KR100827854B1 - 송신기, 송신 방법, 무선 통신 장치 및 무선 통신 시스템 - Google Patents
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Abstract
요약하자면, 본 발명은 데이터 비트 및 제어 비트를 스크램블링(scramble)하는 스크램블러(scrambler)(231)와, 스크램블링된 데이터 비트 및 제어 비트를 필터링하는 필터(227, 228)를 포함할 수 있는 장치(200)에 관해 개시한다. 이 장치는 또한 필터의 이득을 조정하는 프로세서(210)를 포함할 수 있다.
Description
본 기술 분야에서 ITU IMT-2000 스프레드 스펙트럼 표준(Spread spectrum standard)으로도 알려진 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 시스템으로 이용 가능한 송신기 아키텍쳐는, OVSF(Orthogonal Variable Spreading Factor) 코드를 이용하여 데이터 및 제어 비트를 스프레딩하고, 서로 다른 이득을 데이터 및 제어 비트에 적용하며, 스프레딩되고 이득이 적용된(spread-gained) 데이터 및 제어 비트를 스크램블링(scrambling)하여 데이터 칩(data chips)을 생성함으로써 데이터 심볼의 칩을 생성할 수 있다.
본 발명에서 고려되는 청구 대상은 본 명세서의 결론 부분에 특정하게 지정되고 명확히 청구되어 있다. 그러나, 본 발명은 구성 및 작동 방법과, 목적, 특징 및 그 이점에 있어서 첨부된 도면을 참조하여 이하의 상세한 설명을 판독함으로써 가장 잘 이해될 것이다.
설명의 단순성 및 명확성을 위해서, 도면에 도시된 구성 요소가 반드시 실제 축척대로 도시된 것은 아님을 이해할 것이다. 예를 들면, 몇몇 구성 요소의 치수는 명료성을 위해 다른 구성 요소에 비해 과장될 수 있다. 또한 적절하다고 간주되는 경우에 도면들 사이에서 대응하거나 동일한 구성 요소를 나타내기 위해서 참조 부호가 반복될 수 있다.
도 1은 본 발명의 예시적인 일실시예에 따른 무선 통신 시스템을 도시하는 개략도,
도 2는 본 발명의 예시적인 일실시예에 따른 송신기를 도시하는 블록도,
도 3은 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 다른 송신기를 도시하는 블록도.
이하의 상세한 설명에서, 본 발명의 명확한 이해를 제공하기 위해 여러 특정 세부 사항이 제시되었다. 그러나, 당업자라면 본 발명은 이러한 특정 세부 사항없이도 실행될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 다른 예로서, 잘 알려진 방법, 절차 구성 요소 및 회로에 관한 설명은 본 발명을 불명확하게 하지 않도록 상세하게 제시하지 않았다.
이하에 제시된 상세한 설명의 일부분은 컴퓨터 메모리 내의 데이터 비트 또는 이진 디지털 신호에 대한 연산을 나타내는 알고리즘 및 심볼 표현과 관련하여 제시되었다. 이러한 알고리즘 기술법 및 표현법은, 데이터 처리 분야의 당업자들 이 자신의 작업의 본질을 해당 분야의 다른 당업자에게 전달하기 위해 이용하는 기법일 수 있다.
본 발명이 여러 적용 분야에서 이용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 본 명세서에서 개시된 회로 및 기법은 무선 시스템의 송신기 등과 같은 여러 장치에서 이용될 수 있으나 본 발명은 이것으로 한정되지는 않는다. 본 발명의 범주에 속하도록 의도된 송신기는, 오로지 예로서 셀룰러 무선 전화(radiotelephone) 송신기, 양방향(two-way) 무선 송신기, 디지털 시스템 송신기, 무선 근거리 네트워크 송신기, 광대역(wideband) 송신기, 초광대역(ultra wideband) 송신기 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 범주에 속하도록 의도된 셀룰러 무선 전화 송신기의 타입은 스프레드 스펙트럼 신호를 수신하기 위한 CDMA(Code Division Multiple Access), CDMA-2000 및 광대역(wide-band) CDMA(WCDMA) 셀룰러 무선 전화 송신기, GSM(global system for mobile communication)을 위한 송신기, 제 3 세대 셀룰러 시스템(3G)을 위한 송신기, OFDM(orthogonal Frequency division multiplexing) 송신기 등을 포함할 수 있지만 이것으로 한정되지는 않는다.
먼저 도 1을 참조하면, 본 발명의 예시적인 일실시예에 따른 무선 통신 시스템(100)에 대한 개략도가 도시되어 있다. 무선 통신 시스템(100)은 적어도 하나의 기지국(base station)(110) 및 적어도 하나의 이동국(mobile station)(140)을 포함할 수 있지만 본 발명의 범주는 이러한 예로 한정되지 않는다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 기지국(110)은 송신기(120)를 포함할 수 있고, 이동국(140)은 송신 기(150)를 포함할 수 있다. 송신기(120, 150)는 WCDMA 통신 시스템에 적합한 아키텍쳐를 가질 수 있으나, 본 발명의 범주는 이것으로 한정되지 않는다.
본 발명의 범주가 이것으로 한정되지는 않지만, 기지국(110)은 필요한 경우에 채널(160)을 통해 원하는 칩 레이트(chip rate)로 칩을 포함하는 심볼을 송신할 수 있다. 이동국(140)은 또한 필요한 경우에 채널(160)을 통해 기지국(110)에 원하는 칩 레이트로 칩을 포함하는 심볼을 송신할 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 예시적인 일실시예에 따른 송신기(200)에 대한 블록도가 도시되어 있다. 본 발명의 범주가 이것으로 한정되지는 않지만, 본 발명의 몇몇 실시예에서, 송신기(200)는 프로세서(210), 기저 대역 유닛(220), 디지털-아날로그(D/A) 변환기(240, 245), 변조기(MOD)(250), 전력 증폭기(power amplifier: PA)(260) 및 적어도 하나의 안테나(270)를 포함할 수 있다.
본 발명의 범주가 이것으로 한정되지는 않지만, 기저 대역 유닛(220)은 디지털 기저 대역 유닛일 수 있고, 데이터 비트 소스(221), 제어 비트 소스(222), 가산기(adder)(223), 가산기(224), 스프레딩 생성기(225), 의사-랜덤 코드(PRC) 생성기(226), 형상 필터(shape filters)(227), 형상 필터(228), 가산기(229), 가산기(230) 및 스크램블러(scrambler)(231)를 포함할 수 있다. 본 발명의 범주가 이것으로 한정되지는 않지만, 스크램블러(231)는 가산기(235)를 포함할 수 있다.
본 발명의 범주가 이것으로 한정되지는 않지만, 프로세서(210)는 디지털 신호 프로세서(DSP), 제어기, 또는 임의의 다른 적합한 타입의 프로세서일 수 있다. 프로세서(210)는 필요한 경우에 형상 필터(227), 형상 필터(228) 및 PA(260)의 이 득을 제어할 수 있다.
본 발명의 범주가 이것으로 한정되지는 않지만, 기저 대역 유닛(220)은 디지털 기저 대역일 수 있고, 필요한 경우에 소프트웨어, 하드웨어 또는 소프트웨어 및/또는 하드웨어의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 데이터 비트 소스(221)는 예를 들면, 패킷 스위치 소스(packet switch source)에 의해 생성되는 데이터 비트, 컴퓨터 통신 네트워크(예를 들면, 인터넷) 또는 예를 들면, 오디오 보코더(audio vocoders), 비디오 보코더(video vocoder) 등과 같은 회로 소스에 의해 생성되는 데이터 비트 등을 제공할 수 있다. 또한, 데이터 비트는 예를 들면, 채널 인코딩, 암호화(ciphering), 인터리빙(interleaving), 또는 본 기술 분야에서 알려진 임의의 다른 비트 조작 등과 같은 여러 조작으로 처리될 수 있다. 제어 비트 소스(222)는 파일롯 비트(pilot bits), 동기화 패턴, 전력 제어를 위한 제어 정보, 데이터 구조물 또는 본 기술 분야에서 알려진 임의의 다른 적절한 제어 정보를 제공할 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 스프레딩 코드 생성기(225)는 예를 들면, 왈쉬 시퀀스(Walsh sequence), 아다마드 시퀀스(Hadamard sequence) 등과 같은 스프레딩 시퀀스를 생성할 수 있다. 스프레딩 코드 생성기(225)는 가산기(223)에 대해 동일 위상(in-phase)(I) 스프레딩 비트를 제공하고, 가산기(224)에 직교(quadrature)(Q) 스프레딩 비트를 제공할 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 예를 들면, 골드 생성기(Gold generator), 의사-노이즈(pseudo-noise : PN) 생성기 또는 임의의 다른 타입의 의사-랜덤 시퀀스(pseudo-random sequences) 생성기 등의 PRC 생성기(226)는 스크램블러(231)에 I 및 Q PRC 비트를 제공할 수 있다.
본 발명의 범주가 이것으로 한정되지는 않지만, 예를 들면, 스크램블러(231)는 4개의 가산기(235)를 포함할 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 가산기(235)는 I 및/또는 jQ PRC 비트를 가산기(223) 및/또는 가산기(224)의 출력 비트에 가산하여, 필요한 경우에 예를 들면, 스크램블링된 I+jQ 신호 등과 같은 스크램블링된 제어 비트 및 스크램블링된 데이터 비트의 스크램블링된 출력을 형상 필터(227) 및 형상 필터(228)에 각각 제공할 수 있다.
본 발명의 범주가 이것으로 한정되지는 않지만, 형상 필터(227)는 디지털 I 형상 신호를 D/A(245)에 제공할 수 있고, 형상 필터(228)는 디지털 Q 형상 신호를 D/A(240)에 제공할 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, D/A(245, 240)는 각각의 디지털 I 및 Q 신호를 각각 변조기(250)에 제공될 수 있는 아날로그 I 및 Q 신호로 변환할 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 변조기(250)는 본 기술 분야에서 알려진 바와 같이 I 및 Q 아날로그 신호를 변조하고 결합할 수 있으며, 변조된 RF 신호를 생성할 수 있다. PA(260)는 안테나(270)를 통해 변조된 RF 신호를 증폭 및 송신할 수 있다.
본 발명의 범주가 이것으로 한정되지는 않지만, 변조기(250)는 예를 들면, BPSK(binary phase shift keying), QPSK(quadrature phase shift keying), 예를 들면, QAM16, QAM32, QAM64, QAM128, QAM256 등과 같은 서로 다른 순차의 QAM(quadrature amplitude modulation), 차동(differential) BPSK(DBPSK), 차동 QPSK(DQPSK) 등과 같은 원하는 변조 기법에 따라서 I, Q 아날로그 신호를 변조할 수 있다.
본 발명의 범주가 이것으로 한정되지는 않지만, 적어도 하나의 안테나(270)로서 이용될 수 있는 안테나의 타입은 내장형 안테나, 2극(dipole) 안테나, 전방향(omni-directional) 안테나, 단극(monopole) 안테나, 엔드 페드(end fed) 안테나, 원편파(circularly polarized) 안테나, 마이크로 스트립(micro-strip) 안테나, 다이버시티(diversity) 안테나 등을 포함할 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 필요한 경우에 더 많은 개수의 안테나가 이용될 수 있다.
본 발명의 범주가 이것으로 한정되지는 않지만, 프로세서(210)는 필터(227, 228)에 대해 각각 베타 값(βd)(예를 들면 제어 라인(212)을 통과함) 및 βc(예를 들면 제어 라인(214)을 통과함)를 제공할 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 예를 들면, 이하에 제시되는 예시적인 베타 값 범위에서 확인되듯이 넓은 범위의 베타 값에 기인하여, 필터(227, 228)의 계수는 넓은 다이내믹 레인지(dynamic range)를 가질 수 있다. I 및 Q 신호의 일정한 RMS(root-mean square) 레벨과, 원하는 EVM(error vector magnitude) 비율을 제공하기 위해서, 베타 값은 필터(227, 228) 계수와 승산(multiplied)되어 원하는 EVM 비율을 제공할 수 있다. 또한, 프로세서(210)는 제어 라인(216)을 이용하여 PA(260)를 원하는 전력 레벨로 변동시킬 수 있다.
본 발명의 범주가 이것으로 한정되지는 않지만, 예시적인 베타 값 및 원하는 전력 레벨에 기초한 계산은 다음에 제시된다. 예를 들어, 2의 공칭 전력 레벨에서 βc=1/15이고 βd=1이면, PA(260)에 제공되는 대응하는 제어 값은 β C'=1/15*3.98=0.26 및 βd'=1*3.98로 계산될 수 있고, 이러한 예에서의 RF 보정은 -27.6dB(예를 들면 20log(3.98)등)와 같을 것이다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, D/A(245, 240)의 출력에서의 RMS값은 실질적으로 일정할 수 있고, 예를 들면 필요한 경우에 가능한 이득 값의 범위 중 최대값일 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 예시적인 다른 실시예에 따른 송신기(300)에 대한 블록도가 도시되어 있다. 본 발명의 범주가 이것으로 한정되지는 않지만, 본 발명의 몇몇 실시예에서 송신기(300)는 프로세서(310), 기저 대역 유닛(320), 디지털-아날로그(D/A) 변환기(345, 340), 변조기(MOD)(350), 전력 증폭기(PA)(360) 및 적어도 하나의 안테나(370)를 포함할 수 있다.
본 발명의 범주가 이것으로 한정되지는 않지만, 기저 대역 유닛(320)은 디지털 기저 대역 유닛일 수 있고, 데이터 비트 소스(321), 제어 비트 소스(322), 스프레딩 생성기(325), 의사-랜덤 코드(PRC) 생성기(326), 형상 필터(327), 형상 필터(328), 로직 유닛(logic unit)(380)을 포함할 수 있다. 송신기(300)는 상술된 바와 같이 도 2의 송신기(200)에 의해 실행된 기능과 실질적으로 유사한 기능을 실행할 수 있고, 동일한 구성 요소를 포함할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들면, 로직 유닛(380)은 필요한 경우에 도 2의 가산기(223), 가산기(224), 가산기(229), 가산기(230) 및 스크램블러(231)와 유사하거나 동일한 구성 요소를 포함할 수 있다.
본 발명의 범주가 이것으로 한정되지는 않지만, 몇몇 실시예에서, 기저 대역 유닛(320)의 적어도 하나의 데이터 비트 소스(321)는 복수의 데이터 채널에 데이터 비트를 제공할 수 있는 복수의 데이터 비트 소스(321)와, 필요한 경우에 제어 채널에 제어 비트를 제공할 수 있는 제어 비트 소스(322)를 포함할 수 있다. 본 발명의 범주가 이것으로 한정되지는 않지만, 본 발명의 몇몇 실시예에서 필터(327, 328)의 이득은 필요한 경우에 프로세서(310)에 의해 조정될 수 있다.
본 명세서에서는 본 발명의 특정한 특징에 대해 도시하고 설명하였으나, 당업자라면 그에 대한 여러 수정물, 대체물, 변경물 및 등가물을 생각해 낼 수 있을 것이다. 그러므로, 첨부된 청구항은 이러한 수정물, 대체물, 변경물 및 등가물을 본 발명의 진정한 범주에 포함하도록 의도되었다는 것을 이해할 것이다.
Claims (20)
- 데이터 비트 및 제어 비트를 각각 의사-랜덤 코드 비트(pseudo-random code bits)와 스크램블링(scrambling)함으로써 스크램블링된 데이터 비트 및 스크램블링된 제어 비트를 제공하는 스크램블러(scrambler)와,상기 스크램블링된 데이터 비트를 필터링하는 제 1 필터와,상기 스크램블링된 제어 비트를 필터링하는 제 2 필터와,상기 제 1 및 제 2 필터의 제 1 및 제 2 이득을 각각 제어하는 프로세서를 포함하는장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 의사-랜덤 코드 비트를 제공하는 의사-랜덤 코드 생성기를 포함하는장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 의사-랜덤 코드 생성기는 골드 코드(Gold code)에 따라서 비트를 생성할 수 있는장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 데이터 비트에 가산될 동일 위상 스프레딩 비트(in-phase spreading bits) 및 상기 제어 비트에 가산될 직교 스프레딩 비트(quadrature spreading bits)를 제공하는 스프레딩 생성기를 포함하는장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 스크램블러는 상기 데이터 비트 및 상기 제어 비트에 상기 의사-랜덤 코드 비트를 가산하는 2개 이상의 가산기를 포함하는장치.
- 제 1 항에 있어서,적어도 상기 스크램블러 및 상기 제 1 및 제 2 필터를 포함하는 기저 대역 유닛(baseband unit)을 포함하는장치.
- 제 6 항에 있어서,상기 기저 대역 유닛의 디지털 출력을 아날로그 신호로 변환하는 디지털-아날로그 변환기를 포함하는장치.
- 제 1 및 제 2 필터의 제 1 및 제 2 이득을 각각 제어하는 단계를 포함하되,상기 제 1 필터는 스크램블링된 데이터 비트를 필터링하고,상기 제 2 필터는 스크램블링된 제어 비트를 필터링하는방법.
- 제 8 항에 있어서,상기 데이터 비트 및 상기 제어 비트를 의사-랜덤 코드로 스크램블링하는 단계를 포함하는방법.
- 제 9 항에 있어서,상기 스크램블링 단계는 상기 의사-랜덤 코드를 상기 데이터 비트 및 상기 제어 비트에 가산하는 단계를 포함하는방법.
- 스크램블링된 데이터 및 제어 비트를 포함하는 무선 주파수 신호(radio frequency signal)를 송신하는 내장형 안테나와,데이터 비트 및 제어 비트를 각각 의사-랜덤 코드 비트와 스크램블링함으로써 상기 스크램블링된 데이터 비트 및 상기 스크램블링된 제어 비트를 제공하는 스크램블러와,상기 스크램블링된 데이터 비트를 필터링하는 제 1 필터와,상기 스크램블링된 제어 비트를 필터링하는 제 2 필터와,상기 제 1 및 제 2 필터의 제 1 및 제 2 이득을 각각 제어하는 프로세서를 포함하는무선 통신 장치.
- 제 11 항에 있어서,상기 의사-랜덤 코드 비트를 제공하는 의사-랜덤 코드 생성기를 포함하는무선 통신 장치.
- 제 12 항에 있어서,상기 의사-랜덤 코드 생성기는 골드 코드에 따라서 비트를 생성할 수 있는무선 통신 장치.
- 제 11 항에 있어서,상기 데이터 비트에 가산될 동일 위상 스프레딩 비트 및 상기 제어 비트에 가산될 직교 스프레딩 비트를 제공하는 스프레딩 생성기를 포함하는무선 통신 장치.
- 제 11 항에 있어서,상기 스크램블러는 상기 데이터 비트 및 상기 제어 비트에 상기 의사-랜덤 코드 비트를 가산하는 2개 이상의 가산기를 포함하는무선 통신 장치.
- 제 11 항에 있어서,적어도 상기 스크램블러 및 상기 제 1 및 제 2 필터를 포함하는 기저 대역 유닛을 포함하는무선 통신 장치.
- 제 16 항에 있어서,상기 기저 대역 유닛의 디지털 출력을 아날로그 신호로 변환하는 디지털-아날로그 변환기를 포함하는무선 통신 장치.
- 무선 통신 장치를 포함하는 무선 통신 시스템으로서,상기 무선 통신 장치는,데이터 비트 및 제어 비트를 각각 의사-랜덤 코드 비트와 스크램블링함으로써 스크램블링된 데이터 비트 및 스크램블링된 제어 비트를 제공하는 스크램블러와,상기 스크램블링된 데이터 비트를 필터링하는 제 1 필터와,상기 스크램블링된 제어 비트를 필터링하는 제 2 필터와,상기 제 1 및 제 2 필터의 제 1 및 제 2 이득을 각각 제어하는 프로세서를 포함하는무선 통신 시스템.
- 제 18 항에 있어서,상기 무선 통신 장치는,상기 의사-랜덤 코드 비트를 제공하는 의사-랜덤 코드 생성기와,상기 데이터 비트에 가산될 동일 위상 스프레딩 비트 및 상기 제어 비트에 가산될 직교 스프레딩 비트를 제공하는 스프레딩 생성기를 포함하는무선 통신 시스템.
- 제 18 항에 있어서,상기 무선 통신 장치는 상기 데이터 비트 및 상기 제어 비트에 상기 의사-랜덤 코드 비트를 가산하는 2개 이상의 가산기를 포함하는무선 통신 시스템.
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