KR100926069B1 - 역방향 링크에서 직교 또는 근직교 코드의 사용 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 채널과 같은 통신 채널에 제 1 및 제 2 사용자 그룹이 액세스를 공유할 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다. 제 1 사용자 그룹(110)은 IS-95 표준에 기초한 디지털 CDMA 셀룰러 전화 장비를 사용하는 것과 같은 레거시 사용자 그룹일 수 있다. 제 2 사용자 그룹(210)은 다중 포맷 중 하나를 사용하는 사용자 그룹의 전송을 코드화하는 웹 서퍼(web surfer)의 그룹일 수 있다. 제 1 사용자 그룹(110)은 공통 의사난수 잡음(PN) 코드의 고유 위상 오프셋을 사용하여 역방향 링크와 같이 하나의 변조 구조를 공유할 수 있다. 제 2 사용자 그룹(210)은 다른 변조 구조를 공유할 수 있지만, 제 1 사용자 그룹(110)을 구성하고 호환하는 방식이다. 특히, 제 2 사용자 그룹(210)은 모두 동일한 PN 코드와 코드 위상 오프셋을 사용한다. 제 2 사용자 그룹(210)에 의해 사용된 각각의 채널은 해당 고유 직교 코드에 의해 고유하게 식별될 수 있다.

Description

역방향 링크에서 직교 또는 근직교 코드의 사용 {USE OF ORTHOGONAL OR NEAR ORTHOGONAL CODES IN REVERSE LINK}

본 발명은 역방향 링크에서 직교 또는 근직교 코드의 사용하는 것에 관한 것이다.

최근 20년 동안 무선 통신 서비스에 대한 형태 및 요구가 예상을 초월하여 급증하고 있다. 셀룰러 전화, 개인 통신 서비스(PCS) 및 유사 시스템을 포함하는 무선 음성 통신 서비스는 거의 유비쿼터스 커버리지를 제공한다. 이러한 네트워크에 대한 인프라구조는 미국, 유럽 및 하나가 아닌 다수의 서비스 제공자가 선택될 수 있는 산업 영역내 대부분의 거주자의 위치에 개설되어 왔다.

계속되는 전자 및 컴퓨터 산업의 발달이, 점점 더 인터넷에 대한 액세스, 수 많은 서비스 및 인터넷이 제공하는 볼거리들에 대한 수요에 기여한다. 이러한 계산 장치 특히, 랩톱 컴퓨터, 휴대용 개인 디지털 단말(PDA), 인터넷 가능 셀룰러 전화 및 유사 장치와 같은 휴대용 장치들의 사용 증가는 무선 데이터 액세스에서 상응하는 증가를 야기해왔다.

셀룰러 전화 및 PCS 네트워크가 널리 보급되고 있지만, 이들 시스템은 원래는 데이터 트래픽을 반송하도록 설계된 것이 아니였다. 대신에 이들 네트워크는 인터넷 통신에 필요한 버스트 모드 디지털 통신 프로토콜에 비교되는 연속 아날로그 신호를 효율적으로 지원하기 위해 설계되었다. 음성 통신은 대략 3킬로헤르츠(kHz)의 통신 대역 밴드폭이 적정한 것으로 간주되었다. 하지만, 웹 브라우징과 같은 효율적인 인터넷 통신을 위해 적어도 초당 56킬로비트(kbps) 또는 그 이상의 데이터율이 요구된다.

추가로, 데이터 트래픽의 고유 특성은 음성 통신의 특성과는 다르다. 음성은 연속 듀플렉스 접속을 필요로 한다 즉, 접속의 일단에 있는 사용자는 접속의 타단에 있는 사용자에게 연속해서 송신 및 수신이 가능하기를 바라며, 동시에 타단에 있는 사용자도 송신 및 수신이 가능하기를 바란다. 하지만, 인터넷을 통한 웹 페이지에 대한 액세스는 일반적으로 버스트 지향적이다. 전형적으로, 원격 클라이언트 컴퓨터의 사용자는 웹 서버와 같은 컴퓨터 파일들의 어드레스를 규정한다. 이러한 요구는 상대적으로 짧은 데이터 메시지로, 전형적으로 1000 바이트 길이 이하로 포맷되는 것이다. 네트워크내 웹 서버와 같은 접속의 타단은 10킬로바이트 내지 수 메가바이트의 텍스트, 이미지, 오디오 또는 비디오 데이터인 요구된 데이터 파일로 응답한다. 인터넷 고유의 지연으로 인해, 사용자는 요구된 콘텐츠가 자신들에게 전달되기 시작하기 이전에 적어도 수 초 이상의 지연을 예상한다. 다음으로 그 콘텐츠가 전달되면, 사용자는 다운로드될 다음 페이지를 특정하기 전에 수 초 또는 심지어 수 분 동안 페이지의 콘텐츠를 검토 및 판독한다.

더욱이, 음성 네트워크는 고속 이동성 사용을 지원하도록 설계되었다; 즉, 음성 기반 셀룰러 및 PCS 네트워크의 사용자가 하이웨이를 따라 고속으로 이동할 때, 접속을 유지하기 위해 하이웨이 속도형 이동성을 지원하도록 극단 길이(extreme length)가 취해졌다. 하지만, 랩톱 컴퓨터의 전형적인 사용자는 책상에 앉아 있는 것과 같이 상대적으로 고정적이다. 따라서, 무선 음성 네트워크에 대한 셀간 고속 이동성 고려 한계는 전형적으로 데이터 액세스를 지원하는데 필요하지 않다.

CDMA(코드분할 다중 접속) 통신 시스템의 순방향 링크는 전형적으로 단일 소스로부터 다중 수신자에게 정보를 전송하기 위한 채널을 한정하기 위해 직교 코드를 통합한다. 예를 들어, 기지국은 전송된 신호가 서로에 대해 직교하도록 다중 채널을 통한 이러한 전송이 정확하게 제어되기 때문에 직교 코드에 의해 정의된 다중 순방향 링크 채널들을 통해 동시에 전송할 수 있다. 일반적으로, 순방향 링크상의 동기화는 단일 소스가 다중 신호를 다중 사용자에게 전송하기 때문에 발생하지 않는다.

하지만, 역방향 링크에서, 직교 코드는 다시 기지국으로의 전송을 위해 각각의 원격 장치와 관련된 고유 지연 프로파일 때문에 원격 장치로부터 기지국으로 전송에 사용되지 않는다. 특히, 다른 원격 장치에 의해 전송된 신호는 기지국에 근접한 원격 장치에 의한 전송보다 기지국에 도달할 때 더 길게 걸린다. 따라서, 채널의 직교성은 상기 신호들이 수신되지 않아 상기 신호들이 기지국에서 서로에 대해 동기화되도록 수신되지 않을 때 상실될 수 있다.

IS-2000 및 IS-95와 같은 현재의 CDMA 표준은 서로 떨어져 있는 분리된 송신 기기 사이에서 직교성을 달성하려 하지 않는다. 대신, 상기 표준들은 다수의 역방향 링크 액세스 터미널들 중 어떠한 터미널이 기지국으로 송신하는지를 구별하기 위해 긴 코드의 고유의 시프트를 통합하는 칩 레벨 스크램블링 코드를 사용한다. 상기 구조에 상응하여, 상기 채널들은 정의될 수 없으며, 따라서 그것들은 서로에 대해 직교이다.

역방향 링크 채널을 동기화하는 하나의 방법은 상기 언급한 출원과 관련하여 설명되었다. 상기 방법에 기반하여, 다수의 개별 원격 장치로부터의 역방향 링크 채널들은 고속 역방향 링크 데이터 속도를 지원하기 위해 직교 코드로 정의될 수 있다. 이것은 피드백 메시지에 따른 필드 유닛과 상응하는 기지국 사이의 간결한 합리적 타이밍 정렬에 기인한다. 따라서, 직교 코드들에 의해 정의된 다수의 채널들은 원격 기기로부터의 송신이 그들의 지연 프로파일과 상응하는 다수의 경로 왜곡 프로파일을 고려하여 조절될 때 기지국에서 서로에 대해 직교로 나타날 수 있다. 역방향 채널들은 따라서 직교 시퀀스들 또는 월시 코드와 같은 코드들을 가지고 있는 각 송신된 심벌들을 스크램블함으로써 정의될 수 있다.

본 발명의 일 측면은 무선 데이터를 보다 효울적으로 수용하기 위해 현존하는 무선 기반구조의 특정 구성요소들은 개량하는 것을 포함한다. 고속 데이터 속도를 사용하는, 그러나 이동성이 적은 새로운 계층의 사용자를 위해 구현되는 추가의 기능성은 낮은 데이터 속도를 사용하고 이동성이 높은 사용자를 위한 현재의 가능성과 역-호환(backwards compatible)할 수 있다. 이것은 새로운 고속 데이터 서비스를 제공하기 위해 동일한 주파수 할당 계획, 기지국 안테나, 증축된 사이트 및 현존하는 음성 네트워크 기반구조의 다른 측면을 사용할 수 있도록 한다.

특히, 예를 들어 원격 유닛으로부터 기지국으로의 역방향 링크 상에서 데이터를 수송하는 네트워크와 같은 역방향 링크 상에서 가능한 고속 데이터를 지원하는데 바람직하다. 채널들 간에 최소 간섭을 유지하기 위해 순방향 링크 방향의 서로 다른 코드 시퀀스의 사용을 규정하는 IS-95 코드 분할 다중 접속(CDMA)과 같은 현존하는 디지털 셀룰러 표준을 고려하자. 특히, 상기와 같은 시스템은 순방향 링크 상에서 직교 코드를 사용하는데, 이것은 개별적인 논리 채널을 정의한다. 그러나, 상기와 같은 시스템의 최적 작동은 수신기에서 직교성을 유지하기 위해 상기 모든 코드들을 특정 경계에 시간 정렬하는 것을 요구한다.

모든 송신은 동일한 위치에서 즉, 기지국에서 발생하기 때문에, 순방향 링크 방향에서의 이것은 특별한 관심은 아니다. 그러나, 현재 디지털 셀룰러 CDMA 표준은 역방향 링크 방향에서 채널들 사이에 직교성을 사용하거나 요구하지 않는다. 서로 다른 위치에 있는 원격 유닛으로부터 그리고 기지국으로부터 상당히 다른 거리에 있는 원격 유닛으로부터 발생된 송신을 동기화하는 것은 매우 힘들다는 것은 일반적으로 생각할 수 있다. 대신, 이러한 시스템들은 전형적으로 개별적인 역방향 링크 채널을 구별하기 위해 상기 긴 의사난수 코드의 고유한 시프트를 가지는 칩 레벨 스크램블링 코드를 사용한다. 그러나, 상기 스크램블 코드의 사용은 서로 직교인 다른 사용자의 송신을 방해한다.

본 발명의 또 다른 측면은 제1 사용자 그룹과 제2 사용자 그룹의 멤버들 사이의 통신을 지원하는 시스템이다. 상기 제1 사용자 그룹은 디지털 코드 분할 다중 접속(CDMA) 셀룰러 전화 시스템의 레거시(legacy) 사용자들일 수 있으며, 그들의 송신을 제1 공통 코드로 인코드할 수 있다. 상기 제1 사용자 그룹은 각각의 사용자에 대해 고유한 코드 위상 오프셋을 제공함으로써 고유하게 식별될 수 있다. 상기 제2 사용자 그룹은 고속 데이터 서비스를 사용하는 사용자일 수 있으며, 동일한 코드와 상기 코드의 코드 위상 오프셋들 중 하나를 사용하여 그들의 송신을 인코드할 수 있다. 즉, 고유한 위상 시프트된 긴 코드는 확산을 위해 사용될 수 있다. 상기 제2 그룹 사용자 각각은 그들의 송신을 추가 코드로 인코드할 수 있다. 상기 추가 코드는 제2 그룹의 각각의 사용자에 대해 고유할 수 있다. 이것은 제1 그룹의 단일 사용자의 집합적인 출현을 유지하면서 제2 사용자 그룹은 서로에 대해 직교 송신을 할 수 있도록 한다.

직교 코드가 채널을 정의하기 위해 적용되는 채널의 칩 속도는 고유한 위상 시프트된 긴 코드가 적용되는 칩 레이트(rate)와 동일할 수 있다.

그러나 다른 애플리케이션에서, 고유한 위상 시프트된 긴 코드의 칩 레이트 보다 더 느린 칩 레이트에서 상기 직교 코드를 적용하는 것이 바람직할 수 있다. 비트 속도를 증가시키기 위해, 높은 차수의 변조 기술들이 사용될 수 있다. 예를 들어, QPSK, 8-psk, 16-psk 및 보다 높은 차수의 변조가 데이터 정보를 전송하는데 사용될 수 있다.

특정 애플리케이션에서, 적응성 변조 기술들이 데이터 정보를 전송하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 변조 레이트는 시스템의 데이터 쓰루풋 (throughput)을 최적화하기 위해 선택될 수 있다.

제1 사용자 그룹에 할당된 코드는 공통 치핑(chipping) 레이트, 의사난수 코드일 수 있다. 단말의 제2 그룹들에 할당되는 코드는 월시 코드와 같은 고유한 직교 코드들 세트일 수 있다. 단말들의 제1 그룹의 개별 멤버들은 선택된 보다 긴 의사랜덤 잡음 시퀀스의 고유한 위상 오프셋들을 가지는 스크램블링 코드들에 의해 구별될 수 있다.

임의의 단계들이 제2 사용자 그룹들 사이에서 적절한 시그널링 연산 또는 소위 "하트비트"를 보장하기 위해 취해질 수 있다. 특히, 공통 코드 채널은 동기화 채널로서의 사용을 위해 전용될 수 있다. 이는 예를 들어 코딩 방식이 역방향 링크 방향에서 구현되는 경우 단말의 제2 그룹들의 전송에 대한 적절한 타이밍 유지를 가능케 한다. 즉, 피드백 루프가 다중 원격 장치들 각각에 대해 설정되어 그들의 동시 전송이 기지국에서 동기적으로 수신될 수 있도록 하여준다. 특정 필드 유닛으로의 피드백 채널에서의 메세지는 차후 통신에 대해 그 타이밍을 앞당길지 또는 늦출지를 표시할 수 있고, 따라서 그들은 기지국에서 적절한 시간에서 수신된다.

제2 그룹의 사용자들에게는 전송을 위한 특정 타임 슬롯들이 할당될 수 있고 따라서 시분할 다중접속의 사용을 통해 직교성을 유지할 수 있다. 또 다시, 제2 사용자 그룹은 제1 그룹 사용자의 전송들에 대해 단일 사용자로서 집합적으로 나타날 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면은 직교 코드들에 의해 역방향 링크에서 사용자 채널들이 정의되는 CDMA 통신 시스템을 제공하는 것을 포함하고, 상기 시스템은 레거시 사용자들을 포함하지 않는다. 이러한 시스템에서, 레거시 사용자들과 관련된 백워드 호환성 이슈들에 관한 것은 필요하지 않다.

상술한 그리고 추가적인 본 발명의 특징 및 장점들은 하기 첨부도면을 참조로 아래에서 설명될 것이다. 하기 도면들은 본 발명의 원리를 설명하기 위해 제시된다.

도1은 본 발명의 원리에 따라 2개의 상이한 타입의 채널 인코딩을 사용하는 시스템의 블록 다이아그램이다.

도2는 본 발명의 원리에 따라 제1 사용자 클래스에 대한 채널 인코딩 처리에 대한 상세한 다이아그램이다.

도3은 본 발명의 원리에 따라 제2 사용자 클래스에 대한 채널 인코딩 처리에 대한 상세한 다이아그램이다.

도4는 본 발명의 원리에 따라 원격 장치로부터 기지국으로의 전송을 위한 채널 확산 프로세스에 대한 블록 다이아그램이다.

도1은 신호 인코딩 방식을 사용하는 코드 분할 다중 접속(CDMA) 통신 시스템(10)의 블록 다이아그램으로서, 여기서 제1 논리 채널들 클래스에는 상이한 코드 위상 오프셋을 갖는 고유한 롱 코드들이 할당되며, 제2 논리 채널들 클래스에는 공통 코드 및 공통 코드 위상 오프셋을 사용함으로써, 각 채널에 대한 고유한 직교 코드를 사용하여 추가적인 코딩 처리와 결합되어 제공된다. 그러나 일 실시예에서, 통신 시스템(10)은 레거시 사용자들을 포함하지 않는다.

하기 바람직한 실시예에 대한 상세한 설명에서, 통신 시스템(10)은 공유 채널 자원이 와이어리스 또는 무선 채널이 되도록 설명된다. 그러나, 여기서 설명되는 기술들은 전화 접속, 컴퓨터 네트워크 접속, 케이블 접속, 및 요구에 따라 액세스가 허용되는 다른 물리적 매체와 같은 상이한 타입의 매체에 대한 공유 액세스를 구현하는데 적용될 수 있다는 것에 주목한다.

시스템(10)은 제 1 사용자 그룹(110) 뿐만 아니라 제 2 사용자 그룹(210)을 위한 무선 통신을 지원한다. 제 1 사용자 그룹(110)은 일반적으로 무선 핸드셋(113-1, 113-2) 및/또는 차량 내에 설치된 셀룰러 이동 전화기(113-h)와 같은 셀룰러 전화기 장치의 레거시 사용자이다. 상기 제 1 사용자 그룹(110)은 원칙 적으로 음성 모드에서 네트워크를 사용하기 때문에 그들의 통신은 연속적인 전송으로 인코딩된다. 바람직한 실시예에서, 상기 사용자의 전송은 순방향 링크(40) 무선 채널 및 역방향 링크(50) 무선 채널을 통해 가입자 유닛(113)로부터 진행된다. 상기 사용자들의 신호는 기지국 안테나(118), 기지국 트랜시버(BTS)(120), 기지국 제어기(BSC)(123)를 포함하는 중앙 위치에서 관리된다. 그러므로 제 1 사용자 그룹(110)은 일반적으로 이동 가입자 유니트(113), BTS(120), 및 BSC(123)를 사용하는 음성 대화시 사용되며, 공중 전화 교환망(PSTN)(124)을 통해 전화 접속을 연결한다.

제 1 사용자 그룹에 의해 사용되는 순방향 링크(40)는 원격 통신 산업 협회(TIA)에 의해 규정되는 IS-95B에서 한정되는 코드 분할 다중 접속(CDMA)와 같은 공지된 디지털 셀룰러 표준에 따라 인코딩될 수 있다. 상기 순방향 링크(40)는 적어도 하나의 페이징 채널(141) 및 트래픽 채널(142), 뿐만 아니라 다른 논리 채널(144)을 포함한다. 상기 순방향 링크(40) 레거시 채널(141, 142, 144)은 직교 코딩된 채널을 사용하여 상기 시스템에서 한정된다. 상기 제 1 사용자 그룹(110)은 또한 IS-95B 표준에 따라 역방향 링크(50)를 통해 그들의 전송을 인코딩한다. 그러므로, 상기 사용자 그룹은 액세스 채널(151), 트래픽 채널(152), 및 다른 논리 채널(154)을 포함하는 역방향 링크(50) 방향에서 몇개의 논리 채널을 사용한다. 상기 역방향 링크(50)에서, 제 1 사용자 그룹(110)은 일반적으로 서로다른 코드 위상 오프셋을 사용하는 공통의 긴코드를 사용하여 신호를 인코딩한다. 역방향 링크(50)상의 레거시 사용자(110)를 위한 신호를 인코딩하는 방식은 당업계에 공지되어 있다.

통신 시스템(10)은 또한 제 2 사용자 그룹(210)을 포함한다. 상기 제 2 사용자 그룹(210)은 일반적으로 고속 무선 데이터 서비스를 요구하는 사용자이다. 상기 사용자 그룹의 시스템 구성 요소는 원격 가입자 액세스 유닛(SAUs)(214-1, 214-2, ...214-h, ...214-1)에 상응하는 다수의 원거리 개인용 컴퓨터(PC) 장치(212-1, 212-2, ...212-h, ...212-1)와 이에 결합된 안테나(216-1, 216-2, ...216-h, ...216-1)를 포함한다. 중앙에 위치된 장치는 기지국 안테나(218) 및 기지국 프로세서(BSP)(220)를 포함한다. BSP(220)는 인터넷 게이트웨이(222)로의 접속을 제공하며, 차례로 인터넷(224)과 같은 데이터 네트워크 및 상기 네트워크(224)에 접속된 네트워크 파일 서버(230)에 액세스 하는 것을 제공한다.

PCs(212)는 레거시 사용자(110)에 의해 사용되는 순방향 링크(40) 및 역방향 링크(50)를 통해 구현되는 양방향 무선 접속을 통해 네트워크 서버(230)로 데이터를 전송할 수 있고, 네트워크 서버(230)로부터 데이터를 수신할 수 있다. 도시된 것과 같은 포인트 대 다중 포인트 다중 액세스 무선 통신 시스템(10)에서, 제공된 기지국 프로세서(220)는 셀룰러 전화 통신 네트워크와 유사한 방식으로 동작중인 다수의 서로 다른 가입자 액세스 유닛(214)과 통신하는 것을 지원한다는 것에 주목한다.

본 명세서에서, 제 1 사용자 그룹(110)이 사용하기 위해 할당된 무선 주파수는 제 2 사용자 그룹(210)이 사용하기 위해 할당된 무선 주파수와 동일하다. 본 발명은 특히 제 1 사용자 그룹(110)에서 최소 간섭을 발생시키는 동안 제 2 사용자 그룹(210)에 의해 사용될 서로 다른 인코딩 구조를 수행하는 방법과 관련된다.

PCs(212)는 일반적으로 랩탑 컴퓨터(212-1), 휴대용 유니트(212-h), 인터넷이 가능한 셀룰러 전화기 또는 개인 디지털 보조 장치(PDA) 형태의 컴퓨팅 장치이다. PCs(212)는 각각 이더넷-형태의 접속과 같은 적절한 유선 접속을 통해 개별 SAU(214)에 접속된다.

SAU(214)는 연관된 PC(212)가 BSP(220), 게이트웨이(222) 및 네트워크(224)를 통해 네트워크 파일 서버(230)에 접속되도록 한다. 역방향 링크 방향에서, 즉, PC(212)로부터 서버(230)로 진행하는 데이터 트래픽에 대하여, PC(212)는 SAU(214)에 인터넷 프로토콜(IP) 레벨 패킷을 제공한다. SAU(214)는 그후에 적절한 무선 접속 프레이밍 및 인코딩을 사용하여 유선 프레이밍(즉, 이더넷 프레이밍)을 캡슐화한다. 적절히 포맷화된 무선 데이터 패킷은 그후에 안테나(216 및 218)를 따라 역방향 링크(50)를 포함하는 무선 채널 중 하나를 통해 전송된다. 중앙 기지국 위치에서, BSP(220)는 무선 링크 프레이밍을 추출하여 패킷을 IP 형태로 재포맷화시킨후 인터넷 게이트웨이(222)를 통해 전송시킨다. 다음으로, 패킷은 인터넷(224)과 같은 임의의 수 및/또는 임의의 타입의 TCP/IP 네트워크를 통해 네트워크 파일 서버(230)와 같은 최종 목적지에 보내진다.

데이터는 또한 네트워크 파일 서버(230)로부터 순방향 링크(40) 방향의 PC(212)로 전송될 수 있다. 그러한 경우에, 파일 서버(230)에서 발신하는 인터넷 프로토콜(IP) 패킷은 BSP(220)에 도착하는 인터넷 게이트웨이(222)를 통해서 인터넷(224)을 통해 전달된다. 적절한 무선 프로토콜 프레이밍 및 인코딩이 IP 패킷에 추가된다. 다음으로, 패킷은 안테나(218 및 216)를 통해서 예정된 수신기 SAU(214)에 전달된다. 수신 SAU(214)는 무선 패킷 포맷팅을 디코딩하며, IP 레이어 처리를 수행하는 예정된 PC(212)에 패킷을 전송한다.

그러므로, 정해진 PC(212) 및 파일 서버(230)는 IP 레벨에서 듀플렉서 접속의 종단점으로 보일 수 있다. 일단 접속이 설정되면, PC(212)의 사용자는 데이터를 파일 서버(230)에 전송할 수 있으며 또한 상기 파일 서버(230)로부터 데이터를 수신할 수 있다.

제 2 사용자 그룹(210)의 관점에서, 역방향 링크(50)는 실제로 액세스 채널(251), 다중 트래픽 채널(252-1,...252-t), 및 유지 보수 채널(53)을 포함하는 다수의 상이한 타입의 논리 및/또는 물리적인 무선 채널을 포함한다. 역방향 링크 액세스 채널(251)은 트래픽 채널이 SAU(240)에게 승인되도록 요청하는 메시지를 BSP(220)에 보내기 위해서 SAU(240)에 의해 사용된다. 다음으로, 할당된 트래픽 채널(252)은 SAU(214)로부터 BSP(220)로 페이로드 데이터를 전달한다. 정해진 IP 레이어 접속은 실제로 자신에게 할당되는 하나보다 많은 트래픽 채널(252)을 가질 수 있다. 또한, 유지 보수 채널(253)은 역방향 링크(50)를 통한 정보의 전송을 지원하기 위해서 동기 및 전력 제어 메시지와 같은 정보를 전달할 수 있다.

마찬가지로, 제 2 사용자 그룹은 페이징 채널(241), 다중 트래픽 채널(242-1...242-t), 및 유지 보수 채널(243)을 포함하는 순방향 링크(40)를 갖는다. 페이징 채널(241)은 순방향 링크 트래픽 채널(252)이 SAU(214)에 할당되었다는 것을 SAU(214)에 알려줄 뿐만 아니라 역방향 링크 방향의 할당된 트래픽 채널(252)을 SAU(214)에 알려주기 위해서 BSP(220)에 의해 사용된다. 다음으로, 순방향 링크(40)의 트래픽 채널(241-1...242-t)이 BSP(220)로부터의 페이로드 데이터 정보를 SAU(214)에 전달하기 위해서 사용된다. 또한, 유지 보수 채널(243)은 순방향 링크(40) 상의 동기 및 전력 제어 정보를 기지국 프로세서(220)로부터 SAU(214)에 전달한다. 페이징 채널(214)이나 유지 보수 채널(243)보다 트래픽 채널(241)이 더 많이 존재하는 것이 일반적이라는 것을 알아야 한다. 바람직한 실시예에서, 논리적인 순방향 링크 채널(241, 242, 및 243 및 251, 252, 및 253)은 각각의 채널에 PN(pseudorandom noise) 채널 코드를 할당함으로써 정의된다. 그러므로, 시스템(10)은 소위 코드 분할 다중 액세스(CDMA) 시스템인데, 상기 시스템에서는 다중 코딩된 채널은 동일한 무선 주파수(RF) 채널을 사용할 수 있다. 논리 또는 코드 채널은 또한 다중 활성 SAU(214)들로 더 분할되거나 또는 거기에 할당될 수 있다.

신호 처리 동작의 시퀀스는 통상적으로 각 역방향 링크(50)의 논리 채널(51, 52, 및 53)을 인코딩하기 위해 수행된다. 역방향 링크 방향에서, 전송기는 SAU(214) 중 하나이고, 수신기는 기지국 프로세서(BSP)(220)이다. 본 발명의 바람직한 실시예는 IS-95B 표준에 따라 동작하는 것과 같은 CDMA 디지털 셀룰러 전화 시스템의 레거시 사용자가 역방향 링크(50) 상에도 존재하는 상황에서 구현된다. IS-95B 시스템에서, 역방향 링크 CDMA 채널 신호는 비직교 PN 코드를 할당함으로써 식별된다.

이제 도 2를 참조하면, 제 1 레거시 사용자 그룹(110)을 위한 채널 인코딩 처리가 더 상세히 설명될 것이다. 상기 제 1 사용자 클래스는 예컨대 위에서 설명된 IS-95B 표준에 따라 신호를 인코딩하는 디지털 CDMA 셀룰러 전화 시스템을 포함한다. 그러므로, 각각의 채널은 각각의 채널에 대한 PN 코드 시퀀스를 통해 입력 디지털 음성 신호를 변조함으로써 식별된다. 특히, 채널 인코딩 처리는 전송될 정보를 나타내는 입력 디지털 신호(302)를 취한다. 4위상 변조기(304)는 동상(i) 및 4위상(q) 신호 경로를 곱셈기 쌍(306-i 및 306-q)에 제공한다. 짧은 PN 코드 생성기(305)는 스펙트럼을 확산시킬 목적으로 사용되는 짧은(이 경우에는 2¹⁵-1, 즉 32767 비트) 길이 코드를 제공한다. 따라서, 상기 짧은 코드는 통상적으로 제 1 그룹(110)을 위한 논리 채널 각각에 대해 동일한 코드이다.

제 2 코드 변조 단계는 두 신호 경로를 부가적인 긴 PN 코드에 곱함으로써 (i) 및 (q) 신호 경로에 적용된다. 이는 긴 코드 생성기(307) 및 긴 코드 곱셈기(308-i 및 308-q)에 의해서 달성된다. 긴 코드는 역방향 링크(50)상의 각각의 사용자를 고유하게 식별하는 역할을 한다. 긴 코드는 예를 들면, 매 2⁴²-1비트마다 반복되는 매우 긴 코드이다. 긴 코드는 짧은 코드 칩핑율로 제공되며, 예를 들어 긴 코드의 일 비트가 짧은 코드 변조 과정에 의해 출력된 매 비트에 제공되어, 추가의 스펙트럼 확산이 발생하지 않는다.

개별 사용자는 각각의 사용자에게 PN 긴 코드의 다른 위상 오프셋을 제공함으로써 식별된다.

다른 동기화 단계가 제 1 사용자 그룹(110)에 대해 취해질 필요가 없다는 것에 주목한다. 특히, 이들 역방향 링크(50)상의 전송은 비동기로 설계되고 이에 따라 완전히 직교할 필요가 없다.

도 3은 제 2 사용자 그룹(210)에 대한 채널 인코딩 프로세스의 상세도이다. 이러한 제 2 그룹(210)은 예를 들면, 데이터 전송에 최적인 포맷에 따라 신호를 인코딩하는 무선 데이터 사용자를 포함한다.

개별 채널은 제 1 사용자 그룹(110)을 위해 사용된 것과 동일한 코드 시퀀스인 의사난수 잡음(PN) 코드 시퀀스에 의해 입력 데이터를 변조함으로써 식별된다. 하지만, 간략히 이해될 바와 같이, 제 2 사용자 그룹(210)내 채널은 월시 코드와 같은 특정 직교 코드에 의해 고유하게 식별된다. 특히, 이들 제 2 사용자 그룹(210)에 대한 채널 인코딩 프로세스는 입력 디지털 신호(402)를 취하고, 짧은 코드 생성기(405), 월시 코드 생성기(413) 및 긴 코드 생성기(407)에 의해 생성된 것과 같은 다수의 코드를 제공한다.

제 1 단계로서, 4위상 변조기(404)는 동상(i) 및 4위상(q) 신호 경로를 제 1 곱셈기 쌍(406-i 및 406-q)에 제공한다. 짧은 의사난수 잡음(PN) 코드 생성기(405)는 스펙트럼 확산을 위해 사용되는 짧은, 이 경우 2¹⁵ 길이 코드를 제공한다. 그러므로, 이러한 짧은 코드는 제 1 그룹(100)내 각각의 채널에 대해 사용된 짧은 PN 코드와 동일하다.

프로세스에서의 제 2 단계는 월시 코드 생성기(413)에 의해 생성된 바와 같은 직교 코드를 제공하는 것이다. 이는 각각의 동상 및 4위상 신호 경로로 직교 코드를 압축하는 곱셈기(412-i 및 412-q)에 의해 수행된다. 각각의 논리 채널에 할당된 직교 코드는 다르며, 이러한 채널을 고유하게 식별한다.

프로세스의 최종 단계에서, 제 2 의사난수 잡음(PN) 긴 코드는 (i) 및 (q) 신호 경로에 제공된다. 따라서, 긴 코드 생성기(407)는 동상(408-i) 및 4위상(408-q) 곱셈기 각각에 긴 코드를 전달한다. 이러한 긴 코드는 제 2 사용자 그룹(210) 내의 각각의 사용자를 고유하게 식별하지 않는다. 특히, 이러한 코드는 자신들의 제 1 사용자 그룹(110)을 고유하게 식별하는 제 1 그룹내에서 사용된 매우 동일한 긴 코드중 하나이다. 따라서, 예를 들면, 일 비트의 긴 코드가 짧은 코드 변조 과정에 의해 출력된 각각의 비트에 제공되도록 짧은 코드 칩핑율과 동일한 방식으로 제공된다. 이러한 방식으로, 모든 제 2 그룹(210)내 사용자는 제 1 그룹(110)의 단일 레거시 사용자로 보여진다. 하지만, 제 2 그룹(210)의 사용자는 이들에게 고유 직교 월시 코드가 할당될 때에 고유하게 식별된다.

바람직한 실시예에서 역방향 링크(50)로 구현되기 때문에, 추가의 정보가 제 2 그룹(210)내 여러 사용자 사이에서 직교를 유지하기 위해 제공되어야 한다. 특히, 유지 보수 채널(243)이 순방향 링크에 포함된다. 이러한 유지 보수 또는 "하트비트" 채널은 원격 유닛(214)이 자신들의 전송을 적절하게 동기화하도록 동기화 정보 및/또는 다른 타이밍 신호를 제공한다. 유지 보수 채널은 타임 슬롯된다.

그러므로 특정 인프라구조가 제 2 사용자 그룹(210) 및 제 1 사용자 그룹(110) 모두에 의해 공유되는 것에 주목한다. 예를 들어, 도 1에는 분리된 기지국 안테나들로 도시되었지만 안테나(218, 118)는 실제로 공유형 안테나이다. 유사하게, 안테나에 대한 위치는 동일하다. 이는 제 2 사용자 그룹(210)이 레거시 사용자(110)에 의해 임의 위치에서 이미 사용되고 있는 장비 및 물리적 개설(built-out) 위치를 공유하는 것을 허용한다. 이는 이러한 새로운 사용자 그룹(210)을 위한 무선 인프라구조에 대한 개선을 매우 간소화한다 예를 들어, 새로운 위치 및 새로운 안테나 사이트가 개설될 필요가 없다.

도 4는 본 발명의 특정 원리에 따른 통신 시스템을 도시하는 블록도이다. 이전에 논의된 바와 같이, 이러한 시스템은 레거시 사용자를 포함할 수도 있고 포함하지 않을 수도 있다. 일반적으로, 이러한 원리는 도 3에서 논의된 바와 유사하다.

도 4에 도시된 바와 같이, 비트 정보(502)는 비트가 I 및 Q 변조 신호를 생성하도록 변조 심볼로 디멀티플렉싱되는 디멀티플렉서/변조기(580)에 공급된다. 일반적으로, N비트가 제공된 변조 순서에 기초하여 맵핑된다. 예를 들면, 이하의 표는 RF 신호를 통해 정보 전송을 위해 사용될 수 있는 다른 변조율을 도시한다:

확산 프로세스에 따라서, 출력율=R/(log₂N)이다.

개별 채널은 짧은 코드 및 긴 코드와 같은 의사난수 잡음(PN) 코드에 의한 입력 데이터를 변조함으로써 식별된다. 하지만, 간략히 이해될 바와 같이, 채널은 월시 코드와 같은 특정 직교 코드에 의해 고유하게 식별될 수 있다. 근직교 코드 또한 채널을 한정하는데 사용될 수 있다.

특히, 채널 인코딩 프로세스는 디지털 신호(502)를 디멀티플렉싱하는 단계 및 짧은 코드 생성기(505), 월시 코드 생성기(513) 및 긴-코드 생성기(507)에 의해 생성된 것과 같은 다수의 코드를 제공하는 단계를 포함한다. 일반적으로, 이러한 확산 기술은 도 4에는 특정한 순서로 도시되었지만 임의의 순서로 제공될 수 있다.

제 1 단계로서, 변조기(580)는 제 1 곱셈기 쌍(506-i 및 506-q)에 동상(i) 및 4위상(q) 신호 경로를 제공한다. 짧은 의사난수 잡음(PN) 코드 생성기(505)는 스펙트럼 확산을 위해 사용되는 짧은 코드, 이 경우 2¹⁵ 길이 코드를 제공한다. 이러한 짧은 코드는 다중 채널 각각에 사용될 수 있다.

이러한 프로세스에서 제 2 단계는 월시 코드 생성기(513)에 의해 생성된 것과 같은 직교 코드를 제공하는 것이다. 이는 동상 및 4위상 신호 경로 각각으로 직교 코드를 압축하는 곱셈기(512-i 및 5120-q)에 의해 수행된다. 각각의 논리 채널에 할당된 직교 코드는 분리 채널을 고유하게 식별하기 위해 다를 수 있다.

프로세스의 제 1 단계에서, 제 2 의사난수 잡음(PN) 긴 코드는 (i) 및 (q) 신호 경로에 제공될 수 있다. 따라서, 긴 코드 생성기(507)는 동상(508-i) 및 4위상(508-q) 곱셈기 각각에 긴 코드를 전달한다. 전형적으로, 이러한 긴 코드는 각각의 채널을 고유하게 식별하지 않는다.

애플리케이션에 따라, 확산의 순서는 변화될 수 있다. 예를 들어, 짧은 및 긴 코드와 같은 확산 코드는 임의의 순서로 그리고 순차적으로 제공될 수 있다. 전형적으로, 코드율은 초당 1.2288e+6 칩과 같은 RF(무선 주파수) 대역폭으로 설정된다.

비록 코드의 칩핑율이 변화되지만, 일 애플리케이션에서, 직교 코드의 칩핑율은 짧은 또는 긴 PN 확산 코드의 칩핑율 이하이다. 이는 통신 시스템의 타이밍 정렬 요건을 완화시키고, 직교 코드에 의해 정의된 채널을 통해 전송하는 복수의 사용자들 각각과 관련된 다중-경로 왜곡에 끼칠 부정적 영향을 감소시킨다. 다시 말해, 직교 채널 잡음(OCN)은 확산 코드 및 직교 코드 사이의 상대 속도를 서로 조정함으로써 감소될 수 있다.

전형적으로, 직교 코드의 저칩핑율은 채널에 대한 데이터 전송율을 감소시킬 것이다. 하지만, 높은 차수의 변조가 이전에 설명된 바와 같이 데이터율을 증가시키는데 사용될 수 있다. 상기 표 참조. 적응성 변조 기술이 특정 애플리케이션에 대한 최적의 전송에 사용될 수 있다. 다시 말해, 피드백 정보는 데이터가 특정 채널로 전송될 최대 속도를 지시할 수 있다. 따라서, 최적 변조율은 특정 채널을 통한 전송을 위해 선택될 수 있다. 높은 처리량이 필요할 때, 증가된 비트율이 높은 변조율을 사용하여 달성될 수 있다. 이는 사용자가 높은 속도의 데이터 처리 능력을 필요로 하는 동적 환경에서 특히 바람직하다. 각각의 다중 직교 채널은 데이터를 전송하기 위해 다른 변조율을 사용할 수 있다.

이전에 논의된 개념이 역방향 링크에서 사용하기 위해 논의되었지만, 이는 CDMA 통신 시스템의 순방향 링크 채널에 바람직하게 적용될 수도 있다.

일반적으로, 직교 코드율의 선택은 사용된 변조의 순서 선택에 대해 독립적이다. 이하의 표는 상대 코드율에 대한 잠재적 설정을 도시한다:

직교 코드에 의해 한정된 하나 또는 다수의 채널을 통해 데이터를 전송하는 단말 장치는 수신기에서 데이터 신뢰성을 보장하기 위해 순방향 에러 수정(FEC) 코드를 사용할 수 있다. 상술된 바와 같은 적응성 변조 기술과 유사하게, FEC 코드는 특정 채널내 사용을 위해 적응될 수 있다. 즉, FEC 코드율 또는 변조율은 기지국과 같은 수신기에서 특정 채널에 대해 측정된 C/I에 기초하여 선택될 수 있다. 변조율을 어떻게 설정하는지 및 다수의 FEC 코드중 어느 것이 특정 채널을 통한 전송에 사용될 수 있는지에 관한 피드백 메시지가 기지국으로부터 원격 장치로 전송된다.

Claims (36)

1. 코드 분할 다중 접속 통신 방법에 있어서,

   제 1 단말 그룹-상기 제 1 단말 그룹의 각각의 사용자는 고유 코드 위상 오프셋에 의해 고유하게 식별됨-에 제 1 의사난수 잡음 코드를 할당하는 단계;

   상기 제 1 의사난수 잡음 코드를 제 2 단말 그룹-상기 제 2 단말 그룹의 각각의 사용자 또한 상기 제1 의사난수 잡음 코드의 공통 위상 오프셋을 할당받음-에 할당하는 단계; 및

   상기 제 2 단말 그룹의 각각의 단말에 상기 제1 의사난수 잡음 코드의 칩 레이트(chipping rate)보다 작은 칩 레이트를 갖는 고유 확산 코드를 할당하는 단계로서, 상기 고유 확산 코드는 직교 확산 코드 및 근직교 확산 코드 중 어느 하나인 것인 상기 고유 확산 코드 할당 단계

   를 포함하는 코드 분할 다중 접속 통신 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 직교 확산 코드는 월시(Walsh) 코드인 코드 분할 다중 접속 통신 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 직교 확산 코드는 분리된 논리 채널을 고유하게 정의하는 것인 코드 분할 다중 접속 통신 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 제 2 단말 그룹의 각각의 단말에 피드백 채널을 할당하는 단계를 더 포함하며, 상기 피드백 채널은 각각의 단말이 정보를 수신함으로써 후속 통신에 대한 타이밍을 앞당기거나 늦추는 것을 가능하게 하는 것인 코드 분할 다중 접속 통신 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 제 2 단말 그룹의 각각의 단말은 상기 피드백 채널을 통하여 채널 잡음 정보 및 동기화 정보 중 어느 하나 또는 이들의 조합을 수신하는 것인 코드 분할 다중 접속 통신 방법.
6. 제1항에 있어서, 단말의 직교 확산 코드의 칩 레이트는 그 단말의 변조 심볼 레이트 또는 순방향 에러 정정 레이트에 비례하는 것인 코드 분할 다중 접속 통신 방법.
7. 제6항에 있어서, 단말에 의하여 적응 변조가 사용되고, 상기 직교 확산 코드의 칩 레이트는 상기 변조 심볼 레이트 또는 상기 순방향 에러 정정 레이트에 매칭되는 것인 코드 분할 다중 접속 통신 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 변조 심볼 레이트는 단말에서 수신되는 피드백 메시지의 C/I 측정값에 기초하여 결정되는 것인 코드 분할 다중 접속 통신 방법.
9. 제7항에 있어서, 상기 순방향 에러 정정 레이트는 단말에서 수신되는 피드백 메시지의 C/I 측정값에 기초하여 결정되는 것인 코드 분할 다중 접속 통신 방법.
10. 제1항에 있어서, 상기 제 1 단말 그룹 및 상기 제 2 단말 그룹에 하나 이상의 추가 의사난수 잡음 확산 코드를 할당하는 단계를 더 포함하는 코드 분할 다중 접속 통신 방법.
11. 제10항에 있어서, 상기 직교 확산 코드의 칩 레이트는 상기 하나 이상의 추가 의사난수 잡음 확산 코드의 칩 레이트보다 작은 것인 코드 분할 다중 접속 통신 방법.
12. 제1항에 있어서, 상기 방법은 CDMA 네트워크의 순방향 링크 및 역방향 링크 중 어느 하나 또는 이들의 조합에 적용되는 것인 코드 분할 다중 접속 통신 방법.
13. 코드 분할 다중 접속 통신을 지원하도록 구성된 장치에 있어서,

    제 1 단말 그룹-상기 제 1 단말 그룹의 각각의 사용자는 고유 코드 위상 오프셋에 의해 고유하게 식별됨-에 제 1 의사난수 잡음 코드를 할당하는 제1 변조기(modulator);

    상기 제1 단말 그룹에 의해 사용된 것과 동일한 제 1 의사난수 잡음 코드를 제 2 단말 그룹-상기 제 2 단말 그룹의 각각의 사용자는 상기 제1 의사난수 잡음 코드의 공통 위상 오프셋을 사용함-에 할당하는 제2 변조기; 및

    상기 제 2 단말 그룹의 각각의 단말에 상기 제1 의사난수 잡음 코드의 칩 레이트(chipping rate)보다 작은 칩 레이트를 갖는 직교 확산 코드를 할당하는 제3 변조기

    를 포함하는 코드 분할 다중 접속 통신을 지원하도록 구성된 장치.
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 삭제
20. 삭제
21. 삭제
22. 삭제
23. 삭제
24. 삭제
25. 삭제
26. 삭제
27. 삭제
28. 삭제
29. 삭제
30. 삭제
31. 삭제
32. 삭제
33. 삭제
34. 삭제
35. 삭제
36. 삭제

Images