이하 본 발명을 첨부되는 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
하기 설명에서 준직교부호를 생성하기 위한 특정 수열, 준직교부호의 길이, 상관 값 등과 같은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있다. 이들 특정 상세들 없이 또한 이들의 변형에 의해서도 본 발명이 용이하게 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 자명할 것이다.
본 발명은 상기한 바와 같이 직교부호를 사용하는 CDMA 시스템에서 채널 용량의 증대 또는 단일 셀(single cell)의 용량을 극대화가 요구되는 상황하에서 직교부호에 최소 간섭을 주는 준직교부호를 생성하여 CDMA 시스템에 적용하는 하는 것이다.
준직교 특성을 갖는 수열을 카자미 시퀀스(Kasami Sequence), 골드 시퀀스(Gold Sequence), 커독 코드(Kerdock Sequence)와 같은 수열로부터 유추되어질 수 있다. 상기의 수열들은 한가지 공통점을 가지고 있는데, 그 공통점은 피엔 시퀀스(PN-sequence)와 이 시퀀스와의 상관도 특성이 좋은 수열의 합으로 나타나는 성질이다. 상기와 같은 성질을 가지고 있는 수열들은 그 특성 때문에 준직교부호를 만드는데 사용되어질 수 있다. 월시직교부호들은 피엔 시퀀스들을 적절히 열치환(column permutation)하여 얻을 수 있다. 이때 상기와 같이 어떤 시퀀스와 피엔 시퀀스들의 합으로 이루어진 수열이 있을 때, 이 수열을 상기 PN 시퀀스의 열치환 방식과 동일하게 열치환하면, 상기 열치환된 수열은 월시 직교부호와 좋은 상관도 특성을 유지하게 된다. 즉, 상기의 수열들은 좋은 상관도 특성을 가진 두 수열을 똑같이 열치환한 것이기 때문에, 상기 수열들의 전체 길이에서 보았을 때의 상관도는 변하지 않고 여전히 좋은 상관도를 유지할 수 있다. 이 때, 상기 두 수열의 합에서 피엔시퀀스를 제외한 다른 한 수열을 우리는 하기에서 설명할 준직교부호의 마스크의 후보군으로 가질 수 있고 , 이를 준직교부호의 마스크 후보군으로 가질 때 전체적인 상관도 특성은 기본적으로 만족하게 된다.
본 발명에서는 상기의 특성을 가진 수열 중 커독 시퀀스(일반적으로 Family A Sequence)를 이용하여 복소 준직교부호를 만드는 과정을 상세히 설명한다.
상기 복소 준직교부호는 하기의 <수학식 1>-<수학식 3>을 만족하여야 한다.
---------------------- 조건1
---------------------- 조건2
---------------- 조건3
또, 상기 복소 준직교부호는 하기의 <수학식 4>를 부분적으로 최대한 만족하는 것이 좋다.
---------------- 조건4
여기서 i=0,1,2, ---, M-1이고이다.
상기 <수학식 1>-<수학식 4>에서 Wk(t)는 길이가 N인 월시 직교부호의 k번째 시퀀스를 의미하고(1≤k≤N), Si(t)는 길이가 N인 i번째 복소 준직교부호를 의미한다(1≤i≤X). 여기서 X는 상기 조건1 - 조건3을 만족하면서 상기 <수학식 4>를 부분적으로 만족하는 준직교부호의 숫자를 의미한다. 이때 상기 <수학식 1>의 조건1은 i번째 직교부호 Wk(t)(1≤k≤N, 1≤t≤N)와 준직교부호 Si(t)(1≤i≤N, 1≤t≤N)의 전체 상관도가 θNmin을 초과하지 말아야 한다는 것을 의미한다. 또한 상기 <수학식 2>의 조건2는 준직교부호의 i번째 줄과 i`번째 줄의 전체 상관도가 θmin(N)을 초과하지 말아야 한다는 것을 의미하고, 상기 <수학식 3>의 조건3은 준직교부호의 i번째 줄과 직교부호의 k번째 줄의 길이 N의 M 등분의 각 길이 N/M 의 각 부분들을 부분 상관도를 취했을 때, 상관도 값이을 넘지말아야 한다. 여기서 M=2m이고, m=0,1,...,log2N이 된다.
여기서 상기 <수학식 1>의 조건1은 월시 직교부호와 4진 복소 준직교부호의 전체 상관도 특성(full correlation property)를 나타내고, θmin(N) =으로서 4진 복소 준직교시퀀스가 이론상 월시직교부호와의 절대 상관값으로서 가질 수 있는 최소의 상관값을 의미한다. 여기서 N은 부호의 길이가 된다. 또한 상기 <수학식 2>의 조건2는 상기 4진 복소 준직교부호들의 상호 간의 전체적인 상관도(full correlation) 특성에 대한 조건을 나타낸다. 그리고 상기 <수학식 3>의 조건3은 월시직교부호와 4진 복소 준직교부호 간의 부분 상관도(partial correlation) 특성을 나타내고, 상기 <수학식 4>의 조건4는 4진 복소 준직교부호들 간의 부분 상관도(partial correlation) 특성을 나타낸다.
상기 도 2는 상기 조건3의 4진 복소 준직교부호와 월시직교부호 간의 부분 상관를 취할 때를 설명하고 있다. M은 2a(0≤a≤log2N)으로 표현되며, 상기 부분 상관도는 데이터의 서비스를 지원할 시에 데이터 전송율이 상승되면서 직교부호의 N/M부분을 전송하게 되며, 이때의 상관도 특성을 만족하는 조건이다. 예를들어 N=256인 경우에값은 하기 <표 1>과 같다. 상기 조건 4는 준직교부호간의 부분상관도를 의미하는데, 상기 상관도 특성에 따른값은 상기 조건3에서의 상관도 특성값과 같다.
N = 256 |
M = 1 |
θmin(N) = 16 |
N = 256 |
M = 2 |
= 8 |
N = 256 |
M = 4 |
= 8 |
N = 256 |
M = 8 |
= 4 |
N = 256 |
M = 16 |
= 4 |
N = 256 |
M = 32 |
= 2 |
N = 256 |
M = 64 |
= 2 |
상기 <표 1>의 결과는 일반적으로 확장될 수 있다. 예를들면, N=1024, M=2인 경우, 월시직교부호와 준직교부호 간의 부분상관도는 전체 길이의 반(여기서는 512)으로 계산된다. 다시 말하면, 이에 대한 부분상관도의 한계는 길이 512의 전체 상관도 한계식(full correlation bound)인과 동일하다. 하기의 <표 2>는 상기 길이 N과 최소 상관도 값의 관계 예를 표시하고 있다.
N = 2048 |
= 32 |
N = 1024 |
= 32 |
N = 512 |
= 16 |
N = 256 |
= 16 |
N = 128 |
= 8 |
N = 64 |
= 8 |
N = 32 |
= 4 |
상기 조건1과 조건2를 만족하는 시퀀스들은 카사미 시퀀스(Kasami sequence), 골드 시퀀스(Gold sequence), 커독 시퀀스(Kerdock sequence) 등이 있다. 즉, 상호 간의 상관도(cross correlation) 특성이 좋은 시퀀스 패밀리(sequence family)로는 상기 시퀀스들에 대한 패밀리인 카사미 시퀀스 패밀리(Kasami sequence family), 골드 시퀀스 패밀리(Gold sequence family), 커독 시퀀스 패밀리(Kerdock sequence family) 등이 있으며, 상기 시퀀스들에 대한 패밀리의 상관도(full correlation) 특성은 널리 알려져 있다.
그러나,상기 조건3을 만족하는 시퀀스에 대한 연구는 활발하지 못하다. 그러나 가변 데이터 전송율을 지지하는 IS-95B나 차세대 CDMA 시스템(future CDMA system)에서 상기 조건3은 매우 중요한 조건이라 할 수 있다.
상기 시퀀스들의 상관도 특성에 있어서 상기 시퀀스들은 길이 2의 홀수승에 대해서 상관도는이다. 따라서, 상기 시퀀스들은 길이 2의 홀수승에 대해서 상관도가 가장 우수하다고 할 수 없다. 여기서 상기 L은 시퀀스의 길이를 의미한다.
본 발명에서는 4진의 복소수로 표현되는 시퀀스를 생성함으로써 상기 길이 2의 홀수승에 대해서도 상관도가이 되도록하고 상기 조건들을 만족하는 방법 및 장치를 제공한다. 본 발명의 실시예에서는 상기 4진 복소 준직교부호를 생성하기 위하여 커독 시퀀스를 사용한다고 가정한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 부호분할다중접속 통신시스템의 확산장치에서 사용하기 위한 4진 복소 준직교부호를 생성하는 과정을 도시하는 흐름도이다. 상기 월시직교부호는 상기 M시퀀스를 열치환하여 생성된다.
먼저 준직교부호를 생성하기 위하여, 511단계에서 M 시퀀스와 전체 상관도 특성이 우수한 특정 시퀀스를 생성한다. 상기의 복소 시퀀스를 생성하기 위해서, 본 발명의 실시예에서는 4진수로 표현되어지는 커독 코드(Kerdock Code)에서 생성되는 커독코드 집합을 나타내는 패밀리 A(family A)를 이용하기로 한다. 이 때, 모듈로-4(mod 4) 연산에 관한 4진수 집합에서 곱셈연산에 관한 복소수 집합으로 대응하는 준동형사상(homomorphism)이 존재한다. 즉, 4진수 {0,1,2,3}은 복소 형태로 표현하면 {1,j,-1,-j}이 된다. 따라서, 먼저 4진 시퀀스를 생성한 후에 상기 준동형사상에 의해 각각을 변환할 것이다.
2진 M-시퀀스 s(t)는 트레이스 함수(Trace Function)를 이용하여 하기 <수학식5>와 같이 표현할 수 있다.
단,는의 원시다항식(primitive polynomial)이며,는의 근으로서 원시원(primitive element)이다.(참조 문헌 "Introduction to finite fields and their applications", Rudolf Lidl & Harald Niederreiter )
상기 2진 식의 함수 값들은 0과 1의 값들을 갖는데, 상기와 유사한 방법으로 트레이스 함수(Trace Function)를 이용하여 4진수로 표현된 시퀀스를 생성할 수 있다.
먼저, 도5의 511단계에서 길이인 준직교부호 시퀀스를 얻기 위해서 m차 2진 원시다항식를 선택한다. 상기 2진 원시다항식을 <수학식6>과 같이 헨셀 리프트(Hensel Lift)시켜 4진수의 계수를 갖는 특성다항식를 생성한다. ( 참조문헌 "Finite Rings with Identity", B.R.MacDonald )
상기 특성다항식를 가지고 갈로아 링(Galois ring)을 구성할 수가 있다. 그리고를의 근이라 할 때가 된다.라 두면, 갈로아 링의 임의의 원소는로 표현할 수 있다. 그리고 갈로아 링에서의 선형함수인 트레이스 함수는로 표현된다. (참고문헌: "Sequences with low correlation",T.Helleseth and P.V.Kumar)
길이(N)가인 4진 시퀀스를 얻기 위해서와 트레이스 표현을 이용하여 상기의 식을 하기 <수학식7>으로 표현하는데, 하기의 <수학식7>은 상기 커독 코드의 일반식이다.
상기 <수학식 7>에서는 이진 m-시퀀스를 2배하여 mod 4로 취한 것과 같다. 본 발명에서는 이 시퀀스 부분을 4진 M-시퀀스라 칭하기로 한다. 이 때,에 0 또는 를 대입하고, 첫열에 0을 삽입하면 4진 M-시퀀스를 구할 수 있다. 따라서 상기 511단계에서는 각각의 에 대해 길이가인 시퀀스와 2진 m-시퀀스를 2배한 4진 M-시퀀스를 생성한다.(커독 코드 생성과정)
이후 513단계에서 M시퀀스를 월시직교부호 변환하는 열치환함수 σ가 생성된다. 이때 상기 M-시퀀스의 열치환 함수는 상기 특정시퀀스에 적용하여 준직교부호를 생성하기 위한 마스크 생성에 사용된다. 즉, 상기 513단계에서는이라 하고,라 할 때 라 하고. 이를 이용하여 복소수 시퀀스를 열 치환하는 함수(column permutation function)를 하기와 같이 정의한다:(커독코드의에 대한 열치환을 정의)
.
이제 길이가인 <수학식 7>의 시퀀스의 맨앞에 0을 삽입하고에 를 대입하면, 상기 조건1과 조건2를 동시에 만족하는개의 길이가인 4진 복소수 시퀀스를 생성할 수 있게된다. 따라서, 상기에 대해,beta^i``
일때의 시퀀스를 하기 <수학식 7>와 같이로 표현하기로 한다. 여기서 상기는 특정시퀀스의 함수가 되며, 이는 하기 <수학식 8>로 표현할 수 있다.
여기서이며,으로 가정한다.
이후 상기와 같은 <수학식 8>의 완성된 집합 K의 시퀀스들을 가지고 515단계에서 도 3과 같은 매트릭스 Q(matrix Q)를 생성한다. 상기 매트릭스의 행(row)은 (2m-1)*2m이 되고, 열(column)은 2m이 된다. 즉, 515단계에서 상기 511단계에서 생성된 2m-1개의 수열을 가지고, 상기 도 5에 도시된 바와 같이 정의한다: (상기의 수열의 맨 앞에 0을 삽입)
여기에서 상기의 월시 직교부호를 얻기 위해 M-시퀀스를 치환할 때 사용한 방법과 똑같은 열치환(column permutation)을 상기 매트릭스 Q에 대해서 적용하면 길이가 2m인 상기 조건1 및 조건2를 만족하는 (2m-1)개의 시퀀스들을 가지게 된다. 따라서, 517단계에서는 상기 <수학식7>의 Si(t)를 상기 513단계에서 구한 방식으로 열치환한다. 즉, 상기 517단계에서는 상기 515단계에서 생성된 수열을 상기 513단계에서 구현한 열치환 함수에 의해 열 치환(column permutation)시킨다. 그러면 상기 517단계에서는 새로운 수열을 생성하는데, 이는 하기와 같다.(열치환 과정)
상기 517단계에서 생성된 시퀀스ei(t)를 준직교부호의 후보 마스크 시퀀스(Quasi orthogonal mask candidate sequence)라 칭하기로 한다.
그러면 519단계에서 이 준직교부호 후보 마스크 시퀀스를 사용하여 도 4와 같이 월시직교부호와 결합(배타적 가산)하여, 상기 조건1 및 조건2를 만족하는 또다른 준직교부호 후보 시퀀스를 생성한다. 상기 519단계에서는 상기517단계에서 생성된 수열들을 사용해서 4진 준직교부호의 후보군(quasi-orthogonal code representatives)를 하기식과 같이 나열한다. (준직교부호 후보 생성)
이 때은 직교부호인 월시 시퀀스를 의미하며, 0과 1의 심볼로 표시되어 있다고 가정한다. 상기의 식에서 ei(t)는 상기 <수학식7>의를 상기의 513단계에서 정의된 열치환식에 의해 열치환한 것이다. 따라서, 상기 519단계를 수행하면, (2m-1)*2m개의 준직교부호의 후보를 얻을 수 있다.
이후 521단계에서 상기와 같은 준직교부호의 후보인 (2m-1)*2m시퀀스들 중에 상기 조건3을 만족하는 시퀀스들을 선택한 후, 여기에 사용된 준직교부호의 마스크 후보를 준직교부호의 마스크로 선택한다. 즉, 상기 519와 같은 과정이 완료되면, 521단계에서 최종적으로 구해진 마스크 후보군 Sij(t)들 중에서 조건 3을 만족하는 것들을 선택한다. 이 때, 선택방법은 모든 월시 직교부호들과 모든 길이의 상관도를 구하여 상기의 <조건3>이 만족하는지를 검사하고, 모든 월시 직교부호들과 부분상관도가 만족되면 마스크로 선택하게 된다.
예를 들어, 직교부호의 길이가 128인 경우, 먼저 부분 길이가 64인 모든 월시부호와의 부분 상관도를 구한 다음, 월시직교부호와 준직교부호 간의 부분 상관도가 8을 넘는지를 조사한다. 이때 상기 부분상관도가 8을 넘지 않으면 준직교부호 후보를 발생하는데 사용된 마스크 후보를 마스크로 선택하지 않고, 만족하면 이 준직교부호의 마스크 후보에 대해 다시 부분길이 32에 대한 월시직교부호와 준직교부호 간의 부분상관도를 구한다. 이때의 부분 상관도값이를 넘는지를 조사하고, 넘지않으면 마스크로 선택하지 않고 만족하면 다시 다음 길이에 대해 똑같은 작업을 한다. 상기와 같은 수행을 부분길이 4까지 수행한 후의 모두 상기 조건을 통과한 마스크 후보를 상기의 <조건1>-<조건3>을 만족하는 준직교부호의 후보 마스크로 선택한다.
상기 도 5와 같은 과정으로 4진 준직교부호 후보 시퀀스가 생성되는 과정을 구체적으로 예를들어 살펴본다.
여기서 상기 이진 원시다항식으로을 사용한다고 가정한다. 이 때 상기 이진 원시다항식을 상기 <수학식6>으로 헨셀 리프트시키면 4진수의 계수를 갖는 특성다항식은과 같이 된다. 이를 정리하면,이 된다.
이에 따라 511단계에서 특정 수열들을 각각 구하기 위해 g(x)의 근을라 하기로 한다. 즉,이다. 먼저, 편의를 위해,,,,,,를 구하면 다음과 같다.
=,
=
=
=
=
=
=
이 때,beta^0 = 1
일 때,를 구해보면 하기와 같다.
t=0일 때,==
t=1일 때,==
t=2일 때,==
t=3일 때,==
t=4일 때,==
t=5일 때,==
t=6일 때,==
또한beta^1 = beta
일 때,를 구해보면, t=0일 때, t=1일 때, t=2일 때, t=3일 때, t=4일 때, t=5일 때, t=6일 때=이므로,beta^1 = beta
일 때의 수열을 한번 쉬프트(shift)한 결과와 같게 된다.
따라서, 4진 시퀀스로 3221211과 그 수열을 쉬프트한 수열을 구할 수 있고, i번 쉬프트한 수열을 Si라고 칭하기로 한다. 또한 이에 따른 m-시퀀스로 1001011을 구할 수 있다.
이때, 513단계에서 상기 m-시퀀스로 1001011을 가지고 상기 수학식에 의해 상기의 m-시퀀스를 월시부호로 변환시키는 열치환 함수를 구한다. 여기서 상기 수학식 σ(t)는 상기 m-시퀀스를 연속된 3항씩 묶어 십진수로 환산하는 것을 의미한다. 즉, 첫 번째 3항은 100으로 이를 십진수로 환산하면 100=4이 되고, 두 번째 3항은 001로 이를 십진수로 환산하면 001=1이 되고, 세 번째 3항은 010으로 이를 십진수로 환산하면 010=2가 되고, 네 번째 3항은 101로 이를 십진수로 환산하면 101=5가 되고, 다섯 번째 3항은 011로 이를 십진수로 환산하면 011=3이 되고, 여섯 번째 3항은 111로 이를 십진수로 환산하면 111=7이 되고, 일곱 번째 3항은 110으로 이를 십진수로 환산하면 110=6이 된다. 상기 수학식을 이용하면 하기와 같은 결과를 얻을 수 있다.
t=0일 때,
t=1일 때,
t=2일 때,
t=3일 때,
t=4일 때,
t=5일 때,
t=6일 때,
따라서, 상기와 같이 구해진 열치환 함수는 하기 <표 3a>와 같다.
t |
연속된 3항 |
|
0 |
100 |
4 |
1 |
1 |
1 |
2 |
10 |
2 |
3 |
101 |
5 |
4 |
11 |
3 |
5 |
111 |
7 |
6 |
110 |
6 |
515단계에서는 상기 511단계에서 구한 모든 4진 수열의 맨 앞에 0을 추가하여 나열하게 되는데, Si(t)에 의해 di(t)를 나타내는 표현을 살펴보면,
i=0일 때, 즉, d0(t)는 511단계에서beta^0 = 1
일 때, 구해진 4진 시퀀스 S0(t)의 맨앞에 0을 추가한 수열이다. 즉, 511단계에서 구해진 바와 같이 S0(0) = 3, S0(1) = 2, S0(2) = 2, S0(3) = 1, S0(4) = 2, S0(5) = 1, S0(6) = 1일 때, d0(t)를 구해보면, 맨 앞의 비트를 나타내는 d0(0)는 항상 0이고, d0(1)에서 d0(7)은 하기 <표 3b>와 같다.
d0(1) = S0(1-1) = S0(0) = 3d0(2) = S0(2-1) = S0(1) = 2d0(3) = S0(3-1) = S0(2) = 2d0(4) = S0(4-1) = S0(3) = 1d0(5) = S0(5-1) = S0(4) = 2d0(6) = S0(6-1) = S0(5) = 1d0(7) = S0(7-1) = S0(6) = 1 |
또한 i=1일 때, 즉, d0(t)는 511단계에서beta^1 = beta
일 때, 구해진 4진 시퀀스 S1(t)의 맨앞에 0을 추가한 수열이다. 즉, 511단계에서 구해진 바와 같이 S1(0) = 2, S1(1) = 2, S1(2) = 1, S1(3) = 2, S1(4) = 1, S1(5) = 1, S1(6) = 3일 때, d1(t)를 구해보면, 맨 앞의 비트를 나타내는 d0(0)는 항상 0이고, d(1)에서 d(7)은 하기 <표 3c>와 같다.
d1(1) = S1(1-1) = S1(0) = 2d1(2) = S1(2-1) = S1(1) = 2d1(3) = S1(3-1) = S1(2) = 1d1(4) = S1(4-1) = S1(3) = 2d1(5) = S1(5-1) = S1(4) = 1d1(6) = S1(6-1) = S1(5) = 1d1(7) = S1(7-1) = S1(6) = 3 |
517단계에서는 상기와 같은 열치환함수로 상기의 4진 수열을 열 쉬프트한 수열들을 열치환 하게 되는데, 우선 상기의 4진 수열을 열 쉬프트한 수열들을 나열하면 하기 <표 3d>와 같다.
c1 c2 c3 c4 c5 c6 c73 2 2 1 2 1 11 3 2 2 1 2 11 1 3 2 2 1 22 1 1 3 2 2 11 2 1 1 3 2 22 1 2 1 1 3 22 2 1 2 1 1 3 |
상기 <표 3d>에서 c1은 첫 번째 열을 의미하고, c2은 두 번째 열을 의미하고, 이와 같이 ci들은 I번째 열을 나타낸다. 이 때, 상기<표 3d>와 같이 나타난 4진수열들을 상기 513단계에서 구해진 열치환 함수로 열치환하게 되면, 하기 <표 3e>와 같다.
c4 c1 c2 c5 c3 c7 c61 3 2 2 2 1 12 1 3 1 2 1 22 1 1 2 3 2 13 2 1 2 1 1 21 1 2 3 1 2 21 2 1 1 2 2 32 2 2 1 1 3 1 |
따라서 상기 열치환 함수로 상기의 4진 수열을 열 쉬프트한 수열들을 열치환한 수열들이 구해지면 각각의 수열들의 앞에 0을 덧붙여 하기 <표 3f>와 같은 길이 8인 수열로 만들고, 이 수열들은 길이 8인 준직교부호 마스크함수의 후보군이 된다.
0 1 3 2 2 2 1 10 2 1 3 1 2 1 20 2 1 1 2 3 2 10 3 2 1 2 1 1 20 1 1 2 3 1 2 20 1 2 1 1 2 2 30 2 2 2 1 1 3 1 |
상기 도 5와 같은 과정을 통해 생성되는 4진 준직교부호의 시퀀스들은 마스크 함수에 의해 결정된다. 즉, 마스크 함수로부터 생성되는 준직교부호가 상기 <조건1>, <조건2>, <조건3>을 만족하면개의 4진 복소직교부호를 얻을 수 있다. 따라서 상기 <조건1>, <조건2>, <조건3>을 만족하는 마스크가개 존재한다면,개의 4진 복소 준직교부호를 얻을 수 있다. 하기의 <표 4>는 m-시퀀스에 따른 상기의 4진 복소 준직교부호의 개수를 나타내고 있다. <표 5>는 상기 과정을 통해 구해지는 m=6에 대한 4진 복소 준직교부호 시퀀스의 마스크 함수를 나타낸다. 또한 <표 6> - <표 8>은 각각 상기 과정을 통해 구해지는 m=6, m=7, m=8 및 m=9에 대한 4진 복소 준직교부호 시퀀스의 마스크 함수를 나타낸다. 단, 여기서, 0은1, 1은, 2는-1, 3은를 나타낸다.
m |
characteristic polynomial |
# of Quasi-orthogonal sequences |
6 |
1002031 |
4*64 |
7 |
10020013 |
4*128 |
8 |
102231321 |
4*256 |
,e1 : 00131120 22131102 20113122 20331322 11200013 33200031 31222011 31000211e2 : 03010121 21230121 10301210 10303032 23210323 23212101 30101012 12321012e3 : 00021311 31112202 33132000 02001113 02223313 11132022 13112220 00203111e4 : 01032101 12103212 30323212 23212101 01210301 30103230 30101012 01212123 |
e1 : 03233010 01031012 32302321 30100323 12320323 32300103 23211012 0323123230100323 10120103 01031012 21011232 03231232 01033230 32300103 30102101e2 : 01033230 10300121 12102123 21013010 12320323 03013032 01211030 3230010303011210 30100323 32302321 23031030 10302303 23213230 21011232 30322123e3 : 02003331 22021333 13110002 33132000 31332220 33132000 20221113 2202133302001113 00201333 31330002 33130222 31330002 11312000 02001113 22023111e4 : 02221113 02001131 33130200 11132000 00203133 22201333 13330002 1311002011130222 33132022 02003313 02223331 31330020 31110002 00021333 22023133 |
,e1 : 03101021 23121201 21321021 23123023 03323221 23303001 21103221 2330122323123023 03103203 01303023 03101021 23301223 03321003 01121223 0332322130232312 32030310 12012312 32032132 30010112 32212110 12230112 3221033210210310 12012312 32030310 12010130 10032110 12230112 32212110 12232330e2 : 00023313 20221333 11132202 31330222 33132220 31112022 00201113 0222131120223111 00021131 13110222 33312202 31110200 33130002 20001311 2202111311132202 31330222 00023313 20221333 00201113 02221311 33132220 3111202231332000 11130020 02001333 22203313 02223133 00203331 13332022 11312220e3 : 02001311 31330200 02223111 31112000 22023313 11312202 22201113 1113000222011131 33132202 22203331 33310002 20221311 31332022 20003111 3111022211132220 22203331 33132202 00203313 31110222 02221333 13110200 2022131113330222 02223111 31330200 20223133 11130002 00023331 33130020 22023313e4 : 02011210 12322101 21231210 12320323 32122303 01033230 32120121 2321323023033212 10122321 23031030 32302321 12100301 03233010 30320301 0323123212322101 21233032 30102101 21231210 01033230 10300121 01031012 3212012132300103 23033212 32302321 01213212 21011232 12100301 03231232 12102123 |
상기한 바와 같이 월시 직교부호를 사용하는 상태에서 그 이상의 직교부호가 필요한 경우, 본 발명의 실시예와 같은 준직교부호를 사용하면 채널 용량을 증대시킬 수 있다. 이런 경우 상기 월시 직교부호와 최소 간섭을 발생하며 고정된 상관도(fixed correlation) 값을 제공한다. 예를 들면 준직교부호와 월시 직교부호 간의 상관 값(correlation value)이 N=64인 경우는 8 또는 -8 만을 갖는다. 또한 N=256이고 이에 대한 부분 상관도(길이 N=64인 동안) 값도 8 또는 -8 만을 갖는다. 이는 예측 간섭 양을 정확하게 알 수 있음을 의미하며, 상당히 양호한 특성을 가짐을 알 수 있다.
따라서 길이 2m인 복소 준직교수열을 얻기 위해 상기의 과정에서 알 수 있듯이 초기에 m차 특성다항식 f(X)를 선택하게 되는데, 길이 128 = 27인 복소준직교 수열을 얻기 위해서는 먼저 7차 특성다항식을 선택하게 된다. 이 때, 길이 128인 수열을 얻기 위해서는 상기 특성다항식은 원시다항식이 되어야하는데(참고 문헌 : "Shift Register Sequence", Solomon W. Golomb), 7차 원시다항식은 모두 18개가 존재한다. 따라서, 하기에 나타내는 <표 9> ~<표 26>은 18개의 7차 원시다항식에 따른 상기 3가지 상관도 조건을 만족하는 길이 128인 모든 복소 준직교수열의 마스크 함수를 나타낸다. 또, 하기의 표들에서 조건4에 대한 결과를 함께 나타낸다. 여기서 e1+e2라함은 첫 번째 마스크와 두 번째 마스크간의 부분 상관도를 말하는데, 옆에 나타나 있는 수치는 첫 번째 마스크와 두 번째 마스크가 상기의 조건을 만족하는 부분의 길이를 나타낸다, 즉, 상기 <표 9>에서 e1 + e2 : 64,128라함은 e1마스크와 e2마스크로 각각 생성된 준직교부호간의 부분상관도에 있어서 부분길이 64와 128에 대해서만 상기 조건 4를 만족함을 뜻한다. 또, e1 + e3 : 32,64,128라함은 e1마스크와 e2마스크로 각각 생성된 준직교부호 간의 부분상관도에 있어서 부분길이 32, 64와 128에 대해서만 상기 <조건 4>를 만족함을 뜻한다. 따라서, 옆의 수치, 상기 부분상관도 조건을 만족하는 부분길이의 종류가 많을수록 부분상관도 성질이 좋은 것임을 알 수 있다. 하기의 표들에서 알 수 있듯이 특성다항식에 따라 준직교수열 간의 부분 상관도가 달라짐을 알 수 있다. 따라서, 상기의 특성다항식을 선택함에 있어서 준직교수열 간의 부분 상관도가 우수한 준직교수열을 생성하는 특성다항식을 사용하는 것이 좋다.
e1 : 03233010 01031012 32302321 30100323 12320323 32300103 23211012 0323123230100323 10120103 01031012 21011232 03231232 01033230 32300103 30102101e2 : 01033230 10300121 12102123 21013010 12320323 03013032 01211030 3230010303011210 30100323 32302321 23031030 10302303 23213230 21011232 30322123e3 : 02003331 22021333 13110002 33132000 31332220 33132000 20221113 2202133302001113 00201333 31330002 33130222 31330002 11312000 02001113 22023111e4 : 02221113 02001131 33130200 11132000 00203133 22201333 13330002 1311002011130222 33132022 02003313 02223331 31330020 31110002 00021333 22023133e1 + e2 : 64,128e1 + e3 : 32,64,128e1 + e4 : 8,16,64,128e2 + e3 : 64,128e2 + e4 : 8,64,128e3 + e4 : 16,64,128 |
e1 : 00201113 13330200 22203313 31332000 31110200 00203331 13112000 2220113133132220 02221311 33312202 02001333 20001311 33130002 20221333 33310020e2 : 03320130 12011003 21102312 12011003 10033023 23120332 10033023 0130211021322330 12231021 21322330 30013203 32031223 23300310 10213001 23300310e3 : 03231030 01213010 21231012 01031210 30322321 32300301 30100121 1030032312100103 32300301 12322303 10300323 03231030 23031232 21231012 23213032e4 : 00312033 02110031 20332213 00312033 31001102 33203100 11021322 3100110231223302 33021300 33021300 13001120 00130233 02332231 02332231 22312011e1 + e2 : 32,64,128e1 + e3 : 8,16,32,128e1 + e4 : 8,32,128e2 + e3 : 4,16,64,128e2 + e4 : 4,8,128e3 + e4 : 4,8,32,64,128 |
e1 : 00201333 13110002 11312000 20221113 11312000 02003331 00201333 3133222000203111 31330002 33132000 20223331 11310222 20223331 22021333 31330002e2 : 02333100 33202231 00133320 31002011 31000233 22313320 11022231 0233132222311102 31002011 02333100 11020013 33200013 02331322 31000233 00131102e3 : 03323221 23303001 10032110 30012330 32032132 30230130 21323203 2312120101301201 03103203 30232312 32030310 30010112 10030332 01123001 21103221e4 : 01301201 10212132 23303001 10032110 10030332 23301223 10210310 0130302332212110 23301223 32032132 01303023 01301201 32030310 23303001 32210332e1 + e2 : 8,16,64,128e1 + e3 : 8,16,64,128e1 + e4 : 8,128e2 + e3 : 4,8,64,128e2 + e4 : 4,8,32,64,128e3 + e4 : 64,128 |
e1 : 02330013 33201322 13001120 00312033 31223302 00312033 20112231 3320132220110013 33203100 13003302 22132033 13003302 00310211 20110013 11021322e2 : 01301021 10212312 01301021 32030130 30232132 03103023 12010310 0310302323303221 10032330 01121003 10032330 12230332 03323001 12230332 21101223e3 : 03321223 23301003 03103023 01301021 23301003 03321223 23123203 2132120112232110 10030112 12010310 32030130 32212330 30010332 32030130 12010310e4 : 00203331 13112000 02221311 11130020 00023313 31110200 02001333 3313222020003133 33312202 22021113 31330222 02001333 33132220 00023313 31110200e1 + e2 : 4,8,32,64,128e1 + e3 : 4,8,64,128e1 + e4 : 8,16,64,128e2 + e3 : 64,128e2 + e4 : 8,128e3 + e4 : 8,16,64,128 |
e1 : 03233010 30322123 21013010 30320301 03011210 30100323 21231210 3010210101033230 32122303 23213230 32120121 01211030 32300103 23031030 32302321e2 : 03101021 30230130 10032110 01121223 30010112 03321003 23123023 3203031032210332 23303001 21323203 12012312 23123023 32030310 30010112 03321003e3 : 00312033 02332231 11023100 13003302 11023100 31221120 00312033 2011001322132033 02330013 11021322 31223302 33203100 31223302 00310211 02330013e4 : 02003133 02001311 13110200 13112022 02003133 20223133 13110200 3133020020223133 20221311 31330200 31332022 20223133 02003133 31330200 13110200e1 + e2 : 4,8,32,128e1 + e3 : 4,16,32,64,128e1 + e4 : 16,128e2 + e3 : 4,64,128e2 + e4 : 32,128e3 + e4 : 8,128 |
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,e1 : 03320310 12013001 21100310 12011223 12233023 03100332 30013023 0310211001302330 10031021 23122330 10033203 32033221 23300130 10213221 23302312e2 : 00203111 13330020 13330020 22021333 20003313 11312000 11312000 0222113102003331 33312022 11130200 02003331 22203133 31330002 13112220 22203133e3 : 03230301 01210103 10301012 12321210 30323010 32303212 01030121 0301032323032321 21012123 30103032 32123230 32303212 30323010 03010323 01030121e4 : 00313302 02111300 00133320 02331322 20331300 00311120 20111322 0013110211022231 13220233 33020031 31222033 31000233 11020013 13002033 33022213e1 + e2 : 32,64,128e1 + e3 : 4,16,64,128e1 + e4 : 4,8,128e2 + e3 : 8,16,32,128e2 + e4 : 8,32,128e3 + e4 : 4,8,32,64,128 |
,e1 : 01122312 23302312 10033203 32213203 30233001 12013001 03100332 2132033223120112 01300112 32031003 10211003 30013023 12233023 03320310 21100310e2 : 00201131 22021131 00201131 00203313 11130002 33310002 33312220 3331000213332000 13330222 31110222 13330222 02003133 02001311 02003133 20223133e3 : 00023331 33312220 00201131 33130020 13110200 02003133 31110222 2000311133310002 22203331 33132202 22021131 02001311 31330200 20001333 13330222e4 : 01213212 32302321 30100323 21233032 10302303 01031012 03233010 3032212303013032 30102101 32300103 23033212 30320301 21013010 23211012 10300121e1 + e2 : 8,32,128e1 + e3 : 8,16,64,128e1 + e4 : 4,64,128e2 + e3 : 64,128e2 + e4 : 16,64,128e3 + e4 : 16,32,64,128 |
상기 <표 9> - <표 26>에 도시된 바와 같이, 길이128인 복소 준직교수열의 마스크 함수를 사용함에 있어서 상기의 마스크함수들 ei대신에 어떤 월시 수열Wk에 대해서, ei+Wk를 복소 준직교수열의 마스크로 사용할 수도 있다. 이 때, ei+Wk에 의해 생성되어지는 복소 준직교 수열은 ei에 의해 생성되어지는 복소 준직교 수열과 같다. 따라서, 실제로 마스크로 사용되어질 수 있는 가지 수는 각각의 특성다항식에 대해 128 X 128 X 128 X 128 = 1284가지가 존재할 수 있다.
상기와 같은 방법으로, 8차 원시다항식은 모두 16개가 존재하고, 하기에 표시되는 <표 27> - <표 42>는 16개의 8차 원시다항식에 따른 상기의 3가지 상관도 조건을 만족시키는 길이 256인 모든 복소 준직교수열의 마스크함수를 나타낸다. 또, 상기의 길이 128인 경우와 유사하게 길이256인 복소 준직교수열의 마스크 함수를 사용함에 있어서 상기의 마스크함수들 ei대신 어떤 월시 수열Wk에 대해서, ei+Wk를 복소 준직교수열의 마스크로 사용할 수 있고, 이 때, ei+Wk에 의해 생성되어지는 복소 준직교 수열은 ei에 의해 생성되어지는 복소 준직교 수열과 같다. 따라서, 실제로 마스크로 사용되어질 수 있는 가지 수는 각각의 특성다항식에 대해 256 X 256 X 256 X 256 = 2564가지가 존재할 수 있다.
,e1 : 03101021 23121201 21321021 23123023 03323221 23303001 21103221 2330122323123023 03103203 01303023 03101021 23301223 03321003 01121223 0332322130232312 32030310 12012312 32032132 30010112 32212110 12230112 3221033210210310 12012312 32030310 12010130 10032110 12230112 32212110 12232330e2 : 00023313 20221333 11132202 31330222 33132220 31112022 00201113 0222131120223111 00021131 13110222 33312202 31110200 33130002 20001311 2202111311132202 31330222 00023313 20221333 00201113 02221311 33132220 3111202231332000 11130020 02001333 22203313 02223133 00203331 13332022 11312220e3 : 02001311 31330200 02223111 31112000 22023313 11312202 22201113 1113000222021131 33132202 22203331 33310002 20221311 31332022 20003111 3111022211132220 22203331 33132202 00203313 31110222 02221333 13110200 2022131113330222 02223111 31330200 20223133 11130002 00023331 33130020 22023313e4 : 03011210 12322101 21231210 12320323 32122303 01033230 32120121 2321323023033212 10122321 23031030 32302321 12100301 03233010 30320301 0323123212322101 21233032 30102101 21231210 01033230 10300121 01031012 3212012132300103 23033212 32302321 01213212 21011232 12100301 03231232 12102123e1 + e2 : 8,32,64,256e1 + e3 : 32,64,256e1 + e4 : 4,8,128,256e2 + e3 : 16,32,128,256e2 + e4 : 8,32,128,256e3 + e4 : 16,256 |
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,e1 : 01211030 23031030 03233010 03231232 32300103 32302321 30322123 1210212312322101 12320323 32122303 10302303 03011210 21231210 23211012 2321323010122321 10120103 30322123 12102123 01211030 23031030 21011232 2101301021233032 03013032 23211012 23213230 12322101 12320323 10300121 32120121e2 : 00312011 11201322 31221102 20332231 22130233 33023100 31221102 2033223122312033 11023122 31003302 02332213 00130211 33201300 31003302 0233221331221102 20332231 00312011 11201322 13003320 02110013 00312011 1120132231003302 02332213 22312033 11023122 13221120 20110031 22312033 11023122e3 : 02221333 02003133 22023313 22201113 31110222 13110200 11312202 3331222020221311 20003111 00023331 00201131 13110200 31110222 33312220 1131220233130020 33312220 31110222 31332022 22023313 00023331 20003111 0200313333312220 33130020 31332022 31110222 22201113 00201131 20221311 02221333e4 : 03232321 23212101 10121232 30101012 10301210 30321030 21230121 0121030123032123 21230121 12103212 10301210 12323230 10121232 01030323 0323232123210323 21012321 30103230 32301232 12101030 10303032 23030301 2123230321232303 01212123 10303032 30323212 32301232 12321012 21012321 01032101e1 + e2 : 4,8,128,256e1 + e3 : 16,32,256e1 + e4 : 16,32,128,256e2 + e3 : 8,16,256e2 + e4 : 4,8,128,256e3 + e4 : 8,16,128,256 |
상기 <표 27> - <표 42>에 나타낸 마스크 값들은 모두 4진수로 표현되어져있다. 상기한 바와 같이 상기 <표 27> - <표 42>에 나타낸 4진수의 마스크 값들을 복소수로 표현하면, 0은 1을 나타내고, 1은 j를 나타내며, 2는-1을 나타내고, 3은 -j를 나타낸다. 따라서, 상기와 같은 복소 표현은 1, j, -1, -j와 같이 4가지 복소표현으로 이루어짐을 알 수 있다. 그러나, IS-95와 같이 실제 부호분할다중접속 통신시스템에서 신호를 전송하기 위한 복소 표현은 1+j, -1+1, -1-j, 1-j와 같이 4가지 복소 표현으로 이루어져 있다.
도 9는 복소 평면에서 상기와 같은 4진수의 복소표현과 실제 부호분할다중접속 통신시스템에서 신호를 전송하기 위한 복소 표현을 비교하는 도면이다. 따라서, 상기의 마스크 값을 실제의 시스템에서의 복소 표현으로 고치기 위해서는 0은 1+j로 전송하고, 1은 -1+j로 전송하며, 2는 -1-j로 전송하고, 3은 1-j로 전송한다. 상기의 대응은 상기 도 9에서 4진수의 복소표현인 1, j, -1, -j를 45도 회전시킨 것으로, 이를 위해 4진수의 복소 표현에 1+j를 곱하므로써 얻어질 수 있다. 상기의 대응을 통해 상기 4진수로 표현된 마스크 값들은 1+j, -1+1, -1-j, 1-j의 복소 표현으로 바뀌는데, 이 때, 실수부I와 허수부Q로 나누어 표현할 수 있다. 하기에 나타내는 <표 43>과 <표 44>는 상기 <표 38>과 <표 23>의 마스크 값에 대해 상기와 같은 실수부I와 허수부Q로 나누어 헥사(hexa)값으로 표현한 것을 나타내고 있다. 특히, 상기 <표 38>과 <표 23>은 각각 전체길이 256 및 128에 대해서 <조건 4>인 부분상관도 성질이 뛰어나다.
상기와 같은 4진 복소 준직교부호는 월시 직교부호를 사용하는 모든 CDMA 시스템의 링크에 사용할 수 있다. 상기 직교부호들과 더불어 상기 4진 복소 준직교부호를 사용하는 경우에는 다음과 같은 세가지의 옵션들을 고려할 수 있다.
먼저 옵션1은 월시 직교부호를 사용하면서 가변 데이터 전송율로 서비스하는 시스템에서, 상기 4진 복소 준직교부호를 길이에 제한 없이 자유롭게 사용하고, 또한 모든 4진 복소 준직교부호 시퀀스를 전체 길이로 사용할 수 있다.
두 번째로 옵션2는 월시 직교부호 그룹과 4진 복소 준직교부호 그룹 중의 한 그룹을 선택하여 두 개의 직교 세트(orthogonal set)를 만들고, 두 그룹 모두 가변 데이터 전송율을 서비스할 수 있도록 할 수 있다.
세 번째로 옵션3은 월시 직교부호 그룹과 모든 4진 복소 준직교부호를 하나의 그룹으로 사용하여 모두 가변 데이터 전송율을 지지할 수 있도록 허용할 수 있다. 이런 경우 상기 4진 복소 준직교부호 그룹 간에 랜덤 코드(random code) 특성이 발생될 수 있다.
상기와 같은 세가지 옵션들의 특성을 감안하여 사용하려는 응용의 종류에 따라 4진 복소 준직교부호를 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 월시 직교부호만을 사용하는 경우에는 변조하는 측과 복조하는 측이 미리 약속된 직교부호 번호를 서로 주고 받으면 되는데, 직교부호와 4진 복소 준직교부호를 사용하는 경우에는 미리 약속된 직교부호 번호와 그룹번호(도 4의 Q` 매트릭스의 i 인덱스)를 주는 것이 필요하다. 이런 경우 직교부호 그룹을 그룹0이라 하고, 그 이후로 2m-1 까지 그룹의 번호를 다시 정의하면 된다.
상기 4진 복소 준직교부호 그룹을 상기 직교부호 그룹 처럼 가변 데이터 전송율을 갖는 시스템에 사용하려 할 때의 방법을 살펴본다. 상기 4진 복소 준직교부호 그룹의 앨리먼트는 직교부호 번호에 대응하는 왈시 부호와 그룹 번호에 대응하는 4진 복소 준직교부호 마스크로 구성되어 있다. 상기 그룹 번호는 상기 도 4에서 어떤가 선택되어 되어졌나를 의미한다. 상기 4진 복소 준직교부호 그룹에서 가변 데이터 전송율을 서비스하는 방법은 미리 배정된 직교부호 번호로 월시 직교부호 그룹 처럼 사용한 후 길이 N 마다 배정된를 더해주면 된다. 이 때, 신호가 0과 1로 표현되면 가산하고, 1과 -1로 표현되었을 때는 승산하면 된다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 상기 IS-95/IS-95A의 순방향 링크에서 월시 직교부호와 4진 복소 준직교부호를 사용하여 채널 용량을 확장하는 예를 도시하고 있다. 상기 도 6은 월시 직교부호로 할당될 수 있는 채널들은 IS-95 시스템에서 사용하는 방식을 그대로 사용하고, 4진 복소 준직교부호들을 사용하여 채널 용량을 확장하는 예를 도시하고 있다. 그러나 상기 월시직교부호들은 공통채널들에 지정하여 사용하고, 트래픽 채널들에는 남아있는 월시직교부호들과 4진 복소 준직교부호들을 임의로 할당하여 사용할 수도 있다. 여기서 상기 트래픽채널은 전용채널(dedicated channel)들을 의미한다. 또한 상기 도 6에서 4진 복소 준직교부호는 길이가 256인 부호를 사용하는 예를들어 도시하고 있지만, 상기 4진 복소 준직교부호의 길이는 필요에 따라 가변적으로 설정할 수 있다.
상기 도 6에서 월시 직교부호는 w로 표시되어 있으며, 각 채널들은 미리 배정된 직교부호에 의해 구분되고 있다. 또한 상기 도 6에서 4진 복소 준직교부호는 s로 표시되어 있으며, 트래픽 채널에 할당되고 있다. 상기 도 6에 도시된 바와 같이 IS-95/IS-95A의 순방향 링크는 월시 직교부호를 이용하여 64명의 채널 구분을 수행할 수 있으며, 4진 복소 준직교부호는 상기 월시 직교부호의 4배에 해당하는 256명의 채널을 구분할 수 있다. 따라서 상기 도 6에 도시된 바와 같이 월시 직교부호와 4진 복소 준직교부호를 사용하면 4배의 채널을 증가시킬 수 있음을 알 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 월시 직교부호 및 4진 복소 준직교부호를 사용하는 대역확산기를 구비하는 이동 통신시스템의 송신기 구성을 도시하는 도면이다. 상기 도 7에 도시된 이동 통신시스템의 구성은 상기 IS-95와 다른 방식으로서, 채널 확산부호를 4진 복소 준직교부호를 사용하는 채널 송신기의 구성을 도시하고 있다.
상기 도 7을 참조하면, 데이타 비트 스트림(data bit stream)X가 복소신호변환기710에 입력되어, 복소신호로 변환되어 실수부Xi와 허수부Xq를 각각 출력한다. 제1신호변환부711과 제2신호변환부713은 복소신호변환기710에서 각각 출력되는 복소 데이타 비트 스트림(Complex data bit stream) Xi 및 Xq를 입력하여 신호 변환한다. 상기 제1신호변환부711은 입력되는 비트 스트림에서 0을 +1 신호로 변환하고 1을 -1신호로 변환하며, 변환된 신호를 디멀티플렉싱하여 직교부호 확산 및 피엔 마스킹부719에 출력한다. 제2신호변환부713은 입력되는 데이타 비트 스트림(traffic channel data bit stream)을 입력하여 신호 변환한다. 상기 제2신호변환부713은 입력되는 비트 스트림에서 0을 +1 신호로 변환하고 1을 -1신호로 변환하며, 변환된 신호를 디멀티플렉싱하여 상기 직교부호 확산 및 피엔 마스킹부719에 출력한다.
4진 복소 준직교부호 발생기715는 복소 준직교부호 인덱스와 월시직교부호 인덱스를 입력하여 준직교부호 QOFi와 QOFq를 생성한다. 상기 4진 복소 준직교부호 발생기715는 내부에 상기 도 5와 같은 과정으로 생성되어 선택된 준직교부호의 마스크들을 저장하고 있으며, 상기 복소 준직교부호 인덱스에 의해 대응되는 마스크가 선택된다. 또한 상기 4진 복소 준직교부호 발생기715는 월시직교부호 발생기를 구비하며, 상기 월시직교부호 인덱스에 의해 대응되는 월시직교부호를 생성한다. 이후 상기 4진 복소 준직교부호 발생기715는 상기 선택된 준직교부호 마스크 및 월시직교부호를 연산하여 4진 복소 준직교부호 QOFi와 QOFq를 생성한다.
PN부호 발생기717은 실수부 및 허수부의 PN부호 PNi 및 PNq를 발생하여 채널확산 및 피엔마스킹부719에 인가한다. 상기 채널확산 및 피엔 마스킹부719는 상기 입력되는 신호변환부711 및 713의 출력을 설정된 채널에서 4진 복소 준직교부호QOFi 및 QOFq와 각각 승산하여 확산하고, 채널 확산된 신호를 다시 상기 PN 부호 PNi 및 PNq와 각각 승산하여 PN 마스킹하여 Yi 및 Yq신호를 발생한다. 기저대역 여파기721은 상기 채널확산 및 피엔마스킹부719에서 확산 출력되는 Yi 및 Yq를 기저대역으로 여파하여 출력한다. 주파수천이기723은 상기 기저대역 여파기721에서 출력되는 신호를 RF신호로 천이시켜 무선 송신신호로 변환한다.
상기 도 7은 순방향 링크의 채널 송신기의 구조로써, 4진 복소 준직교부호를 사용하는 하나의 채널 송신기 구조를 도시하고 있다.
상기 도 7을 참조하면, 한 사용자의 단말은 통화 채널로 1 또는 0의 데이타 비트를 송신한다. 상기 채널의 데이터들은 복소신호변환부710을 통해 복소 신호로 변환되어 Xi와 Xq로 출력되고, 각각 대응되는 제1신호변환부711 및 제2신호변환부713에 인가되어 0은 +1의 신호로 변환되고 1은 -1의 신호로 변환된 후, 상기 채널확산 및 피엔 마스킹부719에 인가된다. 그러면 상기 채널확산 및 피엔 마스킹부719는 상기 입력신호와 4진 복소 준직교부호 발생기715에서 발생되는 준직교부호QOFi 및 QOFq를 각각 승산하여 기저대역의 확산된 복소수신호Yi 및 Yq를 발생하며, 이 신호는 기저대역 여파기717에 인가된다. 이때 상기 복소수신호에서 실수 성분은 Yi이며 허수 성분은 Yq가 된다. 그러면 상기 기저대역 여파기721은 OQPSK(Offset Quadrature Phase Shift Keying) 방식으로 변조 및 여파하며, 주파수천이기723은 상기 기저대역 여파기721의 출력을 RF의 확산된 무선신호로 변환하여 출력한다.
도 8은 상기 도 7에서 4진 복소 준직교부호QOFi 및 QOFq를 사용하여 채널 확산을 하고, PNi 및 PNq를 이용하여 PN 마스킹을 복소수로 하는 채널확산 및 PN 마스킹부719의 구성을 도시하는 도면이다.
상기 도 8을 참조하면, 확산기811은 상기 채널의 복소 신호 Xi 및 Xq를 입력하여 4진 복소 준직교부호 QOFi 및 QOFq와 각각 승산하여 채널 확산된 di신호와 dq신호를 출력한다. 이때 상기 확산기811에서 출력되는 신호 di+dq는 4진 복소 준직교부호로 확산된 신호로써, (Xi+jXq)*(QOFi+jQOFq)가 된다. 복소수 승산기813은 상기 확산기811에서 출력되는 확산신호 di 및 dq와 상기 피엔부호 발생기815에서 출력되는 PN부호 PNi 및 PNq를 각각 복소수 승산하여 PN 마스킹된 Yi 및 Yq를 발생한다. 상기 복소수 승산기813에서 출력되는 신호 Yi+JYq=(di+Jdq)*(PNi+jPNq)가 된다. 상기 복소수 승산기813은 도 8에 도시된 바와 같은 복소수 연산 동작을 수행하여 복소수로 PN 마스킹 기능을 수행한다.
상기 도10과 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 상기 도 7의 4진 복소 준직교부호 발생기715의 구성 예를 도시한 도면이다. 상기 4진 복소 준직교부호 발생기715는 상기 마스크의 구조에 따라 다른 형태로 구성할 수 있다. 즉, 상기 4진 복소 준직교부호 발생기715에서 생성하는 마스크가 4진 값으로 생성되거나, I 및 Q 성분으로 분리하여 생성하거나, 또는 부호 및 방향으로 표현하는 경우에 따라 각각 다른 형태로 구성할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 상기 도10은 준직교 마스크를 상기 <표 9>와 같이 4진수의 값으로 출력할 때의 4진 복소 준직교부호 발생기의 구성을 도시하는 도면이며, 도 11은 준직교 마스크를 상기 <표 43>과 같이 I,Q 값으로 분리되어 출력할 때의 4진 복소 준직교부호 발생기의 구조를 도시하고 있다.
먼저 상기 도 10을 참조하면, 4진 준직교부호의 인덱스가 4진 준직교마스크 생성기1000에 입력되면, 상기 4진 준직교 마스크 생성기1000은 상기 4진 준직교부호의 인덱스에 따른 4진수로 표현된 마스크를 출력한다. 상기 4진 준직교 마스크 생성기1000은 상기 4진 준직교부호의 인덱스를 이용하여 직접 마스크를 생성할 수 있다. 또한 상기 4진 준직교마스크 생성기1000에 4진수로 표현되는 4진 준직교부호의 마스크를 저장하며, 수신되는 상기 4진 준직교부호의 인덱스에 해당하는 마스크를 선택하여 출력할 수도 있다. 또한 상기 월시직교부호 인덱스가 월시직교부호 생성기1010에 입력되면, 상기 월시직교부호 생성기1010은 상기 월시직교부호 인덱스에 해당하는 월시직교부호를 생성하여 출력하게 된다. 이 때 상기 월시직교부호 생성기1010에서 출력되는 월시직교부호는 0과 1의 값으로 출력된다. 그러면 승산기 1031은 상기 월시직교부호 생성기1010에서 출력되는 월시직교부호를 4진수로 표현하기 위해 2를 곱한 후, 가산기 1033에 출력한다. 그러면 상기 가산기1033은 상기 4진 준직교마스크 생성기1000에서 출력되는 4진 준직교부호의 마스크와 상기 승산기 1031에서 출력되는 월시직교부호를 가산하여 출력한다. 이 때 상기 가산기1033은 모든 입력신호들이 4진수들이기 때문에 4진수 관점에서 입력되는 두 신호를 가산하게된다. 상기 가산기1033에서 가산되어진 신호들은 다시 신호변환기 1020에 입력되어 4진 준직교부호를 4진 복소 준직교부호로 변환하게 되는데, 0은 1+j로 변환하고, 1은 -1+j로 변환하며, 2는 -1-j로 변환하고, 3은 1-j로 변환하여 실수부들은 I신호 QOFi로 출력하고, 허수부들은 Q신호인 QOFq로 출력하게 된다.
도 11은 먼저 4진 준직교부호 인덱스가 I성분 마스크 생성기 1100과 Q성분 마스크 생성기 1105에 입력이 되면, 상기 I성분 마스크 생성기1100 및 Q성분 마스크 생성기1105는 각각 상기 4진 준직교부호 인덱스에 해당하는 0과 1로 표현된 I성분 마스크 및 Q성분 마스크를 생성하여 출력하게 된다. 이 때, 마스크 생성기1100 및 1105에서 출력되는 I성분 마스크 및 Q성분 마스크는 각각 가산기 1133 및 1135에 인가된다. 또한 월시직교부호의 인덱스가 월시 직교부호 생성기1110에 인가되면, 상기 월시직교부호 생성기1110은 상기 월시직교부호 인덱스에 해당하는 월시직교부호를 생성하여 출력하며, 출력되는 월시직교부호는 각각 가산기 1133과 1135에 인가된다. 따라서 상기 가산기 1133은 상기 I성분 마스크와 월시직교부호를 가산하여 I성분 준직교부호를 발생하며, 상기 가산기 1135는 Q성분 마스크와 월시직교부호를 각각 가산하여 Q성분 준직교부호를 출력하게 된다.