▶ Walsh 코드와 PN코드
앞에서 살펴본 바와 같이 CDMA 방식이 사용하는 대역확산 통신방식은 확산코드로 완전 잡음과 같은 신호를 확산 신호로 사용해야 한다. 그러나 단지 잡음과 같은 확산코드로는 각 가입자 마다 서로 다른 코드를 사용해야 하므로, 다중접속방식으로 적절하지 않다. 따라서 IS-95 방식에서는 순방향 채널에 대해서는 직교확산 방식을 사용한다. IS-95 방식에서 사용하는 코드는 3가지를 사용한다. 일부 코드는 채널 구조를 설명하면서 언급했지만 여기서 자세하게 설명하도록 하겠다.
첫 번째 코드로는 순방향 채널에서 이동국이 기지국이 송신하는 각 채널을 구분하기 위해 사용하는 직교확산 코드인 Walsh 함수가 있다. 두 번째로는 역방향 채널에 사용하는, 즉 기지국이 각 가입자를 구별하는데 사용하는 긴 코드(Long Code)가 있고, 세 번째로는 이동국이 각 기지국을 구별하는데 사용하는, 즉 기지국이 사용하는 짧은 코드(Short Code)가 있다.
IS-95 방식에서 사용하는 Walsh 함수는 64 비트로 구성되어 64개 종류가 있다. 이를 W1, W2, W3, ···로 구분한다. Walsh 함수는 서로 다른 코드를 곱하면(Exclusive OR), 0 (또는 -1) 과 1 이 섞여서 나오고 이를 모두 평균하면 0 이 되도록 되어 있고, 같은 코드를 곱하면 모두 1 이 나와서 확산 신호에 숨어있는 데이터를 복구할 수 있게 된다. 현재 IS-95 방식에서 사용하는 64 비트로 구성된 Walsh 함수를 <그림 2-17>에서 보여주고 있다.
Walsh 함수의 직교성을 쉽게 살펴보기 위하여 4비트로 구성된 Walsh 함수를 가지고 다른 코드를 곱했을 때와 같은 코드를 곱했을 때를 비교해서 보여주면 <표 2-3>과 같다.
위에서와 같이 같은 Walsh 함수를 곱한 마지막의 경우에는 Walsh 함수의 곱 결과가 모두 1이 되어서 Walsh 함수와 곱해진 데이터 신호가 나타나게 된다. 그러나 다른 Walsh 함수를 곱하면 결과가 '-1'과 '1'이 번갈아 나와서 원래의 신호와 이 곱해진 결과과 다시 곱해져 있게되어 원래 신호를 복구할 수 없다. Walsh 함수는 또한 다른 Walsh 함수 뿐만 아니라 같은 Walsh 함수라도 한비트만 동기가 맞지 않아도 다른 Walsh 함수를 곱했을 때와 같은 결과를 주기 때문에 동기를 반드시 일치 시켜야 한다.
짧은 코드는 기지국에서 사용하는 215 길이를 가지는 PN 코드이다. 만일 기지국 마다 다른 PN 코드를 사용하면, 이동국이 기지국의 PN 코드를 일일이 재생하거나 모두 기억하기가 곤란하므로, 이동국이 기지국에 쉽게 접근할 수 있도록 하기 위하여 기지국에 사용하는 PN 코드는 모두 같은 코드를 사용한다. 현재 IS-95 방식에서는 이 PN 코드를 각 기지국 마다 발생하여 전송하는데, 각 기지국은 동일한 코드를 사용하지만 서로를 구별하기 위해 기지국 마다 일정한 간격으로 time shift 되어 발생시킨다. 즉 이동국에서는 각 기지국에서 오는 이 time shift 를 가지고 각각의 기지국을 구별한다. 이로서 이동국은 모든 위상에 대해서 한 번의 검색으로 가장 유력한 기지국과 시스템 동기를 맞출 수 있다.
현재 기지국용 PN 코드의 길이는 215 주기를 가지고 있으며, 이 215주기가 Walsh 코드마다 시간오프셋을 가져야 하므로 215/64=512 하여, 시간오프셋은 512개가 존재한다. 이 512개의 시간오프셋을 각 기지국 마다 적당히 분배해야 하는데 인접 기지국과의 시간오프셋 간섭을 고려하여 분배간격을 설정해야 한다. 이 분배간격(PILOT-INC)은 기지국 사이의 거리, pilot 신호를 검출하기위한 C/I값, 경로손실 등에 의해서 결정되며, 대개 10 -12 사이의 값을 가진다. 따라서 실제로 인접 기지국에 분배할 수 있는 시간오프셋수는 41 - 52 개 정도이므로, 이를 각각 기지국에 주파수 채널 할당과 비슷한 방법으로 적절히 할당해야 한다.
각 단말기용 PN 코드는 단말기 장치번호를 이용하여 242-1의 주기를 가진다. 이 주기는 약 41.125일 으로 매우 긴 주기를 가지고 있다. 이 Long 코드를 이용하여 각 이동국마다 비화특성을 얻을 수 있다.