KR20020089079A

KR20020089079A - 이동통신시스템에서의 프레임에 ｌｓ 및 ｑｌｓ부호의배열 방법

Info

Publication number: KR20020089079A
Application number: KR1020010028408A
Authority: KR
Inventors: 노동욱
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2001-05-23
Filing date: 2001-05-23
Publication date: 2002-11-29

Abstract

본 발명은 CDMA(Code Division Multiple Access)에서 사용되는 직교 확산코드(orthogonal spreading code)에 관한 것으로, 특히 확산코드 LS 및 QLS(Quasi-LS)코드의 구성요소(C성분및 S성분)를 프레임에 적절히 모아서 배열하고 대역확산시 상관특성을 만족하기 위해 간섭제거창구현을 위한 보호성분(L_GUARD)을 삽입하는 방법에 관한것이다.

본 발명은 채널용량을 증대하기 위한 대역확산시 상관특성을 만족하기 위해 간섭제거창구현을 위한 보호성분을 프레임에 배열하는데 있어서, 사용하는 확산부호의 구성요소중 동일한것을 연속으로 배열하는 단계와; 상기 연속으로 배열된 구성요소가 다르게 되는 위치에 보호성분을 삽입하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

따라서 본 발명에 의하면 LS부호 및 QLS부호를 사용하여 확산을 하는 CDMA방식의 통신을 위한 프레임에서 종래 프레임 구조에 비하여 보호성분의 길이를 줄이고 이에 따라 최대 전송속도를 높이는 효과가 있다.

Description

이동통신시스템에서의 프레임에 ＬＳ 및 ＱＬＳ부호의 배열 방법 {Method for arranging LS and QLS code in a frame in mobile system}

상기의 본 발명의 목적을 설명하면, 간섭제거창을 얻기 위해서는 반드시 부호안에 보호성분이 포함되어야 하는데, 그렇게 되면 실제 LS 및 QLS부호의 길이가 증가하게 되어 전송속도가 줄어들게 되는 결과가 된다.

따라서 전송속도를 높이기 위해서는 LS 및 QLS부호 길이를 줄어야 되는데,이는 결국 보호성분이 작아져 (유효)간섭제거창의 길이가 줄어들게 되므로, 본 발명에서는 간섭제거창의 길이를 줄이지 않으면서 보호성분의 길이를 줄여서 전송속도를 높이는 효과적인 프레임 구조를 제안하는 것이다.

일반적으로 CDMA방식이 사용하는 대역확산기술의 기본개념은 코드화과정을 통해 전송되는 신호를 광대역으로 확산시키고, 이를 다시 역코드화과정을 거쳐 협대역으로 역확산시켜서 원하는 신호를 검출하는 것이다. 이때, 확산과 역확산과정을 거치면 원하는 신호는 높은 전력을 갖는 원래의 협대역 신호로 복원되지만, 다른 사용자의 신호들은 저전력의 광대역 잡음 신호처럼 작용하게 된다.

이러한 확산 및 역확산 과정에 사용되는 확산코드를 위해 요구되는 자기상관(autocorrelation)과 상호상관(crosscorrelation)의 특성은 다음과 같다. 원하는 신호를 검출하기 위해서는 자기상관은 시간차(time-offset)가 없을 때 최대값을 갖고 다른 시간차에서는 작은 값이어야 한다. 또한 다른 사용자가 사용하는 확산코드와 구분되기 위해서는 모든 시간차에서 작은 상호 상관값을 한다.

상기와 같은 자기상관 및 상호상관 특성을 만족시키기 위하여, 종래의 CDMA방식은 확산코드로 PN(Pseudo Noise)코드와 Walsh코드를 함께 사용한다. 상기의 PN코드는 자기상관에서의 요구 특성을 만족시키며, Walsh코드는 상호상관에서의 요구 특성을 만족시킨다.

상기의 상호상관에서의 요구 특성은 채널 경로가 하나인 경우에서는 여러 사용자에게 할당된 확산코드들 서로 간의 상호간의 간섭이 없게 되지만, 채널경로가 여러 개인 경우는 확산코드들 간의 간섭이 존재하게 된다. 더욱 상세하게는 다음과같다.

채널 경로가 하나인 경우는 확산코드들 서로 간의 상호 간섭량은 시간차가 없을 때의 상호상관값에 의해서만 결정된다. 반면, 채널 경로가 여러 개인 경우에는 확산코드들 서로 간의 상호 간섭량은 시간차가 없을 때의 상호상관값 뿐만 아니라 각 채널 경로들간의 경로지연(path delay) 시간들을 시간차로 갖는 상호상관값에 의해서도 영향을 받게 된다.

따라서, 일반적으로 실제의 채널 환경이라고 할 수 있는 여러 개의 채널 경로를 갖는 다중 경로 채널 환경에서는 확산코드들 간의 상호상관 특성이 시간차가 없을 때 뿐만 아니라, 다른 시간차에서의 상호상관값들도 중요하게 된다.

결국, 이상적으로는 확산코드의 상호상관값은 모든 시간차에서 0의 값을 가져야 한다. 하지만, 상기의 상호상관특성 및 상기 기술한 자기상관에서의 요구특성을 한꺼번에 모두 만족시키는 코드는 현재로서는 알려져 있지 않다.

즉, 종래의 CDMA방식에서 사용되는 PN코드와 Walsh코드를 살펴 보면, PN코드는 자기상관의 요구 특성은 만족시키지만 상호상관의 요구특성은 만족시키지 못하게 된다. 또한 Walsh코드는 자기상관의 요구특성을 만족시키지 못하며, 상호상관의 요구 특성 또한 부분적으로만 만족시키게 된다.

즉, Walsh코드의 상호상관 특성을 살펴보면, 시간차가 없을 때의 상호상관값은 0을 갖지만, 시간차가 0이 아닐 때의 상호상관값은 0이 아닌 값을 갖게 된다.

한편, LS코드 및 QLS코드는 일정한 시간차 구간에서는 자기상관과 상호상관 요구 특성을 완벽하게 만족한다.

상기 자기상관과 상호상관특성이 완벽한 시간차 구간을 간섭제거창(IFW : Interference Free Window)이라 정의한다.

상기 간섭제거창에서의 자기상관특성을 살펴보면, 시간차가 없을 때는 자기상관값이 최대값이 되고, 시간차가 0이 아닌 간섭제거창내의 어떤 시간차인 경우도 자기상관값이 0이 된다.

즉, 시간차를 간섭제거창의 구간만큼으로 한정시켜 볼 때, 시간차가 0인 경우의 자기상관값은 최대값을 갖고, 시간차가 0이 아닌 경우는 자기상관값이 0이 된다.

또한, LS코드 및 QLS코드의 상호상관특성은 시간차가 간섭제거창내의 어떤 시간차인 경우도 상호상관값이 0이 된다.

결국, 다중 채널 경로 환경에서는 각 채널 경로들간의 경로지연시간값이 간섭제거창내에 존재하게 되면, 각 사용자에게 할당한 확산코드들간의 간섭을 없앨 수 있다. 따라서, 상기와 같은 자기상관과 상호상관 특성을 만족하는 시간차의 구간을 간섭제거창(IFW)이라 부르게 되는 것이다.

다시한번 설명하면 종래에는 PN코드와 Walsh코드를 함께 사용해서 자기상관 및 상호상관 요구 특성을 부분적으로 만족시킨 반면, LS코드 및 QLS코드는 단지 LS코드 및 QLS코드만을 사용하여 간섭제거창내의 시간차에서 자기상관및 상호상관 요구 특성을 완벽하게 만족하게 되어 간섭제거창내에 들어오는 자기신호이외의 모든 간섭들이 제거 된다.

또한, QLS코드의 자기상관(autocorrelation)값은 시간차가 없을 때는 N이 되고, 시간차가 +1, -1일 때 N/2또는 -N/2의 값을 갖는다. 또한, [-L_GUARD,L_GUARD]내의 0, +1, -1이 아닌 시간차에서는 자기상관값이 0이 된다.

상기의 길이를 갖는 QLS코드의 상호상관(crosscorrelation)값이 0이 되는 시간차 구간을 간섭제거창이라 정의 한다.

이때 간섭제거창(IFW) 구간인 시간차=[-L_IFW,L_IFW]의 구간 동안 서로 직교인 QLS코드의 개수는, 2^g-1 L_IFW<2^g일 때, 2^m-g-1이다.

상기에서 g는 자연수이고, L_IFW는 L_GUARD L_IFW 0인 정수이다.

한편, 간섭제거창 구간인 시간차=[-L_IFW,L_IFW]의 구간동안 단지 시간차=+1,-1일 때 오직 한 쌍의 코드들간에서만 상호상관값이 0이 되지 않고, 간섭제거창 [-L_IFW,L_IFW]의 구간 중 +1, -1이 아닌 나머지 시간차 동안에는 직교성을 만족시킬 때, 상기의 특성을 만족하는 직교 코드들의 집합을 유효 직교코드 집합(effective orthogonal code set)이라 정의하고, 상기의 특성을 만족하는 간섭제거창을 유효 간섭제거창(Effective IFW)이라 정의 한다.

이때, 유효 간섭제거창 구간인 시간차=[-L_IFW,L_IFW]의 구간 동안 서로 직교인 QLS코드의 개수는,일때, 2^m-g이다.

상기에서 g는 자연수이고, L_IFW는 L_GUARD L_IFW 0인 정수이다.

여기서,는 X를 넘지 않는 최대 정수이다. 결국 유효 간섭제거창 기준으로 볼 때는 QLS코드는 LS코드에 비해서 유효 직교 코드 집합의 원소수가 늘어나게 된다.

이하 본 발명의 프레임에 직교확산부호를 배열하는 방법에 관련된 종래기술을 설명하며, LS와 QLS에 공통된 사항은 같이 기술하도록 한다.

종래 및 현재의 LAS-CDMA에 사용되는 확산부호는 기존에 사용되는 PN(Pseudo Noise)부호 또는 Walsh부호가 아닌 LS부호라는 새로운 부호가 사용된다.

이 때 사용되는 LS부호는 같은 부호간의 자기상관(Auto-correlation) 특성이 시간차가 없을 때 최대값을 갖으며, 간섭제거창(IFW : Interference Free Window)내의 0 이외의 시간차에서는 0을 갖는다. 또한 서로 다른 부호간의 상호상관(Cross-correlation) 특성이 시간차가 없을 때 0이 되어서 일반적인 직교 부호들의 특성을 만족할 뿐만 아니라, 시간차가 간섭제거창 내에 있는 경우도 상호상관 값이 0이 되는 특성을 갖고 있다.

현재 LAS-CDMA에서는 일반적인 CDMA 시스템과 달리 LS부호를 사용하여 직접적으로 확산을 하게 된다. 직교 확산부호인 LS부호를 사용하여 직접적으로 확산을 하게 됨으로써, IFW내에 들어오는 자기신호이외의 모든 간섭 신호들이 제거 되게 된다.

이하, 상관및 IFW에 관한 사항은 상기의 일반적인 기술 설명과 같으므로 생략하기로 한다.

한편, 상기 LS부호는 간섭제거창내의 시간차에서 자기상관 및 상호상관 특성이 좋은 반면, 실제 사용 가능한 부호의 개수가 적은 단점이 있다.

즉, 상기의 자기상관 및 상호상관 특성을 만족하는 LS부호의 집합을 직교부호 집합이라고 하면, 간섭제거창 구간을 얻기위해서는 부호안에 보호성분(L_GUARD)을 삽입해야 되기 때문에 상기의 간섭제거창구간길이와 직교부호 집합의 원소 수와는 반비례 관계가 성립한다.

또한 상기와 같이 LS방식에 의해 간섭제거창의 생성으로 인해 간섭성분의 양이 크게 줄어드는 반면, 사용 가능한 직교부호의 수가 제한되며, 이로 인해 채널 용량의 증가에 제한을 갖게 된다.

따라서 상기에서 설명한바와 같이, LS부호 및 QLS부호의 특징인 간섭제거창을 얻기 위해서는 반드시 부호 안에 보호성분(L_GUARD)이 포함되어야 한다.

보호성분의 값은 0의 값을 갖게 되며, 보호성분을 포함하게 되면 실제 LS부호 및 QLS부호의 길이가 증가하게 된다. 이러한 LS부호 및 QLS부호를 사용하여 확산을 하게 되면 단위시간당 전송할 수 있는 전송속도가 줄어들게 된다. 그래서 전송속도를 높이기 위해 보호성분의 길이를 줄이게 되면 간섭제거창의 길이가 줄어들게 되는 반비례 관계가 성립한다.

자세한 사항은 도 1, 2, 3, 4 및 5에 도시되어 있으며 본 발명의 설명부분을 참고하면 된다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 간섭제거창의 길이를 줄이지 않으면서 보호성분의 길이를 줄여서 결국은 전송속도를 높이는 효과적인프레임 구조를 제안한다.

도 1은 종래기술에서 보호성분이 없는 LS 프레임의 구조

도 2는 종래기술에서 보호성분이 있는 LS부호의 프레임의 구조

도 3은 종래기술에서 정보비트가 여러개인 경우의 프레임 구조

도 4는 종래기술에서 원하지 않은 채널 경로의 상대적인 지연값이 양(+)의 값을 갖는 경우를 나타낸 도면

도 5는 종래기술에서 원하지 않은 채널 경로의 상대적인 지연값이 음(-)의 값을 갖는 경우를 나타낸 도면

도 6은 본 발명에서 정보비트가 2개인 경우의 LS부호로 확산한 새로운 프레임 구조

도 7은 본 발명에서 정보비트가 3개인 경우의 LS부호로 확산한 새로운 프레임 구조

도 8은 본 발명에서 정보비트가 여러개인 경우의 LS부호로 확산한 새로운 프레임 구조

도 9는 본 발명에서 원하지 않은 채널 경로의 상대적인 지연값이 양(+)의 값을 갖는 경우를 나타낸 도면

도 10은 상기 도9의 왼쪽부분을 나타낸 도면

도 11은 상기 도9의 오른쪽부분을 나타낸 도면

도 12는 본 발명에서 원하지 않은 채널 경로의 상대적인 지연값이 음(-)의 값을 갖는 경우를 나타낸 도면

도 13은 상기 도12의 왼쪽부분을 나타낸 도면

도 14는 상기 도12의 오른쪽부분을 나타낸 도면

또한 본 발명은 상기 확산부호가 LS 인경우는 C성분과 S성분으로 구성되며 C성분은 C성분끼리, S성분은 S성분끼리 연속으로 배열하고 상기 C성분과 S성분이 구분되는 사이에 보호성분을 넣으며, 또한 확산부호 QLS에서도 상기 방식이 동일하게 적용되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 목적, 특징들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 LS 부호 및 QLS부호의 프레임 구조에 대하여 설명한다.

첫째로 본 발명에서 사용하는 LS 코드와 생성방법을 설명한다.

먼저, 길이 N(=2^m)의 LS코드는 총 N개의 종류가 존재하며 각각의 LS코드를 행 벡터(row vector)로 하여서 행렬(matrix)을 구성하면 다음과 같이 정의할 수 있다. 단, m은 2이상의 자연수이다.

상기 m은 2이상이 되어야 하는데 이것은 코드길이 N이 LS코드 특성상 최소 4이상 이어야 하기 때문이다.

상기에서 LS^N은 NN의 크기를 갖는 행렬(matrix)이고, LS코드는 C성분과 S성분으로 이루어져 있음을 알 수 있다.

또한, LS_k ^N(단,k는 k=0,1,...,N-1인 정수)은 k번째 LS코드를 나타내는 1N의 크기를 갖는 행 벡터이고, C^N과 S^N은 N/2N/2의 크기를 갖는 부분 행렬(sub matrix)이다. 또한, S^N은 C^N을 갖고 구할 수 있으며, C^N은 C^N/2을 통해서 재귀적으로 구해질 수 있다.

상기의 기본적인 LS코드에 간섭제거창(IFW)을 생성하기 위해 C^N의 앞뒤 또는 S^N의 앞뒤에 0의 값을 갖는 보호(Guard)성분을 넣은, 길이 N(=2^m)+2L_GUARD의 LS코드는 다음과 같이 정의할 수 있다. 단, m은 2이상의 자연수이고, L_GUARD는 0이상의 정수이다.

상기에서 L_GUARD값은 간섭제거창을 생성하기 위해 기존 값의 앞, 중간 또는 뒷부분에 0의 값을 갖는 열벡터(column vector)를 삽입한 것이다.

또한 상기에서 LS_k ^{N+2×L GUARD}(단,k는 k=0,1,...,N-1인 정수)은 k번째 LS코드를 나타내는 1(N+2L_GUARD)의 크기를 갖는 행 벡터이고, 0^{L GUARD}은 N/2L_GUARD의 크기를 갖고 값은 0인 영행렬(zero matrix)이고, C^N과 S^N은 LS^N에서 사용되는 N/2N/2의 크기를 갖는 부분 행렬이다.

LS 코드의 직교성을 설명하면, 1) 길이 N(=2^m)+2L_GUARD의의 LS 코드의 전체 개수는 N개이다. N개의 LS 코드 중에서 시간차가 없을 때 서로 직교인 LS 코드의 개수는 N개 이다.

2) 비주기 상호 상관(aperiodic cross correlation)이 0이 되는 time-offset 구간을 간섭제거창이라 정의하고, 이때 간섭제거창 구간인 시간차 [-L_IFW, L_IFW]의 구간 동안일 때 서로 직교인 LS 코드의 개수는,일 때,이다. 여기서,이고, 여기서 g는 자연수이다. 단,일 때는 예외적인 경우로서 g=0으로 정의한다.

예를 들어 코드길이가 2⁷+24라면 최대크기의 간섭제거창은 [-4,4]이고 서로 직교인 코드의 개수는 16개(즉, 2⁴=2^7-3)이다.

(g는 상기의 식, 2^g-1 L_IFW< 2^g에 의해 L_IFW가 4일 때는 3이다.)

둘째로 QLS 코드와 생성방법을 설명한다.

코드 C^N/2을 이용하여 C^*N과 S^N/2을 생성하고, 상기 S^N/2을 이용하여 S^*N을 생성하며, 상기 생성된 C^*N과 S^*N을 이용하여 본 발명의 새로운 코드인 QLS^N코드를 생성하는 관계를 나타낸 것이다.

길이 N(=2^m)의 QLS코드는 총 N개의 종류가 존재하며 각각의 QLS코드를 행 벡터(row vector)로 하여서 행렬(matrix)을 구성하면 다음과 같이 정의할 수 있다. 단, m은 3이상의 자연수이다.

상기 m은 3이상이 되어야 하는데 이것은 코드길이 N이 QLS코드 특성상 8이상 이어야 하기 때문이다.

상기에서 QLS^N은 NN의 크기를 갖는 행렬(matrix)이고, QLS코드는 C^*성분과 S^*성분으로 이루어져 있음을 알 수 있다.

또한 상기에서 QLS_k ^N(단, k는 k=0,1,...,N-1인 정수)은 k번째 QLS코드를 나타내는 1N의 크기를 갖는 행 벡터이고, C^*N과 S^*N은 N/2N/2의 크기를 갖는 부분행렬(sub matrix)이다. 또한, C^*N은 C^N/2을 갖고 구할 수 있으며, S^*N은 S^N/2을 통해서 구할 수 있다.

상기의 기본적인 QLS코드에 간섭제거창을 생성하기 위해 C^*N의 앞뒤 또는 S^*N의 앞뒤에 0의 값을 갖는 보호(Guard)성분을 넣은, 길이 N(=2^m)+2L_GUARD의 QLS코드는 다음과 같이 정의할 수 있다. 단, m은 3이상의 자연수이고, L_GUARD는 0이상의 정수이다.

또한 상기에서 QLS_k ^{N+2×L GUARD}(단,k는 k=0,1,...,N-1인 정수)은 k번째 QLS코드를 나타내는 1(N+2L_GUARD)의 크기를 갖는 행 벡터이고, 0^LGUARD은 N/2L_GUARD의 크기를 갖고 값은 0인 영행렬(zero matrix)이고, C^*N과 S^*N은 QLS^N에서 사용되는 N/2N/2의 크기를 갖는 부분 행렬이다.

또한은의 크기를 갖고, 값은 0인 영 행렬(zero matrix)로서, 간섭제거창을 생성하기 위해 기존의행렬의 앞, 중간 또는 뒷부분에 삽입한 것이다.

이하 상기의 C^*N과 S^*N의 관계식에 의해 생성한 QLS코드의 특성을 살펴본다.

길이 N(=2^m)+2L_GUARD의 QLS코드의 전체 개수는 N개이다. N개의 QLS코드 중에서 시간차가 없을 때 서로 직교인 QLS코드의 개수는 N개 이다. 단, m은 3이상의 자연수이고, L_GUARD는 0이상의 정수이다.

비주기 상호상관(aperiodic crosscorrelation) 값이 0이 되는 시간차(time-offset) 구간을 간섭제거창(IFW : Interference Free Window)이라 정의하고, 이때 간섭제거창 구간인 시간차 [-L_IFW, L_IFW]의 구간 동안일 때 서로 상호상관 값이 0이 되는 QLS 코드의 개수는,일 때, 2^m-g-1이다.

상기에서,이고, g는 자연수이다.

또한 비주기 상호상관 값이 0이 되는 시간차 구간에 예외 조건을 두어서 유효간섭제거창이라고 정의하고, [-L_EIFW, L_EIFW]로 나타내기로 한다. 예외 조건은 오직 한 쌍의 부호 끼리만 시간차때 상호상관값이 0이 되지 않고,의 값을 가지는 경우이다. 즉, 비주기 상호상관값을 살펴볼 QLS부호를 모아 둔 집합에서 오직 한쌍의 부호끼리만 시간차때 상호상관값이 0이 되지않고, 나머지 [-L_EIFW, L_EIFW]구간에서는 상호상관값이 0이 되며, 한쌍을 제외한 다른 모두 부호와의 상호상관 값은 시간차 구간 [-L_EIFW, L_EIFW]에서 0이 된다. 이때 유효간섭제거창 구간인 시간차 [-L_EIFW, L_EIFW]의 구간 동안일 때 서로 상호상관 값이 유효적으로 0이 되는 QLS 코드의 개수는,일 때, 2^m-g이다.

상기에서,이고, g는 자연수이다.

이하 본 발명에서 제안하고 있는 확산부호를 프레임에 배열하는 방법을 설명한다.

본 명세서에서는, 종래의 프레임 구조의 설명을 본 발명과의 비교를 용이하게 하기 위해 이부분에서 함께 설명한다.

또한 LS 프레임 구조를 주로 설명할것이나, 상기 LS 프레임구조는 QLS 프레임 구조에서도 실질적으로 동일하게 적용될수 있다.

먼저 LS부호관련 종래의 프레임 구조를 설명한다.

따라서 상기와 같은 LS부호를 사용하여 확산을 하게 되면 각각의 정보 비트 열들은 LS부호로 확산되어 칩(chip)들로 바뀌게 된다.

도 1은 상기와 같이 확산된 구조로 보호성분이 없고 단일 정보 비트를 LS부호로 확산한 경우이다. 따라서 도 1과 같은 확산구조에서는 간섭제거창이 존재하지 않게 된다.

도 2는 간섭제거창을 만들기 위해서 LS부호의 C와 S성분 사이와, S성분 끝에 보호성분인 0을 넣은 것이다.

도 3은 상기 도 2와 같은 방식으로 확산되는 경우로, 정보 비트가 여러개인경우는 도2가 연속적으로 반복된 구조를 보이는 것이다.

도 4와 5는 LS부호의 가장 큰 특징중의 하나인 간섭제거창을 설명하기 위한 것이다.

상기의 간섭제거창에 의해서 다중경로 채널의 간섭성분이 제거되므로, 다중경로채널에서 채널지연값(+, -)이 간섭제거창 범위내에 있을경우는 채널에 영향이 없음을 증명하기 위한 것이다. 즉, 이러한 간섭제거창의 특성은 도 4및 5와 같은 프레임 구조하에서 완벽하게 유지된다.

상기 도 2와 3를 더욱 상세하게 살펴 보기 위해 다음과 같이 도 4와 5를 인용하여 설명한다.

먼저 도4와 같이 원하는 채널 경로를 기준으로 할때, 원하지 않는 채널 경로의 상대적인 시간지연값이 양(+)의 값을 갖는 경우를 살펴보고, 그 후 도5와 같이 원하지 않는 채널 경로의 상대적인 시간지연값이 음(-)의 값을 갖는 경우로 나누어 살펴본다. 또한 원하지 않는 채널 경로의 상대적인 시간지연값이 간섭제거창구간 사이에 존재하는 경우만 간섭신호가 제거 되므로, 도4와 도5에서는 상대적인 시간지연값이 간섭제거창구간 사이에 존재하는 경우만 고려한다.

즉, 상대적인 시간지연값() 범위가인 경우만 고려하기로 한다.

원하는 채널 경로의 시간지연값을 기준으로 할 때 원하지 않는 채널 경로의 신호인 간섭신호의 상대적인 시간지연값이 양(+)의 값인의 값을 갖는 경우는도4와 같다.

원하는 신호에 영향을 끼치는 것은 오로지 원하는 경로 신호와 원하지 않는 경로 신호의 시간지연 차이값을 인자로 갖는 비주기 상호상관값 뿐이다. 비주기 상호상관만 영향을 끼치게 되면, 간섭제거창 구간내의 시간차에서는 C성분의 비주기 상호상관값과 S성분의 비주기 상호상관값이 서로 상쇄되어서 결국 간섭신호가 제거되게 된다.

만일 길이의 0의 값을 갖는 보호성분이 존재하지 않게 되면 그 이전 정보비트에 의해서 확산된 부분이 영향을 끼치게 되어, 도4에서 점선상자로 표현한 부분에 확산된 부호가 존재하게 된다.

그러나 보호성분이 존재하게 되면 보호성분의 값이 0이므로 간섭을 끼치지 않게 되어서, 도4에서 점선상자로 표현한 부분이 다른 채널에 어떠한 영향도 미치지 못하게 된다.

도 5는 원하는 채널 경로의 시간지연값을 기준으로 할 때 원하지 않는 채널 경로의 신호인 간섭신호의 상대적인 시간지연값이 음(-)의 값인의 값을 갖는 경우이다.

도5의 경우도 상기 도 4와 같은 방법을 통해서 살펴본다. 이 경우도 역시 원하는 신호에 영향을 끼치는 것은 오로지 원하는 경로 신호와 원하지 않는 경로 신호의 시간지연 차이값을 인자로 갖는 상호상관값 뿐이다.

만일 길이의 0의 값을 갖는 보호성분이 존재하지 않게 되면 C성분에원하지 않는 경로의 S성분이 양향을 끼치게 되어서, 도5에서 점선상자로 표현한 부분이 간섭부분으로 작용한다.

그러나 보호성분이 존재하게 되면 보호성분의 값이 0이므로 간섭을 끼치지 않게 되어서, 도5에서 점선상자로 표현한 부분이 어떠한 영향도 미치지 못하게 된다.

이상 도4와 도5에서 살펴본바와 같이, 상기 도 2와 도3과 같은 프레임 구조가 사용되고, 원하지 않는 채널경로의 시간지연값이 간섭제거창구간내에 존재하는 경우, 간섭제거창의 특성이 완벽하게 유지되게 된다.

그런데 상기와 같은 프레임구조를 갖는 경우 간섭제거창의 길이는 보호성분의 길이에 의존하고, 또한 정보 비트의 매번 확산시 마다길이의 0값을 보호성분으로 넣어주어야 하므로, 최대 전송속도가 낮아지게 되는 단점이 있게 된다. 그러므로 최대 전송속도를 높이기 위해서는 간섭제거창의 특성을 그대로 유지하면서도 보호성분의 길이를 줄일 수 있는 프레임 구조가 요구된다.

따라서 상기와 같은 종래의 프레임구조를 개선하여, 간섭제거창의 특성을 그대로 유지하면서도 보호성분의 길이를 줄이므로써 전송속도를 높힌 새로운 프레임 구조를 다음 도면들을 인용하여 설명 및 증명한다.

먼저, 본 발명을 개괄적으로 설명하면 LS부호를 사용하여 확산하는 새로운 프레임 구조는 LS부호를 구성하는 C성분과 S성분을, C성분은 C성분끼리 한쪽에 모으고, S성분은 S성분끼리 한쪽으로 모은 후, C성분들의 모음과 S성분들의 모음사이에만 보호성분을 넣는 프레임 구조이다. 즉 기존의 C성분과 S성분 마다 각각에보호성분을 넣는 프레임 구조가 아니라, 각 정보 비트들을 확산하기 위해 사용되는 LS부호의 모든 C성분은 C성분끼리 따로 모으고 모든 S성분은 S성분끼리 따로 모은 후, 보호성분을 한번만 넣는 방식이다.

더욱 구체적으로 설명하면, 만약 한 프레임에 정보 비트가 2개뿐일경우에는상기 도 2와 같이 한 프레임은 이들 2개의 정보 비트를 확산하여 2개의 LS부호로 구성되어 있다. 이때에는 본 발명의 새로운 프레임 구조를 적용한다.

즉, 도 6과 같이 확산을 위해 사용된 2개의 LS부호에서 각각 C성분을 따로 모아서 프레임의 왼쪽에 위치시키며, 또한 각각의 LS부호에서 각각 S성분을 따로 모아서 프레임의 오른쪽에 위치시킨다.

이들 각각 따로 모은 C성분들과 S성분들은 보호성분을 사용하여 구분을 하게 된다. 또한 다음 프레임과 구분하기 위해서 프레임의 끝에 보호성분을 역시 넣게 된다. 따라서 연속적인 프레임은 도6의 프레임구조가 계속해서 반복되는 구조를 갖는다.

또다른 예로서 도 7은 한 프레임에 사용되는 정보 비트가 3개인 경우는이다.

프레임 구조는 3개의 LS부호에서 C성분은 C성분끼리, S성분은 S성분끼리 따로 모은 후, C성분 모임들과 S성분 모임들을 보호성분으로 구분하고 프레임의 끝에 보호성분을 넣는다.

상기 도 7의 프레임 구조를 일반화하면 도8과 같다. 즉, 새로운 프레임 구조는 각각의 LS부호에서 C성분은 C성분끼리, S성분은 S성분끼리 따로 모은 후, C성분 모임들과 S성분 모임들을 보호성분으로 구분하고 프레임의 끝에 보호성분을넣는다.

상기 도8의 새로운 프레임 구조는 만일 정보비트의 개수가 n개 있어도 보호성분은 한 쌍만 존재하게 되므로 전체 보호성분의 길이는가 된다. 반면 , 종래의 프레임 구조에서는 정보비트의 개수가 n개가 되면 보호성분이 매 LS부호마다 존재하므로 전체보호성분의 길이는가 된다. 결국 새로운 프레임 구조는 종래의 프레임 구조에 비해서 보호성분의 길이가 짧아져서, 전체 프레임의 길이가만큼 짧아지게 된다. 즉 짧아진 프레임 길이만큼 단위시간당 전송할 수 있는 정보비트의 수가 증가하게 되므로, 최대 전송속도가 기존의 프레임 구조에서 보다 빨라지게 되는 장점을 갖는다.

또한 상기의 새로운 프레임 구조는 종래의 간섭제거창 특성을 그대로 유지하게 된다. 더욱 상세하게 살펴 보기 위해 다음과 같이 먼저 도9와 같이 원하는 채널 경로를 기준으로 할 때 원하지 않는 채널 경로의 상대적인 시간지연값이 양(+)의 값을 갖는 경우를 살펴보고, 그 후 도12와 같이 원하지 않는 채널 경로의 상대적인 시간지연값이 음(-)의 값을 갖는 경우로 나누어 살펴본다.

또한 원래 원하지 않는 채널 경로의 상대적인 시간지연값이 간섭제거창구간 사이에 존재하는 경우만 간섭신호가 제거 되므로, 도9와 도12에서는 상대적인 시간지연값이 간섭제거창구간 사이에 존재하는 경우만 고려한다. 즉, 상대적인 시간지연값() 범위가인 경우만 고려하기로 한다.

원하는 채널 경로의 시간지연값을 기준으로 할 때 원하지 않는 채널 경로의신호인 상대적인 간섭신호의 시간지연값이 양(+)의 값인의 값을 갖는 경우는 도9와 같다. 하지만 새로운 프레임 구조는 각각의 C성분을 한곳에 모으고 또한 보호성분들로 이들 C성분들을 분리하지 않았으므로, C성분의 위치에 따라 서로 영향을 끼치는 부분이 틀려지게 된다. 따라서 이들을 고려하여 간섭제거창 특성을 살펴 보아야 하고 도9와 같이 2개의 경우로 나누어 살펴보면 된다.

도10은 상기 도9의 두 가지 경우 중에서 왼쪽 경우에 대하여 나타내고 있다.이 경우는 종래의 프레임 구조와 동일하므로, 상기 도4에서와 같은 이유로 간섭제거창의 특성이 유지 된다.

한편 도11은 상기 도9의 두 가지 경우 중에서 오른쪽 경우에 대하여 나타내고 있다. 이 경우에 종래의 프레임 구조에서와 달리 점선상자의 부분을 따로 고려해야만 한다. 더욱 자세히 살펴보면 다음과 같다.

우선 길이가인 LS 부호를 고려하자. 여기서 N은 N=2^m이고 m은 2이상의 자연수 이다.

여기서 도11에서 적용되는 점선상자부분의 상호상관 특성을 살펴보기 위해서는 보호성분의 길이는이어야 한다. 이 경우 시간차일 때의 비주기 상호상관값은 C성분의 비주기 상호상관값과 S성분의 비주기 상호상관값이 서로 상쇄되어서 0이 된다. 단,는 간섭제거창구간내에 존재하는 경우이다. 결국 상기의 비주기 상호상관값이 0이 됨으로써 도11의 경우도 간섭신호가 제거되게 된다.

같은 방법으로 원하는 채널 경로의 시간지연값을 기준으로 할 때 원하지 않는 채널 경로의 신호인 간섭신호의 상대적인 시간지연값이 음(-)의 값인의 값을 갖는 경우는 도12와 같다.

하지만 새로운 프레임 구조는 각각의 C성분을 한곳에 모으고 또한 보호성분들로 이들 C성분들을 분리하지 않았으므로, C성분의 위치에 따라 서로 영향을 끼치는 부분이 틀려지게 된다. 따라서 이들을 고려하여 간섭제거창 특성을 살펴 보아야 하고 도12와 같이 2개의 경우로 나누어 살펴보면 된다.

도13은 상기 도12의 두 가지 경우 중에서 왼쪽 경우에 대하여 나타내고 있다. 이 경우에 기존의 프레임 구조에서와 달리 점선상자의 부분을 따로 고려해야만 한다.

더욱 자세히 살펴보면 다음과 같다. 우선 길이가인 LS 부호를 고려하자. 여기서 N은 N=2^m이고 m은 2이상의 자연수 이다.

여기서 도13에서 적용되는 점선상자부분의 상호상관 특성을 살펴보기 위해서는 보호성분의 길이는이어야 하고, 이 경우 시간차일 때의 비주기 상호상관값은 C성분의 비주기 상호상관값과 S성분의 비주기 상호상관값이 서로 상쇄되어서 0이 된다. 단,는 간섭제거창구간내에 존재하는 경우이다. 결국 상기의 비주기 상호상관값이 0이 됨으로써 도13의 경우 간섭신호가 제거되게 된다.

한편 도14는 도12의 두 가지 경우 중에서 오른쪽 경우에 대하여 나타내고 있다. 이 경우는 기존의 프레임 구조와 동일하므로, 상기 도5에서와 같은 이유로 간섭제거창의 특성이 유지된다.

상기에서 설명한바와 같이 본 발명은 전송속도를 높이기 위해 간섭제거창의 길이를 줄이지 않으면서 보호성분의 길이를 줄여서 전송속도를 높이는 효과적인 프레임 구조를 제안하는 것으로, LS부호를 사용하여 확산하는 새로운 프레임 구조는 LS부호를 구성하는 C성분과 S성분을 C성분은 C성분끼리 한쪽에 모으고, S성분은 S성분끼리 한쪽으로 모은 후, C성분들의 모음과 S성분들의 모음사이에만 보호성분(L_GUARD)을 넣는 프레임 구조를 제안한 것이다.

즉 기존의 C성분과 S성분 마다 각각에 보호성분을 넣는 프레임 구조가 아니라, 각 정보 비트들을 확산하기 위해 사용되는 LS부호의 모든 C성분은 C성분끼리 따로 모으고 모든 S성분은 S성분끼리 따로 모은 후, 보호성분을 한번만 넣는 방식이다.

상기의 프레임 구조 방식은 QLS 프레임 구조에서도 실질적으로 동일하게 적용된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다.

따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

LS부호 및 QLS부호를 사용하여 확산을 하는 CDMA방식의 통신을 위한 프레임에서 종래 프레임 구조에 비하여 보호성분의 길이를 줄이고 이에 따라 최대 전송속도를 높이는 효과가 있다.

Claims

채널용량을 증대하기 위한 대역확산시 상관특성을 만족하기 위해 간섭제거창구현을 위한 보호성분을 프레임에 배열하는데 있어서,

사용하는 확산부호의 구성요소중 동일한것을 연속으로 배열하는 단계와; 상기 연속으로 배열된 구성요소가 다르게 되는 위치에 보호성분을 삽입하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이동통신시스템에서 프레임에 LS 및 QLS부호와 보호성분을 배열하는 방법
제 1항에 있어서, 상기 확산부호가 LS 인경우는 C성분과 S성분으로 구성되며 C성분은 C성분끼리, S성분은 S성분끼리 연속으로 배열하고 상기 C성분과 S성분이 구분되는 사이에 보호성분을 넣으며, 또한 확산부호 QLS에서도 상기 방식이 동일하게 적용되는 것을 특징으로 하는 이동통신시스템에서 프레임에 LS 및 QLS 부호와 보호성분을 배열하는 방법.
제 2항에 있어서, C성분과 S성분의 정보비트가 N개 있을경우의 보호성분의 길이는가 되는것을 특징으로 하는 이동통신시스템에서 프레임에 LS 및 QLS부호와 보호성분을 배열하는 방법.