KR20020051360A

KR20020051360A - 무선 통신 시스템에서의 신호 감쇠 보상을 위한 적응형코드 분할 다중 접속 방법

Info

Publication number: KR20020051360A
Application number: KR1020000080198A
Authority: KR
Inventors: 황금찬
Original assignee: 김명수; 연세대학교
Priority date: 2000-12-22
Filing date: 2000-12-22
Publication date: 2002-06-29
Also published as: KR100355989B1

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서의 신호 감쇠 보상을 위한 적응형 코드 분할 다중 접속(CDMA : Code Division Multiple Access) 방법에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 CDMA 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에 있어서, 단말국에서 제어국으로 강우 감쇠량을 보고하고, 제어국은 단말국에서 보고된 감쇠량에 따라 단말국이 다음 시점에 겪을 감쇠량의 정도를 예측하여 비축된 직교 부호 중 각 단말국에 할당하여야 직교 부호의 수를 결정하고, 제어국에서 결정된 직교 부호를 해당 단말국에 할당하고, 단말국은 송신단에서 할당된 직교 부호들 중에서 각 정보 데이터마다 전송하여야 할 직교 부호를 결정하여 전송하고, 수신단에서는 수신된 직교 부호에서 정보 데이터를 추출하는 작업을 수행하는 적응형 CDMA 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따르면 CDMA 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 신호의 페이딩이 발생할 경우, 사용자가 겪고 있는 감쇠의 양에 따라 적응적으로 감쇠를 극복할 수 있고, 따라서, 신호 감쇠로 인한 서비스 성능의 저하와 링크 가용도의 감소가 있을 경우 종래의 하드웨어에 큰 부가적인 복잡도의 증가 없이 성능 및 링크 가용도를 증가시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

무선 통신 시스템에서의 신호 감쇠 보상을 위한 적응형 코드 분할 다중 접속 방법 {Adaptive Code Division Multiple Access for Compensation of Signal Attenuation in Wireless Communication System}

현대화 같은 정보화 사회에서 통신 기술은 가장 핵심이 되는 기술중의 하나이며 이러한 통신에 있어서 가장 큰 이슈로 작용하는 것은 '어떻게 하면 제한된 환경 속에서 최대의 전송 속도를 낼 수 있을까?'라고 할 수 있다.

이는 최소의 비용으로 최대의 효과를 얻는 통신 기술에 대한 고민이며 이에 대한 해결 방법이 바로 다중 접속 방식이라고 할 수 있다.

다중 접속 방식이란 제한된 자원을 효율적으로 이용함으로써, 회선 사용율을 최대로 높이는 기술을 의미한다. 오랜 시간동안 여러 공학인들이 연구한 결과, 여러 가지 다양한 방법이 존재하게 되었는데, 그 방식 중에서 가장 대표적인 방법이시분할 다중 접속(TDMA : Time Division Multiple Access)방법, 주파수 분할 다중 접속(Frequency Division Multiple Access)방법 및 코드 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access)방법이라고 할 수 있다.

시분할 다중 접속 방식은 각 무선 채널이 여러개의 시구간(Time Slot)으로 구성되며, 각 사용자들에게 특정의 주파수/시구간이 할당되어진다. 따라서 하나의 셀 안에서 하나의 이동국만 특정시간에 주어진 주파수를 사용할 수 있다.

코드 분할 다중 접속 방식은 하나의 셀을 하나의 넓은 대역으로 분포시키고, 각 신호들은 서로 다른 부호로 확산되어 구별이 가능하게 된다. TDMA방식과 CDMA방식에서는 기지국의 무선 하드웨어를 여러 사용자가 이용할 수 있는 이점이 있으며 디지털 시스템은 각 기지국 당, 주파수 대역 당 더 많은 가입자를 수용하여 고밀집의 지역에서도 경제적으로 서비스를 제공할 수 있다.

종래의 TDMA와 CDMA에 대하여 좀더 구체적으로 설명한다.

TDMA는 이름 그대로 시간을 분할하여 정보를 전송하는 방식이다.

음성망에서 회선을 사용하는데 있어서 항상 전 회선을 사용하여야 하는 것은 아니며 음성이 차지하는 정보량이 회선 전체를 차지 할 만큼 크지 않으므로 이러한 작은 정보량의 음성을 모아서 하나의 선로로 전송함으로써 회선의 효율을 높일 수 있는데 예를 들면, 여러 사림이 대화를 나눌 때 시간차를 두고 차례차례 이야기하면 한사람씩 차례로 시간을 나누어 씀으로써 모든 사람이 이야기 할 수 있는 원리를 데이터 통신에 적용하여 송신 대역을 시간축의 타임 슬롯으로 구분하고 각 타임슬롯을 복수의 단말장치(이동국)로 할당함으로써 1개의 송신대역(주파수 채널)내의 복수의 기지국에 단말장치가 접속되도록 하는 방법이다.

이러한, TDMA방식은 유럽의 GSM(Group Special Mobile)과, 북미의 IS-54 및 일본의 PDC(Personal Digital Cellular) 등이 있는데 이들 중 GSM방식을 예를 들어 설명하면,

유럽내 여러개의 아날로그 이동 통신 방식의 존재에 의한 사용자의 불만과 디지털 유선망의 접속을 위하여 82년 CEPT(Conference of European Postal and Telecommunication Administrations)로 하여금 "Group Special Mobile"구성하도록 하였으며, 이 모임의 결과가 GSM 시스템이다. 처음에는 좀더 나은 질과 범 유럽의 로밍(Roming), FAX, E-mail, File 등의 데이터의 전송 등을 목표로 하였으며, 저가의 시스템과 증가된 주파수 효율 등 부수적인 효과를 야기하였으며 최종적으로 장래의 시스템을 수용할 수 있는 개방성 등을 고려하게 되었다.

GSM은 하나의 무선 채널당 8개의 시구간으로 구성하였으며, 각 사용자는 매 8번째 시구간에 송신하고 해당 시구간에 수신하게 된다. 따라서 기지국은 8채널당 하나의 빠른 송수신기만 설치하면 되고 송수신 슬롯 스태거링(Slot Staggering)으로 이동국의 Duplex 필터의 설계가 용이하며, 송신 시구산과 수신 시구간 사이의 기간 중에 송신함으로써 핸드오버의 결정에 이용할 수 있다. 또한, 시구간마다 주파수를 바꾸는 주파수 도약 방식(Frequency Hopping)의 사용으로 간섭 다중화(Interference Diversity)를 구현하였으며, 특히 불연속 송신(Discontinuous Transmission)에 유용하다.

CDMA는 이와는 전혀 다른 방법이라 할 수 있다. CDMA의 기본적인 개발은 군사용 목적으로 1960년대에 이루어 졌으며, 당시에는 다중화의 목적보다는 암호화라는 목적에 더 큰 비중이 있었다. 이때에 개발된 방식이 FS(Frequency Hoping) 방식의 CDMA였고 이 방식의 원리는 어떠한 정보를 전송할 때 그 주파수 선택에 있어서 난수표를 사용하여 어떤 주파수를 사용할지 적이 모르도록 전송하는 것이었다.

이러한 방식은 현재까지도 군용 무전기에 사용되고 있는데, 이러한 경우 다중화 효율은 떨어지는 반면 암호화의 경우 높은 신뢰도를 나타낼 수 있다.

셀룰러 시스템을 위하여 개발된 CDMA방식은 QUALCOMM사가 제한한 방식이 미국내에서 IS-95로 표준화되었다.

아날로그 이동 통신 가입자의 폭발적인 수요 증가로 구내에서도 디지털방식의 이동 통신 시스템 도입이 요구되어 91년부터 CDMA방식의 제안사인 QUALCOMM사와 공동개발 계약을 수립하고 개발을 시작하여, 기본적인 호처리 기능을 구현한 시스템이 94년 4월 완료되어 현재까지 이동 통신에서 성공리에 운영되고 있다.

CDMA에 대하여 설명하기 위하여 미국의 무선접속(CAI : Common Air Interface)규격표준인 IS-95에 관하여 간략히 서술한다.

북미의 CDMA CAI인 IS-95에서는 많은 사용자가 전송을 위하여 공통의 채널을 공유하며 기본 채널 전송률은 9.6kb/s이다. 이는 여러기술의 조합으로 확산율이 128인 1.2288Mchips/s의 채널 칩률로 확산되며, 이 확산 과정은 전 방향(기지국에서 이동국으로의 송신)무선 링크와 역방향 무선 링크가 상이하다. 전방향 링크의경우 사용자의 데이터 흐름은 1/2률의 길쌈 부호(Convolution Coding)로 부호화되고, 인터리빙되고, 그리고 64개의 직교확산 시퀀스(Walsh Function Sequence)중 하나에 의하여 확산된다. 주어진 셀 내의 각 이동국에는 적어도 하나의 통로 채널의 경우에 서로 다른 사용자들의 신호들로부터 완전히 격리가 될 수 있도록 다른 확산 시퀀스가 주어진다. 서로 다른 셀의 같은 확산 시퀀스를 사용하는 이동국간의 교란을 줄이고, 요구되는 광대역 스펙트럼 특성을 얻기 위하여 각 셀의 모든 신호들은 215길이의 칩을 갖는 임의의 시퀀스(Pseudo Random Sequence)를 사용하여 스크램블(Scramble)된다. 한 셀 내의 사용자간에는 그들의 신호가 똑 같이 스크램블되어 있으므로 직교성은 유지되게 된다.

전방향 링크에서 채널의 예측을 위하여 파일럿(Pilot)채널이 제공되며, 사용자 트래픽(Traffic)채널보다 송신 전력이 더 크다. 역방향 전송의 경우, 각 기지국에 수신되는 신호가 서로 다른 전송 채널을 통하여 수신되므로, 다른 확산 방식이 사용되어야 한다.

사용자 데이터는 먼저 1/3길쌈 부호화되고, 인터리빙된 후, 6개의 코드화된 심벌에 64개의 직교 월시 부호(Orthogonal Walsh Functions)중의 하나에 대응하여 결정(Mapping)한다. 이후 최종적으로 확산된 307.2 kchip/s칩 흐름률주기가 사용자 지정의 칩으로 확산하여 1.2288 Mchips/s율을 갖는 4배의 확산을 한다. 1/3율의 부호화와 Walsh 부호에 대응 결정(Mapping)하여 교란에 강하도록 설계되어 있다.

역방향 무선 링크에서는 이동국 송신 전력의 제어를 통하여 원근 문제(near-far problem)를 해결하고 있다. 전력 제어는 개방루프 제어(open-loop control)와 빠른 폐루프 제어(closed-loop control)가 사용되며, 폐루프 제어는 800b/s의 속도로, 제어신호는 음성 프레임에 실려서 전송된다. 기지국과 이동국에 다중경로 요소를 결합하고, 감쇠 진폭을 감소시키도록 Rake receiver가 사용된다.

용량의 증가, 셀에 할당할 주파수 계획의 불필요, 여러 전송률의 데이터 전송 능력을 강점으로 껍을 수 있으며, 가변 음성 부호화, 전력제어, 여유도(Fading Margin)의 감소, 전방향 오류정정(Forward Error Correction)등은 요구되는 RF전송전력을 감소시키기 위하여 도입된 개념들이다.

이러한 다중화 방법이 극복하여야 될 가장 큰 과제로 지적된 것 중의 하나가 감쇠 효과이다. 감쇠는 전파의 전력이 송신 안테나로부터 3차원 공간상으로 확산되기 때문에 발생하는 자유 공간 손실, 대기상의 산소분자와 물분자의 전파 흡수 등에 기인하는 대기 감쇠, 강우 시 강우 입자들의 흡수와 산란을 통하여 발생하는 강우 감쇠, 전파 경로상에 있는 나무 줄기와 잎에 의한 흡수 및 산란 때문에 발생하는 수풀 감쇠, 반사나 회절 등이 있다.

이러한 감쇠를 극복하기 위하여 TDMA 방식의 경우 단말국의 감쇠 정도를 파악하여 감쇠를 심하게 겪고 있는 사용자에게 여분의 타임 슬롯을 할당하여 전송함으로써 감쇠를 극복할 수 있는 적응형 다중 접속 방식이 사용되고 있다.

본 발명은 이러한 배경에서 창안된 것으로, CDMA 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 단말국이 겪고 있는 감쇠량에 따라 단말국이 다음 시점에 겪을 감쇠의 정도를 예측하여 비축된 직교 부호 중 해당 단말국에 할당하여야 직교 부호의 수를 결정하고, 결정된 직교 부호를 해당 단말국에 할당하고, 단말국은 송신단에서 할당된 직교 부호들 중에서 각 정보 데이터마다 전송하여야 할 직교 부호를 결정하여 전송하고, 수신단에서는 수신된 직교 부호에서 정보 데이터를 추출하는 작업을 수행하도록 하는 적응적 페이딩 극복 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 CDMA 방식의 무선 통신 시스템에서의 적응형 다중 분할 접속의 동작원리를 설명하기 위한 블록도이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적응형 CDMA 시스템에서 BPSK 변조 방식을 사용하는 경우 Mr의 변화에 따른 비트오류 확률을 나타낸다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서의 신호 감쇠 보상을 위한 적응형 CDMA 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 4에 나타나듯이 적응형 CDMA을 사용했을 경우 그렇지 않은 경우보다 outage 확률이 개선되는 것을 알 수 있다.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

100 : 제어국200 : 단말국

210 : 단말국의 송신단220 : 단말국의 수신단

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 송수신 단말국(User)과 제어국(Base Station)을 포함하는 CDMA 방식의 무선 통신 시스템 환경에 있어서, 단말국에서 제어국으로 신호 감쇠량을 보고하고, 제어국은 보고된 감쇠량에 따라 단말국이 다음 시점에 겪을 감쇠의 정도를 예측하여 제어국이 비축하고 있는 직교 부호(Orthogonal Sequence) 중 상기 단말국에 할당하여야 직교 부호의 수를 결정하고, 결정된 직교 부호를 상기 단말국에 할당하고, 단말국은 송신단에서 할당된 직교 부호들중에서 각 정보 데이터마다 전송하여야 할 직교 부호를 결정하여 전송하고, 수신단에서는 수신된 직교 부호에서 정보 데이터를 추출하는 작업을 수행하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조로 설명하기로 한다.

도시된 바와 같이, 먼저 단말국(User)(200)에서는 일정시간 간격으로 단말국(200)이 겪고 있는 감쇠 정보를 제어국(100)으로 전송되는 제어신호에 실어 제어국(100)(Base Station)에 보고한다.

이때, 제어국(100)에 전송되는 단말국(200)의 감쇠의 정도는 수신 신호의 신호대 잡음비(SIR:signal energy to interference ratio)를 측정하거나 위성의 Beacon 신호 또는 파일롯 신호의 세기를 측정하여 알 수 있다.

제어국(100)은 보고된 감쇠정보에 따라 단말국 링크의 신호 감쇠 정도를 파악하고 해당 단말국(200)의 데이터 확산을 위한 직교 부호(확산 부호:Orthogonal Sequence)의 수 Mr을 결정한 뒤, 결정된 Mr에 따른 직교 부호들(Orthogonal Sequences)을 단말국(200)에 할당한다.

여기서 Mr은 단일 단말국(200)에 할당되는 직교 부호 수로서 단말국(200)의 감쇠량에 따라 다른데 단말국(200)의 감쇠가 심하면 Mr 값은 또한, 제어국(100)의 전체 할당 가능 직교 부호 수인 Mt에서 전체 단말국에서 사용되고 있는 직교 부호 수인 Mu와의 차인 여분의 직교 부호의 수 Mf(=Mt-Mu)에 의하여 제한 받는다. 그러므로, 직교 부호의 중복 사용은 불가능하므로 Mr은 Mf보다 작아야 한다.

일반적인 CDMA 시스템에서 단말국의 송신단(210)은 전송데이터를 부호화하고 인터리빙한 후 사용자간 간섭을 줄이기 위해 할당된 직교 부호 중 하나에 의하여 전송하게 되는데 본 발명에서 단말국(200)은 제어국(100)으로부터 Mr개의 직교 부호를 할당받고 할당받은 직교 부호들 중 단말국의 송신단(210)을 통하여 전송하고자 하는 정보 비트열에 대응되는 단일 직교 부호(Orthgonal Sequence)를 선택하여 사용함으로써 하나의 심볼에 보다 많은 정보 비트의 전송이 가능하다.

이를 변조 과정의 예를 들어 설명하면 상술한 바와 같이 단말국(200)은 제어국(100)으로부터 할당된 직교 부호들 중에서 하나의 직교 부호를 선택하여 데이터 비트를 전송하는데, 전송해야 할 k개의 데이터 비트에 따라 할당된 Mr개의 직교 부호중 하나를 선택하는 것이라 할 수 있다.

다시 말하여 Mr개의 직교 부호가 있으면Mr개의 데이터를 관찰하여 송신 부호를 결정할 수 있으므로 데이터 비트 수 k는Mr이다.

QPSK 시스템의 경우에는 k+2 비트가 QPSK 변조되어 동시에 전송될 수 있는데 즉, k개의 데이터 비트를 관찰하여 전송하여야 할 직교 부호를 결정하고 여기에 2 비트 즉, 한 심볼의 정보를 실어 전송한다. 이와 같이 QPSK 시스템에서는 하나의 심볼에 2개의 비트가 전송되므로 상술한 다중 부호 방식을 사용하여 선택된 부호를 전송하면 k+2 비트를 전송하는 것과 동일하므로 동일 정보 전송률을 유지하며 k/2+1번의 심볼 반복이 가능하다.

BPSK 시스템의 경우에는 k개의 비트를 관찰하여 전송 부호를 사용하고 이에 한 비트의 정보를 실어 보내게 되므로 k+1번의 심볼 반복이 가능하다.

이와 같이 동일 전송률을 유지하게 되면 심볼 반복이 가능하게 되므로 신호 감쇠로 인한 심볼 에너지의 감소를 극복할 수 있다. 이때, Mr이 클수록 더 많은 정보를 전송할 수 있으며 이에 따라 더 많은 심볼 반복이 가능하다.

앞서 언급한 바와 같이 각 변조 방식에서 사용할 수 있는 심볼 반복 횟수는 BPSK의 경우 k+1회이다. 도 2에 나타난 바와 같이, Mr값이 증가함에 따라 성능이 향상되는 것을 알 수 있는데 이는 Mr값이 증가함에 따라 심볼을 반복할 수 있는 횟수가 증가하기 때문이다.

이상에서 알 수 있듯이, 본 발명에서 제안한 적응형 CDMA 시스템은 Mr이 커짐에 따라 더 나은 성능을 보임을 알 수 있는데, 도 2에 나타난 비트 오율 곡선에서 점선으로 표시된 것은 일반적인 동기 방식의 CDMA 시스템의 비트오류 확률이며, 실선으로 표시된 것들은 Mr에 따른 적응형 CDMA의 비트 오류 확률이다.

기준 BER를 10^-6으로 하면 일반적인 동기화 CDMA 시스템에 비하여 Mr=8, 16, 32, 64, 128일 때 각각 2.3dB, 3.1dB, 3.7dB, 4.2dB, 4.5dB의 성능향상이 있음을 알 수 있다.

단말국(200)의 감쇠 정도에 따른 Mr의 적응적 할당 방법을 예를 들어 설명하면,

전력 마진(시스템이 전송신호의 품질을 유지할 수 있도록 하는 변수)을 Fm이라 하고, 보고되는 강우 감쇠량을 alpha로 하면 단말국(200)의 직교 부호 수 Mr은 적응적으로 다음과 같이 결정될 수 있다.

If ( alpha = Fm) then Mr=1;

If (Fm alpha <= Fm + G8) then Mr=8;

If(Fm+G8 alpha <= Fm+G16) then Mr=16;

If(Fm+16 alpha <= Fm+G32) then Mr=32;

If(Fm+G32 = alpha ) then Mr=64;

이때, Gx는 도 2를 참조하여 얻을 수 있는 전력 이득이다.

상술한 바를 토대로 하여 실질적인 환경에서 신호 감쇠 보상용으로 사용된 적응형 CDMA의 일실시예를 살펴보기로 한다.

단말국(200)은 일정 시간 단위로 측정된 감쇠량을 제어국(100)에 보고한다(단계:S1). 제어국(100)은 단말국(200)으로부터 보고된 감쇠량을 토대로 다음 시점에서 해당 단말국(200)이 겪을 감쇠량을 예측한다(단계:S2).

이어서, 제어국(100)은 예측된 감쇠량이 이전 시점에서의 감쇠 영역, 즉 현재 할당되어 있는 직교 부호를 사용하여 극복 할 수 있는 감쇠 정도와의 변화가 있는지를 조사한다(단계:S3). 만약, 변화가 없을 경우에는 초기상태로 돌아가 보고 받은 감쇠량에 따라 예측 작업을 계속하고, 변화가 있을 때는 현재 예측된 감쇠량이 보상 가능한 범위내에 있는지를 판단한 뒤(단계:S4), 현재 감쇠 영역에 적절한 직교 부호 Mr을 결정하고(단계:S5) 이에 따라 Mr개의 직교 부호를 단말국(200)에 할당한다(단계:S6).

단말국(200)으로의 직교 부호 할당이 종료되면 제어국(100)은 현 시점에서의 감쇠 영역을 기록하고 초기 상태로 돌아간다(단계:S7).

한편, 단말국(200)에서는 일정 시간 단위로 단말국(200)에서 현재 겪고 있는 감쇠량을 측정한 뒤, 측정된 감쇠량을 제어국(100)에 보고한다.

단말국(200)에서는 제어국(100)에서 앞서 결정된 직교 부호들을 통보 받은 후 통보 받은 직교 부호들 중 이동 통신망을 통하여 전송하여야 할 직교 부호를 결정하기 위한 데이터 비트 수(부호 결정 비트 수:k)를 결정한다(단계:S8).

데이터 비트 수(k)가 결정되면 결정된 k 개의 데이터 비트를 관찰하여 Mr개의 직교 부호중 송신할 송신 직교 부호를 결정하고(단계:S9) 결정된 직교 부호에 외부로 전송하게될 심볼을 담아서 확산한다(단계:S10).

이어서, 부호를 변조 방식(BPSK, QPSK 등)에 따라 앞서 설명했듯이 가능한 횟수만큼 심볼 반복하여 전송한다(단계:S11).

한편, 단말국의 수신단(220)에서는 변조 방식에 따른 반복횟수만큼 수신되는 신호를 관찰하여 전송된 직교 부호를 판단하고, 이 직교 부호에 해당하는 k개의 데이터 비트를 결정하는 단계를 거친다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적응형 CDMA(BPSK 변조 방식의 위성 통신 시스템에서의 강우 환경)를 적용하기 전과 적용한 후의 outage 확률을 보인다.

outage 확률이란 전체 관찰된 강우 사건 시간동안 설정된 페이드 마진(Fade Margin)보다 큰 감쇠가 일어나는 시간의 비율로서 정의된다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는, 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 앞으로의 실시 예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.

이상과 같이 본 발명에 따르면, CDMA 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 단말국이 겪고 있는 감쇠량에 따라 단말국이 다음 시점에 겪을 감쇠의 정도를 예측하여 비축된 직교 부호 중 각 단말국에 할당하여야 직교 부호의 수를 결정하여 해당 단말국에 할당하고, 단말국에서는 이에 따라 각 데이터 값에 할당되는 부호의 종류를 결정하도록 하는 적응적 페이딩 극복 방법을 제공하여 CDMA 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 신호의 페이딩이 발생할 경우, 사용자가 겪고 있는 감쇠의 양에 따라 적응적으로 감쇠를 극복할 수 있고, 따라서, 신호 감쇠로 인한 서비스 성능의 저하와 링크 가용도의 감소가 있을 경우 종래의 하드웨어에 큰 부가적인 복잡도의 증가 없이 성능 및 링크 가용도를 증가시킬 수 있는 장점이 있다.

Claims

송수신단을 포함하는 단말국(User)과 제어국(기지국:Base Station)을 포함하는 코드 분할 다중 접속(CDMA) 방식의 무선 통신 시스템에서,

상기 단말국이 일정 시간 단위로 상기 단말국의 링크가 현재 겪고 있는 감쇠량을 측정하여 상기 측정된 감쇠량을 상기 제어국에 보고하는 단계;

상기 제어국이 상기 단말국으로부터 보고된 감쇠량을 토대로 상기 단말국이 다음 시점에 겪을 감쇠량을 파악하고, 상기 파악된 감쇠량을 통하여 상기 단말국이 비축하여야할 Mr개의 직교 부호(Orthogonal Sequences)를 결정하는 단계;

상기 제어국이 상기 결정된 직교 부호를 상기 단말국에 할당하는 단계;

상기 단말국의 송신단이 상기 할당된 Mr개의 직교 부호들 중 각각의 전송 데이터 비트를 확산할 직교 부호를 결정하고, 상기 결정된 직교 부호로 상기 전송 데이터 비트에 해당하는 심볼 정보를 변조하여 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 신호 감쇠 보상을 위한 적응형 CDMA 방법.
제 1항에 있어서, 상기 전송 단계는,

상기 단말국이 상기 제어국으로부터 할당받은 각 직교 부호(Orthogonal Sequence)에 따른 데이터 비트 수(k)를 결정하는 단계;

상기 단말국 송신단이 상기 결정된 데이터 비트 수만큼 상기 전송 데이터 비트를 관찰하여 상기 Mr개의 직교 부호 중 각각의 상기 전송 데이터 비트에 대응하는 직교 부호를 결정하여 상기 직교 부호를 상기 전송 데이터 비트에 각각 매핑시키는 단계;

상기 단말국 송신단이 상기 전송 데이터 비트에 해당하는 심볼 정보를 상기 매핑된 직교 부호를 통하여 전송하는 단계;

상기 단말국 송신단이 상기 직교 부호를 변조 방식에 따라 가능한 횟수만큼 심볼 반복을 수행하여 전송하는 단계; 및

상기 단말국의 수신단에서는 변조 방식에 따른 반복횟수만큼 수신되는 신호를 관찰하여 상기 수신된 신호로부터 전송된 직교 부호를 판단하고, 상기 판단된 직교 부호에 해당하는 k개의 데이터 비트를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 신호 감쇠 보상을 위한 적응형 CDMA 방법.
제 2항에 있어서, 상기 데이터 비트 수(k)를 결정하는 단계에서 상기 데이터 비트 수는 상기 Mr의 이진 로그값과 동일 값으로 결정되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 신호 감쇠 보상을 위한 적응형 CDMA 방법.
제 2항에 있어서, 상기 변조 방식은 위상 변조 방식(PSK)인 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 신호 감쇠 보상을 위한 적응형 CDMA 방법.
제 1항에 있어서, 상기 Mr 결정 단계에서 상기 Mr은 상기 단말국의 감쇠량이 많을수록 증가하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 신호 감쇠 보상을 위한 적응형 CDMA 방법.