KR20040034961A - DS/CDMA signature sequences based on PR-QMF coefficients - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for realizing and optimizing a sequence using a PR-QMF and a method for applying the sequence in a CDMA system are provided to reduce interference between users and multi access interference. CONSTITUTION: According to the method, multi-valued sequences are made instead of a signature sequence used in the prior CDMA system and then is used as a signature sequence of the CDMA system. Two signature sequences are obtained on the base of filter coefficients of a perfect reconstruction quadrature mirror filter(PR-QMF). The first signature sequence has a perfect correlation feature in a synchronous DS/CDMA system, and the second signature sequence has a perfect correlation feature in a synchronous DS/CDMA system and has a better correlation feature in an asynchronous DS/CDMA system than other sequences. Thus, if the second signature sequence is used as a signature sequence of the DS/CDMA system, user interference and multi access interference can be reduced.

Description

PR-QMF 계수를 이용한 수열 구현방법, 최적화방법 및 그 수열을 CDMA 시스템에 적용하는 방법 {DS/CDMA signature sequences based on PR-QMF coefficients}Implementation method, optimization method, and method of applying the sequence to the CDM system using the Pr-MWF coefficients {DS / CDMA signature sequences based on PR-QMF coefficients}

본 발명은 PR-QMF 계수를 이용한 수열 구현방법, 최적화방법 및 그 수열을 CDMA 시스템에 적용하는 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 이제까지 CDMA 시스템에 쓰는 서명수열 대신 새로운 여러값 수열을 만들어 CDMA 시스템의 서명수열로 사용하는 것에 관한 것이다.The present invention relates to a method of implementing a sequence, an optimization method, and a method of applying the sequence to a CDMA system using the Pr-MWF coefficient, and more particularly, to create a new multi-valued sequence instead of the signature sequence used in the CDMA system. It is about using as a signature sequence.

직접수열 부호분할다중접속(direct sequence code division multiple access: DS/CDMA) 방식은 정보 비트에 직접 곱해져 대역을 넓히는 서명수열 (signature sequence)을 각각의 사용자(user)에게 알맞게 배정함으로써 다수의 사용자가 같은 시간에 같은 주파수 대역을 쓸 수 있게 한다.The direct sequence code division multiple access (DS / CDMA) scheme allows a large number of users to assign a signature sequence appropriately for each user to multiply the information bits and widen the bandwidth. Allows you to use the same frequency band at the same time.

따라서, DS/CDMA 방식에서 서명수열은 확산과 역확산 뿐만 아니라 다수의 사용자 가운데에서 원하는 사용자를 가려내는 데에 중요한 역할을 한다.Therefore, in the DS / CDMA scheme, the signature sequence plays an important role in not only spreading and despreading but also selecting a desired user from among a plurality of users.

특히, 채널 용량을 줄여 다중접속 계통의 성능을 떨어뜨리는 주 요인 가운데 하나인 다중접속 간섭(multiple access interference)을 줄이는 방법의 하나로, 교차상관(crosscorrelation) 값이 작은 서명수열을 설계하는 것이 본질적이고도 효과적인 방법이라 할 수 있다.In particular, one of the methods of reducing multiple access interference, which is one of the main factors that reduce the capacity of the multi-access system by reducing the channel capacity, is to design a signature sequence with a low crosscorrelation value. It can be called a method.

요즈음, 상관 성질이 좀 더 좋은 수열들을 얻고자 여러 비이진 서명수열들이 제안되고 있다.Nowadays, a number of non-binary signature sequences have been proposed in order to get a better correlation.

완전복원-직각거울여파기(perfect reconstruction quadrature mirror filter: PR-QMF)를 바탕으로 한 여러 값(multi-valued) 서명수열도 이들의 하나이다.One of them is a multi-valued signature sequence based on a perfect reconstruction quadrature mirror filter (PR-QMF).

예를 들어 A.N. Akansu 등(A.N. Akansu , M.V. Tazebay, and R.A. Haddad, "A new look at digital orthogonaltransmultiplexers for CDMA communications,"IEEE Tr. Signal Process., vol. 45,pp. 263-267, January 1997.)은 두 대역 완전복원-직각거울여파기를 바탕으로 한 수열을 고려했고, Q. Shi 등(Q. Shi and S. Cheng, "Optimal spreading sequence design based on PR-QMF theory,"Electronics Letters, vol. 35, pp. 447-448, March 1999)은 여러 대역 완전복원-직각거울여파기를 바탕으로 한 수열 집합을 고려했다.See, for example, AN Akansu et al. (AN Akansu, MV Tazebay, and RA Haddad, "A new look at digital orthogonal transmultiplexers for CDMA communications," IEEE Tr. Signal Process. , Vol. 45, pp. 263-267, January 1997.) Considers a sequence based on a two-band full-reconstruction mirror filter, Q. Shi et al. (Q. Shi and S. Cheng, "Optimal spreading sequence design based on PR-QMF theory," Electronics Letters , vol. 35 , pp. 447-448, March 1999) considered a set of sequences based on multiple band full-reconstruction mirror filters.

그러나 전자의 수열은 DS/CDMA 계통에서 사용자가 둘 일 때만 적용할 수 있고, 후자의 수열은 동기 DS/CSMA 계통에서만 쓸 수 있으며 또 위상이 둘로 한정되어 있었다.However, the former sequence can be applied only when there are two users in the DS / CDMA system, the latter sequence can be used only in the synchronous DS / CSMA system and the phase is limited to two.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 완전복원-직각거울여파기(PR-QMF)의 여파기 계수를 바탕으로 DS/CDMA 통신 계통에 알맞도록 전체 상관 성질이 좋은 여러값 서명수열 집합들을 구현하여 DS/CDMA 시스템의 서명수열로 사용함으로써 사용자 사이의 간섭과 여러길 간섭을 크게 줄일 수 있는 PR-QMF 계수를 이용한 수열 구현방법, 최적화방법 및 그 수열을 CDMA 시스템에 적용하는 방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a good overall correlation property for a DS / CDMA communication system based on the filter coefficients of a full restore-angle mirror filter (PR-QMF). Implementing the sequence of value signatures, and applying the sequence to the CDMA system using the Pr-MWF coefficients that can greatly reduce interference between users and multi-way interference by implementing the set of signature sequences in DS / CDMA systems. To provide a way.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 뛰어난 상관 성질을 갖는 여러값 수열을 만들어 직접수열 부호분할다중접속방식의 서명수열에 적용하는 PR-QMF계수를 이용한 수열 구현방법, 최적화방법 및 그 수열을 CDMA에 적용하는 방법을 제공하고자 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method of implementing a sequence, an optimization method, and the sequence using the PR-MWF coefficients which are applied to the signature sequence of the direct-sequence code division multiple access method by making a multi-value sequence having excellent correlation properties. It is intended to provide a method applied to CDMA.

도 1a 및 도 1b는 부호분할다중접속 시스템의 송신기 및 수신기의 구조도이다.1A and 1B are structural diagrams of a transmitter and a receiver of a code division multiple access system.

도 2a 내지 도 2d는 수열 길이가 127일 때 골드, 격자-골드, 같은 홀짝 골드, 격자-홀짝 수열의 상관함수 크기를 나타내는 도면이다.2A to 2D are graphs showing the magnitude of the correlation function of gold, lattice-gold, the same odd gold, and lattice-even sequence when the sequence length is 127. FIG.

도 3은 레일리 여러길 감쇄채널에서, 원하는 사용자(지수=0)의 수신기 모형도이다.3 is a receiver model diagram of a desired user (index = 0) in a Rayleigh multipath attenuation channel.

도 4는 레일리 여러길 감쇄채널에서, 수열의 길이가 127이고,일 때 골드, 같은 홀짝 골드, 격자얼개 수열들을 쓴 DS/CDMA 계통의 비트 오류 확률을 나타내는 그래프이다.4 is a length of a sequence of 127 in a Rayleigh multipath attenuation channel, Is a graph showing the bit error probability of the DS / CDMA system using gold, the same odd gold, and lattice sequences.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10a,10b,10c : 곱셈기12 : 채널10a, 10b, 10c: Multiplier 12: Channel

14 : 적분기16 : 스위치14 Integrator 16: Switch

18 : 실수 출력부20 : 판단기18: real output unit 20: judgment

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구체적인 구성 및 작용을 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings for the embodiment of the present invention will be described the specific configuration and operation.

먼저 본 발명의 이해를 돕기 위해 부호분할다중접속(CDMA) 시스템의 송/수신기에 대해 설명한다.First, a description will be given of a transmitter / receiver of a code division multiple access (CDMA) system for better understanding of the present invention.

도 1a의 송신기에서, 곱셈기(10a)는 정보심벌()에 서명수열()을 직접 곱함으로써 대역을 넓히고(Spreading), 다음 곱셈기(10b)는 반송주파수()로 변조하여(Modulation) 채널(12)로 내보낸다.In the transmitter of FIG. 1A, the multiplier 10a uses an information symbol ( ) Signature sequence ( Spreading the band by directly multiplying it, and the next multiplier 10b Modulate and output to channel 12.

도 1b의 수신기에서, 곱셈기(10c)는 수신신호()에 서명수열의 켤레()를 직접 곱함으로써 역환산(Despreading)하고 반송주파수로 복조(Demodulation)한다.In the receiver of FIG. 1B, the multiplier 10c receives the received signal ( Pairs of signature sequences () Despreading and demodulating the carrier frequency by multiplying

다음의 적분기(14)는 한 정보심볼구간(T) 동안 신호를 적분하고, 스위치(16)는 시간(t)이 정보심볼구간(T)의 배수가 될 때의 적분기(14)의 출력값을 취한다.The next integrator 14 integrates the signal for one information symbol section T, and the switch 16 takes the output value of the integrator 14 when time t becomes a multiple of the information symbol section T. do.

실수 출력부(18)는 입력되는 값의 실수부분(real part: Re)만 취하여 출력하고, 그 출력값을 U라 할때, 판단기(20,decision stage)는 입력값(U)가 0보다 크면 수신된 정보심벌을 1로, 0보다 작으면 -1로 판단한다.The real output unit 18 takes only a real part (Re) of an input value and outputs it. When the output value is U, the decision stage 20 determines that the input value U is greater than zero. If the received information symbol is less than 0, it is determined as -1.

1. 제1 서명수열 집합1. First Signature Sequence Set

나무얼개-대역 완전복원-직각거울여파기(PR-QMF) 묶음에서번째 부대역 여파기를라고 하고, 그 충격응답을이라 하자.Tree Band full-recovery in a rectangular mirror filter (PR-QMF) bundle The first subband filter The shock response Let's say

여기서,이고, 깊이인 정수이다.here, And depth silver Is an integer.

그러면,의 차수는이고,은 원형(prototype) 저주파여파기와 고주파여파기의 차수이다.then, The degree of ego, Is the order of the prototype low and high frequency filters.

다음,일 때,을 수학식 1에 적용하면 본 발명에 따른 제1 서명수열 집합 하나를 얻는다.next, when, and Is applied to Equation 1 to obtain a first set of signature sequences according to the present invention.

여기서,이다.here, to be.

이러한 수열을 나무얼개 수열이라고 한다.This sequence is called tree ice sequence.

상기 나무얼개 수열의 길이는이다.The length of the tree ring sequence is to be.

도 1b는 나무얼개 수열을 사용할 때, 원하는 사용자(사용자 지수 =0)의 수신기 모형이다.1B is a receiver model of a desired user (user index = 0) when using a tree-ear sequence.

여기서,는 수신 신호이고,는 심볼 지속기간이며,는 반송 주파수이고,번째 서명 파형이다.here, Is the received signal, Is the symbol duration, Is the carrier frequency, Is Second signature waveform.

또한번째 서명수열번째 칩 값이고,는 칩 주기며,일 때, 다른 곳에서는인 단위 사각 펄스이다.Also Is First signature sequence of Second chip value, Is the chip cycle, Is when , Elsewhere Square pulse.

크기인 나무얼개 수열들의 전체 집합을라 하면,는 크기가인 부집합로 나눌 수 있다.size A full set of trees Say, Is the size Phosphorus subset and Can be divided into:

부집합은 부대역의 첫째 여파기가인 나무얼개 수열들로 정의되고, 부집합에서의 여집합이다.Subset The first filter of the sub- Defined as subsets of trees and subsets silver in Is a subset of.

그러면, 나무얼개 수열의 상관 성질은 다음과 같다Then, the correlation property of the tree-ear sequence is as follows.

i) 칩-지연이일 때, 자기상관과 교차상관의 크기는 각각이다.i) chip-delay When autocorrelation and crosscorrelation are and to be.

ii)이 아닌 칩-지연이의 배수일 때, 자기상관과 교차상관의 크기는이다.ii) Non-chip delay When it is a multiple of, the size of autocorrelation and cross-correlation to be.

iii)에 있는 수열과에 있는 수열 사이의 교차상관 성질은 완벽하다.iii) With the sequence in The cross-correlation property between the sequences in is perfect.

iv) 같은 부집합에 있는 두 수열 사이의 교차상관의 최대값은 매우 크다.iv) The maximum cross-correlation between two sequences in the same subset is very large.

성질 (iii)과 (iv)를 따르면, 나무얼개 수열들의 전체집합에서수열 짝들은 교차상관 성질이 완벽하도록 고를 수 있지만, 나머지수열 짝의 교차상관 성질은 비동기 다중접속 계통에 쓰이기에 알맞지 않다.According to properties (iii) and (iv), in the whole set of tree ice sequences Sequence pairs can be chosen to have perfect cross-correlation, but the rest The cross-correlation property of a sequence pair is not suitable for use in asynchronous multiple access systems.

따라서, 상기 나무얼개 수열들은 동기 DS/CDMA 계통에서만 쓰일 수 있다.Thus, the tree-earning sequences can only be used in synchronous DS / CDMA systems.

2. 제2 서명수열 집합2. Second Signature Sequence Set

여러 대역 완전복원-직각거울여파기(PR-QMF)를 설계하는 또다른 방법은 인수분해한 파라유니터리(paraunitary) 전달 행렬들을 직렬로 이은 격자얼개(latticestructure)를 사용하는 것이다.Another way to design a multiband full-reconstruction mirror filter (PR-QMF) is to use a lattice structure in series of factorized paraunitary transfer matrices.

아래의 수학식 2는 전달 행렬이다.Equation 2 below is a transfer matrix.

여기서,는 단위 행렬이고은 크기가열 벡터이다:임을 쓰면임을 쉽게 보일 수 있다.here, Is an identity matrix Is the size sign Is a column vector: If you write Im easy to see.

여기서,이고,은 각각 켤레와 켤레전치를 나타낸다.here, ego, and Denotes the conjugate and the conjugate transposition, respectively.

행렬는 지연을 하나 써서 구현할 수 있고, 따라서, 차수가 1이다.procession Can be implemented using a single delay, so order is one.

차수가인 파라유니터리 행렬는 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.Degree In paraunitary matrix Can be expressed as in Equation 3.

여기서,는 단위 유니터리(unitary) 행렬이다(즉,).here, Is a unitary matrix (i.e. ).

그러면, 수학식 4와 같이 분석쪽 여파기 묶음을 얻을 수 있다.Then, as shown in Equation 4, the analysis filter bundle can be obtained.

여기서,이고이다.here, ego to be.

다음, 격자얼개-대역 완전복원-직각거울여파기(PR-QMF) 묶음의 분석쪽 여파기 계수들을 바꾸어 서명수열을 만들어 보자.Next, grid Create a signature sequence by changing the filter coefficients of the analysis side of the band full-reconstruction-square mirror filter (PR-QMF) bundle.

수열의 길이가일 때, 실수부를, 허수부를,,이라 두고 상기 수학식 1에 적용한다.The length of the sequence When, the real part Imaginary , , This applies to Equation 1 above.

이렇게 정의된 수열을 격자얼개 수열이라고 부르고, 나무얼개 수열과 마찬가지로 도 1b와 같은 수신기를 쓴다.The defined sequence is called a lattice iris sequence, and the receiver as shown in FIG.

크기가 1인 벡터이 바뀔 때, 격자얼개 수열 특성이 바뀔 수 있다는 것을 수학식 2-4에서 알 수 있다.Vector of size 1 It can be seen from Equation 2-4 that the lattice sequence sequence characteristics can be changed when this is changed.

다음 격자얼개 수열의 상관 성질이 이상적 상관 성질에 가깝도록을 최적화하는 방법을 설명한다.So that the correlation property of the next lattice How to optimize it.

계산하기 편하도록 직렬 깊이(cascade depth)를 1로 두고을 최적화한다.Cascade depth for ease of calculation With 1 To optimize.

이 때, 격자얼개 수열의 길이는이다.At this time, the length of the lattice to be.

먼저,로 다시 정의한다.first, of Redefine by.

여기서,이다.here, to be.

그러면,행렬는 수학식 5와 같이 얻을 수 있다.then, procession Can be obtained as shown in Equation 5.

여기서는 수학식 6이고,는 수학식 7이다.here Is Equation 6, Is equation (7).

이에 대응하는-대역 완전복원-직각거울여파기(PR-QMF) 묶음은를 수학식 3과 수학식 4를 사용하여 수학식 8과 같이 얻을 수 있다.Corresponding Full Band Restore-Square Mirror Filter (PR-QMF) Can be obtained as in Equation 8 using Equations 3 and 4.

그러면, 크기가인 격자얼개 수열 집합()를 수학식 9와 같이 얻을 수 있다.Then, the size Grid lattice sequence assembly ( ) Can be obtained as shown in Equation 9.

여기서,이다.here, to be.

다음 격자얼개 수열 수학식 9의 상관 함수를 생각해보자.Consider the correlation function in the following lattice sequence equation (9).

먼저, 칩 지연의 함수 수학식 10은,First, chip delay The function of Equation 10 is

이고일 때 짝자기상관(even autocorrelation), ego Even autocorrelation,

이고일 때 짝교차상관 (even crosscorrelation), ego Even crosscorrelation,

이고일 때 홀자기상관 (odd autocorrelation), ego Od autocorrelation, when

이고일 때 홀교차상관 (odd crosscorrelation)이라고 한다. ego Is called odd crosscorrelation.

홀상관 함수는 한 적분구간 안에서 정보심벌이 바뀔 때 상관기의 출력에 영향을 미친다.The hole correlation function affects the output of the correlator when the information symbol changes within an integration period.

한편, 짝상관 함수는 정보심벌이 바뀌지 않을 때 출력에 영향을 미친다.On the other hand, the pair correlation function affects the output when the information symbol is not changed.

수신기 모형이 도 1b와 같을 때, 격자얼개 수열의 짝상관 함수와 홀상관 함수를 수학식 11과 같이 쓸 수 있다.Pairwise correlation function of the lattice sequence when the receiver model is shown in FIG. And hole correlation functions Can be written as in Equation 11.

여기서,는 두 수열사이의 짝상관과 홀상관을 각각 나타내고번째 바탕(base) 수열는 수학식 12이다.here, Wow Are two sequences Wow Represents a pair correlation and a hole correlation between First base sequence Is equation (12).

상기 수학식 11은 바탕 수열의 상관 함수로 격자얼개 수열의 상관 함수를 나타낼 수 있다는 것을 의미한다.Equation 11 means that the correlation function of the lattice sequence may be represented as the correlation function of the background sequence.

다음일 때, 바탕 수열의 짝교차상관 함수와 홀교차상관 함수는 각각 수학식 13 및 수학식 14와 같다.next When the pair cross-correlation function and the hole cross-correlation function of the base sequence are as shown in Equations 13 and 14, respectively.

여기서,와,는 각각 수학식 15, 16과 같다.here, Wow, Are as shown in Equations 15 and 16, respectively.

상기 수학식 13-16에서,일 때이고,는 각각의 짝자기상관 함수와 홀자기상관 함수이며, 단위계단함수일 때 1이고일 때 0이다.In Equation 13-16, when ego, Are each The even-magnitude and odd-magnetism correlation functions of, and the unit step function Is 1 when 0 when

비슷하게, 바탕 수열의 짝자기상관 함수와 홀자기상관 함수는 각각 수학식 17 및 수학식 18과 같다.Similarly, the mating autocorrelation function and the hole autocorrelation function of the base sequence are shown in Equations 17 and 18, respectively.

상기 수학식 13, 14, 17, 18에서 벡터의 짝자기상관 함수와 홀자기상관 함수를 가장 작게 하면, 바탕 수열의 상관 성질들을 좋게 할 수 있음을알 수 있다.Vector in Equation 13, 14, 17, 18 Even-correlation function of And hole autocorrelation functions It can be seen that the smaller the is, the better the correlation properties of the background sequence can be.

곧, 자기상관 성질이 좋은 수열들을 벡터로 쓰면, 격자얼개 수열의 교차상관과 자기상관 성질을 좋게 할 수 있다.Soon, the vector of good autocorrelation By using, we can improve the cross-correlation and auto-correlation property of lattice sequence.

이제까지 제안된 종래의 모든 수열(이진이나 다상 수열) 가운데일 때 짝자기상관 함수값과 홀자기상관 함수값이 모두 0인 수열은 없다.Of all the conventional sequences (binary or polyphase sequences) proposed so far In this case, there is no sequence in which both the counter-correlation function and the hole auto-correlation function are both zero.

바커(Barker) 수열은일 때 자기상관 함수값이 1을 넘지 않아로 쓸만하지만 길이가 36보다 긴 바커 수열은 아직 발견되지 않았다.The Barker sequence is When autocorrelation function does not exceed 1 Useful as, but Barker sequences longer than 36 have not been found.

H. Fukumasa 등(H. Fukumasa, R. Kohno, and H. Imai, "Design of pseudonoise sequences with goododd and even correlation properties for DS/CDMA,"IEEE J. Sel. Areas Commun., vol. 12, pp. 828-836, June 1994.)은 짝상관 함수와 홀상관 함수가 같은(equal odd correlation and even correlation: 줄여서 "같은 홀짝") 4-위상 의사잡음 수열들을 제안하였다.H. Fukumasa, R. Kohno, and H. Imai, "Design of pseudonoise sequences with goododd and even correlation properties for DS / CDMA," IEEE J. Sel. Areas Commun ., Vol. 12, pp. 828-836, June 1994.) proposed four-phase pseudonoise sequences with equal odd correlation and even correlation.

그 가운데, 같은 홀짝 골드 수열은 짝상관 함수와 홀자기상관 함수성질이 좋고,일 때 홀자기상관 함수의 최고 크기가 골드 수열에서보다 작다.Among them, the same odd-numbered gold sequence has a good pair-correlation function and an odd magnetic correlation function. The maximum magnitude of the hole autocorrelation function is smaller than that in the Gold sequence.

그러므로, 골드 수열과 같은 홀짝 골드 수열은로 쓰기에 알맞다.Therefore, sipping gold sequences like gold sequences Suitable for writing

이 두 수열을 격자얼개 수열의로 사용하고, 골드 수열과 같은 홀짝 골드 수열을 쓴 격자얼개 수열을 각각 격자-골드 수열과 격자-홀짝 수열로 부른다.These two series of grid lattice The lattice gradation sequence using the same odd gold sequence as the gold sequence is referred to as lattice-gold sequence and lattice-even sequence.

도 2a 내지 도 2d는 수열 길이가 127일 때 골드(도 2a), 같은 홀짝 골드(도 2c), 격자-골드(도 2b), 격자-홀짝(도 2d) 수열의 상관 함수이다.2A-2D are correlation functions of gold (FIG. 2A), same odd gold (FIG. 2C), lattice-gold (FIG. 2B), lattice-odd (FIG. 2D) sequences when the sequence length is 127. FIG.

격자-골드 수열과 격자-홀짝 수열이 각각 골드 수열과 같은 홀짝 골드 수열들보다 상관 성질이 더 좋음을 알 수 있다.It can be seen that the lattice-gold sequence and the lattice-odd sequence are better correlated than the odd-numbered gold sequences, respectively.

특히, 도 2d에서 격자-홀짝 수열에서의 네 상관 성질 모두가 골드 수열과 같은 홀짝 골드 수열에서보다 더 좋음을 분명히 알 수 있다.In particular, it can be clearly seen in FIG. 2D that all four correlation properties in the lattice-odd sequence are better than in the odd-numbered gold sequence, such as the gold sequence.

일 때 격자-골드 수열에서의 최대 짝자기상관 함수값이 골드 수열에서보다 더 크지만, 짝교차상관, 홀자기상관 성질은 훨씬 더 나음을 볼 수 있다. When the maximum even autocorrelation function in the lattice-gold sequence is larger than in the Gold sequence, the cross-correlation and hole autocorrelation properties are much better.

곧, 격자-홀짝 수열은 홀자기상관, 짝교차상관, 홀교차상관 성질이 가장 좋고, 짝자기상관 성질은 둘째로 좋다.In other words, the lattice-to-odd sequence has the best magnetic-correlation, even-cross correlation, and hole-cross correlation properties.

다음으로, 격자-골드, 격자-홀짝, 골드, 같은 홀짝 골드 수열의 최고 상관 크기 가운데 가장 좋은 때와 가장 나쁜 때를 얻었다.Next, we obtained the best and worst times among the highest correlation sizes of the sibling gold sequence, such as lattice-gold, lattice- sipping and gold.

여기서, 가장 좋은 때와 나쁜 때란 수열 길이가 같은 집합에 대해서 최고 크기가 가장 작을 때와 클 때를 각각 일컫는다.Here, the best time and the bad time refer to the time when the highest size is the smallest and the big time for a set having the same sequence length.

수열 길이가 127일 때의 결과를 표 1에서 보인다.The results when the sequence length is 127 are shown in Table 1.

상태condition 상관relation 격자-골드Lattice-Gold 격자-홀짝Lattice-Toasting 골드gold 같은 홀짝 골드Sipping gold 가장좋을 때When it's best 짝자기상관홀자기상관짝교차상관홀교차상관Co-correlation Hall Co-correlation Hall 0.01810.01710.01810.01710.01810.01710.01810.0171 0.01660.01660.01700.01560.01660.01660.01700.0156 0.00790.13390.12550.16540.00790.13390.12550.1654 0.12820.12820.14710.14710.12820.12820.14710.1471 가장나쁠 때At worst 짝자기상관홀자기상관짝교차상관홀교차상관Co-correlation Hall Co-correlation Hall 0.02210.02080.02210.02080.02210.02080.02210.0208 0.01950.01950.01920.01560.01950.01950.01920.0156 0.00790.40160.12550.46460.00790.40160.12550.4646 0.40160.40160.35570.35570.40160.40160.35570.3557

도 2에서도 볼 수 있었듯이일 때 격자-골드와 격자-홀짝 수열에서의 홀자기상관, 짝교차상관, 그리고 홀교차상관의 최고 크기는 골드 수열이나 같은 홀짝골드 수열에서보다 훨씬 작다.As seen in Figure 2 The maximum size of the odd-magnitude-correlated, even-cross-correlation, and odd-cross correlation in the lattice-gold and lattice-evening sequence is much smaller than in the Gold or the same odd-numbered sequence.

특히, 가장 나쁠 때의 격자얼개 수열의 짝교차상관과 홀교차상관의 최고 크기는 골드 수열의 짝교차상관의 최고 크기인의 12%-17% 에 지나지 않으며, 가장 좋을 때의 골드 수열이나 같은 홀짝 골드 수열의 최고 교차상관 값의 12%-17% 에 지나지 않는다.In particular, the worst sized cross-correlation and hole cross-correlation of the lattice sequence in the worst case is It is only 12% -17% of, and only 12% -17% of the best cross-correlation of the best gold sequence or the same odd gold sequence.

일 때 격자얼개 수열의 짝자기상관이 골드 수열에서의 값보다 크지만, 격자얼개 수열의 홀자기상관 성질은 골드 수열과 같은 홀짝 골드 수열보다 훨씬 더 좋음을 알 수 있다. Is the value in the gold sequence Although larger, the magneto-correlation properties of the lattice sequence are much better than the odd-numbered gold sequences such as the gold sequence.

3. DS/CDMA 시스템에서의 적용방법3. Application method in DS / CDMA system

사용자가사람이고 이진위상천이변조(BPSK)를 쓰는 송신기와, 주파수 선택적인 레일리(Rayleigh) 여러길 감쇄가 일어나는 비동기 덧셈꼴 흰빛 정규 잡음 채널, 그리고, 도 3과 같은 위상 동기 갈퀴(rake) 수신기에서,번째 길에서번째 사용자의 감쇄 크기는 확률밀도함수가 수학식 19이고 서로 독립인 레일리 확률변수라 둔다.The user In a human and binary phase shift modulation (BPSK) transmitter, an asynchronous additive white light normal noise channel with frequency selective Rayleigh multipath attenuation, and a phase-locked rake receiver as shown in FIG. On the second road Size of the first user The probability density function is Equation 19 and is independent of each other.

여기서,이고,번째 길에서번째 사용자의 감쇄 위상에서 서로 독립이고 모두 균일 확률변수이며,의 2차적률이다.here, ego, On the second road Phase of the first user silver Are independent of each other and are uniform random variables, silver Is the secondary moment of.

여기서은 첫번째 길 세기인 관계라고 두면번째 사용자의 송신 신호는 수학식 20과 같이 쓸 수 있다.here Silver first road century Wow If you put a relationship The transmission signal of the first user may be written as in Equation 20.

여기서,,는 평균 송신 전력,번째 반송파의 위상,는 심벌 지속기간이다.here, , Is the average transmit power, Is Phase of the second carrier, Is the symbol duration.

정보심벌는 서로 독립이고 분포가 모두 같은 확률 변수라 두고이다.Information symbol Are independent variables, all of the same distribution, to be.

이 때, 수신 신호는 수학식 21과 같고, 갈퀴 수신기 출력는 수학식 22와 같다.At this time, the received signal is the same as Equation 21, and the extractor receiver output Is the same as (22).

이때 근사 비트 평균 오류 확률은 수학식 23과 같다(T. Eng and L.B. Milstein, "Coherent DS-CDMA performance in Nakagami multipath fading,"IEEETr. Commun., vol. 43, pp. 1134-1143, February/March/April 1995.)The approximate bit mean error probability is given by Equation 23 (T. Eng and LB Milstein, "Coherent DS-CDMA performance in Nakagami multipath fading," IEEE Tr. Commun ., Vol. 43, pp. 1134-1143, February / March). April 1995.)

여기서,은 갈퀴 수신기의 가지 수,here, Branch number of extractor receivers,

, ,

, ,

, ,

, ,

, ,

, ,

, ,

, ,

이다. to be.

도 4는 레일리 여러길 감쇄채널에서, 골드, 같은 홀짝 골드, 격자얼개 수열들을 쓴 직접수열 부호분할 다중접속(DS/CDMA) 계통의 성능을 비교하기 위해 비트오류 확률를 신호대잡음비의 함수로 보인 것이다.Figure 4 shows the signal-to-noise ratio of the bit error probability in order to compare the performance of a direct sequence code division multiple access (DS / CDMA) system using gold, the same odd gold, and lattice sequences in a Rayleigh multipath attenuation channel. It is seen as a function of.

수열의 길이는 127이고,이며 사용자 수(K)는 50과 100이다.The length of the sequence is 127, And the number of users (K) is 50 and 100.

도 4에서, 레일리 여러길 감쇄 환경에서 격자-홀짝을 쓴 계통의 성능이 가장 좋다는 것을 분명하게 알 수 있다.In Figure 4, it can be clearly seen that the performance of the grid-evened system is best in a Rayleigh multipath attenuation environment.

이러한 관측 결과들은 DS/CDMA 통신 계통에서 격자얼개 수열을 쓸 때 비트 오류 확률를 더 낮추고 채널 용량을 더 크게 할 수 있다는 것을 의미한다.These observations mean that when using lattice sequence in DS / CDMA communication system, the bit error probability and channel capacity can be increased.

본 발명에서 CDMA에 적용하는 방법은 도 1a와 도 1b의 부호분할다중접속 시스템의 송/수신기에서, 본 발명에 의해 구현된 크기 M인 나무얼개 수열집합이나 크기 M인 격자얼개 수열 집합을 M명의 사용자에게 하나씩 배정하여 서명수열, 확산수열 또는 트레이닝(training) 수열로 쓰고, 수신기에서는 출력의 실수부분만을 취하여 심볼의 부호를 판단한다.The method applied to CDMA in the present invention is a tree-array sequence set of size M implemented by the present invention in the transmitter / receiver of the code division multiple access system of FIGS. 1A and 1B. Set of lattice sequence of size or size M Is assigned to M users one by one and used as a signature sequence, a spreading sequence or a training sequence, and the receiver determines the sign of a symbol by taking only the real part of the output.

이상에서 살펴본 바와 같이, 나무얼개 완전복원-직각거울여파기(PR-QMF) 묶음으로부터 얻은 제1 서명수열 집합은 동기 DS/CDMA 계통에서 완벽한 상관 성질을 보이고, 격자얼개 완전복원-직각거울여파기(PR-QMF) 묶음에서 얻은 제2 서명수열 집합은 동기 DS/CMDA 계통에서는 상관 성질이 완벽하며 비동기 DS/CDMA 계통에서도 이제까지의 서명수열들보다 일반적으로 상관 성질이 뛰어나, 정규잡음이 있는 채널이 레일리 감쇄를 겪을 때, 본 발명에 따른 서명수열을 사용하면 종래 다른 수열을 쓸 때의 성능보다 뛰어나며, 사용자가 늘어남에 따라 그 성능 차이가 더 커지는 효과가 있다.As described above, the first set of signature sequences obtained from the PR-QMF bundles show perfect correlation in the synchronous DS / CDMA system, and the lattice full recovery-right mirror filter (PR). The second set of signature sequences obtained from the QMF bundle is perfectly correlated in the synchronous DS / CMDA system, and is generally better correlated than the signature sequences in the asynchronous DS / CDMA system. In the case of using the signature sequence according to the present invention, the performance is superior to that of writing other sequences in the related art, and as the user increases, the performance difference becomes larger.

Claims (4)

나무얼개-대역 완전복원-직각거울여파기(PR-QMF) 묶음에서번째 부대역 여파기를, 그 충격응답을이라 하고,일 때,을 수학식 24에 적용하여 서명수열 집합을 만드는 것을 특징으로 하는 PR-QMF 계수를 이용한 수열 구현방법.Tree Band full-recovery in a rectangular mirror filter (PR-QMF) bundle The first subband filter That shock response This is called, when, and A method of implementing a sequence using a PR-FM coefficient, characterized in that to apply to the equation (24) to create a set of signature sequences. 여기서,, 깊이인 정수,의 차수는,은 원형(prototype) 저주파여파기와 고주파여파기의 차수,이다.here, , depth silver Integer, The degree of , Is the order of the prototype low and high frequency filters, to be. 격자얼개-대역 완전복원-직각거울여파기(PR-QMF) 묶음에 있어서 수학식 25와 같은 분석쪽 여파기 묶음에서 수열의 길이가일 때, 실수부를, 허수부를,,이라 두고 수학식 26에 적용하여 서명수열 집합을 만드는 것을 특징으로 하는 PR-QMF 계수를 이용한 수열 구현방법.Grid In the band full-reconstruction-square mirror filter (PR-QMF) bundle, the length of the sequence in the analysis-side filter bundle When, the real part Imaginary , , A method of implementing a sequence using the Pr-MWF coefficients, which is applied to Equation 26 to form a set of signature sequences. 여기서,이다.here, to be. 청구항 2에서 얻은 수열의 짝상관 함수와 홀상관 함수를 수학식 28과 같이 나타내는 단계;Pairwise correlation function of the sequence obtained in claim 2 And hole correlation functions Representing as shown in Equation 28; 여기서,는 두 수열사이의 짝상관과 홀상관을 각각 나타내고번째 바탕(base) 수열이다.here, Wow Are two sequences Wow Represents a pair correlation and a hole correlation between First base sequence Is to be. 상기 수학식 27에서일 때, 바탕 수열의 짝교차상관 함수와 홀교차상관 함수를 각각 수학식 28과 29로 나타내는 단계;In Equation 27 When the cross-correlation function and hole cross-correlation function of the base sequence are represented by Equations 28 and 29, respectively; 여기서,와,는 각각 수학식 30과 31이다.here, Wow, Are equations (30) and (31), respectively. 여기서,일 때이고,는 각각 벡터의 짝자기상관 함수와 홀자기상관 함수이며, 단위계단함수일 때 1이고일 때 0이다.here, when ego, Are each vector The even-magnitude and odd-magnetism correlation functions of, and the unit step function Is 1 when 0 when 상기 수학식 27에서 바탕 수열의 짝자기상관 함수와 홀자기상관 함수를 각각 수학식 32와 33으로 나타내는 단계;Representing the even-number autocorrelation function and the hole-magnetic correlation function of the base sequence in Equation 27 as Equations 32 and 33, respectively; 상기 수학식 28, 29, 32, 33에서 벡터의 짝자기상관 함수와 홀자기상관 함수를 가장 작게 하여, 바탕 수열의 상관 성질들을 좋게 하는 단계;Vector in the above equations 28, 29, 32, 33 Even-correlation function of And hole autocorrelation functions Minimizing to improve the correlation properties of the background sequence; 를 포함하는 PR-QMF 계수를 이용한 격자얼개 수열 최적화방법.Grid-line sequence optimization method using the Pr-MWF coefficient comprising a. 부호분할 다중접속 시스템의 송/수신기에서, 청구항 1에서 구현된 크기 M인 나무얼개 수열집합이나 청구항 2에서 구현된 크기 M인 격자얼개 수열 집합을 M명의 사용자에게 하나씩 배정하여 서명수열, 확산수열 또는 트레이닝 수열로 쓰고, 수신기에서는 출력의 실수부분만을 취하여 심볼의 부호를 판단함을 특징으로 하는 PR-QMF 계수를 이용한 수열을 CDMA 시스템에 적용하는 방법.In a transmitter / receiver of a code division multiple access system, a set of tree-array sequences of size M implemented in claim 1 or a set of lattice-array sequences of size M implemented in claim 2 are assigned to M users one by one, such as signature sequence, spreading sequence, or the like. 2. A method of applying a sequence using a PR-MWF coefficient to a CDMA system, characterized in that it is written as a training sequence and the receiver determines only the real part of the output to determine the sign of the symbol.
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