KR20010027280A - 다중 전송률을 지원하기 위한 병렬조합 적응형 통신시스템 및 그 방법 - Google Patents
다중 전송률을 지원하기 위한 병렬조합 적응형 통신시스템 및 그 방법 Download PDFInfo
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Abstract
1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 다중 전송률을 지원하기 위한 병렬조합 적응형 통신시스템 및 그 방법에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은, 기지국이 보유하고 있는 전체 확산부호의 수와 단말국에 할당된 예비 확산부호 중에서 데이터 전송을 위해 선택하는 확산부호 수의 조합에 의해 가변적으로 데이터의 전송률을 결정하고, 확산부호 반복 기법을 사용하여 데이터의 전송률을 더욱 세밀하게 조정할 수 있는 다중 전송률을 지원하기 위한 병렬조합 적응형 통신시스템 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하고자 함.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 다중 전송률을 지원하기 위한 병렬조합 적응형 통신시스템에 있어서, 단말국에서 요구하는 서비스 종류에 대한 정보를 입력받아 데이터 전송률을 결정하고 해당 단말국에 할당되어 있는 비축부호들 중 선택된 소정 개수의 확산부호를 이용하여 데이터의 전송률을 맞추는 송신수단; 및 상기 송신수단으로부터 전송된 확산부호와 그에 따른 수신 데이터를 복조하는 수신수단을 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 병렬조합 적응형 통신시스템 등에 이용됨.
Description
본 발명은 다중 전송률을 지원하기 위한 병렬조합 적응형 통신시스템 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것으로, 특히 통신시스템의 다중부호 코드분할다중접속(CDMA : Code Division Multiple Access) 방식을 이용하여 가변적인 데이터 전송률을 적응적으로 변화시키는 병렬조합 적응형 통신시스템 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.
여기서, 다중 부호(multi-code) CDMA 방식이란 사용자가 신호 기본 전송률의 M배를 요구할 때, 신호 배열을 직/병렬(serial to parallel)로 변환하여 서로 다른 코드로 부호화하고 이를 더해서 전송하는 것을 말한다. 다중 부호 CDMA 시스템은 다중 경로 손실에 강한 CDMA시스템의 장점을 잃지 않으면서도 한 사용자에 대한 접속 용량을 극대화하여 제공할 수 있는 특성을 가진다.
따라서, 다중 부호 CDMA 시스템의 장점은 멀티미디어 서비스에 있어서의 유용성을 들 수 있다. 즉, 멀티미디어 서비스를 하는 데에 있어서 음성, 화상, 데이터 신호가 각각 요구하는 서비스 품질(QOS)과 전송률은 다르지만 부호 수를 조절함으로써, 각 서비스가 요구하는 서비스 품질과 전송률을 충족시킬 수 있는 것이다. 이 외에 다중 부호 CDMA시스템이 가지는 중요한 특성을 전송률 양자화와 동기화/포착측면에서 정리하면 다음과 같다.
먼저, 전송률 양자화는 다중부호 CDMA의 각 부호를 전송할 수 있도록 해주고, 또한 병렬로 전송되는 M개의 부호를 이용하여 한 사용자가 기본 전송 용량의 M배 만큼 전송할 수 있도록 해준다.
다음, 일반적인 CDMA의 수신단은 동기화/포착을 수행하는 부가적인 시스템을 필요로 하지만 이러한 특성에도 불구하고 다중 부호 CDMA수신기는 동기화/포착을 하는데 있어서 수신기의 구조를 그리 복잡하게 하지 않는다. 따라서, 병렬로 전송되는 신호가 겪는 다중 경로 지연 확산이 같으므로 병렬로 전송되는 모든 부호는다중 경로 수신기에 대해 채널추정회로(Searcher Circuit)를 하나만 필요로 하게 된다.
도 1 은 일반적인 다중 부호 시스템에서 가우시안 채널의 이론적인 비트오률의 성능을 나타낸 설명도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 비트오률 값이 10-6일 때를 기준으로 살펴보면,부호의 수가 2, 3으로 늘어남에 따라 단일 부호를 사용하였을 때보다 각각 3dB, 6dB의 성능 향상을 보임을 알 수 있다.
그러나, 이러한 성능 향상은 다중부호 CDMA시스템에서 부호의 수를 증가시킬 때 마다 증가시킨 부호를 보내는데 전력이 더 필요하게 되므로, 일반적인 CDMA 시스템에 비해 확산부호의 증가만큼 전력을 더 사용하는 것에 기인한 것이다.
따라서, 종래의 다중 전송률을 지원하고자 하는 방식으로는 가변적으로 변복조 방식을 채택하거나 소스 부호화, 채널 부호화에서 가변적으로 부호화률을 채택하는 방식 등이 있었다. 이러한 방식들은 변/복조 및 부호화 방식 자체를 절체함으로 시스템의 복잡도를 증가시키는 문제점이 있었다.
또한, 이러한 방식들은 전송률 자체가 가변적이므로 전송 주파수를 가변시켜야 하는 문제점도 있었다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 기지국이 보유하고 있는 전체 확산부호의 수와 단말국에 할당된 예비 확산부호 중에서 데이터 전송을 위해 선택하는 확산부호 수의 조합에 의해 가변적으로 데이터의 전송률을 결정하고, 확산부호 반복 기법을 사용하여 데이터의 전송률을 더욱 세밀하게 조정할 수 있는 다중 전송률을 지원하기 위한 병렬조합 적응형 통신시스템 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1 은 일반적인 다중 부호 시스템에서 가우시안 채널의 이론적인 비트오률의 성능을 나타낸 설명도.
도 2 는 본 발명에 따른 BPSK 변조 방식을 사용하는 시스템에서 Mc(다중 부호의 수)가 1일때 병렬 조합 적응형 CDMA 방식을 사용할 경우 Mr(예비 부호의 수)의 변화에 따른 비트오률의 성능을 나타낸 설명도.
도 3 은 본 발명에 따른 다중 전송률을 지원하기 위한 병렬조합 적응형 통신시스템의 일실시예 구성도.
도 4 는 상기 도 3의 송신처리부에 대한 일실시예 구성도.
도 5 는 본 발명에 따른 다중 전송률을 지원하기 위한 병렬조합 적응형 통신방법에 대한 일실시예 흐름도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
311 : 데이터 전송률 결정부 312 : 부호확산 결정부
313 : 송신 처리부 321 : 부호 역확산부
322 : 부호 결정부 323 : 복조부
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 다중 전송률을 지원하기 위한 병렬조합 적응형 통신시스템에 있어서, 단말국에서 요구하는 서비스 종류에 대한 정보를 입력받아 데이터 전송률을 결정하고 해당 단말국에 할당되어 있는 비축부호들 중 선택된 소정 개수의 확산부호를 이용하여 데이터의 전송률을 맞추기 위한 송신수단; 및 상기 송신수단으로부터 전송된 확산부호와 그에 따른 수신 데이터를 복조하기 위한 수신수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명은, 다중 전송률을 지원하기 위한 병렬조합 적응형 통신시스템에 적용되는 병렬조합 적응형 통신 방법에 있어서, 단말국에서 요구하는 서비스 종류에 대한 정보를 입력받아 데이터 전송률을 결정하고 해당 단말국에 할당되어 있는 비축부호들 중 선택된 소정 개수의 확산부호를 이용하여 데이터의 전송률을 조절하는 제 1 단계; 및 수신단으로 전송된 확산부호와 그에 따른 수신 데이터를 복조하는 제 2 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 프로세서를 구비한 병렬 조합 적응형 통신시스템에, 단말국에서 요구하는 서비스 종류에 대한 정보를 입력받아 데이터 전송률을 결정하고 해당 단말국에 할당되어 있는 비축부호들 중 선택된 소정 개수의 확산부호를 이용하여 데이터의 전송률을 조절하는 기능; 및 수신단으로 전송된 확산부호와 그에 따른 수신 데이터를 복조하는 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 2 는 본 발명에 따른 BPSK 변조 방식을 사용하는 시스템에서 Mc(다중 부호의 수)가 1일때 병렬 조합 적응형 CDMA 방식을 사용할 경우 Mr(예비 부호의 수)의 변화에 따른 비트오률의 성능을 나타낸 설명도이다.
도 2에 나타나 있는 바대로 비축하는 부호의 수가 증가할수록 반복할 수 있는 횟수가 증가하므로 성능 향상량도 더욱 증가하게 된다.
따라서, 사용자는 임의 개수의 비트를 관찰한 후 기지국에서 할당한 Mr(예비 부호의 수)개의 확산부호 중 전송하고자 하는 정보비트열에 대응되는 하나 또는 다수(Mc개)의 확산부호를 선택하여 사용함으로써, 하나의 심볼에 보다 많은 정보비트의 전송을 가능하도록 한다. 또한, 동일 전송률을 유지한다고 가정하면 그만큼 반복이 가능하므로 이로 인한 성능 향상을 더욱 기대할 수 있다.
도 3 은 본 발명에 따른 다중 전송률을 지원하기 위한 병렬조합 적응형 통신시스템의 일실시예 구성도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 병렬조합 적응형 통신시스템은, 데이터 전송률 결정부(311), 부호확산 결정부(312) 및 송신처리부(333)로 이루어진 기지국 송신단(31)과, 부호 역확산부(321), 부호 결정부(322) 및 복조부(323)로 이루어진 단말국 수신단(32)으로 구성된다.
데이터 전송률 결정부(311)가 단말국에서 요구하는 서비스 종류에 대한 정보를 입력받아 서비스에 적합한 데이터의 전송률을 결정하고 결정한 데이터 전송률을 제어하기 위한 제어신호를 부호확산 결정부(312)로 제공하면, 부호확산 결정부(312)는 데이터 전송률 결정부(311)로부터 전달되는 제어신호에 따라 Mr(단, Mr은 자연수)개의 비축부호를 송신 처리부(313)로 출력한다.
이때, 출력되는 Mr개의 비축부호는 해당 단말국에 할당되어 있는 부호들로서, 단말국으로 송신되는 데이터의 확산부호를 결정하여 준다.
이어서, 송신처리부(313)에서는 Mr개의 비축부호 중 선택된 Mc(단, Mc는 자연수)개의 확산부호를 이용해 데이터를 확산하고 확산된 데이터의 전송률을 맞추기 위하여 확산부호를 반복한다.
한편, 부호 역확산부(321)는 송신단으로부터 전송된 확산 부호를 역확산하고, 부호 결정부(322)에서 확산된 데이터의 반복된 횟수 만큼 심볼을 관찰한 후 송신 부호를 결정하면 복조부(323)에서는 수신된 확산부호에 따른 수신 데이터를 복조한다.
도 4 는 상기 도 3의 송신처리부에 대한 일실시예 구성도이다.
도 4에 도시된 바와 갈이, 송신처리부(313)는, 직렬입력되는 데이터를 다수의 병렬데이터로 변환하기 위한 직/병렬 변환기(41)와, 직/병렬 변환기(41)에 의해 변환된 병렬데이터와 부호확산 결정부(312)로부터 제공되는 Mr개의 비축부호를 입력받아 Mc개의 왈시(walsh)코드들을 출력하는 왈시코드 생성기(42)와, 왈시코드 생성기(42)로부터 전달된 다수의 왈시코드를 가산하기 위한 가산기(43)와, 가산기(43)로부터 전달된 왈시코드와 동상(I)채널의 데이터 및 직교(Q)채널의 데이터를 각각 승산하기 위한 제1 및 제2 승산기(44,45)와, 제1 및 제2 승산기(44,45)로부터 전달된 데이터를 복합 의사잡음코드 부호로 확산하기 위한 부호 확산기(46)와, 확산된 부호의 심볼을 반복하기 위한 심볼 반복기(47)로 구성된다.
여기서, 왈시코드 생성기(42)는 직/병렬 변환기(41)로부터 입력되는 병렬데이터에 각각, 부호확산 결정부(312)로부터 제공되는 Mr개의 비축 부호중 선택되는 Mc개의 비축부호를 실어서 왈시코드를 생성한다.
즉, 직/병렬 변환기(41)로 k+1개의 데이터가 입력되면 왈시코드 생성기(42)에서는 k개의 비트를 관찰하여 Mr개의 비축 부호 중 전송하고자 하는 Mc개의 다중부호를 결정한다. 왈시코드 생성기(42)에서 결정된 Mc개의 다중 부호를 이용하여 직/병렬 변환기(41)에서의 마지막 데이터에 해당하는 k+1번째 데이터를 확산한다. 이어서, 다중부호 확산이 끝나면 전송률을 맞추기 위하여 k+1번의 심볼 반복을 수행한다.
본 발명에 따른 일련의 과정을 보다 상세히 살펴보면 다음과 같다.
송신 처리부(313)에서는 데이터가 직/병렬 변환되어 k+2 비트가 다중 부호 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)로 변조되어 동시에 전송된다. 왈시코드 생성기(42)는 k개의 정보비트를 이용하여 Mr개의 비축 부호 중에서 Mc개의 부호를 선택한다. 전송 비트 수와 다중 부호 수의 관계는 다음의 [수학식 1]과 같다.
여기서, ??x??는 x보다 크지 않은 정수를 나타내며, p는 PSK(Phase Shift Keying)변조에서 심볼당 비트 수를 나타낸다. 예를 들어 QPSK 시스템에서는 p가 2이고 하나의 심볼에 2개의 비트가 전송되었으므로, 상기의 다중부호 방식을 사용한다면 선택된 부호를 전송함으로써 k+2비트를 전송하는 것과 같다. 만약, 정보 전송률을 동일하게 유지하려면 k/2+1번의 심볼 반복을 할 수 있을 것이다. 또한, BPSK 시스템의 경우 p는 1이 되고, k=??log2 MrCMc??이므로 하나의 심볼을 통해 k+1 비트가 전송된다. 다음의 [표 1]과 [표 2]는 각각 QPSK와 BPSK 시스템에서 Mr과 Mc에 따른 k값을 나타낸다.
도 5 는 본 발명에 따른 다중 전송률을 지원하기 위한 병렬조합 적응형 통신 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 다중 전송률을 지원하기 위한 병렬 조합 적응형 통신 방법은, 기지국내의 송신단(31)에서 서비스 종류에 대한 정보를 입력받아 서비스에 적합한 데이터의 전송률(R)을 결정한다(501). 이때, 시스템의 기본 전송률(최저 전송률)이 Ro이면 데이터 전송률 R = (a/b)Ro이다. 여기서 a, b는 서로 소인 양의 정수이고, a/b는 기약 분수이다.
이어서, 송신단(31)에서는 데이터 전송률에 따른 확산 부호 수(Mr,Mc)의 값을 정한다(502). 여기서, 최종 전송률이 (a/b)Ro가 되게 하려면 a개의 코드를 전송하는 대신 b번 반복 해주면 된다. 이때, Mc는 a가 되고, Mr은 a와 b를 [수학식 1]에 대입하여 구한다. 이렇게, Mr과 Mc 값이 정해지면 선택된 Mc개의 확산부호를 이용해 데이터를 확산한다(503).
따라서, 데이터의 확산이 완료되면 원하는 데이터 전송률(R)을 맞추기 위하여 확산부호를 b번 반복한다(504).
한편, 단말국내의 수신단(32)에서는 송신단(31)에서 수행된 작업을 역으로 수행한다. 즉, 전송된 확산부호를 판단하고(505), 수신된 확산부호에 따른 수신 데이터를 판단한다(506).
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명은, CDMA 방식을 사용하는 통신시스템에서 멀티미디어 서비스를 위해 데이터 전송률을 가변할 경우, 종래의 하드웨어에 큰 부가적인 복잡도의 증가없이 데이터 전송률을 변화시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 병렬조합 적응형 CDMA 방식은 다중 부호 CDMA방식에 비해 세밀하게 데이터 전송률을 변화시킬 수 있는 효과가 있다.
Claims (8)
- 다중 전송률을 지원하기 위한 병렬조합 적응형 통신시스템에 있어서,단말국에서 요구하는 서비스 종류에 대한 정보를 입력받아 데이터 전송률을 결정하고 해당 단말국에 할당되어 있는 비축부호들 중 선택된 소정 개수의 확산부호를 이용하여 데이터의 전송률을 맞추기 위한 송신수단; 및상기 송신수단으로부터 전송된 확산부호와 그에 따른 수신 데이터를 복조하기 위한 수신수단을 포함하는 다중 전송률을 지원하기 위한 병렬조합 적응형 통신시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 송신수단은,단말국에서 요구하는 서비스 종류에 대한 정보를 입력받아 데이터의 전송률을 결정하고, 결정한 데이터 전송률을 제어하기 위한 제어신호를 전달하는 데이터 전송률 결정수단;상기 데이터 전송률 결정수단으로부터 전달된 제어신호에 따라 비축부호를 출력하는 부호확산 결정수단; 및상기 부호확산 결정수단으로부터 제공되는 비축부호 중에서 선택된 상기 소정 개수의 확산부호를 이용해 데이터를 확산하고 확산된 부호의 심볼을 반복하는 송신 처리수단을 포함하는 다중 전송률을 지원하기 위한 병렬조합 적응형 통신시스템.
- 제 2 항에 있어서,상기 송신 처리수단은,직렬입력되는 데이터를 다수의 병렬데이터로 변환하기 위한 직/병렬 변환수단;상기 직/병렬 변환수단에 의해 변환된 병렬데이터에, 상기 부호확산 결정수단으로부터 제공되는 비축부호 중에서 선택된 소정 개수의 다중 부호를 실어서 왈시(walsh)코드들을 생성하는 왈시코드 생성수단;상기 왈시코드 생성수단으로부터 전달된 다수의 왈시코드를 가산하기 위한 가산수단;상기 가산수단으로부터 전달된 왈시코드와 제1 채널의 데이터를 승산하기 위한 제1 승산수단;상기 가산수단으로부터 전달된 왈시코드와 제2 채널의 데이터를 승산하기 위한 제2 승산수단;상기 제1 및 제2 승산수단으로부터 전달된 데이터를 복합 의사잡음코드 부호로 확산하기 위한 부호 확산수단; 및상기 부호 확산수단을 통해 확산된 부호의 심볼을 반복하기 위한 심볼 반복수단을 포함하는 다중 전송률을 지원하기 위한 병렬조합 적응형 통신시스템.
- 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,상기 수신수단은,상기 송신수단으로부터 전송된 확산부호를 역확산하기 위한 부호 역확산수단;상기 부호 역확산수단으로부터 확산된 데이터의 반복 횟수 만큼 심볼을 관찰한 후 송신부호를 결정하는 부호 결정수단; 및상기 부호 결정수단에서 결정된 확산부호에 따라 수신 데이터를 복조하는 복조수단을 포함하는 다중 전송률을 지원하기 위한 병렬조합 적응형 통신시스템.
- 다중 전송률을 지원하기 위한 병렬조합 적응형 통신시스템에 적용되는 병렬조합 적응형 통신 방법에 있어서,단말국에서 요구하는 서비스 종류에 대한 정보를 입력받아 데이터 전송률을 결정하고 해당 단말국에 할당되어 있는 비축부호들 중 선택된 소정 개수의 확산부호를 이용하여 데이터의 전송률을 조절하는 제 1 단계; 및수신단으로 전송된 확산부호와 그에 따른 수신 데이터를 복조하는 제 2 단계를 포함하는 다중 전송률을 지원하기 위한 병렬조합 적응형 통신방법.
- 제 5 항에 있어서,상기 제 1 단계는,송신단에서 서비스의 종류에 따라 데이터 전송률을 결정하는 제 3 단계;데이터 전송률에 따라 비축부호를 결정하는 제 4 단계;상기 결정된 비축부호 중에서 선택된 상기 소정 개수의 확산부호를 이용해 데이터를 확산하는 제 5 단계;확산된 데이터의 전송률을 조절하기 위해 확산부호 반복 횟수를 결정하여 심볼을 반복하는 제 6 단계를 포함하는 다중 전송률을 지원하기 위한 병렬조합 적응형 통신방법.
- 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,상기 제 2 단계는,수신단으로 전송된 확산 부호를 판단하는 제 7 단계; 및수신된 확산 부호에 따라 수신 데이터를 복조하는 제 8 단계를 포함하는 다중 전송률을 지원하기 위한 병렬조합 적응형 통신방법.
- 프로세서를 구비한 병렬 조합 적응형 통신시스템에,단말국에서 요구하는 서비스 종류에 대한 정보를 입력받아 데이터 전송률을 결정하고 해당 단말국에 할당되어 있는 비축부호들 중 선택된 소정 개수의 확산부호를 이용하여 데이터의 전송률을 조절하는 기능; 및수신단으로 전송된 확산부호와 그에 따른 수신 데이터를 복조하는 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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KR1019990038966A KR20010027280A (ko) | 1999-09-13 | 1999-09-13 | 다중 전송률을 지원하기 위한 병렬조합 적응형 통신시스템 및 그 방법 |
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1999
- 1999-09-13 KR KR1019990038966A patent/KR20010027280A/ko not_active Application Discontinuation
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