KR20010028855A - Method For Broadband Code Division Multiple Access Transmission Of A Using Frequency Hopping - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이동 통신 방식에 관한 것으로, 상세하게는 이동 통신에서 사용되고 있는 CDMA(Code Division Multiple Access)방식에 주파수 호핑 방식(Frequency Hopping)을 적용하여 처리 이득(Processing Gain)은 그대로 유지하면서도 전송 대역을 확산시키도록 하는 주파수 호핑 방식을 이용한 광대역 시 디 엠 에이 전송방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mobile communication method. In detail, frequency hopping is applied to a code division multiple access (CDMA) method used in mobile communication to maintain a transmission band while maintaining a processing gain. The present invention relates to a wideband CD transmission method using a frequency hopping scheme to spread.
일반적으로, 이동 통신에 사용되고 있는 CDMA 방식은 같은 주파수 대역을 여러 사람이 나누어 쓰기 위하여 직교하는 코드(Orthogonal Code)를 이용하여 신호 대역에 비해 전송 대역폭을 크게 확산한 방식으로, 주파수 확산 방식에 따라 크게 DS-CDMA 방식과 주파수 호핑방식으로 분류된다.In general, the CDMA method used in mobile communication is a method in which the transmission bandwidth is greatly expanded compared to the signal band by using an orthogonal code for sharing the same frequency band by several people. It is classified into DS-CDMA method and frequency hopping method.
우리가 통상적으로 이동 통신망에서 사용하고 있는 CDMA 방식은 DS-CDMA 방식으로 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 기저대역의 신호(1)에 PN 코드(2)라는 대역 확산신호를 곱하여 전송하는 방식이고, 주파수 호핑방식은 군용장비에서 주로 사용하는 방식으로 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 기저대역의 신호(1a)를 일정한 주기로 캐리어(Carrier) 주파수(2a)를 변환시켜서 대역 확산 효과를 갖게 만드는 방식이다.In general, the CDMA scheme used in the mobile communication network is a DS-CDMA scheme, and as shown in FIG. 1, a baseband signal 1 is multiplied by a spread spectrum signal called a PN code 2 and transmitted. The frequency hopping method is mainly used in military equipment. As can be seen from FIG. 2, the frequency hopping method converts the baseband signal 1a at regular intervals into a carrier frequency 2a to have a spread spectrum effect. to be.
이러한 CDMA 방식들이 전송되는 원리는 주파수 확산에 따라 발생되는 처리 이득이라는 특성을 이용한 것이며, 처리 이득은 기저대역 신호의 주파수 대역과 확산된 주파수 대역과의 비로 정의되는데, 처리 이득은 클수록 충분한 C/N 비를 얻을 수 있으나 그에 따라 필요한 전송 주파수의 대역폭도 늘어나기 때문에 무한정 늘릴수 없고 전송에 필요한 일정한 값까지 유지되는 것이 바람직하다.The principle in which these CDMA schemes are transmitted is based on the processing gain generated by the frequency spread, and the processing gain is defined as the ratio of the frequency band of the baseband signal to the spread frequency band. Although the ratio can be obtained, the bandwidth of the required transmission frequency also increases, so it is desirable that the ratio cannot be increased indefinitely and maintained to a constant value required for transmission.
현재 이동 통신에 사용되고 있는 CDMA 방식은 첨부된 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 전송하고자 하는 9.6Khz의 기저대역 코딩된 데이터(11)에 1.23Mhz의 PN 코드(12)를 혼합기(13)를 이용하여 곱하여 주파수 대역을 확산시킨 다음 전송하게 되면 이동 통신 단말기는 PN 코드의 곱을 통해 대역 확산되어 수신되는 주파수에 설정된 주파수 대역을 갖는 국부 발진 주파수(14)를 곱하여 기저대역의 데이터만을 추출하게 된다.As can be seen in the accompanying FIG. 3, the CDMA scheme currently used for mobile communication uses a mixer 13 using a PN code 12 of 1.23Mhz for baseband coded data 11 of 9.6Khz to be transmitted. By multiplying and spreading the frequency band, the mobile communication terminal extracts only the baseband data by multiplying the local oscillation frequency 14 having the set frequency band by the frequency spread by the multiplication of the PN code.
상기한 바와 같은 종래의 CDMA 방식은 데이터의 양이 많지 않은 음성 신호의 전송에 대해서는 충분한 처리 이득을 제공하지만, 데이터의 양이 많고 실시간이 요구되는 동화상 등의 전송에서는 전송 속도가 늦어지기 때문에 실질적인 동화상의 구현이 실현되지 못하는 문제점이 있다.The conventional CDMA method as described above provides a sufficient processing gain for the transmission of a voice signal that does not have a large amount of data. However, since the transmission speed is slow in a large amount of data and a transmission such as a moving image requiring real time, a substantial moving image is obtained. There is a problem that the implementation of.
이를 극복하기 위하여 PN 코드의 주파수 대역을 5Mhz로 바꾼 방식이 제안되고는 있으나 이는 기존의 1.23Mhz의 PN 코드를 사용하는 방식과 호환이 이루어지지 않는 문제점이 있었다.In order to overcome this problem, a method of changing the frequency band of the PN code to 5Mhz has been proposed, but there is a problem in that it is not compatible with the existing method of using the 1.23Mhz PN code.
또한, 일 예를 들어 9.6Khz의 기저 대역을 1.23Mhz의 PN 코드로 대역 확산하게 되면 처리 이득이 128정도가 되어 음성신호를 전송하는데는 적당하나, 만약 96Khz의 대역폭을 갖는 화상 신호를 전송하면서 같은 처리 이득을 얻기 위해서는 12.3Mhz의 PN 코드값이 필요하므로, 이는 기존의 하드웨어로는 구현할 수 없는 문제점이 있었다.In addition, for example, when the baseband of 9.6Khz is spread with a PN code of 1.23Mhz, the processing gain is about 128, which is suitable for transmitting audio signals, but if it transmits an image signal having a bandwidth of 96Khz, In order to obtain a processing gain, a PN code value of 12.3Mhz is required, which has a problem that cannot be implemented by existing hardware.
본 발명은 전술한 바와 같은 제반적인 문제점을 감안한 것으로, 그 목적은 CDMA 방식과 주파수 호핑 방식을 혼합하여 처리 이득은 그대로 유지하면서도 전송 대역을 확산시킴으로써 전송 가능한 데이터의 양을 늘려 실시간의 전송이 요하는 동화상의 전송에 전송 지연의 발생을 배제하도록 한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned general problems, and an object thereof is to mix CDMA and frequency hopping methods to increase the amount of data that can be transmitted by spreading the transmission band while maintaining the processing gain. This eliminates the transmission delay in the transmission of moving images.
도 1은 일반적인 CDMA 전송 방식을 도시한 도면이고,1 is a diagram illustrating a general CDMA transmission scheme,
도 2는 일반적인 주파수 호핑 전송 방식을 도시한 도면이며,2 illustrates a general frequency hopping transmission scheme.
도 3은 종래의 이동 통신망에 사용되고 있는 CDMA 방식에서 전송 주파수 처리 과정을 도시한 도면이고,3 is a diagram illustrating a transmission frequency processing procedure in a CDMA method used in a conventional mobile communication network.
도 4는 본 발명에 따른 이동 통신망에서 주파수 호핑방식을 이용한 광대역 CDMA 전송 주파수 처리 과정을 도시한 도면이며,4 is a diagram illustrating a wideband CDMA transmission frequency processing process using a frequency hopping method in a mobile communication network according to the present invention.
도 5는 본 발명에서 적용한 주파수 배치도의 일 실시예이다.5 is an embodiment of a frequency diagram applied in the present invention.
＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞<Description of the code | symbol about the principal part of drawing>
21 : 기저대역신호 22 : PN 코드값21: baseband signal 22: PN code value
23 : 제1혼합기 24 : 주파수 호핑값23: first mixer 24: frequency hopping value
25 : 제2혼합기25: second mixer
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 기저대역의 신호에 PN 코드를 곱하여 대역확산시키는 과정과; 상기 대역확산된 신호를 주파수 호핑을 통해 광대역 확산한 다음 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a process for spreading the baseband signal by multiplying the PN code; And broadly spreading the spread spectrum signal through frequency hopping and transmitting the spread spectrum signal.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 주파수 호핑 방식을 이용한 광대역 CDMA 전송방법은, 9.6Khz 기저대역의 데이터 신호(21)와 1.23Mhz 대역의 PN 코드값(22)을 제1혼합기(23)를 통해 곱하여 1차적으로 대역확산을 수행한 다음 PN 코드값의 곱을 통해 확산된 신호를 제2혼합기(25)를 이용하여 다시 한번 주파수 호핑시켜 광대역으로 확산된 전송 주파수로서 전송되도록 한다.As can be seen in Figure 3, in the wideband CDMA transmission method using the frequency hopping method according to the present invention, the first mixer 23 combines the 9.6Khz baseband data signal 21 and the PN code value 22 of the 1.23Mhz band. After multiplying by), first spreading is performed, and then the signal spread through the product of the PN code values is frequency-hopped once again using the second mixer 25 so as to be transmitted as a transmission frequency spread over a wide band.
이때, PN 코드값에 의해 확산된 신호를 주파수 호핑을 하는 과정에서 어떤 채널의 어떤 코드로 호핑하여야 하는지에 대한 정보를 포함시켜 이동 통신 단말기에서의 수신시 해당 채널의 선택과 수신된 신호의 복원시 해당하는 국부 발진 주파수가 적용되도록 한다.In this case, information on which channel of which channel should be hopped in the process of frequency hopping the signal spread by the PN code value is included. Ensure that the corresponding local oscillation frequency is applied.
상기에서 PN 코드의 곱으로 대역 확산된 신호에 주파수 호핑을 통해 변경되는 주파수의 채널은 설정된 순서에 따라 수행되어지도록 한다.The channel of the frequency changed through frequency hopping on the signal spread by the product of the PN codes is performed in the set order.
전술한 바와 같이 기저대역의 신호에 PN 코드가 곱하여져 CDMA 방식의 신호로 대역 확산된 다음 주파수 호빙에 의해 광대역 확산되어 전송되는 신호를 이동 통신 단말기에서 수신 처리하는 과정은 다음과 같다.As described above, a process of receiving and processing a signal transmitted from a baseband signal by multiplying by a PN code, spreading by a CDMA signal, and spreading by wideband spreading by frequency hobbing, is performed as follows.
상기와 같이 광대역 확산되어 전송되는 신호를 수신하여 원래의 데이터를 복원하기 위해서는 이동 통신 단말기내에 랜덤(Random)한 국부 발진 주파수를 출력시키는 발진수단이 포함되며, 발진수단에서 출력되는 국부 발진 주파수는 광대역 확산 과정에서 변경되는 주파수 채널의 순서에 따라 출력되도록 한다.As described above, in order to recover the original data by receiving the wideband spread signal, oscillation means for outputting a random local oscillation frequency in the mobile communication terminal is included, and the local oscillation frequency output from the oscillation means is wideband. Output in order of frequency channel to be changed during the spreading process.
상기와 같이 PN 코드와 주파수 호핑으로 광대역 확산된 신호의 송수신 동작은 다음과 같다.As described above, the operation of transmitting and receiving the signal spread by the PN code and the frequency hopping is as follows.
기지국으로부터의 특정 채널이나 코드를 통해 인가되는 착신호에 따라 이동 통신 단말기가 응답하여 기지국과 이동 통신 단말기간의 호가 설정되면 기지국은 이동 통신 단말기측에 주파수 호핑한 채널과 코드의 정보가 수록되어 있는 시드(seed)를 이동 통신 단말기측에 전송한 다음 전송하고자 하는 기저대역의 신호에 대하여 PN 코드와 주파수 호핑 방식의 혼합을 통한 광대역 확산으로 주파수 천이를 수행하여 전송 주파수를 출력한다.When a call is established between the base station and the mobile terminal in response to an incoming call applied through a specific channel or code from the base station, the base station seeds the frequency hopping channel and code information on the mobile terminal. After transmitting (seed) to the mobile communication terminal side, a frequency shift is performed by wideband spreading through a mixture of a PN code and a frequency hopping scheme for a baseband signal to be transmitted, and outputs a transmission frequency.
상기와 같이 광대역 확산을 통해 전송되는 신호가 이동 통신 단말기에 수신되어지면 이동 통신 단말기는 호 설정시 기지국으로부터 수신한 시드의 정보에 따른 국부 발진의 수행으로 도 5에서 알 수 있는 바와 같이 각 사용 주파수의 채널들을 랜덤하게 변경시켜 전송되는 신호를 원래의 음성 또는 영상으로 복조하여 음성 출력수단 또는 표시수단을 통해 사용자에게 출력하여 준다.As described above, when a signal transmitted through broadband spreading is received by the mobile communication terminal, the mobile communication terminal performs local oscillation according to the seed information received from the base station at the time of call setup. Channels are randomly changed to demodulate the transmitted signal into the original audio or video and output to the user through audio output means or display means.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 이동 통신에서 기저대역의 신호를 PN 코드와 주파수 호핑 방식을 혼용하여 주파수의 대역 확산을 수행하므로 전송되는 데이터의 양을 증가시켜 실시간의 전송이 요구되는 동화상의 전송에 안정성과 신뢰성이 제공되며, 이동 통신 단말기와 기지국간 특별한 채널이나 코드를 통해 호 설정이 이루어지는 경우 광대역 확산되는 채널 정보를 시드로 수신함으로써 주파수 천이되어 수신되는 각 채널들의 신호를 안정되게 수신할 수 있게 된다.As described above, the present invention performs baseband spreading of a baseband signal by using a PN code and a frequency hopping scheme in mobile communication, thereby increasing the amount of data to be transmitted and thus providing a moving picture requiring real-time transmission. Stability and reliability are provided, and when the call setup is made through a special channel or code between the mobile communication terminal and the base station, by receiving the channel information spread over a wide band as a seed, it is possible to stably receive the signals of each channel received due to frequency shift. do.
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