KR101066316B1 - 직접 확산 대역 통신 시스템에서 마스크 패턴 변환을이용한 피엔 시퀀스 생성 방법 및 장치 - Google Patents

직접 확산 대역 통신 시스템에서 마스크 패턴 변환을이용한 피엔 시퀀스 생성 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 직접 확산 대역 디지털 통신 시스템에서 사용되는 PN 시퀀스(PN sequence)의 생성 방법 및 장치에 대한 것으로서, 본 발명은 직접 확산 대역 통신 시스템에 속하는 제1 통신 시스템의 PN 시퀀스를 생성하는 경우 상기 제1 통신 시스템의 PN 생성부는 생성되는 확장 m 시퀀스의 요구되는 지연 칩 수를 확인하고, 상기 제1 통신 시스템과 특성 다항식이 서로 역의 관계에 있는 제2 통신 시스템으로부터 상기 지연 칩 수에 대응되는 마스크 패턴의 지연 칩 수를 계산한다. 그리고 상기 제2 통신 시스템의 마스크 패턴 테이블로부터 상기 지연 칩 수에 대응되는 마스크 패턴이 독출되면, 마스크 패턴 변환기는 소정 마스크 패턴 변환식을 이용하여 상기 독출된 마스크 패턴을 변환한 후 상기 제1 통신 시스템의 PN 생성부로 전달한다. 이후 상기 제1 통신 시스템의 PN 생성부는 상기 변환된 마스크 패턴을 이용하여 원하는 지연을 갖는 PN 시퀀스를 생성한다.
Figure R1020050062468
PN 시퀀스, m 시퀀스, 마스크, 마스크 패턴, 메모리, 지연

Description

직접 확산 대역 통신 시스템에서 마스크 패턴 변환을 이용한 피엔 시퀀스 생성 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR GENERATING PSEUDO NOISE SEQUENCE USING MASK PATTERN CONVERSION IN A DIRECT SPREADING BAND COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 종래 PN 시퀀스 생성 과정을 설명하기 위한 타이밍 도
도 2는 종래 PN 시퀀스 생성 장치의 구성을 도시한 블록도
도 3은 본 발명에 따른 PN 시퀀스 생성 장치의 구성을 도시한 블록도
도 4는 본 발명에 따른 PN 시퀀스 생성 방법을 도시한 순서도
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마스크 패턴 변환을 이용한 PN 시퀀스 생성 과정을 도시한 타이밍 도
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 마스크 패턴 변환을 이용한 PN 시퀀스 생성 과정을 도시한 타이밍 도
도 7은 CDMA 2000 1x 시스템과 1x EV-DO 시스템에서 각각 역 관계에 있는 특성 다항식을 이용하여 생성된 확장 m 시퀀스의 일 예를 도시한 도면
도 8a와 도 8b는 본 발명에 따라 CDMA 2000 1x 시스템과 1x EV-DO 시스템을 모두 지원하는 통신 시스템에서 I-채널과 Q-채널에 사용되는 마스크 패턴 변환식 HI와 HQ를 도시한 도면
도 9는 본 발명에 따라 CDMA 2000 1x 시스템과 1x EV-DO 시스템을 모두 지원하는 통신 시스템에서 비트 역상순 연산을 수행하는 마스크 패턴 변환식 HI와 HQ를 도시한 도면.
본 발명은 직접 확산 대역 통신 시스템에서 PN(Pseudo Noise) 시퀀스 생성 방법 및 장치에 대한 것으로서, 특히 마스크 패턴(Mask Pattern)을 저장하는 메모리 용량을 절감할 수 있는 마스크 패턴 변환을 이용한 PN 시퀀스 생성 방법 및 장치에 대한 것이다.
일반적으로 직접 확산 대역 통신 시스템의 대표적인 예로는 부호 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access : CDMA) 시스템이 있으며, 상기 CDMA 시스템에서는 짧은 확산 PN 시퀀스(Short Spreading PN sequence)(혹은 PN 코드)(이하, "PN 시퀀스"라 칭함)의 위상 지연값을 다르게 할당함으로써 기지국들을 구분하고, 이동통신 채널의 일반적인 특성인 다중 경로 지연이 발생할 때 다중 경로간의 상호 간섭을 비상관화(Uncorrelated)시킨다. 상기 PN 시퀀스는 동일한 기지국에 접속된 모든 이동 단말들에 동일한 위상 지연값을 가진 코드를 사용하며, 이동 단말이 접속된 기지국이 핸드 오프에 의해 달라지면, 다른 위상 지연값을 갖는 코드를 사용하여야 한다. 이때 원하는 위상 지연값을 갖는 PN 시퀀스를 생성하기 위해 해당 위상 지연값에 해당하는 마스크 패턴을 이용한다.
CDMA 2000 1x 시스템의 예를 들면, 대역 확산은 1.228×106 칩 레이트(Chip Rate)로 이루어져야 하므로 상기 PN 시퀀스는 1.2288×106의 속도로 생성된다. 그리고 상기 PN 시퀀스가 동기 채널의 1 프레임 구간(대략, 26.67 ms) 동안 생성되므로 상기 PN 시퀀스는 215 칩의 주기(길이)를 갖는다. 탐색기(searcher)에 구비되는 PN 시퀀스 생성 장치는 215-1 주기의 최대 길이 시쿼스(maximal length sequence)(이하, "m 시퀀스"라 칭함)의 뒷 부분에 하나의 '0'을 삽입하여 215 주기의 확장 m 시퀀스(extended m sequence)를 생성한다. 그리고 이동 단말은 정해진 마스크 패턴을 이용하여 해당 기지국의 원하는 칩 수만큼 지연된 PN 시퀀스를 생성한다.
이하 도 1 및 도 2를 참조하여 종래 PN 시퀀스 생성 과정을 설명하기로 한다. 하기 설명에서는 편의상 확장 m 시퀀스의 주기를 24 칩으로 가정하여 설명하기로 한다. 그리고 본 명세서에서 상기 확장된 m 시퀀스와 PN 시퀀스는 등가의 의미로 해석하기로 한다.
도 1은 종래 PN 시퀀스 생성 과정을 설명하기로 하기 위한 타이밍 도로서, 이는 예컨대, 주기가 24 칩인 확장된 m 시퀀스를 4 칩 지연시킨 PN 시퀀스의 생성 과정을 도시한 것이다. 도 1에서 참조부호 (A) 내지 (E)에서 0~14의 번호는 시퀀스의 상태 인덱스(state index)를 의미한다.
도 1에서 참조부호 (A)는 주기가 24-1인 m 시퀀스의 뒷 부분에 '0'이 삽입된 24 주기의 확장 m 시퀀스를 나타낸 것이다. 만약 '0'이 삽입된 확장 m 시퀀스를 4 칩 지연시킨 PN 시퀀스를 생성하고자 마스크 패턴을 이용하여 도 1의 (A)를 단순히 4 칩 지연시키면, 상태 인덱스 10이 두 번 반복되는 변형된 수열이 생성된다. 이를 보정하고자 기존 PN 시퀀스 생성 방법에서는 먼저 소정 마스크 패턴을 이용하여 도 1의 (A)를 도 1의 (B)와 같이 3 칩 지연시킨 확장 m 시퀀스를 생성하고, 다시 도 1의 (B)를 1 칩 지연시켜 도 1의 (C)와 같은 확장 m 시퀀스를 생성한다.
이후 도 1의 (D)와 같은 선택 신호(ZeroMuxs)를 이용하여 도 1의 (B)와 (C)의 출력을 다중화하여 선택적으로 출력하면, 도 1의 (E)와 같이 도 1의 (A)를 4칩 지연시킨 확장 m 시퀀스(PN 시퀀스)가 출력된다. 여기서 상기 선택 신호는 로우 레벨 구간에서는 도 1의 (B)를 출력하고, 하이 레벨 구간에서는 도 1의 (C)를 출력하도록 한다. 상기와 같이 원하는 만큼 지연된 PN 시퀀스를 생성하기 위해서는 대응되는 마스크 패턴이 구비되어야 한다.
도 2는 종래 PN 시퀀스 생성 장치의 구성을 도시한 블록도로서, 이는 예컨대, 주기가 24 칩인 확장 m 시퀀스를 지연시켜 출력하는 PN 시퀀스 생성 장치를 도 시한 것이다. 이하 설명에서는 도 1의 타이밍 도를 참조하여 도 2의 장치의 동작을 설명하기로 한다.
도 2에서 PN 생성기(210)는 피드백 루프를 갖는 다수의 쉬프트 레지스터(211a~211d)를 직렬로 연결하고, 첫 번째 쉬프트 레지스터(211a)와 두 번째 쉬프트 레지스터(211b) 사이에 배타적 OR 게이트로 이루어진 모듈로(modulo) 2 가산기(213)를 연결하여 구성되고, '0'이 삽입되어 주기가 24인 확장 m 시퀀스를 출력한다. 도 1에서 점선으로 도시된 상태 인덱스 14는 확장 m 시퀀스에서 '0'이 삽입되는 위치를 도시한 것이다. 여기서 다수의 쉬프트 레지스터(211a~211d)는 특성 다항식(characteristic polynomial)이 x4+x+1이고, 초기 상태는 S4S3S2S1="1000"으로 가정한다.
도 2에서 마스킹 블록(230)은 상기 다수의 쉬프트 레지스터(211d~211a)의 출력과 마스크 패턴(M4M3M2M1)(231d~231a)을 각각 논리곱 연산하는 다수의 논리곱 연산기(231d~231a)를 구비하여 상기 PN 생성기(210)로부터 출력되는 24인 확장 m 시퀀스를 마스킹한다. 여기서 상기 마스크 패턴(M4M3M2M1)은 도시되지 않은 마스크 패턴 테이블로부터 전달되고, 상기 마스킹 블록(230)의 출력은 모듈로 2 가산기(250)를 통해 하기 선택기(290)로 전달된다. 또한 도 2는 마스킹 블록(230)과 모듈로 2 가산기(250)를 분리하여 도시하였으나, 마스킹 블록(230)는 모듈로 2 가산기(250)를 포함할 수 있다.
상기 마스킹 블록(230)의 출력은 모듈로 2 가산기(250)를 통해 선택기(290)로 직접 입력되거나 또는 지연기(270)를 통해 지연되어 선택기(290)의 다른 입력으로 주어진다. 도 1의 타이밍 도를 적용하는 경우 상기 마스킹 블록(230)은 PN 생성기(210)로부터 출력되는 확장 m 시퀀스를 예컨대, 마스크 패턴 M4M3M2M1="0111"을 이용하여 3 칩 지연시켜 출력하고, 상기 지연기(270)는 상기 마스킹 블록(230)의 출력을 예컨대, 1 칩 지연시켜 출력한다.
상기 선택기(290)는 도 1의 (D)와 같은 선택 신호(ZeroMuxs)에 따라 선택 신호가 로우 레벨인 구간에서는 모듈로 2 가산기(250)의 출력을 선택하고, 선택 신호가 하이 레벨인 구간에서는 지연기(270)의 출력을 선택하여 도 1의 (E)와 같이 도 1의 (A)를 4칩 지연시킨 확장 m 시퀀스를 출력시킨다. 상기와 같이 확장 m 시퀀스를 4 칩 지연시킨 예를 설명하였으나 마스크 패턴(M4M3M2M1)과 지연기(270)의 지연 칩 수를 적절히 선택하면, D 칩 지연된 확장 m 시퀀스를 생성할 수 있음을 알 수 있다.
도 2의 구성은 편의상 주기가 24 칩인 확장 m 시퀀스를 출력하는 PN 시퀀스 생성 장치를 예로 든 것으로 215 주기의 확장 m 시퀀스를 출력하는 PN 시퀀스 생성 장치는 PN 생성기(210)의 쉬프트 레지스터와 마스킹 블록(230)의 논리곱 연산기를 확장 m 시퀀스의 길이 만큼 연결하고, 동일한 길이의 마스크 패턴을 구비하여 구성할 수 있다.
상기한 종래 PN 시퀀스 생성 장치는 예컨대, IS-95, CDMA 2000 1x 시스템의 경우 215-1 주기의 m 시퀀스의 뒷 부분에 하나의 '0'을 삽입하는 방식으로 215 주기의 확장 m 시퀀스를 생성하지만, 1x EV-DO 시스템(혹은 HRPD 시스템)의 경우 215-1 주기의 m 시퀀스의 앞 부분에 하나의 '0'을 삽입하는 방식으로 215 주기의 확장 m 시퀀스를 생성한다. 그리고 상기와 같이 확장 m 시퀀스의 생성 방식이 다른 경우 각 시스템은 서로 다른 마스크 패턴을 이용하여야 한다.
따라서 CDMA 2000 1x 시스템과 1x EV-DO 시스템과 같이 확장 m 시퀀스를 생성하는 방식이 다른 통신 시스템을 모두 지원할 경우 PN 시퀀스 생성 장치는 각 시스템을 위한 마스크 패턴을 메모리에 모두 저장하여야 한다.
일반적인 CDMA 시스템에서 마스크 패턴의 길이가 15이고, 기지국의 구분을 위한 위상 지연값의 개수가 512이며, 마스크 패턴은 I, Q 채널별로 사용되므로 하나의 시스템에서 요구되는 마스크 패턴의 정보량은 15×512×2(=15360) 비트이다.
결국 하나의 이동 단말이 CDMA 2000 1x 시스템과 1x EV-DO 시스템과 같은 복수의 시스템을 지원할 경우 마스크 패턴의 저장을 위한 메모리 용량은 배수로 증가되며, 이는 가용 메모리 용량이 제한적인 이동 단말의 요구 메모리 용량을 증가시킨다.
본 발명의 목적은 직접 확산 대역 통신 시스템에서 마스크 패턴을 저장하는 메모리 용량을 절감할 수 있는 PN 시퀀스 생성 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 PN 시퀀스를 생성하는 특성 다항식이 역의 관계에 있는 직접 확산 대역 통신 시스템 간의 마스크 패턴 변환을 용이하게 수행할 수 있는 PN 시퀀스 생성 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은 직접 확산 대역 통신 시스템에서 PN 시퀀스 생성 시 요구되는 확장 m 시퀀스의 특성 다항식이 서로 역의 관계에 있는 소정의 제1 및 제2 통신 시스템 간의 PN(Pseudo Noise) 시퀀스 생성 방법에 있어서, 상기 제1 통신 시스템으로부터 생성되는 확장 m 시퀀스의 요구되는 지연 칩 수를 확인하는 과정과, 상기 지연 칩 수에 대응되는 마스크 패턴의 지연 칩 수를 계산하는 과정과, 상기 계산된 지연 칩 수를 갖는 마스크 패턴을 상기 제2 통신 시스템의 마스크 패턴 테이블로부터 독출하는 과정과, 소정 마스크 패턴 변환식을 이용하여 상기 독출된 마스크 패턴을 변환하는 과정과, 상기 변환된 마스크 패턴을 이용하여 상기 제1 통신 시스템의 PN 시퀀스를 생성하는 과정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는 직접 확산 대역 통신 시스템에서 PN 시퀀스 생성 시 요구되는 확장 m 시퀀스의 특성 다항식이 서로 역의 관계에 있는 소정의 제1 및 제2 통신 시스템 간의 PN(Pseudo Noise) 시퀀스 생성 장치에 있어서, 상기 제1 통신 시스템의 확장 m 시퀀스를 생성하는 PN 생성기와, 상기 제2 통신 시스템의 다수의 마스크 패턴이 저장된 마스크 패턴 테이블과, 상기 제1 통신 시스템으로부터 전달된 마스크 패턴을 상기 제2 통신 시스템의 마스크 패턴으로 변 환하는 마스크 패턴 변환기와, 상기 제1 통신 시스템으로부터 생성되는 확장 m 시퀀스의 요구되는 지연 칩 수를 확인하고, 상기 지연 칩 수에 대응되는 상기 제2 통신 시스템의 마스크 패턴의 지연 칩 수를 계산하며, 상기 계산된 지연 칩 수를 갖는 마스크 패턴을 상기 제2 통신 시스템의 마스크 패턴 테이블로부터 독출하여 상기 마스크 패턴 변환기로 전달하는 제어기를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다. 이하 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
먼저 본 발명의 상세한 설명에 앞서 본 발명의 기본 개념을 간략히 설명하기로 한다.
CDMA 방식의 통신 시스템에서 CDMA 2000 1x 시스템과 1x EV-DO 시스템에서 PN 시퀀스 생성 장치는 전술한 바와 같이 확장 m 시퀀스를 생성한 후, 지연시켜 원하는 PN 시퀀스를 생성한다. 여기서 CDMA 2000 1x 시스템과 1x EV-DO 시스템은 확장 m 시퀀스를 생성하는 특성 다항식을 살펴보면, CDMA 2000 1x 시스템의 특성 다항식을 예컨대, x4+x+1이라 하면, 1x EV-DO 시스템의 특성 다항식은 1+x3+x4와 같이 역(reciprocal) 관계에 있다.
즉 도 7은 CDMA 2000 1x 시스템과 1x EV-DO 시스템에서 각각 역 관계에 있는 특성 다항식을 이용하여 생성된 확장 m 시퀀스의 일 예를 도시한 도면이다.
도 7에서 좌측에서 우측으로 진행하는 시퀀스는 CDMA 2000 1x 시스템에서 확장 m 시퀀스의 특성 다항식이 x4+x+1이고, 초기 상태가 S4S3S2S1="1000"인 경우 롤 포인트(Roll over Point)를 시작점으로 하여 생성되는 시퀀스이다. 그리고 우측에서 좌측으로 진행하는 시퀀스는 1x EV-DO 시스템에서 확장 m 시퀀스의 특성 다항식이 1+x3+x4이고, 초기 상태가 S4S3S2S1="0001"인 경우 롤 포인트(Roll over Point)를 시작점으로 하여 생성되는 시퀀스이다.
도 7과 같이 CDMA 2000 1x 시스템과 1x EV-DO 시스템에서 생성되는 확장 m 시퀀스는 서로 거울 상(mirror image)을 가짐을 알 수 있다. 본 발명에서는 상기와 같이 CDMA 2000 1x 시스템과 1x EV-DO 시스템에서 특성 다항식이 서로 역 관계를 가질 경우 하나의 시스템에 대한 마스크 패턴을 다른 시스템의 마스크 패턴으로 변환하는 마스크 패턴 변환식을 제안한다.
따라서 본 발명을 이용하면, CDMA 2000 1x 시스템의 마스크 패턴을 변환하여 1x EV-DO 시스템의 PN 시퀀스를 구하거나 1x EV-DO 시스템의 마스크 패턴을 변환하여 CDMA 2000 1x 시스템의 PN 시퀀스를 구할 수 있다.
이하에서는 상기한 동작을 수행하는 본 발명의 구성을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 PN 시퀀스 생성 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3에서 제1 PN 생성기(310), 제1 마스킹 블록(330), 모듈로 2 가산기(350), 지연기(370) 그리고 제1 선택기(390)는 제1 통신 시스템의 PN 생성부를 구성하고, 제2 PN 생성기(311), 제2 마스킹 블록(331), 모듈로 2 가산기(351), 지연기(371) 그리고 제2 선택기(391)는 제2 통신 시스템의 PN 생성부를 구성한다. 여기서 상기 제1 및 제2 통신 시스템은 각각 CDMA 2000 1x 시스템과 1x EV-DO 시스템과 같이 확장 m 시퀀스를 생성하며, 그 특성 다항식이 역 관계에 있는 시스템이 될 수 있다.
도 3에서 제1 통신 시스템을 CDMA 2000 1x 시스템, 제2 통신 시스템을 1x EV-DO 시스템이라 가정하고, 확장 m 시퀀스를 생성하는 제1 PN 생성기(330)의 특성 다항식을 f(x), 제2 PN 생성기(331)의 특성 다항식을 g(x)라 하면, 상기 f(x)와 g(x)는 하기 <수학식 1>과 같은 역 관계를 갖는다.
Figure 112005037472811-pat00001
상기 <수학식 1>에서 L은 특성 다항식 f(x)의 차수를 의미한다. 예를 들어 확장 m 시퀀스가 215 길이를 가지면, 차수 L은 15의 값을 갖는다. 그리고 상기 제1 및 제2 PN 생성기(310, 311)는 해당 특성 다항식에 따른 확장 m 시퀀스를 출력하도록 도 1과 같이 피드백 루프를 가지며, 직렬로 연결된 다수의 쉬프트 레지스터와 모듈로 2 가산기를 구비하여 구성된다.
도 3에서 제1 또는 제2 마스킹 블록(330, 331)은 제1 또는 제2 PN 생성기(310, 311)로부터 출력되는 소정 주기의 확장 m 시퀀스와 마스크 패턴 테이블로부터 전달되는 소정 마스크 패턴을 논리곱 연산하여 소정 칩 수 만큼 지연된 확장 m 시퀀스를 출력한다. 이를 위해 도 3의 제1 또는 제2 마스킹 블록(330, 331)은 도 1과 같이 다수의 논리곱 연산기를 구비한다.
한편 정해진 특성 다항식에 따라 소정 주기의 확장 m 시퀀스를 출력하는 논리 회로를 구성하거나 확장 m 시퀀스를 마스크 패턴에 따라 지연시키도록 논리 회로를 구성하는 것 자체는 당업자에게는 자명한 사항이므로 상기 제1 및 제2 PN 생성기(310, 311)와 제1 및 제2 마스킹 블록(330, 331)의 내부 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 제1 또는 제2 통신 시스템의 PN 생성부는 각각 통신 시스템의 종류에 따라 선택적으로 동작되고, 제2 통신 시스템의 PN 생성부는 마스크 변환기(355)로부터 변환된 마스크 패턴을 전달받으며, 마스킹 블록(330, 331)의 출력은 모듈로 2 가산기(350, 351)를 통해 선택기(390, 391)로 입력되어 예컨대, D 칩 지연된 확장 m 시퀀스1 or 2로 출력된다.
도 3의 실시 예에서 마스크 패턴 테이블은 예컨대, CDMA 2000 1x 시스템의 마스크 패턴을 저장하고, 스위치(353)가 제1 마스킹 블록(330)으로 연결된 경우 지시된 마스크 패턴을 그대로 제1 마스킹 블록(330)으로 전달한다. 아울러 스위치(353)가 제2 마스킹 블록(331)으로 연결된 경우 마스크 패턴 테이블로부터 출력되는 마스크 패턴은 마스크 변환기(355)를 통해 1x EV-DO 시스템을 위한 마스크 패턴 으로 변환되어 제2 마스킹 블록(331)으로 전달된다.
마찬가지로 마스크 패턴 테이블은 예컨대, 1x EV-DO 시스템의 마스크 패턴을 저장하고, 스위치(353)가 제2 마스킹 블록(331)으로 연결된 경우 지시된 마스크 패턴을 그대로 제2 마스킹 블록(331)으로 전달한다. 아울러 스위치(353)가 제1 마스킹 블록(330)으로 연결된 경우 마스크 패턴 테이블로부터 출력되는 마스크 패턴은 마스크 변환기(355)를 통해 CDMA 2000 1x 시스템을 위한 마스크 패턴으로 변환되어 제1 마스킹 블록(330)으로 전달될 수 있다. 따라서 상기 스위치(353)는 이동 단말이 접속한 시스템의 종류에 따라 마스크 패턴 테이블의 출력을 CDMA 2000 1x 시스템 혹은 1x EV-DO 시스템으로 스위칭한다.
그리고 도 3에서 제1 선택기(390)는 선택 신호(ZeroMuxs1)가 로우 레벨인 구간에서는 모듈로 2 가산기(350)의 출력을 선택하고, 하이 레벨인 구간에서는 지연기(370)의 출력을 선택하여 215 주기의 확장 m 시퀀스를 D 칩 지연시킨 확장 m 시퀀스1을 출력한다. 마찬가지로 제2 선택기(391)는 선택 신호(ZeroMuxs2)가 로우 레벨인 구간에서는 모듈로 2 가산기(351)의 출력을 선택하고, 하이 레벨인 구간에서는 지연기(371)의 출력을 선택하여 215 주기의 확장 m 시퀀스를 D 칩 지연시킨 확장 m 시퀀스2를 출력한다.
그리고 도 3에서 제1 및 제2 PN 생성기(310, 311)의 초기 상태 설정이나 마스크 패턴 테이블로부터 출력되는 마스크 패턴의 지시 그리고 제1 및 제2 선택기(390, 391)로 인가되는 선택 신호1, 2(ZeroMuxs1, ZeroMuxs2)의 결정은 이동 단말 의 도시되지 않은 제어기를 통해 수행된다.
도 4는 본 발명에 따른 PN 시퀀스 생성 방법을 도시한 순서도로서, 도 3의 구성을 참조하여 본 발명의 방법을 설명하기로 한다. 먼저 도 4의 방법은 CDMA 2000 1x 시스템의 마스크 패턴로부터 1x EV-DO 시스템에 맞는 마스크 패턴을 생성하여 원하는 만큼 지연된 확장 m 시퀀스를 생성하는 과정을 도시한 것이다.
401 단계에서 제어기(도시되지 않음)는 1x EV-DO 시스템에서 PN 시퀀스의 요구되는 지연 칩 수 D를 확인한다. 그리고 403 단계에서 제어기는 1x EV-DO 시스템의 마스크 패턴지연 칩 수 D-1에 대응되는 CDMA 2000 1x 시스템의 마스크 패턴 지연 칩 수 D'를 하기 <수학식 2>를 이용하여 계산한다.
Figure 112005037472811-pat00002
상기와 같이 CDMA 2000 1x 시스템의 마스크 패턴 지연 칩 수 D'가 결정되면, 이동 단말의 제어기(도시되지 않음)는 스위치(353)를 제2 마스킹 블록(331)측으로 연결한 후, 마스크 패턴 지연 칩 수 D'에 대응되는 마스크 패턴을 독출하여 마스크 변환기(355)로 전달한다. 이후 405 단계에서 마스크 변환기(355)는 후술할 본 발명의 마스크 패턴 변환식을 이용하여 CDMA 2000 1x 시스템의 마스크 패턴을 1x EV-DO 시스템의 마스크 패턴으로 변환한다.
이후 407 단계에서 제2 마스킹 블록(331)은 변환된 마스크 패턴을 이용하여 제2 PN 생성기(311)로부터 출력되는 확장 m 시퀀스를 D-1 칩만큼 지연시켜 출력한다. 그리고 선택기(371)는 선택 신호(ZeroMuxs2)의 신호 레벨에 따라 지연기(371) 또는 모듈러 2 가산기(351)의 출력을 선택하여 1x EV-DO 시스템의 확장 m 시퀀스를 D 칩만큼 지연시킨 확장 M 시퀀스2를 PN 시퀀스로 출력한다. 그리고 상기 PN 시퀀스는 I 채널과 Q 채널로 구분되어 독립적으로 생성된다.
상기한 본 발명의 특징을 24 주기의 확장 m 시퀀스(즉, PN 시퀀스) 생성 장치의 예를 들어 다시 설명하면, CDMA 2000 1x 시스템에서 도 3의 제1 PN 생성기(310)는 특성 다항식 x4+x+1에 따라 동작되어 지연되지 않은 24 주기의 확장 m 시퀀스를 출력한다. 상기 24 주기의 확장 m 시퀀스를 D=4, 8 또는 12 칩 등으로 지연시킬 경우 제1 마스킹 블록(330)은 확장 m 시퀀스를 D-1=3, 7 또는 11 칩 등으로 지연시키는 마스크 패턴을 이용한다. 그리고 제1 마스킹 블록(330)의 출력은 지연기(370)와 선택기(390)으로 입력되고, 선택 신호(ZeroMuxs1)의 신호 레벨에 따라 다중화되어 D 칩 지연된 확장 m 시퀀스1이 생성된다.
또한 1x EV-DO 시스템에서 도 3의 제2 PN 생성기(311)는 x4+x+1와 역의 관계를 갖는 특성 다항식 x4+x3+1에 따라 동작되어 지연되지 않은 24 주기의 확장 m 시퀀스를 출력한다. 여기서 이동 단말의 제어기(도시되지 않음)는 스위치(353)를 제2 PN 생성기(311)측으로 연결하고, 마스크 패턴 테이블로부터 전달된 마스크 패턴은 마스크 변환기(355)를 통해 변환되어 제2 마스킹 블록(331)으로 전달된다.
상기 제2 마스킹 블록(331)은 24 주기의 확장 m 시퀀스를 D=4, 8 또는 12 칩 등으로 지연시킬 경우 확장 m 시퀀스를 D-1=3, 7 또는 11 칩 등으로 지연시키는 마스크 패턴을 이용하며, 마스크 변환기(355)는 이러한 변환을 수행하는 후술할 마스크 패턴 변환식에 따라 동작된다. 이후 제2 마스킹 블록(331)의 출력은 지연기(371)와 선택기(391)로 입력되고, 선택 신호(ZeroMuxs2)의 신호 레벨에 따라 다중화되어 D 칩 지연된 확장 m 시퀀스2이 생성된다.
이하에서는 본 발명에서 수행되는 마스크 패턴 변환 과정을 보다 상세하게 설명하기로 한다. 먼저 하기 <수학식 3>은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 패턴 변환식(H1)을 나타낸 것이다.
Figure 112005037472811-pat00003
즉 도 3의 마스크 변환기(355)는 마스크 패턴 테이블로부터 전달된 CDMA 2000 1x 시스템의 소정 마스크 패턴에 상기 <수학식 3>의 행렬식을 연산하여 1x EV-DO 시스템의 소정 마스크 패턴으로 변환하게 된다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마스크 패턴 변환을 이용한 PN 시퀀스 생성 과정을 도시한 타이밍 도로서, 이는 예컨대, 주기가 24 칩인 확장된 m 시퀀스를 4 칩 지연시킨 1x EV-DO 시스템의 PN 시퀀스의 생성 과정을 도시한 것이다. 도 5에서 참조부호 (A) 내지 (E)에서 0~14의 번호는 시퀀스의 상태 인덱스(state index)를 의미한다.
도 5에서 참조부호 (A)는 주기가 24-1인 m 시퀀스의 앞 부분 즉, 롤 포인트(Roll over Point)에 '0'이 삽입된 24 주기의 확장 m 시퀀스를 나타낸 것이다. 그리고 특성 다항식이 x4+x3+1인 확장 m 시퀀스의 3칩 지연 마스크 패턴을 이용하여 도 5의 (A)를 도 5의 (B)와 같이 3 칩 지연시킨 확장 m 시퀀스를 생성하고, 다시 도 5의 (B)를 1 칩 지연시켜 도 5의 (C)와 같은 확장 m 시퀀스를 생성한다. 그리고 도 5의 (D)와 같은 선택 신호(ZeroMuxs2)를 이용하여 도 5의 (B)와 (C)의 출력을 다중화하여 선택적으로 출력하면, 도 5의 (E)와 같이 도 5의 (A)를 4칩 지연시킨 확장 m 시퀀스(PN 시퀀스)가 출력된다.
여기서 상기 선택 신호는 로우 레벨 구간에서는 도 5의 (B)를 출력하고, 하이 레벨 구간에서는 도 5의 (C)를 출력한다. 여기서 사용된 특성 다항식 x4+x3+1에 관한 3칩 지연 마스크 패턴은 마스크 패턴 테이블로부터 전달된 특성 다항식 x4+x+1에 관한 11칩 지연 마스크 패턴을 상기 <수학식 3>의 마스크 패턴 변환식(H1)을 이용하여 변환한 것이다.
즉 1x EV-DO 시스템의 PN 시퀀스 생성 과정에서 D 칩 지연된 주기 2L의 확장 m 시퀀스(PN 시퀀스)를 생성하고자 할 경우 먼저 CDMA 2000 1x 시스템의 마스크 패턴 테이블로부터 상기 <수학식 2>에 따라 2L-D-1칩 지연된 마스크 패턴을 찾는다. 이 마스크 패턴을 M=(ML-1 ML-2 ... M0)이라 하고, 상기 <수학식 3>의 마스크 패턴 변환식을 H1라 하면, 1x EV-DO 시스템에서 요구되는 마스크 패턴은 MH1로 나타낼 수 있다.
도 5의 경우, 1x EV-DO 시스템에서 확장 m 시퀀스의 4칩 지연을 원하므로 CDMA 2000 1x 시스템의 마스크 패턴 테이블로부터 11칩 지연 마스크 패턴(1 1 0 0)을 H1으로 변환하여 1x EV-DO 시스템의 3 칩 지연 마스크 패턴 (0 1 0 0)을 얻는다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 마스크 패턴 변환을 이용한 PN 시퀀스 생성 과정을 도시한 타이밍 도로서, 도 6 또한 주기가 24 칩인 확장된 m 시퀀스를 4 칩 지연시킨 1x EV-DO 시스템의 PN 시퀀스의 생성 과정을 도시한 것이다.
도 6에서 참조부호 (A)는 주기가 24-1인 m 시퀀스의 앞 부분 즉, 롤 포인트(Roll over Point)에 '0'이 삽입되고 2 칩 미리 생성된 24 주기의 확장 m 시퀀스를 나타낸 것이다. 그리고 특성 다항식이 x4+x3+1인 확장 m 시퀀스의 5 칩 지연 마스크 패턴을 이용하여 도 5의 (A)를 도 5의 (B)와 같이 5 칩 지연시킨 확장 m 시퀀스를 생성하고, 다시 도 5의 (B)를 1 칩 지연시켜 도 5의 (C)와 같은 확장 m 시퀀스를 생성한다. 그리고 도 5의 (D)와 같은 선택 신호(ZeroMuxs2)를 이용하여 도 5의 (B)와 (C)의 출력을 다중화하여 선택적으로 출력하면, 도 5의 (E)와 같이 도 5의 (A)를 4칩 지연시킨 확장 m 시퀀스(PN 시퀀스)가 출력된다.
여기서 상기 선택 신호는 로우 레벨 구간에서는 도 5의 (B)를 출력하고, 하이 레벨 구간에서는 도 5의 (C)를 출력한다. 여기서 사용된 특성 다항식 x4+x3+1에 관한 5 칩 지연 마스크 패턴은 마스크 패턴 테이블로부터 전달된 특성 다항식 x4+x+1에 관한 11칩 지연 마스크 패턴을 하기 <수학식 4>의 마스크 패턴 변환식(H2)을 이용하여 변환하는 것으로 비트 역상순(Bit Reverse Operation : BRO) 방식을 이용한 것이다.
Figure 112005037472811-pat00004
즉 1x EV-DO 시스템의 PN 시퀀스 생성 과정에서 D 칩 지연된 주기 2L의 확장 m 시퀀스(PN 시퀀스)를 생성하고자 할 경우 먼저 CDMA 2000 1x 시스템의 마스크 패턴 테이블로부터 상기 <수학식 2>에 따라 2L-D-1칩 지연된 마스크 패턴을 찾는다. 이 마스크 패턴을 M=(ML-1 ML-2 ... M0)이라 하고, 상기 <수학식 4>의 마스크 패턴 변환식을 H2라 하면, 1x EV-DO 시스템에서 요구되는 마스크 패턴은 MH2로 나타낼 수 있다. 따라서 마스크 변환기(355)의 입력이 Min=(ML-1 ML-2 ... M0)일 때 변환된 마스크 패턴은 입력 마스크 패턴의 순서가 역으로 바뀌어 Mout=(M0 M1 ... ML-1)이 된다.
도 6의 경우, 1x EV-DO 시스템에서 확장 m 시퀀스의 4칩 지연을 원하므로 CDMA 2000 1x 시스템의 마스크 패턴 테이블로부터 11칩 지연 마스크 패턴(1 1 0 0)을 H2로 변환하여 1x EV-DO 시스템의 5 칩 지연 마스크 패턴 (0 0 1 1)을 얻는다. 일반적으로 확장 m 시퀀스의 D칩 지연을 원할 경우 상기와 같이 역상순 방식이 적용된 마스크 패턴은 1x EV-DO 시스템의 확장 m 시퀀스를 D+1(4+1) 칩 지연시키므로 마스크되지 않은 확장 m 시퀀스를 도 6의 (A)와 같이 2칩 미리 생성하고, 적절한 선택 신호(ZeroMuxs2) 신호를 취하여 원하는 PN 시퀀스를 발생시킨다.
상기한 실시 예에서 상기 <수학식 3>과 <수학식 4>로 제시된 마스크 패턴 변환식은 주기가 24 인 확장 m 시퀀스를 가정한 것이고, 실제 CDMA 통신 시스템과 같이 주기가 215 인 확장 m 시퀀스를 가정하면, 상기 <수학식 3>의 마스크 패턴 변환식은 하기 도 8a, 8b와 같이 주어지며, 상기 <수학식 4>의 마스크 패턴 변환식은 하기 도 9와 같이 주어진다. 즉 도 8a와 도 8b는 본 발명에 따라 CDMA 2000 1x 시스템과 1x EV-DO 시스템을 모두 지원하는 실제 통신 시스템에서 I-채널과 Q-채널에 사용되는 마스크 패턴 변환식 HI와 HQ를 도시한 것이고, 도 9는 본 발명에 따라 CDMA 2000 1x 시스템과 1x EV-DO 시스템을 모두 지원하는 실제 통신 시스템에서 비트 역상순 연산을 수행하는 마스크 패턴 변환식 HI와 HQ를 도시한 것이다.
한편 상기한 실시 예에서는 CDMA 2000 1x 시스템의 마스크 패턴을 1x EV-DO 시스템의 마스크 패턴으로 변환하는 예를 들어 본 발명을 설명하였으나 1x EV-DO 시스템의 마스크 패턴을 CDMA 2000 1x 시스템의 마스크 패턴으로 변환하는 경우는 상기 <수학식 3>과 <수학식 4>의 역행렬을 구하고, 이 역행렬을 마스크 패턴 변환식으로 이용할 수 있을 것이다. 또한 CDMA 2000 1x 시스템과 1x EV-DO 시스템 간의 마스크 패턴 변환식을 유한체 이론을 이용하여 구하는 것도 가능하다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, PN 시퀀스를 생성하는 특성 다항식이 역의 관계에 있는 CDMA 시스템들 간의 마스크 패턴 변환을 용이하게 수행할 수 있다.
또한 CDMA 2000 1x 시스템과 1x EV-DO 시스템 간의 마스크 패턴 변환을 용이하게 수행하여 PN 시퀀스 생성 시 마스크 패턴의 저장을 위한 메모리 용량을 절감할 수 있다.

Claims (6)

  1. 직접 확산 대역 통신 시스템에서 PN(Pseudo Noise) 시퀀스 생성 시 요구되는 확장 m 시퀀스의 특성 다항식이 서로 역의 관계에 있는 소정의 제1 및 제2 통신 시스템 간의 PN 시퀀스 생성 방법에 있어서,
    상기 제1 통신 시스템으로부터 생성되는 확장 m 시퀀스의 요구되는 지연 칩 수를 확인하는 과정과,
    상기 지연 칩 수에 대응되는 마스크 패턴의 지연 칩 수를 계산하는 과정과,
    상기 계산된 지연 칩 수를 갖는 마스크 패턴을 상기 제2 통신 시스템의 마스크 패턴 테이블로부터 독출하는 과정과,
    소정 마스크 패턴 변환식을 이용하여 상기 독출된 마스크 패턴을 변환하는 과정과,
    상기 변환된 마스크 패턴을 이용하여 상기 제1 통신 시스템의 PN 시퀀스를 생성하는 과정을 포함하는 PN 시퀀스 생성 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 소정 마스크 패턴 변환식은 행렬식으로 구성됨을 특징으로 하는 PN 시퀀스 생성 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 PN 시퀀스는 I 채널과 Q 채널로 구분되어 독립적으로 생성됨을 특징으로 하는 PN 시퀀스 생성 방법.
  4. 직접 확산 대역 통신 시스템에서 PN(Pseudo Noise) 시퀀스 생성 시 요구되는 확장 m 시퀀스의 특성 다항식이 서로 역의 관계에 있는 소정의 제1 및 제2 통신 시스템 간의 PN 시퀀스 생성 장치에 있어서,
    상기 제1 통신 시스템의 확장 m 시퀀스를 생성하는 PN 생성기와,
    상기 제2 통신 시스템의 다수의 마스크 패턴이 저장된 마스크 패턴 테이블과,
    상기 제1 통신 시스템으로부터 전달된 마스크 패턴을 상기 제2 통신 시스템의 마스크 패턴으로 변환하는 마스크 패턴 변환기와,
    상기 제1 통신 시스템으로부터 생성되는 확장 m 시퀀스의 요구되는 지연 칩 수를 확인하고, 상기 지연 칩 수에 대응되는 상기 제2 통신 시스템의 마스크 패턴의 지연 칩 수를 계산하며, 상기 계산된 지연 칩 수를 갖는 마스크 패턴을 상기 제2 통신 시스템의 마스크 패턴 테이블로부터 독출하여 상기 마스크 패턴 변환기로 전달하는 제어기를 포함하는 PN 시퀀스 생성 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 소정 마스크 패턴 변환식은 행렬식으로 구성됨을 특징으로 하는 PN 시퀀스 생성 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 PN 시퀀스는 I 채널과 Q 채널로 구분되어 독립적으로 생성됨을 특징으로 하는 PN 시퀀스 생성 장치.
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