KR940007672B1 - 직접 확산 통신 방식에 있어서 파일럿 신호를 이용한 다중 접속 시스템 및 방법 - Google Patents

직접 확산 통신 방식에 있어서 파일럿 신호를 이용한 다중 접속 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

직접 확산 통신 방식에 있어서 파일럿 신호를 이용한 다중 접속 시스템 및 방법
제 1 도는 종래의 다중 접속 시스템의 블럭 구성도.
제 2 도는 본 발명에 따른 파일럿 신호를 이용한 다중 접속 시스템의 블럭 구성도.
본 발명은 직접 확산(Direct Sequence-Spread Spectrum ; 이하 DS-SS라함) 통신 방식을 이용한 다중 접속 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 동기 확립을 위한 파일럿(pilot)용과 다중 접속용의 두개의 PN(Pseudo Noise) 부호를 이용하여 다중 접속시 PN부호 상호간의 간섭을 최소화하는 다중 접속 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 DS-SS 통신 방식을 이용한 다중 접속 시스템은 제 1 도에 도시한 바와 같이 구성되어 각 사용자마다 할당된 서로 다른 PN부호를 이용하여 데이타의 확산 및 역확산 동작을 행한다.
상기 제 1 도의 구성은 사용자 수가 n(여기서 n은 0이 아닌 자연수임)이라 하고 각각의 사용자에 대응하는 사용자 데이타 D1,D2,…, Dn을 다중 접속할 경우의 예를 도시한 것이다. 이때 각 사용자 데이타 D1,D2,…,Dn을 대역 확산시키는 방법으로서 각 사용자마다 고유의 PN부호를 할당한다. 즉, i(여기서 i=1,2,…,n)번째 사용자 데이타(Di)를 대역 확산시키는 데에는 PN부호 Pi가 필요하므로 n개의 사용자 데이타를 대역 확산시키기 위해서는 n개의 서로 다른 PN부호가 필요하게 된다.
그러므로 송신측의 클럭 제어기(100)에서 발생되는 일정 주기의 클럭신호에 의해 제1-제nPN부호 발생기(102-106)에서 n개의 PN부호를 발생하여 익스클루시브 오아게이트(108-112)로서 각각 대응하는 사용자 데이타 D1,D2,…,Dn을 배타적 논리곱하여 확산시킨다. 상기 확산된 n개의 사용자 데이타는 가산기(114)에서 합해진후, 미세(mixer) (118)에 인가됨으로써 반송파 발생기(116)에서 발생되는 반송파 신호에 실려 송신된다. 이때 통상적으로 상기 믹서(118)에서는 평형 변조에 의한 PSK(Phase Shift Keying)변조가 행해진다.
수신측에서는 상기 송신된 신호를 수신하여 반송파 발생기(120)에서 발생되는 송신측에서와 동일한 반송파 신호로서 믹서(122)에 의해 동기 복조한다. 초기 동기 및 동기 추적기(128)는 상기 복조된 데이타를 입력하여 클럭신호와 역확산 PN부호 발생기(126)의 PN부호에 의해 상기 클럭 제어기(124)를 제어하여 동기를 확립한다. 이때 역확산 PN부호 발생기(126)에서는 클럭 제어기(124)에서 발생되는 클럭 신호에 의해 역확산을 위하여 특정 사용자 자신에게 할당된 PN부호 즉, 송신측에서 확산시에 사용된 PN부호와 동일한 PN부호를 발생한다. 동기가 확립된 상태에서 익스클루시브 오아게이트(130)는 상기 복조된 데이타를 상기 역확산 PN부호 발생기(126)의 PN부호와 배타적 논리곱함으로써 역확산시킨다. 그러면 가산기(132)는 상기 역확산된 데이타를 PN부호의 1주기 동안 누적 가산하여 원래의 사용자 데이타를 복원한다.
상기한 바와 같이 종래의 다중 접속 방식은 각 사용자마다 할당된 서로 다른 PN부호를 이용하여 데이타의 확산 및 역확산을 행하기 때문에 사용자수가 증가하면 PN부호의 수도 대응하여 증가하므로 사용자 채널(channel)간에 상호 간섭이 증가하게 된다. 이에 따라 상호 상관 특성이 우수한 PN부호를 사용하지 않으면 곤란하다. 그러나 실제로 상호 상관 특성이 우수한 PN부호의 수는 제한적일 뿐만 아니라 그 특성도 최대장 선형 쉬프트 레지스터 계열(Maximal-length linear shift register sequence : 이하 M-계열이라함)의 자기 상관(autocorrelation)특성보다 좋지 않다.
따라서 종래의 다중 접속 시스템 및 방법은 상호 상관 특성이 우수한 PN부호들을 사용하여 다중 접속을 하므로써 사용자 수가 증가할 수록 상호간 간섭이 매우 증가하게 되는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 DS-SS방식을 이용한 다중 접속 시스템 및 방법에 있어서, 두개의 프리퍼드쌍(preferred pair)의 M-계열 PN부호로서 하나의 PN부호는 동기 확립을 위한 파일럿 PN부호로 사용하고 다른 하나의 PN부호는 위상 지연을 이용하여 다중 접속 PN보호로 사용하여 다중 접속시 PN부호 상호간의 간섭을 최소화할 수 있는 다중 접속 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
이하 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제 2 도는 본 발명에 따른 파일럿 신호를 이용한 다중 접속 시스템의 블럭 구성도로서, 송신 시스템과 수신 시스템으로 구성되며, 송신 시스템은 일정 주기의 클럭 신호를 발생하는 클럭 제어기(200)와, 상기 클럭신호로부터 파일럿 PN부호와 다중 접속 PN부호를 각각 발생하는 제1, 제2PN부호 발생기(202, 204)와, 상기 제2PN부호 발생기(204)의 다중접속 PN부호를 사용자수에 대응하여 각각 일정한 위상 간격으로 서로 다르게 지연시키는 다수의 지연기(206-210)와, 상기 다수의 지연기(206-210)에서 각각 지연된 다중접속 PN부호로서 대응하는 사용자 데이타를 확산시키는 다수의 익스클루서브 오아게이트(212-216)와, 상기 확산된 각각의 사용자 데이타와 상기 파일럿 PN부호를 합하는 가산기(218)와, 반송파 신호를 발생하는 반송파 발생기(220)와, 상기 반송파 신호를 상기 가산기(218)의 출력 신호로서 평형 변조하여 송신하는 믹서(222)로 구성된다.
수신 시스템은 상기 송신 시스템의 반송파 발생기(220)의 반송파 신호와 동일한 반송파 신호를 발생하는 반송파 발생기(224)와, 상기 송신된 신호를 수신하여 상기 반송파 발생기(224)의 반송파 신호에 의해 동기 복조하는 믹서(226)와, 일정 주기의 클럭 신호를 발생하는 클럭 제어기(228)와, 상기 클럭 제어기(228)의 클럭 신호로부터 상기 송신 시스템의 제1, 제2PN부호 발생기(202, 204)와, 동일하게 파일럿 PN부호와 다중 접속 PN부호를 각각 발생하는 제1, 제2PN부호 발생기(230, 232)와, 상기 복조된 신호와 상기 제1PN부호발생기(230)의 파일럿 PN부호에 의해 상기 클럭 제어기(228)를 제어하여 초기 동기를 확립하고 동기 추적을 하는 초기 동기 및 동기 추적기(234)와, 상기 제2PN부호 발생기(232)의 다중 접속 PN부호를 사용자에게 할당된 지연 기간 동안 지연시키는 지연기(236)와, 상기 지연기(236)의 지연된 다중 접속 PN부호로서 상기 복조된 데이타를 역확산시키는 익스클루시브 오아게이트(238)와, 상기 역확산된 데이타를 누적 가산하여 사용자 데이타를 복원하는 가산기(240)로 구성된다.
이하 본 발명에 따른 제 2 도의 동작예를 상세히 설명한다.
우선 본 발명에서는 두개의 PN부호를 이용하여 다중 접속을 행한다. 하나의 PN부호는 동기 확립을 위한 파일럿 신호로서의 파일럿 PN부호이고 다른 하나의 PN부호는 위상 지연을 주어 다중 접속을 행하는 다중 접속 PN부호이다. 여기서 상기 두개의 PN부호는 M-계열이고 프리퍼드 쌍이다.
먼저 제 2 도의 송신 시스템의 동작을 설명한다.
제1, 재2PN부호 발생기(202, 204)는 클럭 제어기(200)에서 발생하는 클럭 신호로부터 각각 파일럿 PN부호와 다중 접속 PN부호를 발생한다. 지금 사용자의 수가 n이라면 상기 제2PN부호 발생기(204)의 다중 접속 PN부호를 지연기간이 서로 다른 n개의 제1-제n지연기(206-210)로서 지연시킨후, 각 사용자 데이타 D1,D2,…,Dn을 확산시키는데 사용한다. 즉 상기 제1-제n지연기(206-210)의 각각 지연된 다중 접속 PN부호를 상기 사용자 데이타 D1,D2,…,Dn에 각각 대응하여 익스클루시브 오아게이트(212-216)에서 배타적 논리합함으로써 확산시킨다.
상기 확산된 각각의 사용자 데이타와 상기 파일럿 PN부호를 가산기(218)로서 합하여 반송파 발생기(220)의 반송파 신호를 믹서(222)에서 평형 변조하여 송신한다.
상기한 바와 같이 위상 지연을 이용하여 M-계열의 PN부호를 다중 접속용으로 사용하면, M-계열의 자기 상관값은 위상 지연차가 1칩(chip) 이상이라면 PN 주기가 L일때 피크(peak) 치에 비해이므로 각 사용자마다 서로 다른 PN부호를 사용할 경우보다 상호 간섭이 현저하게 줄어든다.
이와 반면에 종래의 방식에서 사용치 않는 파일럿 PN부호를 사용하므로써 이에 의해 발생하는 간섭 성분이 있으나 다중 접속수가 많아지면 다중 접속을 위한 확산 부호 사이의 상호 간섭 성분이 주요 성분이 되므로 파일럿 PN부호에 의한 성능 열화 정도는 큰 문제가 되지 않는다.
한편 수신 시스템에서는 상기 송신된 신호를 수신하여 믹서(226)에서는 반송파 발생기(224)에서 발생된 반송파신호에 의해 동기 복조한후 초기 동기 및 동기 추적기(234)에 출력하는 동시에 익스클루시브 오아게이트(238)의 일입력 단자에 출력한다.
이때 클럭 제어기(228)로부터 발생되는 클럭 신호가 초기 등기 및 동기 추적기(234)와 제1,제2PN부호 발생기(230,232)에 인가된다. 상기 제1,제2PN부호 발생기(230,232)는 상기 클럭 신호로부터 상기 송신 시스템의 제1,제2PN부호 발생기(202,204)에서와 동일하게 파일럿 PN부호와 다중 접속 PN부호를 발생한다. 여기서 상기 파일럿 PN부호와 다중 접속 PN부호는 동일한 클럭 신호에 의해 제어되므로 서로 위상이 일치하게 된다.
상기 초기동기 및 동기 추적기(234)는 상기 복조된 신호와 상기 제1PN부호 발생기(232)의 상기 파일럿 PN부호에 의해 클럭 제어기(228)를 제어하여 상기 복조된 입력 신호중 파일럿 PN부호 성분의 위상과 제1PN부호 발생기(232)의 파일럿 PN부호의 위상을 맞추는 초기 동기 확립 및 동기 추적을 수행한다.
동기가 확립되면 다중 접속 PN부호를 각 사용자에게 미리 할당된 지연성분 즉, 기준이 되는 파일럿 PN부호의 기준 위상과의 차이만큼 지연기(236)에서 지연시킨다.
여기서 동기 추적은 파일럿 PN부호 대신에 다중 접속 PN부호(각 사용자에게 할당된 지연 성분을 고려한)를 이용하여 행할 수도 있으며, 파일럿 PN부호에 미치는 다중 접속 PN부호들의 간섭과 다중 접속 PN부호에 미치는 파일럿 PN부호의 영향을 고려하여 동기 추적 방법을 택할 수 있다. 이때 상기 동기 추적을 각 사용자에게 할당된 지연 성분만큼 상기 지연기(126)에서 지연된 다중 접속 PN부호를 이용하여 행할 경우에도 상기 초기 동기 및 동기 추적기(234)의 로직 구성은 변함이 없게된다.
동기와 위상이 맞게된 상기 지연기(236)의 다중 접속 PN부호를 사용하여 익스클루시브 오아게이트(238)로서 상기 복조된 신호를 역확산시킨후, 가산기(240)에서 PN부호의 1주기동안 누적 가산하여 원하는 데이타를 추출함으로써 사용자 데이타를 복원한다.
한편 동기 확립을 위해 파일럿 신호를 출력을 조절할 수도 있고, 정합 필터(matched filter)를 사용하여 초기 동기를 확립할 경우 출력을 조절하여 정합 필터의 복잡도를 조절할 수도 있다.
상술한 바와 같이 본 밤령은 다중 접속 사용자수가 많을때 종래의 다중 접속 방식에 비해 상호 간섭이 현저하게 감소하므로 파일럿 PN부호에 의한 동기 확립이 용이하고 복조시에도 상호 간섭이 감소하므로 성능을 향상시킬 수 있는 잇점이 있다.

Claims (7)

  1. 직접 확산 통신 방식의 다중 접속 시스템에 있어서, 소정 클럭 신호로부터 설정된 파일럿 PN부호와 다중 접속 PN부호를 발생하는 제1PN부호 발생수단과, 상기 다중 접속 PN부호를 사용자수에 대응하여 각각 일정한 위상 간격으로 서로 다르게 지연시키는 제 1 지연 수단과, 상기 지연된 각각의 다중 접속 PN부호로서 대응하는 사용자 데이타를 확산시키는 확산 수단과, 상기 확산된 사용자 데이타와 상기 파일럿 PN부호를 합하는 제1 가산 수단과, 상기 제 1 가산수단의 출력 신호를 반송파 신호에 실어 송신하는 송신수단과, 상기 송신된 신호를 수신하여 동기 복조하는 수신 수단과, 소정 클럭 신호로부터 상기 제1PN부호 발생수단과 동일하게 파일럿 PN부호와 다중 접속 PN부호를 각각 발생하는 제2PN부호 발생 수단과, 상기 복조된 데이타와 상기 제2PN부호 발생 수단의 파일럿 PN부호에 의해 상기 클럭 신호를 제어하여 초기 동기 확립 및 동기 추적을 하는 동기 수단과, 상기 제2PN부호 발생수단의 다중 접속 PN부호를 사용자에 할당된 지연기간 동안 지연시키는 제 2 지연 수단과, 상기 제 2 지연 수단의 지연된 다중 접속 PN부호로서 상기 복조된 데이타를 역확산시키는 역확산 수단과, 상기 역확산된 데이타를 누적 가산하여 사용자 데이타를 복원하는 제2가산수단으로 구성하는 것을 특징으로 하는 파일럿 신호를 이용한 다중 접속 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 파일럿 PN부호와 상기 다중 접속 PN부호가 최대장 선형 쉬프트 레지스터 계열의 프리퍼드 쌍인 것을 특징으로 하는 파일럿 신호를 이용한 다중 접속 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 확산 수단 및 역확산 수단이 익스클루시브 오아게이트인 것을 특징으로 하는 직접 확산 통신 방식에 있어서 파일럿 신호를 이용한 다중 접속 시스템.
  4. 직접 확산 통신 방식의 다중 접속 시스템에 있어서, 소정 클럭 신호로부터 설정된 파일럿 PN부호와 다중 접속 PN부호를 발생하는 PN부호 발생 수단과, 상기 다중 접속 PN부호를 사용자수에 대응하여 각각 일정한 위상 간격으로 서로 다르게 지연시키는 지연 수단과, 상기 지연된 각각의 다중 접속 PN부호로서 대응하는 사용자 데이타를 확산시키는 확산 수단과, 상기 확산된 사용자 데이타와 상기 파일럿 PN부호를 합하는 가산 수단과, 상기 가산수단의 출력 신호를 반송파 신호에 실어 송신하는 송신 수단으로 구성하는 것을 특징으로 하는 파일럿 신호를 이용한 다중 접속 시스템.
  5. 직접 확산 통신 방식의 다중 접속 시스템에 있어서, 수신되는 신호를 동기 복조하는 수신 수단과, 소정 클럭 신호로부터 설정된 파일럿 PN부호와 다중 접속 PN부호를 송신측과 각각 동일하게 발생하는 PN부호 발생 수단과, 상기 PN부호 발생수단의 다중 접속 PN부호를 사용자에 할당된 지연기간 동안 지연시키는 지연 수단과, 상기 복조된 데이타와 상기 지연된 다중 접속 PN부호에 의해 상기 클럭 신호를 제어하여 초기 동기 확립 및 동기 추적을 하는 동기 수단과, 상기 지연된 다중 접속 PN부호로서 상기 복조된 데이타를 역확산시키는 역확산 수단과, 상기 역확산된 데이타를 누적 가산하여 사용자 데이타를 복원하는 가산수단으로 구성하는 것을 특징으로 하는 파일럿 신호를 이용한 다중 접속 수신 시스템.
  6. 직접 확산 통신 방식의 다중 접속 방법에 있어서, 소정 클럭 신호로부터 설정된 파일럿 PN부호와 다중 접속 PN부호를 발생하는 제1PN 부호 발생과정과, 상기 다중 접속 PN부호를 사용자수에 대응하여 각각 일정한 위상 간격으로 서로 다르게 지연시키는 제 1 지연과정과, 상기 지연된 각각의 다중 접속 PN부호로서 대응하는 사용자 데이타를 확산시키는 확산 과정과, 상기 확산된 사용자 데이타와 상기 파일럿 PN부호를 합하는 제 1 가산과정과, 상기 제 1 가산과정의 합해진 신호를 반송파 신호에 실어 송신하는 송신 과정과, 상기 송신된 신호를 수신하여 동기 복조하는 수신 과정과, 소정 클럭 신호로부터 상기 파일럿 PN부호와 다중 접속 PN부호를 각각 동일하게 발생하는 제2PN부호 발생과정과, 상기 복조된 데이타와 상기 제2PN부호 발생과정의 파일럿 PN부호에 의해 상기 클럭 신호를 제어하여 초기 동기 확립 및 동기 추적을 하는 동기 과정과, 상기 제2PN부호 발생과정의 다중 접속 PN부호를 사용자에 할당된 지연기간 동안 지연시키는 제 2 지연과정과, 상기 제 2 지연과정의 지연된 다중 접속 PN부호로서 상기 복조된 데이타를 역확산시키는 역확산 과정과, 상기 역확산된 데이타를 누적 가산하여 사용자 데이타를 복원하는 제 2 가산과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 파일럿 신호를 이용한 다중 접속 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 파일럿 PN부호와 상기 다중 접속 PN부호가 최대장 선형 쉬프트 레지스터 계열의 프리퍼드 쌍인 것을 특징으로 하는 파일럿 신호를 이용한 다중 접속 방법.
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