KR20000013988A

KR20000013988A - 코드 분할 다중 접속 시스템에서의 직교 전송다이버시티 방법

Info

Publication number: KR20000013988A
Application number: KR1019980033167A
Authority: KR
Inventors: 이철성; 권형욱
Original assignee: 서평원; 엘지정보통신 주식회사
Priority date: 1998-08-10
Filing date: 1998-08-10
Publication date: 2000-03-06

Abstract

CDMA 시스템에 있어서, 직접 확산 CDMA 방식을 이용하는 이동 통신 시스템에서 최적의 통화 품질과 최대의 용량을 제공하기 위한 직교 전송 다이버시티 방법에 관한 것으로, 송출하고자 하는 정보 비트를 전송 다이버시티하기 위해 이미 심볼 단위로 분리되어 자신의 안테나 경로를 통하는 변조 심볼에 서로 직교인 월쉬 코드를 각각 곱하는 단계와, 상기 월쉬 코드가 곱해진 변조 심볼 중 자신의 안테나 경로를 통하는 I 채널 성분의 변조 심볼에 다른 안테나 경로를 통하는 I 채널 성분의 변조 심볼을 합하는 단계와, 상기 윌쉬 코드가 곱해진 변조 심볼 중 자신의 안테나 경로를 통하는 Q 채널 성분의 변조 심볼에 다른 안테나 경로를 통하는 Q 채널 성분의 변조 심볼을 합하는 단계와, 상기 서로 다른 안테나 경로의 채널 성분의 변조 심볼을 각각 합한 변조 심볼들에 대해 합성 의사잡음 확산(Complex PN Spreading)을 수행하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 코드 분할 다중 접속 시스템에서의 직교 전송 다이버시티 방법에 관한 것이다.

Description

코드 분할 다중 접속 시스템에서의 직교 전송 다이버시티 방법

본 발명은 CDMA 시스템에 관한 것으로, 특히 직접 확산 CDMA 방식을 이용하는 이동 통신 시스템에서 최적의 통화 품질과 최대의 용량을 제공하기 위한 직교 전송 다이버시티 방법에 관한 것이다.

IMT-2000에서는 다중 동시 서비스(Multiple Simultaneous Services)를 최적화할 수 있도록 기본 채널(Fundamental Channel)과 부가 채널(Supplemental Channel)이라는 두가지 형태의 순방향 링크 물리 데이터 채널을 제공하게 된다.

이 두 물리 채널은 각각 부호화 및 인터리빙(Interleaving) 과정을 수행하며, 보통 서로 상이한 전송 전력 레벨 및 프레임 에러율 설정값을 갖는다.

또한 IMT-2000에서는 셀간 간섭을 줄이거나 제거하기 위해, 월쉬 코드를 이용하여 각각의 순방향 링크 물리 채널들을 변조시키게 되는데, 가용할 수 있는 많은 월쉬 코드를 확보하기 위해 확산 과정 이전에 직교 위상 천이 변조(QPSK)를 사용하게 된다.

도 1 은 IMT-2000 표준안에 따른 일반적인 순방향 기본 채널의 부호화 및 인터리빙 과정을 나타낸 블록구성도이다.

기본적으로 순방향 CDMA 채널은 다음과 같은 물리 채널들로 이루어지는데, 파일럿 채널, 동기 채널, 패이징 채널, 제어 채널, 선택적 보조파일럿 채널, 기본 채널, 전용 제어 채널, 부가 채널들이 있다.

도 1 을 참조하면, CDMA 방식을 이용하는 차세대 이동 통신 시스템에서는 전송하고자 하는 정보 비트에 프레임 품질 표시자(Frame Quality Indicator) 및 8비트의 부호기 테일 비트(Encoder Tail Bits)를 붙인 후 컴벌루션 부호기(1)를 통과시키게 된다.

여기서, 프레임 품질 표시 측도인 프레임 품질 표시자(Frame Quality Indicator)는 보통 트래픽 채널 프레임에 적용되는 순환 중복 검사(Cyclic Redundancy Check)를 사용하여 얻게 되며, 데이터 프레임을 분류하는데 사용된다.

부호기 테일 비트(Encoder Tail Bits)는 컨벌루션 부호기(1)를 특정 알려진 상태로 만들기 위해 데이터 블록의 끝부분에 붙인 고정된 일련의 비트이다.

여기서, 프레임 품질 표시자(Frame Quality Indicator) 및 8비트의 부호기 테일 비트(Encoder Tail Bits)를 추가한 정보 비트가 부호기(1)에 입력되어, 코드 심볼로 출력된다.

부호기(1)를 통과한 코드 심볼들은 전송 속도에 따라 심볼들을 수회 반복하거나, 수 비트를 제거한 후 블록 인터리버로 입력된다.

이와 같은 심볼 반복(Symbol Repetition)이나 심볼 펑쳐링(Symbol Puncturing)은, 여러 접근 경로(서로 다른 순방향 링크 채널)로 입력되는 코드 심볼의 전송 속도를 월쉬 모듈레이션에 적합한 코드 전송 속도로 모두 정합시키는데 이용된다.

블록 인터리버(2)는 버스트 오류(Burst Error)를 줄이기 위한 것으로, 입력되는 코드 심볼을 순열 배치하여 변조 심볼로 출력시키게 된다.

블록 인터리버(2)로부터 출력된 변조 심볼은 긴 의사 잡음 코드와 스크램블하여 두 데이터 스트림으로 분리되는데, 변조 심볼이 긴 의사 잡음 코드에 의해 스크램블된 후 I 채널 및 Q 채널로 맵핑(mapping)하게 된다.

이와 같이 두 데이터 스트림으로 분리되어 각각 I 채널 경로를 통하는 I 채널 성분과 Q 채널 경로를 통하는 Q 채널 성분은 월쉬 모듈레이션 및 의사잡음 확산을 거쳐, 기저 대역에 대해 필터링을 한 후 각각의 반송파에 실어서 안테나로 송출된다.

도 2 는 IMT-2000 표준안에 따른 직접 확산 CDMA 시스템에서 일반적인 월쉬 모듈레이션 및 의사잡음 확산 과정을 나타낸 블록구성도이다.

직접 확산 CDMA 시스템에서는 도 2 에서와 같이 월쉬 코드 모듈레이션부(10)가 I 채널 성분(X_i)과 Q 채널 성분(X_q)에 서로 다른 채널간 직교 채널화를 제공하기 위한 월쉬 코드를 각각 곱한 후 각 채널 성분에 대해 의사 잡음 코드를 이용하여 확산하게 된다.

여기서, 의사 잡음 코드를 이용한 확산은 의사잡음 확산부(11)에 의한 합성 의사잡음 확산(Complex PN Spreading)을 이용하게 된다.

상기 확산된 변조 심볼들은 기저 대역 통과 필터(12,13)를 통과한 후 각각의 반송파(cos2πf_ct, sin2πf_ct)에 실려 안테나를 통해 전송된다.

이와 같이 직접 확산 CDMA 시스템에서는, I 채널 성분 및 Q 채널 성분으로 분리된 데이터 스트림이 다시 합성되어 하나의 안테나로만 전송되기 때문에 정보수신에 있어서 최대의 다이버시티 효과를 얻을 수 없게 된다. 이에 따라 보다 향상된 수신 성능을 위해 직교 전송 다이버시티라는 방법이 제안되었다.

도 3 은 IMT-2000 표준안에 따른 직교 전송 다이버시티를 위한 다중화 및 심볼 반복 과정을 나타낸 블록구성도이다.

도 3 에서 보인 직교 전송 다이버시티는 블록 인터리버의 출력을 다중부(MUX)(20,30)를 통해 심볼 단위로 분리시킨 다음, 이에 따른 월쉬 모듈레이션에 적합한 전송 속도로 정합시키기 위해 심볼 반복(Symbol Repetition)시키게 된다.

도 4 는 IMT-2000 표준안에 따른 직교 전송 다이버시티를 위한 월쉬 모듈레이션 및 의사잡음 확산 과정을 나타낸 블록구성도이다.

도 4 를 참조하면, 직교 전송 다이버시티 방식은 순방향 링크의 성능을 개선하기 위하여 한 사용자의 코드 비트를 두 개 이상의 데이터 스트림으로 분리한 후 두 개 이상의 안테나로 전송하게 된다.

다시 말하자면, 각각의 I 채널 성분 및 Q 채널 성분이 각각 심볼 단위로 분리되어 각각의 안테나 경로로 입력되는 데이터 스트림(Y_I1,Y_Q1과 Y_I2,Y_Q2)에 대해 각각의 월쉬 모듈레이션부(40,41)에서 월쉬 코드를 곱한 후 각각의 의사잡음 확산부(50,51)에 의한 합성 의사잡음 확산(Complex PN Spreading)을 각각 사용하게 된다.

상기 확산된 변조 심볼들은 각각의 기저 대역 통과 필터(60,61 과 62,63)를 통과한 후 각각의 반송파(cos2πf_c1t, sin2πf_c1t 또는 cos2πf_c2t, sin2πf_c2t )에 실려 두 개의 안테나를 통해 전송된다.

이와 같이, 분리된 데이터 스트림을 각각의 안테나 경로를 통해 전송하는 경우에, 어느 하나의 안테나 경로에서 오류가 발생하게 되면, 디코더에서 디코딩하지 못하는 만큼의 정보가 손상되게 되므로, 정보수신에 있어서 최대의 다이버시티 효과를 얻을 수 없게 된다.

본 발명은 상기한 점을 감안하여 안출한 것으로, 직접 확산 CDMA 시스템에서 최대의 다이버시티 효과를 얻을 수 있도록 월쉬 모듈레이션으로부터 출력된 변조 심볼에 대해 서로 분리된 I 채널 성분끼리 합하고, Q 채널 성분끼리 합한 다음, 합성 의사잡음 확산 과정(Complex PN Spreading) 수행하여 다수의 안테나 경로를 통해 정보를 수신하는 직교 전송 다이버시티 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 코드 분할 다중 접속 시스템에서의 직교 전송 다이버시티 방법의 특징은, 송출하고자 하는 정보 비트를 전송 다이버시티하기 위해 이미 심볼 단위로 분리되어 자신의 안테나 경로를 통하는 변조 심볼에 서로 직교인 월쉬 코드를 각각 곱하는 단계와, 상기 월쉬 코드가 곱해진 변조 심볼 중 자신의 안테나 경로를 통하는 I 채널 성분의 변조 심볼에 다른 안테나 경로를 통하는 I 채널 성분의 변조 심볼을 합하는 단계와, 상기 윌쉬 코드가 곱해진 변조 심볼 중 자신의 안테나 경로를 통하는 Q 채널 성분의 변조 심볼에 다른 안테나 경로를 통하는 Q 채널 성분의 변조 심볼을 합하는 단계와, 상기 서로 다른 안테나 경로의 채널 성분의 변조 심볼을 각각 합한 변조 심볼들에 대해 합성 의사잡음 확산(Complex PN Spreading)을 수행하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 상기 합성 의사잡음 확산을 수행하는 단계 이후, 상기 합성 의사잡음 확산을 수행한 결과에 따른, I 채널 성분 및 Q 채널 성분의 변조 심볼은 각각 필터링을 거친 후 각각의 반송파에 실려 하나의 안테나로 송출되며, 또는 상기 합성 의사잡음 확산을 수행한 결과에 따른, 이미 심볼 단위로 분리된 I 채널 성분 및 Q 채널 성분의 변조 심볼은 각각의 안테나 경로에 따른 필터링을 거친후 각각의 반송파에 실려 두 개 이상의 안테나로 송출된다.

도 1 은 IMT-2000 표준안에 따른 직접 확산 CDMA 시스템에서 일반적인 순방향 기본 채널의 부호화 및 인터리빙 과정을 나타낸 블록구성도.

도 2 는 IMT-2000 표준안에 따른 직접 확산 CDMA 시스템에서 일반적인 월쉬 모듈레이션 및 의사잡음 확산 과정을 나타낸 블록구성도.

도 3 은 IMT-2000 표준안에 따른 직교 전송 다이버시티를 위한 다중화 및 심볼 반복 과정을 나타낸 블록구성도.

도 4 는 IMT-2000 표준안에 따른 직교 전송 다이버시티를 위한 월쉬 모듈레이션 및 의사잡음 확산 과정을 나타낸 블록구성도.

도 5 는 본 발명에 따른 직교 전송 다이버시티를 위한 월쉬 모듈레이션 및 의사잡음 확산 과정을 나타낸 블록구성도.

도 6 은 본 발명에 따른 직교 전송 다이버시티를 위한 또다른 월쉬 모듈레이션 및 의사잡음 확산 과정을 나타낸 블록구성도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

200 : 월쉬 모듈레이션부 210 : 의사잡음 확산부

220,230,240,250 : 기저 대역 통과 필터부

이하, 본 발명에 따른 코드 분할 다중 접속 시스템에서의 직교 전송 다이버시티 방법에 대한 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 5 는 본 발명에 따른 직교 전송 다이버시티를 위한 월쉬 모듈레이션 및 의사잡음 확산 과정을 나타낸 블록구성도이다.

도 5 를 참조하면, 도 3 을 통해 이미 설명했던 IMT-2000 표준안에 따른 직교 전송 다이버시티를 위한 다중화 및 심볼 반복 과정을 거쳐 심볼 단위로 분리되고, 이에 따른 월쉬 모듈레이션에 적합한 전송 속도로 정합시키기 위해 심볼 반복(Symbol Repetition)되어, 월쉬 모듈레이션 및 합성 의사잡음 확산 과정을 거치게 된다.

각각의 I 채널 성분 및 Q 채널 성분이 각각 심볼 단위로 분리된 데이터 스트림(Y_I1,Y_I2과 Y_Q1,Y_Q2)에 각각의 월쉬 모듈레이션부(100)에서 월쉬 코드를 곱하게 되는데, I 채널 성분에 대한 각각의 데이터 스트림(Y_I1,Y_I2)에 월쉬 코드를 각각 곱한 후 이들을 합하고, Q 채널 성분에 대한 각각의 데이터 스트림(Y_Q1,Y_Q2)에 월쉬 코드를 각각 곱한 후 이들을 합하여, 의사잡음 확산부(110)를 통해 IMT-2000 표준안에 따른 합성 의사잡음 확산(Complex PN Spreading)을 거치게 된다.

상기 확산된 변조 심볼들은 각각의 기저 대역 통과 필터(120,130)를 통과한 후 각각의 반송파(cos2πf_ct, sin2πf_ct)에 실려 안테나를 통해 전송된다.

도 6 은 본 발명에 따른 직교 전송 다이버시티를 위한 또다른 월쉬 모듈레이션 및 의사잡음 확산 과정을 나타낸 블록구성도이다.

도 6 을 참조하면, 도 4 를 통해 이미 설명했던 IMT-2000 표준안에 따른 직교 전송 다이버시티를 위한 다중화 및 심볼 반복 과정을 거쳐 심볼 단위로 분리되고, 이에 따른 월쉬 모듈레이션에 적합한 전송 속도로 정합시키기 위해 심볼 반복(Symbol Repetition)되어, 월쉬 모듈레이션 및 합성 의사잡음 확산 과정을 거치게 된다.

각각의 I 채널 성분 및 Q 채널 성분이 각각 심볼 단위로 분리되어 각각의 안테나 경로로 입력되는 데이터 스트림(Y_I1,Y_Q1과 Y_I2,Y_Q2)에 대해 각각의 월쉬 모듈레이션부(200)에서 월쉬 코드를 곱한 후 제1안테나 경로의 변조 심볼(Y_I1,Y_Q1)은 제2안테나 경로의 변조 심볼(Y_I2,Y_Q2)과 합하고, 제2안테나 경로의 변조 심볼(Y_I2,Y_Q2)제1안테나 경로의 변조 심볼(Y_I1,Y_Q1)과 합한 후 의사잡음 확산부(210)를 통해 합성 의사잡음 확산(Complex PN Spreading)과정을 거치게 된다. 이 때, 서로 다른 안테나 경로의 변조 심볼을 서로 합할 때는 동일한 채널 성분끼리 합하게 된다.

상기 확산된 변조 심볼들은 각각의 기저 대역 통과 필터(220,230 과 240,250)를 통과한 후 각각의 반송파(cos2πf_ct, sin2πf_ct)에 실려 두 개의 안테나를 통해 전송된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 코드 분할 다중 접속 시스템에서의 직교 전송 다이버시티 방법에 따르면, 분리된 데이터 스트림을 각각의 안테나 경로를 통해 전송하는 경우에, 하나의 안테나 경로에서 오류가 발생하게 되더라도, 오류가 발생되지 않은 안테나 경로에 오류가 발생된 안테나 경로의 데이터 스트림이 이미 합해져서 확산되었으므로, 다수의 안테나를 통해 전송하고자 했던 신호를 모두 송출할 수 있게 된다.

이로 인해, 정보수신에 있어서 최대의 다이버시티 효과를 얻을 수 있으며, 최적의 통화 품질과 최대의 용량을 얻을 수 있게 된다

Claims

송출하고자 하는 정보 비트를 전송 다이버시티하기 위해 이미 심볼 단위로 분리되어 자신의 안테나 경로를 통하는 변조 심볼에 서로 직교인 월쉬 코드를 각각 곱하는 단계와;

상기 월쉬 코드가 곱해진 변조 심볼 중 자신의 안테나 경로를 통하는 I 채널 성분의 변조 심볼에 다른 안테나 경로를 통하는 I 채널 성분의 변조 심볼을 합하는 단계와;

상기 윌쉬 코드가 곱해진 변조 심볼 중 자신의 안테나 경로를 통하는 Q 채널 성분의 변조 심볼에 다른 안테나 경로를 통하는 Q 채널 성분의 변조 심볼을 합하는 단계와;

상기 서로 다른 안테나 경로의 채널 성분의 변조 심볼을 각각 합한 변조 심볼들에 대해 합성 의사잡음 확산(Complex PN Spreading)을 수행하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 코드 분할 다중 접속 시스템에서의 직교 전송 다이버시티 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 합성 의사잡음 확산을 수행하는 단계 이후, 상기 합성 의사잡음 확산을 수행한 결과에 따른, I 채널 성분 및 Q 채널 성분의 변조 심볼은 각각 필터링을 거친 후 각각의 반송파에 실려 하나의 안테나로 송출되는 것을 특징으로 하는 코드 분할 다중 접속 시스템에서의 직교 전송 다이버시티 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 합성 의사잡음 확산을 수행하는 단계 이후, 상기 합성 의사잡음 확산을 수행한 결과에 따른, 이미 심볼 단위로 분리된 I 채널 성분 및 Q 채널 성분의 변조 심볼은 각각의 안테나 경로에 따른 필터링을 거친후 각각의 반송파에 실려 두 개 이상의 안테나로 송출되는 것을 특징으로 하는 코드 분할 다중 접속 시스템에서의 직교 전송 다이버시티 방법.