KR19980703083A

KR19980703083A - 확산 스펙트럼 통신 시스템에서 다중 채널을 통한 통신 방법 및시스템

Info

Publication number: KR19980703083A
Application number: KR1019970706492A
Authority: KR
Inventors: 유진제이. 브룩커; 섹스톤，토마스에이.
Original assignee: 안쏘니제이.살리，주니어; 모토롤라,인크
Priority date: 1996-01-19
Filing date: 1996-11-26
Publication date: 1998-09-05
Also published as: EP0815665A4; KR100291535B1; WO1997026726A1; JP3213328B2; CA2214809A1; EP0815665A1; CA2214809C; CN1179246A; US5781583A; BR9607788A; JPH11502690A; CN1080048C

Abstract

복수의 확산 스펙트럼 트래픽 채널을 통해 데이타 속도를 갖고 있는 통신 신호를 전송하는 방법은 데이타 속도로 통신 신호를 전송하는데 요구되는 제1 갯수의 트래픽 채널을 판정하는 단계 및 통신 신호(20)을 전송하는데 이용될 수 있는 제2의 트래픽 채널(502) 수를 판정하는 단계를 포함한다. 제1 갯수의 트래픽 채널과 제2 갯수의 트래픽 채널의 비교에 응답하여, 통신 신호(50, 51)의 제1 부분을 전송하는 제1 트래픽 채널 및 통신 신호(52, 53)의 제2 부분을 전송하는 제2의 트래픽 채널(56)은 제2의 트래픽 채널(502) 수로부터 선택된다. 제1 트래픽 채널(54)의 선택은 제2 트래픽 채널(56)의 선택에 대해 결정적이지 않다.

Description

확산 스펙트럼 통신 시스템에서 다중 채널을 통한 통신 방법 및 시스템

무선 전화 시스템과 같은 전형적인 셀룰라 무선 주파수(RF) 통신 시스템에서, 송신기 및 수신기를 사용하는 기지국은 이 기지국에 의해 서비스 받는 영역 내에서 동작하는 다중 이동국과 통신한다.

음성, 데이타 및 비디오와 같은 통신 신호가 전송되는 경로를 제공하는 RF 채널을 통해 기지국과 이동국간의 다중 액세스 무선 통신이 이루어진다.

기지국-이동국간 통신은 순방향 또는 다운-링크 채널에서 이루어지지만, 이동국-기지국간 통신은 역방향 또는 업-링크 채널에서 이루어진다고 알려져 있다. 사용자에게 통신 신호를 전달하는데 사용되는 채널은 통상적으로 트래픽 채널이라 칭하며, 시그널링 및 다른 시스템 오버헤드 전용의 채널이 시그널링 채널이라 불릴 수도 있다.

공지된 RF 채널 기술은 주파수 분할 다중 액세스(FDMA), 시분할 다중 액세스(TDMA) 및 코드 분할 다중 액세스(CDMA)를 포함한다.

CDMA 채널을 사용하는 통신 시스템은 본 명세서에서 참조로 사용된 1993년 7월 워싱톤 디.시.에 위치한 Telecommunications Industry Association에 의한 Mobil Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System으로 TIA/EIA Interim Standard IS-95에 상세히 기술되어 있다. CDMA 통신 시스템은 기지국 또는 이동국에서 발신되는 통신 신호가 변조되어 원 통신 신호의 대역보다 매우 광대역의 주파수 대역을 통해 전송되기 때문에 확산 스펙트럼 시스템이라 불린다. 즉, 전송될 때의 변조된 통신 신호의 데이타 속도는 원 통신 신호의 베이스밴드 데이타 속도보다 상당히 높다.

CDMA 통신 시스템은 확산 코드라 불리는 특정 코드로 원 통신 신호를 변조함으로써 원 통신 신호의 베이스밴드 데이타 속도가 증가될 때의 디렉트 시퀀스(DS) 시스템이다. IS-95는 각각의 원 통신 신호의 경우 9600 bps의 최대 베이스밴드 데이타 속도 및 대응하는 전송 통신 신호의 경우 1.2288 Mbps의 후-변조(post-modulation) 데이타 속도를 제공하는 DS-CDMA 시스템이다.

IS-95와 같은 DS-CDMA 통신 시스템의 모든 사용자들은 공통 주파수 스펙트럼을 통해 통신 신호를 송신 및 수신하며, 통신 신호의 데이타 속도를 증가시킬 뿐만 아니라, 시스템 내에서 다중 통신 신호를 서로 분리하기 위해 특정 코드들이 사용될 수도 있다. 각각의 특정 코드는 통상적으로 공통 주파수 스펙트럼 내의 하나의 통신 채널을 나타낸다.

각각이 일반적으로 하나의 통신 채널을 나타내는 월시 커버(Walsh cover)들은 IS-95 시스템에서 순방향 통신 채널 식별자로서 기능한다. 월시 커버는 항상 파워가 2인 디멘션(dimension)을 갖는 칩의 제곱 매트릭스(즉, 비트)인 하다마드(Hadamard) 매트릭스의 단일 행 또는 열에 대응한다. 4-칩 월시 커버를 각각 나타내는 4개의 행 W0-W3(100-103) 및 4개의 열(200-203)을 포함하는 하다마드 매트릭스(30)이 도 1에 도시되어 있다. IS-95(도시되지 않음)에서 사용된 월시 커버를 포함하는 하다마드 매트릭스는 행 W0 내지 W63을 갖는 64x64 매트릭스이다. 하다마드 매트릭스에 대한 자세한 논의는 본 명세서에서 참조로 사용된 존 지. 프록키스(John G. Proakis)에 의한 디지탈 통신(Digital Communications)의 249 페이지(1983)에 기술되어 있다.

IS-95 순방향 채널을 통한 통신 신호의 전송 이전에, 통신 신호는 의사랜덤(pseudorandom) 잡음(PN) 코드, 신호 전송에 사용되는 특정한 순방향 채널을 식별하는 64-칩 월시 커버로 변조된 바이-위상 시프트 키(BPSK) 및 할당된 시간 오프셋을 갖는 한 쌍의 PN 코드에 의해 합성 I 및 Q 성분으로 변조된 직교 위상 시프트 키(QPSK)에 의해 인코드되고 인터리브되며 스크램블된다.

채널 식별자로서 기능하는 64-칩 월시 커버로 변조된 전송 통신 신호는 통신 신호dml 변조에 사용되는 특정한 월시 커버와 수신된 신호를 상관시키는 종래의 수신기에 의해 복조될 수도 있다. 이러한 상관은 일반적으로 종래 기술의 숙련자에게는 공지된 것이며, 통신 신호의 변조에 사용되는 특정 월시 커버에 따르는 연산에 따라 월시 커버의 비트를 가산 또는 감산하는 것을 포함한다. 따라서, 64-칩 월시 커버 각각의 경우 하나의 통신 신호 비트를 복조하기 위해 통상적으로 63 복합 가산이 수행된다.

본 기술 분야에서는 확산 스펙트럼 통신 시스템에서 가변 속도 신호 전송을 가능케하는 방법이 제안되었다. 예를 들어, Zahavi(Zehavi)에게 허여된 미국 특허 제5,471,497호에는 CDMA 시스템에서 통신 채널을 통해 9600 bps 이상의 데이타 속도로 정보를 전송하는 장치 및 방법이 재시되어 있다.

Zehavi는 제1의 정보 서브스트림 쌍에 초기 코셋 코드(initial coset code) 및 월시 커버 W(즉, 초기 채널)을 할당하기 위해 월시 커버 발생기와 결부하여 직교 코셋 코드 세트, 즉 하다마드 매트릭스의 행들을 사용하여 기술하였다. 추후 정보 서브스트림(즉, 채널) 쌍은 코셋 코드 및 월시 커버 W에 의해 식별되며, 추후 코셋 코드는 제1 할당 코섹 코드와 관련하여 선정된 관계를 갖는다. 수신기는 수신된 신호를 디지탈화하며, 무엇보다도 원 정보 서브스트림을 검색하기 위해 그 신호를 복조한다. 입력 심볼 스트림을 인코드하는데 사용되는 직교 코셋 코드 및 월시 커버 W에 기초한 상관 관계를 수행함으로써 각각의 정보 서브스트림 내의 정보 비트의 추정치들이 얻어진다.

월시 커버 상관이 수행된 후, 그 결과의 코셋-코드 데이타는 직렬 포맷에서 병렬 포맷으로 변환되어 원 정보 서브스트림의 수와 동일한 수의 입력을 갖는 고속 하다마드 변환(FHT)에 입력된다. FHT로의 입력의 수는 또한 FHT 내의 성분의 행 및 열의 수와 동일하다. 본 명세서에서 참조로 사용된 Ernest L. Hall에 의한 Computer Image Processing and Recognition의 제3장 3.3.3항 138-143 페이지에 하다마드 변환에 대해 상세히 논의되어 있다.

상술된 고속 데이타 통신을 위한 채널 할당 방법은 선정된 연산에 의해 사용자 통신에 다수의 코셋 코드 및 월시 커버를 할당하며 일반적으로 다수의 채널(즉, 다수의 월시 커버)이 동시에 또 다른 사용자 통신에 사용되는 것을 방지한다. 따라서, 유사한 선정 연산에 따라 셋업되는 새로운 사용자의 통신에 할당될 필요가 있는 하나 이상의 채널이 통신 시스템에 의해 이미 사용중일 수도 있으므로 새로운 사용자에게 할당될 수 없다.

이러한 문제점은 2개의 기지국이 동일한 통신 신호에 다중 채널을 각각 할당해야할 때, 통신의 소프트 핸드-오프(soft hand-off) 도중에 악화된다.

따라서, 다중 채널 통신에 사용된 하나의 트래픽 채널의 일치가 또 다른 트래픽 채널의 일치에는 결정적이지 않은 디렉트 시퀀스 확산 스펙트럼 통신 시스템 내의 단일의 고속 데이타 통신 신호에 다중 트래픽 채널을 할당하는 시스템 및 방법이 필요하다.

또한, 하나의 채널의 일치가 또 다른 채널의 일치에 결정적이지 않은 다중 채널 통신을 복조하는 효율적인 방법이 필요하다.

발명의 요약

본 발명의 한 특징에 따르면, 상기 문제점들은 복수의 확산 스펙트럼 트래픽 채널을 통해 데이타 속도를 갖고 있는 통신 신호를 전송하는 방법에 의해 개선되며, 이러한 방법은 데이타 속도로 통신 신호를 전송할 필요가 있는 제1 갯수의 트래픽 채널을 결정하는 단계 및 통신 신호를 전송하는데 이용될 수 있는 제1 갯수의 트래픽 채널을 결정하는 단계를 포함한다. 제1 갯수의 트래픽 채널과 제2 갯수의 트래픽 채널을 비교함에 따라, 통신 신호의 제1 부분을 전송하는 제1 트래픽 채널 및 통신 신호의 제2 부분을 전송하는 제2 트래픽 채널이 제2 갯수의 트래픽 채널로부터 선택된다. 제1 트래픽 채널의 선택은 제2 트래픽 채널을 선택하는데 결정적이지 않다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 확산 스펙트럼 통신 시스템에서 통신 신호를 핸드오프하는 방법은 제1 트래픽 채널 그룹을 통해 제1 통신 유닛에 의해 통신 신호를 전송하는 단계 및 제2 통신 유닛에 의해 통신 신호를 전송하는데 이용될 수 있는 트래픽 채널수를 제2 통신 유닛에 의해 결정하는 단계를 포함한다. 제2 통신 유닛에 의해 통신 신호를 전송하는데 이용될 수 있는 트래픽 채널수가 제1 트래픽 채널 그룹 내의 채널수 이상인 경우, 통신 신호는 제2 트래픽 채널 그룹을 통해 제2 통신 유닛에 의해 모니터된다. 그 후, 통신 신호는 제2 트래픽 채널 그룹을 통해 제2 통신 유닛에 의해 전송된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 복수의 트래픽 채널을 통해 이동 통신 유닛에 응답하는 제1 중앙 통신 유닛, 및 통신 신호를 송신 및 수신하는 제1 트래픽 채널 그룹을 할당하도록 동작가능한 제1 중앙 통신 유닛과 관련된 제1 제어기를 포함한다. 제1 트래픽 채널 그룹은 다수의 제1 트래픽 채널로부터 선택된 제1 트래픽 채널 및 제2 트래픽 채널을 포함한다. 제1 트래픽 채널은 제2 트래픽 채널에 대해 결정적이지 않다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 확산 스펙트럼 통신 시스템에서 복수의 칩 그룹들을 갖는 코드와 관련된 복수의 트래픽 채널을 통해 전송된 변조 통신 신호를 수신하는 방법은 변조된 통신 신호를 복수의 트래픽 채널 내의 트래픽 채널수보다 많은 가산기의 논리 행 수를 나타내는 디코더에 입력하는 단계를 포함한다. 변조된 통신 신호는 복수의 트래픽 채널 중 적어도 하나와 관련된 제1 코드의 제1 칩 그룹에 기초하여 복조되어 제1 부분 복조 통신 신호를 형성하며, 복수의 트래픽 채널들 중 적어도 하나와 관련된 제2 코드의 제2 칩 그룹에 기초하여 복조되어 제2 부분 복조 통신 신호를 형성한다. 제1 부분 복조 통신 신호 및 제2 부분 복조 통신 신호가 결합된다.

본 기술 분야의 숙련자라면 본 명세서에 도시되고 기술되어 있는 본 발명의 양호한 실시예의 다음의 설명으로부터 본 발명의 또 다른 이점을 쉽게 알 수 있을 것이다. 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 다른 실시예 및 상이한 실시예가 가능하며, 다양한 면에 있어 변형가능하다. 따라서, 첨부된 도면 및 기술된 설명은 본래 기술된 바대로 이해되어야 하며 본 발명을 한정하려는 의미는 아니다.

본 발명은 일반적으로 확산 스펙트럼 통신 시스템(spread spectrum communication system)에 관한 것으로, 특히 확산 스펙트럼 통신 시스템에서 다중 채널을 통한 통신 방법 및 시스템에 관한 것이다.

도 1은 각 행 및 열이 4 칩 월시 커버를 나타내는 4행 및 4열을 포함하는 하다마드 매트릭스의 도면이다.

도 2는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 DS-CDMA 통신 시스템에서 고속 데이타 통신 신호의 순방향 채널 파형 디자인의 블럭도이다.

도 3은 도 2에 따른 다중 DS-CDMA 채널을 통해 전송된 고속 데이타 통신 신호를 수신하는 수신기의 블럭도이다.

도 4는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 4x4 하다마드 디코더의 개념도이다.

도 5는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 DS-CDMA 통신 시스템에서 고속 데이타 통신 신호의 통신 흐름도이다.

도 6은 본 발명의 양호한 실시예에 따른 DS-CDMA 통신 시스템에서 고속 데이타 통신 신호의 소프트 핸드오프 동작을 도시한 도면이다.

이제, 도면을 참조하면 동일한 참조 번호는 동일한 소자를 나타내며, 도 2는 DS-CDMA 통신 시스템에서 고속 데이타 통신 신호의 경우의 IS-95 기지국으로부터 IS-95 이동국으로의 통신에 사용되는 것과 같은 순방향 채널 파형 디자인의 블럭도를 도시한다.

음성, 데이타, 비디오 또는 이들의 조합과 같은 고속 데이타 통신 신호(도시되지 않음)는 데이타 비트 스트림(40)으로 변환되어(즉, 일련의 데이타 비트), 9600 bps 이상의 속도, 예를 들어 38,400 bps로 인코더 블럭(42)에 입력된다. 공지된 방법을 사용하여, 인코더 블럭(42)는 데이타 심볼을 역으로 데이타 비트로의 후속 디코딩을 용이하게 하는 연산을 사용하여 정해진 인코딩 속도로 데이타 비트 스트림(40)을 인코드한다.

인터리버(interleaver;도시되지 않음)를 더 포함할 수도 있는 인코더 블럭(42)는 데이타 심볼을 종래의 방법에 따라 선정된 크기의 프레임으로 조직한다. 원한다면, 기준 비트는 데이타 심볼의 디코딩을 보다 용이하게 하기 위해 삽입 데이타 심볼 스트림 내에 주기적으로 삽입될 수도 있다.

인코더 블럭(42)로부터의 데이타 심볼 출력은 변조기 블럭(44)에 의해 다중 통신 채널을 통한 전송을 위해 준비된다. 변조기 블럭(44) 내에서, 분류기(sorter;46)은 데이타 심볼을 디멀티플렉스하며, 데이타 심볼을 데이타 레일(50-53)으로 배분한다. 도시된 바와 같이, 분류기(46)은 데이타 심볼을 4개의 데이타 레일(50-53)으로 분리하지만, 데이타 비트 스트림(40)의 데이타 속도에 따라 크거나 작은 수의 데이타 레일이 가능하다.

데이타 레일(50-53)은 쌍과 같은 그룹으로 배분될 수도 있다. 도시된 바와 같이, 제1 데이타 레일 쌍(50-51)은 월시 커버 발생기(48)에 의해 통신 시스템 내의 사용가능한 월시 커버의 리스트로부터 선택된 길이 L을 갖는 월시 커버 Wi(54)와 같은 제1 코드로 변조된 이중 위상 시프트 키(BPSK)이다. BPSK 변조는 종래의 방법에 따라 수행될 수도 있다.

후속 데이타 레일 쌍은 길이 L을 갖는 월시 커버와 같은 상이한 코드에 의해 변조된 이중 위상 시프트 키이며 통신 시스템 내의 사용가능한 월시 커버의 리스트로부터 선택될 수도 있다. 선택된 각각의 월시 커버의 일치는 양호하게는 이미 선택된 임의의 월시 커버의 일치와는 무관하다. 선택된 제1 월시 커버가 순차적으로 선택된 월시 커버에 결정적이지 않다는 것을 확인하는 한가지 방법은 커버를 임의로 또는 랜덤하게 선택하는 것이다. 도시된 바와 같이, 데이타 레일(52-53)은 월시 커버 발생기(49)에 의해 월시 커버 Wj(56)으로 변조된다.

고속 데이타 통신 신호용의 월시 커버가 통신 시스템 내의 사용가능한 월시 커버의 리스트로부터 임의로 또는 랜덤하게 할당되는 채널 할당 방법은 보다 개선된 연산적 채널 할당 방법이다. 예를 들어, 연산 채널 할당 구성에 있어서, 연산에 따라 통신에 할당된 하나 이상의 월시 커버는 이미 통신 시스템에 의해 사용중일 수도 있다.

스크램블러 블럭(58)에서, 데이타 레일(50-53)은 공지된 스크램블링 기술에 따라 동일한 동기화된 쇼트 의사랜덤 잡음(PN) 시퀀스에 의해 모두 스크램블된다. 대안으로, 스크램블러 블럭(58)로의 개별 입력은 동일한 시퀀스로 동작될 필요가 없을 수도 있다. 데이타 레일(50-53)은 직교 위상 시프트 키 변조기 또는 또 다른 변조 처리와 같은 직교 진폭 변조 처리를 사용하여 공지된 방법으로 데이타 레일(50-53)을 변조하는 직교 진폭 변조기(QAM) 블럭(60)에 순차적으로 입력된다. 마지막으로, 송신기 블럭(62)는 종래의 방법에 따라 변조된 통신 신호(80)을 형성하기 위해 합산, 업샘플링, 전송 필터링, 업밴딩(upbanding) 및 방송을 하므로써 데이타 레일(50-53)을 동작한다.

도 3은 도 2와 결부하여 설명된 바와 같이 다중 DS-CDMA 트래픽 채널을 통해 전송된 고속 통신 신호를 수신하는 수신기의 블럭도를 도시하고 있다. 변조된 통신 신호(80)은 안테나(72)에 의해 수신되어, 필터(70)을 통과한 후, 디스크램블러 블럭(74)에서 종래 방법에 의해 디스크램블된다. 디스크램블러 블럭(74)는 스크램블러 블럭(58)에 의해 제공된 스크램블링 시퀀스 또는 시퀀스들을 제거한다. 디스크램블된 통신 신호 Si(90)은 제1 변조기 블럭(76)에 입력된다. 디스크램블된 통신 신호 Si(90)은 데이타 레일(50, 51) 및 데이타 레일(52, 53)을 쌍 방식(pairwise) 합산에 대응할 수도 있다.

고속 복조기 블럭(76)은 디스크램블된 통신 신호(90)을 복조하는 것으로, 도시된 바와 같이 월시 커버 Wi(54) 및 Wj(56)으로 변조된 BPSK이다(도 2에서 논의됨). 양호하게는 월시 커버 Wi(54) 및 Wj(56)의 길이 L과 동일한 정해진 수의 논리적 가산기 행 및 월시 커버 Wi(54) 및 Wj(56)의 길이 L의 로그함수 기수 2와 동일한 정해진 수의 논리적 가산기 열을 갖는 하다마드 디코더와 같은 디코더(77)을 포함하는 고속 복조기 블럭(76)은 부분 합산을 이용하여 월시 커버 Wi(54) 및 Wj(56)을 공동으로 복조하는 상관 연산을 사용한다(후술될 것임).

하다마드 디코더는 디코더의 치수에 따라 가산기 어레이 또는 멀티플렉스된 가산기로서 상업적으로 사용가능한 하드웨어를 사용하여 성취될 수도 있다. 예를 들어, 작은 치수의 디코더의 경우, 어레이 내의 가산기의 행 수가 디코드될 월시 커버의 길이와 동일하도록 가산기 어레이가 사용될 수도 있다. 그러나, 대형 디코더의 경우, 멀티플렉스된 가산기는 디코드될 월시 커버의 길이와 동일한 논리적 행수만을 나타내도록 멀티플렉스된 가상기가 설계될 수도 있다.

대안으로, 하다마드 디코더는 모토롤라 부품 번호 56166과 같은 종래의 디지탈 신호 처리기(DSP)를 사용하여 수신기 내에서 구현될 수도 있다. 가산기 출력의 행 또는 열을 논리적으로 나타내는 데이타 포인트의 어레이를 저장하는 컴퓨터 판독가능 메모리와 함께 동작하는 DSP는 부분 합산을 산출하는 선정된 방법에 따라 특정 가산을 수행한다(부분 합산 산출예가 후술될 것임).

4x4 하다마드 디코더(77)의 개념도가 도 4에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 가산기(450)의 행 및 열의 논리적 표시는 입력 경로(800-803)에서 나타나는 신호(도시되지 않음)를 동시에 복조할 수 있다. 입력 경로(800-803)에 나타나는 신호는 하나, 두개, 세개 또는 네개의 데이타 스트림을 나타내며 각각의 데이타 스트림은 4개의 칩의 4개의 월시 커버들 중 하나에 의해 길이가 변조된 BPSK인 데이타 심볼을 나타낸다(도 1에서 논의됨). 출력(900-903)은 복조된 데이타 스트림 내의 성분 또는 잡음일 수도 있다.

예를 들어, 도 1을 참조하여, 도 4에 도시된 입력 경로(800-803)에 나타나는 신호를 변조하도록 월시 커버 W0(100)이 할당되며, 다른 월시 코드는 할당되지 않으면(즉, 신호는 하나의 데이타 스트림만을 나타냄), 출력(900)은 샘플링마다 복조 데이타 스트림 내의 데이타 심볼을 나타내며, 출력(901-903)은 잡음이다. 반면에, 도 4에 도시된 입력 경로(800-803)에 나타난 신호를 변조하도록 월시 커버 W0-W2[100-102(도 1에 도시됨)]가 할당되는 경우(즉, 신호가 3개의 데이타 스트림을 나타냄), 출력(900-902)는 샘플링 시간마다 복조된 데이타 스트림 내의 데이타 심볼을 나타내며 출력(903)은 잡음이다.

부분 합산을 사용하여, 각 데이타 심볼을 복구할 필요가 있는 복합 가산수(즉, 하다마드 디코더에서 온되는 가산기의 수)는 최소화된다. 수행되는 복합 가산수를 감소하면 디코더 전류 드레인이 감소된다. 상관 연산 및 각 데이타 심볼을 복구하는데 사용된 복합 가산기 또는 가산기 수는 도 3에 도시된 확산 통신 신호(80)과 같은 신호를 변조하는데 사용되는 부분적 월시 커버의 확인에 의해 결정된다.

도 3을 참조하면, 하다마드 디코더에 의해 부분적 합산 복조의 한 예가 고려된다. Wi(54)가 W0라 가정하면, 64-칩 월시 커버는 64 제로로 표시되며, Wj(56)이 W1이라 가정하면 64-칩 월시 커버는 우수 칩이 제로이고 기수 칩이 1이다. 디스크램블된 통신 신호 Si(90)을 사용하여 고속 복조기(76)에 의해 부분 합산 S0 및 S1이 다음과 같이 형성된다:

그 후, S₀및 S₁은 결합되어 Wi(54)에 의해 변조된 하나의 데이타 심볼 BPSK에 대응하는 출력 D₀(78) 및 Wj(56)에 의해 변조된 하나의 데이타 심볼 BPSK에 대응하는 출력 비트 D₁(82)를 다음과 같이 나타낸다:

D₀= S₀+ S₁

D₁= S₀- S₁

부분 합산 S₀및 S₁의 결과로서, 출력 데이타 심볼(78)마다 복합 가산수는 종래의 IS-95 복조 동작을 필요로 하는 63이 아닌 32이다.

초기 데이타 비트 스트림(40)을 복구하기 위해, 출력(78, 82)는 디인터리브되고(deinterleaved) 종래 방법에 따라 블럭(92)에서 디코드된다.

제2 예에서, 64x64 하다마드 매트릭스의 W0, W13 및 W45가 고속 데이타 통신용으로 할당된 월시 커버라고 가정한다. 공지된 바와 같이, W45는 1 및 0으로 이루어진 복잡한 패턴을 갖는다. b를 4 비트 시퀀스 {0, 1, 0, 1} 및 B = {1, 0, 1, 0}이라 놓자. 그러면, W45 =bBBbbBBbBbbBBbbB이며, 이들 변화가능한 시퀀스의 병렬은 연관된 시퀀스를 생성한다. 따라서, 64 비트 시퀀스는 16개의 4 비트 시퀀스로 구성된다.

이 예에서 고속 복조기(76)을 동작하는 2가지 방법이 존재한다. 제1 방법에 따르면, W0 및 W13에 의해 변조된 데이타 심볼은 제1 예와 관련하여 기술된 바와 같이 복조될 수도 있으며, W45는 종래와 같이 디스프레드될 수도 있다. 복합 총 가산수가 2*32+63 또는 127이다. 따라서, 각각의 출력 데이타 심볼을 복구하기 위해 대략 43 복합 가산이 필요하다.

제2 방법에 따르면, 제1 단계는 다음과 같이 2*16 가산이 수행된다:

32 부분 합산은 다음 패턴의 짧은 항 상관을 이용하도록 형성된다:

S_j,45,even= s_2j+0+ s_2j+2; j=0,2,4,...30

S_j,45,odd= s_2j+1+ s_2j+3; j=0,2,4,...30

제2 단계에서, 제1 예로부터의 부분 합산이 복구되어 2*15 가산을 생성한다:

2*1 가산을 생성하는 제3 단계는 다음과 같이 수행된다:

D₀= S₀+ S₁

D₁= S₀- S₁

마지막으로, 31 가산을 생성하는 제4 및 제5 단계가 다음과 같이 수행된다:

D₄₅= S_0,45,even- S_0,45,odd- (S_2,45,even- S_2,45,odd)

- (S_4,45,even- S_4,45,odd) + (S_6,45,even- S_6,45,odd)

+ (S_8,45,even- S_8,45,odd) - (S_10,45,even- S_10,45,odd)

- (S_12,45,even- S_12,45,odd) + (S_14,45,even- S_14,45,odd)

- (S_16,45,even- S_16,45,odd) + (S_18,45,even- S_18,45,odd)

+ (S_20,45,even- S_20,45,odd) - (S_22,45,even- S_22,45,odd)

- (S_24,45,even- S_24,45,odd) + (S_26,45,even- S_26,45,odd)

+ (S_28,45,even- S_28,45,odd) - (S_30,45,even- S_30,45,odd)

따라서, 제2 방법에 필요한 총 가산수는 95이거나 출력 데이타 심볼마다 대략 32 가산이 필요하다.

제3 예에서와 같이, W0, W1, W45 및 W2가 고속 데이타 통신 신호를 변조하는데 사용된다고 가정하라. 이 경우, 예 1 및 예 2는 W1 및 W15의 분리 공동 변조를 수행하면서 W0 및 W2를 공동으로 변조하는데 사용될 수도 있다. 다시, 복합 가산의 수는 63에서 약 32로 감소된다.

제4 실시예에서, W0, W1 및 W2가 고속 통신 신호를 변조하는데 사용된다고 가정한다. 이들 3개의 월시 커버 사이에 공유되는 부분 합산 또는 서브패턴이 존재하지 않는다. 한가지 가능한 해결책은 제1 예의 방법에 따라 W0 및 W1을 변조하고 W2를 종래와 같이 복조하는 것이다. 그 후, 총 가산수는 64 + 63이거나 출력 데이타 심볼에 대해 약 40 복합 가산이다. 월시 커버의 이러한 불충분한 선택의 경우에도, 월시 커버 복조의 종래 방법에 의해 요구되는 출력마다 요구되는 가산이 63에서 대략 40으로 감소된다.

본 기술 분야의 숙련자가 알수 있는 바와 같이, 공지된 RAKE 수신기와 같이 다중 수신부를 갖는 수신기는 공간 변동을 달성하는데 사용될 수도 있다. 게다가, 본 발명의 이론에 따라 이른 타이밍 기능 및 늦은 타이밍 기능뿐만 아니라 탐색 기능을 수행하는 RAKE 수신기 핑거가 다양한 월시 커버에 대한 모든 데이타 심볼의 변조를 용이하게 한다는 것을 알 수 있을 것이다.

도 5는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 DS-CDMA 통신 시스템에서 고속 통신 신호의 통신 흐름을 도시한 도면이다. 이동국(도시되지 않음)과 같은 통신 유닛으로부터 블럭(400)에서 고속 데이타를 갖는 통신에 대한 요청이 수신되면, 기지국 또는 중앙 통신 유닛(도시되지 않음)과 같은 통신 유닛은 블럭(404)에서 필요한 데이타 속도로 통신 신호를 전송할 필요가 있는 트래픽 신호의 수를 계산한다.

필요한 수의 트래픽 채널이 통신 시스템에서 사용가능하다고 블럭(406)에서 판정되면, 기지국은 블럭(408)에서 사용가능한 채널의 리스트로부터 통신 신호를 전송하는 채널을 선택할 수도 있다. 원한다면, 채널 선택은 사용가능한 채널의 리스트로부터 임의의 형태로 수행될 수도 있다. 필요한 수의 트래픽 채널이 통신 시스템에서 사용가능하지 않으면, 통신 신호의 데이타 속도는 블럭(410)에서 변경, 예를 들어 감소되며, 기지국이 이러한 변경 데이타 속도로 통신 신호를 전송하는데 필요한 채널수가 통신 시스템 내에서 사용가능하다는 것을 판정할 때까지 블럭(404)로부터 처리가 반복된다.

고속 데이타 통신 신호가 블럭(412)에서 전송된 후, 블럭(414)에서 검출된 소정의 전송 조건들은 고속 데이타 통신 신호에 의해 사용된 채널의 수를 변화시킬 수도 있다. 예를 들어, 신호의 질이 변화되어 통신 신호에 의해 사용되는 트래픽 채널의 수를 증가 또는 감소시킬 필요가 있을 수도 있다. 또 다른 예에서, 초기에 요청된 데이타 속도로 변경 데이타 속도 통신 신호를 전송할 수 있도록 보다 많은 트래픽 채널이 사용가능하다. 또 다른 예에서, 이동국은 소프트 핸드오프 후보지와 같은 새로운 기지국을 통보할 수도 있고 새로운 기지국은 현재 데이타 속도로 통신 신호를 전송할 필요가 있는 트래픽 채널의 수를 사용할 수도 있다. 또 다른 예에서, 통신 신호 자체의 데이타 속도는 변화될 수도 있다.

블럭(414)에서 검출된 변화된 조건들이 고속 데이타 통신 신호를 전송하는 트래픽 채널의 수를 변화시키는 각각의 경우에, 데이타 속도는 블럭(410)에서 변화된 조건에 따라 변경되며, 상술된 단계가 블럭(404)로부터 반복된다. 하드 핸드오프의 경우, 이동국 및 기지국의 새로운 트래픽 채널 세트로의 스위치오버 시간은 천이시 어떠한 비트도 소실되지 않도록 통신 신호 데이타 스트림 내라고 간주된다. 예를 들어, 데이타 전송은 천이 중에 중지될 수도 있다. 게다가, 기지국은 이동국에 데이타를 입력하기 위한 새로운 채널 명령을 나타내는 메시지를 전송할 수도 있다. 데이타 순서를 통신할 필요가 없는 단순한 연산은 최하위 번호의 트래픽 채널에 제1 비트 그룹을 넣고 그 다음 하위 트래픽 채널에 다음의 비트 그룹을 넣는다.

예를 들어 비디오 영상의 이동이 없을 때 비디오 전송 중에 또는 데이타가 갑자기 도착할 때 인터넷 전송 중에 통신 신호 자체의 데이타 속도가 변하는 경우, 트래픽 채널은 또 다른 통신에 의해 사용가능하도록 해제될 수도 있다. 대안으로, 초기에 선택된 수의 트래픽 채널을 유지하도록 통신에 여분의 비트가 부가될 수도 있다. 몇몇 트래픽 채널을 지정하고 다른 채널들을 해제하는 조합 또한 가능하다. 통신 신호의 데이타 속도가 그것의 공칭 속도로 복귀되면, 해제된 트래픽 채널의 수와 동일한 트래픽 채널이 통신 신호에 재할당될 수도 있다.

본 명세서에 기술된 방법에 따른 고속 데이타 통신 신호에 채널을 할당하는 특징은 여러 면에서 중요하다. 예를 들어, 도 6은 본 발명의 양호한 실시예에 따른 DS-CDMA 통신 시스템에서 고속 데이타 통신 신호에 대한 소프트 핸드오프 동작을 도시하고 있다.

도시된 바와 같이, 통신 시스템(300)은 이동국일 수도 있고 제어기(13)을 포함하는 이동 통신 유닛(12)에 그리고 이동 통신 유닛(12)로부터, 기지국일 수도 있고 제어기(15)를 포함하는 중앙 통신 유닛 A(14) 및 기지국일 수도 있고 제어기(17)을 포함하는 중앙 통신 유닛 B(16)을 통해, 고속 데이타 통신 신호(20)의 동시 전송을 제공한다.

통신 신호(20)이 이동국(12)와 기지국 A(14) 사이에 형성되는 경우, 신호(20)은 전송에 사용되는 트래픽 채널(502)의 리스트로부터 임의로 선택된 트래픽 채널(500)의 그룹을 통해 전송된다. 게다가, 이동국(12)에는 통신 신호(20)의 핸드오프의 후보지일 가능성이 높은 기지국 B(16)을 포함하는 기지국의 리스트가 공급된다. 이동국(12)는 또한 해당 영역 내의 다른 기지국(도시되지 않음)을 연속적으로 탐색하며 수신된 모든 기지국 파일럿 신호의 리스트(도시되지 않음)를 임의의 신호 강도 임계치 이상으로 유지한다. 이동국(12)에 의해 생성된 이러한 기지국의 리스트는 요청될때마다 또는 리스트가 변경될때마다 기지국 제어 능력을 갖는 이동 전화 스위칭국(MTSO;18)에 전송된다. MTSO(18)은 공중 회선 교환 전화망(PSTN;22)과 접속된 상태를 유지한다.

MTSO(18)로부터 명령이 기지국 A(14)를 통해 기지국 B(16)을 트랙킹하기 시작할 때 이동국(12)로부터 통신 신호(20)이 기지국 A(14) 및 기지국 B(16)에 의해 수신된다. 따라서, 일반적으로 기지국 B(16)은 기지국 A(14)가 통신 신호(20)에 할당될 때 통신 신호(20)을 트랙킹하도록 동일한 수의 트래픽 채널을 할당해야 한다. 기지국 B(16)이 충분한 수의 사용가능한 채널을 가진다고 가정하면, 통신 신호(20)은 기지국 B(16)이 사용가능한 채널의 리스트(504)로부터 통신 신호(20)에 채널을 할당할 수 있기 때문에 기지국 B(16)에 핸드오프한 후 현재의 데이타 속도로 거의 확실히 연속된다. 기지국 B(16)에서의 트래픽 채널의 할당이 또한 임의로 수행될 수도 있다.

트래픽 채널이 기지국 A(14) 및 기지국 B(16)에서 동기화된 시간 및 데이타임을 보증하기 위해, 이동국(12)가 기지국 B(16)을 트랙킹하기 전에 트래픽 채널 페어링 정보가 통신 신호(20)을 통해 기지국 A(14)로부터 이동국(12)로 전송된다. 또 다른 기지국에 의해 사용된 최하위수의 트래픽 채널에 대해 하나의 기지국에 의해 사용된 최하위수의 트래픽 채널을 페어링함으로써 트래픽 채널 페어링이 수행될 수도 있다.

기지국 A(14) 및 B(16)은 품질 지수에 따라 MTSO(18)에 통신 신호(20)을 진행시킨다. MTSO(18)은 이동국(12)와 기지국 A(14) 또는 기지국 B(16) 사이의 이중 링크 중 하나를 각 기지국(14, 16)으로부터 수신된 신호(20)의 비교에 기초하여 종료할 수도 있다.

예를 들어, 이동국(12)가 기지국 A(14) 주변의 영역으로 복귀되는 경우 MTSO(18)에 의해 이동국(12)와 기지국 B(16) 사이의 링크가 제공될 수도 있으며, 이동국(12)가 기지국 B(16) 근처로 이동하는 경우 이동국(12)와 기지국 A(14) 사이의 접속은 이동국(12)와 기지국 B(16) 사이의 접속을 위해 단절될 수도 있으며 MTSO(18)은 이동국(12)로 하여금 또 다른 기지국을 완전히 트랙킹하기 시작하도록 명령할 수도 있다. 따라서, 다른 기지국이 이동국에 교대로 간단히 서비스한다-하나의 기지국이 해당 범위 외에 있을 때 다른 기지국이 그 이동국에 서비스하는 그룹에 참여한다.

셀룰라 기본 통신 시스템에 응용되는 본 발명의 원리는 또한 개인용 통신 시스템, 트렁크 시스템, 위성 통신 시스템 및 데이타 네트워크에 한정되지 않고 여러 형태의 통신 시스템에도 응용된다. 유사하게, 모든 형태의 무선 주파수에 응용되는 본 발명의 원리는 또한 RF 신호 채널, 전자 데이타 버스, 유선 채널, 광섬유 링크 및 위성 링크와 같은 다른 형태의 통신 채널에도 응용된다.

첨부된 청구범위 및 그것의 등가물의 사상 및 범위에서 벗어나지 않고 본 발명의 구성 또는 다른 구성들이 가능하며, 본 발명은 기술된 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니라는 것을 알 수 있을 것이다.

Claims

복수의 확산 스펙트럼 트래픽 채널을 통해 데이타 속도를 갖고 있는 통신 신호를 전송하는 방법에 있어서,

(a) 상기 데이타 속도로 상기 통신 신호를 전송하는데 요구되는 제1 갯수의 트래픽 채널을 판정하는 단계;

(b) 상기 통신 신호를 전송하는데 이용될 수 있는 제2 갯수의 트래픽 채널을 판정하는 단계;

(c) 상기 제1 갯수의 트래픽 채널을 상기 제2 갯수의 트래픽 채널에 비교하는 단계;

(d) 상기 제1 갯수의 트래픽 채널과 상기 제2 갯수의 트래픽 채널의 비교에 응답하여, 상기 통신 신호의 제1 부분을 전송하며 상기 통신 신호를 전송하는데 이용될 수 있는 제2 갯수의 트래픽 채널로부터 선택되는 제1 트래픽 채널을 선택하는 단계; 및

(e) 상기 통신 신호의 제2 부분을 전송하며 상기 통신 신호를 전송하는데 이용될 수 있는 제2 갯수의 트래픽 채널로부터 선택되는 제2 트래픽 채널을 선택하는 단계를 포함하되,

상기 제1 트래픽 채널의 선택이 상기 제2 트래픽 채널의 선택에 대해 결정적이지 않은 것을 특징으로 하는 통신 신호 전송 방법.
제1항에 있어서,

(f) 상기 통신 신호의 상기 제1 부분을 제1 코드로 확산하는 단계;

(g) 상기 통신 신호의 상기 제2 부분을 제2 코드로 확산하는 단계를 포함하되, 상기 제1 및 제2 코드는 실질적으로 직교하며,

(h) 상기 통신 신호의 상기 제1 부분과 상기 통신 신호의 상기 제2 부분을 결합하여 변조된 통신 신호를 형성하는 단계; 및

(i) 상기 변조된 통신 신호를 전송하는 단계

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 신호 전송 방법.
제1항에 있어서,

상기 제1 갯수의 트래픽 채널이 상기 제2 갯수의 트래픽 채널보다 많을 때 상기 통신 신호의 상기 데이타 속도를 변경하는 단계; 및

상기 단계 (a) 내지 (e)를 반복하는 단계

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 신호 전송 방법.
제1항에 있어서,

상기 통신 신호의 전송 상태가 변경되는 경우 상기 통신 신호의 상기 데이타 속도를 변경하는 단계; 및

단계 (b) 및 단계 (e)를 반복하는 단계

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 신호 전송 방법.
제4항에 있어서, 상기 통신 신호의 상기 전송 상태는 전송이 가능한 상기 통신 신호의 비트수에 기초하여 변하는 것을 특징으로 하는 통신 신호 전송 방법.
제4항에 있어서, 상기 통신 신호의 상기 통신 상태는 상기 통신 신호의 품질에 기초하여 변하는 것을 특징으로 하는 통신 신호 전송 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 트래픽 채널은 임의로 선택되는 것을 특징으로 하는 통신 신호 전송 방법.
제1항에 있어서, 상기 제2 트래픽 채널은 임의로 선택되는 것을 특징으로 하는 통신 신호 전송 방법.
확산 스펙트럼 통신 시스템에 있어서,

제1의 복수의 트래픽 채널을 통해 이동 통신 유닛에 응답하는 제1 중앙 통신 유닛; 및

통신 신호를 송신 및 수신하는 제1 트래픽 채널 그룹을 할당하도록 동작가능한 상기 제1 중앙 통신 유닛과 관련된 제1 제어기를 포함하되,

제1 트래픽 채널 그룹은 제1 복수의 트래픽 채널로부터 선택된 제1 트래픽 채널 및 제2 트래픽 채널을 포함하며, 상기 제1 트래픽 채널은 상기 제2 트래픽 채널에 대해 결정적이지 않은 것을 특징으로 하는 확산 스펙트럼 통신 시스템.
확산 스펙트럼 통신 시스템에서 복수의 칩 그룹들을 갖는 코드와 각각 관련된 복수의 트래픽 채널을 통해 전송된 변조 통신 신호를 수신하는 방법에 있어서,

(a) 상기 복수의 트래픽 채널 내의 트래픽 채널 수보다 많은 가산기의 논리 행 수를 나타내는 상기 변조된 통신 신호를 디코더에 입력하는 단계;

(b) 상기 복수의 트래픽 채널들 중 적어도 하나와 관련된 제1 코드의 제1 칩 그룹에 기초하여 상기 변조된 통신 신호를 복조하여 제1 부분 복조 통신 신호를 형성하는 단계;

(c) 상기 복수의 트래픽 채널들 중 적어도 하나와 관련된 제2 코드의 제2 칩 그룹에 기초하여 상기 변조된 통신 신호를 복조하여 제2 부분 복조 통신 신호를 형성하는 단계; 및

(d) 상기 제1 부분 복조 통신 신호와 상기 제2 부분 복조 통신 신호를 결합하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 변조된 통신 신호의 수신 방법.