KR19980086590A - 무선 통신 시스템과 그 방법 - Google Patents

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Abstract

각 이득 제어 증폭기(3)는 전력 제어 신호에 따라서 각 사용자에게 향하는 송신 신호의 송신 전력을 조절한다. 가우시안 잡음 발생기(4)는 가우시안 잡음을 발생한다. 잡음 전력 제어부(6)는, 각 사용자에 대한 전력 제어 신호와 총 전력 제어 신호를 기초로 하여 이득 제어 증폭기(5)를 제어하고, 가우시안 잡음의 송신 전력을 조절하여 송신 전력의 합을 일정하게 유지 할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템과 그 방법
본 발명은 차량용 전화기와 휴대용 전화기 등에 사용되는 무선 통신(wireless communication) 시스템 및 무선 통신 방법에 관한 것이다.
차량용 전화기와 휴대용 전화기와 같은 무선 통신 시스템은 기지국(base station)과 여러 사용자(이동국(mobile station)) 사이에서 통신이 동시에 수행되는 통신 다중 액세스 시스템에 기초를 두고 있다. 최근에는, 이 다중 액세스 시스템으로서, 주파수를 효율적으로 사용할 수 있는 CDMA(코드 분할 다중 접속)시스템이 사용된다.
이하, 종래의 CDMA 시스템 기지국(이하 간단히 기지국이라 함)의 송신 블럭을 도 1의 블럭도를 이용하여 설명한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 기지국은, 각각의 사용자에게 할당된 확산 코드를 사용하여 각 사용자에게 송신될 송신 데이타를 확산시키는 확산 변조기(101), 확산되는 송신 데이타를 직각-변조하는 직각 변조기(102), 변조된 직각 변조 송신 신호의 송신 전력을 전력 제어 신호에 따라서 조절하는 이득 제어 증폭기(103)를 구비하고 있다. 또한 종래의 기지국은, 송신 전력이 증폭되어 있는 각 송신 신호들을 가산하는 가산 회로(104), 이 가산된 송신 회로를 국소 주파수(local frequency)와 승산하고 그것을 무선 주파수 대역으로 변조하는 믹서(105), 무선 주파수 대역으로 변조된 송신 신호의 송신 전력을 일정한 증폭율로 증폭시키는 증폭기(106), 송신 신호를 송신하는 안테나(107)를 구비하고 있다.
종래의 기지국에서 송신 데이타/신호의 흐름은 아래와 같다. 우선, 사용자 A로 향하는 송신 데이타 A는, 사용자 A에게 할당된 확산 코드를 사용하여 확산 변조기(101a)에 의해 확산되고 직각 변조기(102a)에 의해 직각 변조된다. 송신 신호A의 송신 전력은 전력 제어 신호를 기초로 하여 이득 제어 증폭기(103a)에 의해 조절된다. 다른 사용자들의 송신 신호도 각각 확산되어, 직각 변조되며, 그 송신 전력도 유사한 방법으로 조절된다. 송신 전력이 조절되어 있는 각 사용자의 송신 신호는 가산 회로(104)에 의해 가산되고, 믹서(105)에 의해 무선 주파수 대역으로 변조되며, 증폭기(106)에서 송신 전력이 일정한 증폭율로 증폭되어, 안테나(107)를 통해 무선으로 송신된다.
각 사용자는 기지국으로부터 송신된 신호를 수신하고 이 수신 신호의 주파수를 변환시킨 후, 할당된 확산 코드를 사용하여 반대로 확산시켜서, 기지국으로부터 송신되어 이동국으로 향하는 데이타를 추출한다. 이 반대로 확산하는 과정에서는, 다른 이동국으로 향하는 다른 채널의 송신 신호가 잡음으로 작용한다. 각 사용자는, 간섭(잡음)의 송신 전력 대 이동국으로 향하는 수신 데이타의 송신 전력의 비인 S/I 비율을 기초로 하여 이동국으로 향하는 다음 송신 데이타의 송신 전력을 기지국에게 알린다.
지금, 몇몇의 사용자들이, 대량의 데이타 송신이 가능한 버스트 송신을 실행하는 경우, 종래의 기지국은 S/I 비의 순간적인 변화에 의해 야기된 송신 에러의 문제를 갖고 있기 때문에, 다른 사용자들에 의해 통신의 품질이 저하하게 된다.
본 발명의 목적은, 몇몇의 사용자들이 버스트 통신을 수행하는 경우에 다른 사용자들과의 통신 품질을 안정시킬 수 있는 무선 통신 시스템과 무선 통신 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 송신 전력의 합이 일정하게 유지될 수 있도록, 잡음을 발생시켜 S/I 비를 일정하게 유지하는 무선 통신 시스템 및 무선 통신 방법을 제공하므로써, 버스트 송신시의 송신 에러를 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 CDMA 시스템 기지국의 송신 블럭의 블럭도,
도 2는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 CDMA 시스템 기지국의 송신 블럭의 블럭도.
도 3은 본 발명의 실시예 1에서 CDMA 시스템 기지국으로부터 송신되어 각 사용자에게로 향하는 송신 데이타의 송신 전력의 시간 변화를 도시한 그래프.
도 4는 본 발명의 실시예 2에 있어서의 CDMA 시스템 기지국의 송신 블럭의 블럭도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1, 101 : 확산 변조부 2, 102 : 직각 변조기
3, 5, 23 : 이득 제어 증폭기 4, 12 : 가우시안 잡음 증폭기
6, 20 : 잡음 전력 제어부 7 : 가산 회로
8, 105 : 믹서 9, 106 : 증폭기
10, 107 : 안테나 21 : 정규화부
22 : 전 채널용 직각 변조기
이하, 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
(실시예 1)
실시예 1에서는, 발생된 잡음의 송신 전력을 제어하는 것에 의해 송신 신호 의 송신 전력의 합을 일정하게 유지하는 무선 통신 시스템과 그 방법을 설명한다.
도 2는 실시예 1에서의 CDMA 시스템 기지국(이하, 기지국이라 한다)의 송신 블럭의 블럭도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 실시예 1의 기지국은 각 사용자에게 할당된 확산 코드를 사용하여 각 사용자에게 송신될 송신 데이타를 확산하는 확산 변조기(1), 확산되는 송신 데이타를 직각 변조하는 직각 변조기(2), 직각 변조된 송신 신호의 송신 전력을 전력 제어 신호에 따라서 조절하는 이득 제어 증폭기(3)를 구비하고 있다. 실시예 1의 기지국은 또한, 가우시안 잡음(Gaussian noise)을 발생하는 가우시안 잡음 발생기(4), 가우시안 잡음의 송신 전력을 조절하는 이득 제어 증폭기(5), 각 사용자에 대한 전력 제어 신호와 총 전력 제어 신호를 기초로 하여 이득 제어 증폭기(5)를 제어하는 잡음 전력 제어부(6), 송신 전력이 증폭되어 있는 각 송신 신호와, 발생된 가우시안 잡음을 가산하는 가산 회로(7)를 구비하고 있다. 가산 회로(7)에 의해 가산된 송신 신호와 가우시안 잡음을 이하 다중 신호(multiplex signals)라 한다.
또한, 실시예 1의 기지국은 국소 주파수와 다중 신호를 승산하고, 이를 무선 주파수 대역으로 변조시키는 믹서(8), 무선 주파수 대역으로 변조된 다중 신호의 송신 전력을 일정한 증폭율로 증폭시키는 증폭기(9), 다중 신호를 무선으로 송신하는 안테나(10)를 구비하고 있다.
실시예 1의 기지국에서 송신 데이타의 흐름은 아래와 같다.
우선, 사용자 A로 향하는 송신 데이타 A는, 사용자 A에게 할당된 확산 코드를 사용하여 확산 변조기(1a)에 의해 확산되고 직각 변조기(2a)에 의해 직각 변조된다. 다음에, 송신 신호 A의 송신 전력은 전력 제어 신호를 기초로 하여 이득 제어 증폭기(3a)에 의해 조절된다. 또한 다른 사용자에게로 향하는 송신 데이타도 각각 확산되어 직각 변조되며, 송신 데이타의 송신 전력도 유사한 방법으로 조절된다. 가우시안 잡음은 가우시안 잡음 발생기(4)에 의해 발생되고, 가우시안 잡음의 송신 전력은 잡음 전력 제어부(6)의 제어를 통해 이득 제어 증폭기(5)에 의해 조절된다.
다음에, 송신 전력이 조절되어 있고 가산 회로(7)에 의해 가우시안 잡음이 가산되어 있는 각 송신 신호는, 믹서(8)에 의해 무선 주선수 대역으로 변조되고, 증폭기(9)에서 송신 전력이 일정한 증폭율로 증폭되어, 안테나(10)로부터 무선으로 송신된다.
각 사용자는 기지국으로부터 송신된 신호를 수신하고, 이 수신 신호의 주파수를 변화시킨 후, 할당된 확산 코드를 사용하여 이를 반대로 확산하여, 이동국으로 향하는 신호를 추출한다. 이 반대로 확산하는 과정에서는, 다른 채널의 기지국으로부터 송신되어 다른 이동국으로 향하는 송신 데이타가 잡음으로 작용한다. 각 사용자는, 간섭(잡음)의 송신 전력 대 이동국으로 향하는 수신 신호의 송신 전력의 비인 S/I 비율을 기초로 하여 이동국으로 향하는 다음 송신 신호의 송신 전력을 기지국에게 알린다.
다음에, 도 3을 이용하여 잡음 전력 제어부(6)에 의해 수행된 제어를 상세히 설명한다. 도 3은, 실시예 1의 기지국으로부터 각 사용자를 향해 송신된 송신 신호의 송신 전력의 시간 변화를 도시하는 그래프이다. 도 3에서 수평축은 시간을 나타내고, 수직 축은 가우시안 잡음을 포함하는 기지국 송신 신호의 송신 전력의 합을 나타낸다. 도 3에서 두 이동국(사용자 A와 사용자 B)은 기지국과의 통신을 하고 있다. 기지국은, 사용자 B에게는 송신 전력이 격렬하게 변화하는 버스트 송신을 수행하면서, 사용자 A에게는 송신 전력을 일정하게 송신한다.
잡음 전력 제어부(6)는 전력 제어 신호를 입력하고, 총 전력으로부터, 송신되어지는 각 송신 신호의 송신 전력을 감산하는 것에 의해 가우시안 잡음의 송신 전력을 계산한다. 다음에, 이 계산 결과를 기초로 하여 이득 제어 증폭기(5)를 제어한다. 즉, 잡음 전력 제어부(6)는 가우시안 잡음(도면에서 빗금친 부분)에 송신 신호 B(도면에서 아무 표시도 없는 부분)의 송신 전력을 가산하므로, 도 3에서 송신 전력 P의 합은 시간 t에 관하여 일정하게 유지될 수 있다.
송신 전력의 합은 통신 시스템에 있어서의 기지국의 용량이나 기지국의 셀 범위에 의해 결정된다.
이와 같이, 각 사용자에 대한 송신 신호에 가우시안 잡음을 가산하면, 기지국으로부터 송신된 송신 신호의 송신 전력의 합을 일정하게 유지시키고, 사용자 A에 있어서의 수신 신호의 S/I 비를 일정하게 유지시켜서, 통신의 품질에 안정화를 가져온다. 가우시안 잡음은 다른 사용자에게 향하는 송신 신호와 직교하기 때문에 수신 측에서의 역 확산(inverse spreading)을 통해 완전하게 제거된다.
(실시예 2)
이하, 실시예 2에서는, 발생된 잡음의 송신 전력을 최소화하면서 잡음과 송신 신호의 송신 전력의 합을 일정하게 유지하는 무선 통신 시스템과 무선 통신 방법을 설명한다.
도 4는 실시예 2에서의 기지국의 송신 블럭의 블럭도이다. 도 2와 공통되는 부분에는 동일한 부호를 사용하고 그 설명은 생략한다. 도 4에서 잡음 전력 제어부(20)는 각 사용자에 대한 전력 제어 신호와, 도면에는 도시하지 않은 데이타에 대한, 메모리에 저장된 각 사용자 채널의 최대 전력의 합(이하, 최대 전력값이라 함)을 입력하고, 최대 전력값으로부터 통신에 관계된 모든 사용자의 총 전력을 감산함으로써 가우시안 잡음의 송신 전력을 계산한다. 잡음 전력 제어부(20)는 이 계산 결과를 기초로 하여 이득 제어 증폭기(6)를 제어한다. 이 경우, 현재의 송신 전력의 합이 최대 전력값보다 부족하면, 이 부족한 양은 가우시안 잡음에 의해 보충되어, 가우시안 잡음의 송신 전력을, 필요한 만큼의 최소한의 양으로 억제할 수 있다.
정규화부(21)는 가산 회로(7)에서 출력된 다중 신호의 송신 전력을 최대 전력값으로 정규화하여, 전(all) 채널(22)용 직각 변조기로 출력한다. 전 채널(22)용 직각 변조기(22)는 모든 채널에 대해 정규화된 송신 데이타를 직각 변조하여, 이득 제어 증폭기(23)로 출력한다.
이득 제어 증폭기(23)는 총 전력 제어 신호를 기초로 하여 모든 채널에 대해 직각 변조된 송신 신호의 송신 전력을 제어하여, 믹서(8)로 출력한다. 이렇게 하면, 최대 전력값이 변할지라도 가산된 신호의 송신 전력은 일정하게 유지될 수 있다.
이하, 실시예 2에서의 기지국에서의 송신 데이타의 흐름을 설명한다. 우선, 사용자 A로 향하는 송신 데이타 A는 사용자 A에게 할당된 확산 코드를 사용하여 확산 변조기(1a)에 의해 확산된다. 송신 신호 A의 송신 전력은 전력 제어 신호에 따라서 이득 제어 증폭기(3a)에 의해 조절된다. 다른 사용자들에게로 향하는 송신 데이타도 각각 확산하고, 그 송신 전력도 마찬가지로 조절된다. 가우시안 잡음은 가우시안 잡음 발생기(12)로부터 발생되고 가우시안 잡음의 송신 전력은 잡음 전력 제어부(20)의 제어를 통해 이득 제어 증폭기(13)에 의해 조절된다. 각 송신 신호와, 송신 전력이 조절되어 있는 가우시안 잡음은 가산 회로(7)에 의해 가산되어지고, 정규화부(21)에 의해 정규화된다. 정규화된 다중 신호는 전 채널용 직각 변조기(22)에 의해 직각 변조되고, 믹서(8)에 의해 무선 주파수 대역으로 변조되며, 그 송신 전력이 증폭기(9)에서 일정한 증폭율로 증폭된 후에, 안테나(10)로부터 무선으로 송신된다.
이와 같이, 각 사용자에 대한 송신 신호에 가우시안 잡음을 가산하면, 기지국으로부터 송신된 송신 신호의 송신 전력의 합을 일정하게 유지시키고, 사용자 A에 있어서의 수신 데이타의 S/I 비를 일정하게 유지시켜서, 통신의 품질에 안정화를 가져온다. 또한, 가우시안 잡음의 송신 전력을, 최대 전력 값과 현재의 송신 전력의 합 사이의 차로 하면, 가우시안 잡음의 송신 전력을 필요한 만큼의 최소한의 양으로 억제할 수 있다.
본 발명에 의하면, 몇몇의 사용자들이 버스트 통신을 수행하는 경우에, 다른 사용자들과의 통신 품질을 안정시킬 수 있다는 효과가 있다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시예에 따라 구체적으로 설명했지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

Claims (12)

  1. 무선 통신 기지국 장치에 있어서, 잡음을 발생하는 잡음 발생 수단과, 상기 잡음과 각 사용자 채널의 송신 전력의 합이 일정하게 유지될 수 있도록 상기 잡음의 송신 전력을 제어하는 잡음 전력 제어 수단을 포함하는 무선 통신 기지국 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 잡음 전력 제어 수단은, 상기 잡음과 각 사용자 채널의 송신 전력의 합이 총 전력과 동일하게 되도록, 상기 잡음의 송신 전력을 제어하는 무선 통신 기지국 장치.
  3. 무선 통신 기지국 장치에 있어서, 잡음을 발생하는 잡음 발생 수단과, 상기 잡음과 각 사용자 채널의 송신 전력의 합이 일정하게 유지될 수 있도록 상기 잡음의 송신 전력을 제어하는 잡음 전력 제어 수단과, 상기 잡음과 각 사용자 채널의 송신 신호를 가산하여 다중 신호를 발생시키는 가산 수단과, 상기 다중 신호를 정규화하는 정규화 수단과, 상기 정규화된 다중 신호의 송신 전력을 제어하는 전력 제어 수단을 포함하는 무선 통신 기지국 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 잡음 전력 제어 수단은, 상기 잡음과 각 사용자 채널의 송신 전력의 합이 데이타에 대한 각 사용자 채널의 최대 전력의 합과 동일하게 되도록, 상기 잡음의 송신 전력을 제어하는 무선 통신 기지국 장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 잡음 전력 제어 수단은, 상기 다중 신호의 송신 전력이 총 전력과 동일하게 되도록 제어하는 무선 통신 기지국 장치.
  6. 무선 통신 기지국 장치와 통신하는 이동국 장치에 있어서, 상기 무선 통신 기지국 장치는, 잡음을 발생하는 잡음 발생 수단과, 상기 잡음과 각 사용자 채널의 송신 전력의 합이 일정하게 유지될 수 있도록 상기 잡음의 송신 전력을 제어하는 잡음 전력 제어 수단을 포함하는 이동국 장치.
  7. 무선 통신 기지국 장치와 통신하는 이동국 장치에 있어서, 상기 무선 통신 기지국 장치는, 잡음을 발생하는 잡음 발생 수단과, 상기 잡음과 각 사용자 채널의 송신 전력의 합이 일정하게 유지될 수 있도록 상기 잡음의 송신 전력을 제어하는 잡음 전력 제어 수단과, 상기 잡음과 각 사용자 채널의 송신 신호를 가산하여 다중 신호를 발생시키는 가산 수단과, 상기 다중 신호를 정규화하는 정규화 수단과, 상기 정규화된 다중 신호의 송신 전력을 제어하는 전력 제어 수단을 포함하는 이동국 장치.
  8. 무선 통신 방법에 있어서, 잡음을 발생하는 단계와, 상기 잡음과 각 사용자 채널의 송신 전력의 합이 일정하게 유지될 수 있도록 상기 잡음의 송신 전력을 제어하는 단계를 포함하는 무선 통신 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 잡음의 송신 전력을 제어하는 단계는, 상기 잡음과 각 사용자 채널의 송신 전력의 합이 총 전력과 동일하게 되도록, 상기 잡음의 송신 전력을 제어하는 무선 통신 방법.
  10. 무선 통신 방법에 있어서, 잡음을 발생하는 단계와, 상기 잡음과 각 사용자 채널의 송신 전력의 합이 일정하게 유지될 수 있도록 상기 잡음의 송신 전력을 제어하는 단계와, 상기 잡음과 각 사용자 채널의 송신 신호를 가산하여 다중 신호를 발생시키는 단계와, 상기 다중 신호를 정규화하는 단계와, 상기 정규화된 다중 신호의 송신 전력을 제어하는 단계를 포함하는 무선 통신 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 잡음의 송신 전력을 제어하는 단계는, 상기 잡음과 각 사용자 채널의 송신 전력의 합이 데이타에 대한 최대 전력의 합과 동일하게 되도록, 상기 잡음의 송신 전력을 제어하는 무선 통신 방법.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 다중 신호의 송신 전력을 제어하는 단계는, 상기 다중 신호의 송신 전력이 총 전력과 동일하게 되도록 제어하는 무선 통신 방법.
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