JP3686809B2

JP3686809B2 - 通信システム

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Publication number: JP3686809B2
Application number: JP2000020657A
Authority: JP
Inventors: 譲一斎藤; 英希清水; 直樹椿; 雄爾石田; 利則鈴木
Original assignee: KDDI Corp; Hitachi Communication Technologies Ltd
Current assignee: KDDI Corp; Hitachi Communication Technologies Ltd
Priority date: 2000-01-28
Filing date: 2000-01-28
Publication date: 2005-08-24
Anticipated expiration: 2020-01-28
Also published as: US6895038B2; US20010038664A1; JP2001217814A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信システムに係り、特に、符号分割多元接続方式による無線通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
符号分割多元接続方式を用いた無線通信システムは、他のシステムからの相互干渉に強い、マルチパスに強い、ハンドオフが容易、秘匿性に優れている等の移動通信に適した特徴を持っている。しかし、符号分割多元接続方式の通信システムは、他の多元接続方式と異なり、同一の基地局セル内に存在している複数の端末ユーザーが同時に同一の周波数と同一の周波数帯域とを用いて通信を行っているため、チャネル使用の効率性に対する問題点も持ち合わせている。この問題点は、遠近問題存在下における基地局に近いユーザーの強い通信信号が他の弱い通信信号を覆うことにより生じる干渉や、自局からの不必要な送信電力により生じる他局への干渉等がチャネルの使用効率の低下を招いてしまうために生じる。
【０００３】
チャネルの使用効率の低下を防止する対策として、信号の広帯域化による広帯域利得の利用、相互相関の小さい符号系列の使用、遠近問題の解決を行う電力制御の採用等が行われている。特に、電力制御は、自局からの不必要な送信電力を抑え、自局の送信電力を必要最小に抑えることにより他局への干渉を最小限の抑えるばかりでなく、遠近問題を解決するためにも有効である。
【０００４】
しかし、これらの対策を用いても同時通信を行っているユーザー数の増加による相互相関干渉の増加（信号対雑音比の劣化）に伴う通信品質の低下を防ぐことは困難である。
【０００５】
前述した問題点を解決するための手段として、他のチャネルからの干渉の除去を行う干渉キャンセル技術が有効であり、様々な方式の干渉キャンセル技術が検討されている。他のユーザーからの干渉は受信機において予測可能であり、干渉を除去するための処理を行うことが可能である。これらの干渉キャンセル方式のうち、復調の対象となる複数のユーザー信号情報を利用するマルチユーザー受信方式の干渉キャンセル方式が提案されている。この方式を用いた干渉キャンセル装置は、復調の対象となる複数のユーザー信号を復調処理し、復調処理を施した信号から再拡散処理と合成処理とを施してレプリカ信号を作成し、多重波受信信号との減算処理を行い復調処理を行うことによって干渉成分の抑圧を行うものである。そして、干渉キャンセル処理をカスケード接続された多段型の構成として行なうことにより干渉成分の抑圧効果を高めている。
【０００６】
なお、この種の干渉キャンセルに関する情報として、例えば、特開平１０−５１３５３号公報、特開平１０−１９０４９４号公報等に記載された技術が知られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前述したような符号分割多元接続を用いた移動通信システムは、同時に通信を行っているユーザー数の増加による相互相関干渉の増加が避けられず、干渉キャンセル技術が必須の技術となっている。これら干渉キャンセル方式のうち、マルチユーザー受信方式の干渉キャンセル方式は、復調の対象となる複数のユーザー信号情報を利用するため、複数の相関器や再拡散器などを含めた干渉成分の抑圧処理を行う信号処理部を必要とする。この干渉成分の抑圧処理を行う信号処理部は、干渉成分のキャンセル効果を高めるため多段構成となっているため装置規模と信号処理規模とが大きくなってしまう。このため、このような干渉キャンセル方式を使用する通信システムは、基地局装置の装置規模が大きくなってしまい、コストも増加するという問題点を有している。
【０００８】
本発明の目的は、前述した従来技術の問題点を解決し、複数の無線移動局装置と同時通信を行っている無線基地局装置における、通信ユーザー数の増加により生じる相互相関干渉の抑制を行う干渉抑圧機能を備えることによる装置規模の増大を抑えた符号分割多元接続を用いる通信システムを提供することにある。
【０００９】
また、本発明の目的は、チャネルの使用効率の低下を防ぎ、高品質の通信を行うことを可能にした低コストの符号分割多元接続を用いる通信システムを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば前記目的は、受信信号の干渉キャンセラ装置を有する無線基地局と、多数の無線移動局装置とを備え、無線基地局と無線移動局装置との間で符号分割多元接続による通信を行う通信システムにおいて、前記干渉キャンセラ装置が、受信信号をある時間間隔で分割し、分割された信号をより高速な周期の信号へ変換した後、変換された高速な周期の信号の同一の信号のステージ処理段数に相当する複数個をシリアル的なスロット構成の信号に変換するスロット構成回路と、スロット構成の信号の逆拡散処理を行う相関回路と、逆拡散処理後の逆拡散信号をステージ処理段数加算を行うステージ加算回路と、ステージ加算後の信号の再拡散処理を行う再拡散回路と、再拡散処理を施した全ての拡散信号の合成処理を行いレプリカ信号の生成を行う合成回路と、レプリカ信号と受信信号との減算処理を行う減算処理回路とを備え、レプリカ信号と受信信号との減算処理を行った信号を繰り返し相関回路に帰還させることにより干渉成分の除去を行うように構成されていることにより達成される。
【００１１】
また、前記目的は、前記スロット構成回路が、受信信号をある時間間隔で分割する際、信号の分割点において、前後の信号の一部分が重複するように分割を行うことにより、また、前記シリアル的なスロット構成の信号のうち、逆拡散処理が施されるスロット信号が、相関回路に入力される前に第１スロットのみが通過させられ、残りのスロット信号を通過させず遮断した信号とされ、相関回路の入力には第２スロット以降のスロットに干渉キャンセル処理を施して帰還させた信号が配置されることにより達成される。
【００１２】
また、前記目的は、前記ステージ加算回路が、入力されてくる逆拡散信号のうち有効である信号の選択と、加算を行う信号の選択と、再拡散を行う信号の選択とを行い、これらの選択を制御して加算を行う逆拡散信号の選択を行うことによりステージ段数の変更が可能に構成されていることにより達成される。
【００１３】
また、前記目的は、前記相関回路が、シフトレジスタと、逆拡散符号設定素子と、加算回路とを有するマッチドフィルタを備え、該マッチドフィルタが、シフトレジスタに入力される受信信号を後段へ順次シフトさせ、その間に逆拡散符号設定素子との積算処理を行い積算後の信号を加算することにより相関値信号を出力する相関検出処理を行うに際して、シフトレジスタの信号を次段へ１段シフトを行う時間内に、逆拡散符号設定素子に設定する逆拡散符号を受信ユーザ数分切り替えて相関検出を行うことにより、複数ユーザーの逆拡散処理を行うことにより達成される。
【００１４】
さらに、前記目的は、干渉抑圧信号のパス検出を行うパス検出回路をさらに備え、該パス検出回路は、相関回路より出力される相関値信号の先頭パイロット信号部分を選択するセレクタと、スロット信号内の選択したパイロット信号の平均化処理を行う平均化回路と、平均化したパイロット信号と後段のスロット信号との累積加算を行う累積加算回路と、累積加算を行った信号を後段の他の累積加算を行った信号と忘却平均処理を行う忘却平均回路と、忘却平均を行った相関値信号より受信信号のパス検出を行い、有効パスのピーク検出と位置検出とを行うパス検出・ピーク検出回路と、パス検出・ピーク検出回路により検出された有効パス情報より相関値信号から逆拡散信号の検出を行う逆拡散信号検出回路とを備えて構成されることにより達成される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による通信システムの実施形態を図面により詳細に説明する。
【００１６】
図１は本発明の一実施形態による符号分割多元接続を用いる通信システムの構成を示すブロック図、図２は干渉キャンセラ装置を有する無線基地局装置の構成を示すブロック図であり、まず、本発明の実施形態による通信システムと無線基地局との構成の概略を説明する。図１、図２において、１１は無線移動局装置（ＭＳ）、１２は無線基地局装置（ＢＴＳ）、１３は無線制御部（ＢＳＣ）、１４は交換制御部（ＭＳＣ）、１５は公衆通信網、２０はアンテナ部、２１は送受信増幅部、２２は無線部、２３はベースバンド処理部、２４は有線伝送路インタフェース部、２５は無線基地局制御部である。
【００１７】
本発明が適用される動通信システムは、図１に示すように、無線移動局装置１１と、複数の無線移動局装置１１と符号分割多元接続方式を用いて通信を行う無線基地局装置１２と、複数の無線基地局装置１２と接続され通信信号と制御信号との選択合成処理や分配処理を行い無線移動局装置１１に対してダイバーシチハンドオーバ処理を行う無線制御部１３と、複数の無線制御部１３や他の通信設備と接続され通信信号の交換処理を行う交換制御部１４とからなり公衆通信網１５に接続されて構成されている。
【００１８】
無線基地局装置１２は、その通信方式として符号分割多元接続方式を用い、無線基地局装置１２の無線エリア内に存在している複数の無線移動局装置１１と通信を行う。そして、移動端末ユーザーである複数の無線移動局装置１１は、同一の周波数と同一の周波数帯域とを用いて通信を行っており、個々の通信は、それぞれ異なった符号を用いることにより通信の分割が行われている。また、無線基地局装置１２に近い移動端末ユーザーの強い通信信号が他の移動端末ユーザーの弱い通信信号を覆うことにより生じる遠近問題を解決するため電力制御等の処理が行われている。
【００１９】
無線制御部１３は、複数の無線基地局装置１２と接続されており、それぞれの無線基地局装置１２からの通信信号と制御信号との選択合成処理、及び、それぞれの無線基地局装置１２に対して通信信号と制御信号との分配処理を行っている。また、無線制御部１３は、それらの通信しに対して無線移動局装置１１が１つの無線基地局装置１２がカバーしている無線エリアから移動し、他の無線基地局装置がカバーしている無線エリアへ移っていった場合に、無線基地局装置間の通信信号の切り替えを行うダイバーシチハンドオーバ処理をも行っている。
【００２０】
無線基地局装置１２は、図２に示すように、アンテナ部２０と、送受信増幅部２１と、無線部２２と、ベースバンド信号処理部２３と、有線伝送路インターフェース部２４と、無線基地局制御部２５とにより構成されている。
【００２１】
無線信号の送受信を行うアンテナ部２０は、ダイバーシチ受信を行うため１つの通信エリアに対し２系統の送受信アンテナを持ち、無線基地局装置が複数セクタ処理に対応した無線基地局の場合、セクタ数に応じた複数のアンテナを備えている。
【００２２】
送受信増幅部２１は、送信無線信号を増幅する送信アンプと受信無線信号を増幅する低雑音アンプとを装備しており、無線送信信号と無線受信信号との分離多重を行っている。
【００２３】
無線部２２は、ベースバンド信号処理が施された送信信号をＤ／Ａ変換し直交変調後に無線周波数信号に変換し送受信増幅部２１の送信アンプに送る無線送信部と、送受信増幅部２１の受信アンプからの受信信号をベースバンド信号周波数に変換し準同期検波後にＡ／Ｄ変換してベースバンド信号処理部２３に伝送を行う無線受信部とからなっている。
【００２４】
ベースバンド信号処理部２３は、送信データの誤り訂正符号化、フレーム化、データ変調、拡散変調等の信号処理を行うベースバンド送信部と、干渉キャンセラ装置を備え、無線部２２からの受信信号の受信同期、逆拡散、干渉抑圧処理、誤り訂正復号、データの多重分離、セクタ間ダイバーシチハンドオーバ時の最大比合成等の信号処理を行うベースバンド受信部とからなっている。
【００２５】
有線伝送路インターフェース部２４は、無線基地局装置１２と無線制御部１３との間の局間伝送路のインターフェース部であり、無線制御部１３との通信信号の送受信を行っている。
【００２６】
無線基地局制御部２５は、無線制御部１３との制御信号の送受信を行い、無線回線管理、無線回線の設定開放等を行っている。
【００２７】
次に、無線基地局装置１２内の干渉キャンセラの詳細な構成と動作とを図面により説明する。
【００２８】
図３はキャンセラ装置の構成を示すブロック図、図４はスロット構成回路による受信信号のスロット構成信号への変換につてい説明する図、図５はスロット構成信号の干渉キャンセルステージの処理過程における信号配置方法について説明する図、図６はステージ処理回路の構成と、該回路での逆拡散信号の加算処理について説明する図、図７は干渉キャンセラ装置の相関回路の構成を説明するブロック図、図８は干渉キャンセラ装置のパス検出回路の構成を説明するブロック図である。図３、図６〜図８において、１０１は同期処理・初期パス検出回路、１０２、１１３、１１４、４０４は遅延回路、１０３はスロット信号構成回路、１０４、１０７、１０９、４０１、４０３、４０５、５０４、６０１はセレクタ、１０５は相関回路、１０６はパス検出回路、１０８は符号生成回路、１１０は再拡散回路、１１１は合成回路、１１２は減算処理回路、１１５はステージ処理回路、１１６は復調回路、４０２は加算器、５０１はシフトレジスタ、５０２は逆拡散符号設定素子、５０３は加算回路、５０５は制御部、５０６はマッチドフィルタ、６０２は平均化回路、６０３は累積加算処理回路、６０４は忘却平均処理回路、６０５は逆拡散信号検出回路、６０６はパス検出・ピーク検出回路である。
【００２９】
無線基地局装置１２に設けられる干渉キャンセラ装置は、図３に示すように、無線受信部で受信された多重波信号の同期処理と初期のパス位置検出とを行う同期処理・初期パス検出回路１０１と、パス検出結果を信号の分割に反映させるための遅延を行う遅延回路１０２と、パス検出を行った受信信号をある時間間隔で分割してスロット構成の信号への変換を行うスロット構成回路１０３と、スロット信号の信号選択を行うセレクタ１０４と、スロット構成の信号の逆拡散処理を行う相関回路１０５と、干渉抑圧信号のパス検出を行うパス検出回路１０６と、逆拡散処理後の逆拡散信号をステージ処理段数加算を行うステージ加算回路１１５と、ステージ加算後の信号の再拡散処理を行う再拡散回路１１０と、再拡散処理を行った全ての信号の合成処理を行いレプリカ信号を生成する合成回路１１１と、合成処理後のレプリカ信号を受信信号から減算する処理を行う減算処理回路１１２と、逆拡散、再拡散処理を行う符号を生成する符号生成回路１０８と、その符号の切り替えを行うセレクタ１０７、１０９と、干渉キャンセル後の信号について復調処理を行う復調回路１１６とにより構成されている。
【００３０】
前述において、入力される受信信号は、無線部２２により受信された多重波信号を同期処理とパス検出とを行った後の受信信号であり、この受信信号は、スロット信号構成回路１０３によりある時間間隔で分割され、より高速な周期の信号へと変換した後シリアル的なスロット構成の信号にされる。スロット構成にされた信号は、分割した信号と同じ信号が繰り返し配置されるような構成となっている。このスロット構成にされた信号は、一方は減算処理を行うため繰り返し信号が配置されたスロット構成のまま遅延回路１１３を介して減算処理部１１２へ入力される。そして、もう一方のスロット構成の信号は、セレクタ１０４により、最初の第１スロットの信号のみが通過させられ残りのスロットの信号が遮断された信号に変換された後、干渉キャンセル処理を行うための後段の処理回路へ入力される。
【００３１】
第１スロットのみが通過した信号は、逆拡散処理を行うため相関回路１０５に入力される。この相関回路１０５は、多重化された入力信号に対して、ユーザー数分の相関検出処理を行い、ユーザー数分の逆拡散処理を行う。逆拡散された信号は、パス検出回路１０６、ステージ処理回路１１５を経て、スロット構成のまま再拡散回路１１０に入力され再拡散信号に作成した後、合成回路１１１により全てのユーザーの再拡散信号が合成されレプリカ信号に生成される。レプリカ信号は、減算処理回路に入力される繰り返し信号のスロット構成となっている信号と減算処理が行われた後に、逆拡散処理を行う先ほどの相関回路１０５へ遅延回路１１４とセレクタ１０４とを介して帰還される。
【００３２】
相関回路１０５に帰還された減算処理後の信号についても同様に逆拡散処理が行われる。このときの時間的なタイミングは、先ほどの帰還前の信号、つまり受信後の信号が第１スロットの信号であるとすると、この信号を処理して帰還された信号が第２スロットの信号となるように配置され連続して信号の処理を行うことが可能なようにされている。帰還され逆拡散処理された第２スロットの信号についても先ほどの処理と同様に再び再拡散処理、合成処理が行われレプリカ信号が生成される。このレプリカ信号についても、前回同様減算処理を行った後に再び相関回路に帰還されるのである。この帰還された信号は第３スロットの信号となり、同様の処理を繰り返し行うことにより、マルチステージ型の干渉キャンセル機能を持ち、干渉成分の抑圧効果を高めることができる。
【００３３】
前述で説明したように、本発明の実施形態は、マルチステージ干渉キャンセラの処理において、受信信号をある時間間隔で分割し、より高速な周期の信号へと変換した後シリアル的なスロット構成に変換した信号を使用する。このスロット構成に変換した信号は相関回路にて逆拡散処理が行われる。このとき、連続信号をスロットに分割することにより不連続信号となるため、そのまま分割した信号をスロットに配置したのでは、不連続点での相関回路による復調処理ができなくなる。そのため、本発明の実施形態は、不連続点においても相関回路による復調が連続信号と同様に行えるようにするため、分割する信号を分割点において前後の分割した信号と一部分の信号が重複するように分割を行い、その信号をスロット構成の信号として配置するものである。この分割方法により不連続点での信号も信号の欠落なく逆拡散処理が可能となる。
【００３４】
次に、前述したような信号の分割を行うスロット構成回路１０３での受信信号をスロット構成の信号に変換する様子を、図４を参照して説明する。
【００３５】
受信された信号は、多数の無線移動局装置１１の加入者からの信号が符号分割多重された状態の信号であり、スロット構成回路１０３は、このような受信信号２０１を任意に設定されたある時間間隔で分割し、より高速な周期の信号へと変換した後シリアルなスロット構成の信号に変換する。この信号変換は、前述の時間間隔で分割した信号を、前述と同一の時間間隔の中にｍ個の高速な同一の信号として並べて、スロット構成の信号２０２となるように行われる。
【００３６】
受信信号２０１は、任意に設定されたある時間間隔で分割されるので、無線移動局装置１１からの各加入者の信号は、不連続な信号となってしまうため、変換されたスロット信号２０２は、以後の処理において、不連続点での相関回路による逆拡散処理ができないものとなる。そこで、本発明の実施形態によるここでの信号変換は、不連続点においても相関回路による逆拡散が連続信号と同様に行うことを可能とするため、受信信号２０１の分割点において、前後の分割した信号と一部分の信号が重複するように分割を行っている。分割された信号は、スロット信号２０２に示すように分割された信号と同一のものが繰り返してｍ個配置されるような構成となっている。ｍは、干渉キャンセル行うステージ処理の段数であり、この段数が多ければ干渉キャンセルの効果が大きくなるがそのための処理時間も多く要することになるので、干渉キャンセルの効果と処理時間とにより、システムとして、最適な値が設定される。
【００３７】
本発明の干渉キャンセラの処理は、スロット構成にした信号をスロットの第１スロットに受信信号を配置し逆拡散処理を行い、第２スロットに帰還した信号を配置して逆拡散処理を行うことにより干渉キャンセルステージ処理を行うものである。逆拡散処理後のデータは、スロット毎に逆拡散された逆拡散信号をステージ毎に累積加算を行うことによりステージ処理利得を高める構成とされている。また、この各ステージ処理段での逆拡散信号の累積加算を行う回路は、信号の入出力部にセレクタ回路を設け、加算を行う信号の選択や次段へと送る信号の選択を可能とする構成となっている。多重数が少ない場合等でステージ数が少なくてよい場合、このセレクタを切り替えることによりスロット構成を変えることなくステージ処理段数の変更が可能となる。また、次段へと送る信号をセレクタにより選択することによりレプリカ信号を作成するための復調信号として使用可能な信号の選択が可能となる。
【００３８】
次に、前述したような干渉キャンセルステージでの処理過程について図５を参照して説明する。
【００３９】
スロット構成回路１０３によりスロット構成の信号２０２に変換された信号は２分されて、その一方が、減算処理を行うため前述のスロット構成のまま減算処理部１１２へ入力され、他の一方が、干渉キャンセルステージ処理を行うため信号３０１として示すように最初の１スロットの信号のみがセレクタ１０４により選択されて通過させられて相関回路１０５に入力される。その後、セレクタ１０４を通過した信号は、相関回路１０５による逆拡散処理、再拡散回路１１０による再拡散処理、合成回路１１１による合成処理、減算信号回路１１２による減算処理が行われる。減算処理が行われた信号は、遅延回路１１４を通り再び相関回路１０５に帰還される。帰還された信号は、信号３０２として示すようにスロット構成にした信号の第２、第３スロット、…、へと配置される。
【００４０】
帰還された信号は、再び相関回路１０５により逆拡散処理が行われ、各スロットにおける復調データは、ステージ処理回路１１５により逆拡散信号の加算処理が行われる。次に、この逆拡散信号の加算処理を図６を参照して説明する。
【００４１】
ステージ処理回路１１５は、図６（ａ）に示すように、セレクタ４０１と、加算器４０２と、セレクタ４０３と、遅延回路４０４と、セレクタ４０５とにより構成されている。入力される逆拡散信号には、加算器４０２と遅延回路４０４とにより、前のスロットの逆拡散信号が累積的に加算されていく処理が施される。この結果、ステージ処理回路１１５から出力される逆拡散信号が累積的に加算された信号は、図６（ｂ）に４０６として示すようなものとなる。多数の逆拡散信号が累積加算された信号は、干渉がキャンセルされた信号とされていることになり、この信号が復調処理されることにより、干渉がキャンセルされた信号に復調される。
【００４２】
相関回路１０５は、従来、復調するユーザー数と同じ数必要でであったが、本発明の実施形態は、信号処理方法を工夫することにより１つの相関回路で複数のユーザー信号を復調可能となるように構成されている。本発明の実施形態は、この構成によりユーザー数の増加とともに増えていた相関回路の数を減少させることを可能とした。
【００４３】
相関回路に入力される受信信号は、シフトレジスタに入力され、順次後段のレジスタにシフトされていく。相関回路は、この受信信号と逆拡散を行う符合を積算し積算結果の和をとることにより相関値を出力し、その処理を連続的に行うことにより信号の復調を行っている。逆拡散を行うために設定される符号は、符号生成回路１０８により生成され、それぞれのユーザー信号を復調するのに必要な符号をそれぞれ別々に生成する。この生成された逆拡散符号を相関回路の符号設定素子に設定して復調処理を行うのであるが、このときに設定される符号の設定方法が本発明の特徴である。
【００４４】
通常、受信信号と逆拡散符号とは、受信信号がオーバーサンプル処理されているためシフトレジスタの遅延段数が異なるが、受信信号と逆拡散符号とは同期するように後段へと送られる。そのため、それぞれの相関回路に入力される受信信号が全く同一であるにもかかわらず設定される逆拡散符合がユーザーにより異なるために復調を行うユーザー数の相関回路が必要となっているのである。そこで、本発明の実施形態は、受信信号がシフトレジスタに設定され後段のレジスタに１つシフトする時間内に、相関回路の符号設定素子に設定される符号を瞬時に切り替えられる構成にし、全てのユーザー信号の逆拡散符号を切り替えて設定を行うことにより複数ユーザー信号の逆拡散処理を可能にしたものである。このとき、設定される符号を切り替える瞬間に同期して復調信号の出力も切り替える構成をとることにより出力には複数ユーザーの相関検出した相関値信号が並列して出力されることになり、１つの相関回路で複数のユーザー信号の逆拡散処理が可能となる。
【００４５】
次に、図７を参照して、前述したような相関回路１０５の構成とその動作とについて説明する。
【００４６】
相関回路１０５は、マッチドフィルタ５０６として、シフトレジスタ５０１と、逆拡散符号設定素子５０２と、加算回路５０３と、セレクタ５０４とを備えて構成されている。周知のように、受信信号をベースバンド信号に周波数に変換された信号は、Ｉ軸信号とＱ軸信号とに分けられているので、マッチドフィルタ５０６としても、前述の構成を２組備えている。そして、このマッチドフィルタ５０６には、逆拡散符号を設定するための符号の生成を行う符号生成器１０８と、セレクタ１０７と、セレクタの切り替え制御を行う制御部５０５とが接続されている。
【００４７】
符号生成器１０８は、受信信号の復調を行う全てのユーザーに対する復調用の逆拡散符号の生成を個別に行う。そして、それらの逆拡散符号は、セレクタ１０７によって順次高速に切り替えられ拡散符号設定素子５０２に設定される。制御部５０５は、この逆拡散符号の設定切り替えと同時に相関値の出力を切り替えるセレクタ５０４の切り替えの制御を行う。セレクタ５０４の出力には、説明している装置により逆拡散処理可能なユーザー数の信号線が接続されており、セレクタ５０４の切り替えにより相関回路１０５の出力には、相関検出した相関値処理が復調ユーザー数分並列に出力される。
【００４８】
本発明の実施形態におけるマルチステージ干渉キャンセラ装置で使用するパス検出回路１０６は、相関検出され干渉キャンセルステージ処理を施した後の信号によりパス検出を行うことを可能としたものである。通常、受信信号の同期処理とパス検出、並びにパス選択は、受信初期に行われ、そのデータに基づいて逆拡散処理が行われる。しかし、符号分割多元接続無線通信システムは、基地局、移動局間で細かな電力制御が行われ、常に受信信号電力と受信干渉電力との比であるSIR が同じとなるように送信電力の制御が行われている。このため、干渉キャンセラにより干渉成分を抑圧された後の信号は、電力を下げるように送信相手側に電力制御信号が送られ、受信信号の電力が除々に小さくなってしまう。このように、干渉キャンセラの干渉抑圧効果により受信信号の電力は徐々に小さくなるため、初段の同期処理、パス検出回路だけでは、パス検出が難しくなってしまう。
【００４９】
そこで、本発明の実施形態に使用するパス検出回路１０６は、受信初期の同期処理、パス検出を通常のパス検出回路にて行うだけでなく、干渉キャンセラにより干渉成分を抑圧した後の信号においてもパス検出を行うことが可能な構成とされている。すなわち、まず、１番最初の第１スロットの信号は、初段のパス検出信号を使用し逆拡散処理を行い、第２スロットの信号は、第１スロットの信号を逆拡散処理したときの相関値信号を使用する。そして、第３スロットの信号を逆拡散処理するときには、第１スロットの相関値信号と、第２スロットの相関値信号との両方を加算した相関値信号を使用する。これは、干渉キャンセル処理を施した干渉キャンセル第１ステージの相関値信号である。同様に、第４スロットの信号を逆拡散処理するときは、第１、第２、第３スロットの相関値信号を加算した干渉キャンセル第２ステージの相関値信号を使用する。同様の処理を続けて行うことにより、干渉キャンセルステージ処理を施した相関値信号を次スロットのパス検出に使用することが可能となる。これら干渉キャンセルステージ処理を施された信号は、干渉キャンセルステージ処理後にメモリされ、後段のデータとの平均化処理が行われることにより、フェージングなどに強くより正確なパス検出を行うことが可能になる。
【００５０】
次に、図８を参照して、前述したようなパス検出回路１０６の構成とその動作とについて説明する。
【００５１】
パス検出回路１０６は、セレクタ６０１と、平均化回路６０２と、累積加算回路６０３と、忘却平均化回路６０４と、パス検出・ピーク検出回路６０６と、逆拡散信号検出回路６０５とから構成されている。この回路においても、Ｉ軸信号とＱ軸信号とに対応する前述の構成をパス検出・ピーク検出回路６０６を覗いて２組備えている。パス検出回路１０６は、相関回路１０５より出力されている信号線のうち必要な復調信号と、復調信号のうちパス検出に必要なパイロット信号部分とのみをセレクタ６０１により選択し、１スロット内のパイロット信号を平均化回路６０２に平均化処理を行わせる。
【００５２】
スロット毎に平均化されたパイロット信号の相関値信号は、加算回路によりステージ処理が施された後段の各スロットの平均化された相関値信号と累積加算回路６０３により累積加算され、干渉キャンセルステージ処理が施された相関値信号とされることになる。この干渉キャンセルステージ処理が行われた相関値信号は、忘却平均回路６０４により干渉キャンセルステージ処理が施されたいくつかの相関値信号の平均化処理が行われる。この干渉キャンセルステージ処理が施された相関値信号を使用して受信信号のパス検出と、シンボル復調を行うパスのピーク検出とが、パス検出・ピーク検出回路６０６により行われる。このパス検出・ピーク検出回路６０６によりピーク検出が行われたパス情報に基づいて、相関回路１０５より出力される相関値データからシンボル復調データの抽出が行われる。
【００５３】
前述した本発明の実施形態によれば、干渉キャンセルステージ処理を施した信号を帰還させて信号の処理を行うことにより、従来の従属接続していたステージ処理と同様の信号処理を可能にした上で、従来ステージ段数必要としていたハード量を大幅に削減することができるという効果を得ることができる。
【００５４】
また、前述の本発明の実施形態によれば、復調すべきユーザーの数だけ必要としていた相関回路を高速な逆拡散符号の切り替えと出力の同期切り替えとを行うことにより、１つの相関回路より複数のユーザー信号の復調を行うことを可能にし、これにより、相関回路の数を減少させることができるという効果を得ることができる。
【００５５】
さらに、前述した本発明実施形態によれば、干渉キャンセル処理により復調信号の干渉量が減少し、この電力制御に伴い受信電力が小さくなった場合においても受信信号のパス検出を可能にし更に多くの受信信号の多重化が可能になるという効果を得ることができる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、複数の無線移動局装置と同時通信を行っている無線基地局装置における、通信ユーザー数の増加により生じる相互相関干渉の抑制を行う干渉抑圧機能を備えることによる装置規模の増大を抑え、チャネルの使用効率の低下を防ぎ、高品質の通信を行うことを可能にした低コストの符号分割多元接続を用いる通信システムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による符号分割多元接続を用いる通信システムの構成を示すブロック図である。
【図２】干渉キャンセラ装置を有する無線基地局装置の構成を示すブロック図である。
【図３】干渉キャンセラ装置の構成を示すブロック図である。
【図４】スロット構成回路による受信信号のスロット構成信号への変換につてい説明する図である。
【図５】スロット構成信号の干渉キャンセルステージの処理過程における信号配置方法について説明する図である。
【図６】ステージ処理回路の構成と、該回路での逆拡散信号の加算処理について説明する図である。
【図７】干渉キャンセラ装置の相関回路の構成を説明するブロック図である。
【図８】干渉キャンセラ装置のパス検出回路の構成を説明するブロック図である。
【符号の説明】
１１無線移動局装置（ＭＳ）
１２無線基地局装置（ＢＴＳ）
１３無線説明部（ＢＳＣ）
１４交換制御部（ＭＳＣ）
１５公衆通信網
２０アンテナ部
２１送受信増幅部
２２無線部
２３ベースバンド処理部
２４有線伝送路インタフェース部
２５無線基地局制御部
１０１同期処理・初期パス検出回路
１０２、１１３、１１４、４０４遅延回路
１０３スロット信号構成回路
104、107、109、401、403、405、504、601 セレクタ
１０５相関回路
１０６パス検出回路
１０８符号生成回路
１１０再拡散回路
１１１合成回路
１１２減算処理回路
１１５ステージ処理回路
１１６復調回路
４０２加算器
５０１シフトレジスタ
５０２逆拡散符号設定素子
５０３加算回路
５０５制御部
５０６マッチドフィルタ
６０２平均化回路
６０３累積加算処理回路
６０４忘却平均処理回路
６０５逆拡散信号検出回路
６０６パス検出・ピーク検出回路

Claims

受信信号の干渉キャンセラ装置を有する無線基地局と、多数の無線移動局装置とを備え、無線基地局と無線移動局装置との間で符号分割多元接続による通信を行う通信システムにおいて、前記干渉キャンセラ装置は、受信信号をある時間間隔で分割し、分割された信号をより高速な周期の信号へ変換した後、変換された高速な周期の信号の同一の信号のステージ処理段数に相当する複数個をシリアル的なスロット構成の信号に変換するスロット構成回路と、スロット構成の信号の逆拡散処理を行う相関回路と、逆拡散処理後の逆拡散信号をステージ処理段数加算を行うステージ加算回路と、ステージ加算後の信号の再拡散処理を行う再拡散回路と、再拡散処理を施した全ての拡散信号の合成処理を行いレプリカ信号の生成を行う合成回路と、レプリカ信号と受信信号との減算処理を行う減算処理回路とを備え、レプリカ信号と受信信号との減算処理を行った信号を繰り返し相関回路に帰還させることにより干渉成分の除去を行うように構成されていることを特徴とする通信システム。
前記スロット構成回路は、受信信号をある時間間隔で分割する際、信号の分割点において、前後の信号の一部分が重複するように分割を行うことを特徴とする請求項１記載の通信システム。
前記シリアル的なスロット構成の信号のうち、逆拡散処理が施されるスロット信号は、相関回路に入力される前に第１スロットのみが通過させられ、残りのスロット信号を通過させず遮断した信号とされ、相関回路の入力には第２スロット以降のスロットに干渉キャンセル処理を施して帰還させた信号が配置されることを特徴とする請求項１記載の通信システム。
前記ステージ加算回路は、入力されてくる逆拡散信号のうち有効である信号の選択と、加算を行う信号の選択と、再拡散を行う信号の選択とを行い、これらの選択を制御して加算を行う逆拡散信号の選択を行うことによりステージ段数の変更が可能に構成されていることを特徴とする請求項１記載の通信システム。
前記相関回路は、シフトレジスタと、逆拡散符号設定素子と、加算回路とを有するマッチドフィルタを備え、該マッチドフィルタは、シフトレジスタに入力される受信信号を後段へ順次シフトさせ、その間に逆拡散符号設定素子との積算処理を行い積算後の信号を加算することにより相関値信号を出力する相関検出処理を行うに際して、シフトレジスタの信号を次段へ１段シフトを行う時間内に、逆拡散符号設定素子に設定する逆拡散符号を切り替えて相関検出を行うことにより、複数ユーザーの逆拡散処理を行うことを特徴とする請求項１記載の通信システム。
干渉抑圧信号のパス検出を行うパス検出回路をさらに備え、該パス検出回路は、相関回路より出力される相関値信号の先頭パイロット信号部分を選択するセレクタと、スロット信号内の選択したパイロット信号の平均化処理を行う平均化回路と、平均化したパイロット信号と後段のスロット信号との累積加算を行う累積加算回路と、累積加算を行った信号を後段の他の累積加算を行った信号と忘却平均処理を行う忘却平均回路と、忘却平均を行った相関値信号より受信信号のパス検出を行い、有効パスのピーク検出と位置検出とを行うパス検出・ピーク検出回路と、パス検出・ピーク検出回路により検出された有効パス情報より相関値信号から逆拡散信号の検出を行う逆拡散信号検出回路とを備えて構成されることを特徴とする請求項１記載の通信システム。