KR102061836B1 - Method and Apparatus for Generating Group-Wise Modulatable Orthogonal Codes, and Secure Communication System Using Them - Google Patents

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송민규
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Abstract

본 실시예들은 확산 코드의 직교성을 보장하면서 그룹별 랜덤 발생기를 이용하여 확산 코드를 지속적으로 변화시킴으로써, 직교 확산 코드 자체에 무작위성을 부여하고, 동기식 DS-CDMA의 보안성을 향상시킬 수 있는 직교 확산 코드 생성 방법 및 장치를 제공한다.According to the present embodiments, the spreading codes are continuously changed using a random generator for each group while ensuring orthogonality of spreading codes, thereby providing orthogonality to the orthogonal spreading code itself and improving the security of synchronous DS-CDMA. Provides a method and apparatus for generating code.

Description

그룹 단위로 변조가 가능한 직교 확산 코드의 생성 방법 및 장치, 그리고 이를 이용하는 비화통신 시스템 {Method and Apparatus for Generating Group-Wise Modulatable Orthogonal Codes, and Secure Communication System Using Them}Method and apparatus for generating orthogonal spreading code which can be modulated by group, and non-communication communication system using same {Method and Apparatus for Generating Group-Wise Modulatable Orthogonal Codes, and Secure Communication System Using Them}

본 발명이 속하는 기술 분야는 통신시스템을 위한 그룹단위 변조가 가능한 직교 코드군을 생성하는 방법과 이를 이용해 비화통신을 수행하는 직접대역확산 코드분할다중접속 방식의 통신방법 및 장치에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for generating a group coded orthogonal code group for a communication system, and a communication method and apparatus for a direct spread spectrum division multiple access method for performing secret communication using the same.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The contents described in this section merely provide background information on the present embodiment and do not constitute a prior art.

직접대역확산 코드분할다중접속(Direct Sequence Code Division Multiple Access, DS-CDMA) 기술은 2-3세대 이동통신 시스템 및 GPS 시스템의 핵심 기술로 사용된다. DS-CDMA는 대역확산(Spread Spectrum, SS) 기술의 한 종류인 직접대역확산(Direct Sequence Spread Spectrum, DSSS)을 바탕으로, 하나의 통신 채널을 다수의 직교 또는 준직교하는 채널로 분할하여 서로 다른 단말이 자원을 공유하는 방식이다. DS-CDMA는 특수하게 설계된 확산 코드(Spread Code)를 이용하기 때문에, 보안성이 요구되는 통신 분야에 널리 사용된다. Direct Sequence Code Division Multiple Access (DS-CDMA) technology is used as a core technology for 2-3G mobile communication systems and GPS systems. DS-CDMA is based on Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS), a kind of Spread Spectrum (SS) technology that divides one communication channel into multiple orthogonal or quasi-orthogonal channels to This is a method in which terminals share resources. Since DS-CDMA uses a specially designed spread code, it is widely used in the communication field where security is required.

DS-CDMA는 각 신호 간의 동기화에 따라 비동기식 DS-CDMA와 동기식 DS-CDMA로 구분된다. 비동기식 DS-CDMA는 하나의 채널을 다수의 준직교 채널로 분할하여 통신을 수행하며, 직접 대역 확산에서 보안성 향상을 위한 방식을 그대로 적용할 수 있다. 높은 보안성이 요구되는 비동기식 DS-CDMA에서는, 확산코드의 누출 및 예측을 방지하기 위해 주기가 매우 긴 또는 무작위한 형태의 확산코드를 사용한다.DS-CDMA is classified into asynchronous DS-CDMA and synchronous DS-CDMA according to synchronization between signals. Asynchronous DS-CDMA performs communication by dividing a channel into a plurality of quasi-orthogonal channels, and can directly apply a method for improving security in direct spread spectrum. In asynchronous DS-CDMA requiring high security, a very long or random form of spreading code is used to prevent spreading code leakage and prediction.

이와 달리, 동기식 DS-CDMA는 하나의 채널을 다수의 직교 채널로 분할하기 위해 채널 분할에 사용된 확산 코드들이 모두 서로 직교해야 하는 제약조건이 있다. 동기식 DS-CDMA는 확산 코드의 직교성을 위해 고정된 확산 코드를 사용하기 때문에, 공격자가 고정된 확산 코드를 획득하여 도감청할 수 있는 문제가 있다. 기존의 방식에서는 직교성을 유지하면서 확산 코드들에 무작위성을 부여하는 것이 불가능하므로, 스크램블러(Scrambler)를 이용하여 보안성을 향상시키고 있다.In contrast, synchronous DS-CDMA has a constraint that all spreading codes used for channel division must be orthogonal to each other in order to split one channel into multiple orthogonal channels. Since synchronous DS-CDMA uses a fixed spreading code for the orthogonality of spreading codes, there is a problem that an attacker can acquire and intercept a fixed spreading code. In the conventional method, since it is impossible to give randomness to spreading codes while maintaining orthogonality, a scrambler is used to improve security.

본 발명의 실시예들은 서로 다른 프랭크 수열의 상관 특성에 기반하여 확산 코드의 직교성을 보장하면서 그룹별 랜덤 발생기를 이용하여 확산 코드를 지속적으로 변화시킴으로써, 직교 확산 코드 자체에 무작위성을 부여하여 확산코드의 탐지 및 예측을 어렵게 하고, 이를 통하여 동기식 DS-CDMA의 보안성을 향상시키는 데 발명의 주된 목적이 있다.Embodiments of the present invention continuously change the spreading code using a random generator for each group while guaranteeing the orthogonality of spreading codes based on the correlation characteristics of different Frank sequences, thereby giving randomness to the orthogonal spreading code itself. The main purpose of the invention is to make detection and prediction difficult, thereby improving the security of synchronous DS-CDMA.

본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.Still other objects of the present invention may be further considered without departing from the following detailed description and effects thereof.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 무선통신 시스템에서 확산 코드를 사용하는 방법에 있어서, 자연수 N의 제곱을 길이로 갖는 기본 코드를 생성하는 단계, 및 0부터 상기 N의 제곱보다 1이 작은 자연수까지의 정수들에 대하여 상기 N으로 설정된 그룹의 수로 나눈 나머지를 기반으로 구분된 그룹마다 상이한 랜덤 발생기를 이용하여 상기 기본코드로부터 확산 코드를 생성하는 단계를 포함하는 확산 코드 사용 방법을 제공한다.According to an aspect of the present embodiment, a method for using a spreading code in a wireless communication system, the method comprising: generating a basic code having a length of a natural number N as a length, and from 0 to a natural number of 1 less than the square of N; And generating a spreading code from the base code by using different random generators for each of the divided groups based on the remainder divided by the number of groups set to N for integers.

본 실시예의 다른 측면에 의하면, 무선통신 시스템에서 확산 코드를 사용하는 장치에 있어서, 자연수 N의 제곱을 길이로 갖는 기본 코드를 생성하는 기본 코드 생성부, 및 0부터 상기 N의 제곱보다 1이 작은 자연수까지의 정수들에 대하여 상기 N으로 설정된 그룹의 수로 나눈 나머지를 기반으로 구분된 그룹마다 상이한 랜덤 발생기를 이용하여 상기 기본코드로부터 확산 코드를 생성하는 확산 코드 생성부를 포함하는 확산 코드 사용 장치를 제공한다.According to another aspect of the present embodiment, in a device using a spreading code in a wireless communication system, a basic code generating unit for generating a basic code having a length of a natural number N as a length, and from 0 to 1 less than the square of N Provides a spreading code using apparatus including a spreading code generating unit for generating a spreading code from the base code using a different random generator for each group divided based on the remainder divided by the number of groups set to N for integers up to a natural number do.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 의하면, 직교 확산 코드의 각 그룹이 정해진 규칙에 따라 서로 다른 난수 발생기를 이용하여 그룹단위로 확산 코드를 지속적으로 변화시킴으로써, 그룹단위 보안성을 향상시키고, 그룹외의 단말이 확산 코드를 탈취하더라도 추정 및 복원하기 곤란할 뿐만 아니라, 확산 코드 자체의 보안성을 향상시키므로 확산 단계에서 스크램블러를 적용할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the embodiments of the present invention, each group of the orthogonal spreading codes is continuously changed according to a predetermined rule by using a different random number generator, thereby improving group unit security. In addition, it is difficult to estimate and recover even if a terminal outside the group takes over the spreading code, and improves the security of the spreading code itself. Therefore, the scrambler can be applied in the spreading step.

여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.Even if the effects are not explicitly mentioned herein, the effects described in the following specification and the tentative effects expected by the technical features of the present invention are treated as described in the specification of the present invention.

도 1은 직교 코드를 사용하는 일반적인 동기식 DS-CDMA를 예시한 도면이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 확산 코드 사용 장치를 예시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 확산 코드 사용 장치의 신호 송신부를 예시한 블록도이다.
도 6은 서로 다른 일반화된 프랭크 수열 간의 상관 특성을 예시한 도면이다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 확산 코드 사용 장치가 길이가 9인 기본 코드 및 확산 코드를 생성하는 것을 예시한 도면이다.
도 11 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 확산 코드 사용 장치가 길이가 9인 확산 코드를 운용하는 방식을 예시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 확산 코드 사용 방법을 예시한 흐름도이다.
1 illustrates a general synchronous DS-CDMA using an orthogonal code.
2 to 4 are block diagrams illustrating an apparatus for using a spreading code according to embodiments of the present invention.
5 is a block diagram illustrating a signal transmitter of a spreading code using apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating a correlation characteristic between different generalized Frank sequences.
7 to 10 are diagrams illustrating that a spreading code using apparatus generates a 9 length code and a spreading code according to an embodiment of the present invention.
11 to 13 illustrate a method of operating a spreading code of length 9 by a spreading code using apparatus according to an embodiment of the present invention.
14 is a flowchart illustrating a method of using a spreading code according to another embodiment of the present invention.

이하, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하고, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다.In the following description of the present invention, when it is determined that the subject matter of the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted, and some embodiments of the present invention will be omitted. It will be described in detail with reference to the exemplary drawings.

본 명세서에 기재된 실시예들은 무선통신 시스템에 사용될 수 있다.Embodiments described herein may be used in a wireless communication system.

무선통신 시스템은 적어도 하나의 기지국(Base Station, BS)과 적어도 하나의 단말(User Equipment, UE)을 포함한다. 각 기지국은 특정한 지리적 영역인 셀(Cell)에 대해 통신 서비스를 제공한다. 셀은 다시 다수의 영역인 섹터(Sector)로 나뉠 수 있다. 기지국에서 단말로의 통신을 하향링크라고 하고, 단말에서 기지국으로의 통신을 상향링크라고 한다.The wireless communication system includes at least one base station (BS) and at least one user equipment (UE). Each base station provides a communication service for a cell, which is a specific geographic area. The cell may be further divided into sectors, which are sectors. Communication from the base station to the terminal is called downlink, and communication from the terminal to the base station is called uplink.

기지국은 단말과 통신하는 지점(Station)으로서, eNB(evolved-NodeB), 기지국 송수신기(Base Transceiver System, BTS), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 명칭으로 지칭될 수 있다.The base station is a station for communicating with the terminal and may be referred to by other names such as an evolved-NodeB (eNB), a base transceiver system (BTS), an access point, and the like.

단말은 통신망과 통신하는 장치로서, 이동국(Mobile Station, MS), 이동단말(Mobile Terminal), 사용자단말(User Terminal, UT), 가입자지국(Subscriber Station, SS), 무선기기(Wireless Device), 휴대정보단말기(Personal Digital Assistant, PDA), 무선 모뎀(Wireless Modem), 휴대기기(Handheld Device) 등의 다른 명칭으로 지칭될 수 있다.A terminal is a device that communicates with a communication network and includes a mobile station (MS), a mobile terminal, a user terminal (UT), a subscriber station (SS), a wireless device, and a mobile device. It may be referred to by other names such as a personal digital assistant (PDA), a wireless modem, a handheld device, and the like.

무선통신 시스템에는 다양한 다중접속(Multiple Access) 전송기술이 적용될 수 있다. 다중접속은 코드, 주파수, 시간, 및 공간 등을 여러 사용자가 공동으로 사용하기 위한 기술이다. 다중접속은 고정할당 접근방식과 동적할당 접근방식으로 나뉜다.Various multiple access transmission technologies may be applied to a wireless communication system. Multiple access is a technology for multiple users to share code, frequency, time, and space. Multiple accesses are divided into fixed and dynamic allocation approaches.

고정할당 접근방식의 예로는 코드분할다중접속(Code Division Multiple Access, CDMA) 방식, 주파수분할다중접속(Frequency Division Multiple Access, FDMA) 방식, 시분할다중접속(Time Division Multiple Access, TDMA) 방식, 직교주파수분할다중접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, OFDMA) 방식 등이 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.Examples of fixed allocation approaches include code division multiple access (CDMA), frequency division multiple access (FDMA), time division multiple access (TDMA), orthogonal frequency. Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) may be used, but is not limited thereto.

동적할당 접근방식의 예로는 반송파감지다중접속(Carrier Sense Multiple Access, CSMA) 방식 등이 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.Examples of the dynamic allocation approach include, but are not limited to, Carrier Sense Multiple Access (CSMA).

무선통신 시스템에는 양방향 통신을 위한 다양한 이중화(Duplexing) 기술이 적용될 수 있다. 이중화 기술의 예로는 주파수분할듀플렉싱(Frequency Division Duplexing, FDD), 시분할듀플렉싱(Time Division Duplexing, TDD) 등이 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.Various duplexing techniques for bidirectional communication may be applied to the wireless communication system. Examples of the duplication technique include frequency division duplexing (FDD), time division duplexing (TDD), and the like, but are not limited thereto.

무선 통신 시스템에는 다중안테나 기술이 적용될 수 있다. 다중안테나는 안테나의 구성을 기준으로 단일 전송 안테나 단일 수신 안테나(Single Input Single Output, SISO), 단일 전송 안테나 다중 수신 안테나(Single Input Multiple Output, SIMO), 다중 전송 안테나 단일 수신 안테나(Multiple Input Single Output, MISO), 및 다중 전송 안테나 다중 수신 안테나(Multiple Input Multiple Output, MIMO)로 나뉜다. 전송 안테나는 하나의 신호 또는 스트림을 전송하는 데 사용되는 물리적 또는 논리적 안테나를 의미하고, 수신 안테나는 하나의 신호 또는 스트림을 수신하는 데 사용되는 물리적 또는 논리적 안테나를 의미한다.Multi-antenna technology may be applied to a wireless communication system. Multi-antenna is based on the configuration of the antenna, the single transmit antenna single input antenna (Single Input Single Output, SISO), the single transmit antenna multiple input antenna (SIMO), the multiple transmit antenna single input antenna (Multi Input Single Output) , MISO), and multiple transmit antennas (Multiple Input Multiple Output, MIMO). A transmit antenna means a physical or logical antenna used to transmit one signal or stream, and a receive antenna means a physical or logical antenna used to receive one signal or stream.

무선통신 시스템은 확산대역통신방식으로 동작할 수 있다. 확산대역통신방식은 송신기에서 정보신호의 스펙트럼을 넓게 확산(Spreading)하여 전송하고 수신기에서는 수신된 신호의 주파수 스펙트럼을 역확산(Despreading)하여 복원하는 방식이다. 확산대역통신방식은 정보신호의 주파수 스펙트럼을 확산하는 방식에 따라 직접수열(Direct Sequence) 방식과 주파수도약(Frequency Hopping) 방식이 있는데 이중 이동전화에서 사용되는 방식은 직접수열 방식의 부호분할다원접속(DS-CDMA) 방식이다. DS-CDMA 방식은 여러 사용자가 하나의 무선채널을 사용하는 경우 시간과 주파수를 공유하면서 사용자 간의 간섭을 최소화하기 위하여 각 사용자에게 확산부호인 상호상관특성이 우수한 PN(pseudo-noise) 수열을 할당한다. 각 사용자는 할당된 PN 수열을 이용하여 송신할 신호를 확산하여 전송하고 수신 측에서는 송신 측에서 사용한 것과 같은 PN 수열을 발생시켜서 동기를 맞추고 이를 이용하여 수신된 신호를 역확산하여 원하는 신호를 복원한다.The wireless communication system may operate in a spread band communication method. In spread spectrum communication, a spreader spreads a spectrum of an information signal at a transmitter and transmits it, and a receiver despreads and restores a frequency spectrum of a received signal. There are two types of spread-band communication methods, direct sequence method and frequency hopping method, depending on the method of spreading the frequency spectrum of the information signal. DS-CDMA). The DS-CDMA method allocates a PN (pseudo-noise) sequence with excellent cross-correlation property to each user in order to minimize the interference between users while sharing time and frequency when multiple users use one radio channel. . Each user spreads and transmits a signal to be transmitted using the assigned PN sequence, and the receiving side generates and synchronizes the same PN sequence as used at the transmitting side, and uses the same to despread the received signal to restore a desired signal.

DS-CDMA 방식의 통신시스템에서 확산부호로 사용되는 기존의 PN 수열로는 (i) 0 또는 1의 값을 갖는 이진 PN 수열, (ii) 주기 N=2n-1인 수열(여기서 n은 정수, N=7, 15, 31, 63, 127, 255, 511, 1023, 2047, 4095, 등), (iii) 주기적인 PN 수열 s(t)=s(t+N) (0≤t≤N-1), (iv) m-수열 등이 있으나 기존의 PN 수열로는 직교성 및 무작위성을 동시에 확보한 확산 코드를 생성할 수 없다.Conventional PN sequences used as spread codes in DS-CDMA communication systems include: (i) a binary PN sequence with a value of 0 or 1, (ii) a sequence with period N = 2 n -1, where n is an integer , N = 7, 15, 31, 63, 127, 255, 511, 1023, 2047, 4095, etc.), (iii) the periodic PN sequence s (t) = s (t + N) (0≤t≤N -1), (iv) m-sequences, etc., but existing PN sequences cannot generate spreading codes that secure orthogonality and randomness at the same time.

CDMA 방식의 통신시스템에서 순방향채널은 파일롯채널(Pilot Channel), 동기채널(Sync Channel), 페이징채널(Paging Channel), 그리고 트래픽채널(Traffic Channel)로 구성된다. 파일롯채널은 기지국에서 항상 송신되는 비변조된 CDMA 채널신호로서 이동국에서 수신신호의 복조를 위한 초기동기를 얻기 위해 사용되는 채널이다. 동기채널은 기지국에서 1200bps의 정보전송율로 항상 송신되는 채널로서 동기채널을 통하여 전송되는 정보는 해당 기지국을 구별하는 파일롯 PN 수열의 오프셋, 긴부호 생성기의 레지스터의 상태, 현재의 시스템 타임 등이며 이를 통하여 긴부호 동기와 시스템 타이밍을 획득할 수 있다. 페이징채널은 기지국에서 항상 송신되며 기지국마다 최대 7개까지 송신될 수 있는 채널로서 이동국은 이 채널을 통하여 시스템 정보, 전체 또는 특정 이동국에 대한 명령이나 페이징정보, 이동국이 기지국에 액세스를 요구하였을 때 응답메시지 등의 정보를 포함하고 있다. 트래픽채널은 호가 접속된 상태에서 기지국이 특정 이동국에 데이터 혹은 부호화된 음성정보를 전송하는 채널로서 프레임은 20ms로 구성되어 있다. 전송되는 정보의 전송율에 따라 전송되는 신호 전력의 세기를 조절하여 전송하게 된다. In a CDMA communication system, a forward channel is composed of a pilot channel, a sync channel, a paging channel, and a traffic channel. The pilot channel is an unmodulated CDMA channel signal that is always transmitted from a base station and is used to obtain initial synchronization for demodulation of a received signal at a mobile station. The synchronization channel is a channel that is always transmitted at the information rate of 1200bps from the base station. The information transmitted through the synchronization channel is offset of the pilot PN sequence for identifying the base station, the state of the register of the long code generator, and the current system time. Long-term synchronization and system timing can be obtained. The paging channel is a channel that is always transmitted from the base station and can transmit up to seven base stations. The mobile station responds to system information, commands or paging information for all or specific mobile stations, and when the mobile station requests access to the base station through this channel. Contains information such as messages. A traffic channel is a channel through which a base station transmits data or encoded voice information to a specific mobile station while a call is connected. The frame consists of 20 ms. The intensity of the transmitted signal power is controlled according to the transmission rate of the transmitted information.

CDMA 방식의 통신시스템에서 역방향채널은 액세스채널(Access Channel)과 트래픽채널(Traffic Channel)로 구성된다. 액세스채널은 이동국이 기지국에 접속을 시도할 때 사용하는 채널이다. 사용자가 기지국에 접속을 요구할 때 이동국은 액세스채널을 통하여 기지국에 호접속을 시도한 후 기지국으로부터 페이징채널로 전송되는 모든 메시지를 수신하여 해석한다. 각 액세스채널은 슬롯단위로 액세스 시도를 하는데 슬롯의 선택은 랜덤과정에 의해서 결정되기 때문에 다수의 이동국이 호시도 중에 동일한 채널과 슬롯으로 전송하는 이동국들이 발생할 수 있다. 트래픽채널은 순방향의 경우와 마찬가지로 데이터 또는 부호화된 음성데이터를 전송하는 채널이다. 순방향채널과는 달리 역방향 트래픽채널에서는 다른 정보전송율의 경우 출력신호의 전력을 변화시키는 것이 아니라 출력전력은 일정하게 유지하면서 듀티 사이클(Duty Cycle)을 조절하여 음성데이터를 전송한다.In a CDMA communication system, a reverse channel includes an access channel and a traffic channel. An access channel is a channel used when a mobile station attempts to access a base station. When a user requests access to a base station, the mobile station attempts to connect to the base station through an access channel and receives and interprets all messages transmitted from the base station to the paging channel. Each access channel attempts access on a slot basis, and since the selection of slots is determined by a random process, mobile stations that multiple mobile stations transmit on the same channel and slot during a call view may occur. The traffic channel is a channel for transmitting data or encoded voice data as in the forward case. Unlike the forward channel, the reverse traffic channel transmits voice data by adjusting a duty cycle while maintaining a constant output power instead of changing the power of the output signal at different information rates.

도 1은 직교 코드를 사용하는 일반적인 동기식 DS-CDMA를 예시한 도면이다. 직교 코드는 CDMA에서 사용되는 것으로 Walsh 부호 또는 하다마드 행렬(Hadamard Matrix)이라는 것이 있다. 하다마드 행렬은 각 요소들이 이진인 +1, -1로 구성되는 행렬로서 IS-95의 순방향채널에서는 신호의 대역 확산 및 사용자 구분을 위해서 사용되고 있고, 역방향채널에서는 하다마드 행렬이 신호의 변조를 위해서 사용되고 있다. 동기식 DS-CDMA는 고정된 확산 코드를 사용하기 때문에, 공격자가 고정된 확산 코드를 획득하여 도감청할 수 있는 문제가 있다.1 illustrates a general synchronous DS-CDMA using an orthogonal code. Orthogonal codes are used in CDMA, which are called Walsh codes or Hadamard Matrix. The Hadamard matrix consists of binary +1 and -1 elements, which are used for the spreading of the signal and user identification in the forward channel of the IS-95, and the Hadamard matrix for the modulation of the signal in the reverse channel. It is used. Since synchronous DS-CDMA uses a fixed spreading code, there is a problem that an attacker can obtain and eavesdrop a fixed spreading code.

이하에서는 직교성을 유지하면서 그룹단위로 확산 코드들에 무작위성을 확보할 수 있는 확산 코드 사용 장치 및 이를 이용한 통신 시스템을 설명한다. 여기서 확산 코드 사용 장치는 무선통신 시스템의 일부로 구현될 수 있다.Hereinafter, an apparatus for using a spreading code and a communication system using the same may be used to secure randomness in spreading codes on a group basis while maintaining orthogonality. The spreading code using device may be implemented as part of a wireless communication system.

도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 확산 코드 사용 장치를 예시한 블록도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 확산 코드 사용 장치(200)는 기본 코드 생성부(210) 및 확산 코드 생성부(220)를 포함한다. 확산 코드 사용 장치(200)는 도 2에서 예시적으로 도시한 다양한 구성요소들 중에서 일부 구성요소를 생략하거나 다른 구성요소를 추가로 포함할 수 있다. 예컨대, 확산 코드 사용 장치(300)는 신호 송신부(330)를 추가로 포함할 수 있다.2 to 4 are block diagrams illustrating an apparatus for using a spreading code according to embodiments of the present invention. As shown in FIG. 2, the spreading code using apparatus 200 includes a basic code generating unit 210 and a spreading code generating unit 220. The spreading code using apparatus 200 may omit some of the various components illustrated in FIG. 2 or may further include other components. For example, the spreading code using apparatus 300 may further include a signal transmitter 330.

기본 코드 생성부(210, 310, 410)는 자연수 N의 제곱을 길이로 갖는 기본 코드를 생성한다. 기본 코드 생성부(210, 310)는 일반화된 프랭크 수열을 생성한다. 기본 코드 생성부(210, 310)는 N의 제곱의 가입자에게 0부터 N의 제곱보다 1이 작은 자연수까지의 정수들을 N2의 가입자들에게 할당한다. 기본 코드 생성부(210, 310)는 할당한 정수를 그룹의 수로 나눈 나머지(modulo N)를 산출하고, 산출한 나머지가 동일한 값을 갖는 가입자들을 모아 그룹을 생성한다. 기본 코드 생성부(210, 310)는 프랭크 수열을 i*N+j만큼 순환천이(Cyclic Shift)한 수열을 i번째 그룹의 j번째 가입자에게 할당한다. 여기서, i 및 j는 자연수이다. The basic code generator 210, 310, or 410 generates a basic code having a length of a natural number N as a length. The basic code generator 210 or 310 generates a generalized Frank sequence. The basic code generators 210 and 310 allocate to the subscribers of N 2 integers ranging from 0 to a natural number less than 1 squared to the subscribers of N squares. The basic code generator 210 or 310 calculates a modulo N obtained by dividing an assigned integer by the number of groups, and generates a group by collecting subscribers having the same value as the calculated remainder. The basic code generators 210 and 310 allocate a sequence of cyclic shifts of the Frank sequence by i * N + j to the j-th subscriber of the i-th group. Where i and j are natural numbers.

확산 코드 생성부(220, 320, 420)는 0부터 N의 제곱보다 1이 작은 자연수까지의 정수들에 대하여 N으로 설정된 그룹의 수로 나눈 나머지를 기반으로 구분된 그룹마다 상이한 랜덤 발생기를 이용하여 기본코드로부터 확산 코드를 생성한다. 확산 코드 생성부(220, 320)는 동일 그룹의 가입자들은 동일한 랜덤 발생기를 갖도록 설정한다. 확산 코드 생성부(220, 320)는 각 가입자에 대응하는 랜덤 발생기의 출력을 변조하고 변조된 랜덤 수열을 할당된 기본 코드에 곱해 확산 코드를 생성한다. 확산 코드 생성부(220, 320)는 그룹의 수로 나눈 나머지에 대응하는 랜덤 발생기의 출력이 N의 제곱의 길이를 갖도록 N번 반복하여 랜덤 수열을 생성한다. 랜덤 수열을 변조하는 데 디지털 신호의 정보 값에 따라 반송파 위상(Phase)을 변화시키는 위상편이 변조(Phase Shift Keying, PSK) 방식이 적용될 수 있다.The spreading code generators 220, 320, and 420 use a random generator that is different for each divided group based on the remainder divided by the number of groups set to N for integers from 0 to a natural number less than N squared. Generate spreading code from code. The spreading code generators 220 and 320 set subscribers of the same group to have the same random generator. The spreading code generators 220 and 320 generate a spreading code by modulating the output of the random generator corresponding to each subscriber and multiplying the modulated random sequence by the allocated base code. The spreading code generators 220 and 320 generate a random sequence by repeating N times so that the output of the random generator corresponding to the remainder divided by the number of groups has a length of N squared. In order to modulate a random sequence, a phase shift keying (PSK) scheme for changing a carrier phase according to an information value of a digital signal may be applied.

신호 송신부(330, 430)는 생성된 확산 코드를 확산시켜 전송한다. 도 4를 참조하면, N2개의 사용자 코드 생성기(401, 402)가 도시되어 있다. 각각의 사용자 코드 생성기(402)는 기본 코드 생성부(410) 및 확산 코드 생성부(420)를 포함한다. 복수의 사용자 코드 생성기(401, 402)는 신호 송신부(430)로 확산 코드를 전송한다. 신호 송신부(430)는 확산 코드(C0 ~ CN 2 -1) 및 사용자 데이터를 확산시키고, 확산된 신호를 합하여 외부로 송신한다. 도 5를 참조하면, 신호 송신부는 N2의 사용자 데이터에 대하여 각각의 스크램블러를 이용하여 보안성을 더욱 향상시킬 수 있다.The signal transmitters 330 and 430 spread and transmit the generated spreading code. Referring to Figure 4, there is N 2 of the user code generator (401, 402) is shown. Each user code generator 402 includes a basic code generator 410 and a spreading code generator 420. The plurality of user code generators 401 and 402 transmit a spreading code to the signal transmitter 430. The signal transmitter 430 spreads the spreading codes C 0 to CN 2 -1 and user data, and transmits the spreaded signals to the outside. Referring to FIG. 5, the signal transmitter may further improve security by using each scrambler for N 2 user data.

이하에서는 본 실시예에 따른 확산 코드 사용 장치가 생성한 확산 코드들의 직교성을 증명하기로 한다.Hereinafter, orthogonality of the spreading codes generated by the spreading code using apparatus according to the present embodiment will be demonstrated.

임의의 자연수 N에 대해서, g(x)를 N진 정수환에서의 어떤 치환 함수, m(x)를 실수에서 정의된 어떤 함수라고 정의한다.

Figure 112018005470267-pat00001
이라고 할 때, 길이 N2인 N진 일반화된 프랭크 수열
Figure 112018005470267-pat00002
의 n번째 원소는 수학식 1과 같이 표현된다.For any natural number N, we define g (x) as some substitution function in the N-number integer, and m (x) as any function defined in real.
Figure 112018005470267-pat00001
, N-N generalized Frank sequences of length N 2
Figure 112018005470267-pat00002
The nth element of is expressed as in Equation 1.

Figure 112018005470267-pat00003
Figure 112018005470267-pat00003

수학식 1에서

Figure 112018005470267-pat00004
로 표현된다. 즉, (wN)N=1이다.In Equation 1
Figure 112018005470267-pat00004
It is expressed as That is, (w N ) N = 1.

일반화된 프랭크 수열은 임의의 함수 m(x)와 임의의 지연

Figure 112018005470267-pat00005
에 대하여, 자기 상관이 0이다. 즉, 하나의 프랭크 수열의 자기 상관 특성은 수학식 2와 같이 표현된다.Generalized Frank's sequence is random function m (x) and random delay
Figure 112018005470267-pat00005
For, the autocorrelation is zero. That is, the autocorrelation property of one Frank's sequence is expressed by Equation 2 below.

Figure 112018005470267-pat00006
Figure 112018005470267-pat00006

따라서,

Figure 112018005470267-pat00007
Figure 112018005470267-pat00008
의 내적(Inner Product)은 0이다.therefore,
Figure 112018005470267-pat00007
Wow
Figure 112018005470267-pat00008
The inner product of is zero.

함수 g(x)를 N진 정수환에서의 임의의 치환 함수라고 하면, 함수 g(x)로부터 생성된 두 개의 서로 다른 일반화된 프랭크 수열은 수학식 3과 같이 표현된다.If the function g (x) is an arbitrary substitution function in the N binary integer ring, two different generalized Frank sequences generated from the function g (x) are expressed as in Equation (3).

Figure 112018005470267-pat00009
Figure 112018005470267-pat00009

일반화된 프랭크 수열 f1과 f2가 각각 동일한 g(x)와 임의의 m1(x)와 m2(x)로 생성될 때,

Figure 112018005470267-pat00010
에 대해서 서로 다른 일반화된 프랭크 수열의 상관 특성은 수학식 4와 같이 표현된다.When the generalized Frank sequences f 1 and f 2 are produced with the same g (x) and arbitrary m 1 (x) and m 2 (x), respectively,
Figure 112018005470267-pat00010
The correlation characteristics of different generalized Frank sequences are expressed as in Equation 4 below.

Figure 112018005470267-pat00011
Figure 112018005470267-pat00011

즉,

Figure 112018005470267-pat00012
Figure 112018005470267-pat00013
Figure 112018005470267-pat00014
일 때 직교한다. 도 6에서는 N=6, g(x)=x이고, 함수 m1(x)과 m2(x)는 각각 m1(0)=5, m1(1)=1, m1(2)=4, m1(3)=4, m1(4)=2, m1(5)=3, m2(0)=0, m2(1)=0, m2(2)=3, m2(3)=4, m2(4)=5, m2(5)=0이라고 할 때, 지연에 따른 서로 다른 일반화된 프랭크 수열 f1과 f2 간의 상관 특성이 도시되어 있다. 본 실시예들은 서로 다른 플랭크 수열의 상관 특성을 이용하여 기본 코드를 할당하고 확산 코드를 생성한다.In other words,
Figure 112018005470267-pat00012
Wow
Figure 112018005470267-pat00013
Is
Figure 112018005470267-pat00014
Orthogonal when In FIG. 6, N = 6, g (x) = x, and the functions m1 (x) and m2 (x) are m1 (0) = 5, m1 (1) = 1, m1 (2) = 4, m1 ( 3) = 4, m1 (4) = 2, m1 (5) = 3, m2 (0) = 0, m2 (1) = 0, m2 (2) = 3, m2 (3) = 4, m2 (4 When m = 5 and m2 (5) = 0, the correlation characteristics between the different generalized Frank sequences f 1 and f 2 according to the delay are shown. The present embodiments use the correlation characteristics of different flank sequences to allocate a base code and generate a spreading code.

이하에서는 그룹의 수가 3이고 길이가 9인 기본 코드 및 확산 코드를 예로 들어 설명하기로 한다. 도 7 내지 도 9는 길이가 9인 기본 코드 및 확산 코드를 생성하는 것을 예시한 도면이다. Hereinafter, a basic code and a spreading code having a number of groups 3 and a length of 9 will be described as an example. 7 through 9 illustrate generation of a basic code and a spreading code of length 9.

생성 파라미터에 대하여 가입자 수를 3으로, 그룹 수를 3으로, 직교 확산 코드의 길이를 9로 설정할 수 있다. N을 3으로 나눈 몫과 나머지를 각각 q와 r이라고 한다. 즉, N=3q+r이라고 한다. 여기서 N 및 N2에 설정된 수치는 예시일 뿐이며 이에 한정되는 것은 아니고 구현되는 설계에 따라 적합한 수치가 사용될 수 있다.For the generation parameter, the number of subscribers can be set to 3, the number of groups to 3, and the length of the orthogonal spreading code can be set to 9. The quotient and remainder of N divided by 3 are called q and r, respectively. That is, N = 3q + r. Here, the numerical values set in N and N 2 are exemplary only, and are not limited thereto. Suitable numerical values may be used depending on the design implemented.

길이가 9인 일반화된 프랭크 수열은

Figure 112018005470267-pat00015
이고, 함수 g(x)는 g(0)=0, g(1)=1, g(2)=2라고 설정할 수 있다. 이 경우에 생성된 일반화된 프랭크 수열은
Figure 112018005470267-pat00016
과 같이 표현된다.The generalized Frank sequence of length 9
Figure 112018005470267-pat00015
The function g (x) can be set to g (0) = 0, g (1) = 1, g (2) = 2. In this case, the generated generalized Frank sequence
Figure 112018005470267-pat00016
It is expressed as

도 7을 참조하면, 사용자 인덱스가 0인 가입자 0의 기본 코드는 일반화된 프랭크 수열인

Figure 112018005470267-pat00017
이다. 확산 코드 생성 장치는 3으로 나눈 나머지 0에 대응하는 랜덤 발생기의 출력에 따라 {2,1,0}을 반복하여 반복 수열 {2, 1, 0, 2, 1, 0, 2, 1, 0}을 생성한다. 반복 수열을 PSK 변조하여 랜덤 수열
Figure 112018005470267-pat00018
을 생성한다. 생성한 랜덤 수열과 기본 코드를 곱하여 확산 코드
Figure 112018005470267-pat00019
를 생성한다.Referring to FIG. 7, the base code of subscriber 0 whose user index is 0 is a generalized Frank sequence.
Figure 112018005470267-pat00017
to be. The spreading code generator repeats {2,1,0} according to the output of the random generator corresponding to the remaining 0 divided by 3, and repeats the sequence {2, 1, 0, 2, 1, 0, 2, 1, 0} Create Random sequence by PSK modulation of repeating sequence
Figure 112018005470267-pat00018
Create Spread code by multiplying random sequence by base code
Figure 112018005470267-pat00019
Create

도 8을 참조하면, 사용자 인덱스가 1인 가입자 1의 기본 코드는 일반화된 프랭크 수열을 순환천이한 수열

Figure 112018005470267-pat00020
이다. 확산 코드 생성 장치는 3으로 나눈 나머지 1에 대응하는 랜덤 발생기의 출력에 따라 {0,1,0}을 반복하여 반복 수열 {0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0}을 생성한다. 반복 수열을 PSK 변조하여 랜덤 수열
Figure 112018005470267-pat00021
을 생성한다. 생성한 랜덤 수열과 기본 코드를 곱하여 확산 코드
Figure 112018005470267-pat00022
를 생성한다.Referring to FIG. 8, the base code of subscriber 1 having a user index of 1 is a sequence that cyclically transitions a generalized Frank sequence
Figure 112018005470267-pat00020
to be. The spreading code generating apparatus repeats {0,1,0} according to the output of the random generator corresponding to the remaining 1 divided by 3 and repeats the sequence {0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0} Create Random sequence by PSK modulation of repeating sequence
Figure 112018005470267-pat00021
Create Spread code by multiplying random sequence by base code
Figure 112018005470267-pat00022
Create

확산 코드 생성 장치는 사용자 인덱스가 2부터 N2-1까지 기본 코드 및 확산 코드를 동일한 방식으로 생성한다. 생성된 그룹, 생성된 기본 코드 및 확산 코드가 도 9에 도시되어 있다. 즉, 기본 코드와 난수의 출력을 이용하여 생성한 9 개의 가입자의 확산코드를 나타낸다. The spreading code generating apparatus generates the base code and the spreading code in the same manner from the user index 2 to N 2 -1. The generated group, generated base code and spreading code are shown in FIG. That is, it shows the spreading codes of 9 subscribers generated using the basic code and the random number output.

도 10을 참조하면, 확산 코드 생성 장치는 확산 코드를 이용하여 채널 상에 데이터를 전송한다. 다른 시간에는 랜덤 발생기의 다른 출력을 이용하며, 나머지 방식은 동일한 방식으로 확산 코드를 생성하여 사용한다.Referring to FIG. 10, the spreading code generation device transmits data on a channel using a spreading code. At other times, different outputs of the random generator are used, and the rest of the schemes generate and use spreading codes in the same manner.

이하에서는 확산 코드 사용 장치가 확산 코드를 운용하는 방식을 설명하기로 한다. 도 11 내지 도 13은 확산 코드 사용 장치가 길이가 9인 확산 코드를 무선통신 시스템에서 운용하는 방식을 예시한 도면이다. 무선통신 시스템은 직접확산 코드분할다중접속(DS-CDMA) 방식으로 동작하는 통신시스템일 수 있다. Hereinafter, a method in which a spreading code using device operates a spreading code will be described. 11 to 13 illustrate a scheme in which a spreading code using apparatus operates a spreading code having a length of 9 in a wireless communication system. The wireless communication system may be a communication system operating in a direct spread code division multiple access (DS-CDMA) scheme.

도 11을 참조하면, 직접확산 코드분할다중접속(DS-CDMA) 통신시스템은 하나의 가입자마다 하나의 채널을 할당하고, 하나의 가입자가 하나의 확산 코드를 사용할 수 있다. 이러한 운용 방식은 임의의 가입자가 다른 그룹의 가입자의 확산코드를 유추할 수 없지만, 임의의 가입자가 동일 그룹 내의 가입자의 확산코드를 유추할 수 있다.Referring to FIG. 11, a DS-CDMA communication system allocates one channel for each subscriber, and one subscriber may use one spreading code. This operation scheme does not allow any subscriber to infer spreading codes of subscribers of another group, but any subscriber can infer spreading codes of subscribers in the same group.

도 12를 참조하면, 직접확산 코드분할다중접속(DS-CDMA) 통신시스템은 하나의 가입자마다 하나의 채널 그룹을 할당하고, 하나의 가입자가 하나의 확산 코드 그룹을 사용할 수 있다. 이러한 운용 방식은 가입자가 그룹 전체를 점유하므로 다른 가입자가 확산코드를 유추할 수 없다. 다만, 동시 접속하는 가입자 수가 적어지게 된다.Referring to FIG. 12, a DS-CDMA communication system allocates one channel group for each subscriber, and one subscriber may use one spreading code group. In this operation method, since the subscriber occupies the entire group, other subscribers cannot infer the spreading code. However, the number of subscribers concurrently connected is reduced.

도 13을 참조하면, 직접확산 코드분할다중접속(DS-CDMA) 통신시스템은 기 설정된 시간에 따라 하나의 가입자마다 하나의 채널 그룹을 할당하고, 복수의 가입자가 확산 코드 그룹을 시분할하여 사용할 수 있다. 일종의 시분할-코드분할 다중접속의 형태로 동작한다. 이러한 운용 방식은 다른 가입자의 확산코드를 유추할 수 없으며, 시분할 다중접속으로 인해 동시 접속하는 가입자 수가 적어지는 문제를 해결할 수 있다.Referring to FIG. 13, the DS-CDMA communication system allocates one channel group for each subscriber according to a predetermined time, and a plurality of subscribers may time-division the spread code group. . It works in the form of time division-code division multiple access. This operation method can not infer the spreading code of other subscribers, it can solve the problem that the number of subscribers connected simultaneously due to time division multiple access.

확산 코드 사용 장치에 포함된 구성요소들이 도 2 내지 도 5에서는 분리되어 도시되어 있으나, 복수의 구성요소들은 상호 결합되어 적어도 하나의 모듈로 구현될 수 있다. 구성요소들은 장치 내부의 소프트웨어적인 모듈 또는 하드웨어적인 모듈을 연결하는 통신 경로에 연결되어 상호 간에 유기적으로 동작한다. 이러한 구성요소들은 하나 이상의 통신 버스 또는 신호선을 이용하여 통신한다.Although components included in the spreading code using apparatus are illustrated separately in FIGS. 2 to 5, the plurality of components may be combined with each other and implemented as at least one module. The components are connected to the communication path connecting the software module or the hardware module inside the device and operate organically with each other. These components communicate using one or more communication buses or signal lines.

확산 코드 사용 장치는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합에 의해 로직회로 내에서 구현될 수 있고, 범용 또는 특정 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수도 있다. 장치는 고정배선형(Hardwired) 기기, 필드 프로그램 가능한 게이트 어레이(Field Programmable Gate Array, FPGA), 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC) 등을 이용하여 구현될 수 있다. 또한, 장치는 하나 이상의 프로세서 및 컨트롤러를 포함한 시스템온칩(System on Chip, SoC)으로 구현될 수 있다.The spreading code using apparatus may be implemented in a logic circuit by hardware, firmware, software, or a combination thereof, or may be implemented using a general purpose or special purpose computer. The device may be implemented using a hardwired device, a field programmable gate array (FPGA), an application specific integrated circuit (ASIC), or the like. In addition, the device may be implemented as a System on Chip (SoC) including one or more processors and controllers.

확산 코드 사용 장치는 하드웨어적 요소가 마련된 컴퓨팅 디바이스에 소프트웨어, 하드웨어, 또는 이들의 조합하는 형태로 탑재될 수 있다. 컴퓨팅 디바이스는 각종 기기 또는 유무선 통신망과 통신을 수행하기 위한 통신 모뎀 등의 통신장치, 프로그램을 실행하기 위한 데이터를 저장하는 메모리, 프로그램을 실행하여 연산 및 명령하기 위한 마이크로프로세서 등을 전부 또는 일부 포함한 다양한 장치를 의미할 수 있다.The spreading code using apparatus may be mounted in a computing device provided with hardware elements in the form of software, hardware, or a combination thereof. The computing device includes various or all communication devices such as a communication modem for performing communication with various devices or wired and wireless communication networks, a memory for storing data for executing a program, a microprocessor for executing and operating a program, and the like. It can mean a device.

무선통신 시스템의 수신 측에서는 채널을 통하여 수신한 무선 신호로부터 확산 코드를 사용하여 사용자 데이터를 복원할 수 있다. 무선통신 시스템의 수신장치는 동기식 또는 비동기식 DS-CDMA에서 사용되는 다양한 코드 검출 방식을 적용하여 데이터를 복원할 수 있으며, 이는 예시일 뿐이며 이에 한정되는 것은 아니고 구현되는 설계에 따라 적합한 신호 복원 알고리즘이 사용될 수 있다.The receiving side of the wireless communication system may recover user data using a spreading code from a wireless signal received through a channel. The receiver of the wireless communication system can recover data by applying various code detection methods used in synchronous or asynchronous DS-CDMA. This is only an example and is not limited thereto. Can be.

도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 확산 코드 사용 방법을 예시한 흐름도이다. 확산 코드 사용 방법은 확산 코드 사용 장치에 의하여 수행될 수 있다. 14 is a flowchart illustrating a method of using a spreading code according to another embodiment of the present invention. The spreading code using method may be performed by a spreading code using device.

단계 S1410에서, 확산 코드 사용 장치는 자연수 N의 제곱을 길이로 갖는 기본 코드를 생성한다. 기본 코드를 생성하는 단계(S1410)는 프랭크 수열을 생성하고, N의 제곱의 가입자에게 0부터 상기 N의 제곱보다 1이 작은 자연수까지의 정수들을 할당하고, 할당한 정수를 상기 그룹의 수로 나눈 나머지(modulo N)를 산출하고, 산출한 나머지가 동일한 값을 갖는 가입자들을 모아 그룹을 생성한다. 기본 코드를 생성하는 단계(S1410)는 프랭크 수열을 i*N+j(i 및 j는 자연수)만큼 순환천이(Cyclic Shift)한 수열을 i번째 그룹의 j번째 가입자에게 할당한다.In step S1410, the spreading code using apparatus generates a basic code having a length of the natural number N as the length. Generating a basic code (S1410) generates a Frank sequence, assigns to the subscribers of N squared integers from 0 to a natural number less than 1, and divides the assigned integer by the number of groups. (modulo N) is calculated, and the remainder of the calculated groups of subscribers having the same value are created. Generating the basic code (S1410) allocates a sequence of cyclic shifts of the Frank sequence by i * N + j (i and j are natural numbers) to the j-th subscriber of the i-th group.

단계 S1420에서, 확산 코드 사용 장치는 0부터 N의 제곱보다 1이 작은 자연수까지의 정수들에 대하여 N으로 설정된 그룹의 수로 나눈 나머지를 기반으로 구분된 그룹마다 상이한 랜덤 발생기를 이용하여 기본코드로부터 확산 코드를 생성한다. 확산 코드를 생성하는 단계(S1420)는 동일 그룹의 가입자들은 동일한 랜덤 발생기를 갖도록 설정하고, 랜덤 발생기의 출력을 변조하고 할당된 기본 코드에 곱해 확산 코드를 생성한다. 확산 코드를 생성하는 단계(S1420)는 그룹의 수로 나눈 나머지에 대응하는 랜덤 발생기의 출력이 N의 제곱의 길이를 갖도록 N번 반복하고 랜덤 발생기의 출력으로 수열을 생성한다.In step S1420, the spreading code using apparatus spreads from the base code using a different random generator for each group divided based on the remainder divided by the number of groups set to N for integers from 0 to a natural number less than 1 squared of N. Generate the code. Generating a spreading code (S1420) sets subscribers of the same group to have the same random generator, modulates the output of the random generator, and multiplies the assigned base code to generate a spreading code. Generating a spreading code (S1420) is repeated N times so that the output of the random generator corresponding to the remainder divided by the number of groups has a length of N squared, and generates a sequence with the output of the random generator.

확산 코드 사용 방법은 생성된 확산 코드를 확산시켜 전송하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. The spreading code usage method may further include spreading and transmitting the generated spreading code.

확산 코드 사용 방법이 적용된 무선통신 시스템은 직접확산 코드분할다중접속(DS-CDMA) 방식으로 동작하는 통신시스템일 수 있다. 직접확산 코드분할다중접속(DS-CDMA) 통신시스템은 하나의 가입자마다 하나의 채널을 할당하고, 하나의 가입자가 하나의 확산 코드를 사용할 수 있다. 직접확산 코드분할다중접속(DS-CDMA) 통신시스템은 하나의 가입자마다 하나의 채널 그룹을 할당하고, 하나의 가입자가 하나의 확산 코드 그룹을 사용할 수 있다. 직접확산 코드분할다중접속(DS-CDMA) 통신시스템은 기 설정된 시간에 따라 하나의 가입자마다 하나의 채널 그룹을 할당하고, 복수의 가입자가 확산 코드 그룹을 시분할하여 사용할 수 있다.The wireless communication system to which the spreading code usage method is applied may be a communication system operating in a direct spread code division multiple access (DS-CDMA) scheme. A DS-CDMA communication system allocates one channel for each subscriber, and one subscriber can use one spreading code. The DS-CDMA communication system allocates one channel group for each subscriber, and one subscriber can use one spreading code group. In the DS-CDMA communication system, one channel group is allocated to each subscriber according to a predetermined time, and a plurality of subscribers may time-division the spreading code group.

도 14에서는 각각의 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나 이는 예시적으로 설명한 것에 불과하고, 이 분야의 기술자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 14에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 또는 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하거나 다른 과정을 추가하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이다.Although each process is described as being sequentially executed in FIG. 14, this is merely illustrative, and a person skilled in the art may change the order described in FIG. 14 without departing from the essential characteristics of the exemplary embodiment of the present invention. It may be possible to apply various modifications and variations, or to execute one or more processes in parallel or to add other processes.

본 실시예들에 따른 동작은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 매체는 실행을 위해 프로세서에 명령어를 제공하는 데 참여한 임의의 매체를 나타낸다. 컴퓨터 판독 가능한 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, 자기 매체, 광기록 매체, 메모리 등이 있을 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수도 있다. 본 실시예를 구현하기 위한 기능적인(Functional) 프로그램, 코드, 및 코드 세그먼트들은 본 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다.The operations according to the embodiments may be implemented in the form of program instructions that may be executed by various computer means and may be recorded in a computer readable medium. Computer-readable media refers to any medium that participates in providing instructions to a processor for execution. Computer-readable media can include program instructions, data files, data structures, or a combination thereof. For example, there may be a magnetic medium, an optical recording medium, a memory, and the like. The computer program may be distributed over networked computer systems so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion. Functional programs, codes, and code segments for implementing the present embodiment may be easily inferred by programmers in the art to which the present embodiment belongs.

본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The present embodiments are for describing the technical idea of the present embodiment, and the scope of the technical idea of the present embodiment is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present embodiment should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present embodiment.

200, 300: 확산 코드 사용 장치
210, 310, 410: 기본 코드 생성부
220, 320, 420: 확산 코드 생성부
330, 430: 신호 송신부
401, 402: 사용자 코드 생성기
200, 300: device using spreading cord
210, 310, 410: basic code generator
220, 320, 420: spreading code generation unit
330, 430: signal transmitter
401, 402: user code generator

Claims (20)

무선통신 시스템에서 확산 코드를 사용하는 방법에 있어서,
자연수 N의 제곱을 길이로 갖는 기본 코드를 생성하는 단계; 및
0부터 상기 N의 제곱보다 1이 작은 자연수까지의 정수들에 대하여 상기 N으로 설정된 그룹의 수로 나눈 나머지를 기반으로 구분된 그룹마다 상이한 랜덤 발생기를 이용하여 상기 기본코드로부터 확산 코드를 생성하는 단계를 포함하며,
상기 무선통신 시스템은 직접확산 코드분할다중접속(DS-CDMA) 방식으로 동작하고, 동기식 DS-CDMA이며,
상기 기본 코드를 생성하는 단계는, 프랭크 수열을 생성하고, 상기 N의 제곱의 가입자에게 0부터 상기 N의 제곱보다 1이 작은 자연수까지의 정수들을 할당하고, 할당한 정수를 상기 그룹의 수로 나눈 나머지(modulo N)를 산출하고, 상기 산출한 나머지가 동일한 값을 갖는 가입자들을 모아 그룹을 생성하며,
동일 그룹에 속하는 가입자들은 동일한 랜덤 발생기를 갖도록 설정되고, 상이한 그룹의 가입자들은 상이한 랜덤 발생기를 갖도록 설정되는 것을 특징으로 하는 확산 코드 사용 방법.
In the method using a spreading code in a wireless communication system,
Generating a basic code having a length of a natural number N squared; And
Generating a spreading code from the base code using a random generator that is different for each divided group based on the remainder divided by the number of groups set to N for integers from 0 to a natural number less than the square of N; Include,
The wireless communication system operates in a direct spread code division multiple access (DS-CDMA) scheme and is a synchronous DS-CDMA system.
The generating of the basic code may include generating a Frank sequence, assigning the subscribers of the square of N to integers from 0 to a natural number less than 1, and dividing the assigned integer by the number of groups. calculate modulo N, generate the group by collecting the subscribers having the same value
Subscribers belonging to the same group are set to have the same random generator, and subscribers of different groups are set to have different random generators.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 직접확산 코드분할다중접속(DS-CDMA) 통신시스템은 하나의 가입자마다 하나의 채널을 할당하고, 상기 하나의 가입자가 하나의 확산 코드를 사용하는 것을 특징으로 것을 특징으로 하는 확산 코드 사용 방법.
The method of claim 1,
The direct spread code division multiple access (DS-CDMA) communication system allocates one channel for each subscriber, and one subscriber uses one spreading code.
제1항에 있어서,
상기 직접확산 코드분할다중접속(DS-CDMA) 통신시스템은 하나의 가입자마다 하나의 채널 그룹을 할당하고, 상기 하나의 가입자가 하나의 확산 코드 그룹을 사용하는 것을 특징으로 것을 특징으로 하는 확산 코드 사용 방법.
The method of claim 1,
The direct spread code division multiple access (DS-CDMA) communication system allocates one channel group for each subscriber and uses one spreading code group for each subscriber. Way.
제1항에 있어서,
상기 직접확산 코드분할다중접속(DS-CDMA) 통신시스템은 기 설정된 시간에 따라 하나의 가입자마다 하나의 채널 그룹을 할당하고, 복수의 가입자가 확산 코드 그룹을 시분할하여 사용하는 것을 특징으로 하는 확산 코드 사용 방법.
The method of claim 1,
The direct spread code division multiple access (DS-CDMA) communication system allocates one channel group for each subscriber according to a predetermined time, and spreads the code by using a plurality of subscribers by time-dividing the spreading code group. How to use.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 기본 코드를 생성하는 단계는,
상기 프랭크 수열을 i*N+j(상기 i 및 상기 j는 자연수)만큼 순환천이(Cyclic Shift)한 수열을 i번째 그룹의 j번째 가입자에게 할당하는 것을 특징으로 하는 확산 코드 사용 방법.
The method of claim 1,
Generating the basic code,
And assigning a sequence of cyclic shifts of the Frank sequence by i * N + j (where i and j are natural numbers) to the j-th subscriber of the i-th group.
제1항에 있어서,
상기 확산 코드를 생성하는 단계는,
상기 랜덤 발생기의 출력을 변조하고 할당된 기본 코드에 곱해 확산 코드를 생성하는 것을 특징으로 하는 확산 코드 사용 방법.
The method of claim 1,
Generating the spreading code,
And modulating the output of the random generator and multiplying the assigned basic code to produce a spreading code.
제1항에 있어서,
상기 확산 코드를 생성하는 단계는,
상기 나머지에 대응하는 랜덤 발생기의 출력이 상기 N의 제곱의 길이를 갖도록 N번 반복하고 상기 랜덤 발생기의 출력으로 수열을 생성하는 것을 특징으로 하는 확산 코드 사용 방법.
The method of claim 1,
Generating the spreading code,
And repeating N times so that the output of the random generator corresponding to the remainder has the length of the square of N and generating a sequence with the output of the random generator.
제1항에 있어서,
상기 생성된 확산 코드를 확산시켜 전송하는 단계를 추가로 포함하는 확산 코드 사용 방법.
The method of claim 1,
Spreading the generated spreading code and transmitting the spreading code.
무선통신 시스템에서 확산 코드를 사용하는 장치에 있어서,
자연수 N의 제곱을 길이로 갖는 기본 코드를 생성하는 기본 코드 생성부; 및
0부터 상기 N의 제곱보다 1이 작은 자연수까지의 정수들에 대하여 상기 N으로 설정된 그룹의 수로 나눈 나머지를 기반으로 구분된 그룹마다 상이한 랜덤 발생기를 이용하여 상기 기본코드로부터 확산 코드를 생성하는 확산 코드 생성부를 포함하며,
상기 무선통신 시스템은 직접확산 코드분할다중접속(DS-CDMA) 방식으로 동작하고, 동기식 DS-CDMA이며,
상기 기본 코드 생성부는, 프랭크 수열을 생성하고, 상기 N의 제곱의 가입자에게 0부터 상기 N의 제곱보다 1이 작은 자연수까지의 정수들을 할당하고, 할당한 정수를 상기 그룹의 수로 나눈 나머지(modulo N)를 산출하고, 상기 산출한 나머지가 동일한 값을 갖는 가입자들을 모아 그룹을 생성하며,
동일 그룹에 속하는 가입자들은 동일한 랜덤 발생기를 갖도록 설정되고, 상이한 그룹의 가입자들은 상이한 랜덤 발생기를 갖도록 설정되는 것을 특징으로 하는 확산 코드 사용 장치.
In a device using a spreading code in a wireless communication system,
A basic code generator for generating a basic code having a length of a natural number N as a length; And
A spreading code for generating a spreading code from the base code using a random generator different from each other based on the remainder divided by the number of groups set to N for integers from 0 to a natural number less than 1 of the square of N Including a generator,
The wireless communication system operates in a direct spread code division multiple access (DS-CDMA) scheme and is a synchronous DS-CDMA system.
The basic code generator generates a Frank sequence, allocates integers from 0 to a natural number less than 1 to the square of the subscriber, and divides the assigned integer by the number of groups (modulo N). ), Generate the group by collecting the subscribers having the same value
And the subscribers belonging to the same group are set to have the same random generator, and the subscribers of different groups are set to have different random generators.
삭제delete 제11항에 있어서,
상기 직접확산 코드분할다중접속(DS-CDMA) 통신시스템은 하나의 가입자마다 하나의 채널을 할당하고, 상기 하나의 가입자가 하나의 확산 코드를 사용하는 것을 특징으로 것을 특징으로 하는 확산 코드 사용 장치.
The method of claim 11,
The direct spread code division multiple access (DS-CDMA) communication system allocates one channel for each subscriber, and one subscriber uses one spreading code.
제11항에 있어서,
상기 직접확산 코드분할다중접속(DS-CDMA) 통신시스템은 하나의 가입자마다 하나의 채널 그룹을 할당하고, 상기 하나의 가입자가 하나의 확산 코드 그룹을 사용하는 것을 특징으로 것을 특징으로 하는 확산 코드 사용 장치.
The method of claim 11,
The direct spread code division multiple access (DS-CDMA) communication system allocates one channel group for each subscriber and uses one spreading code group for each subscriber. Device.
제11항에 있어서,
상기 직접확산 코드분할다중접속(DS-CDMA) 통신시스템은 기 설정된 시간에 따라 하나의 가입자마다 하나의 채널 그룹을 할당하고, 복수의 가입자가 확산 코드 그룹을 시분할하여 사용하는 것을 특징으로 하는 확산 코드 사용 장치.
The method of claim 11,
The direct spread code division multiple access (DS-CDMA) communication system allocates one channel group to each subscriber according to a predetermined time, and spreads the code by using a plurality of subscribers by time-dividing the spreading code group. Used devices.
삭제delete 제11항에 있어서,
상기 기본 코드 생성부는,
상기 프랭크 수열을 i*N+j(상기 i 및 상기 j는 자연수)만큼 순환천이(Cyclic Shift)한 수열을 i번째 그룹의 j번째 가입자에게 할당하는 것을 특징으로 하는 확산 코드 사용 장치.
The method of claim 11,
The basic code generator,
And assigning a sequence of cyclic shifts of the frank sequence by i * N + j (where i and j are natural numbers) to the j-th subscriber of the i-th group.
제11항에 있어서,
상기 확산 코드 생성부는,
상기 랜덤 발생기의 출력을 변조하고 할당된 기본 코드에 곱해 확산 코드를 생성하는 것을 특징으로 하는 확산 코드 사용 장치.
The method of claim 11,
The spreading code generation unit,
And modulating the output of the random generator and multiplying the assigned basic code to produce a spreading code.
제11항에 있어서,
상기 확산 코드 생성부는,
상기 나머지에 대응하는 랜덤 발생기의 출력이 상기 N의 제곱의 길이를 갖도록 N번 반복하고 상기 랜덤 발생기의 출력으로 수열을 생성하는 것을 특징으로 하는 확산 코드 사용 장치.
The method of claim 11,
The spreading code generation unit,
And repeating N times so that the output of the random generator corresponding to the remainder has the length of the square of N and generating a sequence with the output of the random generator.
제11항에 있어서,
상기 생성된 확산 코드를 확산시켜 전송하는 신호 송신부를 추가로 포함하는 확산 코드 사용 장치.
The method of claim 11,
And a signal transmitter for spreading and transmitting the generated spreading code.
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