KR20050057065A

KR20050057065A - 통신방법

Info

Publication number: KR20050057065A
Application number: KR1020057003530A
Authority: KR
Inventors: 나오키 스에히로; 쳉가오 한
Original assignee: 요코하마 티엘오 가부시키가이샤; 나오키 스에히로
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2003-08-29
Publication date: 2005-06-16
Also published as: JPWO2004021597A1; EP1545020A1; WO2004021597A1; CN1679251A; KR100699667B1; CN1679251B; AU2003261816A1; US20060002582A1; JP3809515B2

Abstract

스펙트럼확산에 의한 송신데이터의 변조에 있어서, 확산계열자체가 아닌, 송신데이터열에 착안함에 의해, 송신신호의 주기 스펙트럼을 무상관으로 하고, 신호의 진폭의 넓이를 작게 하여, 수신측의 증폭기의 다이나믹레인지를 작게 한다. 송신신호 형성방법은, 송신데이터에 소정의 계수열의 각 계수를 곱하여 복수의 송신데이터를 형성하는 공정과, 이 계수를 곱한 복수의 송신데이터사이에 소정길이의 0데이터를 부가하여 송신데이터열을 형성하는 공정을 구비한다.

Description

송신신호 형성방법, 통신방법, 및 송신신호의 데이터구조{TRANSMITTED-SIGNAL PRODUCING METHOD, COMMUNICATING METHOD, AND DATA STRUCTURE OF TRANSMITTED SIGNAL}

본 발명은, 송신신호의 형성방법, 그 송신신호를 사용한 통신방법, 및 송신신호의 데이터구조에 관한 것으로, 특히, 이동통신 등의 멀티패스환경에 적합하다.

셀룰러무선통신이나 여러가지의 모바일환경하에 있어서, 데이터통신의 수요의 증가에 따라, 무선주파수자원의 이용율을 높이는 기술이 요구되고 있다. 예컨대, CDMA방식에 의한 통신방식에서는, 확산계열의 상관특성이나 전송경로의 멀티패스특성에 의한 채널간 간섭이 주파수이용율을 제한하는 요인으로 되고 있다.

직교주파수분할다중(OFDM)을 사용한 방식은, 정현파를 사용한 주파수다중이기 때문에, 멀티패스의 영향은 신호전력의 페이딩으로서 나타나, 송신의 정현신호와 멀티패스의 정현신호를 분리하는 것이 어렵다고 하는 문제가 있다.

한편, CMDA방식에 의하면, 파일롯신호를 사용하는 것에 의해, 동일주파수 및 동일시간에 있어서, 송신신호와 멀티패스신호를 분리할 수가 있다.

CMDA방식은, 스펙트럼확산통신방식을 사용한 다원접속방법이다. 이 스펙트럼확산 통신방식은 확산부호계열을 사용하여 변조가 행하여진다. 확산부호계열로서, 예컨대 자기상관이 없는 주기계열이 사용된다.

원래의 송신신호와 멀티패스에 의한 신호를 분리하는 확산부호계열로서, 예컨대, 완전상보계열을 사용한 통신방식이 제안되고 있다. 완전상보계열은, 각 계열의 자기상관함수의 합이，0시프트 이외의 모든 시프트에서 0이 되는 자기상관특성과, 각 계열의 상호상관함수의 합이，모든 시프트에 서 항상 0이 되는 상호상관특성을 구비하는 계열이다. 완전상보계열을 사용하여, 사이드로브나 채널간 간섭이 없는 ZCZ(주기적 무상관영역) - CDMA 신호를 형성하여, 송신신호의 주기스펙트럼이 무상관이 되도록 하고 있다. 이에 따라, 파일롯신호와 송신신호에 동주파수및 동시간을 할당할 수 있다.

종래 제안되고 있는 완전상보계열을 사용한 스펙트럼확산통신방식에서는, 디지털변조된 무선신호의 진폭의 넓이가 커져, 큰 다이나믹레인지가 필요하게 된다고 하는 문제가 있다.

도 12는, 확산부호계열로서 완전상보계열을 사용한 신호예를 나타내고 있다. A0 (=+++-++-+)의 신호열은, 완전상보계열을 사용하여 형성한 2치신호의 일례이다. 또, 「+」는 「1」을 나타내고, 「-1」는 「-1」을 나타내고 있다.

이 신호예에 있어서, 멀티패스특성이 수신신호에 대하여 지연시간으로서 나타나면, 멀티패스전송로를 통과한 수신신호는 「1, 2, 3, 1, 1, 1, …」의 신호열로서 수신된다. 이 신호의 진폭의 넓이는 예컨대 0부터 3까지로 되어, 수신측의 증폭기는 이 진폭의 넓이에 대응한 다이나믹레인지를 구비할 필요가 있다.

이와 같이 진폭의 넓이에 대하여 충분한 다이나믹레인지를 얻을 수 없는 경우에는, 증폭기의 입출력특성이 구비하는 비선형성에 의해 출력신호에 왜가 발생하고, 입력신호가 가지는 주파수대역 이외의 대역에도 주파수 스펙트럼이 생겨, 스퓨리어스특성이 열화한다. 또한, 출력파형이 변형되는 것에 의해, 수신측에서 부호간 간섭이 생겨 에러율이 열화하는 것으로도 된다. 또한, 증폭기의 직선성의 양호한 부분을 사용하여 신호증폭을 하는 데에는 증폭기의 소비전력이 증가한다. 소비전력의 증가는, 이동체단말의 기다려 받는 시간을 단축하는 요인이 된다.

그래서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하고, 스펙트럼확산에 의한 송신데이터의 변조에 있어서, 신호의 진폭의 넓이를 작게 하는 것을 목적으로 하고, 또한, 수신측의 증폭기의 다이나믹레인지를 작게 하는 것을 목적으로 한다.

[발명의 개시]

스펙트럼확산에 의한 송신데이터의 변조에 있어서, 종래 기술에서는 확산계열자체를 고안함에 의해 송신신호의 주기스펙트럼을 무상관으로 하고 있다. 이에 대하여, 본 발명은, 스펙트럼확산에 의한 송신데이터의 변조에 있어서, 종래와 같이 확산계열자체가 아니라, 송신데이터열에 착안함에 의해, 송신신호의 주기스펙트럼을 무상관으로 한다. 송신신호의 주기 스펙트럼을 무상관으로 하는 것에 의해, 신호의 진폭의 넓이를 작게 하고, 또한, 수신측의 증폭기의 다이나믹레인지를 작게 억제한다.

본 발명의 송신신호 형성방법은, 송신데이터에 소정의 계수열의 각 계수를 곱하여 복수의 송신데이터를 형성하는 공정과, 이 계수를 곱한 복수의 송신데이터사이에 소정길이의 0데이터를 부가하여 송신데이터열을 형성하는 공정을 구비하고, 이에 따라 형성된 송신데이터열을 송신신호로 한다.

여기서, 송신데이터는, 전송내용의 정보를 포함하는 디지털데이터이다. 한편, 형성된 송신데이터열은 송신신호로 되어, 송신데이터를 복수배열하여 형성된다. 복수의 송신데이터의 배열에 있어서, 각 송신데이터에는 소정의 계수열의 각 계수가 곱해지고, 송신데이터와 소정의 길이의 0데이터가 교대로 배열되어 된다.

송신데이터열을 형성하는 제 1 방법은, 계수를 곱한 복수의 송신데이터를, 그 송신데이터의 데이터길이보다도 긴 시간으로 지연시켜 간격을 두고 배열하고, 인접하는 송신데이터사이에 소정개수의 0데이터를 배치한다.

또한, 송신데이터열을 형성하는 제 2 방법은, 송신데이터의 후방에 소정개수의 0데이터를 부가하고, 0데이터를 부가한 송신데이터에 소정의 계수열의 각 계수를 곱하여 복수의 송신데이터를 형성하고, 계수를 곱한 복수의 송신데이터를 계수열의 계수순서대로 배열하여 송신데이터열을 형성한다. 혹은, 송신데이터에 소정의 계수열의 각 계수를 곱하여 복수의 송신데이터를 형성하고, 계수를 곱한 각 송신데이터의 후방에 소정개수의 0데이터를 부가하여, 0데이터를 부가한 각 송신데이터를 형성열의 계수순서대로 배열하여 송신데이터열을 형성한다.

또한, 본 발명의 송신신호 형성방법의 다른 형태는, 다른 계수열을 사용하여 복수의 송신데이터열을 형성하는 신호형성방법으로, 다른 2개의 송신데이터열의 임의의 조합에 있어서, 송신데이터열에 포함되는 유한개수의 송신데이터가, 비주기 상호상관함수가 0이 되는 범위를 구비하도록 송신데이터열을 형성한다. 비주기 상호상관함수는, 무한개수가 아닌 유한개수의 송신데이터를 갖는 송신데이터열끼리의 상호상관함수이다. 이 상호상관함수가 0이 되는 범위를 구비하도록, 유한개의 송신데이터를 구비하는 송신데이터열을 형성함에 의해, 송신신호의 주기 스펙트럼을 무상관으로 한다.

본 발명의 송신신호형성에 사용하는 계수열은 ZCZ계열에서 선택할 수가 있고, 완전상보계열에서 선택한 임의의 벡터행의 계수열로 할 수 있어, 유니터리행렬을 사용하여 형성할 수가 있다.

본 발명의 통신방법은, 본 발명의 송신신호 형성방법으로 형성한 송신데이터열을 송신하고, 이 송신데이터열의 형성에 사용한 계수열에 대응하는 정합필터를 통해서 송신데이터를 수신한다.

본 발명의 통신방법에 있어서, 송신데이터열을 멀티패스특성을 측정하는 파일롯신호로 하고, 이 파일롯신호를 수신함에 의해 전송경로의 멀티패스특성을 구할 수 있다.

본 발명의 통신방법의 다른 형태에 있어서, 다른 계수열을 사용하여 복수의 송신데이터열을 형성하고, 송신데이터열에서 선택한 적어도 1개를 파일롯신호로 하며, 다른 송신데이터열을 송신신호로 한다. 파일롯신호의 수신신호로부터 멀티패스특성을 구하고, 구한 멀티패스특성을 사용하여 송신신호의 수신신호에서 멀티패스특성을 제거하여 송신데이터를 구한다.

파일롯신호 및 송신신호는, 주기 스펙트럼이 서로 무상관이고, 대응하는 정합필터를 통과시키는 것에 의해, 각 신호를 분리할 수가 있다. 또한, 파일롯신호는, 송신신호와 수신신호와의 관계로부터 멀티패스특성을 구할 수 있고, 이 멀티패스특성과 수신신호로부터 송신신호를 구할 수 있다.

본 발명의 송신신호의 데이터구조는, 송신데이터에 소정의 계수열의 각 계수를 곱하여 얻어지는 복수의 송신데이터사이에 소정길이의 0데이터를 부가하여 이루어지는 데이터구조로서, 본 발명의 송신신호 형성방법에 의해 형성할 수가 있다.

도 1은, 본 발명의 송신신호 형성방법, 및 본 발명의 송신신호의 데이터구조를 설명하기 위한 개략도이고,

도 2는, 유니터리행렬의 일례를 나타내는 도면이고,

도 3은, 송신데이터에 유니터리행렬을 적용하여 형성한 본 발명의 송신데이터열의 예를 나타내는 도면이고,

도 4는, 본 발명의 송신데이터와 송신데이터열과의 관계를 나타내는 도면이고,

도 5는, 본 발명의 입출력신호와 정합필터와의 관계를 나타내는 도면이고,

도 6은, 신호를 정합필터에 통과시켰을 때의 데이터열의 상태를 설명하기 위한 도면이고,

도 7는, 본 발명의 파일롯신호와 송신신호와의 관계를 설명하기 위한 도면이고,

도 8은, 본 발명의 파일롯신호에 의한 멀티패스특성의 검출을 설명하기 위한 도면이고,

도 9는, 본 발명의 송신신호의 통신상태를 설명하기 위한 도면이고,

도 10은, 본 발명의 송신신호의 통신상태를 설명하기 위한 도면이고,

도 11은, 본 발명에 적용하는 정합필터의 1구성예를 나타내는 도면이고,

도 12는, 확산부호계열로서 완전상보계열을 사용한 신호예를 나타내는 도면이다.

이하, 도면을 사용하여 본 발명을 실시하기 위한 최선인 형태에 있어서의 송신신호 형성, 통신방법, 및 송신신호의 데이터구조를 설명한다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해서, 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 송신신호 형성방법, 및 본 발명의 송신신호의 데이터구조를 설명하기 위한 개략도이다.

본 발명은, 확산계열을 사용하는 것에 의해, 송신데이터 b(= (b0, b1, b2, b3, …, bN-1))(도 1(a)에 나타냄)로부터 송신데이터열(도 1(c)에 나타냄)을 형성하고, 이 송신데이터열을 송신신호로 한다. 또, N은 임의의 정수로 하고, 송신데이터의 데이터길이는 임의의 N비트로 한다.

송신데이터(b0, b1, b2, b3, …, bN-1)(도 1 (a)에 나타냄)로부터 송신데이터열 B를 형성하기 위해서는, 송신데이터(b0, b1, b2, b3, …, bN-1)에 소정의 확산계열의 계수열(1, -1, 1, -1)의 각 계수를 곱하는 것에 의해(도 1(b)에 나타냄), 복수의 송신데이터 B0(=(b0, b1, b2, b3, …, bN-1)), B1(= (-1)·(b0, b1, b2, b3, …, bN-1)), B2(=(b0, b1, b2, b3, …, bN-1)), B3(=(-1)·(b0, b1, b2, b3, …, bN-1))를 형성한다. 또, 송신데이터 b(= (b0, b1, b2, b3, …, bN-1))에 소정의 확산계열의 계수열 (1, -1, 1, -1)의 각 계수를 곱하는 처리는, 도 1(b)에 나타내는 바와 같이, 크로네커곱으로 나타낼 수 있다.

다음에, 도 1(c)에 나타내는 바와 같이, 각 계수를 곱한 복수의 송신데이터를 각각 소정길이 T만큼 지연시켜서 간격을 두고 배열하고, 각 송신데이터사이에 지연시간 τ에 대응하는 소정개수의 0데이터를 배치한다. 또, 소정길이 T는 송신데이터의 길이 N보다도 길게 설정하여, (T-N)비트분의 0데이터를 배치한다. 이에 따라, 도 1(d)에 나타내는 것과 같은 송신데이터열이 형성된다. 송신데이터사이의 간격은, 송신데이터의 종료단으로부터 다음 송신데이터의 개시단까지를 소정시간 τ만큼 지연시켜서 형성한다. 이와 같이 복수의 송신데이터를 배열함으로써, 각 송신데이터사이에는(T-N)비트분에 해당하는 시간의 간격을 둘 수 있다.

또, 소정의 계수열(1, -1, 1, -1)의 각 계수를 곱한 송신데이터(b0, b1, b2, b3, …, bN-1)를 소정시간 지연시키는 대신에, 송신데이터(b0, b1, b2, b3, …, bN-1)의 후방에 (T-N)비트분의 0데이터를 부가하여 전체의 데이터길이가 T비트인 송신데이터(b0, b1, b2, b3, …, bN-1, 0, …, 0)를 형성하고, 이 0데이터를 부가한 송신데이터에 소정의 계수열(1, -1, 1, -1) 의 각 계수를 곱함으로써, 복수의 송신데이터(b0, b1, b2, b3, …, bN-1, 0, …, 0), (-1)·(b0, b1, b2, b3, …, bN-1, 0, …, 01), (b0, b1, b2, b3, …, bN-1, 0, …, 0), (-1)·(b0, b1, b2, b3, …, bN-1, 0, …, 0)를 형성하고, 이것들을 계수열의 순서대로 배열함에 의해 송신데이터열을 형성할 수도 있다. 이 (T-N)비트분의 0데이터의 부가는, 시간 τ만큼 지연시키는 조작에 대응하고 있다.

여기서 사용하는 ZCZ계열은, 제로 자기상관(自己相關)영역특성과 제로 상호상관(相互相關)영역특성을 구비하는 주기적 제로상관영역을 가지는 계열로서, 예컨대, 소정의 계수열로서 완전상보계열을 사용할 수 있다. 완전상보계열은, 각 계열의 자기상관함수의 합이, 0시프트 이외의 모든 시프트에서 0이 되는 자기상관특성과, 각 계열의 상호상관함수의 합이, 모든 시프트에서 항상 0이 되는 상호상관특성을 구비하는 계열로서, 예컨대, 도 2에 나타내는 유니터리행렬을 사용할 수 있다.

도 3은, 송신데이터 A0∼A3, B0∼B3, C0∼C3, D0∼D3에, 유니터리행렬의 각 벡터행의 각 계수를 곱하고, 소정수의 0데이터를 부가함으로써 얻어지는 송신데이터열의 예를 나타내고 있다.

원래의 송신데이터로서 (1, 0, 0, 0)를 사용하여, 도 2에 나타내는 유니터리행렬의 각 벡터행의 각 계수를 곱함으로써, 복수의 송신데이터가 형성된다. 유니터리행렬의 제 1 행째의 벡터행으로부터 얻어지는 각 송신데이터는, 각 계수에 대응하여 각각 A0 = (1, 0, 0, 0), A1 = (1, 0, 0, 0), A2 = (1, 0, 0, 0), A3 = (1, 0, 0, 0)로 된다. 또한, 유니터리행렬의 제 2 행번째의 벡터행으로부터 얻어지는 각 송신데이터는, 각 계수에 대응하여 B0 = (1, 0, 0, 0), B1 = (-1, 0, 0, 0), B2 = (1, 0, 0, 0), B3 = (-1, 0, 0, 0)가 되고, 유니터리행렬의 제 3 행번째의 벡터행으로부터 얻어지는 각 송신데이터는, 각 계수에 대응하여 C0 = (1, 0, 0, 0), C1 = (1, 0, 0, 0), C2 = (-1, 0, 0, 0), C3 = (-1, 0, 0, 0)로 되고, 유니터리행렬의 제 4 행번째의 벡터행으로부터 얻어지는 각 송신데이터는, 각 계수에 대응하여 D0 = (1, 0, 0, 0), D1 = (-1, 0, 0, 0), D2 = (-1, 0, 0, 0), D3 = (1, 0, 0, 0)으로 된다.

송신데이터열은, 이것들의 복수의 송신데이터를 지연시켜, 0데이터를 부가함에 의해 형성된다. 도 4는, 송신데이터와 송신데이터열과의 관계를 일반식으로 나타내고 있다. 여기서, 송신데이터 A∼D를, 각각 A = (a0, a1, …, aN-1), B = (b0, b1, …, bN-1), C = (c0, c1, …, cN-1), D = (d0, d1, …, dN-1)로 나타냈을 때, 송신데이터열은 도 4(a)중의 행렬식으로 나타내도록 0데이터를 부가하여 형성할 수 있다.

또한, 송신데이터 A∼D를, 각각 A = (a0, a1, …, aN-1, 0, …, 0), B = (b0, b1, …, bN-1, 0, …, 0), C = (c0, c1, …, cN-1, 0, …, 0), D = (d0, d1, …, dN-1, 0, …, 0)로 나타낸 경우, 송신데이터열은 도 4(b)중의 행렬식으로 나타낼 수 있다.

다음에, 형성한 송신신호를 사용한 본 발명의 통신방법에 대해서 설명한다.

형성한 송신신호는, 그 송신신호의 형성에 사용한 확산계열의 각 계수에 대응한 정합필터(매치드 필터)에 의해 취출할 수 있다. 예를 들어, 정합필터는, 송신데이터 A를 역확산하여 취출하는 필터로서, 송신데이터 A의 형성에 사용한 확산계열의 계수에 대응하여 형성된다.

입출력신호와 정합필터와의 관계는, 확산계열이 구비하는 완전상보성에 기초하여 정해진다. 도 5는 입출력신호와 정합필터와의 관계를 나타내는 도면이다.

예컨대, 도 5(a)에 있어서, 신호 A를 신호 A의 정합필터에 통과시킨 경우에는, 자기상관특성으로부터 임펄스형상의 신호를 얻을 수 있지만, 신호 A를 신호 A의 정합필터 이외의 정합필터(신호 B의 정합필터∼신호 D의 정합필터)에 통과시킨 경우에는, 상호상관특성으로부터 신호는 얻어지지 않는다.

또한, 도 5(b)에 있어서, 신호 B를 신호 B의 정합필터에 통과시킨 경우에는, 자기상관특성으로부터 임펄스형상의 신호를 얻을 수 있지만, 신호 B를 신호 B의 정합필터 이외의 정합필터(신호 A의 정합필터, 신호 C의 정합필터, 신호 D의 정합필터)에 통과시킨 경우에는, 상호상관특성으로부터 신호는 얻어지지 않는다.

다음에, 본 발명의 송신신호형성에 의해, 송신신호의 진폭의 넓이가 억제되는 것에 대해서 설명한다.

본 발명의 송신신호형성에서는, ZCZ계열의 계수를 곱한 복수의 송신데이터를 지연시켜 배열함에 의해, 유한개의 송신데이터에 의한 데이터열에 있어서 주기적 제로상관영역을 갖게 하여, 임펄스형상의 신호를 형성할 수가 있다.

도 6을 사용하여, 신호를 정합필터에 통과시켰을 때의 데이터열의 상태에 대해서 설명한다.

도 6(a)은, 신호 A를 신호 A의 정합필터에 통과시켰을 때의 데이터열의 상태를 나타내고 있다.

본 발명에 의한 송신신호는, 완전상보계열에 기초한 ZCZ 계열에 지연시간을 적용하여,

aA = a(A0)0 + a (A1)T + a(A2) 2T + a(A3) 3T

로 나타낼 수 있다. 여기서, (·) T는 T 타임슬롯(T칩)의 시간지연을 나타내고 있고, aA의 신호길이는 4T가 된다.

또, 도 3에서 나타낸 데이터신호 A는, 상기 식에 있어서(AN)의 신호를 (1, 0, 0, 0)로 하고, T = 9로 한 경우에 대응하고 있다.

이 신호 A를 신호 A의 정합필터를 통과하여 얻어지는 신호는, 신호 A와 정합필터 A와의 컨벌루션에 의해 구할 수 있고,

aA * Af = 4a(x, x, …, x, x, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, x, x, …, x, x)로 나타낸다. 또, Af는 정합필터에 대응하고 있다.

상기 식으로부터, 얻어지는 신호는 임펄스형상이 되고, 진폭의 넓이를 억제할 수 있다.

한편, 도 6(b)은, 신호 B를 신호 A의 정합필터에 통과시켰을 때의 데이터열의 상태를 나타내고 있다.

송신신호 B는

aB = a (B0) 0-a (B1)T-a (B2)2T + a (B3) 3T

로 나타난다. 또, 도 3에서 나타낸 데이터신호 B는, 상기 식에 있어서 (BN)폭의 신호를 (1, 0, 0, 0)으로 하고, T = 9로 한 경우에 대응하고 있다.

이 신호 B를 신호 A의 정합필터에 통과하여 얻어지는 신호는, 신호 B와 정합필터 A와의 컨벌루션(Convolution)에 의해 구할 수 있고, 신호 B를 신호 A의 정합필터에 통과시켰을 때의 신호는,

aB * Af = a(0, 0, …, 0, -1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, -1, 0, …, 0, 0)로 나타낸다. 또, 상기 2개의 식에서, a는 송신시의 신호진폭을 나타내고 있다.

이것은, 본 발명에 의해 형성되는 송신데이터열에 의하면, 복수의 송신데이터열의 임의의 조합에 있어서, 유한개수의 송신데이터는 비주기 상호상관함수가 0으로 되는 범위(도 6(b) 및 상기 aB * Af 중의 (-1)로 좁혀지는 연속하는 0의 범위)를 구비하는 것을 나타내고 있다. 또, 비주기 상호상관함수는, 길이를 무한으로 하였을 때의 주기 상호상관함수이다.

본 발명의 통신방법에서는, 형성되는 송신신호의 적어도 1개를 파일롯신호로 하고, 신호가 송신되는 멀티패스전송로의 멀티패스특성의 검출, 및 멀티패스특성을 제거한 송신신호의 검출에 적용할 수가 있다. 도 7은, 파일롯신호와 송신신호와의 관계를 설명하기 위한 도면이다.

도 7에 있어서, 예컨대, 신호 A를 파일롯신호로 하여, 멀티패스전송로 P를 통과시킨 후, 신호 A의 정합필터 A를 통과하여 출력신호 p를 구하면, 이 출력신호 p에서 멀티패스전송로의 멀티패스특성 P를 구할 수 있다.

신호 B∼신호 D를 송신신호로 하였을 때, 파일롯신호와 같은 멀티패스전송로 P를 동시에 통과한 경우에는, 멀티패스전송로 P로부터 같은 멀티패스특성의 영향을 받는 것으로 된다. 그 때문에, 각 정합필터 B, C, D를 통과하여 얻어지는 출력신호 q, r, s 중에는 동일한 멀티패스특성이 포함된다. 그래서, 파일롯신호에 의해 구한 멀티패스특성 P를 사용하여, 출력신호 q, r, s로부터 멀티패스특성 P를 제거함에 의해, 송신신호 B, 송신신호 C, 및 송신신호 D를 구할 수 있다.

여기서, 멀티패스특성 P를 P = (p0, p1, p2, p3)로 한다. 또한, pk는 타임슬롯 0, 1, 2, 3의 각 지연시간에 있어서의 멀티패스팩터이다. 이 멀티패스특성 p는, 예컨대, 멀티패스전송로를 통과한 파일롯신호를 파일롯신호의 정합필터로 검출함에 의해 구할 수 있다.

상기한 바와 같이, 송신데이터에 ZCZ계열의 1계수열에 지연시간을 적용하여 송신신호 aA를 형성하고, 이 송신신호 aA를 멀티패스전송로 P를 통과시킨 후, 신호 A의 정합필터로 검출하여 수신신호 aA'를 수신한다. 도 8은 파일롯신호에 의한 멀티패스특성의 검출을 설명하기 위한 도면이다.

aA'는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 각 지연시간마다의 출력신호를 가산하여 구할 수 있고, 이하의 식으로 나타낼 수 있다.

aA' = 4a(x, x, …, x, x, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, p0, p1, p2, p3, 0, 0, 0, 0, 0, x, x, …, x, x)

또, x는 어떤 값을 나타내고 있다.

따라서, 수신신호 aA'는 멀티패스특성 P = (p0, p1, p2, p3)를 분리가능한 상태로 포함하고 있다.

한편, 같은 멀티패스전송로를 통과한 송신신호는, 아래와 같이 나타낼 수 있다. 또한, 도 9, 도 10은 송신신호의 통신상태를 설명하기 위한 도면이다.

송신데이터를 (b0, b1, b2, b3, b4, b5)(도 9(a)로 하고, ZCZ 계열의 파일롯신호의 형성에 사용한 계수열과는 다른 계수열을 사용하여, 송신신호를 형성한다.

ZCZ계열의 다른 계수열을 B로 하면,

B = (B0)0 + (B1)T6 + (B2)2T + (B3)3T

로 나타낼 수 있다(도 9 (b)).

송신신호는, 송신데이터와 계수열 B를 사용하여,

(b0, b1, b2, b3, b4, b5, 0, 0, 0, -b0, -b1, -b2, -b3, -b4, -b5, 0, 0, 0, b0, b1, b2, b3, b4, b5, 0, 0, 0, -b0, -b1, -b2, -b3, -b4, -b5, 0, 0, 0)에 의해 나타낸다(도 9(c)).

여기서, 멀티패스전송로 P를 통과한 신호를 B"로 하면, 신호 B의 정합필터로 검출되는 수신신호는, 신호 B"와 정합필터 B와의 컨벌루션에 의해 구할 수 있고,

B" * Bf

= 4p0(…, x, 0, 0, 0, b0, b1, b2, b3, b4, b5, 0, 0, 0, x, x, x, x…)

+ 4p1(…, x, x, 0, 0, 0, b0, b1, b2, b3, b4, b5, 0, 0, 0, x, x, x …)

+ 4p2(…, x, x, x, 0, 0, 0, b0, b1, b2, b3, b4, b5, 0, 0, 0, x, x,…)

+ 4p3(…, x, x, x, x, 0, 0, 0, b0, b1, b2, b3, b4, b5, 0, 0, 0, x,…)

= (…, x, x, x, x, q1, q2, q3, q4, q5, q6, q7, q8, x, x, x, x,…)

로 나타난다. 또, Bf는 정합필터 B에 대응하고 있다.

여기서, q1, q2, q3, q4, q5, q6, q7, q8은, 정합필터의 출력으로서 직접 구할 수 있다.

도 10(a)은, 송신신호, 멀티패스전송로의 멀티패스특성 P, B의 정합필터의 출력과의 관계를 개략적으로 나타내고 있고, 이들 사이의 관계는 도 10(a)에 도시한 관계식으로 나타낼 수 있다.

도 10(a)에 도시한 관계식에 있어서, (p0, p1, p2, p3)는 파일롯신호를 검출함에 의해 구할 수 있고, (q0, ql, q2, q3, q4, q5, q6, q7, q8)는 송신신호를 검출함에 의해 구할 수 있다.

따라서, 송신데이터(b0, b1, b2, b3, b4, b5)는, (p0, p1, p2, p3) 및 (q0, ql, q2, q3, q4, q5, q6, q7, q8)를 사용하여, 상기 식으로부터 구할 수 있다.

다음에, 정합필터의 일구성예에 대해서 설명한다.

도 11은, 정합필터의 일구성예를 나타내고 있고, 도 4에 나타낸 신호 A∼D 에 대한 정합필터의 예이다. 또, 신호 A∼D는 ZCZ계열에 지연을 적용하여 형성된다.

도 11(a)은, 도 3에 나타내는 계열의 첫 번째의 벡터행(1, 1, 1, 1)에 대응하는 신호 A의 정합필터의 일구성예이고, 지연시간으로서 9τ의 경우를 나타내고 있다. 도 11(b), (c), (d)은, 각각 (1, -1, 1, -1), (1, 1, -1, -1), (1, -1, -1, 1)의 각 벡터행에 대응하는 신호 B, 신호 C, 및 신호 D의 정합필터의 일구성예이고, 마찬가지로 지연시간으로서 9τ의 경우를 나타내고 있다.

이상의 설명으로부터 명백하듯이, 본 발명에 의하면, 송신데이터에 ZCZ계열의 계수를 곱하는 동시에, 이들을 지연시켜 송신함에 의해, 송신신호의 주기 스펙트럼은 무상관으로 되어, 각 신호의 진폭의 넓이를 작게 할 수가 있다.

또한, 신호의 진폭의 넓이를 작게 함에 의해, 수신측의 증폭기의 다이나믹레인지를 작게 억제할 수 있다.

본 발명의 송신신호 형성방법, 통신방법, 송신신호의 데이터구조는, 이동체통신 등의 멀티패스환경에 바람직하고 유용하다.

Claims

송신데이터에 소정의 계수열의 각 계수를 곱하여 복수의 송신데이터를 형성하고, 해당 계수를 곱한 복수의 송신데이터사이에 소정길이의 0데이터를 부가하여 송신데이터열을 형성하고, 해당 송신데이터열을 송신신호로 하는 것을 특징으로 하는 송신신호 형성방법.
제 1 항에 있어서, 계수를 곱한 상기 복수의 송신데이터를, 해당 송신데이터의 데이터길이보다도 긴 시간 지연시켜서 간격을 두고 배열하여, 인접하는 송신데이터사이에 소정개수의 0 데이터를 배치하는 것을 특징으로 하는 송신신호 형성방법.
제 1 항에 있어서, 후방에 소정개수의 0데이터를 부가한 송신데이터에 소정의 계수열의 각 계수를 곱하는 것, 혹은, 소정의 계수열의 각 계수를 곱한 송신데이터의 후방에 소정개수의 0데이터를 부가하는 것에 의하여 복수의 송신데이터를 형성하고,

해당 계수를 곱한 복수의 송신데이터를 형성열의 계수순으로 배열하여 송신데이터열을 형성하는 것을 특징으로 하는 송신신호 형성방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서, 다른 계수열을 사용하여 복수의 송신데이터열을 형성하고, 해당 복수의 송신데이터열의 임의의 조합에 있어서, 해당 송신데이터열의 유한개수의 송신데이터는 비주기 상호상관함수가 0으로 되는 범위를 구비하도록 형성하는 것을 특징으로 하는 송신신호 형성방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 계수열은, 완전상보계열에서 선택한 임의의 벡터행의 계수열인 것을 특징으로 하는 송신신호 형성방법.
제 5 항에 있어서, 상기 완전상보계열은, 유니터리행렬로부터 형성하는 것을 특징으로 하는 송신신호 형성방법.
제 1 항 내지 제 6 항 중의 어느 한 항에 기재된 송신데이터열을 송신하고, 해당 송신데이터열의 형성에 사용한 계수열에 대응하는 정합필터를 통하여 송신데이터를 수신하는 것을 특징으로 하는 통신방법.
제 7 항에 있어서, 상기 송신데이터열을 멀티패스특성을 측정하는 파일롯신호로 하고, 수신한 신호는 전송경로의 멀티패스특성을 갖는 것을 특징으로 하는 통신방법.
제 7 항에 있어서, 다른 계수열을 사용하여 복수의 송신데이터열을 형성하고,

상기 송신데이터열로부터 선택한 적어도 1개를 파일롯신호로 하고,

다른 송신데이터열을 송신신호로 하고,

파일롯신호의 수신신호로부터 멀티패스특성을 구하고,

해당 구해진 멀티패스특성을 사용하여 송신신호의 수신신호에서 멀티패스특성을 제거하여 송신데이터를 구하는 것을 특징으로 하는 통신방법.
송신데이터에 소정의 계수열의 각 계수를 곱하여 얻어지는 복수의 송신데이터를 소정시간 지연시켜 배열하고, 송신데이터사이에 소정길이의 0데이터를 부가하여 이루어지는 데이터구조를 구비하는 것을 특징으로 하는 송신신호의 데이터구조.
제 1 항 내지 제 6 항 중의 어느 한 항에 기재된 송신신호 형성방법에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 송신신호의 데이터구조.