▶ 확산코드
대역확산 기술을 다중접속 기술로 사용하려면, 확산코드를 여러개 사용하여 각각의 확산코드에 의해서 통화채널을 확보하게 된다. 이 확산코드는 대역확산을 효과적으로 하기 위해서, 각각의 확산코드 사이에 상호연관(수학적 용어로 cross -correlation 이라 한다.)이 없어야 한다는, 즉 랜덤잡음(또는 White Noise)과 같은 특성을 가지고 있어야 한다. 두 확산 신호 사이에 cross-correlation이 있으면, 두 확산코드 사이에 이 양 만큼 상호 간섭을 주게되어, 통화품질 저하 및 채널용량이 감소하게 된다.
이와같은 특성을 수학적으로 표현하면
와 같다. 즉, 어떤 임의의 시간 T 동안에 각각의 확산코드를 상호 곱했을 때 같은 확산코드를 곱해준 경우에만 1이 나타나고, 다른 확산 코드를 곱해준 경우에는 0이 되어, 서로 다른 확산코드가 곱해지면 신호가 나타나지 않아야 한다는 것을 나타낸다. 여기서 서로 다른 두 확산 신호를 곱했을 때, 어떤 임의의 시간 동안 곱한 신호를 적분한 값의 크기가 0이 되었다고 해서, 두 신호를 곱한 전력이 0 이 된다는 이야기는 아니다. 이는 SIN이나 COS 함수를 살펴보면, 이 함수는 한 주기를 적분하면 0이 되지만, 전력을 구하기 위해서 이 함수의 자승을 구하면, SIN2, 과 COS2은 0이 되지 않는 다는 것을 보면 쉽게 이해할 수 있을 것으로 생각한다.
위에서 보여준 수식이 갖는 특성을 잘 만족하는 신호(디지틀 신호인 경우는 비트열)는 반복 주기가 무한히 긴 랜덤 잡음(Random Noise)(또는 백색잡음(White Noise) 이라 하기도 한다.) 이다. 디지틀 신호인 경우는 랜덤 시퀀스(Random sequence) 이다. 그러나 신호를 재생하려면 송신할 때 곱해준 비트 시퀀스와 동일한 확산코드를 곱해주어야 하므로 재생이 불가능한 랜덤 시퀀스는 사용할 수 없다.
따라서 재생이 가능하면서 랜덤 시퀀스와 유사한 특성을 보이는 신호를 사용하는데 이를 PN (Pseudo random Noise) 시퀀스라 한다. 이 PN 시퀀스는 다음과 같은 특징을 가지고 있어야 한다.
● 반복주기가 충분히 길다. 반복주기가 무한히 길면 random sequence이다.
● 한 주기속에 0 과 1 의 개수가 비슷하다.
● run 길이가 1 인 부분이 1/2, 2 가 1/4, 3 이 1/8, ··· 이다.
(run 길이란 같은 부호가 연속된 숫자를 말한다.)
● 한 주기속에 각 sequence 간에 cross-correlation이 매우 작다.
● 작은 sequence 조각으로 전체 sequence를 재생할 수 없다.
● 적절한 재생 알고리듬에 의해서 재생이 가능하여야 한다.
이러한 특징을 가지는 PN 코드를 이용하여 통신을 하려면 각 기지국과 사용자마다 각각 PN 코드를 지정을 하여야 한다. 지금의 CDMA 방식에서는 하나의 PN 코드만 사용하는 것이 아니라, 필요에 따라 3가지의 확산코드를 사용한다. 순방향 채널에서 이동국이 각 채널을 구분하기 위해서는 서로 직교성을 가지는 Walsh 코드를 가지고 구별하고, 각 이동국이 기지국을 구별하기 위하여 기지국 구별용으로 사용하는 짧은 PN 코드(Short code)가 있고, 기지국이 각 이동국을 구별하고 음성신호를 확산시키는데 사용하는 매우 긴 PN 코드(Long code)를 사용한다. 이에 대해서는 다음 절에서 자세히 설명하도록 한다.