에 비례하는 기간을 계산한다. 예시적인 또는 바람직한 실시예에서, 주파수 에러 신호는 양자가 동위상 (I) 및 직교 (Q) 채널에 대하여 현재의 파일럿 신호 샘플을 나타내는 벡터와 이전의 파일럿 신호 샘플을 나타내는 벡터를 벡터곱시켜 계산된다. 현재의 파일럿 샘플 I_k, Q_k및 이전의 파일럿 샘플 I_k-1, Q_k-1 에 대하여, 최종 주파수 에러는 I_k-1Q_k-Q_k-1I_k로 주어진다. 에러신호는 양 또는 음일 수도 있다; 0 의 에러신호는 주파수 에러가 없음을 나타낸다.

단계 (714) 에서, 모든 파일럿 신호에 대한 주파수 에러 신호가 합산 소자 또는 합산기 (614) 에 의해 결합된다. 단계 (716) 에서, 합성 에러신호가 루프 필터 (616) 에 의해 필터링된다. 단계 (718) 에서, 그 필터링된 에러신호가 VCO (618) 에 의해 위상 추정치로 변환된다. 단계 (720) 에서, 그 위상 추정치가 회전자 (604) 에 인가되어 그 수신된 합성신호의 위상이 조절되어 진다.

VI. 결론

이상 본 발명의 여러가지 실시예를 설명하였지만, 이들은 한정적인 것이 아니라, 단지 예시적인 방법으로 표현한 것으로 이해하여야 한다. 따라서, 본 발명의 범주와 범위는 상술한 어떠한 예시적인 실시예에 의해 한정되지 않으며, 다만 하기 청구범위와 그들의 균등물에 의해서만 한정되어야 한다.

Claims

CDM 통신 시스템에서 복수의 송신기가 단일 코드 분할 다중화 (CDM) 채널을 공유할 수 있게 하는 방법으로서, 각각의 송신기는 복수의 데이터 신호를 송신하기 위한 복수의 통신 채널을 갖는, 상기 방법은:

직교 채널화 코드의 미리 정의된 세트를 소정의 방식으로 상기 복수의 송신기에 할당하는 단계;

각각의 송신기에서:

복수의 채널화된 데이터 신호를 생성하기 위해, 상기 직교 채널화 코드중 하나를 사용하여 상기 복수의 데이터 신호 각각을 채널화하는 단계;

복수의 확산 데이터 신호를 생성하기 위해, 하나 이상의 의사 잡음(PN) 코드를 사용하여 상기 복수의 채널화된 데이터 신호를 확산하는 단계;

합성 신호를 생성하기 위해, 상기 복수의 확산 데이터 신호를 송신 전에 합산하는 단계; 및

상기 합성 신호가 수신 시에 주파수-정렬되도록, 송신 전에 상기 합성신호를 주파수 사전정정하는 단계를 포함하며,

결합된 신호로서, 단일 채널을 공유하는 2 개 이상의 사용자 신호를 수신하는 단계;

하나 이상의 소정의 의사 잡음 (PN) 확산 코드에 관하여 상기 수신된 신호를 역확산하는 단계;

미리 선택된 직교 채널화 코드에 관해서 상기 합성 신호를 복수의 개별 데이터 신호로 디멀티플렉싱하는 단계;

상기 개별 데이터 신호에 대응하는 2 개 이상의 파일롯 신호 각각을 코히어런트 필터링하는 단계;

상기 각각의 필터링된 파일롯 신호로부터 에러 신호를 발생시키는 단계; 및

결과적인 에러 신호를 합산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,

수신된 확산 스펙트럼 신호들을 디멀티플렉싱 전에 회전에 의해 기저대역 주파수로 다운컨버팅하는 단계;

합산된 상기 결과적인 에러 신호들을 필터링하는 단계; 및

필터링된 합산 에러 신호들에 응답하여 상기 다운컨버팅을 조정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 에러 신호를 발생시키는 단계는, 각 파일롯 신호의 현재 샘플들과 그의 이전 샘플들간의 벡터곱 (cross product) 을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
복수의 송신기를 가지며, 단일 CDM 채널을 공유하는 복수의 데이터 신호를 각각 송신하는 코드 분할 다중화 (CDM) 통신 시스템으로서,

각각의 송신기는:

직교 채널화 코드의 세트를 소정의 방식으로 복수의 송신기에 할당하는 수단;

복수의 채널화된 데이터 신호를 생성하기 위해서, 상기 직교 채널화 코드들 중 하나를 사용하여 상기 복수의 데이터 신호 각각을 채널화하는 수단;

복수의 확산 신호를 생성하기 위해서, 하나 이상의 의사 잡음 (PN) 확산 코드를 사용하여 상기 복수의 채널화된 신호를 확산하는 수단;

합성 신호를 생성하기 위해서, 송신전에 상기 복수의 확산 신호를 합산하는 수단; 및

상기 합성 신호가 수신 시에 주파수-정렬되도록, 송신전에 상기 합성 신호를 주파수 사전정정하는 수단을 구비하고,

결합된 신호로서, 단일 채널을 공유하는 2 개 이상의 사용자 신호를 수신하는 수단;

하나 이상의 소정의 의사 잡음 (PN) 확산 코드에 관하여 상기 수신 신호를 역확산하는 수단;

미리 선택된 직교 채널화 코드에 관해서 상기 합성 신호를 복수의 개별 데이터 신호로 디멀티플렉싱하는 수단;

상기 개별 데이터 신호에 대응하는 2 이상의 파일롯 신호 각각을 코히어런트필터링하는 수단;

상기 각각의 파일롯 신호로부터 에러 신호를 발생시키는 수단; 및

결과적인 에러 신호를 합산하는 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 CDM 통신 시스템.
제 4 항에 있어서,

수신된 확산 스펙트럼 신호들을 디멀티플렉싱전에 기저대역 주파수로 다운컨버팅하기 위한 회전 수단;

합산된 상기 결과적인 에러 신호들을 필터링하는 수단; 및

필터링된 합산 에러 신호들에 응답하여 상기 회전 수단의 동작을 조정하는 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 CDM 통신 시스템.
제 4 항에 있어서,

상기 에러 신호를 발생시키는 수단은, 각 파일롯 신호의 현재 샘플들과 그의 이전 샘플들간의 벡터곱을 형성하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 CDM 통신시스템.
단일 CDM 채널을 공유하는 복수의 송신기를 갖는 코드 분할 다중화 (CDM) 통신 시스템에서 주파수를 자동적으로 제어하기 위한 방법으로서, 복수의 직교 채널화 코드 중의 하나로 채널화되고 의사 잡음 (PN) 확산 코드로 확산되며 수신 시에 주파수를 정렬시키기 위해 주파수 사전정정되는 하나 이상의 신호를 각각의 송신기가 송신하는, 상기 방법은,

복수의 송신기 중 하나 이상의 송신기에 의해 송신되는 복수의 개별 신호를 포함하는 결합된 신호를 수신하는 단계;

상기 PN 확산 코드를 이용하여 상기 결합된 신호를 역확산하는 단계;

상기 복수의 직교 채널화 코드에 관하여 상기 결합된 신호를 상기 복수의 개별 신호로 디멀티플렉싱하는 단계;

상기 복수의 개별 신호들 중 2 개 이상의 신호 각각을 코히어런트 필터링하는 단계;

상기 필터링된 개별 신호들 각각으로부터 에러 신호를 발생시키는 단계; 및

상기 에러 신호들을 합산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 7 항에 있어서,

수신된 결합 신호들을 상기 디멀티플렉싱 단계를 수행하기 전에 회전시켜서 기저대역 주파수로 다운컨버팅하는 단계;

합산된 상기 에러 신호들을 필터링하는 단계; 및

필터링된 합산 에러 신호들에 응답하여 상기 다운컨버팅 단계를 조정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
단일 CDM 채널을 공유하는 복수의 송신기를 갖는 코드 분할 다중화 (CDM) 통신 시스템에서 주파수를 자동적으로 제어하기 위한 장치로서, 복수의 직교 채널화 코드 중의 하나로 채널화되고 의사 잡음 (PN) 확산 코드로 확산되며 수신 시에 주파수를 정렬시키기 위해 주파수 사전정정되는 하나 이상의 신호를 각각의 송신기가 송신하는, 상기 장치는

복수의 송신기중 하나 이상의 송신기에 의해 송신되는 복수의 개별 신호를 포함하는 결합된 신호를 수신하는 수단;

상기 PN 확산 코드를 이용하여 상기 결합된 신호를 역확산하는 수단;

상기 복수의 직교 채널화 코드에 관하여 상기 결합된 신호를 상기 복수의 개별적 신호로 디멀티플렉싱하는 수단;

상기 복수의 개별 신호들 중 2 개 이상 신호 각각을 코히어런트 필터링하는 수단;

상기 필터링된 개별 신호들 각각으로부터 에러 신호를 발생시키는 수단: 및

상기 에러 신호들을 합산하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.