JP2726220B2 - 符号分割多元接続装置 - Google Patents
符号分割多元接続装置Info
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Description
DMA)通信、特にパーソナル通信システム(PCS)
のような移動通信におけるCDMA通信に用いる変復調
装置に関するものである。
えば次記文献に示されている。 文献: BERNARD SKLAR 著、"DIGITAL COMMUNICATIONS
Fundamentals and Applications" pp.571-573、1988
年、Prentice Hall Prentice-Hall International Edit
ions。 この文献の変復調装置では、送信データに拡散コードを
かけてスペクトラムを拡散する。スペクトラム拡散され
た信号は、無線機によって高周波信号に変換され、アン
テナから送信される。複数の送信局は同一の周波数を用
い、使用する拡散コードが異なっている。復調装置で
は、アンテナからの受信信号は高周波からベースバンド
信号に変換され、送信局と同期した拡散コードを乗じ、
1シンボル分を加算して復調信号を取り出す。復調信号
には目的とする信号の他に、他局からの干渉信号が含ま
れているが、干渉信号としては目的とする信号に対して
小さいので、目的とする局の信号が得られる。
の装置において送信局数が多くなると、誤りの少ない伝
送方式を構築するためには1シンボル分の拡散コードの
長さが大きくなるため、使用する周波数帯域広がるとい
う問題点があった。従って本発明は、1シンボルを2系
統にし、それぞれ1シンボル分の拡散コードを2分割し
たものを用いて拡散した信号を直交した2つの搬送波で
伝送及び並列処理することにより、伝送量を増やして使
用する周波数帯域の広帯域化を低減することにある。
つの拡散符号を2分割して2系統の部分拡散符号を作成
し、同一の送信データ入力とこれら2系統の部分拡散符
号との乗算をそれぞれ行い、第1被拡散信号及び第2被
拡散信号を作成する第1手段を有する。また、直交した
2系統の搬送波を作成し第1被拡散信号と一方の搬送波
との乗算を行い且つ第2被拡散信号と他方の搬送波との
乗算を行って、無線周波数(RF)帯域の2系統の信号
を作成する第2手段と、その出力を合成して無線周波数
帯域の送信信号を作成してアンテナ部から送信する第3
手段とを備えている。また、本発明は、受信側に、直交
した2系統の搬送波を作成し、アンテナ部から受信した
無線周波数帯域の同一の受信信号とこれら2系統の搬送
波との乗算をそれぞれ行い、ベースバンド帯域の第1受
信信号と第2受信信号とを作成する第4手段を有する。
また、1つの拡散符号を2分割して2系統の部分拡散符
号を作成し第1受信信号と一方の部分拡散符号との乗算
を行い且つ第2受信信号と他方の部分拡散符号との乗算
を行って第1部分相関値と第2部分相関値とを作成する
第5手段と、これら第1部分相関値及び第2部分相関値
を加算してその加算値を受信データ推定値として出力す
る第5手段とを備えている。
送信データ入力は、拡散符号によって直接拡散変調され
る。送信データ入力の1シンボル(プラス1又はマイナ
ス1のシンボル)当たりに使用する拡散コードの長さが
一定のものを用いた場合、一般的傾向として、非直交の
拡散コードを使用した場合はユーザ数が多いほど誤り率
が増加し、直交の拡散コードを使用した場合はユーザ数
が直交の拡散コードの数より多くなるほど誤り率が増加
するので、ユーザ数と送信データ1シンボル当たりに使
用する拡散コードの長さとの間には密接な関係がある。
本発明では、1シンボル分の拡散符号sk(t)を2つ
の部分に分割したものを用い、その2系統の部分的拡散
符号ck1(t)、ck2(t)で送信データ入力をそ
れぞれ拡散し、拡散したそれぞれの被拡散信号と直交し
た2つの搬送波との乗算を行ってRF帯域の送信信号を
作成することにより、送信局数が増えても、2倍の伝送
量を確保できるようにしたものである。
(t)は、次式のように表される。
データ(情報データ)であり、プラス1あるいはマイナ
ス1で表される。ak(t)はシンボル長時間Taの間
は変化しない。ck1(t)、ck2(t)は、時刻t
においてk局が用いている2系統の部分的拡散符号であ
り、k局の1シンボル長に対してN/2(N/2=Ta
/Tc、但しTcは部分拡散コードのチップ時間長)倍
の速度をもつ。ψ1(t)、ψ2(t)は互いに直交し
た搬送波である。
の搬送波帯域で伝送したRF帯域の受信信号R(t)
は、送信局数がM局あるとき次式(2)のように表され
る。
乗積処理を行うことにより、RF帯域の受信信号から、
2つの直交した搬送波ψ1(t)、ψ2(t)に乗せた
ベースバンドにおけるそれぞれの成分E1(t)、E2
(t)を抽出する。なお、E1(t)、E2(t)は、
それぞれ、式(1)におけるak(t)ck1(t)、
ak(t)ck1(t)に対応する。そして、送信局k
局において使用し且つ送信局k局と同期した拡散符号c
k1(t)、ck2(t)との相関値bk1、bk2を
それぞれ計算し、それらの和b(k)を計算する(逆拡
散)。
ち、2つの直交した搬送波に乗せた送信データ成分の出
力の和は次式(3)のように表される。
れ、式(1)におけるak(t)ck1(t)、ak
(t)ck1(t)に対応するものであり、従って、相
関値の和bkは、拡散符号ck(t)を用いて1シンボ
ルのN倍の速度で拡散して送信したものを復調した場合
の相関値と同じであり、受信データ推定値となる。
施例を示すブロック図であり、このCDMA送信装置
は、拡散符号発生部11、拡散変調部12−1、12−
2、搬送波発生部13、乗積変調部14−1、14−2
で、波形合成部15、送信アンテナ16で構成される。
拡散変調部12−1、12−2及び乗積変調部14−
1、14−2は、それぞれ、同じ構成のものである。送
信データ入力ak(t)は、拡散変調部12−1、12
−2へ入力し、また、この拡散変調部12ー1、12ー
2には、拡散符号発生部11の出力を、入力する。拡散
符号発生部11では、送信局で使用する、拡散符号ck
(t)を発生し、それを2つの部分に分割して、1つの
拡散符号ck1(t)を拡散変調部12−1に、もう1
つの拡散符号ck2(t)を拡散変調部12−2にそれ
ぞれ入力する。なお、拡散符号としては、疑似ランダム
(PN)符号、ゴールド(Gold)符号系列などの非
直交符号を用いることができ、また、ウォルシュ・アダ
マール(Walsh Hadamard)符号のような
直交符号の拡散符号を用いることができる。
ak(t)を、拡散符号ck1(t)との乗算によって
拡散し、その被拡散信号dk1(t)を乗積変調部15
−1へ入力する。同様に、拡散変調部12−2において
も、送信データ入力ak(t)を、拡散符号ck2
(t)との乗算によって拡散し、その被拡散信号ck2
(t)を乗積変調部15−2へ入力する。被拡散信号d
k1(t)、dk2(t)はそれぞれ式(4)に示す。
波cos(2πfct)、sin(2πfct)を出力
し、それぞれ乗積変調部14−1、乗積変調部14−2
へ入力する。乗積変調部14−1では、拡散変調部12
−1から出力される被拡散信号dk1(t)と搬送波発
生部13から出力される搬送波cos(2πfct)と
を乗算し、そのRF帯域の信号を波形合成部15へ入力
する。同様に、乗積変調部14−2においても、拡散変
調部12−2から出力される被拡散信号dk2(t)と
搬送波発生部13から出力される搬送波sin(2πf
ct)とを乗算し、そのRF帯域の信号を波形合成部1
5へ入力する。波形合成部15では、乗積変調部14−
1の出力と乗積変調部14−2の出力とを波形を合成し
てRF帯域の送信信号sk(t)を作成し、送信アンテ
ナ16を通して出力する。RF帯域の送信信号sk
(t)は式(6)のように表される。
例を示すブロック図であり、このCDMA受信装置は、
受信アンテナ21、搬送波発生部22、乗積復調部23
−1、23−2、ローパスフィルタ部24−1、24−
2、拡散符号発生部25、相関演算部26−1、26−
2、加算部27で構成される。乗積復調部23−1、2
3−2、ローパスフィルタ部24−1、24−2、拡散
符号発生部25、相関演算部26−1、26−2は、そ
れぞれ、同じ構成のものである。ここで全受信局は完全
に同期し、且つ、全受信局とも完全に同期しているもの
とする。受信アンテナ21から、式(2)で表されるR
F帯域の受信信号R(t)が、乗積復調部23−1、2
3−2へ入力される。搬送波発生部22では、送信局と
同期し且つ互いに直交した2つの搬送波cos(2πf
ct)、sin(2πfct)を出力し、乗積復調部2
3−1、23−2にそれぞれ入力される。乗積復調部2
3−1では、受信アンテナ21から出力される受信信号
R(t)と搬送波発生部22から出力される搬送波co
s(2πfct)とを乗算し、その乗積信号U1(t)
を、ローパスフィルタ部24−1へ入力する。同様に、
乗積復調部24−2では、受信アンテナ21から出力さ
れる受信信号R(t)と搬送波発生部22から出力され
る搬送波sin(2πfct)とを乗算し、その乗積信
号U2(t)を、ローパスフィルタ部24−2へ入力す
る。乗積信号U1(t)、U2(t)は式(6)のよう
に表される。
調部23−1から出力される受信信号U1(t)に含ま
れている搬送波のcos(2πfct)成分に乗せたベ
ースバンド信号E1(t)を抽出し、相関演算部26−
1へ入力する。同様に、ローパスフィルタ部25−2で
は、乗積復調部23−2から出力される受信信号U2
(t)に含まれている搬送波のsin(2πfct)成
分に乗せたベースバンド信号E2(t)を抽出し、相関
演算部26−2へ入力する。拡散符号発生部25では、
送信局k局で使用し且つ送信局k局と同期した拡散符号
ck(t)を発生し、その拡散符号ck(t)を2つの
部分に分割し、その1つの拡散符号ck1(t)を相関
演算部26−1へ、もう1つの拡散符号ck2(t)を
相関演算部26−2へそれぞれ入力する。相関演算部2
6−1では、ローパスフィルタ部24−1からの出力と
拡散符号発生部25からの拡散符号ck1(t)との相
関演算を行い、相関値bk1は加算部27へ入力する。
同様に相関演算部26−2では、ローパスフィルタ部2
4−2からの出力と拡散符号発生部25から出力される
拡散符号ck2(t)との相関演算を行い、相関値bk
2は加算部27へ入力する。
ぞれ式(7)のように表される。
相関演算部26−1、26−2からの相関値出力bk
1、bk2を加算し、この加算値bkを、受信データ推
定値として誤り訂正復号器(図示せず)へ出力する。得
られる加算部27の出力は、式(7)のck(t)にW
alsh Hadamard行列を用いた符号のような
直交符号、PN符号、Gold符号のような非直交符号
用いた場合、それぞれの符号の相互相関値は0ないし小
さい値であり無視できるので、bkは式(8)のように
なり、これは受信推定データとなる。
よれば、送信局数が増えても、1シンボルを2系統に
し、それぞれ1シンボル分の拡散コードを2分割したも
のを用いて拡散した信号を直交した2つの搬送波で伝送
及び並列処理することにより、伝送量を増やして使用す
る周波数帯域の広帯域化を低減することが可能である。
ロック図
ロック図
Claims (1)
- 【請求項1】 送信部に、 1つの拡散符号を2分割して2系統の部分拡散符号を作
成し、同一の送信データ入力と、これら2系統の部分拡
散符号との乗算をそれぞれ行い、第1被拡散信号及び第
2被拡散信号を作成する第1手段と、 直交した2系統の搬送波を作成し、前記第1被拡散信号
と一方の当該搬送波との乗算を行い、且つ、前記第2被
拡散信号と他方の当該搬送波との乗算を行って、無線周
波数帯域の2系統の信号を作成する第2手段と、 当該第2手段の出力を合成して無線周波数帯域の送信信
号を作成し、アンテナ部から送信する第3手段とを、備
え、 受信側に、 直交した2系統の搬送波を作成し、アンテナ部から受信
した無線周波数帯域の同一の受信信号と、これら2系統
の搬送波との乗算をそれぞれ行い、ベースバンド帯域の
第1受信信号と第2受信信号とを作成する第4手段と、 1つの拡散符号を2分割して2系統の部分拡散符号を作
成し、前記第1受信信号と一方の当該部分拡散符号との
乗算を行い、且つ、前記第2受信信号と他方の当該部分
拡散符号との乗算を行って、第1部分相関値と第2部分
相関値とを作成する第5手段と、 これら第1部分相関値及び第2部分相関値を加算してそ
の加算値を受信データ推定値として出力する第5手段と
を、備えたことを特徴とする符号分割多元接続装置。
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