KR20000002254A - 이동통신시스템의 송수신 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동통신시스템에서 다수 사용자에게 하나의 부호 채널을 통하여 각각의 송신 전력을 제어하는 송수신 장치 및 방법에 관한 것이다.

상기 송신장치가; 사용자에 대한 전력제어비트를 발생하는 전력제어비트 발생기와, 사용자마다 서로 다른 패턴을 발생하는 사용자 패턴 발생기와, 상기 전력제어비트 발생기의 출력과 상기 사용자 패턴 발생기의 출력을 곱하는 곱셈기와, 상기 곱셈기의 출력을 확산 변조하여 송신하는 확산변조기로 구성되고, 상기 수신장치가; 수신된 전력제어비트에 자신의 사용자 패턴을 곱하는 곱셈기와, 상기 곱셈기의 출력신호로 부터 전력제어비트를 판단하는 판단기로 구성된다.

Description

이동통신시스템의 송수신 장치 및 방법

본 발명은 이동통신시스템에 관한 것으로, 특히 다수 사용자에게 하나의 부호채널을 통해 각각의 송신전력을 제어할수 있는 전력제어비트를 송수신할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 이동통신시스템에서 순방향(기지국 -> 단말기)으로 하나의 부호채널을 통해 다수 사용자의 전력제어비트를 전송하기 위해서 기지국은 각 사용자에 따른 시간 슬롯(time slot)을 정하고, 각 시간 슬롯에서 해당 사용자의 전력제어비트를 전송한다. 즉, 순방향으로 다수 사용자의 전력제어비트를 전송할 경우 정해진 다수의 시간슬롯이 항상 할당되므로 다수의 송신 부호채널중 일부가 사용되지 않을 때는 자원이 낭비되는 문제점을 가지게 된다.

따라서 본 발명의 목적은 이동통신시스템에서 다수 사용자에게 하나의 부호채널을 통하여 각각의 송신전력을 제어할수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기 목적들을 달성하기 위한 이동통신시스템의 송수신 장치에 있어서, 상기 송신장치가; 사용자에 대한 전력제어비트를 발생하는 전력제어비트 발생기와, 사용자마다 서로 다른 패턴을 발생하는 사용자 패턴 발생기와, 상기 전력제어비트 발생기의 출력과 상기 사용자 패턴 발생기의 출력을 곱하는 곱셈기와, 상기 곱셈기의 출력을 확산 변조하여 송신하는 확산변조기로 구성되고, 상기 수신장치가; 수신된 전력제어비트에 자신의 사용자 패턴을 곱하는 곱셈기와, 상기 곱셈기의 출력신호로 부터 전력제어비트를 판단하는 판단기로 구성됨을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신시스템에서 기지국이 다수 사용자에게 각각의 송신전력을 제어할수 있는 전력제어비트 패턴을 송신하기 위한 장치를 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신시스템에서 단말기가 기지국으로부터 전송된 데이터에서 자신의 전력제어비트를 판단하기 위한 장치를 도시한 도면.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다.

우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일 부호를 가지도록 하였다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신시스템에서 기지국이 다수 사용자에게 하나의 부호채널을 통해 각각의 송신전력을 제어할수 있는 전력제어비트를 전송하기 위한 송신기 구조를 도시하고 있다.

상기 도 1를 참조하면, 송신데이타 생성기(Tx Data Generator)118은 채널부호화기 및 인터리버 등으로 구성되며, 송신하고자 하는 데이터를 프레임 단위로 부호화하여 심볼 데이터를 생성한다.

곱셈기 111은 사용자_1에 대한 전력제어비트(PCB, +1/-1)와 전송 이득(Gain)을 곱하여 이득조정된 전력제어비트를 발생한다. 곱셈기 112는 사용자_2에 대한 전력제어비트와 전송 이득을 곱하여 이득조정된 전력제어비트를 발생한다. 곱셈기 113은 상기 곱셈기 111에서 이득조정된 전력제어비트와 사용자_1의 패턴을 곱하여 사용자_1에 해당하는 전력제어비트를 발생한다. 곱셈기 114는 상기 곱셈기 112에서 이득조정된 전력제어비트와 사용자_2의 패턴을 곱하여 사용자_2에 해당하는 전력제어비트를 발생한다.

본 실시예에서는 두 사용자에 대해 전력제어비트를 전송하는 것을 예로 들지만 본 발명의 꼭 두 사용자로 한정되는 것은 아니다. 만일 사용자의 수가 중가하면, 그에 따라 전력제어비트 및 사용자 패턴 비트를 증가시켜 보다 많은 사용자를 수용하도록 구현한다.

선택기115는 제어신호에 의해 현재 전송해야할 전력제어비트를 모두 가산기116으로 출력한다. 상기 가산기116은 입력되는 전력제어비트를 모두 가산하여 출력한다.

다중화기(Multiplexer) 117은 상기 송신데이타 생성기18의 출력과 상기 가산기116의 출력을 다중화하여 출력한다. 즉, 상기 다중화기117은 송신 데이터의 특정위치에 상기 가산된 전력제어비트를 천공삽입하여 출력하는 기능을 수행한다.

확산기(Spectrum Spreading)119는 상기 다중화기117의 출력을 확산변조하여 출력한다. 여기서 상기 확산변조는 직교부호 확산과 PN 확산 등을 포함한다. 송신부(RF)120은 상기 확산신호를 라디오 대역신호로 변조하여 안테나를 통해 송신한다.

이하 상기 도 1를 참조하여 기지국에서 다수 사용자에게 하나의 부호채널을 통하여 각각의 송신전력을 제어할수 있는 전력제어비트를 전송하기 위한 동작을 살펴본다.

우선, 사용자_1에 대한 사용자 패턴을 00(+1,+1)로, 사용자_2에 대한 사용자 패턴을 01(+1,-1)라고 가정하고, 상기 사용자_1에 대해서는 송신전력을 올리라는 전력제어비트 00(+1,+1)을, 상기 사용자_2에 대해서는 송신전력을 내리라는 전력제어비트 11(-1,-1)을 전송한다고 가정하에 설명한다. 또한 곱셈기 111 및 112에서 각 전력제어비트에 곱해지는 이득을 1로 가정한다.

상기한 가정들에 의해 곱셈기 111 및 113을 거쳐 출력되는 사용자_1에 대한 전력제어비트는 00(+1,+1)이 되고, 곱셈기 112 및 114를 거쳐 출력되는 사용자_2에 대한 전력제어비트는 10(-1,+1)이 된다. 결국 이 값들은 가산기 116에서 가산되어 다중화기117로 입력된다. 즉, 상기 다중화기117로 입력되는 값은 10(0,+2)이 되고, 이 값은 송신데이타 발생기118에서 출력되는 심볼 데이터의 특정위치에서 천공 삽입되어 확산기119로 출력된다.

그러면 상기 확산기119는 전력제어비트가 천공 삽입된 심볼 데이터를 직교부호 확산 및 PN 부호 확산 등을 거쳐 확산변조하여 출력한다. 그리고 송신부120에서 상기 확산변조된 기저대역 신호를 라디오(radio) 대역신호로 변환하여 안테나를 통해 송신한다.

여기서 상기 사용자 패턴에 따라 발생되는 전력제어비트를 살표보면 하기 표 1과 같다.

사용자 패턴	전력제어비트	사용자 패턴에 따라 발생된 전력제어비트
사용자_1(00)	00 단말기 송신전력 증가	0
사용자_2(01)	00 단말기 송신전력 증가	1
사용자_1(00)	11 단말기 송신전력 감소	11
사용자_2(01)	11 단말기 송신전력 감소	10

이하 상기한 바와 같이 전송된 데이터로부터 자신의 전력제어비트를 검출하는 단말기 수신기 구조를 도 2를 참조하여 설명한다.

먼저, 수신부211은 안테나를 통하여 수신된 라디오 대역신호를 기저대역신호로 변환하여 출력한다. 역확산기(spectrum despreading)212는 복소 PN 역확산 및 직교부호 역확산 등을 수행한다. 전력제어비트 추출기(PCB extract)213은 상기 역확산기212의 출력신호에서 전력제어비트 신호를 추출하여 곱셈기215로 출력하고, 상기 출력신호를 그대로 수신데이타 검출기214로 출력한다.

사용자 패턴발생기216은 기지국과의 사전 교섭에 의해 자신에게 할당되어진 사용자 패턴을 발생한다. 상기 곱셈기215는 상기 추출된 전력제어비트 신호와 상기 사용자 패턴 발생기의 출력신호를 곱하여 출력한다. 적분기217은 상기 곱셈기216의 출력을 적분하여 출력한다.

채널추정기218은 현재 통신중인 채널을 추정한 후 현재의 수신신호의 크기 및 위상왜곡 등을 보상할수 있는 신호를 발생한다. 상기 공액복소수 발생기219는 상기 채널추정기218의 출력을 공액하여 공액신호를 발생한다. 곱셈기218은 상기 적분기217의 출력신호와 상기 공액복소수 발생기219의 출력신호를 곱하여 채널보상을 수행한 후 출력한다.

판단부221은 상기 곱셈기218의 출력신호로부터 전력제어비트를 판정하여 시스템 제어부(도시하지 않음)로 제공한다. 이후 상기 시스템 제어부는 상기 전력제어비트를 통해 송신 전력을 제어한다.

이하 상기 도 2를 참조하여 단말기에서 수신신호에서 자신의 전력제어비트를 판단하기 위한 동작을 살펴본다.

우선, 상기 단말기가 기지국으로부터 미리 사용자_1에 대한 사용자 패턴을 00(+1,+1)을 할당받았다고 가정한다. 그리고 기지국이 송신전력을 올리라는 전력제어비트 00을 송신하였다고 가정한다.

먼저, 수신부(RF)211은 안테나를 통하여 수신된 라디오 대역 신호를 기저대역신호로 변환하여 출력한다. 역확산기(spectrum despreading) 212는 복소 PN 역확산 및 직교부호 역확산 등을 수행한다. 그리고 전력제어비트 추출기(PCB extract)213은 상기 역확산된 신호에서 전력제어비트에 해당하는 신호를 추출하여 곱셈기213으로 출력하고, 상기 역확산된 신호는 그대로 송신데이타 검출기214로 출력한다.

여기서 상기 추출된 전력제어비트 신호를 이용하여 송신전력을 결정하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

우선, 상기 곱셈기215로 입력되는 신호는 채널환경이 이상적이라고 가정하였을 경우, 상기한 가정으로부터 (0,+2)에 해당하는 신호가 입력된다. 따라서 상기 곱셈기215는 상기 전력제어비트 추출기의 출력신호 (0,+2)와 사용자 패턴 발생기216의 출력신호 (+1,+1)를 곱하여 (0,+2)라는 결과신호를 출력한다. 이 신호는 적분기217에서 적분되어 +2라는 값을 얻을수 있고, 여기에서도 상기의 값이 양(+)의 값이므로 전력제어비트가 송신전력을 올리라는 명령이라는 것을 알수 있다. 그러나 무선을 통해 전송되는 신호는 채널 환경에 따라 지연, 크기 및 위상왜곡 등이 있고, 따라서 수신측에서는 송신측에서 보낸 신호를 이상적으로 수신할 수가 없다. 결국 수신된 신호를 보고 현재의 채널상태를 추정하게 되고, 이렇게 추정된 값들은 저장되어 현재 수신 신호를 원래의 송신 신호로 복조하는데 사용하게 된다.

즉, 상기 적분기217에서 계산된 +2라는 값은 채널 환경이 이상적이라는 가정하에 계산된 값이지 실제적으로는 수신된 신호라 할수 없다. 따라서 올바른 전력제어비트를 판단하기 위해서는 상기 왜곡된 값을 보상해 줘야 되는데 그 과정은 곱셈기 220에서 수행된다.

즉, 현재의 채널 상태를 추정한 채널추정기218은 수신신호의 크기 및 위상왜곡 등을 보상하기 위한 신호를 발생한다. 이에 상기 공액복소수 발생기219는 상기 채널추정기218의 출력신호를 공액하여 공액신호를 발생한다.

따라서 상기 곱셈기220은 상기 적분기217의 출력신호와 상기 공액복소수 발생기220의 출력신호를 곱하여 크기 및 위상왜곡 등이 보상된 신호를 출력한다. 그리고 판단기221은 채널왜곡이 보상된 상기 전력제어비트 신호로부터 전력제어비트를 판단하여 이를 시스템 제어부로 통보한다. 이후 상기 시스템 제어부는 상기 판단기221로부터 통보된 정보를 근거로 송신전력을 제어한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 이동통신시스템에서 기지국이 다수의 단말기의 송신전력을 제어할 때, 상기 다수의 단말기로부터 상기 기지국으로 전송되는 부호채널들이 시간적으로 동시에 송신하는 경우와, 시간적으로 다른 시간에 송신하는 경우, 일부는 동시에 다른 일부는 다른 시간에 송신하는 경우에 모두 대처할수 있는 효과적인 상대측 송신전력 제어방법을 제안한다.

Claims (23)

1. 이동통신시스템의 송수신 장치에 있어서,

   전력제어비트에 사용자마다 서로 다른 패턴을 가지는 사용자 패턴을 곱하여 송신하는 기지국 송신기와,

   상기 기지국 송신 신호를 수신하여 자신의 사용자 패턴을 곱한 후 전력제어비트를 판단하는 단말기 수신기로 구성됨을 특징으로 하는 송수신 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 사용자 패턴에 따라 전력제어비트 패턴이 바뀌는 것을 특징으로 하는 송수신 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 사용자 패턴이 서로 직교성을 가짐을 특징으로 하는 송수신 장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 사용자 패턴은 사전 교섭에 의해 사용자에게 할당되어짐을 특징으로 하는 송수신 장치.
5. 이동통신시스템의 송수신 방법에 있어서,

   기지국 전력제어비트에 사용자마다 서로 다른 패턴을 가지는 사용자 패턴을 곱하여 송신하는 과정과,

   단말기가 상기 기지국 송신신호를 수신하여 자신의 사용자 패턴을 곱한 후 전력제어비트를 판단하는 과정으로 이루어짐을 하는 송수신 방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 사용자 패턴에 따라 전력제어비트 패턴이 바뀌는 것을 특징으로 하는 송수신 방법.
7. 제6항에 있어서,

   상기 사용자 패턴이 서로 직교성을 가짐을 특징으로 하는 송수신 방법.
8. 제7항에 있어서,

   상기 사용자 패턴은 사전 교섭에 의해 사용자에게 할당되어짐을 특징으로 하는 송수신 방법.
9. 이동통신시스템의 송신장치에 있어서,

   사용자에 대한 전력제어비트를 발생하는 전력제어비트 발생부와,

   사용자마다 서로 다른 패턴을 발생하는 사용자 패턴 발생기와,

   상기 전력제어비트 발생부의 출력과 상기 사용자 패턴 발생기의 출력을 곱하는 곱셈기와,

   상기 곱셈기의 출력을 확산 변조하여 송신하는 확산변조기로 구성됨을 특징으로 하는 송신 장치.
10. 제9항에 있어서,

    상기 사용자 패턴에 따라 전력제어비트 패턴이 바뀌는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
11. 제10항에 있어서,

    상기 사용자 패턴이 서로 직교성을 가짐을 특징으로 하는 송신 장치.
12. 제11항에 있어서,

    상기 사용자 패턴은 사전 교섭에 의해 사용자에게 할당되어짐을 특징으로 하는 송신 장치.
13. 이동통신시스템의 수신 장치에 있어서,

    수신된 전력제어비트에 자신의 사용자 패턴을 곱하는 곱셈기와,

    상기 곱셈기의 출력신호로 부터 전력제어비트를 판단하는 판단기로 구성됨을 특징으로 하는 수신 장치.
14. 제13항에 있어서,

    상기 사용자 패턴에 따라 전력제어비트 패턴이 바뀌는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
15. 제14항에 있어서,

    상기 사용자 패턴이 서로 직교성을 가짐을 특징으로 하는 송신 장치.
16. 제15항에 있어서,

    상기 사용자 패턴은 사전 교섭에 의해 사용자에게 할당되어짐을 특징으로 하는 송신 장치.
17. 이동통신시스템의 수신장치에 있어서,

    수신된 전력제어비트에 자신의 사용자 패턴을 곱하는 곱셈기와,

    상기 곱셈기의 출력을 가산하는 가산기와,

    상기 가산기의 출력에 채널추정후 결정된 공액신호를 곱하여 출력하는 곱셈기와,

    상기 곱셈기의 출력신호로 부터 전력제어비트를 판단하는 판단기로 구성됨을 특징으로 하는 수신 장치.
18. 제17항에 있어서,

    상기 사용자 패턴에 따라 전력제어비트 패턴이 바뀌는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
19. 제18항에 있어서,

    상기 사용자 패턴이 서로 직교성을 가짐을 특징으로 하는 수신 장치.
20. 제19항에 있어서,

    상기 사용자 패턴은 사전 교섭에 의해 사용자에게 할당되어짐을 특징으로 하는 수신 장치.
21. 이동통신시스템의 송수신 장치에 있어서,

    상기 송신장치가,

    사용자에 대한 전력제어비트를 발생하는 전력제어비트 발생기와,

    사용자마다 서로 다른 패턴을 발생하는 사용자 패턴 발생기와,

    상기 전력제어비트 발생기의 출력과 상기 사용자 패턴 발생기의 출력을 곱하는 곱셈기와,

    상기 곱셈기의 출력을 확산 변조하여 송신하는 확산변조기로 구성되고,

    상기 수신장치가,

    수신된 전력제어비트에 자신의 사용자 패턴을 곱하는 곱셈기와,

    상기 곱셈기의 출력신호로 부터 전력제어비트를 판단하는 판단기로 구성됨을 특징으로 하는 송수신 장치.
22. 이동통신시스템의 송신방법에 있어서,

    사용자에 대한 전력제어비트 및 사용자 패턴을 발생하는 과정과,

    상기 발생된 전력제어비트와 사용자 패턴을 곱하는 과정과,

    상기 곱하여 발생된 신호를 확산변조하여 송신하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 송신방법.
23. 이동통신시스템의 수신방법에 있어서,

    수신된 전력제어비트에 자신의 사용자 패턴을 곱하는 과정과,

    상기 곱하여 발생된 신호를 가산하는 과정과,

    상기 가산된 신호에 채널추정후 결정된 공액신호를 곱하여 채널왜곡을 보상하는 과정과,

    상기 채널왜곡 보상된 신호로부터 자신의 전력제어비트를 판단하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 수신방법