KR19990084366A - 멀티캐리어/직접시퀀스 하이브리드 광대역 cdma 방식의통신 시스템에서의 전송 다이버시티 구현 방법 및 그 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 멀티캐리어/직접시퀀스 하이브리드 광대역 CDMA 방식의 통신 시스템을 위한 전송 다이버시티의 구현 방법 및 그 장치에 관한 것으로써, 종래의 MC/DS하이브리드 W-CDMA 시스템은 다경로 페이딩 채널 환경에서 수신기의 성능이 저하되고 또한 기존 N-CDMA 방식과 주파수를 중첩 사용했을 경우에는 수신기의 성능이 더욱더 저하되어 많은 송신전력을 필요로 하게됨으로써 타 사용자의 간섭에 의해 시스템 용량이 결정되는 CDMA 방식의 특성상 전체적인 망의 용량이 감소하는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 부호화 또는 인터리빙된 데이터 시퀀스를 직병렬 변환하고 변환된 병렬 데이터 시퀀스 각각을 적어도 두 개의 임의의 코드로 확산시킨 후 적어도 두 개의 캐리어로 동시에 변조하여 송신하며 수신측에서는 역으로 두 개 이상의 캐리어로부터 수신되는 신호에 대해 최대비결합(Maximal Ratio Combining) 방법을 이용하여 복조한 후 병직렬 변환을 수행하고 변환된 데이터를 디인터리빙 또는 디코딩함으로써 전송 다이버시티를 얻도록 하는 방법 및 장치를 제공한다. 이로 인해 무선 페이딩 채널 환경에서 MC/DS 하이브리드 W-CDMA 수신기의 성능을 크게 향상시키는 효과가 있으며 또한 협대역 간섭 제거 능력이 탁월하기 때문에 현재 상용화중인 IS-95 협대역 CDMA 방식과 MC/DS 하이브리드 W-CDMA 방식의 주파수를 중첩하여 사용시 전체 시스템의 용량을 최대로 유지할 수 있는 매우 효과적인 기술이다.

Description

멀티캐리어/직접시퀀스 하이브리드 광대역 ＣＤＭＡ 방식의 통신 시스템에서의 전송 다이버시티 구현 방법 및 그 장치
본 발명은 멀티캐리어/직접시퀀스 하이브리드 광대역 CDMA 방식의 통신 시스템에서 전송 다이버시티를 구현하는 방법 및 그 장치에 관한 것이며, 더 구체적으로는 무선 채널 하에서 미래 고속 멀티미디어 서비스가 가능한 멀티캐리어(Multi-Carrier) 방식과 직접시퀀스(Direct Sequence) 방식이 결합된 하이브리드형 광대역 부호분할다중접속(이하 "MC/DS 하이브리드 W-CDMA"라 함) 방식에 있어서 주파수 다이버시티 효과를 최대한 얻도록 하기 위한 송수신기의 설계기법을 제공하기 위한 것이다.
일반적으로 차세대 이동통신 시스템(International Mobile Telecommunication System : 이하 "IMT-2000"이라 함)의 지상부분의 무선다중 접속기술로써 현재 세계 여러 국가에서 개발중인 광대역 CDMA(이하 "W-CDMA"라 함) 방식에는 크게 북미 지역을 기반으로 개발중인 기지국 동기식 W-CDMA방식과 일본 및 유럽 등에서 개발중인 기지국 비동기식 W-CDMA 방식의 두 가지로 분류된다. 현재 국내에서 상용화 중인 디지털 셀룰러 이동전화 및 PCS(Personal Communication Services) 시스템은 2세대 시스템으로 미국 TIA/EIA(Telecommunication Industry Association/Electronic Industries Association)의 표준인 IS-95를 기반으로 하는 협대역 CDMA(이하 "N-CDMA"라 함) 방식이다. IMT-2000용 W-CDMA 방식과 기존 N-CDMA 방식의 근본적인 차이점은 대역폭의 차이이다. 즉, N-CDMA 방식은 확산 대역폭이 1.25MHz인데 반해 W-CDMA 방식은 5MHz 이상의 대역폭을 갖는다. 또한 N-CDMA 방식은 음성통신 위주로 설계된 시스템이기 때문에 최대 데이터 전송속도가 초당 9600(또는 14400) 비트로써 매우 제한적이지만 W-CDMA 방식은 초당 수백만 비트 이상의 전송속도까지 제공함을 그 기본으로 하고 있다.
또한, IMT-2000용 무선전송 기술로 북미지역을 기반으로 개발중인 W-CDMA 방식의 순방향 링크의 채널은 두 가지 형태를 갖는데 그 첫 번째는 순수한 직접시퀀스방식인 DS W-CDMA 방식이고, 두 번째는 멀티캐리어 방식과 직접시퀀스 방식이 결합된 MC/DS 하이브리드 W-CDMA 방식이 그것이다. 여기서 북미 방식이 순방향 링크에서 순수한 DS 대역확산 방식뿐 아니라 MC/DS 하이브리드 방식을 고려하는 이유는 기존의 IS-95 N-CDMA 시스템과의 호환(backward compatibility)을 최대한 고려하기 위한 것이다.
즉, 북미식 MC/DS 하이브리드 W-CDMA 방식은 IMT-2000 주파수 대역인 2GHz대역뿐만 아니라 셀룰러 대역인 800MHz대와 PCS 대역인 1.7-1.8GHz대에서 기존 N-CDMA 방식과의 주파수 중첩 사용도 전제하고 있다.
일반적으로, 제 1세대 셀룰러 전화 시스템에서 사용된 아날로그 FM 변조방식과 같은 협대역 변조 시스템에서는 다중 경로가 심각한 페이딩을 초래한다. 그러나, CDMA 변조 방식에서는 다른 경로를 통한 신호들이 각각 독립적으로 수신되므로 다중 경로 페이딩 문제의 심각성을 다소 해소할 수 있다. 그럼에도 불구하고 이 방식에서도 복조기가 독립적으로 처리하지 못하는 다중경로 현상이 발생하여 다중경로 페이딩이 완전히 제거되지 않아 페이딩 현상이 여전히 심각한 문제로 대두되고 있어서 이 문제를 완화시키는 다이버시티 방법이 연구되었고, 통상적으로 시간 다이버시티(인터리빙(interleaving) 및 오류정정부호를 사용), 주파수 다이버시티, 그리고 공간/경로 다이버시티 세 가지 방법이 공지되어 있다. 본 발명은 멀티캐리어/직접시퀀스 하이브리드 광대역 CDMA 방식의 통신 시스템에서의 전송 다이버시티를 구현하는 송수신기의 설계 기법에 주안점을 두고 있다.
우선, W-CDMA의 방식에 따른 신호의 전력 스펙트럼을 살펴보면, 도 1은 대역폭 5MHz(보호 주파수대 포함)를 갖는 순수한 DS W-CDMA 방식의 기지국 안테나 출력신호의 전력 스펙트럼을 나타내며 도 2는 MC/DS 하이브리드 W-CDMA 방식의 안테나 출력신호의 전력 스펙트럼을 나타낸다.
여기서 IS-95 N-CDMA 방식을 디지털 셀룰러 및 PCS의 표준으로 삼고있는 현재 국내 2세대 디지털 이동통신 현황을 고려해 볼 때 N-CDMA 방식과의 호환을 최대한 고려하는 MC/DS 하이브리드 W-CDMA 방식이 국내 실정에 적합한 3세대 이동통신 시스템이라 할 수 있다.
MC/DS 하이브리드 CDMA 방식을 위해 기존에 제안된 주파수 다이버시티 방법이 도 3에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 부호화 및 인터리빙된 심볼 데이터 시퀀스(전송속도 Rs)는 동일한 전송속도를 가지는 N가지로 분기되어 확산된 후 각각의 반송파로 변조되어 전송되고 있다. 그러나 이 경우 부호화 및 인터리빙된 심볼의 전송속도(RS)대 확산코드(C)의 칩 전송속도 비가 1 : 2K(여기서 K는 자연수)를 만족하지 못할 경우에는 확산코드로써 월시(Walsh) 코드와 같은 직교코드를 사용할 수 없게 된다. 또한, 이와 같은 방식에서 심볼의 전송속도(RS)대 확산코드의 칩 전송속도 비가 1 : 2K의 조건을 만족하여 직교코드를 사용할 수 있다고 하여도 처리이득(processing gain)의 변화가 없기 때문에 캐리어당 사용 가능한 직교코드의 수가 매우 제한적일 수밖에 없다는 문제점이 있다.
도 4는 MC/DS 하이브리드 W-CDMA 방식의 또다른 종래의 송신기 기본 개념도로써 직병렬 변환기(1)는 부호화 또는 인터리빙된 데이터 심볼 시퀀스(심볼 전송속도= R)를 병렬로 변환한다. 그리고 이 변환된 N개의 데이터 심볼 시퀀스(전송속도= R/N)는 각각 동일 캐리어에 존재하는 다른 채널과의 채널 구분을 위해 월시 코드(Walsh code: WA,WB,..,WN)와 같은 직교코드로 확산된다(2). 여기서 월시 코드 WA,WB,...,WN는 직교코드로써 모두 동일한 코드일 수도 있고 서로 다른 코드일 수도 있다.
그리고 상기와 같이 직교코드로 확산된 N개의 신호 각각은 해당 캐리어 주파수(COS(2πfAt),COS(2πfBt)... COS(2πfNt))로 RF 변조된다(3).
한편, 상기와 같은 하이브리드 방식의 송신기에서 MC/DS 하이브리드 CDMA의 응용예인 IMT-2000무선전송 다중접속 후보기술로 퀄컴(Qualcomm)을 중심으로 한 북미 업체에서 제안한 MC/DS 하이브리드 CDMA 방식의 순방향 채널의 구조는 도 5에 도시된 바와 같이 직병렬(serial-to-parallel) 변환기(1)에 의해 직병렬 변환된 N개의 데이터 시퀀스는 각각 4진 위상 변조(QPSK)되고(4), 이 위상변조(4)된 데이터 시퀀스는 각각 직교코드인 WA,WB,..,WN에 의해 1차 확산된 후(2) 파일롯 PN시퀀스에 의해 2차 확산(5)된다. 그리고 2차 확산(5)된 신호는 기저대역 필터(6)를 통해 필터링되고 해당 캐리어(COS(2πfAt),COS(2πfBt)...COS(2πfNt), SIN(2πfAt),SIN(2πfBt)... SIN(2πfNt))에 의해 RF변조(3)된다. 이 RF 변조(3)된 신호는 증폭되어 안테나를 통해 무선 채널 상으로 전송된다.
그러나 이와 같은 종래의 MC/DS 하이브리드 CDMA 시스템은 다경로 페이딩 채널 환경에서 수신기의 성능이 다소 떨어지고 또한 기존 N-CDMA 방식과 주파수를 중첩하여 사용할 경우에는 수신기의 성능이 더욱더 저하되어 많은 송신전력을 필요로 하게됨으로써 타 사용자의 간섭에 의해 시스템 용량이 결정되는 CDMA 특성상 전체적인 통신 시스템의 용량이 감소하는 문제점이 있다.
이에 대하여 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 국내 통신환경에 적합한 도2와 같은 MC/DS 하이브리드 W-CDMA 방식에서 전송 다이버시티를 구현하고자 하는 기술로써, 송신측에서 부호화 또는 인터리빙된 데이터 시퀀스를 직병렬 변환후 변환된 병렬 데이터 시퀀스 각각을 두 개 이상의 임의의 코드로 확산 한 후 2개이상의 캐리어로 동시에 변조하여 송신하며 수신측에서는 역으로 2개이상의 캐리어로부터 수신되는 신호에 대해 최대비결합(Maximal Ratio Combining) 방법을 이용하여 복조한 후 병직렬 변환을 수행하고 변환된 데이터를 디인터리빙 또는 디코딩하도록 하고 있다. 본 발명은 도 3의 예에서와 같은 종래 기술의 문제점을 극복하고 심볼 전송속도와 칩 전송속도의 비가 1 : 2K의 조건을 만족하지 못하더라도 직병렬 변환된 병렬 데이터 시퀀스의 심볼 전송속도(Rs/N)와 칩 전송속도의 비가 1 : 2K의 조건을 만족할 경우 월시코드와 같은 직교코드를 확산코드로 사용할 수 있도록 하면서, 캐리어당 처리이득을 증가시켜 사용 가능한 직교코드의 수(채널 용량)를 증가시키고자 하는 것이다. 또한 도 4 및 도 5와 같은 종래 기술의 한계를 극복하고 무선 페이딩 채널 환경에서 MC/DS하이브리드 W-CDMA수신기의 성능을 크게 향상시킴은 물론 상용화중인 IS-95협대역 CDMA 방식과 하이브리드 W-CDMA 방식의 주파수 중첩 사용시 IS-95 협대역 CDMA 수신단에 미치는 간섭이 최소가 되도록 한 멀티캐리어/직접시퀀스 하이브리드 광대역 CDMA 방식을 위한 전송 다이버시티 구현 방법 및 그 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 멀티캐리어/직접시퀀스 하이브리드 광대역 CDMA 방식의 통신 시스템에서 부호화 또는 인터리빙된 데이터 시퀀스를 적어도 두 개의 병렬 시퀀스 신호들로 직병렬 변환시키고, 변환된 데이터 시퀀스 신호들 각각을 적어도 두개의 확산코드로 확산시키고, 그 확산 신호들 중 서로 다른 상기 병렬 시퀀스 신호에 해당하는 임의의 확산 신호들을 각각 합산하고, 그 합산 신호들 각각을 서로 다른 주파수의 반송파로 변조시켜서 전송하는 단계로 이루어지며, 합산단계에서 함께 합산되는 확산 신호들은 서로 다른 확산코드로 확산되도록 한다. 또한 수신측에서는 서로 다른 확산코드로 확산되어 전송된 신호들을 수신하여 각각의 반송파에 의하여 복조하고 이들을 각각의 확산코드로 상관(correlation)을 수행하여 역확산시킨 후, 이들 중 동일한 상기 병렬 시퀀스 신호 각각에 해당하는 역확산 신호들에 대하여 최대비결합(MRC) 방법을 적용하여 원래의 신호를 복원하여 병직렬 변환 및 디코딩 또는 디인터리빙하는 과정을 거치도록 하고 있다.
도 1은 전송 대역폭 5MHz인 직접시퀀스 W-CDMA 신호의 주파수 스펙트럼.
도 2는 전송 대역폭 5MHz인 멀티캐리어/직접시퀀스 하이브리드 W-CDMA 신호의 주파수 스펙트럼.
도 3은 종래 제안된 주파수 다이버시티 구현 방법을 설명하는 도면.
도 4는 종래의 MC/DS 하이브리드 W-CDMA 송신기의 기본 개념도.
도 5는 IMT-2000 무선전송 기술로써 제안된 종래의 MC/DS 하이브리드 W-CDMA 송신기의 구조도.
도 6은 동일한 병렬 데이터를 두 개 이상의 캐리어 주파수로 전송하는 본 발명에 따른 송신기의 기본 개념을 나타내는 예시도.(N이 3일 때)
도 7은 N이 6일 때 동일한 데이터를 전송하는 각각의 캐리어 주파수가 최대로 독립적인 페이딩을 받도록 이격된 본 발명에 따른 송신기의 기본 개념을 나타내는 예시도.
도 8은 다이버시티 브랜치(branch)가 2이고 N이 3일 때 데이터를 두 개의 송신 안테나를 통해 전송하는 본 발명의 일 실시예.
도 9는 다이버시티 브랜치가 2이고 N이 6일 때 데이터를 두 개의 송신 안테나를 통해 전송하는 본 발명의 또다른 실시예.
도 10은 IMT-2000 무선전송 기술로 제안된 종래의 MC/DS 하이브리드 W-CDMA 송신기에 본 발명을 적용하는 방법을 나타내는 개념도.
도 11은 병렬 데이터 각각에 대해 최대비결합 다이버시티를 수행하는 본 발명의 수신기의 구성 예시도.
〈 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 〉
1 : 직병렬변환수단 2 : 확산수단
3 : 변조수단 4 : 4진 위상변조수단
8 : 합산수단 9 : 송신안테나
10 : 수신안테나 11 : 하향컨버터
12 : 상관기 13 : 최대비결합기
14 : 병직렬변환수단 15 : 디인터리버/인코더
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 실시예에 따른 각 도면에서 동일 또는 유사한 기능을 하는 구성 요소들에 대하여는 발명의 이해를 용이하게 하기 위하여 동일한 인용 번호를 사용하였다.
도 6은 사용되는 캐리어의 수가 3(N=3)일 때의 본 발명의 일 실시예인 송신 장치를 도시한 것으로 그 구성은 입력되는 소정의 데이터 시퀀스를 직병렬 변환하는 직병렬(serial-to-parallel) 변환수단(1)과, 이 직병렬 변환수단(1)에 의하여 변환된 병렬 데이터 시퀀스를 각각 두 개 이상의 직교코드로 확산하는 확산수단(2)과, 이 확산수단에 의해 확산된 신호 중 서로 다른 병렬 시퀀스 신호에 해당되는 임의의 확산 신호를 합산하는 합산수단(8)과, 이 합산수단(8)에 의해 합산된 신호 각각을 서로 다른 주파수의 반송파로 변조하는 변조수단(3)과, 이 변조수단(3)에 의해 변조된 신호를 무선 채널 상으로 송신하는 송신안테나(9)로 이루어진다.
여기서 서로 다른 캐리어로 전송되는 확산 신호들은 동일한 직교코드로 확산될 수 있지만, 동일한 캐리어로 전송되는 확산 신호들은 서로 다른 직교코드로 확산되어야만 한다. 예를 들어, 상기 확산수단(2)에서 직교코드인 WA1와 WB2는 동일 코드일 수도 있고 서로 다른 코드일 수도 있으나 WA1와 WA2는 반드시 서로 다른 코드이어야 한다.
한편, 이와 같은 구성으로 이루어진 MC/DS 하이브리드 광대역 CDMA 방식을 위한 전송 동작을 살펴보면, 먼저 인코딩 또는 인터리빙된 데이터 시퀀스는 직병렬 변환수단(1)에 의해 3개의 병렬 시퀀스 신호(P1,P2,P3)로 각각 변환된다. 그리고 이 변환된 병렬 데이터 시퀀스(P1,P2,P3)는 각각의 확산수단(2)으로 입력됨으로써 하나의 병렬 데이터 시퀀스(P1)는 WA1와 WB2인 직교코드에 의해 확산되어 두 개의 확산 신호(P11,P12)로, 다른 병렬 데이터 시퀀스(P2)는 WB1와 WC2인 직교코드에 의해 확산되어 두 개의 확산 신호(P21,P22)로, 또다른 병렬 데이터 시퀀스(P3)는 WC1와 WA2인 직교코드에 의해 확산되어 두 개의 확산 신호(P31,P32)로 각각 변환된다.
또한, 서로 다른 병렬 시퀀스에 해당하는 확산 신호들이 합산 수단(8)에서 합산되는데, 도 6에서의 직교코드 WA1에 의해 확산된 신호와 직교코드 WA2에 의해 확산된 신호는 합산수단(8a)에 의해 합산되고, 직교코드 WB1에 의해 확산된 신호와 직교코드 WB2에 의해 확산된 신호는 합산수단(8b)에 의해 합산되며 그리고 직교코드 WC1에 의해 확산된 신호와 직교코드 WC2에 의해 확산된 신호는 합산수단(8c)에 의해 각각 합산된다.
그리고 상기와 같이 합산수단(8a,8b,8c)에 의해 각각 합산된 신호는 해당 각 변조수단(3)으로 입력됨으로써 각 반송파(COS(2πfAt),COS(2πfBt),COS(2πfCt))로 변조되고, 이들은 합산된 후 송신안테나(9)에 의하여 무선 채널 상으로 전송된다.
여기서 상기 합산수단(8) 및 이 합산된 신호를 변조하는 변조수단(3)에서, 동일한 병렬 데이터 시퀀스에 해당하는 확산 신호들의 반송주파는 서로 최대한 이격되도록 합산 또는 변조됨이 바람직하다. 이는 동일 데이터 시퀀스를 실어 나르는 서로 다른 캐리어의 중심 주파수가 최대한 이격되도록 함으로써 독립적인 페이딩을 받게끔 하기 위함이다. 후술하게될 본 발명의 수신기는 두 개 이상의 동일한 데이터 정보를 포함하는 신호를 복조할 때 각 신호의 상관기의 출력을 최대비결합(Maximal Ratio Combining)함으로써 원래의 데이터를 복원하는데, 각 신호가 무선 채널을 통해서 독립적인 페이딩을 받았을 때 최대의 성능을 갖는다.
도 7은 이러한 것을 실현하는 일례로써, 6개의 병렬 데이터 시퀀스로 직병렬 변환하고 각각의 병렬 시퀀스에 대한 다이버시티 브랜치가 2일 때 동일한 병렬 시퀀스를 전송하는 두 개의 캐리어가 최대한 독립적인 페이딩을 받도록 하는 전송 다이버시티 방법을 도시하고 있다. 즉, 도 7의 실시예는 입력 데이터 시퀀스를 1 : 6으로 병렬 변환하고 6개의 캐리어를 사용하는 구성으로 그 전송 동작은 전술의 도 6의 실시예에 관한 동작과 동일하다.
한편, 전술의 본 발명은 기본적으로 1개의 송신 안테나를 사용하는 것으로 설명되었지만, 각 캐리어간에 최대의 독립적인 페이딩을 받게 하기 위하여 두 개 이상의 안테나를 사용하는 공간(안테나) 다이버시티 방법과 결합 될 수 있는데 이는 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같다. 즉, 다이버시티 브랜치가 2이고 데이터 시퀀스가 각각 3 또는 6인 도 6 및 도 7에 있어서의 변조 신호들을 두 개의 안테나(9a 및 9b)를 통하여 전송함으로써 공간 다이버시티의 효과도 함께 얻을 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 상기와 같은 MC/DS 하이브리드 CDMA를 위한 송신 다이버시티 방법을 IMT-2000 무선전송 다중접속 후보 기술인 퀄컴(Qualcomm)을 중심으로 한 북미 업체에서 제안한 MC/DS 하이브리드 W-CDMA 순방향(기지국에서 이동국) 채널 구조에 적용한 실시예가 도 10에 도시되고 있다. 즉, 직병렬 변환수단(1)에 의해 직병렬 변환된 3개의 병렬 데이터 시퀀스는 각각 4진 위상편이키잉 방식(QPSK)에 의해 위상 변조되고(4) 이 위상 변조된 데이터 시퀀스는 1차 확산 수단(2)에 의해 각각 2개 이상의 직교코드에 의해 확산된다. 그리고 1차 확산된 신호는 2차 확산수단(5)으로 입력됨으로써 파일롯 PN 시퀀스에 의해 2차 확산된다. 그리고 2차 확산된 신호들은 기저대역 필터(6)를 통해 필터링되고 이 필터링된 신호는 합산수단(8) 및 변조수단(3)에 의하여 합산 및 서로 다른 2개의 주파수를 갖는 캐리어에 의해 RF 변조되어 1개 혹은 그 이상의 송신안테나를 통해 무선 채널 상으로 전송된다.
이러한 MC/DS 하이브리드 W-CDMA 방식은 그 수신기의 수신 성능을 증가시켜 송신 전력을 최소화할 수 있고 협대역 간섭 제거능력이 탁월하기 때문에 N-CDMA(IS-95) 방식과 주파수를 중첩하여 사용하여도 시스템의 용량에 영향을 미치지 아니하면서 N-CDMA(IS-95) 수신단에 미치는 간섭이 최소가 되도록 할 수 있는데, 이 경우 N-CDMA(IS-95)의 전송 신호는 도 10의 합산 수단(8)에서 MC/DS 하이브리드 W-CDMA 방식의 전송 신호와 합산될 수 있을 것이다.
그리고 상기와 같은 멀티캐리어/직접시퀀스 하이브리드 광대역 CDMA 방식의 통신 시스템에서 전송 다이버시티를 구현하기 위한 수신측은 도 11에 도시된 바와 같이 수신안테나(10)를 통해 입력되는 전송신호를 하향 변환하여 복조하는 하향변환기(11)와, 이 하향변환기(11)에 의해 하향 변환된 3개의 기저대역 신호를 송신측과 동일한 각각의 직교코드로 상관(correlation)을 수행하여 역확산시키는 상관기(correlator)(12)와, 이 상관기(12)에 의해 역확산된 신호 중 동일한 병렬 시퀀스 신호에 의해 해당하는 역확산 신호들을 각각 결합하여 공지된 최대비결합(Maximal Ratio Combining) 방법에 의해 원래의 신호로 복원하는 최대비결합기(13)와, 이 최대비결합기(13)에 의해 복원된 소정 개수의 병렬 데이터 시퀀스를 직렬로 변환하는 병직렬변환기(14)와, 이 병직렬변환기(14)에 의해 직렬로 변환된 데이터 시퀀스를 디코딩 또는 디인터리빙하는 디인터리버/디코더(15)로 구성된다.
즉, 이와 같은 구성으로 송신측에서 무선 채널 상으로 전송한 신호는 수신 안테나(10)를 통해 수신되고 이 수신된 신호는 각각의 하향컨버터(11)로 입력된다. 그러므로 이 하향컨버터(11)에서는 원래의 데이터 시퀀스에 포함된 반송파를 제거하고 이를 2개 이상의 직교코드를 포함하는 상관기(12)로 입력된다. 그러면 이 상관기(12)는 입력된 병렬의 데이터 시퀀스를 송신측에서 사용된 2개 이상의 직교코드에 의해 상관(correlation)하는데, 이때 수신측의 직교코드인 월시 코드는 전송측에서 사용된 월시 코드와 동일한 것이며, WA1과 WA2, WB1와WB2, WC1와WC2는 각각 서로 다른 코드이다.
그리고 이 상관기(12)에 의해 상관된 데이터 시퀀스는 해당 최대비결합기(13)로 입력되어 최대비결합(MRC)이 수행됨에 따라 원래의 신호가 복원된다. 즉, 직교코드 WA1과 WB2에 의해 각각 상관된 데이터 시퀀스(S1,S4)는 제1 최대비결합기(13a)로 전송되고, 직교코드 WB1과 WC2에 의해 각각 상관된 데이터 시퀀스(S3,S6)는 제2 최대비결합기(13b)로 전송되고, 직교코드 WA2와 WC1에 의해 각각 상관된 데이터 시퀀스(S2,S5)는 제3 최대비결합기(13c)로 전송됨으로써 각각 최대비결합 방식에 의해 원래의 데이터를 복원한다. 따라서 이와 같이 최대비결합기(13)를 통해 복원된 다수 개의 병렬 데이터 시퀀스는 병직렬변환기(14)로 입력됨으로써 직렬 데이터시퀀스로 변환되고 이 변환된 데이터시퀀스는 디인터리버/디코더(15)로 입력되어 디인터리빙 또는 디코딩됨으로써 최종적으로 원래의 데이터가 복원된다.
다른 실시예에서는 MRC 방식 대신 공지된 동일이득결합(Equal Gain Combining) 방식을 사용할 수도 있다.
이상에서와 같이, 본 발명에 따르면 확산코드로써 월시 함수와 같은 직교코드의 사용 가능성 여부가 심볼의 전송속도(Rs)에 완전히 종속되지 아니하고 직병렬 변환된 병렬 데이터 시퀀스의 심볼 전송속도(Rs/N)와 칩 전송속도가 1 : 2k의 비를 이루면 그 직교코드를 확산코드로 사용할 수 있는 이점이 있으며, N개의 캐리어 전송속도가 각각 Rs/N으로 감소되어 캐리어당 처리이득을 증가시켜 더 많은 직교코드를 수용할 수 있어서 가입자의 수용능력이 증대되며, 나아가 MC/DS 하이브리드 W-CDMA 수신기의 수신 성능을 더욱 양호하게 하여 송신 전력을 최소화시킬 수 있고 협대역 간섭 제거 능력이 탁월하기 때문에 N-CDMA(IS-95) 방식과 주파수를 중첩하여 사용하는 경우에도 전체 시스템의 용량을 최대로 유지하면서 N-CDMA(IS-95) 수신단에 미치는 간섭이 최소가 되도록 MC/DS 하이브리드 W-CDMA 송수신단에 주파수 다이버시티를 실현할 수 있게 하는 진보된 효과를 얻을 수 있다.

Claims (10)

  1. 멀티캐리어/직접시퀀스 하이브리드 광대역 CDMA 방식의 통신 시스템에서 전송 다이버시티를 구현하는 방법에 있어서,
    a) 인코딩 또는 인터리빙된 데이터 시퀀스를 적어도 두 개의 병렬 시퀀스 신호들로 직병렬 변환하는 단계;
    b) 상기 병렬 시퀀스 신호들 각각을 적어도 두 개의 확산 코드로 확산하는 단계;
    c) 상기 확산 신호들 중 서로 다른 상기 병렬 시퀀스 신호에 해당하는 임의의 확산 신호들을 각각 합산하는 단계;
    d) 상기 합산 신호들 각각을 서로 다른 주파수의 반송파로 변조하는 단계; 그리고
    e) 상기 변조 신호를 전송하는 단계를 포함하며,
    상기 합산 단계(c단계)에서 함께 합산되는 확산 신호들은 서로 다른 확산 코드로 확산된 것임을 특징으로 하는 전송 다이버시티의 구현 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    f) 상기 전송 신호들을 수신하는 단계;
    g) 상기 수신 신호들을 각각의 반송파에 의하여 복조하는 단계;
    h) 상기 복조 신호들을 각각의 확산 코드로 상관(correlation)을 수행하여 역확산시키는 단계;
    i) 상기 역확산 신호들 중 동일한 상기 병렬 시퀀스 신호 각각에 해당하는 역확산 신호들에 대하여 최대비결합(MRC) 방법을 적용하여 원신호를 복원하는 단계; 그리고
    j) 상기 복원 신호들을 병직렬 변환하여 디코딩 또는 디인터리빙하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 다이버시티의 구현 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 신호 확산 단계(b 단계)에서 동일한 상기 병렬 시퀀스 신호에 대한 상기 확산 코드들의 전부 또는 그 일부는 동일한 것임을 특징으로 하는 전송 다이버시티의 구현 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 확산 신호의 합산 단계(c단계) 및 상기 합산 신호의 변조 단계(d단계)에서 동일한 상기 병렬 시퀀스 신호에 해당하는 확산 신호들의 반송 주파수는 서로 최대한 이격되도록 합산 및 변조되는 것을 특징으로 하는 전송 다이버시티의 구현 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 변조 단계(d단계)는 4진 위상편이키잉(QPSK) 방식에 의하여 행하여지며, 상기 신호 확산 단계(b단계)는 (i)직교 코드에 의한 제 1차 확산 단계; 및 (ii)파일롯 PN 시퀀스에 의한 제 2차 확산 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 다이버시티의 구현 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 변조 신호의 전송 단계(e단계)는 상기 변조 신호들을 적어도 두 개의 안테나를 통하여 전송하는 것을 특징으로 하는 전송 다이버시티의 구현 방법.
  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    기존의 협대역 CDMA(IS-95 A/B) 시스템과 주파수를 중첩하여 사용하는 것을 특징으로 하는 전송 다이버시티의 구현 방법.
  8. 멀티캐리어/직접시퀀스 하이브리드 광대역 CDMA 방식의 통신 시스템에서 전송 다이버시티를 구현하기 위한 송신 장치에 있어서,
    a) 인코딩 또는 인터리빙된 데이터 시퀀스를 적어도 두 개의 병렬 시퀀스 신호들로 직병렬 변환하는 수단;
    b) 상기 병렬 시퀀스 신호들 각각을 적어도 두 개의 확산 코드로 확산하는 수단;
    c) 상기 확산 신호들 중 서로 다른 상기 병렬 시퀀스 신호에 해당하는 임의의 확산 신호들을 각각 합산하는 수단;
    d) 상기 합산 신호들 각각을 서로 다른 주파수의 반송파로 변조하는 수단; 그리고
    e) 상기 변조 신호를 전송하는 수단을 포함하며,
    상기 합산 수단(c수단)에서 함께 합산되는 확산 신호들은 서로 다른 확산 코드로 확산된 것임을 특징으로 하는 송신 장치.
  9. 멀티캐리어/직접시퀀스 하이브리드 광대역 CDMA 방식의 통신 시스템에서 전송 다이버시티를 구현하기 위한 수신 장치에 있어서,
    a) 제 1항에 따른 전송 신호들을 수신하는 수단;
    b) 상기 수신 신호들을 각각의 반송파에 의하여 복조하는 수단;
    c) 상기 복조 신호들을 각각의 확산 코드로 상관(correlation)을 수행하여 역확산시키는 수단;
    d) 상기 역확산 신호들 중 동일한 상기 병렬 시퀀스 신호 각각에 해당하는 역확산 신호들에 대하여 최대비결합(MRC) 방법을 적용하여 원신호를 복원하는 수단; 그리고
    e) 상기 복원 신호들을 병직렬 변환하여 디코딩 또는 디인터리빙하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  10. 제 1항 또는 제 2항에 따른 전송 다이버시티의 구현 방법을 사용하는 것을 특징으로 하는 CDMA 통신 시스템.
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