KR20000040479A - Data transmission method using variable quadrature diffusion code - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A data transmission method using a variable quadrature diffusion code is provided to concurrently transmit and receive service data of different types from each other in real time for a multimedia mobile communication system using a multiple carrier-code division multiplex access(MC-CDMA), by defining data types and ranges of a service and variably allocating diffusion codes having different lengths to the defined service in order to assign multi-codes to mapping rules and high speed service data. CONSTITUTION: A channel is encoded for reduction of a bit error rate in data to be transmitted(401). The data which is encoded by a method of quadrature phase shift keying(QPSK) is modulated and then subjected to a symbol repetition(402). The data with which the symbol repetition has been performed is multiplied by a variable quadrature diffusion code to be diffused(403). Thereafter, the diffused data is transmitted with a transmission speed of 32.768Mbps(404).

Description

가변직교확산코드를 이용한 데이터 전송 방법Data transmission method using variable orthogonal spreading code

본 발명은 에 관한 것으로서, 특히 다중 반송파-코드분할다중접속(MC-CDMA : Multi Carrier-Code Division Multiplex Access) 방식을 이용한 다중대역 멀티미디어 이동통신 시스템에서의 데이터를 전송하는 데이터 전송 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a data transmission method for transmitting data in a multi-band multimedia mobile communication system using a multi-carrier-code division multiplex (MC-CDMA) scheme.

일반적으로, 밀리미터파 대역에서 MC-CDMA 방식으로 구현되는 이동통신 시스템이 멀티미디어 서비스를 제공하고자 할 때, 현재 보편적으로 서비스되고 있는 음성 서비스를 비롯하여 엠펙(MPEG)-2와 같은 방대한 양의 정보량을 갖고 있어 고 속의 전송률이 요구되는 디지털 영상 서비스에 이르기까지 다양한 서비스가 정의되어야 한다.In general, when a mobile communication system implemented in the millimeter wave band using the MC-CDMA scheme is to provide a multimedia service, it has a large amount of information such as MPEG-2 as well as a voice service that is currently commonly used. Therefore, various services must be defined, ranging from digital video services requiring high data rates.

그리고, 각각 다른 서비스 데이터는 실시간으로 동시에 송수신이 가능해야 한다.And, different service data should be able to transmit and receive simultaneously in real time.

그러나, 종래의 이동통신 시스템에서 데이터 전송 방법의 경우, 서로 다른 서비스 데이터를 실시간으로 동시에 송수신할 수 없는 문제점이 있었다.However, in the data transmission method of the conventional mobile communication system, there is a problem in that it is not possible to simultaneously transmit and receive different service data in real time.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 다중 반송파-코드분할다중접속 방식을 이용한 다중대역 멀티미디어 이동통신 시스템에서, 제공하고자 하는 서비스의 데이터 종류 및 범위를 정의하고 그 정의된 각 서비스에 따라 길이가 서로 다른 확산코드를 가변적으로 할당하여 맵핑(Mapping) 규칙과 고 속의 서비스 데이터에 멀티코드를 할당하여, 각각 다른 서비스 데이터를 실시간으로 동시에 송수신할 수 있는 데이터 전송 방법 및 그를 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, in the multi-band multimedia mobile communication system using a multi-carrier-code division multiple access scheme, defines the data type and range of the service to be provided and defined By allocating different spreading codes of different lengths according to each service, assigning multicode to mapping rules and high-speed service data, and realizing data transmission method that can simultaneously transmit and receive different service data in real time The object of the present invention is to provide a computer-readable recording medium having recorded thereon a program.

도 1은 본 발명이 적용되는 MC-CDMA 방식을 이용하는 통신 시스템의 송신단의 구성도.1 is a configuration diagram of a transmitting end of a communication system using the MC-CDMA scheme to which the present invention is applied.

도 2는 본 발명이 적용되는 MC-CDMA 방식의 가변직교확산코드에 대한 설명도.2 is an explanatory diagram for a variable orthogonal spreading code of an MC-CDMA scheme to which the present invention is applied.

도 3은 본 발명이 적용되는 MC-CDMA 방식의 데이터율에 대한 설명도.3 is an explanatory diagram for a data rate of the MC-CDMA system to which the present invention is applied.

도 4는 본 발명에 따른 가변직교확산코드를 이용한 데이터 전송 방법에 대한 일실시예 흐름도.4 is a flowchart illustrating a data transmission method using a variable orthogonal spreading code according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

111 내지 11N, 121 내지 12N: 승산기111 to 11N, 121 to 12N: multiplier

132 내지 13N: 가산기132 to 13N: adder

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 다중대역 이동 멀티미디어 통신 시스템에서의 데이터 전송 방법에 있어서, 전송하고자 하는 데이터의 비트 에러율을 감소시키기 위해 채널을 부호화하는 제 1 단계; 채널 부호화한 데이터를 변조하여 심볼 중계하는 제 2 단계; 가변직교확산코드를 이용하여 심볼 중계한 데이터를 확산하는 제 3 단계; 및 확산한 데이터를 소정의 전송률로 송신하는 제 4 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a data transmission method in a multi-band mobile multimedia communication system, comprising: a first step of encoding a channel to reduce a bit error rate of data to be transmitted; Performing a symbol relay by modulating channel-encoded data; Spreading symbol relayed data using a variable orthogonal spreading code; And a fourth step of transmitting the spread data at a predetermined transmission rate.

또한, 본 발명은, 프로세서를 구비한 이동통신 시스템에, 전송하고자 하는 데이터의 비트 에러율을 감소시키기 위해 채널을 부호화하는 제 1 기능; 채널 부호화한 데이터를 변조하여 심볼 중계하는 제 2 기능; 가변직교확산코드를 이용하여 심볼 중계한 데이터를 확산하는 제 3 기능; 및 확산한 데이터를 소정의 전송률로 송신하는 제 4 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.The present invention also provides a mobile communication system having a processor, comprising: a first function of encoding a channel to reduce a bit error rate of data to be transmitted; A second function of modulating and relaying channel-encoded data; A third function of spreading symbol relayed data using a variable orthogonal spreading code; And a computer readable recording medium having recorded thereon a program for realizing a fourth function of transmitting the spread data at a predetermined transmission rate.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명이 적용되는 MC-CDMA 방식을 이용하는 통신 시스템의 송신단의 구성도로서, 승산기(111 내지 11N, 121 내지 12N)들과, 가산기(132 내지 13N)들로 구성된다.1 is a block diagram of a transmitter of a communication system using the MC-CDMA scheme to which the present invention is applied, and includes multipliers 111 to 11N and 121 to 12N and adders 132 to 13N.

여기서, 코드의 길이는 서브캐리어(SUBCARRIER)의 수인 N과 같고 각 코드 c 의 원소는 칩(CHIP)이라고 한다.Where the length of the code is equal to N, the number of subcarriers c The element of is called CHIP.

임의의 코드 c 의 각 칩은 {1, -1}의 집합에 속하고, 상호직교성을 갖는 특성이 있다.Random code c Each chip of belongs to a set of {1, -1} and has a mutual orthogonal property.

즉, 다음 [수학식 1]의 조건을 만족한다.That is, the following condition of [Equation 1] is satisfied.

여기서, δi,m l=m 일 때 값이 1이고, 그외 경우는 0인 함수이다.here, δ i, m silver l = m Is a value of 1, otherwise 0.

입력 데이터 심볼 am[k] m 번째 사용자의 k 번째 비트를 나타낸다.Input data symbol a m [k] Is m Of the first user k The second bit.

MC-CDMA 신호는 한개의 데이터 심볼이 N 개로 병렬로 복사되고, 이렇게 병렬로 들어오는 심볼의 i 번째 가지(서브캐리어)는 칩, cm[i] 에 의해 곱해진다.MC-CDMA signal has one data symbol N Of the symbols coming in parallel i The first branch (subcarrier) is the chip, c m [i] Multiplied by

그리고, 각 서브캐리어들은 F/Tδ ( F =정수, Tδ =FFT 프레임 길이)의 간격으로 일정하게 떨어져 있다.And each subcarrier F / T δ ( F = Integer, T δ Spaced at regular intervals.

전송되는 신호는 이러한 가지(BRANCH)출력의 합으로 이루어지며, 이러한 과정을 통해 코드화된 데이터 심볼을 포함하는 서브캐리어를 갖는 멀티캐리어 신호를 산출하게 된다.The transmitted signal is made up of the sum of these BRANCH outputs, and this process yields a multicarrier signal having a subcarrier containing a coded data symbol.

도 1에서 처럼 전송되는 신호는 다음 [수학식 2]와 같이 수식으로 표현할 수 있다.As shown in FIG. 1, the transmitted signal may be expressed by an equation as shown in Equation 2 below.

여기서, PT(t) 는 0≤ t T 구간에서는 1의 값을 갖고, 그 외의 구간에서는 0의 값을 갖는 함수이다.here, P T (t) Is 0≤ t T It is a function that has a value of 1 in the section and a value of 0 in the other sections.

도 2는 본 발명이 적용되는 MC-CDMA 방식의 가변직교확산코드에 대한 설명도로서, 도 1에서 데이터 심볼을 코드화하기 위해 사용되었던 직교확산코드를 구체적으로 정의하고, 이 직교확산코드를 사용하여 다양한 이동 멀티미디어 서비스 데이터를 제공하기 위한 가변직교확산코드의 알고리듬을 보여주는 것이다.FIG. 2 is an explanatory diagram of a variable orthogonal spreading code of an MC-CDMA scheme to which the present invention is applied, and specifically defines an orthogonal spreading code used to code a data symbol in FIG. 1 and uses the orthogonal spreading code. The algorithm shows a variable orthogonal spreading code for providing various mobile multimedia service data.

여기서, 직교확산코드로는 왈시-하다마드(Walsh-Hardamard) 코드를 사용하였으며, 이 코드는 매트릭스 연산으로 발생시킬 수 있다.Here, a Walsh-Hardamard code is used as an orthogonal spreading code, which can be generated by matrix operation.

이러한, 왈시-하다마드(Walsh-Hardamard) 코드 발생의 기본 매트릭스 단위는 다음 [수학식 3]과 같다.The basic matrix unit of the Walsh-Hardamard code generation is as shown in Equation 3 below.

이것을 기본 매트릭스로 하여 길이 2m의 왈시(Walsh) 코드는 다음 [수학식 4]와 같이 순환적인 매트릭스 연산으로 발생시키게 된다.Using this as the base matrix, Walsh codes having a length of 2 m are generated by a cyclic matrix operation as shown in Equation 4 below.

여기서, 매트릭스 Hn은 2n×2n크기를 가지며 2n-1×2n-1크기의 Hn-1매트릭스를 사용하여 구성된다. 매트릭스의 각 열은 각 사용자의 코드로 주어지게 된다.Here, the matrix H n has a size of 2 n × 2 n and is constructed using a H n-1 matrix having a size of 2 n-1 × 2 n-1 . Each column of the matrix is given a code for each user.

한편, 다양한 멀티미디어 서비스를 동시에 제공하기 위해서는 가변직교확산코드의 적용이 필요하다.Meanwhile, in order to simultaneously provide various multimedia services, it is necessary to apply a variable orthogonal spreading code.

전술한 왈시-하다마드(Walsh-Hardamard) 코드를 이용하여 가변직교확산코드를 생성할 수 있으며, 그 생성 알고리듬은 다음과 같다.A variable orthogonal spreading code can be generated using the aforementioned Walsh-Hardamard code, and the generation algorithm is as follows.

이때, 기본(최저 서비스 데이터)이 되는 서비스 데이터의 전송 속도를 R bps라 했을 때, 그의 N(즉, N=2k임, 여기서 k=정수임) 배가 속도의 데이터는 다음의 규칙에 의해 할당된다.In this case, when the transmission rate of the service data that is the basic (lowest service data) is R bps, the data of N (ie, N = 2 k , where k = integer) doubled rate data thereof is allocated according to the following rule. .

그리고, R bps 속도의 데이터에 I×I 왈시 코드의 하나를 할당하게 되면, NR bps의 데이터는 i번째 그리고 번째 (여기서, j = 1, 2, ... , N-1)의 코드를 할당하게 된다.If one of the I x I Walsh codes is assigned to the data of the R bps rate, the NR bps data is i-th. And The code of the first (where j = 1, 2, ..., N-1) is allocated.

여기서, 사실상 i번째 코드만 사용된다.Here, only the i th code is actually used.

도 2에서는 알고리듬을 R=14.4 Kbps 속도의 데이터와 이의 4배가되는 57.6 Kbps 속도의 데이터를 예로 들어 설명하고 있다.In FIG. 2, the algorithm is described using data of R = 14.4 Kbps rate and data of 57.6 Kbps rate four times that of the example.

도 3은 본 발명이 적용되는 MC-CDMA 방식의 데이터율에 대한 설명도로서, 도 1에서 설명한 MC-CDMA 방식과 도 2에서 설명한 가변 직교확산코드를 이용하여 다양한 이동 멀티미디어 서비스를 제공하기 위해서 각 서비스 데이터를 전송 속도에 따라 주어진 주파수 대역폭에 사상시킨 것이다.FIG. 3 is an explanatory diagram of a data rate of the MC-CDMA scheme to which the present invention is applied. FIG. 3 is a diagram illustrating various mobile multimedia services using the MC-CDMA scheme described with reference to FIG. 1 and the variable orthogonal spreading code described with reference to FIG. Service data is mapped to a given frequency bandwidth according to the transmission speed.

멀티밴드는 5/10/20/40MHz로 구성되며, 채널간 간격의 단위가 된다. 주어진 최대 주파수 대역폭은 40MHz이며, 여기에 롤-오프율(roll-off factor)이 0.22인 저역통과필터를 사용하면 최대 가용한 주파수 대역폭은 32.768MHz가 된다.Multiband consists of 5/10/20 / 40MHz and is a unit of interchannel spacing. Given a maximum frequency bandwidth of 40 MHz, using a lowpass filter with a roll-off factor of 0.22, the maximum available frequency bandwidth is 32.768 MHz.

그리고, 본 발명에서 제공하고자 하는 서비스 데이터는 32K/64K/384K/1M/5M/10Mbps로 정했으며, 각 서비스 데이터는 순방향 에러 정정(FEC : forward error correction) 코딩과 채널 추정 및 보상을 위한 데이터가 더해져서 중간 단계의 전송 심볼로 일단 사상되며, 이후 가변직교확산을 거쳐 각 멀티밴드에 할당되게 된다.In addition, the service data to be provided in the present invention is set to 32K / 64K / 384K / 1M / 5M / 10Mbps, and each service data includes data for forward error correction (FEC) coding and channel estimation and compensation. In addition, it is mapped to a transmission symbol of an intermediate stage, and then assigned to each multiband through variable orthogonal spreading.

그리고, 5M/10Mbps의 고속의 서비스 데이터는 멀티코드를 할당하여 필요한 확산이득을 얻는다.High-speed service data of 5M / 10Mbps is allocated with multicode to obtain the necessary spreading gain.

도 4는 본 발명에 따른 가변직교확산코드를 이용한 데이터 전송 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a data transmission method using a variable orthogonal spreading code according to the present invention.

도 4를 참조하면, 전송하고자 하는 데이터의 비트 에러율을 감소시키기 위해 채널을 부호화한(401) 다음, QPSK(QPSK : Quadrature Phase Shift Keying) 방식으로 부호화한 데이터를 변조하여 심볼 중계(repetition)한다(402).Referring to FIG. 4, a channel is encoded (401) in order to reduce a bit error rate of data to be transmitted, and then symbol modulation is performed by modulating data encoded by a quadrature phase shift keying (QPSK) scheme (QPSK). 402).

이렇게, 심볼 중계가 이루어진 데이터에 가변직교확산코드를 승산하여 확산시킨다(403).In this way, the variable orthogonal spreading code is multiplied and spread to the data on which the symbol relay is performed (403).

이어서, 확산한 데이터를 32.768 Mcps 전송 속도로 송신한다(404).Subsequently, the spread data is transmitted at a rate of 32.768 Mcps (404).

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical idea of the present invention has been described in detail according to the above preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 각각 서비스 데이터별로 상호 직교성을 유지하면서 가변직교확산코드를 이용하여 데이터를 확산하여 전송하므로써, 각각 다른 서비스 데이터를 실시간으로 동시에 송수신하고, 이에 따라 통신의 품질을 현저하게 높일 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention spreads and transmits different service data simultaneously in real time by spreading data using a variable orthogonal spreading code while maintaining mutual orthogonality for each service data, thereby remarkably improving communication quality. It can increase the effect.

Claims (4)

다중대역 이동 멀티미디어 통신 시스템에서의 데이터 전송 방법에 있어서,A data transmission method in a multi-band mobile multimedia communication system, 전송하고자 하는 데이터의 비트 에러율을 감소시키기 위해 채널을 부호화하는 제 1 단계;A first step of encoding a channel to reduce a bit error rate of data to be transmitted; 채널 부호화한 데이터를 변조하여 심볼 중계하는 제 2 단계;Performing a symbol relay by modulating channel-encoded data; 가변직교확산코드를 이용하여 심볼 중계한 데이터를 확산하는 제 3 단계; 및Spreading symbol relayed data using a variable orthogonal spreading code; And 확산한 데이터를 소정의 전송률로 송신하는 제 4 단계Fourth step of transmitting the spread data at a predetermined transmission rate 를 포함하여 이루어진 가변직교확산코드를 이용한 데이터 전송 방법.Data transmission method using a variable orthogonal spreading code made. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 2 단계에서,In the second step, QPSK(QPSK : Quadrature Phase Shift Keying) 방식으로 데이터를 변조하는 것을 특징으로 하는 가변직교확산코드를 이용한 데이터 전송 방법.A data transmission method using a variable orthogonal spreading code, characterized in that the data is modulated by a QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) method. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 제 4 단계에서,In the fourth step, 상기 확산한 데이터를 실질적으로 32.768 Mcps 전송 속도로 전송하는 것을 특징으로 하는 가변직교확산코드를 이용한 데이터 전송 방법.And transmitting the spread data at a substantially 32.768 Mcps transmission rate. 프로세서를 구비한 이동통신 시스템에,In a mobile communication system having a processor, 전송하고자 하는 데이터의 비트 에러율을 감소시키기 위해 채널을 부호화하는 제 1 기능;A first function of encoding a channel to reduce a bit error rate of data to be transmitted; 채널 부호화한 데이터를 변조하여 심볼 중계하는 제 2 기능;A second function of modulating and relaying channel-encoded data; 가변직교확산코드를 이용하여 심볼 중계한 데이터를 확산하는 제 3 기능; 및A third function of spreading symbol relayed data using a variable orthogonal spreading code; And 확산한 데이터를 소정의 전송률로 송신하는 제 4 기능Fourth function of transmitting the spread data at a predetermined transmission rate 을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for realizing this.
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