KR970000665B1 - Local radio communication system - Google Patents
Local radio communication system Download PDFInfo
- Publication number
- KR970000665B1 KR970000665B1 KR1019940025169A KR19940025169A KR970000665B1 KR 970000665 B1 KR970000665 B1 KR 970000665B1 KR 1019940025169 A KR1019940025169 A KR 1019940025169A KR 19940025169 A KR19940025169 A KR 19940025169A KR 970000665 B1 KR970000665 B1 KR 970000665B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- packet
- base station
- communication system
- mobile terminals
- wireless communication
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W72/00—Local resource management
- H04W72/04—Wireless resource allocation
- H04W72/044—Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource
- H04W72/0446—Resources in time domain, e.g. slots or frames
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/24—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts
- H04B7/26—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts at least one of which is mobile
- H04B7/2603—Arrangements for wireless physical layer control
- H04B7/2606—Arrangements for base station coverage control, e.g. by using relays in tunnels
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W56/00—Synchronisation arrangements
- H04W56/001—Synchronization between nodes
- H04W56/002—Mutual synchronization
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
내용 없음.No content.
Description
제1도는 본 발명에 따른 지역 무선 패킷 통신 시스템.1 is a local wireless packet communication system according to the present invention.
제2도는 제1도의 이동 단말기의 구성을 나타낸 블럭도.2 is a block diagram showing the configuration of the mobile terminal of FIG.
제3도는 제1도의 기지국의 구성을 나타낸 블럭도.3 is a block diagram showing the configuration of the base station of FIG.
제4도는 제1도의 이동 단말기 및 기지국에서 사용되는 송신기의 구성을 나타낸 도면.4 is a diagram showing the configuration of a transmitter used in the mobile terminal and base station of FIG.
제5도는 제1도의 이동 단말기 및 기지국에서 사용되는 수신기의 구성을 나타낸 도면.5 is a diagram showing the configuration of a receiver used in the mobile terminal and base station of FIG.
제6도는 본 발명에 따라 K개의 패킷까지 포획할 수 있도록 하는 복수 패킷 포획 메카니즘을 구현한 기지국의 구성을 나타낸 도면.6 is a diagram illustrating a configuration of a base station that implements a multiple packet capture mechanism for capturing up to K packets according to the present invention.
제7도는 본 발명에 따른 지역 무선 통신 시스템에서 데이타 전송을 위해 사용되는 패킷 데이타의 형태를 나타낸 도면.7 is a diagram showing the form of packet data used for data transmission in a local wireless communication system according to the present invention.
제8도는 타임 스롯 길이, 패킷 길이, 미니 스롯 길이, 전송 시간 랜덤화 구간의 설계예와 패킷 전송의 랜덤화에 의한 2개의 연속적이 스롯에서의 패킷 수신예를 나타낸 도면.8 shows an example of designing a time slot length, a packet length, a mini slot length, a transmission time randomization interval, and an example of packet reception in two consecutive slots by randomizing packet transmission.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 : 지역 무선 패킷 통신 시스템 12 : 기지국10: local wireless packet communication system 12: base station
14,16,18,20,22,24 : 단말기 26,36a,80,82 : 안테나14, 16, 18, 20, 22, 24: terminal 26, 36a, 80, 82: antenna
32,50,52,54 : 송신기 34,42,44,46 : 수신기32,50,52,54: Transmitter 34,42,44,46: Receiver
36 : 송수신기 56,142 : 멀티플렉서36: transceiver 56,142: multiplexer
68 : 패킷 변조회로 78 : RF 변호회로68: packet modulation circuit 78: RF defense circuit
90 : RF 복조회로 92,118 : 자동 이득 조절기90: RF demodulation circuit 92,118: automatic gain regulator
96,122 : 이중 임계치 검출기 102 : 모듈로-2가산기96,122: dual threshold detector 102: modulo-2 adder
110 : IF 복조회로110: IF demodulation circuit
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 옥내외 60~600미터 정도의 반경내에서 1개의 대역 확산 코드(spread spectrum code)를 공통으로 사용하여 기지국(base station : BS)과 다수의 이동 단말기(mobile terminal : MT)들 사이에서 복수개의 패킷들을 동시에 수신처리할 수 있도록 하는 지역 무선 패킷 통신 시스템(local radio communications system)에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, a base station (BS) and a plurality of base stations using a common spread spectrum code within a radius of about 60 to 600 meters outside and indoors. The present invention relates to a local radio communications system for enabling the simultaneous reception and processing of a plurality of packets between mobile terminals (MTs).
지속적으로 증가되어 온 컴퓨터를 통한 데이타 전송과 가격 경쟁력을 갖는 디지털 집적회로 기술의 진보에 힘입어 지난 40여년 간에 이룩된 디지털 통신의 괄목할 만한 성장은 패킷 스위칭(packet switching)에 기초한 패킷 무선 통신망(packet radio network)이 넓은 지역에 걸쳐 여러 사용자들로 하여금 주파수 스펙트럼 및 정보를 공유할 수 있게 하였다.The remarkable growth of digital communications over the last four decades, driven by the ever-increasing data transfer and cost-competitive advances in digital integrated circuit technology, has resulted in packet switching-based packet wireless networks. The radio network allows multiple users to share frequency spectrum and information over large areas.
다수의 사용자들에 의해 공유되는 한 채널에서 전송 매체로서 무선 단말기를 사용하기 위해서는 지역적으로 분산되어 있는 단말기들 간에 통신자원을 공통으로 사용하기 위한 다중 접속(multiple access)처리 능력을 제공하는 방식이 요구된다.In order to use a wireless terminal as a transmission medium in a channel shared by a plurality of users, a method of providing multiple access processing capability for common use of communication resources among geographically dispersed terminals is required. do.
다중 접속 처리 능력을 제공하기 위해 제안된 기존의 무선 채널 접속 방식은 크게 고정 채널 접속 방식과 랜덤 채널 접속 방식으로 나눌 수 있는데, 고정 채널 접속방식의 전형적인 예로는 시분할 다중 접속(time division multiple access : TDMA)과 주파수 분할 다중 접속(frequency division multiple access : FDMA)이 있고, 랜덤 채널 접속방식으로는 비등식/동기식 알로하(ALOHA)방식, 캐리어 센스 다중 접속(carrier sense mutiple access : CSMA)방식 등이 있다.The existing wireless channel access method proposed to provide multiple access processing capability can be largely divided into a fixed channel access method and a random channel access method. A typical example of the fixed channel access method is time division multiple access (TDMA). ), And frequency division multiple access (FDMA), and random channel access includes an boiling / synchronous Aloha (ALOHA) method and a carrier sense mutiple access (CSMA) method.
이상에서 소개한 채널 접속 방식은 주로 협대역(narrow band) 신호를 사용하는 시스템과 연관되어 있으나 협대역 신호 방식의 대안으로서 직접 시퀀스 대역 확산(direct sequence spread spectrum : DS/SS)신호방식을 무선 채널 접속 방식으로 사용하기도 한다.Although the channel access method described above is mainly related to a system using a narrow band signal, the direct sequence spread spectrum (DS / SS) signaling method is an alternative to the narrow band signal method. It can also be used as a connection method.
그 대표적인 예가 코드 분할 다중 접속(code division multiple access : CDMA)방식이다.A representative example is code division multiple access (CDMA).
DS/SS 신호 방식 기법은 협대역 간섭 신호의 제거, 포획 능력(capture capability), 다중 접속 능력(multiple access capability)등의 잇점을 갖는다.The DS / SS signaling scheme has advantages such as narrowband interference signal cancellation, capture capability, multiple access capability, and the like.
여기서, 대역확산(SS) 시스템에서의 포획능력이란 수신기가 원하는 한개의 패킷을 동기시켜 추적하고 동시에 수신되어 들어 오는 다른 패킷들은 잡음(noise)으로서 간주하여 배제할 수 있는 능력을 가르킨다.Here, the capturing capability in a spread spectrum (SS) system refers to the ability of a receiver to keep track of one desired packet in synchronization and to exclude other packets that are received at the same time as noise.
또한, 대역확산에서의 다중 접속 능력이란 두개 이상의 패킷이 다중 접속시 발생하는 상호 간섭 레벨이 수용할 만한 레벨을 갖고 같은 주파수와 시공간에 공존할 수 있는 능력을 가르킨다.In addition, the multiple access capability in spread spectrum refers to the ability of two or more packets to coexist in the same frequency and space-time with a level acceptable to the mutual interference level generated when multiple accesses.
SS에서의 포획능력은 무선망 내에 있는 무선단말기들이 각각 다른 직교성의 (orthogonal) SS 코드를 사용할때 얻을 수 있다.The capture capability in the SS can be obtained when the wireless terminals in the wireless network use different orthogonal SS codes.
이 경우 기지국의 수신기에서는 코드 식별을 위한 신호처리가 요구된다In this case, signal processing for code identification is required at the receiver of the base station.
그러나, 무선망에 가입된 무선단말기들의 수가 많아지면 기지국 수신기에서 자신의 코드를 찾기 위한 신호처리는 그만큼 부담이 되고 따라서 큰 전력소모가 뒤따른다는 단점이 발생한다. 따라서, 지역 무선 통신시스템에서는 기급적 저전력 소모의 간단하고 경제적인 시스템의 설계가 요구된다.However, when the number of wireless terminals subscribed to the wireless network increases, signal processing for finding its own code in the base station receiver becomes burdensome, and therefore, a large power consumption is caused. Therefore, in the local wireless communication system, it is required to design a simple and economical system of urgent low power consumption.
본 발명은 기지국에서 여러개의 직교성 SS 코드들의 사용에 따른 시스템의 복잡성 및 전력소모의 증가를 피하면서도 복수의 패킷수신을 가능하게 하고 보다 간단한 구조의 SS 통신 시스템을 설계하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to enable a plurality of packet receptions and to design a simpler SS communication system while avoiding an increase in complexity and power consumption of a system caused by use of multiple orthogonal SS codes at a base station.
일 특징으로서, 본 발명은 한개의 공통 대역확산 코드를 사용하는 DS/SS, 동기식 ALOHA 랜덤 채널 접속방식, 미니 스롯(mini-slot)에 기초한 패킷 전송 시간의 균일 이산 랜덤화(uniform, discrete randomization), 복수 패킷의 포획을 가능하게 하는 메카니즘, 복수개의 수신기들을 집중시킨 기지국을 이용하는 지역 무선 패킷 통신 시스템을 제공한다.In one aspect, the present invention provides a DS / SS using one common spreading code, a synchronous ALOHA random channel access scheme, and uniform randomized randomization of packet transmission time based on mini-slot. In addition, the present invention provides a local wireless packet communication system using a mechanism that enables capture of a plurality of packets, and a base station having a plurality of receivers.
본 발명에 따른 복수 패킷 포획 시스템을 사용하면 시스템 용량의 괄목할 만한 증가가 가능하게 되고 기존의 CDMA 시스템 보다 구조가 더 간단하여 지역내 다수의 가입자들을 서비스할 수 있는 경제적인 시스템의 구현이 가능하다.The use of the multi-packet capture system according to the present invention enables a remarkable increase in system capacity and a simpler structure than the existing CDMA system, thus enabling the implementation of an economical system capable of serving multiple subscribers in the region. .
전송시간 랜덤화를 위한 균일 이산처리(uniform discretization) 과정은 모든 무선단말기들로 하여금 매 타임 스롯(time slot)의 시작부분에 할당된 윈도우(window) 구간내에서 미니 스롯 단위의 정수배에 해당하는 랜덤 시간점에서만 패킷 전송을 시작하게 함으로써 수신단에서 수신되는 패킷들 간의 완전중첩으로 인한 패킷 충돌율을 크게 낮추며 동일 SS 코드 사이에서도 충분한 직교성을 유지시켜 주는 효과가 있다.Uniform discretization process for randomizing transmission time causes all wireless terminals to be randomly multiplied by an integer multiple of the mini slot unit within a window section allocated at the beginning of every time slot. By starting the packet transmission only at the time point, the packet collision rate due to the complete overlap between the packets received at the receiving end is greatly reduced, and sufficient orthogonality is maintained even between the same SS codes.
CDMA 셀룰러 전화 시스템에서는 파이롯(pilot)이라고 하는 특별한 기준 코드가 순방향 링크(forwrd link : BS에서 MT 방향으로의 통신로)에서 의사잡음(pseudo-noise : PN) 시퀀스로 구현된다(A. Salmasi, K. Gilhousen, On the system design aspects of code division mutiple acess(CDMA) applied to digital cellular and personal communication networks, Proc. of IEEE Vehecular Technology Conference, pp.57-62, May 1991).In CDMA cellular telephone systems, a special reference code, called a pilot, is implemented in a pseudo-noise (PN) sequence on the forwrd link (the BS to MT channel) (A. Salmasi, K. Gilhousen, On the system design aspects of code division mutiple acess (CDMA) applied to digital cellular and personal communication networks, Proc. Of IEEE Vehecular Technology Conference, pp. 57-62, May 1991).
모든 이동단말기의 수신기에서 이 피이롯 신호를 수신함으로써 신호 복조시 필요로 하는 타이밍 및 주파수 오프셋에 관한 정보를 얻어 동기화 및 신호 트랙킹(tracking)을 용이하게 한다.Receiving this pilot signal at the receiver of all mobile terminals obtains information about the timing and frequency offset required for signal demodulation to facilitate synchronization and signal tracking.
그러나 구내 또는 옥외의 지역 무선 통신 환경하에서는 전파 지연 시간이 무시할 수 있을 정도로 매우 짧으므로, 송신기와 수신기간의 미니 스롯 타이밍은 쉽게 동기화될 수 있다.However, under local or outdoor local wireless communication environments, the propagation delay time is so short that it can be negligible, so the mini slot timing between the transmitter and receiver can be easily synchronized.
또한 정합필터를 사용하면 보다 간단한 방법으로 SS 신호복조를 위한 동기 시간 정보를 얻을 수 있다.In addition, by using a matched filter, synchronization time information for demodulating the SS signal can be obtained in a simpler manner.
본 발명에 따른 복수 패킷 포획 시스템은 한개 이상의 패킷을 동시에 수신할 수 있다는 점에서 기존의 CDMA 방식과 유사하다.The multiple packet capture system according to the present invention is similar to the conventional CDMA scheme in that one or more packets can be simultaneously received.
그러나 본 발명에 따른 복수 패킷 포획 시스템은 기지국에서 CDMA 방식에서 처럼 복수개의 수신기들을 사용하되 한개의 대역 확산 코드만을 사용하는 것이 다르다.However, the multiple packet capture system according to the present invention uses a plurality of receivers in the base station as in the CDMA scheme, but uses only one spread spectrum code.
이제부터 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명에 대해 상세히 설명하겠다.The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제1도는 전자파 반송파를 사용하여 패킷 전송을 하는 본 발명의 지역 무선 패킷 통신 시스템(10)을 예시하고 있다.1 illustrates a local wireless packet communication system 10 of the present invention for packet transmission using an electromagnetic carrier.
시스템(10)은 하나의 기지국(12)과 M개의 단말기들(14-24)로 구성되어 있다.System 10 consists of one base station 12 and M terminals 14-24.
모든 단말기들(14-24)은 기지국(12)과 스롯 단위로 동기되어 있다. 기지국(12)은 고정되어 있으나 단말기들(14-24)은 이동할 수 있다. 따라서, 이하 단말기들(14-24) 각각을 '이동단말기'라 칭한다.All terminals 14-24 are synchronized with the base station 12 in units of slots. Base station 12 is fixed but terminals 14-24 may move. Therefore, hereinafter, each of the terminals 14-24 is referred to as a 'mobile terminal'.
제2도는 제1도에서의 이동단말기들(14-24) 각각의 구성을 나타낸 것으로, 편의상 도면에서는 이동단말기 #1(14)을 표시하고 있다. 제2도에서, 26은 패킷 데이타의 송수신을 위한 안테나를 나타내고, 28은 안테나 송신 채널과 수신 채널을 결합시켜 주는 방향성 결합기를 나타내며, 30은 패킷 전송과 관련된 신호의 처리와 제반의 제어를 담당하는 프로세서를 나타내고, 36은 주어진 반송 주파수들을 사용하여 패킷을 송수신하는 송수신장치를 각각 나타낸다.FIG. 2 shows the configuration of each of the mobile terminals 14-24 in FIG. 1. For convenience, the mobile terminal # 1 14 is shown in the drawing. In FIG. 2, 26 denotes an antenna for transmitting and receiving packet data, 28 denotes a directional coupler for combining an antenna transmission channel and a reception channel, and 30 denotes a signal processing and overall control of a signal related to packet transmission. A processor 36 represents a transceiver for transmitting and receiving a packet using given carrier frequencies, respectively.
도시된 바와 같이, 송수신장치(36)는 프로세서(30)로부터의 패킷 데이타를 주기가 긴 한개의 PN 코드로 인코딩(encoding)하는 송신기(32)와, 수신된 PN 코드를 패킷 데이타로 디코딩(decoding)하여 프로세서(30)로 제공하는 수신기(32)로 구성된다.As shown, the transceiver 36 includes a transmitter 32 for encoding packet data from the processor 30 into a single long PN code, and decoding the received PN code into packet data. And a receiver 32 provided to the processor 30.
송신모드에서, 프로세서(30)가 송신기(32)에 패킷 데이타를 주면 송신기(32)내의 인코더(도시되지 않음)는 이진 비트 열(binary bit stream)의 패킷 데이타를 DS/SS 칩 열(chip stream)로 변조한 후 반송 주파수(carrier frequency)에 실어 방향성 결합기(28)로 보낸다.In transmit mode, processor 30 provides packet data to transmitter 32, and an encoder (not shown) in transmitter 32 transmits packet data in a binary bit stream to a DS / SS chip stream. And modulate it into a carrier frequency and send it to the directional coupler 28.
안테나(26)는 변조된 RF 대역 확산 신호를 전자파 형태로 방사시켜 송신한다.The antenna 26 radiates and modulates the modulated RF spread signal in the form of electromagnetic waves.
각 단말기(14-24)는 만일 패킷 전송에 실패하면 재전송 모드에 들어가 패킷 전송이 성공할 때 까지 단순히 패킷을 재전송한다.Each terminal 14-24 enters the retransmission mode if the packet transmission fails and simply retransmits the packet until the packet transmission succeeds.
제3도는 기지국(12)의 구성을 나타낸 것으로, 랜덤 채널 접속 환경하에서 복수의 패킷을 효과적으로 수신할 수 있도록 각 K개의 수신기들(42-46)과 송신기들(50-54)로 이루어지는 송수신 시스템을 갖고 있다.3 is a diagram illustrating a configuration of a base station 12. A transmission / reception system including K receivers 42-46 and transmitters 50-54 is provided to effectively receive a plurality of packets in a random channel access environment. Have
제3에서, 참조번호 36a는 안테나를 나타내고, 38은 방향성 결합기, 40은 프로세서, 48은 채널 할당기, 56은 멀티플렉서를 각각 나타낸다.In the third, reference numeral 36a denotes an antenna, 38 denotes a directional coupler, 40 denotes a processor, 48 denotes a channel allocator, and 56 denotes a multiplexer.
본 발명에 따른 기지국(12)의 송수신기들(42-46,50-54)은 한개의 대역 확산 코드를 공통으로 사용한다.The transceivers 42-46 and 50-54 of the base station 12 according to the present invention commonly use one spread spectrum code.
이와 같이, 공통 대역 확산 코드를 사용하면서도 기지국(12)이 복수의 패킷들을 수신할 수 있는 것은 복수 패킷 포획 매카니즘에 의한 것이다.As such, it is by the multiple packet capture mechanism that the base station 12 can receive multiple packets while using the common spreading code.
기지국(12)은 K개의 수신기(42-46)와, K개의 송신기(50-54), 기지국(12)내의 여러기능을 제어처리하는 프로세서(40), 패킷의 주소에 따라 해당 채널(송신기)에 패킷을 할당해 주는 채널 할당기(48), K개 채널의 패킷을 선형적으로 합해주는 멀티플렉서(56), 방향성 결합기(38), 그리고 안테나(36a)로 구성된다.The base station 12 includes K receivers 42-46, K transmitters 50-54, a processor 40 for controlling various functions in the base station 12, and a corresponding channel (transmitter) according to the address of a packet. It consists of a channel allocator 48 for allocating packets to the multiplexer, a multiplexer 56 for linearly summing packets of K channels, a directional coupler 38, and an antenna 36a.
송수신 반송 주파수는 다르게 할당되어 있으나 모든 송수신기(42-46,50-54)는 동일한 한 셋의 반송 주파수를 사용한다.The transmit and receive carrier frequencies are allocated differently, but all transceivers 42-46 and 50-54 use the same set of carrier frequencies.
또한, 기지국(12) 및 이동단말기(14-24)의 수신기(34,42-46)와 송신기(32,50-54)의 반송 주파수를 송수신용으로 각각 다르게 할당하면서 지역 무선 통신 시스템(10)에 속한 모든 이동단말기(14-24)에도 각각 다른 셋의 반송 주파수를 사용하고 기지국(12)에서는 모든 셋의 반송주파수를 사용하는 방법도 생각할 수 있다.In addition, while the carrier frequencies of the receivers 34, 42-46 and the transmitters 32, 50-54 of the base station 12 and the mobile terminals 14-24 are allocated differently for transmission and reception, the local wireless communication system 10 It is also conceivable to use a different set of carrier frequencies for all the mobile terminals 14-24 belonging to and to use all three sets of carrier frequencies in the base station 12.
기지국(12)의 프로세서(40)는 패킷의 조합(assembling) 및 분해(deassembling)와 관련된 기능을 수행하도록 프로그램화된다.Processor 40 of base station 12 is programmed to perform functions related to assembling and deassembling of packets.
프로세서(40)는 매 패킷을 전송하기 전에 기지국 식별 번호(BS identification number)와 단말기 식별 번호 (MT identification number)를 패킷의 주소 영역(address field)에 써넣는다.The processor 40 writes the BS identification number and the MT identification number into the address field of the packet before transmitting each packet.
또한, 프로세서(40)는 패킷의 데이타 부분과 주소 및 제어 영역에 대한 에러 검출 기능도 수행한다.The processor 40 also performs error detection for the data portion and address and control region of the packet.
제4도는 이동단말기(14) 또는 기지국(12)에서 사용되는 송신기(예컨대, 32 혹은 50)의 구성을 나타낸 것이다. 제4도에서, 참조번호 68은 패킷 변조회로를 나타내고, 78은 RF 변조회로를 나타낸다.4 shows a configuration of a transmitter (eg, 32 or 50) used in the mobile terminal 14 or the base station 12. In Fig. 4, reference numeral 68 denotes a packet modulation circuit, and 78 denotes an RF modulation circuit.
패킷 변조회로(68)은 송신기간 랜덤화기(62)와, 의사잡음(PN) 발생기(64) 및 모듈로-2가산기(66)로 구성된다.The packet modulation circuit 68 is composed of an inter-transmitter randomizer 62, a pseudo noise (PN) generator 64, and a modulo-2 adder 66.
RF 변조회로(78)는 IF 국부 발진기(70)와, IF 변조기(72)와, RF-to-IF 주파수 변환기(74) 및 RF 증폭기(76)로 구성된다. 패킷 데이타는 프로세서(60)의 제어하에서 패킷 변조회로(68)로 입력된다. 입력된 패킷은 먼저 해당 타임 스롯 마다 프로세서(60)에 의하여 구동되는 송신기간 랜덤화기(62)에 의하여 랜덤화된 송신기간이 정해진다.The RF modulation circuit 78 is composed of an IF local oscillator 70, an IF modulator 72, an RF-to-IF frequency converter 74, and an RF amplifier 76. Packet data is input to the packet modulation circuit 68 under the control of the processor 60. The input packet is first determined between the transmitters randomized by the inter-transmitter randomizer 62 driven by the processor 60 for each corresponding time slot.
패킷 전송의 랜덤화 방법에는 몇개의 칩 시간(chip time)을 단위로 하여 이 시간의 정수배로 전송 시간의 랜덤화를 위해 시간 오프셋(offset)을 시키는 방법과 프리앰블(Preamble) 코드의 길이를 단위로 하여 프리앰블 코드 길이의 정수배, 혹은 프리앰블 코드 길이 보다는 큰 길이를 단위로 하여 이 시간의 정수배로 전송 시간의 랜덤화를 시키는 두가지 방법이 있을 수 있다.In the randomization method of packet transmission, an integer multiple of the chip time is used as a unit to time offset for randomization of the transmission time, and a length of a preamble code is used as a unit. Therefore, there may be two methods of randomizing the transmission time by an integer multiple of the time by using an integer multiple of the preamble code length or a length larger than the preamble code length.
후자의 방법은 랜덤화 구간(Tr)이 커짐에 따라 실효 패킷 수신율의 면에서는 다소의 감쇄효과가 뒤따르지만 최적 패킷 수신 성능을 위해서는 전자보다 나은 방법이 될 것이므로 신호환경에 따라 선택적으로 사용할 수 있다.The latter method has some attenuation effect in terms of effective packet reception rate as the randomization interval Tr increases, but may be selectively used according to the signal environment because it will be a better method than the former for optimal packet reception performance.
또한, 수치해석에 의하면 전송 시간 랜덤화 구간의 길이를 15개의 미니 스롯 길이로 설정하면 유효 패킷의 처리량(throughput)을 최적화할 수 있는 것으로 나타나므로 15개의 미니 스롯의 사용을 우선 생각한다.In addition, numerical analysis shows that setting the length of the transmission time randomization interval to 15 mini-slot lengths can optimize the throughput of the effective packet, and therefore, use of 15 mini-slots is considered first.
서비스해야할 이동단말기의 수가 증가함에 따라 전송 시간 랜덤화 구간내의 미니 스롯의 개수를 늘림으로써 유효 패킷 처리량은 다소 감쇄하더라도 수용용량을 만족시킬 수 있도록 랜덤화 구간에서의 미니 스롯 개수를 조정할 수 있다.As the number of mobile terminals to be serviced increases, the number of mini slots in the randomization interval can be adjusted to satisfy the capacity even though the effective packet throughput is slightly reduced.
송신시간이 랜덤화된 패킷 데이타와 PN 발생기 (64)에 의해 출력되는 DS/SS 코드 시퀀스는 모듈로 -2가산기(66)에 의해 대역 확산 칩 열로 변조된 후, RF 변조회로(78)로 입력된다.Packet data having a random transmission time and a DS / SS code sequence output by the PN generator 64 are modulated into a spread spectrum chip sequence by a modulo-2 adder 66 and then input to the RF modulation circuit 78. do.
입력된 패킷은 먼저 프로세서(60)에 의해 구동되는 IF 국부 발진기(70)가 공급하는 IF 주파수에 따라 IF 변조기(72)에서 IF 캐리어 신호로 변조된다.The input packet is first modulated into an IF carrier signal in the IF modulator 72 according to the IF frequency supplied by the IF local oscillator 70 driven by the processor 60.
이때, 의사잡음(PN)의 프리앰블 코드 부분은 대역 확산 칩 열로 변조되지 않는다.At this time, the preamble code portion of the pseudo noise PN is not modulated by the spread spectrum chip string.
IF 변조기(72)로부터의 IF 캐리어 신호는 IF-to-RF 주파수 변환기(74)를 거침으로서 RF 캐리어 신호로 상승 변조되며, 이렇게 변조된 신호는 RF 증폭기(76)에 의해서 그 변조신호의 송신전력이 증폭된 후 안테나 980)를 통하여 전자파 캐리어로서 방사전송된다.The IF carrier signal from the IF modulator 72 is up-modulated into the RF carrier signal by way of the IF-to-RF frequency converter 74, and this modulated signal is transmitted by the RF amplifier 76 to transmit power of the modulated signal. This is amplified and then radiated as an electromagnetic wave carrier through the antenna 980.
이상에서 설명된 바와 같은 송신기(32,50)의 구성에 있어서, 송신시간 랜덤화를 실시하는 송신시간 랜덤화기(62)를 제외한 구성은 종래의 보편적인 DS/SS 인코딩 회로의 그것과 동일하다.In the configuration of the transmitters 32 and 50 as described above, the configuration except for the transmission time randomizer 62 which performs transmission time randomization is the same as that of the conventional universal DS / SS encoding circuit.
송신기(32,50)의 다른 실시예로서, 송신시간 랜덤화기(62)는 RF 변조회로(78)내의 IF-to-RF 주파수 변환기(74)의 앞단에 위치할 수도 있다.As another embodiment of the transmitters 32 and 50, the transmission time randomizer 62 may be located in front of the IF-to-RF frequency converter 74 in the RF modulation circuit 78.
제5도는 이동단말기(14) 또는 기지국(12)에서 사용되는 수신기(34,42)의 구성을 나타낸 것이다.5 shows the configuration of the receivers 34 and 42 used in the mobile terminal 14 or the base station 12.
제5도에서, 참조번호 82는 안테나를 나타내고, 참조번호 90은 RF 복조회로를 나타내고, 92는 자동 이득 조절기(automatic gain controller : AGC), 94는 정합필터(matched filter), 96은 이중 임계치 검출기double threshold detector : DTD), 98은 프로세서, 110은 IF 복조회로를 각각 나타낸다.In FIG. 5, reference numeral 82 denotes an antenna, reference numeral 90 denotes an RF demodulation circuit, 92 an automatic gain controller (AGC), 94 a matched filter, 96 a double threshold A double threshold detector (DTD), 98 represents a processor and 110 represents an IF demodulation circuit.
RF 복조회로(90)는 대역통과 필터(bandpass filter : BPF)(84)와, RF 전단 증폭기(86) 및 RF-to-IF 주파수 변환기(88)로 구성된다.The RF demodulation circuit 90 is composed of a bandpass filter (BPF) 84, an RF front end amplifier 86 and an RF-to-IF frequency converter 88.
IF 복조회로(110)는 PN 발생기(100)와, 모듈로-2가산기(102)와, IF 국부 발진기(104)와, IF 복조기(106) 및 A/D 변환 및 비트 결정기(108)로 구성된다.IF demodulation circuit 110 includes PN generator 100, modulo-2 adder 102, IF local oscillator 104, IF demodulator 106 and A / D conversion and bit determiner 108. It is composed.
송신기(32,50)로부터 RF 전자파 캐리어 신호로 전송되어 온 대역 확산 신호는 안테나(82)에 의해 수신된 후, RF 복조회로(90)로 입력된다.The spread spectrum signal transmitted from the transmitters 32 and 50 as the RF electromagnetic carrier signal is received by the antenna 82 and then input to the RF demodulation circuit 90.
입력된 패킷은 먼저 대역 통과 필터(84)를 거친 후, 저잡음 RF 전단 증폭기(86)로 입력된다.The input packet first passes through a band pass filter 84 and then enters a low noise RF front-end amplifier 86.
RF 전단 증폭기(86)의 출력은 RF-to-IF 주파수 변환기(88)에 의해서 IF 캐리어 신호로 하강변조된다.The output of the RF frontal amplifier 86 is down-modulated into an IF carrier signal by the RF-to-IF frequency converter 88.
하강변조된 신호는 IF 자동 이득 조절기(AGC)(92)에서 신호레벨이 정상화된다.The down-modulated signal is normalized to a signal level at the IF automatic gain regulator (AGC) 92.
AGC(92)의 출력은 프로세서(98)에 의해 제어처리되는 정합필터(94)로 입력되며, 입력된 패킷의 의사잡음 프리앰블 부분이 정합필터(94)의 임펄스 응답(impules response) 시퀀스와 같은 시퀀스를 갖고 있으면 정합필터(94)에서는 입력된 프리앰블 시퀀스 끝점에서 자기상관 피크(autocorrelation peak)가 일어난다.The output of AGC 92 is input to matched filter 94 controlled by processor 98, wherein the pseudonoise preamble portion of the input packet is the same as the impulse response sequence of matched filter 94. In the matching filter 94, an autocorrelation peak occurs at the input end point of the preamble sequence.
이때 정합필터(94)의 중심주파수는 IF 반송주파수와 일치한다.At this time, the center frequency of the matching filter 94 coincides with the IF carrier frequency.
만일 정합필터(94)의 출력 피크값이 임계치 기준값을 크로씽(crossing)하는 경우에는 이중 임계치 검출기(96)가 구동된다.If the output peak value of matched filter 94 crosses the threshold reference value, the dual threshold detector 96 is driven.
여기서 이중 임계치 검출기(96)는 사용하는 칩 율(chip rate) 또는 이 보다 높은 율로 임계치를 결정한다.Here, the double threshold detector 96 determines the threshold at the chip rate used or higher.
정합필터(94)를 사용함에 따른 잇점은 입력신호를 시간적으로 계속 찾을 필요가 없다는 점이다.(G. R. Cooper and C. D. McGillem, Modern Communications and Spread Spectrum, New York : McGraw-Hill, 1986). 대상 신호가 수신기에 도달할 때 마다 정합필터(94)가 반응할 것이므로, 정합필터(94)의 출력에서의 자기상관 피크(autocorrelation peak)들의 위치와 크기들은 현재의 스롯 지속기간 중에 수신되는 모든 패킷들의 정확한 도래 시간과 신호들의 세기를 지시해 준다.The advantage of using the matched filter 94 is that it does not have to continuously find the input signal in time (G. R. Cooper and C. D. McGillem, Modern Communications and Spread Spectrum, New York: McGraw-Hill, 1986). Since the matched filter 94 will respond each time the target signal reaches the receiver, the positions and magnitudes of the autocorrelation peaks at the output of the matched filter 94 are determined by all packets received during the current slot duration. It indicates the exact time of arrival and the strength of the signals.
이중 임계치 검출기(96)가 구동되면 프로세서(98)는 디코더(도시되지 않음)를 작동시켜 현재의 패킷을 록킹(locking)시킨 후 트랙킹(tracking)한다.When the dual threshold detector 96 is driven, the processor 98 operates a decoder (not shown) to lock the current packet and then track it.
이때, 프로세서(98)는 IF 복조회로(10)내에서 칩 동기화 모드를 초기화시키고 DS/SS 시퀀스를 역으로 확산하여 메시지 비트를 복원하기 위해 PN 발생기(100)를 작동시킨다.At this time, the processor 98 operates the PN generator 100 to initialize the chip synchronization mode in the IF demodulation circuit 10 and reversely spread the DS / SS sequence to recover message bits.
프로세서(98)는 정합필터(94)의 출력을 모듈로 -2가산기(102)에 입력시켜 PN 발생기(100)의 출력과 모듈로-2가산(modulo 2 addition)을 수행시킴으로써 대역 확산 신호를 역으로 확산시킨다. 역확산된 신호는 IF 국부 발진기(104)에 의해 IF 복조기(106)에서 기저 대역(baseband) 신호로 변환되며 데이타 변조과정을 거쳐 A/D변환 및 비트 결정기(108)에서 원래의 이진비트열을 복원한다.The processor 98 reverses the spread spectrum signal by inputting the output of the matched filter 94 to the modulo-2 adder 102 to perform modulo 2 addition with the output of the PN generator 100. To spread. The despread signal is converted from the IF demodulator 106 to the baseband signal by the IF local oscillator 104 and subjected to data modulation to the original binary bit string in the A / D conversion and bit determinator 108. Restore
이상에서 설명된 바와 같은 수신기(34,42)의 구성에 있어서, 정합필터(94)와 연동되는 이중 임계치 검출기(96)를 제외한 구성은 종래의 보편적인 DS/SS 디코딩 회로의 그것과 동일하다.In the configuration of the receivers 34 and 42 as described above, the configuration except for the double threshold detector 96 which is interlocked with the matching filter 94 is the same as that of the conventional universal DS / SS decoding circuit.
본 발명의 패킷 수신 구조에서는 단말기(14-24) 및 기지국(12)의 수신부 임계치 검출시 이중 임계치 검출이 필요하다.In the packet reception structure of the present invention, double threshold detection is required when the receiver threshold detection of the terminal 14-24 and the base station 12 is performed.
예를 들면, 두개의 패킷이 동시에 수신되었을 때에 모든 송신기들(32,50-54)은 매 패킷의 프리앰블 코드로 같은 PN 코드를 공통으로 사용하고 있기 때문에 수신 패킷의 프리앰블 부분의 전력 레벨이 두배가 되어 수신기(34,42-46)의 검출기(96)에서는 프리앰블 부분이 두배의 전력 레벨로 증폭된 형태로 나타난다.For example, when two packets are received at the same time, the power levels of the preamble portion of the received packet are doubled because all transmitters 32 and 50-54 share the same PN code as the preamble code of each packet. In the detector 96 of the receivers 34, 42-46, the preamble portion is amplified at twice the power level.
따라서, 이때 단일 고정 임계치(single, fixed threshold)를 사용할 경우는 정합필터(94)의 자기상관 피크가 충분히 높기 때문에 패킷이 검출된다.Therefore, when a single fixed threshold is used, the packet is detected because the autocorrelation peak of the matched filter 94 is sufficiently high.
그러나, 이러한 경우 PN 코드의 자기상관 성질을 이용하여 수신 패킷의 주소 및 메시지 부분을 록킹 및 트랙킹을 하면 두 패킷의 합성 데이타가 복조되기 때문에 올바른 신호복조를 하는 것은 불가능하다.However, in this case, when locking and tracking the address and the message portion of the received packet using the autocorrelation property of the PN code, since the composite data of the two packets is demodulated, correct signal demodulation is impossible.
따라서, 검출기(96)의 오검출(false detetion)에 의한 잘못된 패킷 디코딩을 시도하지 않도록 하기 위해서는 두개의 고정 또는 적응임계치 검출(fixed or adaptive threshold detection) 방법을 사용하여 패킷의 프리앰블을 검출해야 한다.Therefore, in order not to attempt false packet decoding due to false detetion of the detector 96, two fixed or adaptive threshold detection methods must be used to detect the preamble of the packet.
이중 임계치 검출기(6)를 이용한 패킷 획득 및 디코딩의 원리는 다음과 같이 설명될 수 있다.The principle of packet acquisition and decoding using the double threshold detector 6 can be described as follows.
우선, 정합필터(94)의 출력 레벨, 하위 임계치(lower threshold) 및 고위 임계치(upper threshold)를 각각 a,γ1,γ2라 하자.First, let the output level, lower threshold, and upper threshold of the matched filter 94 be a, γ 1 , γ 2 , respectively.
대상 신호가 수신기에 도착하면 곧 정합필터(94)를 통과해 갈 것이고 PN 프리앰블 코드의 끝부분이 통과한 순간에 레벨 a를 갖는 자기상관 피크가 발생한다.As soon as the target signal arrives at the receiver, it will pass through matching filter 94 and an autocorrelation peak with level a will occur at the moment the end of the PN preamble code passes.
레벨 a를 갖는 신호가 이중 임계치 검출기(96)로 유도되면 검출기(96)는 레벨값 a가 조건 γ1aγ2를 만족하는지를 시험한다. 이 조건이 만족되면 입력신호에 대한 포획 또는 디코딩 과정을 수행하기에 적법한 것으로 판정하지만, 조건을 만족하지 못할 경우는 계속해서 다음 신호를 찾는다.If a signal with level a is directed to double threshold detector 96, detector 96 tests whether level value a satisfies condition γ 1 aγ 2 . If this condition is satisfied, it is determined that it is legal to perform a capture or decoding process on the input signal, but if the condition is not satisfied, the next signal is continuously searched.
일단 검출기(96)가 임계치 크로씽에 의해서 제동되면 복조회로(110)는 현재의 입력 패킷에 대해 록킹하도록 구동된다.Once detector 96 is braked by threshold crossing, demodulation circuit 110 is driven to lock on the current input packet.
이 과정에서, 복조회로(110)의 초기화, 칩동기화 및 트랙킹, 캐리어 동기화 및 트랙킹 등이 실시되어 DS/SS 시퀀스로 복조하여 메시지 비트를 복구할 수 있도록 한다.In this process, the initialization of the demodulation circuit 110, chip synchronization and tracking, carrier synchronization and tracking may be performed to demodulate the DS / SS sequence to recover message bits.
트랙킹 루프 제동의 정확한 타이밍은 검출회로에서 발생한 타이밍 스파이크에 의해서 설정된다.The exact timing of the tracking loop braking is set by the timing spikes generated by the detection circuit.
이 타이밍은 패킷 구조가 미리 정해져 있기 때문에 자기상관 피크의 시점으로부터 주소 및 메시지 부분의 시작점을 계산함으로써 정확히 맞출 수 있다.This timing can be accurately matched by calculating the starting point of the address and message parts from the point of autocorrelation peak since the packet structure is predetermined.
제6도는 K개의 패킷까지 포획할 수 있도록 하는 본 발명의 복수 패킷 포획 메카니즘을 구현한 기지국(12)의 구성을 나타낸 도면이다.6 is a diagram showing the configuration of a base station 12 that implements the multiple packet capture mechanism of the present invention to capture up to K packets.
제6도에서, 참조번호 112는 안테나를 나타내고, 114 및 116은 RF 변조기 및 RF 복조기를 각각 나타낸다.In FIG. 6, reference numeral 112 denotes an antenna and 114 and 116 denote an RF modulator and an RF demodulator, respectively.
또, 참조번호 118은 자동 이득 조절기, 120은 정합필터, 122는 이중 임계치 검출기, 124는 논리회로, 126은 프로세서, 128-132는 K개의 복조기들, 134는 채널 할당기, 136-140은 K개의 송신회로들, 142는 멀티플렉서를 각각 나타낸다.Reference numeral 118 denotes an automatic gain regulator, 120 a matched filter, 122 a dual threshold detector, 124 a logic circuit, 126 a processor, 128-132 K demodulators, 134 a channel allocator, and 136-140 a K. Number of transmission circuits, 142, respectively.
여기서, K개의 복조기들(28-132) 각각은 제5도에서의 IF 복조회로(110)에 대응한다.Here, each of the K demodulators 28-132 corresponds to the IF demodulation circuit 110 in FIG.
기지국(12)의 복수 패킷 수신 시스템은 복수 패킷 포획 메카니즘하에서 K개의 단순한 DS/SS 수신기들인 복조기들(128-132 참조)이 병렬로 연결되어 있는 형태라 볼 수 있다.The multiple packet reception system of the base station 12 can be regarded as a form in which demodulators (see 128-132), which are K simple DS / SS receivers, are connected in parallel under the multiple packet capture mechanism.
이들 각 복조기는 프로세서(126)와 논리회로(124)의 제어하에서 작동되며, 매 입력 패킷마다 각기 다른 패킷 동기화 시각에 대한 정확한 정보를 요구한다.Each of these demodulators is operated under the control of the processor 126 and the logic circuit 124 and requires accurate information on different packet synchronization times for each input packet.
이 기지국(12)의 복조기들(128-132) 및 송신회로들(136-140) 각각의 기본 구조와 동작원리는 기존에 보편적으로 알려져 있는 것과 유사하다.The basic structure and operation principle of each of the demodulators 128-132 and the transmission circuits 136-140 of the base station 12 are similar to those commonly known in the art.
안테나(112)에서 수신된 패킷은, 제5도를 참조하여 앞에서 설명한 바와 같이, RF 복조기(90,116)에서 IF 신호로 변환된 후 AGC(118)에 이르러 그것의 신호 레벨이 정상화된다.The packet received at the antenna 112 is converted to an IF signal at the RF demodulators 90 and 116 and then reaches the AGC 118 as described above with reference to FIG. 5 to normalize its signal level.
다음, AGC(118)의 출력은 정합필터(120)로 입력되며 이때 입력신호가 정합필터(120)의 임펄스 응답(impulse response) 시퀀스와 같은 시퀀스를 갖고 있으면, 필터는 입력된 PN 프리앰블의 끝점에서 자기상관 피크를 출력하게 된다.Next, the output of the AGC 118 is input to the matched filter 120, wherein if the input signal has the same sequence as the impulse response sequence of the matched filter 120, the filter at the end of the input PN preamble It will output an autocorrelation peak.
이때 정합필터(120)의 중심주파수는 IF 반송주파수에 일치한다. 만일, 정합필터(120)의 출력피크값이 임계치 기준값을 크로씽하는 경우에는 이중 임계치 검출기(122)가 구동된다.At this time, the center frequency of the matched filter 120 corresponds to the IF carrier frequency. If the output peak value of the matched filter 120 crosses the threshold reference value, the double threshold detector 122 is driven.
이 임계치 검출기(122)가 구동되면 프로세서(126)는 현재 입력되고 있는 패킷이 포획하기에 적법한 것으로 판정하여 첫번째 복조기(128)를 작동시키는 것에 의해 현재의 패킷을 록킹시켜 트랙킹한다. 또한, 프로세서(126)는 칩 동기화 모드를 초기화하고 DS/SS 시퀀스를 역확산하여 메시지 비트를 복원하기 위해 기준 PN 발생기(100)를 작동시킨다.When the threshold detector 122 is driven, the processor 126 determines that the packet currently being input is legitimate to capture and locks and tracks the current packet by operating the first demodulator 128. The processor 126 also operates the reference PN generator 100 to initialize the chip synchronization mode and despread the DS / SS sequence to recover the message bits.
다시 검출기(122)가 구동되면, 이번에는 두번째 복조기(130)가 프로세서(126)에 의해 작동되어 현재 입력되고 있는 패킷을 트랙킹한다. 이때, 두번째 패킷이 첫 번째 패킷 보다 적어도 한개의 미니 스롯 시간 만큼 지연되어 도착하면 첫번째 패킷은 성공적으로 수신된다.Once the detector 122 is driven again, this time the second demodulator 130 is activated by the processor 126 to track the currently input packet. At this time, if the second packet arrives with a delay of at least one mini slot time than the first packet, the first packet is successfully received.
이와 마찬가지로, 또 다시 검출기(122)가 구동되면 첫번째, 두번째 패킷이 성공적으로 수신되고 있는 동안 기다리고 있는 세번째 복조기가 작동되면서 트랙킹이 시작된다.Likewise, once the detector 122 is driven again, tracking starts with the third demodulator waiting while the first and second packets are being successfully received.
이런식으로 K번째의 복조기(132)까지 패킷 디코딩을 시작하면 프로세서(126)는 첫번째 복조기(128)가 디코딩을 끝내고 유휴상태가 되는대로 다시 다음 입력 패킷에 대한 디코딩을 할 수 있도록 복조기(128)를 동작준비시킨다.In this way, when packet decoding starts up to the K-th demodulator 132, the processor 126 starts the demodulator 128 so that the first demodulator 128 can decode the next input packet again as soon as it finishes decoding and becomes idle. Prepare for operation.
여기서, 프로세서(126)는 각 복조기(128-132)가 그의 디코딩과정을 매 스롯당 단 한번만 시작할 수 있도록 제어한다.Here, the processor 126 controls each demodulator 128-132 to start its decoding process only once per slot.
각 복조기에서 디코딩된 패킷은 패킷의 주소에 따라 프로세서(126)의 제어하에 있는 채널 할당기(134)에서 해당 채널(송신회로)(136-140)로 할당된다.The packets decoded by each demodulator are allocated from the channel allocator 134 under the control of the processor 126 to the corresponding channel (transmitter circuit) 136-140 according to the address of the packet.
채널 할당기(134)는 입력된 패킷의 주소에 따라 해당 채널에 그 패킷을 할당해 준다.The channel allocator 134 allocates the packet to the corresponding channel according to the address of the input packet.
또한 기지국(12)의 송신회로들(136-140)은 송신할 패킷을 소정의 PN 시퀀스로 확산하고 데이타 변조한다.The transmitting circuits 136-140 of the base station 12 also spread and data modulate the packets to be transmitted in a predetermined PN sequence.
멀티플렉서(142)에서 각 채널의 IF 신호들이 선형적으로 더하여진 후 RF 변조기(144)로 보내어져 RF 캐리어 신호로 변환된다.In the multiplexer 142, the IF signals of each channel are linearly added and then sent to the RF modulator 144 to be converted into an RF carrier signal.
마지막으로, RF 캐리어 신호는 RF증폭기(76)를 거쳐 전송신호 레벨로 증폭된 후 전자파 캐리어 형태로 송신된다.Finally, the RF carrier signal is amplified to a transmission signal level via the RF amplifier 76 and then transmitted in the form of an electromagnetic carrier.
기지국(12)의 수신기에서도 이중 임계치 검출기(122)를 이용하여 패킷 검출을 한 후, 패킷 디코딩을 실시한다.The receiver of the base station 12 also performs packet detection using the double threshold detector 122, and then performs packet decoding.
그러므로 대상 신호가 수신기에 도착하면 곧 정합필터(120)를 통과해 갈 것이고, PN 프리앰블 코드의 끝부분이 통과한 순간에 레벨 a를 갖는 자기상관 피크가 발생된다.Therefore, as soon as the target signal arrives at the receiver, it will pass through the matching filter 120, and an autocorrelation peak having a level will be generated at the moment when the end of the PN preamble code passes.
레벨 a를 갖는 신호가 이중 임계치 검출기(122)로 유도되면 검출기(122)는 레벨값 a가 조건 γ1aγ2를 만족하는지를 시험하여 조건이 만족할시 입력신호를 포획하여 디코딩 과정을 수행하기에 적법한 것으로 판정하지만, 조건을 만족하지 못할 경우는 계속해서 다음 신호를 찾는다.When the signal having the level a is guided to the double threshold detector 122, the detector 122 tests whether the level value a satisfies the condition γ 1 aγ 2 , and captures an input signal when the condition is satisfied. If it is determined that the condition is not satisfied, the next signal is continuously searched.
매 스롯 마다 일단 검출기(122)가 임계치 크로씽에 의해서 처음으로 제동된다면 첫번째 복조기(128)는 현재의 입력 패킷에 대해 록킹하도록 구동된다.For every slot, once detector 122 is first braked by threshold crossing, first demodulator 128 is driven to lock on the current input packet.
이 과정에서 디코더 초기화, 칩 동기화 및 트랙킹, 캐리어 동기화 및 트랙킹 등이 실시되어 DS/SS 시퀀스로 복조하여 메시지 비트를 복구할 수 있도록 한다.In this process, decoder initialization, chip synchronization and tracking, carrier synchronization and tracking are performed to demodulate DS / SS sequences to recover message bits.
트랙킹 루프 제동의 정확한 타이밍은 검출기(122)에서 발생한 타이밍 스파이크에 의해서 설정된다.The exact timing of the tracking loop braking is set by the timing spikes generated by the detector 122.
이 타이밍은 패킷 구조가 미리 정해져 있기 때문에 자기상관 피크의 시점으로부터 주소 및 메시지 부분의 시작점을 계산함으로써 정확히 맞출 수 있다.This timing can be accurately matched by calculating the starting point of the address and message parts from the point of autocorrelation peak since the packet structure is predetermined.
제7도는 본 발명의 지역 무선 통신 시스템(10)에서 데이타 전송을 위해 기지국(12)과 단말기들(14-24)에 의해 사용되는 패킷 데이타의 형태를 나타낸 것이다.7 shows the form of packet data used by the base station 12 and terminals 14-24 for data transmission in the local wireless communication system 10 of the present invention.
본 발명에 따른 패킷 데이타는, 제7도를 참조하여, 하나의 패킷 포획 효과의 잇점을 취하기 위해서, 특별한 PN 프리앰블 시퀀스 부분(152)과 사일런스(Silence) 부분(154), 기지국(12) 및 단말기(14-24)의 주소 및 제어정보를 갖는 부분(156), 데이타 부분(158), 그리고 포스트앰블(Postamble)로서 매 패킷의 끝부분에 삽입되는 체크섬(Checksum) 부분(160)으로 구성된다.The packet data according to the present invention, with reference to FIG. 7, takes advantage of a particular packet capture effect, in order to take advantage of one packet capture effect, a special PN preamble sequence portion 152 and a silence portion 154, a base station 12 and a terminal. A portion 156 having an address and control information of 14-24, a data portion 158, and a checksum portion 160 inserted at the end of every packet as a postamble.
프리앰블 시퀀스(152)로는 바커(Barker) 코드나 PN 코드가 사용될 수 있고, 이러한 프리앰블 코드는 패킷 도래의 여부를 검출하고 디코더의 데이타 복조를 위한 역대역확산 과정에서 정확한 패킷 동기화를 위한 기준 시간 정보를 제공해 준다.A Barker code or a PN code may be used as the preamble sequence 152. The preamble code detects the arrival of a packet and provides reference time information for accurate packet synchronization in a despreading process for data demodulation of the decoder. Provide.
성공적인 패킷 획득 및 동기화는 매 패킷의 시작부분에 삽입한 PN 프리앰블 시퀀스(152)의 사용뿐만 아니라 수신기에 삽입한 이중 임계치 검출기(96,122)와 함께 정합필터(94,120)를 사용함으로써 가능해진다.Successful packet acquisition and synchronization is made possible by using matched filters 94 and 120 with dual threshold detectors 96 and 122 inserted into the receiver as well as the use of the PN preamble sequence 152 inserted at the beginning of every packet.
사일런스 부분(154)의 길이를 수신 패킷들의 신호 세기를 보상하기 위한 정상상태에 들어가기 전에 AGC(92,118)를 조정하는데 걸리는 시간과 적어도 논리회로(124)가 기준 PN 시퀀스를 발생시키는데 걸리는 시간을 합한 길이와 같게 놓는다.The length of the silence portion 154 plus the time it takes to adjust the AGCs 92 and 118 before entering the steady state to compensate for the signal strength of the received packets and at least the time it takes the logic circuit 124 to generate the reference PN sequence. Place it as
체크섬 부분(160)의 주된 목적은 패킷의 에러를 검출하는데 있다. 패킷의 에러가 검출되면 해당 패킷은 재전송이 요청된다.The main purpose of the checksum portion 160 is to detect errors in the packet. If an error of a packet is detected, the packet is requested to be retransmitted.
제8도는 타이밍 스롯 길이, 패킷 길이, 미니 스롯 길이, 전송시간 랜덤화 구간의 설계와 패킷 전송의 랜덤화에 의한 두 개의 연속적인 스롯에서의 패킷 수신에 대한 예시도로서, 소정의 타임 스롯 길이(Ts)에 대해 패킷 길이(Tq), 미니 스롯 길이(Tm), 전송시각의 이산 랜덤화를 위한 랜덤화 구간(Tr)을 도시하였다.8 is an illustration of packet reception in two consecutive slots by timing slot length, packet length, mini slot length, transmission time randomization interval design and randomization of packet transmission. Ts) shows a packet length Tq, a mini slot length Tm, and a randomization interval Tr for discrete randomization of transmission time.
패킷 전송시간의 랜덤화를 위한 추가적인 시간을 확보하기 위해 스롯 길이가 약간 확장되었다.The slot length is slightly extended to secure additional time for randomization of packet transmission time.
실제 스롯 길이(Ts)는 다음과 같이 설정된다.The actual slot length Ts is set as follows.
Ts=Tr+(Tp-Tm)=(N-1)Tm+TpTs = Tr + (Tp-Tm) = (N-1) Tm + Tp
여기서, Tp는 패킷 길이, Tm는 미니 스롯 길이, Tr은 패킷 전송 랜덤화 구간, N은 패킷 전송 랜덤화 구간(Tr)에서 사용된 미니 스롯의 갯수를 각각 나타낸다.Here, Tp denotes a packet length, Tm denotes a mini slot length, Tr denotes a packet transmission randomization interval, and N denotes the number of mini slots used in the packet transmission randomization interval Tr.
수치해석에 의하면, 전송시간 랜덤화 구간의 길이는 15개의 미니 스롯 길이일 때 유효 패킷의 처리량(Throughput)을 최적화할 수 있는 것으로 나타난다.Numerical analysis shows that the length of the transmission time randomization interval can optimize throughput of valid packets when the length of 15 mini-slots is long.
서비스해야 할 이동단말기의 수가 증가함에 딸 랜덤화 구간내의 미니 스롯의 개수를 늘림으로써 요구되는 수용용량을 만족시킬 수 있도록 할 수 있다.As the number of mobile terminals to be serviced increases, the number of mini slots in the daughter randomization section may be increased to satisfy the required capacity.
미니 스롯 길이(Tm)는 연속하여 들어오는 두 패킷을 안전하게 구분하여 수신할 수 있도록 수신단에 입력되어 들어오는 두 인접 패킷간의 최소화한의 이격길이로 설정된다.The mini-slot length (Tm) is set to the minimum separation length between two adjacent packets that are input to the receiver so that two consecutive incoming packets can be safely separated.
실제 시스템에서 미니 스롯 길이(Tm)는 AGC의 사용과 PN 프리앰블의 최고 검출성능을 위해 수개의 칩 시간 단위 또는 그 이상의 길이가 된다.In a real system, the mini-slot length (Tm) is several chip time units or longer for the use of AGC and the highest detectability of the PN preamble.
제8도는 또한 두 타임스롯에 걸쳐 열 개의 패킷이 다섯 개의 단마기로부터 수신기에 랜덤하게 도착하는 경우를 예시한다.FIG. 8 also illustrates the case where ten packets arrive randomly at five receivers across two timeslots.
이 경우, 첫 번째로 수신기에 도착한 단말기 #1(12)의 패킷(170)과 네 번째로 도착한 단말기 #4(20)의 패킷(176)이 완전히 중첩된 것을 주목할 수 있다.In this case, it may be noted that the packet 170 of the first terminal # 1 (12) arriving at the receiver and the packet 176 of the fourth terminal # 4 (20) arriving at the receiver completely overlap.
첫 번째 패킷(170)은 그 뒤에 오는 나머지 아홉 개의 패킷들(172-188)보다는 한 개의 미니 스롯에 해당하는 시간 만큼 앞서서 도착하였다.The first packet 170 arrived earlier by the time corresponding to one mini slot than the remaining nine packets 172-188 following it.
이런식으로 다섯 번째 패킷(178)이 첫 번째 타임 스롯에서 전송된 마지막 패킷으로 두 번째 패킷(172)보다 한 개의 미니 스롯 길이만큼 지연되어 도착된다.In this way, the fifth packet 178 arrives at the last packet transmitted in the first time slot with a delay of one mini slot length than the second packet 172.
그리고 두 번째 스롯의 시작점으로부터 4개의 미니 스롯 길이만큼 여섯 번째 패킷(180)이 도착하는 등 총 다섯 개의 패킷들(180-188)이 두 번째 스롯에 도착한다.A total of five packets 180-188 arrive at the second slot, such as the sixth packet 180 arriving four mini-slots from the start of the second slot.
이 경우 정합필터(94,120)는 아홉 개의 자기상관 피크들을 차례로 출력하게 된다.In this case, the matched filters 94 and 120 sequentially output nine autocorrelation peaks.
만일, 기지국(12)이 단지 두 개의 디코더(제3도 혹은 제6도에서, K=2인 경우)만을 지니고 있다면 첫 번째 스롯에서는 두 번째 패킷(172)고 세 번째 패킷(174)이 수신되고, 두 번째 스롯에서는 여섯 번째 패킷(180)과 일곱 번째 패킷(182)이 수신된다.If the base station 12 has only two decoders (when K = 2 in FIG. 3 or FIG. 6), the second packet 172 and the third packet 174 are received in the first slot. In the second slot, the sixth packet 180 and the seventh packet 182 are received.
기지국(12)의 수신 시스템에서 첫 번째 패킷(170)과 네 번째 패킷(176)은 이중 임계치 검출기(96,122)에 의해 디코딩 대상에서 제외도고, 시스템은 단지 두 개의 디코더를 갖고 있기 때문에, n번째 타임 스롯에서는 다섯 번째 패킷(178)을 디코딩할 수 없으며, (n+1)번째 타임 스롯에서는 여덟 번째 패킷(184), 아홉번째 패킷(186), 그리고 열번째 패킷(188)을 디코딩할 수 있다.In the receiving system of the base station 12, the first packet 170 and the fourth packet 176 are excluded from decoding by the double threshold detectors 96 and 122, since the system has only two decoders, the nth time The slot cannot decode the fifth packet 178, and the (n + 1) th time slot can decode the eighth packet 184, the ninth packet 186, and the tenth packet 188.
그러나, 만일 기지국(12)이 다섯 개의 디코더(K=5)를 지니고 있다면 두 타임 스롯에 걸쳐서 첫 번째 패킷(170)과 네 번째 패킷(176)을 제외한 나머지 여덟 개의 패킷들(172,174,178-188)이 모두 수신된다.However, if base station 12 has five decoders (K = 5), then eight packets 172, 174, 178-188, except for the first packet 170 and the fourth packet 176, span two time slots. All are received.
이상에서 상세히 설명된 바와 같은 본 발명은 역방향 링크(reverse link : MT에서 BS방향으로의 통신로에서 약 60~600미터 정도의 반경내에서 통신을 하는 옥내외의 지역 무선 패킷 통신망의 여러 응용에 효과적으로 사용될 수 있다.As described in detail above, the present invention can be effectively used in various applications of indoor and outdoor wireless packet communication networks that communicate within a radius of about 60 to 600 meters in a reverse link (MT to BS direction). Can be.
Claims (20)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019940025169A KR970000665B1 (en) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | Local radio communication system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019940025169A KR970000665B1 (en) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | Local radio communication system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR960012783A KR960012783A (en) | 1996-04-20 |
KR970000665B1 true KR970000665B1 (en) | 1997-01-16 |
Family
ID=19394261
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1019940025169A Expired - Fee Related KR970000665B1 (en) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | Local radio communication system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR970000665B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7259994B2 (en) | 2004-11-05 | 2007-08-21 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Integrated circuit memory devices having data output ports that support extended read cycle time intervals |
US9444569B2 (en) | 2012-05-11 | 2016-09-13 | Intel Corporation | Method to identify and differentiate background traffic |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0967742B1 (en) * | 1998-06-25 | 2007-03-21 | Philips Intellectual Property & Standards GmbH | Wireless Network |
-
1994
- 1994-09-30 KR KR1019940025169A patent/KR970000665B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7259994B2 (en) | 2004-11-05 | 2007-08-21 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Integrated circuit memory devices having data output ports that support extended read cycle time intervals |
US9444569B2 (en) | 2012-05-11 | 2016-09-13 | Intel Corporation | Method to identify and differentiate background traffic |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR960012783A (en) | 1996-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2213430C2 (en) | Random access in mobile communication system | |
US5881058A (en) | Method for performing a signal search in a wireless communication system | |
US5987016A (en) | Method and apparatus for tracking a communication signal in a wireless communication system | |
US5862133A (en) | Packet-switched spread-spectrum system | |
US5781541A (en) | CDMA system having time-distributed transmission paths for multipath reception | |
KR970000790B1 (en) | Cdma microcellular telephone system & distributed antenna system therefor | |
RU2232469C2 (en) | Random access to mobile communication system | |
US6381233B1 (en) | Spread spectrum communication transmitter and receiver, and CDMA mobile communication system and method | |
US5568473A (en) | Method and apparatus for simple and efficient interference cancellation for chip synchronized CDMA | |
US6212405B1 (en) | Extended range concentric cell base station | |
JP2002518960A (en) | Method, apparatus and system for realizing base station synchronization and high-speed sector identification | |
EP1127417B1 (en) | Method of processing cdma signal components | |
JPH0754991B2 (en) | Digital mobile radio communication system | |
KR970000665B1 (en) | Local radio communication system | |
KR0155333B1 (en) | Ds/ss time division duplex local radio system | |
KR100453774B1 (en) | Common packet channel | |
CN116193623B (en) | CDMA-based unlicensed diversity contention random access method | |
EP0942546A2 (en) | CDMA communication apparatus and CDMA communication method | |
Gass et al. | A comparison of slow-frequency-hop and direct-sequence spread-spectrum systems for different multipath delay profiles | |
JP3236738B2 (en) | Spread spectrum communication system | |
Jorgenson et al. | Improving the lpi and self-interference characteristics of the stanag 4415 very robust hf waveform | |
CN113972968A (en) | Method and system for transmission of short-period messages based on active delay spread spectrum Aloha protocol | |
US20050163084A1 (en) | Packet spread-spectrum transmitter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 19940930 |
|
PA0201 | Request for examination |
Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 19940930 Comment text: Request for Examination of Application |
|
PG1501 | Laying open of application | ||
G160 | Decision to publish patent application | ||
PG1605 | Publication of application before grant of patent |
Comment text: Decision on Publication of Application Patent event code: PG16051S01I Patent event date: 19961224 |
|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 19970411 |
|
GRNT | Written decision to grant | ||
PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 19970416 Patent event code: PR07011E01D |
|
PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 19970416 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 19991228 Start annual number: 4 End annual number: 4 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20001212 Start annual number: 5 End annual number: 5 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20011228 Start annual number: 6 End annual number: 6 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20021227 Start annual number: 7 End annual number: 7 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20031231 Start annual number: 8 End annual number: 8 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20041231 Start annual number: 9 End annual number: 9 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20051216 Start annual number: 10 End annual number: 10 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20070103 Start annual number: 11 End annual number: 11 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20080103 Year of fee payment: 12 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20080103 Start annual number: 12 End annual number: 12 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee | ||
PC1903 | Unpaid annual fee |