KR20000001957A

KR20000001957A - 역방향 링크의 최적 월쉬 코드 할당 방법

Info

Publication number: KR20000001957A
Application number: KR1019980022457A
Authority: KR
Inventors: 신홍섭
Original assignee: 서평원; 엘지정보통신 주식회사
Priority date: 1998-06-16
Filing date: 1998-06-16
Publication date: 2000-01-15
Also published as: JP2000022666A; CN1239387A; US6741550B1; CN1239387B; KR100272565B1; JP3142526B2

Abstract

CDMA 통신 시스템에 있어서, 특히 다중 경로를 통한 역방향 링크의 각각의 이동국을 구분하기 위해, 동기 후 추정된 각각의 채널의 특성에 따라 이동국간 상호 간섭을 최소화하는 월쉬 코드를 산출하고, 이 산출된 최적의 월쉬 코드를 각 이동국에 할당하기 위한 역방향 링크의 최적 월쉬 코드 할당 방법에 관한 것으로, 임의의 기지국이 다중 경로를 통한 각각의 이동국 신호에 대해 동기를 맞추는 단계와, 동기된 이동국별 모든 직교 함수 코드에 대해 채널을 추정하여, 최적 직교 함수 코드(Orthogonal Function Code)를 산출하는 단계와, 산출된 최적 직교 함수 코드를 해당 이동국에 할당하는 단계로 이루어져, 다중 경로를 통한 각각의 이동국간에 간섭을 최소화할 수 있으며, 그에 따라 신호대 잡음비를 현저하게 향상시킬수 있는 역방향 링크의 최적 월쉬 코드 할당 방법에 관한 것이다.

Description

역방향 링크의 최적 월쉬 코드 할당 방법

본 발명은 CDMA 통신 시스템에 있어서, 특히 다중 경로를 통한 역방향 링크의 각각의 이동국을 구분하기 위해, 동기 후 추정된 각각의 채널의 특성에 따라 이동국간 상호 간섭을 최소화하는 월쉬 코드를 산출하고, 이 산출된 최적의 월쉬 코드를 각 이동국에 할당하기 위한 역방향 링크의 최적 월쉬 코드 할당 방법에 관한 것이다.

일반적으로 CDMA 통신 시스템에서 역방향 링크는 순방향 링크에 비해 통화 품질이 좋지 못하며, 이에 따른 다중 경로를 통한 역방향 링크 상에서 경로 상호 및 이동국간의 간섭은 통신 시스템의 기능에 커다란 영향을 미치게 된다.

순방향 링크에서 이동국에 수신되는 여러 기지국으로부터의 다양한 신호들을 구분하는데는 의사잡음 코드(Pseudo Noise ; 이하, PN 코드이라 약칭함)가 사용되며, 모든 CDMA 신호들이 한쌍의 직각(Quardrature Pair) PN 코드들을 공유하고 있으므로 기지국이나 섹터로부터의 다양한 신호들은 기본 코드와의 시간 편차(Time Offset)에 의해 구분된다.

그러나, 역방향 링크의 송수신시 다중 경로에 의한 경로 상호 및 사용자간의 간섭을 최소화하는 방법은 현재 존재하지 않으며, 단지 순방향 링크에서 PN 코드를 확산시키는 방법을 이용하고 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 역방향 링크의 코드 확산을 위한 일부 구성을 나타낸 블록구성도이다.

도 1을 참조하여 설명하면, 각 이동국은 각각의 이동국에 할당되는 긴 의사잡음 코드(Long Pseudo Noise Code)(1)를 이용하여 서로 구분되며, 다음 짧은 의사잡음 코드(Short Pseudo Noise Code)(2)에 의해 I 채널과 Q 채널로 각각 확산된다.

이와 같이, 종래에는 이동국간에 상호 간섭 효과를 균등하게 하며, 이동국에 따른 성능 차이를 최소화하고 있다.

여기서, 간섭 효과는 이동국의 수에 비례하므로 수용할 수 있는 최대 이동국 수는 각 이동국의 다중 경로 특정 및 상호 간섭의 크기에 의해 제한된다.

그러나, 역방향 링크에서 각 이동국 신호는 서로 동기 되어 있지 않으며, 현재로써도 어떠한 동기 방식도 고려되고 있지 않은 실정이다.

이에 따라, 역방향 링크의 신호대 잡음비율을 향상시키는데 어려움이 따르게 된다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 역방향 링크를 통한 다수의 이동국 신호에 대해 동기가 가능하다는 가정하에서, 다수의 이동국간 간섭을 최소화하는 월쉬 코드를 산출하고, 기 산출된 월쉬 코드를 각 이동국에 할당하여 역방향 링크를 통한 이동국 신호를 확산시킴으로써, 순방향 링크에 비해 통화 품질이 좋지 않은 역방향 링크의 신호대 잡음비율을 현저하게 향상시킬 수 있는 역방향 링크의 최적 월쉬 코드 할당 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 역방향 링크의 최적 월쉬 코드 할당 방법의 특징은, 임의의 기지국이 다중 경로를 통한 각각의 이동국 신호에 대해 동기를 맞추는 단계와, 상기 동기된 이동국별 모든 직교 함수 코드에 대해 채널을 추정하여, 최적 직교 함수 코드(Orthogonal Function Code)를 산출하는 단계와, 상기 산출된 최적 직교 함수 코드를 해당 이동국에 할당하는 단계로 이루어지는 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 직교 함수 코드를 산출하는 단계에서, 상기 직교 함수 코드는 직교 월쉬 코드로써, 상기 직교 월쉬 코드는 이진 위상 편이 변조 방식의 확산에 이용되며,

α_i,m ²,α_j,n ²

가 상기 이동국의 다중 경로 각각에 대한 전력 강도를 나타낸 채널 추정값인 소모 전력 함수(Cost Function) 가 최소가 될 때, 상기 해당 이동국에 할당되는 최적 직교 함수 코드가 산출되며, 이미 설정된 로부터

X_i(t)=W_i(t)p(t)

이고,

W_i(t)

가 상기 산출되어 i 번째 해당 이동국에 할당되는 직교 월쉬 코드이다. 또한, 상기 직교 함수 코드를 산출하는 단계에서, 상기 직교 함수 코드는 직교 월쉬 코드로써, 상기 직교 월쉬 코드는 직교 위상 편이 변조 방식의 확산에 이용되며,

α_i,m ²,α_j,n ²

X_i(t)=W_i(t)p(t)

이고,

W_i(t)

가 상기 산출되어 i 번째 해당 이동국에 할당되는 직교 월쉬 코드이다.

그리고, 상기 직교 함수 코드를 할당하는 단계에서는, 임의의 한 이동국에 대해 상기 산출된 상기 직교 함수 코드를 할당한 후, 일정 시간 간격으로 임의의 또다른 이동국들에 대해 상기 직교 함수 코드를 할당하는 단계를 반복하게 되며, 상기 직교 함수 코드에는 짧은 의사잡음 코드(Short Pseudo Noise Code)가 승산된다.

도 1은 종래 기술에 따른 역방향 링크의 코드 확산을 위한 일부 구성을 나타낸 블록구성도.

도 2는 본 발명에 따른 역방향 링크의 코드 확산을 위한 일부 구성을 나타낸 블록구성도.

도 3은 본 발명에 따른 역방향 링크의 코드 확산을 위한 일부 구성을 나타낸 또다른 블록구성도.

도 4는 실제 역방향 링크에서 다중 경로의 각 프로파일에 대한 신호 세기 및 지연 특성을 나타낸 도면.

도 5는 본 발명에 따른 역방향 링크의 최적 월쉬 코드 할당 방법을 나타낸 플로우챠트.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 월쉬 코드 20 ; Short PN 코드

이하, 본 발명에 따른 역방향 링크의 최적 월쉬 코드 할당 방법에 대한 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 수신단에서 각 이동국에 대한 다중 경로 특성을 파악할 수 있다는데 기초하고 있다.

도 2는 본 발명에 따른 역방향 링크의 코드 확산을 위한 일부 구성을 나타낸 블록구성도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명은 역방향 링크에서 각 이동국간에 간섭을 최소화하기 위해 최적의 월쉬 코드(10)를 할당하여 각각 동기시킴으로써, 신호대 잡음비를 최대화하는데 그 목적이 있는바, 종래의 PN 코드만을 이용하지 않고 상호 상관(Cross Correlation)에 의해 산출되는 최적의 직교 월쉬 코드(10)를 사용하게 된다.

그래서, 도 2는 역방향 링크를 통한 각 이동국 신호에 대해 이미 산출된 최적의 직교 월쉬 코드(10)를 할당하여 승산한 후, 하나의 수신된 이동국 신호의 심볼 구간과 동일한 주기를 갖는 짧은 의사잡음 코드(20)를 다시 승산함으로써, 상기 각 이동국을 구분할 수 있게 된다.

여기서, 상기 짧은 의사잡음 코드(20)는 이미 알고 있는 설정된 값이며, 최적의 직교 월쉬 코드(10)는 다음에 전개되는 식에 의해 산출된다.

먼저, 이진 위상 편이 변조 방식(BPSK)의 확산에 대해서, 잡음 전력을 구하는 식은,

이며, 직교 위상 편이 변조 방식(QPSK)의 확산에 대해서, 잡음 전력을 구하는 식은,

여기서, 상기

는 이미 설정되어 있는 값으로, 종래의 긴 의사잡음 코드를 사용할 때에는 가변적인 값이었으나, 본 발명에서와 같이 하나의 수신된 심볼 구간과 동일한 주기를 갖는 짧은 의사잡음 코드(20)를 사용할 때에는 거의 불변하는 값이된다.

또한, 상기 수학식 3 에서

X_i(t)=W_i(t)p(t)

이며,

W_i(t)

가 본 발명에서 사용되는 i 번째 이동국에 할당될 직교 월쉬 코드(10)이다. 또한,

p(t)

는 짧은 의사잡음 코드(20)로써, 본 발명에서는 사전에 이미 알고 있는 값이 된다.

α는 각 이동국에 대한 전력 강도를 나타낸 채널 추정값이다.

상기 수학식 1, 2, 3을 통해 상기 각 이동국간에 간섭을 최소화하기 위해 할당된 최적의 직교 월쉬 코드를 산출할 수 있게 된다.

도 3은 본 발명에 따른 역방향 링크의 코드 확산을 위한 일부 구성을 나타낸 또다른 블록구성도이며, 도 2에서와 달리 직교 월쉬 코드(30)만을 할당하며, 싱글 셀(Single)을 갖는 환경에서 최적의 성능을 가질 수 있다.

도 4는 역방향 링크에서 다중 경로의 각 프로파일에 대한 신호 세기 및 지연 특성을 나타낸 도면으로, 순방향 링크에서는 기준 시간에 대한 각 이동국이 동기를 이루게 되므로 다중 경로의 프로파일이 모두 같은 반면에 역방향 링크에서는 도 4에서와 같이 각 이동국에 대해 동기되어 있지 않기 때문에 본 발명에서는 역방향 링크의 수신단에서 각 이동국의 다중 경로 특성을 파악하여 각 이동국의 동기를 맞춰야 한다는 기본 전제를 갖게 된다.

도 5는 본 발명에 따른 역방향 링크의 최적 월쉬 코드 할당 방법을 나타낸 플로우챠트이다.

도 5를 참조하여 설명하면, 먼저 도 4에서 설명했듯이 각 이동국을 동기시킨다는 기본 전제하에서, 다중 경로를 통한 각 이동국 신호의 동기를 맞추게 된다(S1).

다음에, 모든 이동국에 대한 채널을 추정하여(S2), 모든 이동국애 대해 채널 추정이 완료됨에 따라(S3), 도 2에서 설명된 소모 전력 함수(Cost Function)가 최소가 되는 최적의 직교 월쉬 코드를 산출하게 된다(S4).

상기 산출된 최적 직교 월쉬 코드는 해당 이동국에 할당되고(S5), 일정 시간이 경과한 후 다른 이동국에 대한 최적의 직교 월쉬 코드를 산출하여, 다음 산출된 최적의 직교 월쉬 코드를 다음 해당 이동국에 계속 할당해 나가게 된다.

여기서, 직교 월쉬 코드가 모든 이동국에 할당 될 때까지 상기 과정(S1∼S5)을 반복하며, 보통 3㏈정도의 신호대 잡음비를 향상시키기 위해서는 4초 간격으로 상기 과정을 반복하는 것이 이상적이다.

본 발명에 따른 역방향 링크의 최적 월쉬 코드 할당 방법을 사용함으로써, 다중 경로를 통한 각각의 이동국간에 간섭을 최소화할 수 있으며, 그에 따라 신호대 잡음비를 5∼10㏈정도 향상시킬수 있게 된다. 또한, CDMA 통신 시스템에서 뿐만 아니라 무선 가입자 전용회선(Wireless Local Loop)과 같이 천천히 변화되는 채널을 사용하는 통신 시스템에서는 더욱 효과적이다.

Claims

임의의 기지국이 다중 경로를 통한 각각의 이동국 신호에 대해 동기를 맞추는 단계와;

상기 동기된 이동국별 모든 직교 함수 코드에 대해 채널을 추정하여, 최적 직교 함수 코드(Orthogonal Function Code)를 산출하는 단계와;

상기 산출된 최적 직교 함수 코드를 해당 이동국에 할당하는 단계로 이루어지는 특징으로 하는 역방향 링크의 최적 월쉬 코드 할당 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 직교 함수 코드를 산출하는 단계에서, 상기 직교 함수 코드는 직교 월쉬 코드로써, 상기 직교 월쉬 코드는 이진 위상 편이 변조 방식의 확산에 이용되며, α_i,m ²,α_j,n ² 가 상기 이동국의 다중 경로 각각에 대한 전력 강도를 나타낸 채널 추정값인 소모 전력 함수(Cost Function)

가 최소가 될 때, 상기 해당 이동국에 할당되는 최적 직교 함수 코드가 산출되며, 이미 설정된 로부터 X_i(t)=W_i(t)p(t) 이고, W_i(t) 가 상기 산출되어 i 번째 해당 이동국에 할당되는 직교 월쉬 코드인 것을 특징으로 하는 역방향 링크의 최적 월쉬 코드 할당 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 직교 함수 코드를 산출하는 단계에서, 상기 직교 함수 코드는 직교 월쉬 코드로써, 상기 직교 월쉬 코드는 직교 위상 편이 변조 방식의 확산에 이용되며, α_i,m ²,α_j,n ² 가 상기 이동국의 다중 경로 각각에 대한 전력 강도를 나타낸 채널 추정값인 소모 전력 함수(Cost Function)

가 최소가 될 때, 상기 해당 이동국에 할당되는 최적 직교 함수 코드가 산출되며, 이미 설정된 로부터 X_i(t)=W_i(t)p(t) 이고, W_i(t) 가 상기 산출되어 i 번째 해당 이동국에 할당되는 직교 월쉬 코드인 것을 특징으로 하는 역방향 링크의 최적 월쉬 코드 할당 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 직교 함수 코드를 할당하는 단계에서, 임의의 한 이동국에 대해 상기 산출된 상기 직교 함수 코드를 할당한 후, 일정 시간 간격으로 임의의 또다른 이동국들에 대해 상기 직교 함수 코드를 할당하는 단계를 반복하는 것을 특징으로 하는 역방향 링크의 최적 월쉬 코드 할당 방법.
제 1 항에서, 상기 직교 함수 코드를 할당하는 단계에서, 상기 직교 함수 코드에 짧은 의사잡음 코드(Short Pseudo Noise Code)가 승산된 것임을 특징으로 하는 역방향 링크의 최적 월쉬 코드 할당 방법.