KR20010022743A - 확산 스펙트럼 다중접속 코딩을 위한 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코드분할 다중접속(Code division Multiple Access) 및 확산 스펙트럼(spread spectrum)을 이용하는 무선 디지털 통신시스템에 적용되는 확산 스펙트럼 다중접속 코딩기술에 관한 것이다. 기본펄스들의 그룹은 정규화된 진폭과 지속시간 1 및 극성을 가진다. 기본펄스들의 개수는 실제적인 요인들에 의해 확인된다. 시간축상에서의 기본펄스들 사이에 간격은 균등하지 않으며, 코딩을 조정하기 위해 이러한 펄스위치들의 불균형을 이용한다. 이러한 코딩 구조는 자기상관함수 및 상호상관함수의 사이드로브를 조절하여 최소화함으로써 CDMA시스템의 설계를 단순화시킬 수 있으며, 이에 따라 대용량을 갖는 무선 디지털 통신시스템을 효과적으로 구축하여 통신 용량에 대한 증가되는 요구와 제한된 주파수자원 사이의 상반관계에 따른 문제를 해결할 수 있게 된다.

Description

확산 스펙트럼 다중접속 코딩을 위한 구조 {A Scheme for Spread Spectrum Multiple Access Coding}

정보화사회와 개인통신의 시대가 도래함에 따라 무선통신기술에 대한 요구가 빠르게 증가하고 있는 반면에, 주파수 자원은 극히 제한되어 있다. 코드분할 다중접속(CDMA) 기술은 이러한 제한된 주파수 자원과 대용량 통신시스템에 대한 요구 사이의 상반된 관계에 따른 문제를 해결하기 위한 유일하게 효율적인 방법이다. 종래의 무선 다중접속기술, 즉, 주파수분할 다중접속(FDMA) 및 시간분할 다중접속(TDMA)의 용량은 한번 정해지면 이와 같이 정해진 용량한계 이상으로 사용자를 추가시킬 수 없었다. 그러나 CDMA는 그 용량이 간섭레벨(interference level)에 의해서만 제한되기 때문에 대용량이면서 융통성 있는 용량이라는 장점을 가진다는 점에서 다르다. 즉, 사용자를 추가시킬 수 있으며 신호 대 잡음비를 줄이고 통신품질을 향상시킨다. 따라서 FDMA 또는 TDMA와는 달리 용량 제한이 존재하지 않는다.

상술한 바와 같이 CDMA시스템의 용량은 간섭레벨에 의해 제한되므로 간섭레벨을 제어할 수 있는가 없는가에 따라 시스템의 품질이 결정된다. 일반적으로, 시스템에 있어서의 간섭은 4가지 부분으로 이루어지는데, 첫 번째는 저잡음 증폭기를 사용해야만 감소시킬 수 있는 국부적인 잡음이고, 두 번째는 시스템의 다른 사용자로부터 기인하는 다중접속 간섭(multiple access interference ; MAI)이며, 세 번째는 코드간(inter-code) 또는 심볼간(inter-symbol) 간섭(ISI)이고, 네 번째는 인접 셀 또는 인접 채널 간섭(adjacent channel interference ; ACI)이다. 잘 설계된 다중접속 코드를 이용함으로써 MAI와 ISI 및 ACI를 감소시키거나 제거시킬 수 있다.

CDMA시스템에 있어서, 각 사용자는 식별을 위한 특정한 확산 스펙트럼 다중접속 코드를 가진다. 또한, 사용자들 상호간의 간섭을 줄이기 위해 사용자들의 확산 스펙트럼 다중접속 코드들은 서로 직교해야 한다. 어떠한 다중접속 시스템에서도 두 명의 사용자들의 신호들간의 직교성 (orthogonality)은 항상 필요하다. 채널이 시간에 따라 변화하지 않는 이상적인 선형 시스템이고 시스템에서 정확한 동기화가 구현된다면, 어떠한 두 명의 사용자들의 신호들간의 직교성을 얻을 수 있다. 그러나 이러한 이상적인 채널은 실제로는 존재하지 않는다. 또한, 정확한 동기화를 유지하는 것도 상당히 어렵다. 이 때문에 우수한 다중접속기술을 사용하는 것이 중요하다. CDMA기술에 있어서, 잘 설계된 다중접속 코드들은 시스템의 기초가 된다.

알려진 바와 같이 무선 채널은 불규칙하게 시간에 따라 변화하는 전형적인 채널로서 이러한 무선채널에는 불규칙한 주파수 분산 (도플러 주파수 편이 (Doppler frequency shift))뿐만 아니라 불규칙한 시간 분산(다중경로 전파)이 존재한다. 불규칙한 주파수 분산은 수신된 신호에 시간 선택적인 페이딩(fading)을 일으킨다. 즉, 수신된 신호의 주파수가 시간에 따라 불규칙하게 변화한다. 불규칙한 시간 분산은 수신된 신호에 주파수 선택적인 페이딩을 일으킨다. 즉, 수신된 신호의 각기 다른 주파수 스펙트럼 요소들이 시간에 따라 다르게 변화한다. 이러한 페이딩은 시스템의 성능을 심각하게 저하시킴과 동시에 시스템의 용량을 감소시킨다. 이는 다중경로 전파에 기인한 채널의 시간 분산일 경우에 특히 심각하다. 이러한 시간 분산은 신호들이 동시에 도달되지 못하게 함으로써 ISI(inter-symbol interference)와 MAI(multiple access interference)를 초래하고 시스템의 용량을 현저하게 감소시킨다. 신호들간의 상대적인 시간 지연이 0일 경우에는 신호들간의 직교성을 이루는 것은 상당히 용이하다. 어떠한 직교 코드라도 이러한 요구조건은 만족시킬 수 있다. 그러나 신호들간의 상대적인 지연이 0일 아닐 경우에는 상기 요구조건을 만족시키는 것은 매우 어려워진다. 실제로 이진수의 유한한 복소수 공간에 이러한 확산 스펙트럼 다중접속 코드들은 존재하지 않는다는 것이 증명되었다. 특히, MAI와 ISI는 서로 상반되기 때문에 MAI가 작아지면 ISI는 커지고 ISI가 작아지면 MAI는 커진다.

그러므로 서로 다른 CDMA시스템들 간의 차이점은 주로 선택된 다중접속 코드에 있다. 즉, 좋은 시스템에 있어서는 ISI와 MAI가 모두 작거나 모두 커야 한다.

현재, Qualcomm, Interdigital, Cylink, European Nokia등의 특허가 이미 나와 있으나, 상기한 CDMA시스템은 용량이 TDMA보다도 작은 Nokia의 시스템과 같이 매우 효율이 낮거나 통신거리가 수 백미터 밖에 되지 않는 Cylink의 시스템과 같이 통신거리가 매우 짧거나 또는 Qualcomm과 Interdigital의 시스템과 같이 MAI와 ISI에 대해서 아무런 작용도 할 수 없다. 따라서 이러한 문제들을 해결하기 위해서는 상대적으로 우수한 다중접속 코드들을 사용해야 한다.

본 발명의 목적은 새롭고 보다 단순하고 선명하고 빠른 확산 스펙트럼 다중접속 코드의 설계구조를 제공하는데 있다. 이러한 구조에 기초하여 해당 CDMA시스템에서의 MAI와 ISI를 최소값으로 조절함으로써 대용량의 디지털 무선 통신시스템을 구축할 수 있도록 한다.

이상적인 확산 스펙트럼 다중접속 코드는 다음의 두 가지 주요 조건을 만족시켜야 한다. 첫째, 각 코드의 자기상관함수는 이상적인 임펄스 함수(impulse function)이어야 한다. 즉, 자기상관함수는 기점(origin)을 제외하고 어느 곳에서든지 0여야 한다. 직교성의 관점에서 볼 때 각 코드는 상대적인 시간 지연이 0이 아니면 그 자신의 상대적인 시간지연 형태에 직교해야 한다.

둘째, 어떠한 두 개의 코드들간의 상호상관함수는 모든 곳에서 0여야 한다. 직교성의 관점에서는 각 코드는 상대적인 시간지연(0 지연을 포함)을 갖는 다른 모든 코드들에 대해 직교해야 한다.

상세한 설명을 위해 기점에서의 자기 상관값은 메인로브(main-lobe)값이라 하고, 상호 상관값과 기점이 아닌 곳에서의 자기 상관값은 사이드로브(side-lobe)값이라 하기로 한다. 이상적인 CDMA시스템에 있어서, 모든 자기상관 및 상호상관의 사이드로브 값은 0여야 한다. 그러나 실제 시스템에 있어서 이러한 조건을 만족시키는 것은 불가능하다. 이 경우, 사이드로브값을 가능한 한 작게(또는 메인로브 대 사이드 로브 비율을 가능한 한 크게)하고 사이드로브의 수를 가능한 한 적게 해야 한다. 이진코드에 있어서, 0이 아니면서 가장 작은 사이드로브의 값은 +1 또는 -1이어야 한다.

그러므로 본 발명의 목적은 자기상관 및 상호상관의 사이드로브의 값들을 조절하여 최소로 하는 확산 스펙트럼 다중접속 코딩구조를 제공하는데 있다.

한편, 모든 사용자국(user station)의 시계들이 기지국에 의해 조절되지 않는 불규칙 접속 비동기식 통신시스템(random access asynchronous communications system)은 그 단순함으로 인해 훨씬 환영받는다. 반면에, 이러한 시스템은 확산 스펙트럼 다중접속 코드의 특성상 매우 엄격한 요구조건을 갖는다. 따라서 본 발명의 다른 목적은 이러한 불규칙 접속 비동기식 디지털 통신시스템에 대하여 효과적이고 실용적인 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적들을 달성하기 위하여 본 발명의 확산 스펙트럼 다중접속 코드는 정규화된 "1"의 진폭과 넓이 및 서로 다른 극성들을 갖는 기본펄스들로 구성된다. 기본펄스들의 개수는 필요한 사용자수, 이용 가능한 펄스압축코드의 수, 이용 가능한 직교 펄스 압축코드의 수, 이용 가능한 직교 주파수의 수, 시스템 진폭, 시스템의 가장 높은 전송비율 등과 같은 실제적인 요소들에 의해 결정된다. 시간축상에서의 기본펄스들 간의 간격은 모두 다르며, 기본펄스들의 위치들도 모두 다르다. 기본펄스들 간의 간격과 기본펄스들의 위치는 코딩시 기본펄스의 극성들과 함께 고려된다.

상기한 기본펄스들의 모든 간격값들 중에서 하나만이 가장 작은 간격값보다 큰 홀수이다. 즉, 코딩길이는 홀수이며, 나머지 간격 값들은 모두 짝수이다. 또한, 어떠한 간격값도 다른 두 개 또는 그 이상의 간격 값들의 합과 같을 수 없다.

직교성에 의하면, 상기한 확산 스펙트럼 다중접속 코드들은 각기 다른 코드 그룹들로 분류되는데, 기본펄스들의 극성들은 직교성 요구조건에 의해 결정되고, 시퀀스는 하다마르(Hadamard) 매트릭스 또는 다른 직교매트릭스, 또는 배 직교(bi-orthogonal) 또는 트랜스직교(trans-orthogonal) 매트릭스에 따라 분류된다.

상기한 코딩방법은 광대역 비동기식 무선 통신시스템 또는 광대역 동기식 무선 통신시스템을 위한 새로운 CDMA 확산 스펙트럼 다중접속 코딩구조이며, 상기 코드그룹들은 LA-CDMA 코드들이다. 상관에 있어서, 자기상관이든지 상호상관이든지, 그리고 주기적인 상관이든지 비주기적인 상관이든지 또는 혼합된 상관이든지 2개 이상의 기본펄스들은 기점이외의 곳에서 만날 수 없다. 이것은 사이드로브 값들이 기껏해야 +1 또는 -1이라는 것을 확인시켜 주는 것이다. 또한, 기점이외의 곳에는 0 상관 윈도우가 존재하며 메인 로브값은 기본펄스의 개수와 같다. 그러므로 본 발명의 목적은 자기상관 및 상호상관의 사이드 로브를 조절하여 이를 최소로 감소시킴으로써 달성된다. 즉, 해당 CDMA시스템에 있어서, MAI와 ISI는 최소로 조절되며, 0 상관 윈도우를 이용하면 MAI와 ISI를 갖지 않는 이상적인 CDMA시스템도 구현할 수 있다.

상기한 바와 같이 확산 스펙트럼 기술과 디지털 다중접속 기술을 위한 새롭고 보다 단순하고 선명하고 빠른 확산 스펙트럼 다중접속 코드의 설계구조가 제공된다. 이러한 구조에 기초하여 CDMA시스템의 설계를 단순화시키고 대용량 시스템을 구현함으로써 대용량에 대한 증가하는 요구와 제한된 주파수 자원 사이의 상반관계에 따른 문제를 해결할 수 있다.

상관의 사이드 로브는 작고 평탄하기 때문에 MAI와 ISI는 사용자의 접속시간과 무관하다. 따라서 임의의 접속이 허용된다. 또한, 사용자국의 송수신기의 시계의 안정성이 소정의 요구조건을 만족시키는 한, 비동기 모드도 허용된다.

실제적인 설계에 있어서, 코드의 듀티비를 증가시키기 위해서는 상술한 기본펄스를 펄스압축코드에 의해 형성할 수 있는데, 이 펄스압축코드는 주파수 변조된 시퀀스 또는 주파수 및 위상이 함께 변조된 시퀀스, 또는 주파수와 위상과 시간이 함께 변조된 시퀀스를 포함하는 하나 이상의 2진 또는 m진 시퀀스로 구성된다.

전송 데이터율을 높이거나 주파수 대역폭을 감소시키거나 또는 다중접속 코드들의 개수를 증가시키기 위해서 쉬프트 간격이 채널의 최대 시간분산 (최대 다중경로 시간 지연차)보다 클 경우, 코드는 시간 오프셋 되고 오버랩될 수 있다. 쉬프트 간격이 채널의 최대 시간분산보다 작을 경우에는 쉬프트된 것을 서로 다른 직교 주파수들에 의해 변조시켜야 한다.

코드의 듀티비와 전송 데이터율을 동시에 가능한 한 많이 증가시키기 위해서 상기한 방법들을 조합할 수 있다. 즉, 기본펄스를 펄스압축코드들(하나 이상의 2진 또는 m진 시퀀스, 또는 주파수 변조된 시퀀스, 또는 주파수와 위상이 함께 변조된 시퀀스, 또는 주파수와 위상과 시간이 함께 변조된 시퀀스 등을 포함)로 구성함과 동시에 이 코드들을 시간 오프셋 및 오버랩시킨다.

다중접속 코드의 개수를 증가시키기 위해 상기한 기본펄스를 직교 펄스 압축코드들(하나 이상의 2진 또는 m진 시퀀스, 또는 주파수 변조된 시퀀스, 주파수와 위상이 함께 변조된 시퀀스, 또는 주파수와 위상과 시간이 함께 변조된 시퀀스 등을 포함)에 의해 형성할 수 있으며, 또는 상기한 기본펄스들을 서로 다른 직교 주파수들에 의해 변조할 수 있다.

본 발명은 확산 스펙트럼(spread spectrum)과 디지털 다중접속 무선통신구조에 관한 것으로, 특히 코드분할 다중접속(CDMA) 및 확산 스펙트럼비(spread spectrum ratio)를 이용하는 디지털 통신시스템에 적용되는 확산 스펙트럼 다중접속 코딩 구조에 관한 것이다.

도 1은 LA-CDMA 코드그룹(16개의 코드를 가진)의 일례를 도시한 도면,

도 2는 비주기적 자기상관함수(도 1의 코드 1에 대한)를 도시한 도면,

도 3은 비주기적 자기상관함수(도 1의 코드 2에 대한)를 도시한 도면,

도 4는 비주기적 상호상관함수(도 1의 코드 1 및 2에 대한)를 도시한 도면,

도 5는 비주기적 상호상관함수(도 1의 코드 3 및 4에 대한)를 도시한 도면,

도 6은 상대 코딩 펄스압축방법에 의해 형성된 LA-CDMA 코드를 도시한 도면,

도 7은 절대 코딩 펄스압축방법에 의해 형성된 LA-CDMA 코드를 도시한 도면,

도 8은 코드의 듀티비를 증가시키기 위한 시간 오프셋 및 오버랩 방법을 도시한 도면,

도 9는 수신장치의 구성을 도시한 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 16명의 사용자가 동시에 사용할 수 있는 16개의 접속 코드워드들을 포함하는 간단한 LA-CDMA 직교 코드그룹을 나타낸 것이다. 각각의 코드워드는 16개의 "±1" 기본펄스들로 구성된다. 상기 코드그룹의 주기는 847이다. 펄스들간의 간격들은 각각 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 60, 62, 68, 72, 76, 39이다. 펄스들의 극성에 의해 코드들간의 직교성이 확인된다.

도 2와 도 3은 도 1의 코드1과 코드2에 대한 비주기적 자기상관곡선을 각각 나타낸다. 다른 코드쌍들 간의 상호상관함수들은 매우 유사한 형태를 가지므로 사이드로브는 +1, -1 또는 0중에서 선택된 값일 수 있다.

다른 LA-CDMA 코드들의 상관함수들은 매우 유사한 형태를 가지며, 유일하게 다른 점은 사이드로브의 극성과 위치이다. 이러한 코드의 특징은 다음과 같다.

1) 자기상관함수의 메인로브값은 기본펄스의 개수와 같고, 코드그룹내의 직교 코드워드의 개수와 같다.

2) 자기상관함수와 상호상관함수에는 3개의 가능한 사이드로브값, 즉, +1, -1 또는 0만이 존재한다.

3) 0 상관윈도우가 자기상관함수와 상호상관함수내 또는 기점주위에 존재하며, 이것의 크기는 기본펄스들간의 최소간격의 2배에 1을 더한 것과 같다.

결과적으로, 본 발명에 의해 설계된 LA-CDMA 코드그룹은 자기상관함수와 상호상관함수의 사이드로브를 조절하여 최소화할 수 있다. 이에 따라 CDMA시스템이 MAI와 ISI를 동시에 조절하여 최소화할 수 있다.

표 1과 표 2는 선택의 편의를 위해, 다양한 최소 기본펄스 간격의 조건하에서의 16개의 기본펄스와 32개의 기본펄스의 LA-CDMA 코드들의 최소주기를 각각 나타낸 것이다.

LA-CDMA코드에 대한 펄스 듀티비는 매우 낮다. 예를 들면, 도 1에서 주기가 847인 16개의 기본 펄스코드의 펄스 듀티비는 겨우 16/847(=0.0189)이다. 실제 설계에 있어서 펄스 듀티비를 증가시키기 위해서는 기본펄스의 각각의 단일펄스를 대체하기 위해 바커(Barker)시퀀스 또는 선형 주파수변조 코드와 같이 우수한 성능을 가진 펄스압축코드를 사용할 수 있다. 이와 같이 수신된 신호가 상기 펄스압축코드와 미리 정합된 정합필터를 통과하는 한, 그 출력은 필요로 하는 LA-CDMA 코드가 된다. 본 발명에 의한 펄스 듀티비를 증가시키기 위한 몇 가지 방법을 다음에 설명한다.

도 6에 상대 코딩 펄스압축방법에 의한 LA-CDMA 코드의 형성을 도시하였다. 기본적인 LA-CDMA코드의 양의(+) 펄스를 동일한 극성을 갖는 2개의 연속적인 펄스 압축코드 "B"들에 의해 생성하고, 음의(-) 펄스를 양과 음의 펄스 압축코드 "B"에 의해 생성한다. 예를 들어, 주기가 847인 16펄스의 LA-CDMA코드에 있어서, 펄스 압축코드를 위해 13비트 바커시퀀스를 선택하면, 코드의 듀티비는 16x26/847 (=0.4911)로 증가할 것이다.

도 7은 절대 코딩 펄스압축방법에 의한 LA-CDMA 코드의 형성을 나타낸 것이다. 기본적인 LA-CDMA 코드의 양의 펄스는 펄스 압축코드 "B"에 의해 생성하고, 음의 펄스는 상기 펄스 압축코드의 반전코드(즉, 반전된 극성 "B")에 의해 생성한다. 예를 들어, 주기가 847인 16펄스 LA-CDMA 코드에 있어서 28비트 펄스압축코드를 선택하여 단일 펄스를 생성하면 듀티비는 16x28/847(=0.5289)로 증가하고, 38비트 펄스 압축코드를 선택하여 단일 펄스를 형성하면 듀티비는 16x38/847(=0.7178)로 증가할 것이다.

도 8에 듀티비를 증가시키기 위한 시간 오프셋 오버랩방법의 이용을 도시하였다. 도 8에서 "a"는 원시적인 코드(primitive code)이고, "b", "c", "d" 및 "e"는 4번 쉬프트시킬 때 각각의 쉬프트된 코드이다. "a+b+c+d+e"는 시간오프셋 오버랩된 코드이다. 시간오프셋값은 채널의 시간분산 영역보다 커야 한다. 그렇지 않으면, 채널의 시간분산영역을 감소시키기 위해 수신장치에 부분응답 등화기를 추가하거나 채널의 시간분산영역보다 작은 시간오프셋 결과에 대한 다양한 직교 주파수들을 채택해야 한다. 동기화기술이 채택될 경우, 이것은 서로 다른 쉬프트 형태들을 서로 다른 사용자들이 사용할 수 있는 TDMA기술과 유사하다. 그러므로 이것은 직교 코드의 개수를 크게 증가시킬 수 있다. 불규칙한 접속 시스템에 있어서, 각각의 LA-CDMA 코드의 쉬프트된 형태는 오직 한 사람의 사용자에 의해 사용될 수 있으나, 이 방법은 시스템의 대역폭을 증가시키지 않으면서 사용자의 데이터율을 크게 증가시키거나 소정의 데이터율을 유지하면서 시스템의 대역폭을 감소시킬 수 있다.

방법1과 방법2, 또는 방법2와 방법3의 조합으로 이루어지는 시간오프셋 오버랩된 펄스 압축방법도 사용할 수 있다. 이 방법은 펄스 듀티비와 정보속도를 동시에 크게 증가시킬 수 있다(또는 데이터율에 영향을 미치지 않으면서 시스템 대역폭을 감소시킬 수 있다).

코드그룹에 직교 코드가 많을수록 좋기 때문에 기본적인 LA-CDMA코드가 제공되는 사용자의 최대수를 기본펄스수에 의해서만 결정하는 것은 불편할 수 있다. 본 발명은 사용자수를 증가시키는 3가지 방법을 제공한다.

첫 번째 방법은 직교 펄스 압축코드를 채택하는 것이다. M개의 직교 펄스 압축코드를 찾을 수 있다면, LA-CDMA 코드에 N개의 펄스가 존재할 때 MxN개의 직교 펄스 압축 코드워드를 얻을 수 있다. 예를 들어 주기가 847인 16펄스 LA-CDMA 코드에 있어서 펄스 압축코드로서 32비트 직교 코드를 선택할 경우, 32비트 직교 펄스 압축 코드그룹에는 32개의 직교 코드가 있으므로 직교 코드워드는 모두 16x32(=512)가 된다.

두 번째 방법은 직교 주파수를 채택하는 것이다. 가장 쉬운 방법은 범용 FDMA/CDMA 복합기술을 이용하는 것이다. M개의 직교 주파수를 사용한다면(여기서, 주파수간의 간격은 1/T의 배수, T는 LA-CDMA 코드의 펄스지속시간이다), LA-CDMA코드에 N개의 펄스가 존재할 때 MxN개의 직교 코드워드를 얻을 수 있다. 특히 펄스 압축방법을 이용하는 경우에 서로 다른 직교 주파수들을 서로 다른 펄스들에 도입하면, 마지막으로 얻어지는 코드는 기본적인 LA-CDMA코드의 복합코드(compound code)와 선택된 펄스 압축코드이다. 복합 코딩 이론에 의하면, 복합코드의 특성은 복합코드의 두 개의 성분 중에서 성능이 떨어지는 코드에 의해 주로 결정된다. 따라서 펄스압축코드를 잘못 선택하면, 자기상관함수와 상호상관함수의 최종 특성이 나빠지게 된다. 직교 주파수에 의해 모든 펄스가 "격리(isolated)"되면, 펄스 압축코드도 "격리"되어 성능저하가 최소화되고 선택의 폭이 크게 증가될 것이다. 예를 들어 주기가 847인 16펄스 LA-CDMA 코드에서 16개의 직교 주파수가 도입되고 32비트 직교 코드가 펄스 압축코드로 사용될 경우에는 모두 16x16x32(=8192)개의 직교 코드워드가 얻어진다.

세 번째 방법은 직교성의 제한을 완화시키는 것이다. 즉, 불완전한 직교 코드를 이용하는 준직교성(quasi-orthogonality)을 채택하여 사용자수를 증가시키는 것이다. 예를 들어 펄스가 N개인 LA-CDMA 코드에서는 N개의 기본 간격들의 순서가 자기상관함수와 상호상관함수에 영향을 미치지 않으므로 그 순서를 임의로 할 수 있다. 다양한 기본간격들의 순서를 가진 코드그룹을 이용하는 경우, 사용자수는 크게 증가한다. 이 방법은 인접한 서비스지역이나 채널들의 간섭을 줄이는데도 사용할 수 있다.

도 9는 본 발명을 채용한 LA-CDMA 불규칙 접속 코드분할 다중접속 무선 시스템의 수신장치의 구성도이다. 이 시스템은 16펄스 LA-CDMA 코드와 4개의 직교 주파수를 채용하며, 동시에 64명의 사용자를 수용할 수 있다. 전송장치와 수신장치의 기본구조는 기본적인 정보방식과 변조모드가 결정되면 쉽게 확인할 수 있다. 상세한 수행과정은 실제상황에 따른 변경을 수반한다. 예를 들면, 수신장치는 정합필터 또는 상관기(correlator)에 의해 구현할 수 있다. 정합필터와 상관기는 모두 상관동작을 수행하며, 둘 사이에는 아무런 차이가 없다. 이러한 경우에 있어서, 전송장치는 계산(computation)에 의해 복조할 수 있는 필요한 변조 파형을 생성해야 한다. 일반적으로, 수신장치의 구조는 비교적 간단하므로 무선 통신기술자가 기본적인 변조신호 파형의 관점에서 설계할 수 있다.

도 1에 도시된 주기가 847인 16펄스 LA-CDMA 코드를 상기 시스템의 다중접속 코드로서 채택하였다. 또한, 상기 시스템은 4개의 직교 주파수를 사용하는데, 각 주파수의 간격은 기본펄스 지속시간에 상응한다. 상대 코딩 펄스 압축방법이 기본적인 LA-CDMA 코드를 생성하는데 이용되며, 2진 위상편이변조(binary phase-shift keying;BPSK)를 이용하여 변조를 행하고, 13비트 바커시퀀스의 펄스 압축코드는 1 1 1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 1이다.

불규칙 접속을 이용하여 사용자는 전송을 행할 수 있으며 정합필터에 의해 수신할 수 있다. 도 9는 특정한 직교 주파수에 대한 수신장치의 구성을 나타내고 있다. 이 장치는 13비트 디지털 탭 지연라인, 멀티플라이어, 저역통과필터 및 미소신호 제파기(weak signal rejector)를 포함하는 펄스 형태 정합필터를 사용하여 13비트 바커 시퀀스를 검출한다. 808비트 디지털 탭 지연라인과 상기 수신장치의 다른 부분인 추가적인 논리회로에 의해 펄스위치 정합필터가 형성된다.

펄스형태 정합필터는 기본 LA-CDMA 코드의 펄스를 형성하며, 펄스위치 정합필터는 LA-CDMA 코드에 대한 정합 동작을 수행한다. 펄스위치 정합필터는 16개의 직교 LA-CDMA 코드에 동시에 정합 동작을 수행할 수 있다.

본 발명은 컴퓨터 시뮬레이션과 실험 샘플장비를 통한 검증을 완전히 마친 것이다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

Claims (9)

1. 확산 스펙트럼 접속 코드가 정규화된 진폭과 지속시간 1 및 극성을 가진 기본펄스들로 구성되고, 상기 기본펄스들의 개수가 요구되는 사용자수, 이용 가능한 펄스압축코드의 수, 이용 가능한 직교 반송주파수의 수, 시스템 대역폭 및 시스템 최대 정보속도와 같은 실제적인 요소들에 의해 결정되며, 시간 축 상에서의 상기 기본펄스들 간의 간격들이 다양하고, 코딩시 펄스위치와 펄스 극성의 순서의 상이함을 이용하는 것을 특징으로 하는 확산 스펙트럼 다중접속 코딩기술.
2. 제1항에 있어서, 시간축상에서의 상기 기본펄스들간의 간격들 중에서 하나만이 최소 간격보다 큰 임의의 홀수임을, 즉, 코딩길이가 홀수이고 다른 것들은 모두 짝수이며, 시간축상의 기본펄스쌍 사이의 간격이 2개 이상의 다른 간격들의 조합의 합과 같을 수 없음을 특징으로 하는 확산 스펙트럼 다중접속 코딩기술.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 확산 스펙트럼 다중접속 코드들이 직교성에 의해 확산 스펙트럼 다중접속 코드그룹을 구성하며, 상기 기본펄스들의 극성이 아다마르 매트릭스 또는 다른 직교 매트릭스, 트랜스직교 매트릭스 또는 배직교 매트릭스를 이용하여 상기 확산 스펙트럼 접속코드의 직교성에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 확산 스펙트럼 다중접속 코딩기술.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기본펄스가 하나 이상의 2진 또는 다진(multi-nary) 시퀀스, 주파수 시퀀스 또는 주파수-위상 결합된 시퀀스, 주파수와 위상과 시간이 결합된 시퀀스 등으로부터 구할 수 있는 펄스 압축코드들로 이루어지는 것을 특징으로 하는 확산 스펙트럼 다중접속 코딩기술.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 얻어진 확산 스펙트럼 접속 코드가 시간오프셋 및 오버랩될 수 있는 것을 특징으로 하는 확산 스펙트럼 다중접속 코딩기술.
6. 제5항에 있어서, 시간오프셋된 확산 스펙트럼 다중접속 코드 시퀀스의 각기 다른 형태들이 각기 다른 직교 변조 주파수들을 채택하는 것을 특징으로 하는 확산 스펙트럼 다중접속 코딩기술.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기본펄스가 하나 이상의 이진 또는 다진 시퀀스 그룹, 주파수 시퀀스 또는 주파수와 위상이 결합된 시퀀스, 주파수와 위상과 시간이 결합된 변조 시퀀스 등으로부터 구할 수 있는 직교 펄스 압축코드들로 이루어지는 것을 특징으로 하는 확산 스펙트럼 다중접속 코딩기술.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기본펄스가 서로 다른 직교 변조 주파수들을 채택하는 것을 특징으로 하는 확산 스펙트럼 다중접속 코딩기술.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 시간축상에서의 상기 기본펄스들의 간격들의 재구성에 의해 코딩을 행하는 것을 특징으로 하는 확산 스펙트럼 다중접속 코딩기술.