Transcript Chapter 5
제5장 링크구조 Contents 5.1 비대칭 링크 5.2 순방향 링크 5.2.1 파일롯 채널 5.2.2 동기 채널 5.2.3 호출 채널 5.2.4 통화 채널 5.2.5 변조기 5.3 역방향 링크 5.3.1 액세스 채널 5.3.2 통화 채널 5.4 통화 채널 구조 5.4.1 순방향 링크 5.4.2 역방향 링크 2 5.1 비대칭 링크 순방향 링크 기지국 ⇒ 이동국 869 ~ 894 MHz 파일럿 채널(1), 동기채널(1) 페이징 채널(7), 통화채널 월쉬 함수(Walsh function)에 의해서 직교 확산되고, 다시 짧은 PN 시퀸스 쌍에 의해서 확산 역방향 링크 이동국 ⇒ 기지국 824 ~ 849 MHz 액세스 채널, 통화 채널 긴 PN 시퀸스에 쌍에 의해 확산 3 5.2 순방향 링크(1/12) 파일롯 채널 월쉬 함수0(w0)를 파일롯 채널에 할당 기지국은 연속해서 파일롯 채널을 전송 이동국에게 동기 시간과 위상 정보를 제공 이동국은 수신된 파일롯 채널의 Ec/I0를 측정 함으로서 핸드오 프 결정 그림 1. 파일롯 채널 4 5.2 순방향 링크(2/12) 동기 채널 동기 채널 메시지 정보를 전송(시스템 동기, 시스템 파라메터) walsh 코드 32에 의해서 직교 확산되고, PN 시퀀스로 확산 기저 대역 정보의 속도 : 1.2 Kbps 페이징 채널의 정보 비트율을 알려 줌 ⇒ 이동국이 페이징 채널을 정확히 복조 그림 2. 동기 채널 5 5.2 순방향 링크(3/12) 동기 채널 프레임 구조 동기 채널 슈퍼 프레임 전송 속도 : 1200 bps(96 bit/90 ms) 3개의 동기 채널 프레임으로 구성 동기 채널 프레임(32 bit) 송신 섹터의 짧은 PN 시퀀스와 동기를 맞춤 짧은 PN 시퀀스는 매 26.67 ms 마다 반복 동기 채널 메시지 캡슐 : 동기 채널 메시지 + 첨가 비트 그림 3. 동기 채널 프레임의 구조 6 5.2 순방향 링크(4/12) SOM(Start-of-message) bit 동기 채널 프레임 첫 번째 비트 1 : 동기 채널 메시지 시작, 0 : 계속되는 동기 채널 메시지 동기 채널 프레임의 본체 : SOM bit 이외의 나머지 프레임 동기 채널 메시지 내용 파일롯 PN 시퀀스 오프셋(the PILOT_PN field) 섹터를 구별하기 위해 사용 긴 PN 시퀀스 동기 정보(LC_STATE, SYS_TIME) 그림 4. 동기 채널 메시지 구조 7 5.2 순방향 링크(5/12) 호출 채널 기저 대역 정보를 전송 4.8 또는 9.6 Kbps의 높은 속도로 정보 전송 PRAT 영역 : 호출 채널의 데이터 속도를 이동국에게 알려주는 역할 그림 5. 호출 채널 8 5.2 순방향 링크(6/12) 80 ms의 주기를 갖는 여러 개의 슬롯들로 나뉨 최대 슬롯 주기 : 2048개의 슬롯 그룹 슬롯의 구성 하나의 슬롯은 4개의 호출 채널 프레임들로 구성 각각의 호출 채널 프레임은 호출 채널 반-프레임들로 구성 동기 캡슐 지시기(SCI:synchronized capsule indicator) 비트 반-프레임의 첫번째 비트 1 : 현재의 반-프레임 상에서 새로운 메시지 캡슐의 시작을 의 미 호출 채널상의 메시지는 동기 호출 채널 메시지 캡슐들 또는 비 동기 호출 채널 메시지 캡슐들로 전송 9 5.2 순방향 링크(7/12) 그림 6. 전송 속도 9.6 Kbps를 갖는 호출 채널 프레임 구조 그림 7. 3개의 서로 다른 메시지 들에 대한 호출 채널 메시지 구조 10 5.2 순방향 링크(8/12) 호출 채널 전송 메시지 오버 헤드 메시지 시스템 파라메터 메시지 : 핸드오프 파라메터, 순방향 전 력제어 파라메터 액세스 파라메터 메시지 : 역방향 전력제어 파라메터, 액 세스 파라메터, 액세스 채널 파라메터 인접 리스트 메시지 : 인접 집합들의 PN 오프셋 정보 특정 이동국 또는 이동국 그룹들을 호출 가능 11 5.2 순방향 링크(9/12) 통화 채널 데이터나 음성, 신호 메시지 전송 다중화된 전력제어 비트(PCB) 포함 그림 8. 속도 집합 1을 갖는 순방향 통화 채널 12 5.2 순방향 링크(10/12) 그림 9. 심볼 반복의 결과로 얻어진 전력 감소: (a) 경우 1, (b) 경우 2 13 5.2 순방향 링크(11/12) 그림 10. 속도 집합 2를 갖는 순방향 통화 채널 14 5.2 순방향 링크(12/12) 변조기 논리 채널 출력이 입력 이득 제어 기능 논리 채널들의 이득 조정 그림 11. CDMA 순방향 링크 변조기 15 5.3 역방향 링크(1/8) 논리 채널 구성 : 액세스 채널, 통화 채널 비동기 특성 때문에 채널 구분을 위해 긴 PN 시퀀스 사용 액세스 채널 통화를 시도하거나, 호출과 명령에 응답하기 위해 사용 Data rate : 4.8 Kbps 그림 12. 액세스 채널 16 5.3 역방향 링크(2/8) Convolution encoder 심볼 반복 : 1회 반복 (28.8 Ksps) 64-직교 변조 부호화율(R) : 1/3 error 방지를 위해 encoding rate 사용 각 6개의 코드 심벌에 대해 64개의 가능한 변조 심벌 중의 하나가 전송 6개의 입력 심벌을 십진수로 변경한 값에 해당하는 Walsh함수가 입력심벌에 곱 직접 계열 확산 4.8 Ksps 또는 307.2 Ksps로 직교 변조된 데이터를 긴 PN 시퀀스 에 의해 확산 역방향 링크의 다른 채널과 구별하기 위해 긴 PN 시퀀스 사용 17 5.3 역방향 링크(3/8) 직교 확산 I와 Q채널로 분리되어 각각 짧은 PN 시퀀스(1.2288Mcps)인 PI, PQ에 의해 확산 코드의 주기 2^15 PI, PQ 의 특성 다항식 PI ( X ) X 15 X 13 X 9 X 8 X 7 X 5 1 PQ ( X ) X 15 X 12 X 11 X 10 X 6 X 5 X 4 X 3 1 파일럿 PN 코드는 매 26.666...ms(=2^15/1228800초)를 주기로 반복(정확히 2초에 75번 반복) Q채널의 PN 코드 확산 데이터는 I 파일럿 PN 코드에 의해 확산된 데이터보다 409.90ms 만큼 지연 기적대역 필터링 대역 확산이 된 후 I, Q 데이터를 기저대역 필터의 입력으로 사용 ISI(Inter Symbol Interference)를 줄이기 위해 사용 18 5.3 역방향 링크(4/8) 액세스 채널 슬롯의 구조 액세스 채널 프레임으로 구성 (3+MAX_CAP_SZ) + (1+PAM_SZ) 프레임으로 구성 각 프레임은 96개의 비트와 20 ms의 주기 ⇒ 4.8 Kbps MAX_CAP_SZ : 최대 액세스 채널 메시지 캡슐 사이즈 PAM_SZ : 액세스 채널 프리엠블 길이 그림 13. 액세스 채널 프레임 및 메시지의 구조 19 5.3 역방향 링크(5/8) 통화 채널 데이터나 음성, 신호 메시지 전송 데이터 버스트 랜덤화기(data burst randomizer) 음성 활성화에 이용 여분의 데이터를 랜덤하게 마스크 시키는 0과 1의 마스크 패턴 발 생 전송 속도가 9.6 Kbps : 마스크 되지 않음 전송 속도가 4.8 Kbps : 반만 전송 전송 속도가 1.2 Kbps : 심볼들은 7번 반복되고, 8개의 심볼들 중 7개 마스크 버스트 랜더마이징 : 전송하고자 하는 전력제어 그룹과 하지 않을 전 력제어그룹을 설정하는 기능 gate-on : 버스트 랜덤화기는 반복된 코드 심벌들을 정확히 한 번만 전송 gate-off : 간섭을 줄이기 위해 자신의 평균전력을 가장 최근의 전력제어 그룹의 평균 전력을 기준으로 혹은 송신기 잡음 레벨을 기준으로 최소 20dB이상 감소 20 5.3 역방향 링크(6/8) 그림 14. 속도 집합 1을 갖는 역방향 통화 채널 그림 15. 데이터 버스트 랜덤화기의 동작 예 21 5.3 역방향 링크(7/8) 데이터 버스트 랜덤화기 알고리즘 코드 반복에 의해 발생된 중복데이터를 랜덤하게 마스크 해주는 0과 1의 마스크 패턴을 발생 마스킹의 패턴은 long 코드로부터 얻는 14비트의 블록에 의해서 결정 14비트 길이의 블록은 바로 이전 프레임의 16개의 전력제어 그룹 중 15번 째 전력 제어 그룹의 마지막 14비트 14비트를 b0b1b2…b13으로 표시 역방향 통화채널의 20ms 프레임은 0부터 15번까지 16개의 전력제어 그룹 으로 나누어짐 전력 제어 전송 전송 전송 전송 속도 속도 속도 속도 9.6 4.8 2.4 1.2 Kbps Kbps Kbps Kbps : : : : 전력 제어 그룹은 차단되지 않음 한 프레임에 평균 8개의 전력제어 그룹 차단 평균적으로 12개의 전력제어 그룹 차단 평균적으로 14개의 전력제어 그룹 차단 22 5.3 역방향 링크(8/8) 그림 16. 속도 집합 2를 갖는 역방향 통화 채널 23 5.4 통화 채널 구조(1/4) 그림 17. 순방향과 역방향 링크의 통화 채널 프레임 구조 24 5.4 통화 채널 구조(2/4) 다중화 옵션 1(Multiplex Option 1) 주 통화(음성)와 신호(메시지)를 전송하는데 사용 삭제 및 삽입(blank and burst) : 프레임 전부를 voice나 signaling data로 쓰는 방식 공존 삽입(dim and burst) : 한 프레임을 primary와 secondary를 동시에 쓰는 방법 순방향 링크 이동국과 통화중일 때 통화 채널을 사용하여 송신하는 메시지 시스템 파라미터 메시지 T_ADD : 파일롯 신호 수신 임계치 T_DROP : 파일롯 신호 미수신 임계치 T_COMP : 활동 집합 대 후보 집합 비교 임계치 T_TDROP : 드롭 타이머 값, 해당 파일롯의 세기가 T_DROP 이하로 될 때 시작되고, T_DROP 이상이면 재설정 되어 무능화 25 5.4 통화 채널 구조(3/4) 핸드오프 지시 메시지 SRCH_WIN_A : 활동 집합과 후보 집합을 위한 검색 윈도우 크기 SRCH_WIN_N : 이웃 집합을 위한 윈도우 크기 SRCH_WIN_R : 나머지 집합을 위한 윈도우 크기 NGHBR_MAX_AGE : 이웃 집합의 최대 유지 시간 PILOT_PN : 파일럿 PN 시퀀스 오프셋 값 PWR_COMB_IND : 전력제어 심볼 합성 지시자 CODE_CHAN : 새로운 통화 채널의 월쉬 함수를 나타내는 코드 채널 값 인접 리스트 갱신 메시지 PWR_REP_THRESH : 전력제어 보고 임계치 PWR_REP_FRAMES : 전력제어 보고 프레임 수 PWR_THRESH_ENABLE : 전력 임계치 보고 모드 지시자 PWR_RERIOD_ENABLE : 전력 정기 보고 모드 지시자 PWR_REP_DELAY : 전력 보고 지연 26 5.4 통화 채널 구조(4/4) 역방향 링크 이동국이 기지국과 통화할 때 통화 채널을 이용하여 다음의 메시지 전송 파일럿 세기 측정 메시지 PILOT_PN_PHASE : 파일롯 위상 측정값 PILOT_STRENGTH : 파일롯 세기 전력 측정 보고 메시지 ERRORS_DETECTED : 검출된 프레임 에러의 수 PWR_MEAS_FRAMES : 측정 주기동안 순방향 통화 채널 프레임 수 PLIOT_STRENGTH : 각각의 활동 집합에 대한 파일롯 세기 측정값 핸드오프 완료 메시지 LAST_HDW_SEQ : 현재 활동 집합을 결정하는 핸드오프 방향 메시지내의 HDW_SEQ와 일치하는 핸드오프 지시 메시지 시퀀스 수 PILOT_PN : 활동 집합을 구성하는 파일롯 PN 시퀀스 오프셋 27