KR0181319B1 - 합성 파형을 생성하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

합성 파형을 생성하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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KR0181319B1
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테리 마이클 섀프너
마이클 디. 코찐
덴 휴벨 안쏘니 피. 반
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안쏘니 제이. 살리 주니어
모토롤라 인크.
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Abstract

합성 파형을 생성하기 위한 방법 및 장치가 제공된다. 이 합성 파형은 다수의 입력 디지털 정보 신호(201)를 코딩함으로써 생성된다. 따라서, 다수의 코드화된 입력 디지털 정보 신호(231, 235, 237)는 통신 매체(103)를 통해 디지탈 결합기(105)에 전달된다. 디지탈 결합기(105)는 다수의 코드화된 입력 디지털 정보 신호를 결합한다. 결국, 디지털 결합된 정보 신호는 합성 파형(107)을 형성하기 위해 스펙트럼 식으로 형성된다. 이 합성 파형 생성 원칙은 DS-CDMA(direct sequence code division multiple access) 통신 시스템 송신기에서의 채널 정보뿐만 아니라 서브밴드 코딩 시스템에서의 디지털 인코드된 음성 서브밴드에 적용될 수 있다.

Description

[발명의 명칭]
합성 파형을 생성하기 위한 방법 및 장치
[본 발명의 분야]
본 발명은 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 합성 파형(waveform)을 생성하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
[본 발명의 배경]
통신 시스템은 다양한 형태를 가진다. 일반적으로, 통신 시스템의 목적은 정보-함유 신호들을 한 포인트에 배치된 소스로부터 정보-베어링 신호들을 약간 떨어져 있는 다른 포인트에 배치된 사용자 목적지에 송신하는데 있다. 통신 시스템은 일반적으로 3개의 기본 성분들 : 송신기, 채널 및 수신기로 구성된다. 송신기는 정보 신호를 채널을 통한 송신에 적합한 형태로 프로세스하는 기능을 갖고 있다. 이 정보 신호의 프로세싱을 변조라고 한다. 채널의 기능은 송신기 출력과 수신기 입력간의 물리적인 접속을 제공하는 것이다. 수신기의 기능은 고유 정보 신호를 추정하기 위하여 수신된 신호를 프로세스하는 것이다. 이 수신된 신호의 프로세싱은 복조라고 한다.
두 종류의 양방향 통신 채널들, 즉, 포인트-포인트 채널 및 포인트-멀티포인트 채널이 존재한다. 포인트-포인트 채널의 예들은 와이어라인(예를 들어, 국부 전화 송신), 마이크로웨이브 링크 및 광섬유들을 포함한다. 대조적으로, 포인트-멀티포인트 채널은 다수의 수선국들이 단일 송신기(예를 들어, 셀룰러 무선 전화 통신 시스템)로부터 동시에 도달될 수 있는 기능을 제공한다. 이 포인트-멀티포인트 시스템은 또한 MAS(Multiple Access Systems)라 한다.
아날로그 및 디지털 송신 방식은 통신 채널을 통해 정보 신호를 송신하는데 사용된다. 디지털 방식을 사용하면 아날로그 방식을 사용할 때에 비해 소정의 동작 장점들이 제공되는데, 이 장점들은 채널 잡음 및 간섭에 대한 증가된 면역성, 시스템의 유연한 동작, 상이한 종류의 정보 신호들의 송신을 위한 공통 포맷, 암호화 사용을 통한 통신의 향상된 안정성, 및 증가된 용량성 등이다.
이 장점들을 얻기 위해서는 시스템이 복잡하게 된다. 그러나 VLSI(very large-scale integration) 기술을 이용하여, 저렴한 비용으로 하드웨어를 제조하는 방법이 개발되었다.
대역 통과(bandpass) 통신 채널을 통해 정보 신호(아날로그 또는 디지털)를 송신하기 위해서는, 정보 신호가 채널을 통한 효율적인 송신에 적합한 형태로 처리되어야만 한다. 정보 신호의 수정은 변조라고 하는 프로세스를 통해 달성된다. 이 프로세스는 변조된 웨이브의 스펙트럼이 지정된 채널 대역폭과 일치하는 방식으로 정보 신호에 따라 캐리어 웨이브의 소정의 파라미터를 변화시키는 것을 포함한다. 따라서, 채널을 통한 전파 후에 송신된 신호의 강하된 버전으로부터 고유 정보 신호를 재생하는데 수신기가 필요하다. 재생은 복조라고 공지된 프로세스를 사용하여 달성되는데, 이 복조는 송신기에 사용된 변조 프로세스의 역이다.
효율적인 송신을 제공하는 것 외에, 변조를 실행하는 다른 이유들이 있다. 특히, 변조의 사용은 다중화(multiplexing), 즉, 공통 채널을 통한 몇몇 정보 소스들로부터의 신호들의 동시 송신을 가능하게 해준다. 또한, 변조는 정보를 잡음 및 간섭에 덜 민감함 형태로 변화하는데 사용될 수 있다.
다중화된 통신 시스템에 있어서, 시스템은 통상 다수의 원격 유니트들(즉, 가입자 유니트들)로 구성된다. 각 가입자 유니트는 항상 통신 채널 상의 연속 서비스를 필요로 하기보다는 짧은 또는 이산 시간 간격 동안의 통신 채널을 필요로 한가. 따라서, 통신 시스템은 동일한 통신 채널을 통해서 짧은 시간 간격 동안 다수의 원격 유니트와 통신하는 특징을 이용하도록 설계되었다. 이 시스템들은 시분할 다중 액세스 통신 시스템이라 한다.
DS(Direct Sequence) CDMA(Code Division Multiple Access) 시스템은 MAS인데, 여기서 모든 가입자 유니트는 동일한 주파수 대역으로 동시에 정보 신호들을 송신한다. 유사하게, 기지국들은 다른 가입자 유니트로의 기지국 발신 송신과 동일한 주파수 대역으로 정보 신호들을 송신함으로써 특정 가입자 유니트에게 지정된 정보 신호들을 송신한다. 필연적으로, 기지국으로부터 송신된 대역폭이 정보 신호의 정보 레이트보다 훨씬 크다, 즉, 캐리어 대역폭이 메시지 대역폭에 비해 크다.
대부분의 MAS는 송신되어야만 하는 정보 신호로서 디지털 표현의 음성을 사용한다. 이 타입의 정보 신호는 음성 코더에 의해 통상 생성된다. 본 분야에 숙련된 자들은 정보 신호가 컴퓨터 모뎀 또는 데이터 네트워크로부터의 신호와 같은 데이터 신호로부터 유도될 수도 있음을 안다. 기지국은 통상 입력으로서 다수의 정보 신호들을 수용하다. 게다가, 각 입력 신호는 일반 전화 또는 이동 가입자 유니트로부터 발신된다. 각 정보 신호는 단일 수정 정보 신호가 비교적 높은 데이터 레이트로 기지국 안테나에 송신되도록 다중화된다. 안테나 송신으로 입력되는 정보 신호들 간의 다수의 스테이지들은 높은 데이터 레이트와 기지국 내의 신호 전달 컨덕터들 간의 밀접함으로 인해 잡음이 발생할 여지가 있다. 결과적으로 용량성 또는 유도성 누화가 자주 발생한다. 그 결과, 정보 신호에서 발생되는 에러 또는 잡음을 최소화하면서 유용한 캐리어 대역폭을 가능한 한 넓게 사용하는 것이 바람직하다.
몇몇 CDMA 시스템 기지국들은 이동 가입자가 음성 채널을 포착하고 추적하는 것을 돕는 파일롯 채널을 송신한다. 종래의 CDMA 시스템은 음성 및 데이터 채널들을 제공하는데 사용된 프린트된 회로판들과 동일한 프린트된 회로판에 의해 파일롯 채널 발생 기능을 제공한다. 각 회로판의 출력 신호들은 그 후 디지털 신호에서 아날로그 신호로 변환된다. 그 후 신호들은 기능적으로 구별되는 결합 회로에 의해 결합된다.
종래의 CDMA 시스템은 파일롯 채널과 음성 채널을 개개의 디지털-아날로그 변환기로 발송한다. 이것은 파일롯 채널 및 음성 채널간에 타임 스큐(time skew)를 삽입한다. 타임 스큐가 충분히 크면, 이동 가입자 유니트의 코우히어런트 복조기에서 위상 비정확이을 야기되어, 음성 채널의 성능이 감소된다.
그러나, 상술된 종래의 CDMA 시스템에서 보더라도, 다른 타임의 통신 시스템뿐만 아니라 CDMA에도 적용될 수 있는 향상된 디지털 정보 신호 결합 기술이 여전히 필요하다.
[본 발명의 요약]
합성 파형을 생성하기 위한 방법 및 장치가 제공된다. 이 합성 파형은 다수의 입력 디지털 정보 신호를 코딩함으로써 생성된다. 따라서, 다수의 코드화된 입력 디지털 정보 신호는 통신 매체를 통해 디지털 결합기에 전달된다. 디지털 결합기는 다수의 코드화된 입력 디지털 정보 신호를 결합한다. 결국, 디지털 결합된 정보 신호는 합성 파형을 형성하기 위해 스펙트럼 형태가 된다. 이 합성 파형 생성 원칙들은 DS-CDMA(direct sequence code division multiple access) 통신 시스템 송신기의 채널 정보뿐만 아니라 서브밴드(subband) 코딩 시스템의 디지털 인코드된 음성 서브밴드에도 적용될 수 있다.
[도면의 간단한 설명]
제1도는 본 발명에 따라 수정된 정보 신호를 안테나에 공급하는 BDC (Baseband Distribution and Combiner)에 정보를 공급하는 MCC(Modern Channel Card)의 양호한 실시예 접속을 도시하는 블록도이다.
제2도는 본 발명에 따라 제1도에 도시된 양호한 실시예 MCC의 일부를 상세히 도시한 블록도이다.
제3도는 본 발명에 따라 제1도에 도시된 양호한 실시예 BDC를 도시한 블록도이다.
제4도는 본 발명에 따라 제1도에 도시된 양호한 실시예 BDC를 도시한 블럭도이다.
제5도는 본 발명에 따라 음성 코더에 대한 디지털 결합 원칙들의 다른 양호한 실시예 애플리케이션을 도시한 블록도이다.
[발명의 상세한 설명]
향상된 디지털 정보 신호 결합 기술은, 이하에 기술된 바와 같이, 2개의 스테이지에서 음성 정보 신호를 수정하는 방법 및 장치에 의해 충족된다. 정보 신호는 인코더에 입력되는 데이터 비트들로 구성되는데, 이것은 더 높은 데이터 레이트로 비트들을 인코드한다. 따라서, 순방향 에러 정정은 무선 통신 가입자 유니트 송신기의 전력 제어를 관리하는 데이터와 같은 합성 신호에 도입된다. 게다가, 이러한 신호는 스크램블 된다. 또한, 직교 왈쉬(Walsh) 코드는 상기 신호를 커버한다. 제1 스테이지에서는 정보 신호가 다른 가입자 유니트로부터의 다수의 다른 정보 신호와 결합된다. 그 후 합성 신호는 제2 스테이지에 전달된다.
제2 스테이지는 동일한 수의 제1 스테이지들로부터 발신된 다수의 신호들을 결합한다. 제2 스테이지에 입력된 신호들의 수는 제1 스테이지에서 결합된 신호들의 수 보다 크다. 결국, 발생된 신호는 디지털 확산된 후 대역 제한 필터에 의해 필터 된다. 제2 스테이지로부터 출력된 신호는 아날로그 신호로 변환된다. 아날로그 신호는 대역 통과 필터 되고, RF 캐리어로 변조되고, 증폭되어, 각각 α, β, γ 섹터에 대한 3개의 120° 섹터 셀 안테나에 의해 송신된다.
각 채널을 따로 따로 필터 하는 것과는 달리, 대역 제한 필터를 집중시킴으로써, 회로의 총 수가 감소되어, 양자화 잡음이 감소된다. 게다가, 모든 채널들이 디지털-아날로그 변환에 앞서 결합되기 때문에, 디지털-아날로그 변환기가 보다 적게 필요하다. 최종 측정에 있어서, 결합된 음성 채널 및 파일롯 채널을 단일 디지털-아날로그 변환기로 루팅하게되면 개별적인 디지털-아날로그 변환기들을 통해 파일롯 채널이 아닌 음성 채널로 루팅하는 종래 기술의 시스템들에 내재하는 파일롯 채널 및 음성 채널간의 타임 스큐가 감소된다.
제1도를 참조하면, 3-섹터 기지국의 시스템 구조가 도시되어 있다. 3개의 MCC(101 : Modern Channel Card)가 도시되어 있다. 그러나, 본 분야에 숙련된 자들은 보다 많은 MCC(예를 들어, 20개의 MCC)들이 기지국에서 통상 사용됨을 안다. 각 MCC(101)는 4개의 디지털 인코드된 음성 신호들을 입력으로 사용한다. 각 음성 신호는 9.6 Kbps 레이트로 도달한다. MCC(101)는 이 신호에 대9해 다양한 동작들을 실행하고 다중화된 신호들(103)을 1.288 Msym/s 레이트로 BDC(Baseband Distribution and Combiner) 카드에 전달한다. 각 BDC(105)는 제1 MCC 다중화된 신호의 레이트와 일치하는 레이트로 몇몇 다른 신호들(예를 들어, 제1도에 도시된 3개의 신호들 외에 17개의 신호들)을 수용한다.
BDC(105)는 PN(pseudo-noise) 확산을 실행하고 신호를 업샘플(upsample) 필터하므로서 아날로그 캐리어 신호를 변조하는 QPSK(quadrature phase shift keying)에 적합한 채널(107)들의 4상 쌍을 생성한다. 또한 신호를 증폭하는 것과 같은 동작들은 BDC 신호 프로세싱 다음에 이루어지다. 다음 신호는 본 기술 분야에 공지된 수단에 의해 로우 패스 필터 되고 증폭된다. 증폭된 신호는 BDC에 동작적으로 결합된 한 안테나(예를 들어, 섹터 a)에 의해 방사된다.
MCC(101)의 디지털 변조기 부(220)를 도시하는 제2도를 참조하면, 디지털 인코드된 음성 신호(201)가 9.6 Kbps 레이트로 인코더에 입력된다. 인코더는 데이터 레이트를 선정된 팩터만큼 증가시킨다. 양호한 실시예에서, 선정된 팩터는 2여서, 출력 레이트는 19.2 Ksym/s가 되게 한다 인코더로부터의 출력은 데이터 심벌 형태이다. 데이터 심벌(205)은 그 후 인터리버(207)에 입력된다. 인터리버(207) 블록은 입력 데이터 심벌(205)을 인터리브한다. 인터리버(207)에서, 데이터 심벌은 매트릭스에 열 단위로 입력되어 매트릭스로부터 행 단위로 출력된다. 인터리브된 데이터 심벌(213)은 그들이 입력된 레이트와 동일한 데이터 심벌 레이트(예를 들어, 19.2 Ksym/s)로 인터리버(207)에 의해 출력된다.
인터리브된 데이터 심벌(213)은 펑쳐링(puncturing) 알고리즘(211)에 출력된다. 펑쳐링 알고리즘은 매 1,25 밀리 세컨드마다 정기적인 파워 조정 커맨드를 수신한다. 파워 조정 커맨드는 하나 이상의 비트 정보이다. 펑쳐링 알고리즘은 하나 이상의 인터리브된 데이터 심볼들을 각 파워 조정 커맨드로 오버라이트(overwrite)한다. 파워 조정 커맨드에 의한 오버라이트는 소거(erasure)로서 간주되어 이동 유니트 수신기에서 디코드될 때 에러 정정에 의해 정정된다. 합성 인터리브된 데이터 심벌(213)은 스크램블러(215)에 출력된다.
스크램블러는 음성 채널에서 통신 안정성을 강화한다. 스크림블러는 인터리브된 데이터 심벌을 구비한 배타적-OR(exclusive-OR)된 긴 PN 코드를 사용하여 안정성을 강화한다. 스크림블러는 이 결과를 스크램블된 데이터 심벌로서 출력한다.
왈쉬 코드 확산기(219)는 스크램블된 데이터 심벌을 더 확산하는 독특한 사용자 코드를 제공한다왈쉬 코드는 본 기술 분야에 공지된 기술에 의해 발생된다. 양호한 실시예는 오더(64 : order)의 왈쉬 함수에 의해 발생된 왈쉬 코드를 사용한다. 왈쉬 코드 확산의 효과는 64 팩터 만큼 심볼 이트를 증가시키는 것이다. 왈쉬 코드 확산기(219)는 1.228 Mysm/s 레이트로 심벌들(221)을 출력한다.
제2도에 도시된 디지털 변조기 부(220) 외에 MCC(101)의 다른 부분들을 상세히 도시한 제3도를 참조하면, 게인(gain) 조정 커맨드(223)는 베이스 사이트(즉, 업링크) 전력 제어 부에 가입자에게 적합한 명령들을 구비한 가입자 유니트를 제공하는 왈쉬 코드 확신 신호(221)에 삽입된다. 왈쉬 코드 확산 신호(221)는 승산기(225)에 의해 채널에 적합한 게인으로 승산 된다. 게인은 채널용 순방향 전력 제어 레벨 및 현행 전송 비트 레이트에 근거한다. 합성 신호는 9 비트 사인 2 보수 정수(nine bit signed two's complement integer)로 구성된 승산된 신호(227)이다.
9 비트 사인 2 보수 정수는 단일 채널 직렬 비트 스트림(231)을 생성하는 직렬 변환기(229)에 병렬로 입력된다. 특정 음성 채널의 단일 채널 직렬 비트 스트림(231)은 그 후 다른 음성 채널들의 소정의 다른 직렬 비트 스트림(235, 237)과 함께 직렬 가산기(233)에 입력된다. 양호한 실시예 MCC(101)는 4개의 단일 채널 직렬 비트 스트림들을 이러한 방식으로 가산한다. 직렬 가산기(233)로부터의 출력(239)은 통신 매체(즉, 기지국 직렬 와이어라인 후면)를 가로질러 다중화된 신호로서 신호 수정 제2 스테이지에 전달되는 안테나 섹터 성분들 α, β, γ로 스플리터(241)에 의해 분리된다. 각 다중화된 신호는 3개의 셀 사이트 섹터들 α, β, γ 각각으로의 무선 주파수 송신을 위한 준비로 신호의 음성 채널 결합 및 변조를 완성시키는 주요 BDC(105)에 분포된다. 본 기술 분야에 숙련된 자들은 보다 적거나 또는 보다 많은 안테나 섹터들이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 구현될 수 있음을 안다.
제4도를 참조하면, 각 기지국 셀 사이트에 사용된 3개의 BDC 중 한 BDC인 a 안테나 섹터 BDC(105)가 도시되어 있다. 3개의 BDC 회로들 각각은 양호하게 베이스 사이트의 성분 복잡성을 감소시키기 위해 단일 프린트된 회로판 상에서 구현된다. 각 BDC 회로는 각각 α, β, γ 섹터에 대응한다. 직렬 모듈로-2(modulo-2) 가산기(301)는 소정의 다중화된 신호들(239 : 예를 들어, 20 a 안테나 섹터 신호들)을 입력으로 수용한다. 게다가, 파일롯 채널은 결합된 신호(313)에 가산된다. 파일롯 채널을 데이터 변조를 포함하지 않고 특정 셀-사이트 또는 섹터의 모든 사용자들이 포착 및 추적을 위해 사용하는 변조되지 않은 확산 스펙트럼 신호로 정해진다. 파일롯 신호를 발생하는데 있어서, 모두 0으로 구성되는 왈쉬 제로 (W0) 시퀀스는 파일롯 신호를 변조하지 않기 위해 사용된다. 파일롯 게인 레지스터(317)는 왈쉬 제로 (W0) 시퀀스를 발생시킨다. 파일롯 게인 레지스터(317)의 출력은 직렬 모듈로-2 가산기(301)에 입력된다. 직렬 모듈로-2 가산기(4301)는 파일롯 증대 신호(321)를 출력한다. 파일롯 증대 신호(321)는 직/병렬 변환기(315)에 의해 직렬 신호로부터 병렬 신호로 변환된다.
디지털 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 확산은 실행될 다음 프로세스이다. 본 분야에 숙련된 자들은 4개의 위상 시프트 신호들 보다 많거나 적은 신호들이 파일롯 증대 신호(321)를 변조하는데 사용될 수 있음(예를 들어, BPSK(biphase shift keying)가 사용될 수 있음)을 안다. 특히, 다수의 위상 시프트 신호들은 M-ary 위상 시프트키 변조 체계에서 사용될 수 있는데, 여기서 'M'은 변조 체계에 의해 사용된 위상들의 수이다.
복합 QPAK PN 확산기(323)는 동위상 (I) 및 구형 (Q) 채널들을 제공하는데, 이 채널들은 이진 승산기(325)에 의해 파일록 증대 신호(321)와 승산 된다. 그 결과, 2개의 출력들, 즉, I-채널 및 Q-채널이 발생된다. I-채널(327) 및 Q-채널(329) 각각은 동일한 대역폭 제한 유한 임펄스 응답(FIR) 필터(331)에 의해 필터 된다. FIR 필터(331)는 입력 신호를 4회 업샘플링하고 이 결과를 로우 패스 필터 하여 2개의 신호들, 필터된 I-채널(333) 및 필터된 Q-채널(335)을 생성한다.
증폭된 RF 신호를 생성하기 위한 신호 프로세싱은 본 분야에 공지되어 있다. 필터된 I-채널 및 필터된 Q-채널은 아날로그 신호로 변환된다. 게다가, 필터된 I-채널 및 필터된 Q-채널은 대역 통과 필터에 의해 스펙트럼 형태로 된다. 따라서 이 신호들은 RF 캐리어로 변조되고 증폭되며 각각 α, β, γ 섹터에 대한 섹터 안테나에 의해 송신된다.
본 분야에 숙련된 자들은 본 발명의 기술들이 상이한 소스들로부터 수신된 코드화된 음성 정보의 계산적으로 효율적인 결합을 제공하기 위해 또한 응용될 수 있음을 안다. 이러한 결합은 따로 따로 수신된 사용자 음성을 모든 수신 상대방들이 동시에 들을 수 있게 단일 합성으로 결합하는 것이 바람직한 전화 또는 이동 콘솔 애플리케이션의 경우에 필요하다. 전화에서, 컨프런싱(Conferencing)은 2명 이상의 사용자들이 말할 때 각각의 상대방들과 서로 말하고 듣게 해준다. 지상 이동에서, 콘솔 교환수는 동시에 음성을 사용하여 다수의 무선 주파수들을 모니터할 수 있고, 겹처진 모든 수신 파형을 들을 필요가 있다. 이 기능은 또한 N-웨이 컨프런싱으로 공지되어 있는데, 여기서 N은 결합된 독립 채널들의 수이다.
본 발명은 코드화된 형태로 수신된 음성 정보를 결합하는 데에 특히 적용될 수 있다. 예를 들어, 한 공통 음성 코더는 서브밴드 코더이다. 이 코더의 한 실시예는 예를 들어, 본 명세서에 참조로서 인용된, Kotzin 외 다수에 의한 미합중국 특허 제4,979,188호에 기술되어 있다. 서브밴드 음성 코더가 정보를 따로 따로 스펙트럼 밴드로 코딩함으로써 송신기와 수신기간에 정보를 전달하는 것은 본 분야에 잘 공지되어 있다. 서브밴드 코더에서, 상이한 스펙트럼 서브밴드에 대응하는 음성 샘플들은 고유 입력으로부터 분리되고 전송을 위해 모드화된다. 이 코더들은 재현된 음성의 품질을 향상시키기 위해 잡음 마스킹과 같은 다수의 추가적인 기술들을 이용한다.
제5도로 본 명세서에 첨부된 Kotzin 외 다수에 의한 '188 특허의 한 도면은 단일 코드화된 수신 입력으로부터 이러한 하나의 재현된 음성 출력을 생성하는데 사용될 수 잇는 한 디코더의 양호한 실시예를 도시한 것이다. 송신 채널로부터의 정보(502)는 (504)에서 디멀티플렉스되고, 이 정보는 분리된 스펙트럼 서브밴드에 관련된 다수의 기저대 샘플들, 및 다수의 사이드 정보로 분리된다. 다른 것들 중에서도 사이드 정보는 기저대 샘플들이 적합한 재현 필터링에 적합하게 할당되게 해주며 상술된 기술을 구현하는데 사용된다. 적합한 스케일링은 샘플에 대해서 실행되고 잡음 샘플들은 사용되지 않은 서브밴드에 제공될 수 있다. 이것은 할당 디코더(538)에서 달성된다. 서브밴드 샘플들은 삽입 스테이지(540-555)를 통해 적합한 스펙트럼 형성 필터들(556-571)에 제공된다. 스펙트럼식 형성은 다상 엔티-에일리어싱 FIR 필터 뱅크에 의해 시행될 수 있다. 독립 서브밴드 출력들은 재현된 음성 출력(572)을 생성하기 위해 결합된다.
N-웨이 컨프런싱을 제공하는 간단한 방법은 각 독립 입력 당 한번씩, N 번 도시된 디코더를 반복하는 것이다. 그 후 출력들은 합성 파형을 생성하기 위해 간단히 결합될 수 있다.
이 대안적인 양호한 실시예 애플리케이션은 이 간단한 방법에 의해 N-웨이 컨프런싱을 제공하는 계산 부담을 매우 감소시킨다. 기본적인 개념은 대부분의 계사들이 실행되기 전에, 즉, 삽입 및 디코더 필터 뱅크 스테이지들 전에 다중 음성 입력을 결합하는 것이다. 각 독립 채널은 사이드 정보로부터 서브밴드 샘플들을 분리시키는 자신의 디멀티플렉서(504)를 갖고 있다. 할당 디코더(538)는, 수신된 사이드 정보와 협력하여, 적합한 스펙트럼 서브밴드 채널에 샘플들을 스케일하여 다이렉트한다. 다른 사용되지 않은 서브밴드를 위한 추가적인 잡음 펄 샘플들(additional noise fill samples)이 또한 제공될 수이다. 디멀티플렉서(504) 및 할당 디코더(538)는 제5도에 단일 음성용으로만 도시되어 있다. 다른 것들 중에서, 사이드 정보는 이 음성 입력용 필터 샘플이 음성 재현을 허용하기 위해 보간(540-555) 및 스펙트럼 형성기(556-571)에 적합하게 다이렉트될 수 있도록 필터 샘플들의 적합한 할당 및 진폭 스케일링을 허용한다.
그러나, 제5도에 도시된 바와 같이, 보간(540-555) 및 스펙트럼 형성(556-571) 전에, (N-1) 개의 다른 음성 입력들로부터 적합하게 스케일된 샘플들은 함께 결합(539)된다. 이것은 가능한 서브밴드 각각에 대해 따로 따로 실행된다. 실제 음성 샘플들 및 잡음 필은 유사하게 처리될 수 있다.
수정은 n-웨이 컨프런싱 시나리오를 위한 결합을 최적화하기 위해 중간 포인트에서 가능하다. 예를 들어, 각각의 신호에서 에너지에 의해 각각의 서브밴드 입력을 스케일할 수 있다. 이것은 누적으로부터 여분의 잔류 잡음을 감소시키기 위해 행해지지만, 모든 음성 입력들이 동시에 결합되게 한다. 상술된 방법을 사용하여 절약되는 것이 상당하다. 기껏해야, 한 세트의 디코딩 필터들만이 제공될 필요가 있는, 반면에 전통적인 방법을 사용하면 그 수의 N 배가 필요하다.
본 명세서에 기술된 원칙들은 다음과 같이 요약될 수 있다. 제1도를 참조하면 다수의 입력 디지털 정보 신호를 코딩(101)하는 것을 포함하는 합성 파형을 생성하는 방법이 도시되어 있다. 각 입력 디지털 정보 신호는 디지털 인코드된 음성, 데이터 패킷들, 또는 그들의 결합일 수 잇다 대안적으로, 각 입력 디지털 정보 신호는 서브밴드 코더의 특정 서브밴드로부터 유도될 수 있다. 또한, 각 입력 디지털 정보 신호는 독립 정보 소스들의 스펙트럼 분할된 부분들(즉, 컨프런스(conference)회로의 상이한 음성들)을 표시하는 디지털 샘플로 구성될 수 있다. 따라서, 이 다수의 코드화된 입력 디지털 정보 신호는 통신 매체(103)를 통해 디지털 결합기(105)에 전달된다. 다수의 코드화된 입력 디지털 정보 신호는 디지털 결합기(105)에 의해 디지털 결합되고, 이 디지털 결합된 정보 신호는 합성 파형(107)을 형성하기 위해 스펙트럼 식으로 형성된다.
특히, 채널 정보를 디지털 결합하는 DS-CDMA(direct sequence code division multiple access) 송신기는 제1도 내지 제4도에 도시되어 있다. 송신기는 각각 제1 및 제2 입력 디지털 정보 신호를 채널 코딩하기 위한 제1 및 제2 채널 인코더(101)를 포함한다. 각 입력 디지털 정보 신호는 디지털 인코드된 음성, 데이터 패킷들 또는 그들의 결합을 포함할 수 있다. 각 채널 인코더(101)는 셀의 각 섹터에 대한 섹터 성분 α, β, γ로 채널 코드화된 디지털 정보 신호를 분리하기 위한 스플리터(241)를 포함한다. 또한, 각 채널 인코더(101)는 채널 코드화된 디지털 정보 신호의 파워 게인을 조정하기 위한 게인 컨트롤러(225)를 포함할 수 있다. 또한, 각 채널 인코더(101)는 병렬 신호로부터 직렬 신호로 채널 코드화된 디지털 정보 신호의 섹터 성분들을 변환하기 위한 변환기(229)를 포함한다. 게다가, 각 채널 인코더(101)는 각 입력 디지털 정보 신호(201)를 회선적 인코딩(203), 블록 있다., 긴 의사-잡음 코드 스크램블링(215) 및 왈쉬 코드 확산(219)하기 위한 장치들을 포함한다. 결국, 각 채널 인코더(101)는 업링크 전력 제어 정보를 디지털 정보 신호에 삽입하는 펑쳐(puncture) 알고리즘을 구현하기 위한 메카니즘(211)을 포함할 수 있다.
게다가, 결합기(105)는 제1 및 제2 채널 코드화된 입력 디지털 정보 신호들의 각 섹터 성분과 함께 분리적인 직렬 추가(301)를 위한 제1 및 제2 채널 인코더(101)에 동작적으로 결합된다. 결합기(105)는 제1 및 제2 채널 코드화된 입력 디지털 정보 신호에 파일롯 조절 채널(317)을 추가하기 위한 메카니즘(318)을 포함한다. 변조기(325)는 디지털 결합된 입력 디지털 정보 신호의 각 섹터 성분을 분리적으로 M-ary 위상 시프트 키잉하기 위한 변환기(315)에 동작적으로 결합된다. 게다가, 필터(331)는 다운 링크 송신 신호의 대역폭을 제한하기 위해 M-ary 위상 시프트 키된 디지털 정보 신호의 각 섹터 성분을 분리적으로 기저대 스펙트럼 식으로 형성하기 위한 변조기(325)에 동작적으로 결합된다.
양호하게 DS-CDMA 송신기는 M-ary 위상 시프트 키된 디지털 정보 신호를 무선 주파수 다운링크 송신 신호로 다시 변환하고 무선 주파수 다운링크 송신 신호를 파워 증폭하고, 안테나로부터 증폭된 무선 주파수 다운링크 송신 신호를 방사하는 필터(331)에 동작적으로 결합된 아날로그 송신 부를 더 포함한다.
본 발명이 특정한 범위 내에서 기술되고 도시되었더라도, 실시예들의 본 기술들은 단지 예로서만 기술되었고 본 발명의 청구 범위에 속하는 범위 내에서 본 기술 분야에 숙련된 자들에 의해 다양하게 수정될 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 기술된 바와 같이 양호한 실시예 통신 시스템의 변조기, 안테나들 및 복조기 부분들은 무선 통신 채널을 통해 송신된 CDMA 확산-스펙트럼 신호들에 다이렉트 된다. 그러나, 본 분야에 숙련된 자들에 의해 파악될 수 있는 바와 같이, 본 명세서에 기술되고 청구된 인코딩 및 디코딩 방법들은 TDMA(time division multiple access) 및 FDMA(frequency division multiple access)를 기초로 한 시스템들과 같은 다른 타임의 송신 시스템들에도 또한 적용될 수 있다. 게다가, 통신 매체(즉, 무선 채널)는 대안적으로 전자 데이터 버스, 와이어라인, 광섬유 링크, 위성 링크, 또는 다른 타입의 통신 채널일 수 있다.

Claims (10)

  1. DS-CDMA(direct sequence code division multiple access) 통신 시스템에서 채널 정보를 디지털 결합하는 방법에 있어서, (a) 다수의 입력 디지털 정보 신호를 채널 코딩하는 단계 ; (b) 상기 다수의 채널 코드화된 입력 디지털 정보 신호를 디지털 결합기에 전달하는 단계 ; (c) 상기 다수의 채널 코드화된 입력 디지털 정보 신호를 상기 디지털 결합기로 디지털 결합하는 단계 ; (d) 상기 디지털 결합된 입력 디지털 정보 신호를 M-ary 위상 시프트 키잉하는 단계 ; 및 (e) 다운링크 송신 신호의 대역폭을 제한하기 위해 상기 M-ary 위상 시프트 키잉된 디지털 정보 신호를 기저대 스펙트럼 식으로 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 정보의 디지털 결합 방법.
  2. 제1항에 있어서, 각 입력 디지털 정보 신호는 디지털 인코드된 음성 및 데이터 패킷들로 구성된 그룹으로부터 선택된 정보인 것을 특징으로 하는 채널 정보의 디지털 결합 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 채널 코딩하는 단계는 가 입력 디지털 정보 신호를 길쌈 인코딩, 블록 인터리빙, 긴 PN(pseudo-noise) 코드 스크램블링, 및 왈쉬 코드 확산하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 정보의 디지털 결합 방법.
  4. 제1항에 있어서, (a) 상기 전달 단계 이전에 상기 다수의 채널 코드화된 디지털 정보 신호들 각각을 셀의 각 섹터에 대한 섹터 성분들로 분리하는 단계를 더 포함하며 ; (b) 상기 디지털 결합 단계, M-ary 위상 시프트 키잉 단계, 및 상기 기저대 스펙트럼식 형성 단계는 각 섹터 성분에 대해서 개별적으로 실행되는 것을 특징으로 하는 채널 정보의 디지털 결합 방법.
  5. 제1항에 있어서, (a) 상기 전달하는 단계에 앞서 상기 다수의 채널 코드화된 디지털 정보 신호 각각을 병렬 신호로부터 직렬 신호로 변환하는 단계를 더 포함하고, (b) 상기 디지털 결합하는 단계는 상기 다수의 채널 코드화된 디지털 정보 신호를 함께 직렬로 추가하는 것을 포함하고, (c) M-ary 위상 시프트 키잉하는 단계에 앞서 상기 디지털 결합된 채널 코드화된 디지털 정보 신호를 직렬 신호로부터 병렬 신호로 변환하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 정보의 디지털 결합 방법.
  6. 채널 정보를 디지털 결합하는 DS-CDMA(direct sequence code division multiple access) 송신기에 있어서, (a) 각각 제1 및 제2 입력 디지털 정보 신호를 채널 코딩하는 제1 및 제2 채널 수단 ; (b) 제1 및 제2 채널 코드화된 디지털 정보 신호를 디지털 결합하기 위해 상기 제1 및 제2 채널 수단에 동작적으로 결합되는 결합기 수단 ; (c) 디지털 결합된 입력 디지털 정보 신호를 M-ary 위상 시프트 키잉하기 위해 상기 결합기 수단에 동작적으로 결합되는 변조 수단 ; 및 (d) 다운링크 송신 신호의 대역폭을 제한하기 위해 M-ary 위상 시프트키된 디지털 정보 신호를 기저대 스펙트럼 형성하기 위해 상기 변조 수단에 동작적으로 결합되는 필터 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 DS-CDMA(direct sequence code division multiple access) 송신기.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 채널 코딩하는 단계는 업링크 전력 제어정보를 각각의 디지털 정보 신호에 삽입하기 위해 펑춰 알고리즘을 실행하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 정보의 디지털 결합방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 전달 단계 이전에 채널 코드된 디지털 정보 신호의 전력 게인을 조정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 정보의 디지털 결합 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 디지털 결합 단계는 상기 다수의 채널 코드된 입력 디지털 정보 신호에 파일롯 제어 채널을 가산하는 것을 특징으로 하는 채널 정보의 디지털 결합 방법.
  10. (a) 상기 M-ary 위상 시프트 키잉된 디지털 정보 신호를 무선 주파수 다운링크 전송 신호로 업변환(upconverting)하는 단계 ; (b) 상기 무선 주파수 다운링크 전송 신호를 전력 증폭하는 단계 ; 및 (c) 상기 증폭된 무선 주파수 다운링크 전송 신호를 안테나로부터 방사하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 정보의 디지털 결합 방법.
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