KR19990087984A

KR19990087984A - 씨디앰에이셀방식시스템및씨디앰에이셀방식시스템에있어서확산부호검출방법

Info

Publication number: KR19990087984A
Application number: KR1019990015394A
Authority: KR
Inventors: 토시후미 샤토
Original assignee: 카네코 히사시; 닛뽄덴끼 가부시끼가이샤
Priority date: 1998-05-01
Filing date: 1999-04-29
Publication date: 1999-12-27
Also published as: JPH11317692A; JP3028800B2; KR100376356B1; DE69939084D1; EP0954124B1; EP0954124A2; EP0954124A3; US6574205B1

Abstract

모든 기지국간에 정확한 동기를 요하지 않으며 복잡한 과정 없이 기지국간을 서로 구별할 수 있는 CDMA 셀방식 시스템이 개시되어 있다. 2개의 요소부호가 확산부호를 발생시키기 위해 쉬프트된 타이밍에 의해 승산되면 순환적으로 쉬프트될 때도 서로간에 일치하지 않은 다른 부호들이 각 기지국에 대해 발생된다. 기지국들의 확산부호는 기지국간에 서로 동기되지 않을 때라도 구별되어진다. 이러한 확산부호를 사용하는 CDMA 셀방식 시스템에서는 프레임 동기가 모든 기지국에 공통인 확산부호에 의해 확산된 퍼치 채널을 사용하여 이루어지면, 기지국들중 하나로부터 송신된 신호는 모든 기지국에서의 프레임에 대하여 동일 타이밍(위상)인 제1 요소부호를 기초로 역확산된다. 역확산된 신호는 기지국간에 서로 다른 타이밍(위상)으로 제2 요소부호를 쉬프팅함으로써 발생된 신호이기 때문에 사용되어지는 확산부호는 상관치 산출유니트에 의해 특정될 수 있다.

Description

씨디앰에이 셀방식 시스템 및 씨디앰에이 셀방식 시스템에 있어서 확산부호 검출방법{CDMA CELLULAR SYSTEM AND METHOD OF DETECTING SPREADING CODE IN CDMA CELLULAR SYSTEM}

본 발명은 직접 확산부호 분할다원접속(DS-CDMA)방식을 채택한 자동차용 전화시스템 또는 휴대용 전화시스템(셀방식 시스템)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 셀방식 시스템의 이동단말이 존재하는 셀에서 기지국에 의해 사용된 확산부호를 검출하기 위한 회로에 관한 것이다.

종래의 하나의 CDMA 셀방식 시스템으로서 IS95 라는 북미 표준 셀방식 시스템이 있다. IS95에 따르면, 전체 기지국에서 약 26.6 ms (= 2¹⁵칩주기)의 비교적 긴 확산부호가 사용된다. 상기 확산부호의 위상 또는 개시시간은 각 기지국들에 대하여 다른 간격으로 쉬프트됨으로써 셀방식 단말로 하여금 각 기지국들을 서로 구별하게 하는 것이다.

상기 확산부호의 위상 또는 개시시간이 각 기지국에 대하여 다른 간격을 두고 쉬프트된 경우에는, 셀방식 단말은 전원투입시 단지 1개의 확산부호에 대한 조사만을 필요로 하기 때문에 간단한 슬라이딩 상관기를 사용하여 초기동기화만이 수행되어질 수 있다. 그러나, 상기 쉬프트된 부호가 단지 위상 또는 개시시간만으로 구별되어지기 때문에 만약 기지국들이 송신타이밍에서 동기로부터 벗어나 쉬프트된 경우에는 각 기지국에서 상기 확산부호의 위상을 구별하는 것은 불가능해진다.

이러한 이유로 인하여, 모든 기지국에서 수개의 칩, 예를 들어 IS95에서는 수 마이크로초의 정확도로 동기되어질 필요가 있다. IS95에 따르면, 기지국들은 GPS(Global Positioning System)을 사용함으로써 서로간에 동기가 유지되어진다.

다른 종래의 CDMA 셀방식 시스템으로써, 아직 실용화되지 않았지만 일본의 전파산업회(Association of Radio Industries and Businesses ; ARIB)에서 현재 표준화작업이 진행되고 있는 W-CDMA(Wide-band Code Division Multiple Access)가 알려져 있다.

상기 W-CDMA 에 따르면, 복수개의 기지국에 대한 정확한 동기화는 기지국들간의 확산부호의 위상 또는 개시시간을 쉬프팅하는 것이 아니라 각 기지국에 대해 다른 확산부호들, 예를 들어 골드(Gold code)부호를 사용함으로써 달성된다. 기지국들간에 사용된 확산부호들이 서로 다르기 때문에, 기지국들의 확산부호들은 비록 기지국들간에 동기가 정확하게 유지되지 않는 경우에도 서로 구별되어질 수 있다.

그러나, 기지국을 특정하기 위해서는 셀방식 단말은 가능한 모든 확산부호들을 조사해야 한다. 따라서, 기지국이 위치하는 셀에 대해 조사를 수행하기 위해서는 대규모의 하드웨어와 장시간 주기가 요구되어진다.

셀 조사를 위해 요구되어지는 시간주기를 감소시키기 위하여 W-CDMA에 사용되는 2단계 또는 3단계의 조사방법이 제안되었다.

상기 3단계 조사방법에 따르면, 기지국에서 사용되는 확산부호들(장부호)은 복수개의 그룹으로 분할되어지고, 각 기지국은 통상의 송신부호 이외에 확산부호의 송신 개시시간을 나타내는 전체 기지국에 공통인 제1 단부호(1)와 사용되어지는 장부호의 그룹번호을 나타내는 제2 장부호(GID)를 주기적으로 송신한다.

상기 3단계 조사과정은 제1,2 및 3 단계를 구비한다. 제1 단계에서는 셀방식 단말이 상기 제1 단부호에 대한 조사를 행하여 상기 장부호의 송신 개시시간을 검출한다.

제2 단계에서는 셀방식 단말이 제2 단부호(GID)를 검출하여 사용되어진 장부호의 그룹번호를 특정한다. 그룹번호가 특정되기 때문에 조사되어야 할 장부호의 수는 그룹수 분의 1로 감소되어질 수 있다.

제3 단계에서는 셀방식 단말이 가능성이 있는 모든 장부호를 사용하여 수신된 신호를 역확산시켜 적절하게 수신된 장부호가 실제로 사용되는 장부호인지 아닌지를 판정한다.

상기 종래의 CDMA 셀방식 시스템은 다음과 같은 문제점이 있다.

(1) 쉬프트된 부호가 단지 위상 또는 개시시간만으로 구별되기 때문에 만약 기지국들의 송신 타이밍이 동기되지 않은 경우에는 각 기지국에 대하여 확산부호 위상을 구별하는 것이 불가능해진다. 따라서, IS95 에서 처럼 만일 전체 기지국에서 위상 쉬프트된 하나의 확산부호를 사용하게 되면, 상기 CDMA 셀방식 시스템은 모든 기지국이 송신 타이밍에 대해 서로 정확한 동기 상태를 유지할 수 있도록 동기신호를 필요로 하게 된다. 상기 CDMA 셀방식 시스템은 GPS등과 같은 적절한 외부 동기신호가 없다면 시스템을 구성할 수 없게 된다.

더구나, 상기 GPS는 원래 미합중국의 군사시스템이기 때문에 보안을 이유로 서비스를 받을 수 없을지도 모른다. 만약 GPS가 갑자기 정지하게 되면, 그때는 CDMA 셀방식 시스템은 급격히 정지하게 된다. 다른 문제점은 GPS 안테나가 옥내 도는 지하등의 설치될 수 없는 영역은 CDMA 셀방식 시스템의 서비스 영역으로 사용될 수 없다는 것이다.

(2) CDMA 셀방식 시스템에서는, 하나의 주파수가 복수개의 채널에 공유되어지기 때문에 채널간의 간섭을 최소화할 필요가 있다. 그러한 요구를 만족시키기 위해 신호들이 각 채널에서 송신전력의 최소 요구수준으로 송신되어진다. 사용되어지는 확산부호를 특정하기 위해 확산부호는 확산부호가 사용되는 것인지 아닌지를 판정하기 위해 정확하게 역확산되어질 필요가 있다. 소모적인 방법으로 모든 가능한 확산부호를 역확산시킬 필요가 있기 때문에 신호의 유무를 검출하는 과정이 복잡하게 된다.

본 발명의 목적은, 모든 기지국간의 정확한 동기가 요구되지 않으며, 복잡한 과정의 필요없이 기지국들간을 서로 구별할 수 있는 CDMA 셀방식 시스템 및 이러한 CDMA 셀방식 시스템에서의 확산부호를 검출하는 방법을 제공하는 것이다.

도1은 본 발명에 따른 CDMA 셀방식 시스템의 블록도이다.

도2는 도1에 나타난 CDMA 셀방식 시스템에서 기지국의 송신부를 나타내는 블록도이다.

도3은 도1에 나타난 CDMA 셀방식 시스템에서 기지국의 수신부를 나타내는 블록도이다.

도1의 주요 부분에 대한 부호의 설명

11, 41 : 안테나 12 : 수신주파수 변환부

13 : 프레임 동기회로 14, 33 : PN1 발생기

15, 16, 21, 22 : 역확산기 17, 34 : PN2 발생기

18, 37 : 승산기 19 : 슬라이딩 상관기

20 : 피크 검출기 23 : 데이터 복조기

31 : 프레임 타이밍발생기 32, 35-1 ∼35-N,38 : 확산기

36, 39 : 가산기 40 : 송신주파수 변환부

본 발명에 따르면, 2개의 요소부호가 확산부호를 발생시키기 위해 쉬프트된 타이밍과 승산되면, 주기적으로 쉬프트될 때 서로 일치하지 않은 다른 부호들이 각 기지국에서 발생된다. 기지국들에서의 확산부호는 기지국들이 서로 동기되지 않을 때 일지라도 구별되어 진다.

이러한 확산부호를 사용하는 CDMA 셀방식 시스템에 있어서, 모든 기지국에 공통인 확산부호에 의해 확산된 퍼치 채널(perch channel)을 사용하여 프레임 동기화가 달성되면 상기 기지국중 하나로부터 송신된 신호는 모든 기지국에서 한 프레임에 대하여 동일한 타이밍(위상)인 제1 요소부호에 기초하여 역확산된다. 상기 역확산된 신호는 기지국마다 다른 타이밍(위상)으로 제2 요소부호를 쉬프팅함으로써 발생된 신호이며, 사용되어지는 확산부호는 상관치 산출유니트에 의해 특정될 수 있다.

상기 본발명의 목적, 특징 및 장점들은 예로써 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내는 첨부하는 도면과 함께 이하의 서술에서 명백해질 것이다.

본 발명의 원리들은 모든 기지국에서 공통으로 사용된 확산부호에 의해 확산되어진 퍼치 채널로 프레임 타이밍이 통지되어지며, 2개의 의사 랜덤 부호(PN 부호들)의 결합에 의해 발생된 부호들 , 예를 들어 2개의 M(M은 자연수)계열의 결합으로써 발생된 골드부호(Gold code)들이 각 기지국에 대하여 다른 부호로써 사용되는 셀방식 시스템에 적용되어질 수 있다.

예를 들어, 부호길이 N(N은 자연수)을 갖는 2개의 PN 부호가 서로 다른 (N + 2) 부호들로 결합될 수 있다. 발생된 부호의 수는 2 ( 한번에 2개의 부호중의 단지 하나가 사용된다)와 N ( 2개의 부호중 하나가 0 에서 N-1 까지 다른 것에 대해 쉬프트된다)의 합계 (N + 2)와 같아진다. 2개의 부호중 하나가 다른 하나에 대하여 주기적으로 쉬프트될 때 서로 일치하는 부호들은 동일부호로 간주된다.

다른 하나에 대하여 쉬프트될 때 서로 일치하지 않는 부호들을 사용함으로써, 기지국들은 비록 모든 기지국이 서로 동기되지 않은 경우에도 서로 구별되어질 수 있다.

프레임 타이밍 검출을 보다 쉽게 하기 위해, 프레임 타이밍을 통지하기 위한 채널(퍼치 채널)은 단부호를 사용하여 프레임 타이밍에 동기하여 주기적으로 송신하여도 좋고, 프레임 길이와 같은 길이를 갖는 확산부호를 사용하여 저수준의 전력으로 연속하여 송신하여도 좋다. 또한, 단부호를 프레임 길이와 같은 주기를 갖는 다른 부호로 변조시켜 송신하는 연접 확산부호를 사용하여도 좋다.

프레임 타이밍을 통지하기 위한 채널(퍼치 채널)의 확산부호가 모든 기지국에 의해 공통적으로 사용되기 때문에, 만약 기지국들이 서로 동기되지 않으면 둘 또는 그 이상의 기지국들이 서로 타이밍에 있어서 일치할 수 있으므로 퍼치 채널들이 중첩되어 송수신될 수 있다. 이 경우에 있어서도, 상기 퍼치 채널은 같은 프레임 타이밍을 갖기 때문에 셀방식 단말에 의해 정확하게 수신될 수 있다.

또한 데이터 전송을 위한 채널들이 각 기지국들에 대하여 다른 부호로 확산되는 한, 그들이 동일한 프레임 타이밍을 갖는다 하더라도 서로 간섭없이 수신될 수 있다.

각 기지국들에 대하여 다른 확산부호를 발생시키는 과정을 이하에서 설명한다.

2개의 PN 부호, 예를 들어 제1 PN 부호(PN1)과 제2 PN 부호(PN2) 가 프레임 타이밍에 동기하여 발생된다.

상기 제1 PN부호(PN1)의 위상 또는 초기치는 모든 기지국에서 공통이며, 상기 제2 PN부호(PN2)의 위상 또는 초기치는 기지국들을 서로 구별하기 위하여 각 기지국에 대하여 변화된다. 2개의 PN 부호가 모든 기지국의 각각에 대하여 서로간에 결합되기 때문에 모든 기지국들의 부호들은 서로 다르게 된다. 따라서, 비록 기지국들이 서로 동기되지 않아도 셀방식 단말은 기지국으로부터의 신호를 수신하고 있는가를 판별할 수 있다.

전술한 바와 같이, 각 기지국에 대하여 다른 확산부호를 사용하는 시스템에 있어서는 비록 프레임 동기가 달성되었을 때 조차도 셀방식 단말이 확산부호가 송신된 신호를 확산하기 위해 사용되는 것인가를 즉시 판별하도록 하지는 않는다. 따라서, 상기 셀방식 단말은 상관관계를 결정하기 위해 확산부호를 변경하고, 상기 결정된 상관관계에 기초하여 사용되어지는 확산부호를 발생시킬 필요가 있다.

본 발명에 따르면, 후술하는 바와 같이, 종래의 슬라이딩 상관기를 가지고 확산부호를 특정하는 것이 가능하다. 특히, 일단 프레임 동기화가 달성되면 상기 제1 PN부호는 각 기지국마다 다른 확산부호 가운데 자동적으로 결정되기 때문에 사용되어지는 확산부호의 특정은 상기 제2 PN부호의 위상을 검출하는 것과 등가로 된다. 따라서, IS95 시스템에서 사용된 것과 동일한 과정이 적용될 수 있다.

확산부호를 발생시키는 셀방식 단말의 작용을 이하에서 설명한다.

상기 셀방식 단말이 짧은 확산부호로 확산된 퍼치 채널을 수신할 때, 가장 수신레벨이 높은 신호를 송신하는 기지국, 즉 통상적으로 상기 셀방식 단말에 근접하여 위치하는 기지국과 동기가 이루어진다. 만약 다중경로 신호들이 RAKE 과정에 의해 결합되면, 그때는 상기 셀방식 단말은 수신레벨이 최고인 신호의 타이밍으로부터 일정 지연범위내에서 검출되는 서브피크의 타이밍과 동기한다.

기지국의 확산부호들은 2개의 PN부호의 결합을 포함한다. 상기 PN부호중의 하나, 즉 제1 PN부호(PN1)의 위상이 모든 기지국에서 공통이기 때문에 프레임 동기화가 이루어진 단계에서 상기 셀방식 단말이 기지국과 위상을 합치하는 것이 가능하다. 확산부호가 제1 및 제2 PN부호(PN1)(PN2)의 결합이지만, 수신신호는 우선 제1 PN부호(PN1)에 의해 역확산된다. 만약 기지국에서 북수개의 채널을 구별하기 위해 확산부호가 사용되어지면, 그때는 상기 수신신호가 또한 이러한 확산부호를 사용하여 역확산된다.

만약 다중경로 신호들이 RAKE 과정에 의해 결합된다면, 그때는 상기 수신신호는 각 경로를 위해 타이밍된 제1 PN부호(PN1)로 역확산될 수도 있다.

상기 수신신호가 제1 PN부호(PN1)에 의해 역확산될 때 단지 상기 제2 PN부호(PN2)에 의해서만 확산된 신호가 발생된다. 제2 PN부호(PN2)의 위상이 기지국마다 다른 한, 제2 PN부호(PN2)의 위상은 IS95 시스템에서 처럼 동일부호를 슬라이딩시키고 상관치의 피크를 검출함으로써 결정되어질 수 있다.

만약 다중경로 신호들이 RAKE 합성에 의해 결합되면, 그때는 각 경로에 대하여 검출된 상관치들이 RAKE 합성에 따라서 결합될 수도 있으며, 상기 결합된 상관치들의 피크가 검출될 수도 있다. 또한, RAKE 합성(타이밍과 위상이 수신레벨로 함께 가중되고 가산된다)에 따라 각 경로에 대하여 상기 제1 PN부호(PN1)에 의해 역확산되어진 신호를 결합함으로써 발생된 1개의 신호에 대하여 슬라이딩 상관이 결정될 수도 있다.

후자의 과정이 슬라이딩 상관을 결정하기 위한 계산량을 줄일 수 있지만, 퍼치 채널 또는 그와 유사한 것을 사용하여 미리 알려진 각 경로들의 위상을 필요로 하게 된다.

상기 제2 PN부호(PN2)의 위상이 결정되어진 후, 상기 제1 및 제2 PN 부호(PN1)(PN2)는 프레임 동기가 달성되었으며 수신레벨이 가장 높은 기지국의 확산부호의 복사품을 발생시키기 위해 결합되어진다. 연속하여 상기 수신신호는 상기 확산부호의 복제품에 의해 역확산되어 원하는 데이터를 수신할 수 있다.

본 발명에 따른 CDMA 셀방식 시스템의 상세한 것을 도1 내지 도3을 참조하여 이하에서 상세히 기술한다.

도1에서 보여지는 것처럼, 상기 CDMA 셀방식 시스템은 복수개의 이동가능한 셀방식 단말(1개만 도시함)(10), 무선회선을 통하여 상기 셀방식 단말(10)에 연결된 복수개의 기지국(2개만 도시함)(30a)(30b), 및 상기 기지국(30a)(30b)과 네트워크(60)에 접속되며 상기 기지국(30a)(30b)과 셀방식 단말(10) 사이의 접속을 변경시키고 상기 네트워크(60)에 대한 스위칭동작을 제어하기 위한 적어도 1개 이상의 교환국(1개만 도시함)(50)으로 구성된다.

상기 기지국(30a)은 도2에서 보여지듯이 송신부를 갖는다. 도2에서 보여지듯이, 상기 송신부는 프레임 타이밍을 발생시키기 위한 프레임 타이밍 발생기(31), 상기 프레임 타이밍 발생기(31)에 의해 발생된 프레임 타이밍과 동기하는 퍼치 채널을 상기 모든 기지국에 공통하는 제1 확산부호로써 확산부호 w0를 가지고 확산시키기 위한 제1 확산수단으로써 확산기(32), 상기 프레임 타이밍 발생기(31)에 의해 발생된 프레임 타이밍에 기초하여 모든 기지국에 공유되는 제1 요소부호로써 PN1 부호를 발생시키기 위한 제1 요소부호 발생수단으로써 PN1 발생기(33), 상기 프레임 타이밍 발생기(31)에 의해 발생된 프레임 타이밍과 기지국 마다 다른 위상 또는 초기치에 기초하여 기지국마다 다른 제2 요소부호로써 PN2 부호를 발생시키기 위한 제2 요소부호 발생수단으로써 PN2 발생기(34), 동일 기지국내에서 송신된 복수개의 채널을 구별하기 위해 사용되는 각 확산부호(w1 내지 wN)로 송신 데이터 또는 신호들을 확산시키기 위한 복수개의 확산기(35-1 내지 35-N), 상기 확산기(35-1 내지 35-N)에 의해 확산된 송신신호들을 가산하기 위한 가산기(36), 상기 PN1 발생기(33)에 의해 발생된 확산부호(PN1 부호)와 상기 PN2 발생기(34)에 의해 발생된 확산부호(PN2 부호)를 승산하고 제2 확산부호로써 그 결과물을 출력하는 승산기(37), 상기 승산기(37)로부터의 제2 확산부호와 함께 상기 가산기(36)로부터의 가산된 송신신호를 확산시키기 위한 제2 확산수단으로써 확산기(38), 상기 확산기(32)에 의해 확산된 퍼치 채널과 상기 확산기(38)에 의해 확산된 송신신호를 부가하기 위한 가산기(39), 상기 가산기(39)로부터의 합산 신호를 무선신호로 변환시키기 위한 송신주파수 변환부(40) 및 상기 송신주파수 변환부(40)로부터의 무선신호를 송신시키기 위한 안테나(41)로 구성되어진다. 상기 기지국(30a)(30b)들은 서로 구조적으로 동일하다.

각 셀방식 단말(10)은 도3에서 보여지는 것처럼 수신부를 갖는다. 도3에서 보여지듯이, 상기 수신부는 전파를 수신하는 안테나(11), 안테나(11)에서 수신된 신호를 베이스밴드(baseband)신호로 변환시키는 수신주파수 변환부(12), 수신주파수 변환부(12)에서 베이스밴드신호로 변환된 신호에 포함된 퍼치 채널을 입력시키고 입력된 퍼치 채널에 기초하여 프레임 동기를 행하여 프레임 타이밍을 출력하는 검출수단인 프레임 동기회로(13), 프레임 동기회로(13)로부터 출력된 프레임 타이밍으로 동기된 PN1 부호를 발생시키는 제3 요소부호 발생수단인 PN1 발생기(14), 퍼치 채널을 구별하기 위한 단확산부호(w1)에 의하여 수신주파수 변환부(12)에서 베이스밴드신호로 변환된 수신신호를 역확산하는 역확산기(15), PN1 발생기(14)에서 발생된 PN1 부호에 의하여 역확산기(15)에서 역확산된 신호를 역확산하는 역확산기(16), 프레임 동기회로(13)로부터 출력된 프레임 타이밍과 입력된 피크치에 기초하여 PN2 부호를 발생시키는 제4 요소부호 발생수단인 PN2 발생기(17), PN1 발생기(14)에서 발생된 PN1 부호와 PN2 발생기(17)에서 발생된 PN2 부호를 승산하는 승산기(18), 역확산기(16)에서 역확산된 수신신호와 PN2 발생기(17)에서 발생된 PN2 부호와의 상관치를 타이밍을 서서히 변화시키면서 결정하는 상관치 산출수단인 슬라이딩 상관기(19), 슬라이딩 상관기(19)에서 구해진 상관치의 피크를 검출하는 피크 검출기(20), 채널을 구별하기 위한 단확산부호 w2에 의하여 수신주파수 변환부(12)에서 베이스밴드신호로 변환된 수신신호를 역확산하는 역확산기(21), 승산기(18)에서 승산된 확산부호에 의하여 역확산기(21)에서 역확산된 신호를 역확산하는 역확산기(22), 역확산기(22)에서 역확산된 수신신호를 복조하는 데이터 복조기(23)로 구성되어 있다. 상기 피크 검출기(20)에서 검출된 피크치가 PN2 발생기(17)로 입력되고, PN2 발생기(17)에 있어서 프레임 동기회로(13)로부터 출력된 프레임 타이밍과 피크 검출기(20)에서 검출된 피크치에 기초하여 PN2 부호가 발생된다.

이하에 상기와 같이 구성된 CDMA 셀방식 시스템의 동작에 관하여 설명한다.

우선, 기지국에 있어서의 송신동작에 관하여 도2를 참조하여 설명한다.

확산기(32)에서 프레임 타이밍을 나타내는 퍼치 채널이 확산부호(w0)에서 확산되어짐과 동시에 확산기(35-1 내지 35-N)의 각각에 있어서 퍼치 채널 이외의 복수개의 채널의 송신 데이터(txdata 1 내지 txdata N)가 채널을 구별하기 위하여 서로 직교하는 단확산부호(w1 내지 wN)(예를 들어, Walsh부호)에서 확산된다.

확산기(35-1 내지 35-N)에서 확산되어진 송신 데이터는 가산기(36)에서 가산되어진다.

한편, PN1 발생기(33)에서는 프레임 타이밍 발생기(31)에서 발생된 프레임 타이밍에 기초하여 모든 기지국에서 공통으로 사용되는 PN1 부호가 발생된다.

또한, PN2 발생기(34)에서는 프레임 타이밍 발생기(31)에서 발생된 프레임 타이밍과 기지국 마다 다른 위상 또는 초기치에 기초하여 기지국마다 다른 PN2 부호가 발생된다.

PN1 발생기(33)에서 발생된 PN1 부호와 PN2 발생기(34)에서 발생된 PN2 부홍호는 승산기(37)에서 승산되어지고, 확산기(38)에서는 승산기(37)에서 승산되어진 확산부호에 기초하여 가산기(36)에서 가산된 송신 데이터가 확산된다. 이때 칩 레이트(chip rate)는 변화되지 않기 때문에 스크램블(scramble)되는 것으로 생각될 수도 있다.

그 후, 가산기(39)는 확산기(32)에 의해 확산된 퍼치 채널과 확산기(38)에 의해 확산된 송신 데이터를 가산한다. 송신주파수 변환부(40)는 상기 가산기(39)로부터 가산된 신호를 무선신호로 변환시키고 안테나(41)를 통하여 송신된다.

각 기지국마다의 다른 확산부호들은 예를 들어 골드부호를 사용할 수 있다. 골드부호는 2개의 의사 랜덤 부호(PN 계열)로써 M계열을 사용하여 발생될 수도 있다. 골드부호의 2개의 PN 부호 가운데 PN1 부호는 모든 기지국에서 공통인 위상을 갖고(또는 프레임의 선두에서 동일한 초기치가 M계열 발생용 쉬프트 레지스터에 설정된다), PN2 부호는 기지국 마다 다른 위상을 갖는다(또는 프레임의 선두에서 동일한 초기치가 M계열 발생용 쉬프트 레지스터에 설정된다). 이러한 방식으로 각 기지국마다 다른 확산부호가 발생될 수 있다. 만약 PN부호가 길이 N을 갖는다면 그때는 각각에 대하여 순환적으로 쉬프트되어도 서로 일치하지 않는 (N+2) 부호를 발생시킬 수 있다.

만약 확산 데이터를 위해 부호 "0"이 +1로 그리고 부호 "1"이 -1로 변환된다고 가정하면, 2개의 PN부호의 배타적 논리합에 의해 발생되는 골드부호는 2개의 PN부호가 각기 +1과 -1로 변환되고 서로 승산되어질 때 발생된 부호로 생각할 수도 있다. 도2에서 모든 부호들은 +1 및 -1로 표시되고, 확산기들은 +1 및 -1를 승산시키기 위한 승산기로써의 역할을 한다.

상기 셀방식 단말에 의해 수행되는 수신동작을 도3을 참조하여 이하에서 설명한다.

안테나(11)에 의해 수신된 무선주파수를 갖는 무선신호는 수신주파수 변환부(12)에 의해 베이스밴드 신호로 변환된다. 만약 상기 셀방식 단말에 전원투입이 이루어진 직후 셀 조사가 필요한 경우에는 셀방식 단말은 퍼치 채널을 수신하고, 프레임 동기회로(13)는 프레임동기를 수행한다.

만약 퍼치 채널이 단확산부호를 사용하여 프레임에 동기하는 주기로 버스트 신호로써 송신되어지면, 상기 단확산부호를 수신하기 위해 정합 필터가 사용되어지고, 상기 정합 필터로부터의 출력신호의 피크치가 프레임 타이밍을 검출하기 위해 검출되어진다. 만약 퍼치 채널이 프레임 길이와 동일한 길이를 갖는 계열을 갖는다면 그때는 프레임 타이밍이 상기 슬라이딩 상관기에 의해 타이밍을 쉬프팅함으로써 검출될 수 있다.

만약 퍼치 채널이 단확산부호를 사용하여 프레임 주기의 유니크 워드(unique word)를 확산하는 연접확산방식을 사용할 경우에는 상기 단확산부호의 동기가 상기 확산부호의 타이밍을 동기화하기 위해 검출되어지고, 그 이후 유니크 워드의 계열이 복조신호의 계열로부터 검출되어 프레임 타이밍을 검출하게 된다.

전술한 것처럼, 프레임 동기회로(13)는 퍼치 채널을 송신하는 방식에 의존하여 프레임 타이밍을 검출한다. 만약 퍼치 채널이 복수개의 타이밍에서 검출되면, 그때는 프레임 타이밍이 그 수신레벨이 최고인 신호를 송신하는 기지국에 동기되어질 수 있다. 이것은 그 수신레벨이 최고인 퍼치 채널을 송신하는 기지국이 일반적으로 셀방식 단말에 가장 근접한 기지국 또는 가장 전파조건이 양호한 기지국이라고 생각되어지기 때문이다.

상기 프레임 동기회로(13)가 프레임 타이밍을 검출할 때 상기 PN1 발생기(14)는 수신된 신호와 동기된 확산부호인 PN1 부호를 발생시킨다.

상기 수신주파수 변환부(12)에 의하여 수신된 신호로부터 변환된 베이스밴드 신호는 역확산기(15)에서 서로간에 채널을 구별하기 위해 사용된 단확산부호 w1에 의해 역확산된다. 그 이후, 역확산된 신호는 역확산기(16)에 의해 PN1 발생기(14)에 의해 발생된 PN1 부호에 의하여 역확산된다.

슬라이딩 상관기(19)는 서서히 타이밍을 변화시키면서 상기 역확산기(16)로부터 역확산된 신호와 상기 PN2 발생기(17)에 의해 발생된 PN2 부호 와의 상관치를 결정한다. 피크 검출기(20)는 상기 슬라이딩 상관기(19)에 의해 결정된 상관치의 피크를 검출한다.

PN2 발생기(17)는 피크 검출기(20)에 의하여 피크가 검출된 타이밍에 위상을 로크시킨다. 검출된 PN2 부호의 타이밍에 따라 개개의 기지국에 활당된 확산부호가 발생될 수 있다.

그 이후, 수신주파수 변환부(12)에서 안테나(11)로부터의 무선신호에서 변환된 베이스밴드 신호가 단확산부호 w2와 PN1 부호와 PN2 부호를 승산한 확산부호에 의해 역확산되어져 수신 데이터 rxdata를 얻을 수 있다.

상기 수신신호와 PN2 부호 사이의 상관이 슬라이딩 상관기(19)를 채용하지 않는 방식에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 수신신호는 고속퓨리에변환(FFT)으로 변환되고, PN2 부호의 고속퓨리에변환(FFT)에 의해 승산되어지고, 그 후 그 결과물이 역고속퓨리에변환(IFFT)으로 변환되어 수신신호와 PN2 부호 사이의 상관을 결정할 수도 있다.

또한, PN2의 부분계열이 타이밍 후보들을 얻기 위해 검출될 수 있으며, 모든 계열이 적절한 타이밍인지 아닌지를 검사하기 위해 비교되어질 수 있다.

전술한 바와 같이, 프레임 동기가 이루어진 후 수신신호는 2개의 부호 PN의 결합인 확산부호(골드부호)의 부호 PN1 만으로 역확산된다. 이런 방식으로 기지국 비동기시스템이 기지국동기시스템인 IS95 시스템에서 처럼 슬라이딩 상관기를 사용하여 셀 조사를 수행할 수도 있다.

만약 기지국들이 GPS나 그와 유사한 외부신호를 사용하여 서로 동기될 수 있다면 PN2의 위상 또는 초기치는 예정된 고정치로 설정되어져 PN2 부호의 타이밍 검출을 필요없게 해준다. 따라서, 확산부호를 발생시키기 위한 시간이 기지국간에 서로 동기되지 않은 때와 동일한 방식으로 단축되어질 수 있다.

만약 기지국들이 서로 동기되면, PN2 부호의 초기치는 "0"으로 설정될 수 있으며,따라서 확산부호는 단지 PN1 부호만을 포함하게 된다. 이 경우에도 확산부호 발생시간은 기지국간에 서로 동기되지 않은 때와 동일한 방식으로 단축될 수 있다.

비록 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하였지만, 다양한 변화와 수정이 청구된 클레임의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 이루어질 수 있음은 당연한 일이다.

Claims

복수개의 이동단말과 상기 이동단말과 무선회선을 통하여 접속된 복수개의 기지국을 구비하는 CDMA 셀방식 시스템에 있어서,

상기 복수개의 기지국의 각각은,

채널 데이터를 상기 전체의 기지국에서 공통인 제1 확산부호에 기초하여 확산시키는 제1 확산수단과;

상기 제1 확산부호와 시간적으로 동기인 제1 요소부호를 발생시키는 제 1 요소부호 발생수단과;

상기 기지국과 기지국간에 다른 제2 요소부호를 발생시키는 제2 요소부호 발생수단과;

상기 제1 요소부호 발생수단에 의해 발생된 상기 제1 요소부호와 상기 제2 요소부호 발생수단에 의해 발생된 상기 제2 요소부호에 기초하여 기지국간에 다른 제2 확산부호를 발생시키는 승산수단과;

상기 채널 데이터를 상기 승산수단에 의해 발생된 상기 제2 확산부호에 기초하여 확산시키는 제2 확산수단과;

상기 제1 확산수단에 의해 확산된 채널 데이터와 상기 제2 확산수단에 의해 확산된 채널 데이터를 가산하는 가산수단; 및

상기 가산수단으로부터 가산된 채널 데이터를 송출하는 안테나를 구비하며,

상기 이동단말의 각각은,

상기 제1 확산부호를 검출하는 검출수단과;

상기 제1 확산부호의 타이밍에 동기하여 상기 제2 확산부호의 상기 제1 요소부호를 발생시키는 제3 요소부호 발생수단과;

상기 제1 확산부호의 타이밍에 동기하여 상기 제2 요소부호를 발생시키는 제4 요소부호 발생수단과;

상기 기지국들중 하나로부터 송신되어진 신호를 상기 제1 요소부호에 기초하여 역확산시키는 역확산수단; 및

상기 역확산수단에 의해 역확산된 신호와 상기 제2 요소부호 사이의 상관치를 계산하는 상관치 산출수단을 구비하며,

상기 제4 요소부호 발생수단은 상기 상관치 산출수단에 의해 계산된 상관치가 최대로 되는 타이밍에 기초하여 상기 제2 요소부호를 발생시키는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 CDMA 셀방식 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 제2 확산부호는 2개의 M계열(최장 쉬프트-레지스터 계열)의 조합을 구비하는 골드부호(Gold code)를 구비하며, 상기 2개의 M계열은 전기지국에 대하여 공통인 위상 또는 초기치에 기초하여 발생되는 제1 계열과, 기지국마다 다른 위상 또는 초기치에 기초하여 발생되는 제2 계열을 포함하는 것을 특징으로 하는 CDMA 셀방식 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 제2 요소부호 발생수단과 상기 제4 요소부호 발생수단의 각각은, 전체 기지국이 외부의 타이밍신호를 사용하여 서로 동기될 경우에 상기 제2 요소부호를 일정치로 설정하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 CDMA 셀방식 시스템.
제 2 항에 있어서, 상기 제2 요소부호 발생수단과 상기 제4 요소부호 발생수단의 각각은, 전체 기지국이 외부의 타이밍신호를 사용하여 서로 동기될 경우에 상기 제2 요소부호를 일정치로 설정하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 CDMA 셀방식 시스템.
복수개의 이동단말과 상기 이동단말과 무선회선을 통하여 접속된 복수개의 기지국을 갖는 CDMA 셀방식 시스템에서의 확산부호 검출방법에 있어서,

상기 기지국중의 하나로부터, 전체의 기지국에 공통인 제1 확산부호에 기초하여 확산된 채널과, 적어도 하나가 상기 제1 확산부호와 시간적으로 동기되며, 적어도 하나는 상기 기지국 마다 시간적으로 시프트된 적어도 2개 이상의 요소부호를 승산함으로써 발생된 제2 확산부호에 기초하여 확산된 채널을 송신하는 단계;

상기 이동단말중의 하나에서 상기 기지국중 하나로부터 송신된 상기 제1 확산부호를 검출하여 그 타이밍을 합치시키는 단계;

상기 이동단말중의 하나에서 상기 기지국중의 하나로부터 송신된 상기 제2 확산부호의 제1 요소부호의 타이밍을 상기 제1 확산부호의 타이밍에 동기화시키는 단계; 및

상기 이동단말중의 하나에서 상기 기지국중의 하나로부터 송신된 상기 제2 확산부호의 제2 요소부호의 타이밍을 상기 제1 확산부호의 타이밍에 대하여 시프트하면서 검출하는 단계;

를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 CDMA 셀방식 시스템에서의 확산부호 검출방법.
제 5 항에 있어서, 상기 제2 확산부호는 2개의 M계열(최장 쉬프트-레지스터 계열)의 조합을 구비하는 골드부호(Gold code)를 구비하며, 상기 2개의 M계열은 전기지국에 대하여 공통인 위상 또는 초기치에 기초하여 발생되는 제1 계열과, 기지국마다 다른 위상 또는 초기치에 기초하여 발생되는 제2 계열을 포함하는 것을 특징으로 하는 CDMA 셀방식 시스템에서의 확산부호 검출방법.
제 5 항에 있어서,

상기 이동단말중 하나에서 상기 제1 확산부호를 검출하는 단계;

상기 이동단말중 하나에서 상기 제1 확산부호의 타이밍과 동기하는 상기 제2 확산부호의 상기 제1 요소부호를 발생시키는 단계;

상기 기지국중 하나로부터 송신된 신호를 상기 제1 요소부호에 의해 역확산하는 단계;

상기 역확산된 신호와 상기 제2 요소부호 사이의 상관치를 계산하는 단계; 및

상기 상관치가 최대로 되는 타이밍에 의해 상기 제2 확산부호를 특정하는 단계;

를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 CDMA 셀방식 시스템에서의 확산부호 검출방법.
제 6 항에 있어서,

상기 이동단말중 하나에서 상기 제1 확산부호를 검출하는 단계;

상기 이동단말중 하나에서 상기 제1 확산부호의 타이밍과 동기하는 상기 제2 확산부호의 상기 제1 요소부호를 발생시키는 단계;

상기 기지국중 하나로부터 송신된 신호를 상기 제1 요소부호에 의해 역확산하는 단계;

상기 역확산된 신호와 상기 제2 요소부호 사이의 상관치를 계산하는 단계; 및

상기 상관치가 최대로 되는 타이밍에 의해 상기 제2 확산부호를 특정하는 단계;

를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 CDMA 셀방식 시스템에서의 확산부호 검출방법.
제 5 항에 있어서, 상기 제2 요소부호는 전체 기지국이 외부의 타이밍신호를 사용하여 서로 동기되는 경우 일정치를 설정되는 것을 특징으로 하는 CDMA 셀방식 시스템에서의 확산부호 검출방법.
제 6 항에 있어서, 상기 제2 요소부호는 전체 기지국이 외부의 타이밍신호를 사용하여 서로 동기되는 경우 일정치로 설정되는 것을 특징으로 하는 CDMA 셀방식 시스템에서의 확산부호 검출방법.
제 7 항에 있어서, 상기 제2 요소부호는 전체 기지국이 외부의 타이밍신호를 사용하여 서로 동기되는 경우 일정치로 설정되는 것을 특징으로 하는 CDMA 셀방식 시스템에서의 확산부호 검출방법.
복수개의 이동단말과 상기 이동단말과 무선회선을 통하여 접속된 복수개의 기지국을 구비하는 CDMA 셀방식 시스템에 있어서,

상기 복수개의 기지국의 각각은,

채널 데이터를 상기 전체의 기지국에서 공통인 제1 확산부호에 기초하여 확산시키는 제1 확산수단과;

상기 제1 확산부호와 시간적으로 동기인 제1 요소부호를 발생시키는 제 1 요소부호 발생수단과;

상기 기지국과 기지국간에 다른 제2 요소부호를 발생시키는 제2 요소부호 발생수단과;

상기 제1 요소부호 발생수단에 의해 발생된 상기 제1 요소부호와 상기 제2 요소부호 발생수단에 의해 발생된 상기 제2 요소부호에 기초하여 기지국간에 다른 제2 확산부호를 발생시키는 승산수단과;

상기 채널 데이터를 상기 승산수단에 의해 발생된 상기 제2 확산부호에 기초하여 확산시키는 제2 확산수단과;

상기 제1 확산수단에 의해 확산된 채널 데이터와 상기 제2 확산수단에 의해 확산된 채널 데이터를 가산하는 가산수단; 및

상기 가산수단으로부터 가산된 채널 데이터를 송출하는 안테나;

를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 CDMA 셀방식 시스템.
복수개의 이동단말과 상기 이동단말과 무선회선을 통하여 접속된 복수개의 기지국을 구비하는 CDMA 셀방식 시스템에 있어서,

상기 이동단말의 각각은,

상기 전체 기지국에서 공통인 상기 제1 확산부호를 검출하는 검출수단과;

상기 제1 확산부호의 타이밍에 동기하여 상기 기지국마다 다른 상기 제2 확산부호의 상기 제1 확산부호에 의해 시간적으로 동기인 제1 요소부호를 발생시키는 제1 요소부호 발생수단과;

상기 제1 확산부호의 타이밍과 동기되지 않고 상기 기지국마다 다른 제2 요소부호를 발생시키는 제2 요소부호 발생수단과;

상기 기지국들중 하나로부터 송신되어진 신호를 상기 제1 요소부호에 기초하여 역확산시키는 역확산수단; 및

상기 역확산수단에 의해 역확산된 신호와 상기 제2 요소부호 사이의 상관치를 계산하는 상관치 산출수단을 구비하며,

상기 제2 요소부호 발생수단은 상기 상관치 산출수단에 의해 계산된 상관치가 최대로 되는 타이밍에 기초하여 상기 제2 요소부호를 발생시키는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 CDMA 셀방식 시스템.