KR20000024783A - 다중 반송파 부호분할다중접속방식의 기지국 시스템, 그의 다중코드 파형 발생방법 및 이를 이용한 이동통신 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다중 반송파(Multicarrier) 부호분할다중접속(CDMA)방식의 기지국 시스템, 데이터 전송방법 및 이를 이용한 이동통신 시스템에 관한 것으로, 기지국과 단말기간 링크에서 위상 천이값을 임의로 발생하여 각 반송파간 특정한 위상차를 갖도록 함으로써, 다른 주파수의 다중 접속 간섭간 상관 관계에 의한 신호 처리 이득의 저하를 방지하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에서는, 호 설정 요구가 수신되면 상기 기지국 제어장치에서 위상 값과 신호 크기를 랜덤하게 발생하고, 상기 랜덤한 위상 값과 신호 크기를 페이징 정보에 포함시켜 스펙트럼 확산 변조된 페이징 신호를 상기 이동국으로 전송함과 동시에 상기 스펙트럼 확산 변조된 트래픽 신호의 반송파 위상을 상기 위상 값만큼 천이시켜 각 반송파간 위상차를 갖도록 변조하며, 이동국에서 상기 전송된 파일럿 신호로부터 수신신호의 코드 위상과 각 반송파에 대한 위상 정보를 검출하여, 이를 이용해 상기 수신된 페이징 신호를 복조하여 상기 페이징 신호내에 포함된 트래픽 신호의 코드 위상과 각 반송파의 위상 정보를 획득하고, 상기 획득한 트래픽 신호의 코드 위상과 반송파의 위상 정보를 이용해 상기 수신되는 트래픽 신호를 복조하도록 한다.

Description

다중 반송파 부호분할다중접속방식의 기지국 시스템, 그의 다중 코드 파형 발생방법 및 이를 이용한 이동통신 시스템

본 발명은 다중 반송파(Multicarrier) 부호분할다중접속(CDMA: Code Division Multiple Access)방식의 기지국 시스템, 다중 코드 파형 발생방법 및 이를 이용한 이동통신 시스템에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 다중 반송파 부호분할다중접속 셀룰러 이동통신 시스템의 기지국과 단말기간 링크에서 위상 천이 값을 임의로 발생하여 각 반송파간 특정한 위상차를 갖도록 함으로써, 다른 주파수의 다중 접속 간섭간 상관 관계에 의한 신호 처리 이득의 저하를 방지한 다중 반송파 부호분할다중접속(CDMA)방식의 기지국 시스템, 다중 코드 파형 발생방법 및 이를 이용한 이동통신 시스템에 관한 것이다.

부호분할다중접속방식의 이동통신 시스템에서 다중 코드 신호를 발생하는 것과 관련된 종래의 기술로는 미합중국 특허 5,103,459 "System and method for generating signal waveforms in a CDMA cellular telephone system"과 미합중국 특허 5,467,367 "Spread spectrum communication apparatus and telephone exchange system"이 있다.

두 발명 모두는 단일 반송파 부호분할다중접속방식 이동통신 시스템의 기지국과 단말기간 링크에서 다중 코드 신호를 발생하는 방법에 대해 기술하고 있다. 두 발명에서는 모든 사용자의 데이터를 동일한 의사잡음(PN: Pseudo Noise) 코드로 곱하여 스펙트럼을 확산한다. 그리고, 서로 다른 사용자의 스펙트럼 확산된 신호에 의사잡음 코드와 동일한 발생률을 갖는 서로 다른 인덱스의 월쉬 함수 시퀀스를 곱하여 다른 사용자 신호 간에 직교성이 있도록 하고 있다.

즉, 미합중국 특허 5,103,459는 다중 코드 신호를 사용하여 서로 다른 사용자 신호를 부호분할다중접속 방법으로 전송하기 위한 것이다. 또한, 미합중국 특허 5,467,367에서는 같은 사용자의 데이터를 직/병렬 변환하여 서로 다른 코드로 스펙트럼을 확산하여 병렬로 전송하고, 수신기에서는 병렬로 데이터를 복조한 후, 병/직렬 변환하도록 하고 있다. 즉, 이는 한정된 속도의 소자로 고속의 데이터 전송을 하기 위하여 데이터를 병렬로 전송할 때, 다중 코드 신호를 사용한다. 이 두 특허에서는 모든 코드 신호의 합으로 동일한 반송파를 변조하도록 한다.

한편, 다중 반송파 부호분할다중접속 방법의 종래 기술로는 미합중국 특허 5,521,937 "Multicarrier direct sequence spread system and method"가 있다. 이 특허에서는 사용자 데이터를 의사잡음 코드로 스펙트럼을 확산시킨 직접 시퀀스 스펙트럼 확산(DSSS: Direct Sequence Spread Spectrum) 신호를 동시에 여러 다른 주파수 채널로 송신하고, 수신기에서는 각 주파수 채널로 수신된 신호를 결합하여 복조하도록 하고 있다. 이와 같은 방법에 의하면 수신기에서는 각 주파수 채널의 다양성으로 인하여 결합 이득 및 신호 처리 이득을 얻을 수 있다.

이와 같은 다중 반송파 부호분할다중접속 방식의 시스템에서 데이터 비트 당 코드 칩 수는 같은 대역을 사용하는 단일 반송파 부호분할다중접속 방식의 시스템에 비해 반송파 수의 역수 배이다. 따라서, 다중 반송파 부호분할다중접속 방식의 시스템에서 한 반송파의 스펙트럼 확산신호를 처리하므로서 얻는 신호 처리 이득도 역시 단일 반송파 시스템의 신호 처리 이득에 비하여 반송파 수의 역수 배이다. 그렇지만, 각 주파수에서 수신한 신호를 결합할 때, 신호 성분은 동 위상으로 더해지고, 간섭 성분은 위상 차를 갖고 더해지므로, 신호 결합 후의 신호 대 잡음 비는 각 반송파 수신기가 수신한 신호 대 잡음 비에 비하여 반송파 수 배만큼 커지게 된다. 따라서, 최종 신호 처리 이득은 각 반송파 수신기의 신호 처리 이득에 반송파 수를 곱한 값이 된다. 즉, 단일 반송파 시스템의 신호 처리 이득과 동일하다. 이는 기본적으로 셀룰러 이동전화 시스템에서 단말기와 기지국간 링크와 같이 다른 사용자 신호의 반송파 위상이 랜덤하고, 또 각 반송파 간의 위상도 랜덤할 경우에 성립된다.

셀룰러 이동전화 시스템의 기지국과 단말기간 링크와 같이 모든 사용자가 동일한 반송파를 사용할 경우에는 다른 반송파간 간섭 신호의 상관 관계에 의하여 다중 반송파 방식 시스템의 최종 신호 처리 이득은 단일 반송파 방식 시스템보다 작아질 수 있다. 다음은 그와 같은 문제가 일어나는 한 예이다.

사용자 구분을 위하여 사용하는 직교 코드의 수는 데이터 비트 당 코드 칩 수와 동일하므로, 다중 반송파 부호분할다중접속 방식의 시스템에서 사용할 수 있는 사용자 구분 용 코드 수는 동일한 대역을 사용하는 단일 반송파 방식의 시스템에 비하여 역시 반송파 수의 역 수배가 된다. 이를 극복하기 위하여 준 직교 함수(quasi-orthogonal functions) 또는 랜덤 시퀀스(random sequence)를 사용자 구분을 위하여 사용할 수 있다. 그러나, 준 직교 함수나 랜덤 시퀀스는 다른 코드 간의 상관관계(cross-correlation) 값이 존재하며, 이 때문에 신호 복조 시에 동일 셀 내 다중 접속 간섭이 생기게 된다. 종래 발명에서와 같이 모든 반송파를 동일한 신호로 변조하여 송신하는 다중 반송파 부호분할다중접속 방식을 사용하고, 또 종래의 발명에서와 같이 모든 사용자가 같은 주파수에서는 같은 위상을 갖는 반송파로 변조할 경우에는 다른 반송파 주파수에서 수신한 동일 셀 내 다중 접속 간섭의 위상성분들은 동일하다. 그러므로, 이 간섭 성분에 대해서는 각 주파수에서 수신한 신호의 결합을 통해서 아무런 신호 처리 이득을 기대할 수 없다. 단지, 각 주파수 채널의 페이딩에 대한 다양성 결합 이득 만을 취할 수 있을 뿐이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하여, 다중 반송파 부호분할다중접속 방식의 셀룰러 시스템의 기지국과 단말기간 링크에서 동일 셀 내 다중 접속 간섭의 각 반송파 주파수간 상관 관계를 갖지 않도록 하여 최종 신호 처리 이득을 최대한 얻을 수 있는 다중 반송파 부호분할다중접속(CDMA) 방식의 기지국 시스템, 데이터 전송방법 및 이를 이용한 이동통신 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 다중 반송파 부호분할다중접속(CDMA)방식의 기지국 시스템의 블럭 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 스펙트럼 확산 변조장치의 블럭 구성도.

도 3은 본 발명에 따른 파형 성형 및 위상 천이기의 블럭 구성도.

도 4는 다중 반송파 부호분할다중접속 방식의 이동국 수신기의 블럭 구성도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

200 : 콘볼루셔널 엔코더(Convolutional Encoder)

202 : 심벌 반복 및 인터리버 204 : 직/병렬 변환기

206 : I 위상(In-phase) 신호용 코드 발생기

208 : Q 위상(Quadraphase) 신호용 코드 발생기

210, 212 : 배타적논리합게이트(XOR) 214, 216 : 심벌 변환기

218, 220, 222 : 파형 성형 및 위상 천이기

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기지국 시스템은, 교환기와 연결되어 호 설정 요구를 받으면 반송파 수만큼의 랜덤한 위상 값을 발생하고, 상기 위상 값을 포함하는 페이징 정보를 출력하는 기지국 제어수단; 상기 기지국 제어수단의 제어를 받아 스펙트럼 확산 변조된 I 위상신호용 파일럿 신호와 Q 위상신호용 파일럿 신호를 각각 반송파 수만큼 생성하는 파일럿 신호 변조수단; 상기 파일럿 신호에 비해 소정의 위상차를 갖는 스펙트럼 확산 변조된 I 위상신호용 페이징 신호와 Q 위상신호용 페이징 신호를 각각 상기 반송파 수만큼 생성하는 페이징 신호 변조수단; 각 반송파 주파수에서 상기 파일럿 신호에 비해 상기 기지국 제어수단으로부터 입력된 위상 천이 값만큼 위상차를 갖는 스펙트럼 확산 변조된 I 위상신호용 트래픽 신호와 Q 위상신호용 트래픽 신호를 각각 상기 반송파 수만큼 생성하는 다수 개의 트래픽 신호 변조수단; 상기 각각의 반송파에 대응되는 상기 각각의 변조장치로부터 입력된 I 위상신호 혹은 Q 위상신호를 각각 결합하기 위한 다수 개의 결합수단; 상기 각각의 반송파에 대응되는 상기 결합수단으로부터 입력된 I 위상신호와 Q 위상신호를 이용해 각각 무선 주파수로 변조하여 송출하는 무선 주파수 송출수단을 포함한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 다중 반송파 방식의 이동통신시스템에서의 데이터 전송방법은, 기지국 제어장치와, 파일럿 신호 변조장치와, 페이징 신호 변조장치와, 다수 개의 트래픽 신호 변조장치, 그리고 무선 주파수 송신장치를 포함하는 기지국과, 이동국 제어장치와, 파일럿 신호 수신장치, 그리고 정보 수신장치를 포함하는 이동국을 구비한 다중 반송파 이동통신 시스템에서의 데이터 전송방법에 있어서, 호 설정 요구가 수신되면 상기 기지국 제어장치에서 각 반송파의 위상 천이를 위한 위상 값들을 랜덤하게 발생하는 제1단계; 상기 기지국 제어장치에 의해 발생된 상기 랜덤한 위상 값들을 페이징 정보에 포함시켜 스펙트럼 확산 변조된 페이징 신호를 상기 이동국으로 전송함과 동시에 상기 스펙트럼 확산 변조된 트래픽 신호의 반송파 위상들을 각각 상기 위상 값들만큼 천이시켜 변조하는 제2단계; 상기 스펙트럼 확산 변조된 파일럿 신호와, 페이징 신호, 그리고 트래픽 신호를 결합한 신호를 무선 주파수로 변환시켜 송출하는 제3단계; 상기 전송된 파일럿 신호로부터 상기 페이징 및 트래픽 수신신호의 코드 위상과 상기 페이징 신호의 각 반송파에 대한 위상 정보를 검출하는 제4단계; 상기 파일럿 신호로부터 검출된 코드 위상과 각 반송파의 위상 정보를 이용해 상기 수신된 페이징 신호를 복조하여 상기 페이징 신호내에 포함된 트래픽 신호의 각 반송파에 대한 위상 정보를 획득하는 제5단계; 및 상기 파일럿 신호로부터 획득한 트래픽 신호의 코드 위상과 상기 파일럿 신호 및 페이징 신호로부터 획득한 반송파의 위상 정보를 이용해 상기 수신되는 트래픽 신호를 복조하는 제6단계를 포함한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 다중 반송파 방식의 이동통신 시스템은, 동일한 데이터를 다수 개의 반송파를 통해 동시에 전송하고, 이를 복조하는 기지국과 이동국을 구비한 다중 반송파 이동통신 시스템에 있어서, 상기 기지국은, 교환기와 연결되어 호 설정 요구를 받으면 반송파 수만큼의 랜덤한 위상 값을 발생하고, 상기 위상 값을 포함하는 페이징 정보를 출력하는 기지국 제어수단; 상기 기지국 제어수단의 제어를 받아 스펙트럼 확산 변조된 I 위상신호용 파일럿 신호와 Q 위상신호용 파일럿 신호를 각각 반송파 수만큼 생성하는 파일럿 신호 변조수단; 상기 파일럿 신호에 비해 소정의 위상차를 갖는 스펙트럼 확산 변조된 I 위상신호용 페이징 신호와 Q 위상신호용 페이징 신호를 각각 상기 반송파 수만큼 생성하는 페이징 신호 변조수단; 상기 파일럿 신호에 비해 상기 기지국 제어수단으로부터 입력된 위상 천이 값만큼 상기 각 반송파간 위상차를 갖는 스펙트럼 확산 변조된 I 위상신호용 트래픽 신호와 Q 위상신호용 트래픽 신호를 각각 상기 반송파 수만큼 생성하는 다수 개의 트래픽 신호 변조수단; 상기 각각의 반송파에 대응되는 상기 각각의 변조장치로부터 입력된 I 위상신호 혹은 Q 위상신호를 각각 결합하기 위한 다수 개의 결합수단; 상기 각각의 반송파에 대응되는 상기 결합수단으로부터 입력된 I 위상신호와 Q 위상신호를 이용해 각각 무선 주파수로 변조하여 송출하는 무선 주파수 송출수단을 포함하며, 상기 이동국은, 상기 파일럿 신호로부터 수신신호의 코드 위상과 다수의 반송파 위상에 대한 정보를 검출하는 파일럿 신호 수신수단; 상기 파일럿 신호 수신수단에서 획득한 페이징 신호의 코드 위상 및 반송파 위상 정보를 이용하여 상기 페이징 신호를 복조하고, 상기 파일럿 신호 수신수단에서 획득한 트래픽 신호의 코드 위상 및 상기 페이징 신호를 복조하여 획득한 상기 트래픽 신호의 각 반송파 위상 정보를 수신하여 트래픽 신호를 복조하는 정보수신수단; 및 상기 파일럿 신호 수신수단과 상기 정보 수신수단을 제어하고, 상기 파일럿 신호 수신수단으로부터 입력된 수신신호의 코드 위상과 다수의 반송파 위상을 이용해 상기 페이징 신호의 코드 위상 및 다수 반송파 위상을 계산하여 상기 정보 수신수단으로 출력하고, 상기 정보 수신수단에 의해 복조된 페이징 정보로부터 트래픽 신호의 다수의 반송파 위상 정보를 획득하여 상기 정보 수신수단으로 출력하는 이동국 제어수단을 포함한 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 다중 반송파 부호분할다중접속 방식의 기지국 시스템의 블럭 구성도로서, 도면에 도시된 실시예는 임의의 자연수 K 사용자를 지원하고, 3 개의 반송파를 사용하는 기지국 시스템을 도시한 것이다.

교환기(102)는 기지국 시스템(104)내의 기지국 제어장치(106)와 통신을 한다.

기지국 제어장치(106)는 파일럿 신호 스펙트럼 확산 변조장치(108), 페이징 신호 스펙트럼 확산 변조장치(110), 그리고 K 개의 트래픽 신호 스펙트럼 확산 변조장치(112-1 내지 112-K)를 제어한다. 여기서, 기지국 제어장치(106)는 다수의 반송파 각각의 위상 천이 값을 임의로 발생하여 각각의 변조장치를 제어하고, 상기 위상 천이 값을 페이징 신호에 포함시켜 이동국으로 전송되도록 한다.

파일럿 신호 스펙트럼 확산 변조장치(108)는 파일럿용 의사잡음 코드로 주파수 f₁, f₂, f₃인 세 개의 반송파를 각각 변조하여, 세 개의 제1, 제2, 제3 파일럿 I 위상(In-phase)신호와 세 개의 제1, 제2, 제3 파일럿 Q 위상(Quadraphase)신호를 출력한다.

페이징 신호 스펙트럼 확산 변조장치(110)는 기지국 제어장치(106)에 의해 생성된 페이징 정보 데이터와 페이징용 의사잡음 코드를 곱해 생성된 페이징 스펙트럼 확산신호로 주파수 f₁, f₂, f₃인 세 개의 반송파를 각각 변조하여, 세 개의 제1, 제2, 제3 페이징 I 위상신호와 세 개의 제1, 제2, 제3 페이징 Q 위상신호를 출력한다. 여기서, 본 발명에서는 페이징 신호 스펙트럼 확산 변조장치(110)에서 사용된 각 반송파의 위상은 상기 파일럿 신호 변조장치(108)에서 사용된 각 반송파들과 소정의 위상차를 갖도록 한다.

임의의 자연수 K 개의 트래픽 신호 스펙트럼 확산 변조장치(112-1 내지 112-K) 각각은 기지국 제어장치(106)로부터 입력된 사용자 데이터에 트래픽용 의사잡음 코드를 곱해 만들어진 트래픽 스펙트럼 확산신호로 주파수 f₁, f₂, f₃인 세 개의 반송파를 각각 변조하여, 세 개의 제1, 제2, 제3 트래픽 I 위상신호와 세 개의 제1, 제2, 제3 트래픽 Q 위상신호를 출력한다. 여기서, 본 발명에서 다수 개의 트래픽 신호 변조장치(112-1 내지 112-K) 각각에서 사용된 각 반송파의 위상은 상기 파일럿 신호 변조장치에서 사용된 반송파와 상기 기지국 제어장치(106)로부터 입력된 다수 반송파 각각의 위상 천이 값만큼 위상차를 갖도록 한다.

제1, 제3, 제5 결합기(114-1, 114-3, 114-5)는 각각 파일럿 신호, 페이징 신호, K 개의 트래픽 신호 스펙트럼 확산 변조장치(108, 110, 112-1 내지 112-K)의 제1, 제2, 제3 I 위상신호들을 더해서 각 반송파 주파수마다의 직교위상편이변조(QPSK: Quadrature Phase Shift Keying) 방식의 변조기(116-1 내지 116-3)로 각각 I 위상신호를 출력한다. 한편, 제2, 제4, 제6 결합기(114-2, 114-4, 114-6)는 각각 파일럿 신호, 페이징 신호, K 개의 트래픽 신호 스펙트럼 확산 변조장치(108, 110, 112-1 내지 112-K)의 제1, 제2, 제3 Q 위상신호들을 더해서 QPSK 변조기(116-1 내지 116-3)로 각각 Q 위상신호를 출력한다.

각각의 반송파 주파수마다 주어진 제1, 제2, 제3 QPSK 변조기(116-1 내지 116-3)는 각각 입력된 I 위상신호와 Q 위상신호를 이용해 중심 주파수 f₁, f₂, f₃인 무선 주파수로 변조한다.

각기 다른 주파수로 변조된 제1, 제2, 제3 QPSK 변조기(116-1, 116-2, 116-3)의 출력은 무선 주파수(RF: Radio Frequency) 결합기(118)에 의해 더해진 후, 증폭기(120)에 의해 증폭되어, 안테나(122)를 통해 송출된다.

여기서, 파일럿 신호 스펙트럼 확산 변조장치(108)와 제1, 제2, 제3 QPSK 변조기(116-1, 116-2, 116-3)는 다중 반송파 파일럿 신호 변조장치의 구성 요소이다. 마찬가지로, 페이징 및 트래픽 신호 스펙트럼 확산 변조장치(110, 112-1 내지 112-K)와 제1, 제2, 제3 QPSK 변조기(116-1 내지 116-3)는 각각 다중 반송파 페이징 및 트래픽 신호 변조장치의 구성 요소이다.

본 발명에서는 다중 반송파 부호분할다중접속 셀룰러 시스템의 기지국 송신 장치에서 사용자 구분을 위하여 사용하는 코드가 서로 직교하지 않을 때 발생하는 다중 접속 간섭의 주파수 간 상관 관계를 없애기 위해 각 사용자의 반송파 위상을 다른 주파수에서 다른 위상 관계를 갖도록 한다. 이를 위해 한 사용자의 다중 반송파의 위상을 호 설정 때마다 랜덤한 위상을 갖도록 한다.

즉, 기지국 제어장치(106)는 교환기(102)로부터 호 설정 요구를 받으면 반송파 수에 해당하는 수 만큼의 랜덤한 위상 값(q₁, q₂, q₃)과 신호 크기(A)를 발생한다. 그리고, 기지국 제어장치(106)는 이 위상 값을 포함하는 페이징 정보를 만들어 페이징 신호 스펙트럼 확산 변조장치(110)를 통해 해당 이동국을 호출하는 페이징 신호를 보낸다. 원래 이 페이징 정보는 이동국 고유의 정보를 포함하여, 그 페이징 신호를 복조한 해당 단말기가 자신에게 상대방이 호 설정 요구를 하였다는 것을 알 수 있게 하는 정보이다. 이와 동시에 기지국 제어장치(106)는 페이징 정보에 삽입한 랜덤 위상 값으로부터 cos q₁, sin q₁, cos q₂, sin q₂, cos q₃, sin q₃을 계산한 값을 K 개의 트래픽 신호 스펙트럼 확산 변조장치(112-1 내지 112-K) 중 하나의 트래픽 신호 스펙트럼 확산 변조장치에 입력한다.

아래 설명에서는 편이상 첫 번째 트래픽 신호 스펙트럼 확산 변조장치(112-1)를 선택한 경우를 예로 든다.

트래픽 신호 스펙트럼 확산 변조장치(112-1)는 교환기(102)로부터 기지국 제어장치(106)를 경유하여 입력되는 사용자 데이터로 변조된 반송파의 위상들이 파일럿 신호에 비하여 상기 기지국 제어장치(106)로부터 입력된 반송파 위상 값만큼 천이되도록 I 위상신호와 Q위상신호를 발생한다.

도 2는 본 발명에 따른 트래픽 신호 스펙트럼 확산 변조장치의 블럭 구성도 이다.

사용자 데이터가 기지국 제어장치(106)를 통해 입력되면, 이 데이터는 콘볼루셔널(convolutional) 엔코더(Encoder)(200)에서 채널 코딩 과정을 거친다. 이렇게 채널 코딩된 사용자 데이터는 심벌 반복 및 인터리버(202)를 통해 심벌 반복과 인터리빙 과정이 수행된다. 상기 심벌 반복 및 인터리버(202)의 출력은 직/병렬 변환기(204)를 통해 2 개의 병렬 데이터로 변환된다. 두 개의 병렬 데이터 중 하나는 I 위상신호용 코드 발생기(206)의 출력 코드와 제1 배타적논리합(exclusive-OR) 게이트(210)에 의해 배타적 논리합 과정이 수행되어, 스펙트럼 확산된다. 그리고, 나머지 하나의 병렬 데이터는 Q 위상신호용 코드 발생기(208)의 출력 코드와 제2 배타적 논리합 게이트(212)에 의해 배타적 논리합 과정이 수행되어, 스펙트럼 확산 된다. I 위상신호용 코드 발생기(206)와 Q 위상신호용 코드 발생기(208)는 기지국 제어장치(106)로부터 사용 코드 종류에 관한 명령을 받는다.

이렇게 발생된 두 스펙트럼 확산신호는 각각의 심벌 변환기(214, 216)에 의해 논리 1은 -1의 값으로, 논리 0은 +1의 값으로 변환된다.

이 변환된 두 병렬 데이터 심벌은 동시에 제1, 제2, 제3 파형 성형 및 위상 천이기(218, 220, 222)로 입력되어 파형 성형 및 위상 천이되고, 각 출력은 제1 내지 제6 결합기(114-1 내지 114-6)로 입력되어 전술한 바와 같이 다른 채널 심벌과 더해진다.

기지국 제어장치(106)에서 계산한 (cos q₁, sin q₁), (cos q₂, sin q₂), 및 (cos q₃, sin q₃)는 각각 제1, 제2, 제3 파형 성형 및 위상 천이기(218, 220, 222)로 입력된다.

도 3은 본 발명에 따른 파형 성형 및 위상 천이기의 블럭 구성도이다.

파형 성형 및 위상 천이기에는 이득(gain)을 제외한 모든 것이 동일한 4 개의 FIR(Finite Impulse Response) 필터(300-1 내지 300-4)가 구비된다. 기지국 제어장치(106)로부터 위상 정보(cos q, sin q)와 신호 크기 정보(A)를 받으면, 제1 FIR 필터(300-1)의 이득은 Acos q, 제2 FIR 필터(300-2)의 이득은 -Asin q, 제3 FIR 필터(300-3)의 이득은 Acos q, 제4 FIR 필터(300-4)의 이득은 Asin q 로 설정된다. 그리고, 제1 FIR 필터(300-1)의 출력과 제4 FIR 필터(300-4)의 출력은 제1 덧셈기 (302-1)에 의해 더해지고, 제2 FIR 필터(300-2)의 출력과 제3 FIR 필터(300-3)의 출력은 제2 덧셈기(302-2)에 의해 더해진다. 각 FIR 필터의 이득은 송신 전력이 변할 때마다 바뀌며, 입력은 +1 또는 -1 이므로 필터 내에서는 곱셈 연산없이 덧셈과 뺄셈만으로 파형 성형 및 위상 천이가 동시에 수행될 수 있다. 이 두 덧셈기(302-1, 302-2)의 출력은 각각 두 개의 디지탈-아날로그 변환기(D/A; 304-1, 304-2)에 의해 아날로그 신호로 변환된 후, 변조할 반송파에 따라 제1 및 제2 결합기(114-1, 114-2) 혹은 제3 및 제4 결합기(114-3, 114-4) 혹은 제5 및 제6 결합기(114-5, 114-6)로 출력되어 다른 사용자 데이터 변조 신호와 합쳐진다. 이와 같은 방법을 사용하면 여러 사용자가 같은 반송파를 사용하여도 서로 위상이 다른 반송파를 사용한 것과 같은 효과를 얻을 수 있다.

도 4는 이동국의 수신장치의 블럭 구성도이다.

이동 단말기에서 안테나(400)로 수신된 신호는 대역 여파기(402) 및 증폭기(404)를 통해 파일럿 수신장치(406)로 입력된다. 파일럿 수신장치(406)는 아무런 데이터 정보가 없는 파일럿 신호를 검출하여 코드 위상 및 반송파 위상 정보를 얻어내고 이를 단말기 제어장치(410)로 보고한다.

단말기 제어장치(410)는 파일럿 신호의 반송파 위상들로부터 이미 정해진 약속에 의하여 페이징 채널의 반송파 위상들을 계산하여 이를 정보 수신장치(408)로 코드 위상 정보와 함께 입력한다. 이 페이징 신호의 반송파 위상 정보 및 코드 위상 정보를 이용하여 정보 수신장치(408)는 페이징 신호를 복조하여 페이징 정보를 단말기 제어장치(410)로 전달하고, 다시 단말기 제어장치(410)는 이 페이징 정보 내에 있는 트래픽 신호의 반송파 위상 정보를 추출하여 이를 정보 수신장치(408)로 입력함과 동시에 정보 수신장치(408)에게 트래픽 신호 복조 모드로 동작하도록 명령한다. 이 명령을 받으면 정보 수신장치(408)는 트래픽 신호를 복조하여 단말기 제어 장치(410)로 전달한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명에 의하면, 기지국에서는 사용자마다 별도의 반송파를 사용하지 않고도 랜덤한 위상 차를 갖고 각 데이터를 변조 송신할 수 있다. 이와 같이 사용자마다, 주파수마다 랜덤한 위상 차를 갖는 반송파를 사용하여 변조하는 것과 같은 효과를 얻음으로써, 서로 다른 주파수에서의 다중 접속 간섭 간의 상관 관계를 없앨 수 있으며, 이는 다중 반송파 부호분할다중접속 시스템의 다중 코드 신호 발생 시에 발생하는 다중 접속 간섭의 주파수간 상관 관계에 의한 신호 처리 이득 저하를 막을 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 교환기와 연결되어 호 설정 요구를 받으면 반송파 수만큼의 랜덤한 위상 값을 발생하고, 상기 위상 값을 포함하는 페이징 정보를 출력하는 기지국 제어수단;

   상기 기지국 제어수단의 제어를 받아 스펙트럼 확산 변조된 I 위상신호용 파일럿 신호와 Q 위상신호용 파일럿 신호를 각각 반송파 수만큼 생성하는 파일럿 신호 변조수단;

   상기 파일럿 신호에 비해 소정의 위상차를 갖는 스펙트럼 확산 변조된 I 위상신호용 페이징 신호와 Q 위상신호용 페이징 신호를 각각 상기 반송파 수만큼 생성하는 페이징 신호 변조수단;

   상기 파일럿 신호에 비해 상기 기지국 제어수단으로부터 입력된 위상 천이 값만큼 상기 각 반송파간 위상차를 갖는 스펙트럼 확산 변조된 I 위상신호용 트래픽 신호와 Q 위상신호용 트래픽 신호를 각각 상기 반송파 수만큼 생성하는 다수 개의 트래픽 신호 변조수단;

   상기 각각의 반송파에 대응되는 상기 각각의 변조장치로부터 입력된 I 위상신호 혹은 Q 위상신호를 각각 결합하기 위한 다수 개의 결합수단;

   상기 각각의 반송파에 대응되는 상기 결합수단으로부터 입력된 I 위상신호와 Q 위상신호를 이용해 각각 무선 주파수로 변조하여 송출하는 무선 주파수 송출수단을 포함한 것을 특징으로 하는 다중 반송파 방식의 기지국 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 트래픽 신호 변조수단은,

   상기 기지국 제어수단으로부터 입력된 사용자 데이터를 부호화하는 부호화수단;

   상기 부호화된 사용자 데이터의 심벌을 반복하고 인터리빙하는 심벌 반복 및인터리빙수단;

   상기 심벌 반복 및 인터리빙수단의 출력을 적어도 두 개의 병렬 데이터로 변환하는 직/병렬 변환수단;

   상기 직/병렬 변환수단에 의해 변환된 각각의 병렬 데이터에 I 위상신호용 코드와 Q 위상신호용 코드를 각각 결합하여 스펙트럼 확산하는 스펙트럼 확산수단;

   상기 스펙트럼 확산된 I 위상신호와 Q 위상신호의 심벌을 각각 변환하는 심벌변환수단; 및

   상기 심벌변환수단으로부터 입력된 I 위상신호와 Q 위상신호를 각각 입력받아 각각의 반송파에 대응하여 파형 성형하고, 상기 기지국 제어수단으로부터 입력된 위상 천이 값만큼 위상을 천이시켜 각 반송파간 위상차를 갖도록 하는 파형 성형 및 위상 천이수단을 포함한 것을 특징으로 하는 다중 반송파 방식의 기지국 시스템.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 파형 성형 및 위상 천이수단은,

   상기 기지국 제어수단으로부터 입력된 위상값과 신호크기에 따라 이득이 제어되어, 상기 심벌 변환된 I 위상신호와 Q 위상신호를 각각 필터링하는 다수 개의 필터링수단;

   상기 다수 개의 필터링수단으로부터 I 위상신호와 Q 위상신호를 입력받아 이를 각각 가산하는 적어도 두 개의 가산수단; 및

   상기 가산수단 각각의 출력을 아날로그 신호로 변환하는 적어도 두 개의 디지탈/아날로그 변환수단을 포함한 것을 특징으로 하는 다중 반송파 방식의 기지국 시스템.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 필터링수단은,

   상기 기지국 제어수단에 의해 그 이득이 제어되는 FIR(Finite Impulse Response) 필터인 것을 특징으로 하는 다중 반송파 방식의 기지국 시스템.
5. 기지국 제어장치와, 파일럿 신호 변조장치, 페이징 신호 변조장치, 다수 개의 트래픽 신호 변조장치, 무선 주파수 송신장치를 포함하는 기지국, 이동국 제어장치, 파일럿 신호 수신장치, 그리고 정보 수신장치를 포함하는 이동국을 구비한 다중 반송파 이동통신 시스템에서의 다중 코드 파형 발생방법에 있어서,

   호 설정 요구가 수신되면 상기 기지국 제어장치에서 반송파의 위상 천이를 위한 위상 값을 랜덤하게 발생하는 제1단계와;

   상기 기지국 제어장치에 의해 발생된 상기 랜덤한 위상 값을 페이징 정보에 포함시켜 스펙트럼 확산 변조된 페이징 신호를 상기 이동국으로 전송함과 동시에 상기 스펙트럼 확산 변조된 트래픽 신호의 반송파 위상을 상기 위상 값만큼 천이시켜 각 반송파간 위상차를 갖도록 변조하는 제2단계;

   상기 스펙트럼 확산 변조된 파일럿 신호와, 페이징 신호, 그리고 트래픽 신호를 결합한 신호를 무선 주파수로 변환시켜 송출하는 제3단계;

   상기 전송된 파일럿 신호로부터 수신신호의 코드 위상과 각 반송파에 대한 위상 정보를 검출하는 제4단계;

   상기 파일럿 신호로부터 검출된 코드 위상과 각 반송파의 위상 정보를 이용해 상기 수신된 페이징 신호를 복조하여 상기 페이징 신호내에 포함된 트래픽 신호의 각 반송파의 위상 정보를 획득하는 제5단계; 및

   상기 획득한 수신 신호의 코드 위상과 상기 획득한 트래픽 신호의 반송파의 위상 정보를 이용해 상기 수신되는 트래픽 신호를 복조하는 제6단계를 포함한 것을 특징으로 하는 다중 반송파 이동통신 시스템에서의 다중 코드 파형 발생방법.
6. 동일한 데이터를 다수 개의 반송파를 통해 동시에 전송하고, 이를 복조하는 기지국과 이동국을 구비한 다중 반송파 이동통신 시스템에 있어서,

   상기 기지국은,

   교환기와 연결되어 호 설정 요구를 받으면 반송파 수만큼의 랜덤한 위상 값을 발생하고, 상기 위상 값들을 포함하는 페이징 정보를 출력하는 기지국 제어수단;

   상기 기지국 제어수단의 제어를 받아 스펙트럼 확산 변조된 I 위상신호용 파일럿 신호와 Q 위상신호용 파일럿 신호를 각각 반송파 수만큼 생성하는 파일럿 신호 변조수단;

   상기 파일럿 신호에 비해 소정의 위상차를 갖는 스펙트럼 확산 변조된 I 위상신호용 페이징 신호와 Q 위상신호용 페이징 신호를 각각 상기 반송파 수만큼 생성하는 페이징 신호 변조수단;

   상기 파일럿 신호에 비해 상기 기지국 제어수단으로부터 입력된 위상 천이 값만큼 상기 각 반송파간 위상차를 갖는 스펙트럼 확산 변조된 I 위상신호용 트래픽 신호와 Q 위상신호용 트래픽 신호를 각각 상기 반송파 수만큼 생성하는 다수 개의 트래픽 신호 변조수단;

   상기 각각의 반송파에 대응되는 상기 각각의 변조장치로부터 입력된 I 위상신호 혹은 Q 위상신호를 각각 결합하기 위한 다수 개의 결합수단;

   상기 각각의 반송파에 대응되는 상기 결합수단으로부터 입력된 I 위상신호와 Q 위상신호를 이용해 각각 무선 주파수로 변조하여 송출하는 무선 주파수 송출수단을 포함하며,

   상기 이동국은,

   상기 파일럿 신호로부터 수신신호의 코드 위상과 다수의 반송파 위상에 대한 정보를 검출하는 파일럿 신호 수신수단;

   상기 수신 신호의 코드 위상 및 반송파 위상 정보를 수신하여 상기 페이징 신호를 복조하고, 상기 페이징 신호로부터 트래픽 신호의 반송파 위상 정보를 수신하여 트래픽 신호를 복조하는 정보 수신수단; 및

   상기 파일럿 신호 수신수단과 상기 정보 수신수단을 제어하고, 상기 파일럿 신호 수신수단으로부터 입력된 수신신호의 다수의 반송파 위상을 이용해 상기 페이징 신호의 다수의 반송파 위상을 계산하여 상기 정보 수신수단으로 출력하고, 상기 정보 수신수단에 의해 복조된 페이징 정보로부터 트래픽 신호의 다수의 반송파 위상 정보를 계산 및 획득하여 상기 정보 수신수단으로 출력하는 이동국 제어수단을 포함한 것을 특징으로 하는 다중 반송파 방식의 이동통신 시스템.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 트래픽 신호 변조수단은,

   상기 기지국 제어수단으로부터 입력된 사용자 데이터를 부호화하는 부호화수단;

   상기 부호화된 사용자 데이터의 심벌을 반복하고 인터리빙하는 심벌 반복 및인터리빙수단;

   상기 심벌 반복 및 인터리빙수단의 출력을 적어도 두 개의 병렬 데이터로 변환하는 직/병렬 변환수단;

   상기 직/병렬 변환수단에 의해 변환된 각각의 병렬 데이터에 I 위상신호용 코드와 Q 위상신호용 코드를 각각 결합하여 스펙트럼 확산하는 스펙트럼 확산수단;

   상기 스펙트럼 확산된 I 위상신호와 Q 위상신호의 심벌을 각각 변환하는 심벌변환수단; 및

   상기 심벌변환수단으로부터 입력된 I 위상신호와 Q 위상신호를 각각 입력받아 각각의 반송파에 대응하여 파형 성형하고, 상기 기지국 제어수단으로부터 입력된 위상 천이 값만큼 위상을 천이시켜 각 반송파간 위상차를 갖도록 하는 파형 성형 및 위상 천이수단을 포함한 것을 특징으로 하는 다중 반송파 방식의 이동통신 시스템.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 파형 성형 및 위상 천이수단은,

   상기 기지국 제어수단으로부터 입력된 위상값과 신호 크기에 따라 이득이 제어되어, 상기 심벌 변환된 I 위상신호와 Q 위상신호를 각각 필터링하는 다수 개의 필터링수단;

   상기 다수 개의 필터링수단으로부터 I 위상신호와 Q 위상신호를 입력받아 이를 각각 가산하는 적어도 두 개의 가산수단; 및

   상기 가산수단 각각의 출력을 아날로그 신호로 변환하는 적어도 두 개의 디지탈/아날로그 변환수단을 포함한 것을 특징으로 하는 다중 반송파 방식의 이동통신 시스템.