KR19990060367A - 직접 씨퀀스 씨디엠에이 이동 통신시스템의 오프-셋 사진위상천이변조장치 및 방법 - Google Patents

직접 씨퀀스 씨디엠에이 이동 통신시스템의 오프-셋 사진위상천이변조장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 아이 채널 신호와 큐 채널 신호의 제로 크로싱을 검출하여 검출신호를 출력하는 제로 크로싱검출부와, 큐 채널 신호를 90도 위상 지연하여 출력하는 딜레이부와, 큐 채널 신호가 하나의 입력신호로 인가되고 90도 위상 지연된 신호가 다른 하나의 입력신호로 인가되어 검출신호에 의해 두 신호 중 하나의 신호를 출력으로 스위칭하는 멀티플렉서로 대역확산신호 발생장치를 구성하여 아이 채널 신호와 큐 채널 신호의 제로 크로싱이 검출되지 않을 시에는 큐 채널 신호를 선택하여 출력하여 채널 상호간의 직교성을 유지하며, 그렇지 않고 제로 크로싱이 검출될 시에는 큐 채널 신호를 90도 위상 지연한 신호를 선택하여 1/2 칩 오프-셋을 유지하는 씨디엠에이 이동 통신시스템의 의사직교부호를 이용한 대역확산신호 발생장치 및 방법을 구현하였다.

Description

직접 씨퀀스 씨디엠에이 이동 통신시스템의 오프-셋 사진 위상천이변조장치 및 방법
본 발명은 직접 씨퀀스 씨디에엠에이 이동통신 시스템에 관한 것으로, 특히 의사직교부호를 이용하여 대역확산신호를 발생하는 오프-셋 사진 위상천이변조장치 및 방법에 관한 것이다.
부호분할 다원접속(Code Division Multiple Access: 이하 "CDMA"라 칭한다) 이동 통신시스템은 여러 사용자가 시간과 주파수를 공유하면서 각 사용자에게 할당된 상호 상관이 적은 의사잡음열을 이용하여 송신할 신호를 확산하여 전송하며, 수신측에서는 송신측에서 사용한 것과 같은 의사잡음열을 발생시켜 동기를 맞추고 이를 이용하여 수신된 신호를 역확산하여 원하는 신호를 복원하는 통신방식을 채택하고 있는 이동 통신시스템을 말한다.
이때 일반적으로 한 사용자가 실제로 이용하고자 하는 데이타율은 주파수 대역폭에 비하여 상당히 작은 값을 갖게된다. 낮은 전송율의 데이타를 높은 전송율의 주파수 대역폭을 통하여 송신하므로, 각각의 사용자가 서로를 구분하기 위하여 사용하는 부호는 확산 부호의 성질을 갖게 된다. 즉, 낮은 전송율의 데이타 비트 열을 높은 전송율의 확산 부호를 이용하여 대역 확신시킨 후 주어진 주파수 대역을 통하여 송수신하는 것이다. 상기한 바와 같이 CDMA 방식의 한가지로서 통신하고자 하는 데이터 파형과 데이터에 비하여 높은 부호화율을 가지는 사용자 마다 다른 의사 잡음 씨퀀그를 곱하여 대역을 확산하는 방식을 통상적으로 직접 시퀀스 부호분할 다원접속방식(Direct-Sequence CDMA: 이하 "DS-CDMA"라 칭함)이라 한다.
또한 상기 CDMA 이동 통신시스템에서는 사용자의 구분 및 대역 확산을 위하여 사용되는 부호 중 월시부호(Walsh code)를 이용한 직교성 부호 확산방법이 있다. 상기 직교성 부호 확산 방법은 월시 부호의 직교성을 이용하여 서로 다른 사용자 또는 채널들을 구분하는 방식으로, 월시부호가 가지는 직교성으로 인하여 이상적인 조건하에서는 채널(사용자) 간에 간섭없이 분리된다는 장점이 있다. 이때 상기한 직교성을 유지하기 위해 오프-셋을 사용하는 방식을 일러 오프-셋 사진 위상천이변조방식(Off-set Quadrature Phase Shift Keying, 이하 "OQPSK"라 칭함)이라 한다.
종래 기술에 따른 DS-CDMA 통신시스템의 OQPSK 장치의 구성은 도 1에 도시한 바와 같다. 상기한 도 1을 참조하면, 아이 채널(I-arm) 입력 데이터를 DI(t) 101, 큐 채널(Q-arm) 입력 데이터를 DQ(t) 102라 하고, 상기 DI(t) 101과 상기 DQ(t) 102는 직교 부호인 WI(t) 103과 WQ(t) 104로 각각의 직교변조기 105와 106에서 직교 변조한다. 상기 직교 변조한 아이 채널 신호 및 큐 채널 신호는 이득조정기 107과 108을 거쳐서 확산 부호인 PI(t) 109 및 PQ(t) 110으로 확산하여 확산신호 XI(t) 117 및 XQ(t) 118을 생성한다.
상기 확산신호 XI(t) 117 및 XQ(t) 118을 생성하는 과정은 다음과 같다.
먼저, 아이 채널 확산신호 XI(t) 117을 생성하는 과정을 보면, 이득조정기 107의 출력신호를 확산 부호 PI(t) 109로 확산기 111에서 확산한 신호와 이득조정기 108의 출력신호를 확산 부호 PQ(t) 110으로 확산기 113에서 확산한 신호를 감산기 115를 이용하여 차를 구함으로 이루어진다.
다음으로, 큐 채널 확산신호 XQ(t) 118을 생성하는 과정을 보면, 이득조정기 107의 출력신호를 확산 부호 PQ(t) 110으로 확산기 114에서 확산한 신호와 이득조정기 108의 출력신호를 확산 부호 PI(t) 109로 확산기 112에서 확산한 신호를 감산기 116을 이용하여 합을 구함으로 이루어진다.
한편 OQPSK 방식의 DS-CDMA 통신시스템에서는 상술한 동작에 의해 얻어진 확산신호 XQ(t) 118는 유한임펄스 응답필터(FIR: Finite Impulse Response) 121에서 필터링하기 전에 1/2 칩 달레이부 119를 거쳐 1/2 칩 딜레이가 이루어진다. 즉, 상기 확산신호 XI(t) 117은 FIR 필터 120을 거쳐 아이 채널 송신신호 SI(t) 122가 만들어지고, 상기 확산신호 XQ(t) 118은 1/2 칩 딜레이부 119를 통해 딜레이가 이루어진 후 FIR 필터 121을 거쳐 큐 채널 송신신호 SQ(t) 123이 만들어 진다.
상기한 바와 같이 OQPSK 방식의 DS-CDMA 통신시스템은 확산신호 XI(t) 117 및 XQ(t) 118의 영교차(zero crossing)를 없애므로 FIR 필터링된 신호가 후단의 전력 증폭기(Power Amplifier)와 같은 비선형회로를 거친 후 사이드 로브(Sidelobe)가 중가하는 현상을 줄일 수 있다는 것이다.
하지만 상술한 도 1과 같은 OQPSK 방식의 DS-CDMA 통신시스템은 오프-셋을 걸지 않는 QPSK 방식의 DS-CDMA 통신시스템과는 달리 아이 채널 신호 XI(t) 117과 큐 채널 신호 XQ(t) 118 사이의 직교성을 유지할 수 없어 위상 에러를 야기하게 된다. 즉, 수신부에서 복조를 행할 때 채널 잡음이 없을 경우에는 아이 채널 및 큐 채널 상호간의 완전한 직교성을 유지하지 않으므로 상호간 간섭에 의해 위상 에러사 나타나서 시스템의 성능을 열화 시키는 원인이 된다.
따라서 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 아이-채널과 큐-채널 신호간의 직교성을 최대로 유지하여 위상 에러를 최소화하는 씨디엠에이 이동 통신시스템의 의사직교부호를 이용한 대역확산신호 발생장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적으로 영교차를 피하여 사이드 로브가 커지는 현상을 줄인 오프셋 사진 위상 천이 변조방식의 씨디엠에이 이동 통신시스템의 의사직교부호를 이용한 대역확산신호 발생장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 아이 채널 신호와 큐 채널 신호의 제로 크로싱을 검출하여 검출신호를 출력하는 제로 크로싱검출부와, 상기 큐 채널 신호를 90도 위상 지연하여 출력하는 딜레이부와, 상기 큐 채널 신호가 하나의 입력신호로 인가되고 상기 90도 위상 지연된 신호가 다른 하나의 입력신호로 인가되어 상기 검출신호에 의해 상기 두 신호 중 하나의 신호를 출력으로 스위칭하는 멀티플렉서로 대역확산신호 발생장치를 구성하여 상기 아이 채널 신호와 상기 큐 채널 신호의 제로 크로싱이 검출되지 않을 시에는 상기 큐 채널 신호를 선택하여 출력하여 채널 상호간의 직교성을 유지하며, 그렇지 않고 제로 크로싱이 검출될 시에는 상기 큐 채널 신호를 90도 위상 지연한 신호를 선택하여 1/2 칩 오프-셋을 유지하는 씨디엠에이 이동 통신시스템의 의사직교부호를 이용한 대역확산신호 발생장치 및 방법을 구현하였다.
도 1은 종래 기술에 따른 직접 씨퀀스 씨디엠에이 이동 통신시스템의 오프-셋 사진 위상천이변조장치의 구성을 도시하는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 직접 씨퀀스 씨디엠에이 이동 통신시스템의 오프-셋 사진 위상천이변조장치의 구성을 도시하는 도면.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 우선, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 씨디엠에이 이동 통신시스템에서 월시부호를 이용하여 대역확산신호를 발생하는 장치의 구성은 도 2에 도시한 바와 같다.
상기 도 2를 참조하여 본 발명에 따라 추가된 구성을 설명하면, 영교차 검출부(Zero Crossing Detector)(219)는 각 채널에 따른 확산신호 XI(t), XQ(t)의 영교차(Zero Crossing)를 검출하여 영교차 검출신호 ZC를 발생한다. 멀티플렉서(MUX)(222)는 하나의 입력 A로 상기 확산신호 XQ(t), 다른 하나의 입력 B로 상기 XQ(t)를 90도 위상 지연한 신호(1/2 칩 딜레이된 신호)가 입력된다. 또한 상기 MUX(222)는 상기 ZC를 선택신호로 제공받아 상기 두 입력 A, B를 선택적으로 출력한다.
이하 상기한 구성을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.
아이 채널 입력 데이터를 DI(t) 201, 큐 채널 입력 데이터를 DQ(t) 202라 하고, 상기 DI(t) 201과 상기 DQ(t)는 직교 부호인 WI(t) 203과 WQ(t) 204로 각각의 직교변조기 205와 206에서 직교 변조한다. 상기 직교 변조한 아이 채널 신호 및 큐 채널 신호는 이득조정기 207과 208을 거쳐서 확산 부호인 PI(t) 209 및 PQ(t) 210로 확산하여 확산신호 XI(t) 217 및 XQ(t) 218을 생성한다.
상기 확산신호 XI(t) 217 및 XQ(t) 218을 생성하는 과정은 다음과 같다.
먼저, 아이 채널 확산신호 XI(t) 217을 생성하는 과정을 보면, 이득조정기 207의 출력신호를 확산 부호 PI(t) 209로 확산기 211에서 확산한 신호와 이득조정기 208의 출력신호를 확산 부호 PQ(t) 210으로 확산기 213에서 확산한 신호를 감산기 215를 이용하여 차를 구함으로 이루어진다.
다음으로, 큐 채널 확산신호 XQ(t) 218을 생성하는 과정을 보면, 이득조정기 207의 출력신호를 확산 부호 PQ(t) 210으로 확산기 214에서 확산한 신호와 이득조정기 208의 출력신호를 확산 부호 PI(t) 209로 확산기 212에서 확산한 신호를 감산기 216을 이용하여 합을 구함으로 이루어진다.
본 발명은 OQPSK 방식의 DS-CDMA 시스템에서는 확산신호 XI(t) 217 및 XQ(t) 218을 유한 임펄스 응답필터(FIR: Finite Impulse Response) 223과 224를 통해 필터링하기 전에 확산신호 XI(t) 217 및 XQ(t) 218로부터 영교차를 검출하도록 한다. 이때 영교차가 검출되지 않으면 QPSK 방식의 DS-CDMA 구조를 가지도록 하며, 그렇지 않고 영교차가 검출되면 OQPSK 방식의 DS-CDMA 구조를 가지도록 한다. 상기와 같은 방식으로 하면 확산신호 XI(t) 217 및 XQ(t) 218 사이에 영교차가 발생하는 경우에는 OQPSK 처럼 변조하여 아이 채널 신호와 큐 채널 신호 사이에 1/2 칩 오프-셋(Off-set)을 유지하여 아이 채널 신호 SI(t) 225 및 큐 채널 신호 SQ(t) 226 사이의 영교차를 방지할 수 있다. 또한 확산신호 XI(t) 217 및 XQ(t) 218 사이에 영교차가 발생하지 않는 경우에는 QPSK 처럼 변조하여 아이 채널과 큐 채널 상호간의 직교성을 최대한 유지하여 위상 에러를 최소화 한다.
상기한 내용의 상세한 동작은 다음과 같다.
영교차검출기 219에서는 확산신호 XI(t) 217 및 XQ(t) 218의 영교차를 검사하여 영교차를 하지 않음이 확인되면 검출신호 ZC 220을 "0"으로 출력하여 QPSK 방식의 DS-CDMA 구조로 동작하게 한다. 즉, 상기 "0"의 ZC 220이 MUX 222의 선택신호 입력단 S로 인가되어 상기 MUX 222가 입력단 A로 인가되는 XQ(t) 218을 선택하여 출력단 Q로 출력하는 구조로 동작한다. 따라서 상기 확산신호 XI(t) 217은 FIR 223을 거쳐 신호 SI(t) 225를 만들게 되고, 상기 MUX 222에 의해 선택된 XQ(t) 218은 FIR 224를 거쳐 신호 SQ(t) 226을 만들게 된다.
하지만 영교차검출기 219에서는 확산신호 XI(t) 217 및 XQ(t) 218의 영교차를 검사하여 영교차를 하는 것이 확인되면 검출신호 ZC 220을 "1"로 출력하여 OQPSK 방식의 DS-CDMA 구조로 동작하게 한다. 즉, 상기 "1"의 ZC 220이 MUX 222의 선택신호 입력단 S로 인가되어 상기 MUX 222가 입력단 B로 인가되는 XQ(t) 218이 1/2 칩 딜레이부 221을 거쳐 1/2 칩 딜레이된 신호를 선택하여 출력단 Q로 출력하는 구조로 동작한다. 따라서 상기 확산신호 XI(t) 217은 FIR 223을 거쳐 신호 SI(t) 225를 만들게 되고, 상기 MUX 222에 의해 선택된 XQ(t) 218을 1/2 칩 딜레이한 신호를 FIR 224를 거쳐 신호 SQ(t) 226을 만들게 된다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 OQPSK 방식의 DS-CDMA시스템을 사용하면 영교차를 피하여 사이드-로브가 증가하는 현상을 줄이면서 상기 OQPSK 방식이 가지는 취약점인 아이 채널 신호와 큐 채널 신호간의 직교성 손실로 인한 위상 에러에 대한 성능을 개선할 수 있다. 즉, 아이 채널 신호와 큐 채널 신호간의 직교성을 최대한 유지하여 위상 에러를 최소화할 수 있다.

Claims (3)

  1. 씨디엠에이 이동 통신시스템의 의사직교부호를 이용한 대역확산신호를 발생하는 장치에 있어서,
    아이 채널 신호와 큐 채널 신호의 제로 크로싱을 검출하여 검출신호를 출력하는 제로 크로싱검출부와,
    상기 큐 채널 신호를 90도 위상 지연하여 출력하는 딜레이부와,
    상기 큐 채널 신호가 하나의 입력신호로 인가되고 상기 90도 위상 지연된 신호가 다른 하나의 입력신호로 인가되어 상기 검출신호에 의해 상기 두 신호 중 하나의 신호를 출력으로 스위칭하는 멀티플렉서로 구성함을 특징으로 하는 씨디엠에이 이동 통신시스템의 의사직교부호를 이용한 대역확산신호 발생장치.
  2. 씨디엠에이 이동 통신시스템의 의사직교부호를 이용한 대역확산신호를 발생하는 방법에 있어서,
    아이 채널 신호와 큐 채널 신호의 제로 크로싱이 검출되지 않을 시에는 상기 큐 채널 신호를 선택하여 출력하여 채널 상호간의 직교성을 유지하며, 그렇지 않고 제로 크로싱이 검출될 시에는 상기 큐 채널 신호를 90도 위상 지연한 신호를 선택하여 1/2 칩 오프-셋을 유지함을 특징으로 하는 씨디엠에이 이동 통신시스템의 의사직교부호를 이용한 대역확산신호 발생방법.
  3. 씨디엠에이 이동 통신시스템의 의사직교부호를 이용한 대역확산신호를 발생하는 방법에 있어서,
    아이 채널 신호와 큐 채널 신호의 제로 크로싱을 제로 크로싱 검출부를 통해 검출하여 검출신호를 출력하는 제1과정과,
    상기 큐 채널 신호를 딜레이부를 통해 90도 위상 지연하여 출력하는 제2과정과,
    상기 큐 채널 신호 또는 상기 90도 위상 지연된 두 신호 중 상기 검출신호에 의해 선택된 신호를 최종 큐 채널 신호로 출력하는 제3과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 씨디엠에이 이동 통신시스템의 의사직교부호를 이용한 대역확산신호 발생방법.
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