KR20010068526A

KR20010068526A - 데이터 전송을 위한 시간 기반의 부호화 방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR20010068526A
Application number: KR1020000000476A
Authority: KR
Inventors: 김응석
Original assignee: 김응석
Priority date: 2000-01-06
Filing date: 2000-01-06
Publication date: 2001-07-23

Abstract

본 발명은 CDMA(Code Division Multiple Access) 시스템과 같은 상호 간섭에 의해 용량이 제한되는 통신 시스템에 있어서, 사용 가능한 시스템의 용량 증대를 가능하도록 하며, 데이터 전송을 위해 소모되는 전력을 최소화 할 수 있도록 한 데이터 전송을 위한 시간 기반의 부호화 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따르면 전송 신호의 전송 시점의 차이를 이용하는 코딩 방법을 이용하여 같은 양의 데이터 전송을 위해 기존의 방법보다 보다 적은 횟수의 신호 전송으로도 데이터 전송이 가능하도록 한다. CDMA와 같은 상호 간섭에 의해 시스템 용량이 제한되는 통신 시스템에서는 전송하는 신호의 양이 줄어든다는 것은 시스템 용량의 증가를 의미한다. 따라서 제안하는 내용을 이용하여, 시스템의 용량을 증가시키고, 데이터 전송을 위해 소모되는 전력을 최소화할 수 있다.

Description

데이터 전송을 위한 시간 기반의 부호화 방법 및 그 장치{Method and apparatus for time based data coding for communication systems}

CDMA 기반의 시스템에서는 모든 사용자가 주파수를 공유하고, 전송 전력에 의해 다중 접근 방법이 제공되며 서로 다른 직교 코드에 의해 각 사용자가 구분된다. CDMA 기반의 시스템에서는 효율적으로 다양한 서비스들을 제공하기 위하여 서로 다른 전송속도와 서비스 품질 요구 사항들을 요구하는 데이터들이 같은 대역폭 내에서 서로 다른 직교 코드로 확산되어 동시에 전송된다. 이러한 상호 간섭에 의해 용량이 제한되는 통신 시스템에서는 동일 주파수 내의 다른 사용자들로부터의 신호는 잡음으로 인식된다.

IMT-2000 시스템과 같은 종래의 CDMA 시스템에서는 데이터 오류 정정을 위해 컨벌루셔널(convolutional) 코드 등의 방법을 이용하여 채널 코딩을 수행하고, 이를 다른 사용자의 데이터와 구분하기 위한 PN 코드 또는 왈쉬(Walsh) 코드 등의 직교 코드로 다중 접근 부호화를 수행한 후, BPSK(Binary Phase-Shift Keying) 또는 QPSK(Quadrature Phase-Shift Keying)와 같은 신호의 위상차를 이용하는 신호 변조방법을 사용하여 데이터를 신호로 전송하였다. 그러나 이전의 이러한 부호화 또는 변조 방법들은 전송하는 신호의 전송 시점에 대한 정보는 이용하지 않았었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, CDMA 시스템과 같은 상호 간섭에 의해 용량이 제한되는 통신 시스템에 있어서, 사용 가능한 시스템의 용량은 사용자들의 데이터 전송 신호에 의한 상호 간섭에 의해 제한된다는 점에 착안하여, 본 발명에서는 전송 신호의 전송 시점의 차이를 이용하는 코딩 방법을 이용하여 같은 양의 데이터 전송을 위해 기존의 방법보다 적은 횟수의 신호 전송으로도 데이터 전송이 가능하도록 함으로써 상호 간섭에 의해 시스템 용량이 제한되는 통신 시스템에서 시스템의 용량 증대를 가능하도록 하며, 데이터 전송을 위해 소모되는 전력을 최소화 할 수 있도록 하는 방법 및 장치와 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 무선 구간에서의 기존의 데이터 코딩 방법과 본 발명의 데이터 코딩 방법 비교도.

도 2는 통신 시스템에서 무선 구간의 데이터 전송을 위한 데이터 전송 프레임의 구성 예시도.

도 3은 본 발명의 CDMA시스템에서의 구현 실시예도.

도 4는 본 발명에 따른 송신측 통신 시스템의 제어 방법에 대한 일실시예 흐름도.

도 5는 본 발명에 따른 수신측 통신 시스템의 제어 방법에 대한 일실시예 흐름도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 송신측, 20: 수신측,

11: 전송장치, 21: 수신장치,

12: 신호 변조 모듈, 22: 신호 복조 모듈,

13: 다중 접근 부호화 모듈, 23: 다중 접근 복호화 모듈,

14: 채널 부호화 모듈, 24: 채널 복호화 모듈,

15: 데이터 분리 모듈, 25: 데이터 복원 모듈

본 발명에 따른 통신 시스템의 데이터 전송을 위한 시간 기반의 부호화 방법은 송신측의 통신 시스템에서 전송할 데이터를 신호와 시간 슬롯 정보로 분리하여, 시간 슬롯 정보에 따라 특정 시간 슬롯에 싱호를 송신하며, 수신측의 통신시스템에서는 수신한 신호와 그 신호가 수신된 시간 슬롯 정보를 조합하여 원래의 데이터를 복원하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 데이터 전송을 위한 시간 기반의 부호화 장치는 송신측통신시스템에서 원래의 데이터를 전송할 데이터와 시간 슬롯 정보로 분리하는 데이터 분리 모듈, 오류 정정과 검사를 위한 채널 부호화(channel encoding) 모듈, 서로 다른 채널간의 구분을 위한 다중 접근 부호화(multiple access encoding) 모듈, 신호 변조(modulation) 모듈, 전송장치(transmitter)로 이루어짐을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 데이터 전송을 위한 시간 기반의 부호화 장치는 또한, 수신측 통신시스템에서 수신장치(receiver), 신호 복조(demodulation) 모듈, 다중 접근 복호화(multiple access decoding) 모듈, 채널 복호화(channel decoding) 모듈, 송신측의 데이터 분리 모듈에 의해 분리된 원래의 데이터를 복원하기 위한 데이터 복원 모듈로 이루어짐을 특징으로 한다.

또한, 본 발명을 실현시키기 위한 프로그램을 제공하기 위해, 대용량 프로세서를 구비한 송신측의 통신시스템에 있어서, 전송할 데이터를 실제로 전송할 데이터와 시간 슬롯 정보로 분리하는 분리기능과 실제 전송할 데이터에 대해서 전송을 위해 필요한 암호화, 부호화 및 변조 등의 처리를 하는 처리기능 및 상기 처리기능에서 처리된 데이터를 시간 슬롯 정보에 따라 지정된 시간 슬롯에 수신측 통신시스템으로 송신하는 전송기능을 포함하고 있는 프로그램을 기록한 컴퓨터 기록 매체로 이루어짐을 특징으로 한다.

본 발명은 또한, 수신측의 통신시스템에 프로그램을 제공하기 위해, 대용량 프로세서를 구비한 수신측의 통신시스템에 있어서, 송신측 통신 시스템으로부터의 신호를 수신한 경우, 수신한 신호와 신호가 도착한 때의 시간 슬롯 정보를 획득하는 수신기능과 송신측 통신 시스템에서 수행한 암호화, 부호화 및 변조 등의 처리에 대해 그 역순으로 암호해독, 복호화, 복조등을 수행하는 역처리기능 및 상기 역처리기능의 처리를 통해 추출된 데이터와 상기 수신기능에서 획득한 시간 슬롯 정보에 기반하여 원래의 데이터를 복원하는 복원기능을 포함하고 있는 프로그램을 기록한 컴퓨터 기록 매체로 이루어짐을 특징으로 한다.

상술한 목적 및 목적을 달성하기 위한 방법 및 장치는 첨부된 도면과 관련한 다음의 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

일반적으로 CDMA 시스템과 같은 상호 간섭에 의해 용량이 제한되는 통신 시스템에서의 전송 품질은 신호 세기와 잡음 세기간 비율인E _b /N ₀ 로 정의되며, CDMA 시스템에서의 전송 품질은 다음과 같이 정의할 수 있다.

수학식 1에서E _b /N ₀ 는 신호 세기와 잡음 세기간의 비율이며,T는 전송 전력 크기,L은 수신단에서 전송된 신호의 경로 손실(path loss),G는 안테나의 이득 (antenna gain),I는 동일 대역의 잡음과 간섭신호(interference), 그리고F는 CDMA 시스템에서의 프로세싱 게인(processing gain) 또는 스프레딩 팩터(spreading factor)를 의미한다. 품질 저하를 일으키는 요인인I는 백색 잡음(white noise)과 동일 대역으로 전송되는 다른 사용자들의 신호로 구성된다.

따라서 CDMA 시스템과 같은 상호 간섭에 의해 용량이 제한되는 통신 시스템에서 같은 양의 데이터 전송을 기존의 방법보다 적은 횟수의 신호 전송으로도 가능하게 한다면 시스템에서의 상호 간섭을 줄여 사용 가능한 시스템의 용량을 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라 데이터 전송을 위해 소모되는 전력을 최소화할 수 있다.

도 1에서는 무선 구간에서의 기존의 데이터 코딩 방법과 본 발명에서 제안하는 데이터 코딩 방법을 예를 들어 비교하였다. 도 1a에서의 시간 슬롯의 지속 시간과 도 1b의 시간 슬롯의 지속 시간은 동일하다고 가정한다. 도 1a는 신호가 "0" 또는 "1"의 값만을 갖는 기본적인 이진 신호코딩 방법인 BPSK를 사용하는 기존의 방법을 사용한 예이다. 이 예는 이동 단말기에서 기지국으로 전송의 경우이며, 시간 슬롯 8개로 이루어지는 시간동안 각 단말기는 8개의 신호를 전송하여 8비트(bit)의 정보를 전송한다. 도 1a에서 단말기 1은 첫 번째 단위 데이터 시간 동안 이진수 "1000", 즉 십진수로 "8"의 값을 전송하였다. 도 1a에서 단위 데이터는 4 비트(bit)이며, 단위데이터 시간은 4개의 시간 슬롯으로 구성된다.

도 1b는 본 발명을 데이터 신호 코딩에 적용시킨 예이다. 이 경우 역시 BPSK 방법을 사용하며, 각 단말기는 시간 슬롯 8개로 이루어지는 시간동안 1개의 신호를 전송하여 4비트(bit)의 정보를 전송한다. 이때 시간은 8개의 시간 슬롯으로 나누어 구분되며, 각각의 전송된 신호 값과 신호가 전송된 시간 슬롯의 조합이 4비트(bit)의 정보가 가질 수 있는 하나의 값에 해당한다. 따라서 각 단말기는 실제 데이터 대신 실제 데이터 값에 해당하는 시간 슬롯에 특정 신호를 보냄으로써 전송한 신호와 전송된 시간 슬롯의 번호를 조합하여 데이터 전송이 가능하다. 예를 들어 단말기 1은 첫 번째 단위 데이터 시간 동안 이진수 "1000"을 전송하기 위하여 이진수 "1"이라는 신호를 "000"째 시간 슬롯에 전송하였다. 이 신호를 수신하는 기지국에서는 이진수 "1"의 신호와 신호가 수신된 시간 슬롯 번호 "000"을 조합하여 이진수 "1000"의 정보를 복원하는 것이 가능하다. 도 1b에서 단위 데이터는 역시 4 비트(bit)이며, 단위데이터 시간은 8개의 시간 슬롯으로 구성된다. 이 예에서는 전송할 데이터를 단순하게 분리하여 전송하였으나, 반드시 전송하는 데이터의 일부분만을 신호로 하고, 나머지를 시간 슬롯 정보로 전송할 필요는 없으며, 전송되는 신호와 그 신호가 전송되는 시간 슬롯 정보의 조합으로 원래의 데이터 복원이 가능하기만 하면 된다. 따라서, 도 1에서의 단순 분리의 예는 본 발명의 일실시예일 뿐이다.

도 1의 예에서 볼 수 있는 것과 같이 기존의 방법에서는 4비트(bit)의 전송을 위해 4개의 신호를 전송해야 했으나 본 발명을 적용시킨 경우에는 1개의 신호만을 사용하여 전송 가능하다. 따라서 동일한 양의 정보를 전송하기 위하여 더 적은 수의 신호만을 사용하므로 시스템에서의 상호 간섭을 감소시킬 수 있다. 이러한 상호 간섭의 감소는 CDMA 시스템과 같은 상호 간섭에 의해 시스템의 용량이 제한되는 통신 시스템에서 용량의 증가를 의미한다. 그러므로 도 1에서 도시한 바와 같이 같은 시간 동안에 본 발명을 적용할 경우에 데이터는 기존의 방법보다 1/2밖에 전송할 수 없지만, 신호의 전송횟수가 1/8이 되어 확률적으로 평균 상호 간섭이 1/8로 줄어듦으로, 위 수학식 1에서E _b /N ₀ 값이 증가하게 되어 용량이 약 8배로 증가하게 되므로 결과적으로 기존의 방법을 사용하였을 때보다 4배의 데이터 전송이 가능하다. 따라서, 본 발명을 적용함으로써 시스템 전체적으로 4배의 용량 증가를 제공한다. 또한 이 예에서, 단말기에서 데이터 전송을 위해 보내야 하는 신호의 수가 줄어듦으로 인해 단말기의 데이터 전송을 위한 전력소모를 약 1/4로 줄일 수 있다. 도 1에서는 단말기에서 기지국으로의 데이터 전송의 예를 설명했지만, 기지국에서 단말기로의 데이터 전송도 동일한 방법으로 수행 가능하다.

이러한 시스템의 효율 향상을 일반화하면 다음과 같이 정리할 수 있다. 먼저 대상 통신 시스템은N개의 값을 갖는 신호를 사용한다고 가정한다. 예를 들어 신호가 "0"과 "1"의 두 개의 값을 갖는 BPSK와 같은 변조 방법을 사용하는 경우이면N은 "2"가 된다. 기존의 방법을 사용하여 단위 데이터 시간동안β개의 신호를 전송한다고 가정하고, 본 발명이 적용되는 단위 데이터 시간당 시간 슬롯의 개수를C라 하면C=N ^β ^-1개 이며β=(log _N C+1)의 관계를 갖는다.

기존의 방법을 이용한 데이터 전송과 본 발명을 적용한 데이터 전송의 성능을 비교하기 위하여, 두 경우의 전송을 위한 시간 슬롯의 시간 길이가 같고, 같은 시간동안 데이터를 전송한다고 가정하면, 본 발명을 적용한 데이터 전송 방법은 기존의 방법을 적용한 경우의β/C배의 데이터를 전송하며, 평균적으로 1/C의 상호 간섭만을 발생시키므로C배의 용량증가를 제공한다. 따라서 결과적인 데이터 전송에서의 용량증가는β배에 해당한다. 또한 같은 양의 데이터 전송을 위해 1/β의 신호만을 필요로 하므로, 단말기에서 데이터 전송을 위한 전력 소비를 약 1/β로줄일 수 있으므로, 전력 소비 절감이 중요한 문제가 되는 한정된 전원을 갖는 이동 단말기의 동작 시간을 보다 증가시키는 것이 가능하다.

본 발명을 적용한 데이터 전송 서비스의 경우에 하나의 채널만을 사용하며, 기존의 방법과 같은 길이의 시간 슬롯을 사용한다면, 동일한 양의 데이터를 전송하기 위해 기존의 방법보다 전송시간이 더 걸릴 수 있으나, 이러한 문제는 하나의 서비스에 동시에 하나 이상의 채널을 할당하여 동시에 전송하도록 하거나 보다 짧은 데이터 슬롯을 사용함으로써 해결 가능하다.

도 2는 본 발명을 적용하는 경우의 통신 시스템에서 무선 구간의 데이터 전송을 위한 데이터 전송 프레임의 구조를 예시하였다. 도 2의 실시예에서는 단말기에서 기지국으로의 전송에 대해서만 예를 들어 설명하지만 기지국에서 단말기의 데이터 전송에도 동일하게 적용시킬 수 있다. 무선구간에서의 데이터 전송은 데이터 프레임 단위로 이루어지며, 하나의 전송 프레임은 하나 이상의 단위 데이터로 구성된다. 전송되는 데이터가 확인 신호를 요구하는 경우에는 하나의 전송프레임을 전송한 후에 수신측으로부터 전송된 데이터 전송 프레임에 대한 확인 신호(Ack)를 받는다. 하나의 단위 데이터에서의 각각의 시간 슬롯은 기지국으로부터의 동기 신호인 "S"를 수신한 후의 상대적인 시간으로 계산된다. 동기신호는 일반적으로 기지국에서 해당 셀 내의 모든 기지국 또는 다수의 단말기로 이루어진 단말기 그룹으로 주기적으로 브로드캐스트(Broadcast)되며, 각각의 개별 단말기에 대해 각각 신호를 전송할 필요는 없다. 이 동기 신호는 기지국에서 단말기로의 데이터 전송시에도 역시 기지국에서 단말기들에게 브로드캐스트 된다. 도 2의 예에서는 하나의 단위데이터마다 하나씩의 동기 신호가 전송되지만 반드시 일대일로 대응될 필요는 없으며 여러 개의 단위 데이터에 대해 한번의 동기신호만이 전송될 수도 있으며, 하나의 단위 데이터에 하나 이상의 동기신호가 사용될 수도 있다.

본 발명을 CDMA 시스템에 적용시키기 위한 실시예를 도 3에 도시하였다. 송신측(10)은 원래의 데이터를 전송할 데이터와 시간 슬롯 정보로 분리하는 데이터 분리 모듈(15), 오류 정정과 검사를 위한 채널 부호화(channel encoding) 모듈(14), 서로 다른 채널간의 구분을 위한 다중 접근 부호화(multiple access encoding) 모듈(13), 신호 변조(modulation) 모듈(12), 전송장치(transmitter)(11)로 구성되며, 수신측(20)은 수신장치(receiver)(21), 신호 복조(demodulation) 모듈(22), 다중 접근 복호화(multiple access decoding) 모듈(23), 채널 복호화(channel decoding) 모듈(24), 송신측(10)의 데이터 분리 모듈(15)에 의해 분리된 원래의 데이터를 복원하기 위한 데이터 복원 모듈(25)로 구성된다.

송신측(10)에서는 데이터 전송 요청을 받으면 데이터 분리 모듈(15)이 단위 데이터 단위, 즉,β비트(bit) 단위로 구분하여 전송할 데이터를 실제 전송할 데이터와 시간 슬롯 정보로 분리하여 하나의 데이터 패킷으로 만들어 채널 부호화 모듈(14)에 전송한다. 즉, 시스템의 변조 방법이 하나의 신호로 전송할 수 있는 데이터의 양을K비트(bit)라 하면β비트의 데이터 중에 특정K비트만을 실제로 전송하고, 이 데이터를 제외한 나머지β-K비트(bit)의 데이터는, 실제로 전송하는 대신, 시간 슬롯 정보로 하여 실제로 전송할 데이터와 함께 하나의 패킷으로 묶어 다음 단계인 채널 부호화 모듈(14)로 전송한다. 예를 들어, BPSK를 사용하는경우에는β비트 데이터 중에 특정 1비트만을, QPSK를 사용하는 경우에는β비트 데이터 중에 특정 2비트만을 실제로 전송하고 나머지의 데이터는 시간 슬롯 정보가 된다.

채널 부호화 모듈(14)은 전달받은 데이터 패킷 중에서 실제로 전송할 데이터 부분만을 컨벌루셔널(convolutional)코드 또는 다른 채널 부호화 방법을 사용하여 채널 부호화를 수행하고, 부호화된 데이터와 함께 전달받은 시간 슬롯 정보를 그대로 하나의 패킷으로 묶어 다중 접근 부호화 모듈(13)로 전송한다.

이러한 데이터의 분리와 채널 부호화 작업은 하나의 모듈에서 수행될 수도 있으며, 소프트웨어로 작성된 프로그램에 의해 수행될 수도 있으며, 처리 시간을 줄이기 위해 전용의 전자회로 장치를 구성하여 수행할 수도 있다. 전용의 전자회로 구성의 예를 들면,β비트의 길이를 갖는 데이터를 수용하기 위한 직렬 및β비트 병렬 입출력이 가능한 시프트 레지스터(shift register)를 구성하고 전송할 데이터를 병렬 입력 회로를 이용하여 레지스터에 로드(load)한 후 시프트 연산(shift operation)을 하여 가장 왼쪽(또는 오른쪽)의K비트만을 추출한 후 기존의 채널 부호화 회로를 사용하여 부호화한 후 부호화 되지 않은β-K비트의 데이터만을 하나의 패킷으로 묶어 다중 접근 부호화 모듈(13)로 전송한다.

다중 접근 부호화 모듈(13)은 전달받은 데이터 패킷 중에서 부호화된 데이터 부분만을 PN코드 또는 왈쉬(walsh)코드를 사용하여 부호화하고 다중 접근 부호화된 데이터와 함께 전달받은 시간 슬롯 정보를 그대로 하나의 패킷으로 신호 변조 모듈(12)로 전송한다.

신호 변조 모듈(12)에서는 전달받은 패킷 중에서 부호화된 데이터 부분만을 BPSK, QPSK 또는 다른 변조 방법을 이용하여 변조하고, 변조된 신호를 전달 받은 시간 슬롯 정보와 함께 하나의 패킷으로 묶어 전송장치(11)로 전송한다.

전송장치(11)에서는 전달 받은 패킷 중에서 변조된 데이터 부분만을 동일 패킷의 시간 슬롯 정보에 따라 무선 전송 매체를 통해 전송한다.

수신측(20)에서는 수신장치(21)가 수신한 신호와 수신한 신호의 수신 시간에 해당하는 슬롯 번호를 시간 슬롯 정보로 하여 하나의 패킷으로 묶어 신호 복조 모듈(22)에 전송하고, 신호 복조 모듈(22)은 수신한 신호를 복조하여 복조된 데이터와 전달받은 시간 슬롯 정보를 하나의 패킷으로 묶어 다중 접근 복호화 모듈(23)로 전송한다. 다중 접근 복호화 모듈(23)은 전달받은 신호를 복호화하고 복호화된 데이터와 전달받은 시간 슬롯 정보를 하나의 패킷으로 묶어 채널 복호화 모듈(24)로 전송한다. 채널 복호화 모듈(24)은 신호를 복호화하고 복호화된 데이터와 전달받은 시간 슬롯 정보를 하나의 패킷으로 묶어 데이터 복원 모듈(25)로 전송한다. 데이터복원 모듈(25)은 복호화된 데이터와 전달받은 시간 슬롯 정보에 기반하여, 송신측(10)의 데이터 분리 모듈(15)에서의 데이터 분리방법의 역순으로 하여 원래의 데이터를 복원한다.

본 발명을 적용한 통신 방법에서 중요한 역할을 수행하는 CDMA 시스템을 포함하는 통신 시스템의 전송 장치와 수신장치에서의 데이터 전송을 위한 제어 방법의 일실시예 흐름도를 도 4와 도 5에 도시하였다.

상호 간섭에 의해 용량이 제한되는 통신 시스템의 대표적인 예인 CDMA 시스템에서 본 발명에 따른 데이터 전송 방법을 구현하기 위한 송신측(10)의 통신시스템에서의 데이터 전송 방법은, 전송할 데이터를 실제로 전송할 데이터와 시간 슬롯 정보로 분리하는 분리단계(S1,S2)와 실제 전송할 데이터에 대해서 전송을 위해 필요한 암호화, 부호화 및 변조 등의 처리를 하는 처리단계(S3,S4,S5) 및 상기 처리단계에서 처리된 데이터를 시간 슬롯 정보에 따라 지정된 시간 슬롯에 수신측 통신시스템으로 송신하는 전송단계(S6,S7,S8,S9)를 포함하여 이루어진다.

이를 더욱 구체적으로 설명하면 송신측(10)의 통신 시스템은 S1단계에서 전송할 데이터가 없는 경우 데이터 전송 요청을 기다린다. 데이터 전송 요청을 받은 경우, S2단계에서 데이터 분리 모듈(15)이 도 1과 도 3의 실시예에 대한 설명에서와 같은 방법으로 데이터를 단위 데이터 단위로 하여 실제 전송할 데이터와 시간 슬롯 정보로 분리하여 하나의 패킷으로 묶어 채널 부호화 모듈(14)로 전송한다.

S3단계에서 채널 부호화 모듈(14)이 전달받은 패킷에서 실제 전송할 데이터만을 분리하여 채널 부호화하고, 전달받은 패킷의 시간 슬롯 정보와 함께 다시 하나의 패킷으로 묶어 다중 접근 부호화 모듈(13)로 전송한다. S4단계에서 다중 접근 부호화 모듈(13)이 전달받은 데이터 패킷에서 채널 부호화된 데이터만을 분리하여 다중 접근 부호화하고, 전달받은 패킷의 시간 슬롯 정보와 함께 다시 하나의 패킷으로 묶어 변조 모듈(12)로 전송한다. S5단계에서 신호 변조 모듈(12)이 전달받은 패킷에서 다중 접근 부호화된 데이터 부분만을 분리하여 변조하고, 전달받은 패킷의 시간 슬롯 정보와 함께 하나의 패킷으로 묶어 전송 장치(11)로 전송한다. S6단계에서 전송 장치(11)가 전달받은 데이터 패킷을 변조된 데이터와 시간 슬롯 정보로 분리하고, 시간 슬롯 정보 값을 시간 슬롯 정보 변수에 저장하고, 도 2의 예에서 설명한 바와 같이 기지국으로부터의 동기 신호를 기다린다. S7단계에서 시간 슬롯 정보를 검색하여 시간 슬롯 정보가 "0"이 아닐 때 S9단계에서 동기 신호 이후 하나의 시간 슬롯 길이에 해당하는 시간이 경과할 때마다, 시간 슬롯 정보 변수가 "0"이 될 때까지 시간 슬롯 정보 변수 값을 "1"씩 감소시킨 후 S7단계로 보내진다. 그리고 S7단계에서 시간 슬롯 정보 변수가 "0"이면 S8단계에서 현재의 시간 슬롯에 변조된 신호를 전송한다. 이때, 동기신호 수신을 데이터 처리와 병행하여 수행 할 수 있는 경우, S6단계에서 데이터 전송 이전에 반드시 동기 신호를 기다려야 할 필요는 없으며, 동기 신호 수신 후에 경과한 시간 슬롯의 수가 시간 슬롯 정보 변수 보다 작은 경우에는 슬롯 정보 변수 값에서 경과한 시간 슬롯의 수를 감한 후 S7단계로 보내질 수도 있다.

수신측(20)의 통신시스템에서의 데이터 수신 방법은, 송신측(10) 통신 시스템으로부터의 신호를 수신한 경우, 수신한 신호와 신호가 도착한 때의 시간 슬롯 정보를 획득하는 수신단계(S11,S12,S13,S14,S15)와 송신측(10) 통신 시스템에서 수행한 암호화, 부호화 및 변조 등의 처리에 대해 그 역순으로 암호해독, 복호화, 복조등을 수행하는 역처리단계(S16,S17,S18) 및 상기 역처리단계(S16,S17,S18)의 처리를 통해 추출된 데이터와 상기 수신단계(S11,S12,S13,S14,S15)에서 획득한 시간 슬롯 정보에 기반하여 원래의 데이터를 복원하는 단계(S19)를 포함하여 이루어진다.

이를 더욱 구체적으로 설명하면 수신측(20)의 통신 시스템은 S11단계에서 동기 신호를 기다린다. S12단계에서 동기 신호가 수신되면 기지국과 단말기를 포함하는 각 수신측(20)의 수신 장치(21)들에서는 모든 시간 슬롯 정보 변수를 "0"으로 리셋시키고, 호가 설정된 송신측 통신 시스템으로부터의 신호를 기다린다. S13단계에서 송신측으로부터의 신호가 도착했는가를 검색하여 신호를 수신하지 못했을 때는 S14단계에서 동기 신호 이후 시간 슬롯 길이에 해당하는 시간이 하나 경과할 때마다 시간 슬롯 정보 변수를 "1"씩 증가시켜 S13단계로 보내진다. 그리고 S13단계에서 신호를 수신한 경우에는 S15단계에서 수신한 신호와 함께 신호가 도착한 때의 시간 슬롯 정보 변수 값을 시간 슬롯 정보로 하여, 하나의 패킷으로 만들어 신호 복조 모듈(22)로 전달한다. S16단계에서 도3의 예에서 설명한 바와 같이 신호 복조 모듈(22)이 전달받은 패킷에서 수신한 신호를 분리하여 복조하고, 복조된 데이터와 전달받은 패킷의 시간 슬롯 정보를 하나의 패킷으로 묶어 다중 접근 복호화 모듈(23)로 전송한다. S17단계에서 다중 접근 복호화 모듈(23)이 전달받은 패킷에서 복조된 데이터를 분리하여 다중 접근 복호화하고, 복호화된 데이터와 전달받은 패킷의 시간 슬롯 정보를 하나의 패킷으로 묶어 채널 복호화 모듈(24)로 전송한다. S18단계에서 채널 복호화 모듈(24)이 전달받은 패킷에서 다중 접근 복호화된 데이터를 분리하여 채널 복호화하고, 복호화된 데이터와 전달받은 패킷의 시간 슬롯 정보를 하나의 패킷으로 묶어 데이터 복원 모듈(25)로 전송한다. S19단계에서 데이터 복원 모듈(25)은 복호화된 데이터와 전달받은 시간 슬롯 정보에 기반하여 도 1과 도 3의 실시예에 대한 설명에서와 같은 송신측의 데이터 분리 모듈에서의 데이터 분리 방법의 역순으로 원래의 데이터를 복원한다.

상기한 실시예는 CDMA 무선 통신시스템 뿐만 아니라 일반적인 데이터 통신 시스템에서 쓰일 수 있으며, 특히 CDMA 시스템과 같이 상호 간섭에 의해 용량이 제한되는 무선 통신 시스템에 있어서 유용하게 쓰일 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 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.

이상과 같은 본 발명은 전송 신호와 동시에 전송 신호의 전송 시점의 차이를 이용하는 데이터 코딩 방법을 이용하여 같은 양의 데이터 전송을 위해 기존의 방법보다 적은 횟수의 신호 전송으로도 데이터 전송이 가능하도록 함으로써 CDMA와 같은 상호 간섭에 의해 시스템 용량이 제한되는 통신 시스템에서 시스템의 용량 증대를 가능하도록 하며, 데이터 전송을 위해 소모되는 전력을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

Claims

통신 시스템의 데이터 전송 방법에 있어서,

송신측의 통신 시스템에서는 전송할 데이터를 신호 정보와 시간 슬롯 정보로 분리하여, 시간 슬롯 정보에 따라 특정 시간 슬롯에 신호를 송신하며, 수신측의 통신 시스템에서는 수신한 신호와 그 신호가 수신된 시간 슬롯 정보를 조합하여 원래의 데이터를 복원하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송을 위한 시간 기반의 데이터 부호화 방법.
제 1 항에 있어서,

송신측의 통신시스템에서의 데이터 전송 방법은, 전송할 데이터를 실제로 전송할 데이터와 시간 슬롯 정보로 분리하는 분리단계와 실제 전송할 데이터에 대해서 전송을 위해 필요한 암호화, 부호화 및 변조 등의 처리를 하는 처리단계 및 상기 처리단계에서 처리된 데이터를 시간 슬롯 정보에 따라 지정된 시간 슬롯에 수신측 통신시스템으로 송신하는 전송단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 데이터 전송을 위한 시간 기반의 데이터 부호화 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 분리단계는, 데이터 전송 요청을 기다리는 단계와 상기 데이터 전송 요청을 기다리는 단계의 전송요청에 따라 데이터 분리 모듈이 데이터를 실제 전송할데이터와 시간 슬롯 정보로 분리하여 하나의 패킷으로 묶는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 데이터 전송을 위한 시간 기반의 데이터 부호화 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 처리단계는, 상기 분리단계로부터 전달받은 패킷을 채널 부호화 모듈이 실제 전송할 데이터만을 채널 부호화하여 시간 슬롯 정보와 함께 하나의 패킷으로 묶는 단계와 앞의 단계로부터 전송된 패킷을 다중 접근 부호화 모듈이 채널 부호화된 데이터만을 다중 접근 부호화하여 시간 슬롯 정보와 함께 하나의 패킷으로 묶는 단계 및 앞의 단계로부터 전송된 패킷을 신호 변조 모듈이 다중 접근 부호화된 데이터 부분만을 변조하여 시간 슬롯 정보와 함께 하나의 패킷으로 묶는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 데이터 전송을 위한 시간 기반의 데이터 부호화 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 전송단계는, 상기 처리단계로부터 전달받은 패킷을 변조된 데이터와 시간 슬롯 정보로 분리하며, 시간 슬롯 정보 값을 시간 슬롯 정보 변수에 저장하고, 동기 신호를 기다리는 단계와 시간 슬롯 정보 변수를 검색하는 단계와 앞의 단계에서 시간 슬롯 정보 변수 값이 "0"이 아닐 때 동기 신호 이후 하나의 시간 슬롯 길이에 해당하는 시간이 경과할 때마다, 시간 슬롯 정보 변수가 "0"이 될 때까지 시간 슬롯 정보 변수 값을 "1"씩 감소시키는 단계 및 상기 정보 변수를 검색하는 단계에서 시간 슬롯 정보 변수가 "0"이면 현재의 시간 슬롯에 변조된 신호를 전송하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 데이터 전송을 위한 시간 기반의 부호화 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 분리단계는, 통신 시스템에서 시스템의 변조 방법이 하나의 신호로 전송할 수 있는 데이터의 양을K비트라 하면,β비트의 데이터 중에 특정K비트만을 실제로 전송할 데이터로, 이 데이터를 제외한 나머지β-K비트의 데이터는 시간 슬롯 정보로 하여 분리하며, 상기 전송단계에서는 상기 처리단계를 통해 처리된K비트(bit)에 해당하는 신호를β-K비트(bit)의 데이터에 해당하는 시간 슬롯 정보에 따라 지정된 시간 슬롯에 신호를 전송하는 방법을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 데이터 전송을 위한 시간 기반의 부호화 방법.
송신측 통신 시스템은 원래의 데이터를 전송할 데이터와 시간 슬롯 정보로 분리하는 데이터 분리 모듈, 오류 정정과 검사를 위한 채널 부호화 모듈, 서로 다른 채널간의 구분을 위한 다중 접근 부호화 모듈, 신호 변조 모듈, 전송장치로 구성하여 이루어짐을 특징으로 하는 데이터 전송을 위한 시간 기반의 부호화 장치.
제 1 항에 있어서,

수신측의 통신시스템에서의 데이터 수신 방법은, 송신측 통신 시스템으로부터의 신호를 수신한 경우, 수신한 신호와 신호가 도착한 때의 시간 슬롯 정보를 획득하는 수신단계와 송신측 통신 시스템에서 수행한 암호화, 부호화 및 변조 등의 처리에 대해 그 역순으로 암호해독, 복호화, 복조등을 수행하는 역처리단계 및 상기 역처리단계의 처리를 통해 추출된 데이터와 상기 수신단계에서 획득한 시간 슬롯 정보에 기반하여 원래의 데이터를 복원하는 복원단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 데이터 전송을 위한 시간 기반의 부호화 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 수신단계는 통신 시스템의 동기 신호를 기다리는 단계와 앞의 단계에서 동기 신호가 수신되면 모든 시간 슬롯 정보 변수를 "0"으로 리셋시키고, 송신측으로부터의 신호를 기다리는 단계와 송신측으로부터의 신호가 도착했는가를 검색하는 단계와 앞의 단계에서 신호를 수신하지 못했을 때는 동기 신호 이후 시간 슬롯 길이에 해당하는 시간이 경과할 때마다 시간 슬롯 정보 변수를 "1"씩 증가시키는 단계 및 상기 신호를 검색하는 단계에서 수신장치가 신호를 수신한 경우에는 수신한 신호와 함께 신호가 도착한 때의 시간 슬롯 정보 변수 값을 시간 슬롯 정보로 하여, 상기 역처리단계에 전달하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 데이터 전송을 위한 시간 기반의 부호화 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 역처리단계는 신호 복조 모듈이 상기 수신단계로부터 전달받은 수신 신호를 복조하여 복조된 데이터와 시간 슬롯 정보를 하나의 패킷으로 묶는 단계와 다중 접근 복호화 모듈이 앞의 단계로부터 전송된 패킷에서 복조된 데이터를 분리하여 다중 접근 복호화하고, 복호화된 데이터와 시간 슬롯 정보를 하나의 패킷으로 묶는 단계 및 채널 복호화 모듈이 앞의 단계로부터 전송된 패킷에서 다중 접근 복호화된 데이터를 분리하여 채널 복호화하고, 복호화된 데이터와 시간 슬롯 정보를 하나의 패킷으로 묶어 상기 복원단계로 전송하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 데이터 전송을 위한 시간 기반의 부호화 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 수신단계에서는 통신 시스템의 변조 방법이 하나의 신호로 전송할 수 있는 데이터의 양을K비트라 하면β비트의 데이터 중에 특정K비트에 해당하는 신호를 수신하고, 이 신호를 수신한 시간 슬롯 정보에 기반하여 나머지β-K비트의 정보를 추출하며, 상기 복원단계에서는 상기 역처리단계를 통해 추출된K비트의 정보와 수신단계에서 추출한β-K비트의 정보를 조합하여, 원래의β비트의 데이터를 복원하는 방법을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 데이터 전송을 위한 시간 기반의 부호화 방법.
수신측 통신시스템은 수신장치, 신호 복조 모듈, 다중 접근 복호화 모듈, 채널 복호화 모듈, 송신측의 데이터 분리 모듈에 의해 분리된 원래의 데이터를 복원하기 위한 데이터 복원 모듈로 구성하여 이루어짐을 특징으로 하는 데이터 전송을위한 시간 기반의 부호화 장치
제 1항, 제 2항 및 제 8항중 어느 한 항에 있어서,

통신 시스템에서 전송 구간의 데이터 전송을 위한 데이터 전송 프레임의 구조는 데이터의 전송은 동기 신호와 송신측에서의 하나의 신호로 구성되는 단위데이터 단위로 이루어지며, 전송되는 데이터가 확인 신호를 요구하는 경우에는 하나 이상의 단위 데이터로 구성되는 데이터 전송 프레임 단위로, 하나의 전송프레임을 전송한 후에 수신측으로부터 전송된 데이터 전송 프레임에 대한 확인 신호를 받는 것을 특징으로 하는 데이터 전송을 위한 시간 기반의 부호화 방법
대용량 프로세서를 구비한 송신측의 통신시스템에 있어서,

전송할 데이터를 실제로 전송할 데이터와 시간 슬롯 정보로 분리하는 분리기능과 실제 전송할 데이터에 대해서 전송을 위해 필요한 암호화, 부호화 및 변조 등의 처리를 하는 처리기능 및 상기 처리기능에서 처리된 데이터를 시간 슬롯 정보에 따라 지정된 시간 슬롯에 수신측 통신시스템으로 송신하는 전송기능을 포함하여 이루어진 데이터 전송을 위한 시간 기반의 데이터 부호화 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 기록 매체.
대용량 프로세서를 구비한 수신측의 통신시스템에 있어서,

송신측 통신 시스템으로부터의 신호를 수신한 경우, 수신한 신호와 신호가도착한 때의 시간 슬롯 정보를 획득하는 수신기능과 송신측 통신 시스템에서 수행한 암호화, 부호화 및 변조 등의 처리에 대해 그 역순으로 암호해독, 복호화, 복조등을 수행하는 역처리기능 및 상기 역처리기능의 처리를 통해 추출된 데이터와 상기 수신기능에서 획득한 시간 슬롯 정보에 기반하여 원래의 데이터를 복원하는 복원기능을 포함하여 이루어진 데이터 전송을 위한 시간 기반의 데이터 부호화 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 기록 매체.