JPH05227124A - 符号分割多元アクセス通信方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 端末局数の増加を可能にするとともにパケッ
トデータによるランダムアクセスを可能にするＣＤＭＡ
通信方式を提供する。 【構成】 １つの基地局と複数の端末局とがそれぞれに
割当てられた符号を用いて送受信するＣＤＭＡ通信方式
であって、基地局は短周期符号により拡散されたパイロ
ット信号と、短周期符号の１周期を１ビットとし、各端
末局に対応する長周期符号により拡散された情報伝達用
信号とを合成する合波器と、各端末局に対応する受信用
長周期符号を用いて受信した情報伝達用信号を逆拡散す
る逆拡散器とを備え、各端末局は割当てられた受信用の
長周期符号を用いて受信した情報伝達用信号を逆拡散す
る逆拡散器と、送信用の長周期符号を用いて情報伝達用
信号を拡散する逆拡散器とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、無線通信における回
線接続（アクセス）方法の中の符号分割多元アクセス通
信方式（Code division multiple access 、以下ＣＤＭ
Ａ通信方式と称する）に関するもので、特に１つの基地
局と複数の端末局とが各々に割当てられた符号を用いて
アクセスするＣＤＭＡ通信方式に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】伝達すべき情報信号（ベースバンド信
号）で変調された搬送波をさらにビットレートの高いパ
ルス符号列で変調することにより、スペクトル拡散（変
調）して通信を行なうスペクトル拡散通信方式がある。
この方式によると、受信側では送信側と同じパルス符号
列を用いて受信波を逆拡散することにより、拡散前の変
調波に戻すことができる。

【０００３】復調は同期検波により行なわれるが、符号
列との乗算は伝送路で加わる干渉（他の通信装置からの
混信、妨害、選択性フェージング）に対してスペクトル
拡散の作用をするため、復調された原信号に混入する干
渉電力を小さく抑えることができる。また、伝送路中の
信号電力スペクトラム密度が低いこと、および拡散符号
を知らなければ復調できないことから秘匿性にも優れて
いる。このスペクトル拡散通信方式の応用例として、複
数の拡散符号によるＣＤＭＡ通信方式がある。

【０００４】この通信方式によると複数の端末局とラン
ダムにアクセスすることができ、時分割のごとくシステ
ム全体の制御を必要とせず、周波数分割のごとく狭帯域
フィルタ群を用意する必要がないので、簡単にベースバ
ンド信号、符号を多重化することができる。

【０００５】図１２はこのようなＣＤＭＡ通信方式の従
来例を示す図である。このＣＤＭＡ通信方式は、１つの
基地局５１と、複数の端末局５２、５３、５４…とを備
える。基地局５１には、符号Ｇ〜Ｌが割当てられ、端末
局５２には、符号Ｇ，Ｈが、端末局５３には、符号Ｉ，
Ｊが、端末局５４には、符号Ｋ，Ｌがそれぞれ割当てら
れる。その他の端末局にも、それぞれ符号が割当てら
れ、各符号は、それぞれ同じビット長にされる。基地局
５１と各端末局５２〜５４とは、割当てられた符号を用
い双方向に通信する。

【０００６】次に、情報の送受信動作について説明す
る。基地局５１と端末局５２とは、双方向に通信してお
り、基地局５１から端末局５２へは符号Ｇにより直接ス
ペクトル拡散した信号が伝送され、端末局５２は、直接
スペクトル拡散された信号を受信し、符号Ｇを用いて逆
拡散を行ない情報を得る。

【０００７】端末局５２から基地局５１に送信する場合
には、符号Ｈを用いて直接スペクトル拡散した信号を伝
送する。基地局５１は、この信号を受信し、符号Ｈを用
いて逆拡散を行ない情報を得る。同様に端末局５３およ
び５４においても、各々符号Ｉ，ＪおよびＫ，Ｌを用い
て基地局５１との通信を行なう。

【０００８】また、図示していないが、すべての変調並
びに復調はＢＰＳＫ変調方式を用いており、搬送波周波
数はすべて同一である。

【０００９】このように、ＣＤＭＡ通信においては、各
々の復号のキーとなる符号が別であるので、たとえばＧ
という符号で拡散した信号は端末局５２の符号Ｇの復号
器（逆拡散器）でのみ逆拡散を行なうことが可能であ
り、他の端末局で受信することはできない。また、逆拡
散時に受信利得が得られ、これにより他の端末局に与え
られた信号と区別できる。このことを詳細に説明する。

【００１０】たとえば符号Ｇ〜Ｌが各々１２７チップ
（ビット）の周期を持つ符号であり、基地局５１から各
々Ｗ_G ＝Ｗ_I ＝Ｗ_K の電力で送信されたと仮定する。あ
る端末局での受信電力は、Ｗ_G ´、Ｗ_I ´、Ｗ_K ´に減
衰する。この場合において、端末局５２が符号Ｇを用い
て逆拡散すると、複合された出力は、Ｗ_G に対する出力
はＷ_G ´であるが、Ｗ_I およびＷ_G に対する出力は、各
々Ｗ_L ´／１２７およびＷ_K ´／１２７となり、受信利
得が大きく異なる。これにより、自己に伝送された信号
と他局に伝送された信号とを区別することができる。

【００１１】このようなＣＤＭＡ通信方式の利点は次の
とおりである。 符号にて各端末局を区別しかつ同一の周波数を用い
ているため、周波数分割多元アクセス方式（ＦＤＭＡ）
のように周波数にて区別した場合と比べガードバンドを
分ける必要がなくなる。このため周波数の利用効率がよ
い。

【００１２】 符号にて拡散し広帯域信号となってい
るため、屋内などで使用する場合において、狭帯域信号
で問題となるマルチパスフェージングの影響が少なく、
回線品質がよい。

【００１３】 符号にて区別しているため、この符号
を用意した端末局でのみ復号でき、秘匿性が高い。

【００１４】 符号にて区別しているため、任意のと
きにアクセスすることができる。ＦＤＭＡや時分割多元
アクセス方式のごとく空きチャンネルや空きスロットと
いう概念がないため、同一符号にて使用している局がな
い限り任意にアクセスすることができる。

【００１５】このような直接スペクトラム拡散の復号
（逆拡散）方式には、種々の方式があるが、大きく分け
て、能動型と受動型の２方式があり、能動型のものとし
て、ディレーロックループ（ＤＬＬ）を用いたもの、受
動型のものとして、整合フィルタを用いたものが代表的
である。

【００１６】能動型では、受信符号と同期して符号を発
生し、その符号と受信波とを乗算するため、復号後の信
号は、スペクトラム拡散しないときの符号と同様に復調
できるので、一般のＢＰＳＫ復調器を用いることができ
る。

【００１７】一方、受動型では、予め符号と同一の符号
パターンを用意しておき、順次入力される符号が一致し
たときにパルス波の復号信号を得ることができる。

【００１８】すなわち、能動型のものは、どのような符
号に対しても同期することができ、復号も簡単である
が、同期までに時間がかかるため、１度同期がはずれる
と再び同期するまでに時間がかかる。このことから、伝
送路が安定、情報が連続かつ長時間のものに向く。しか
し、パケット状の情報や伝送路が不安定でマルチパスが
発生しやすいような屋内での使用は不向きである。この
ような条件では同期がはずれやすいからである。

【００１９】一方受動型のものは、必ず符号の１周期以
内で逆拡散信号が得られることから、パケット状の情報
や伝送路が不安定な場合にも適用できる。しかし符号が
長くなると情報を検出することが困難となってくる。

【００２０】したがって、目的や用途などに応じ能動型
および受動型の使い分けをする必要がある。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】従来のＣＤＭＡ通信方
式では、基地局と各端末局とにそれぞれ符号を割当て、
端末局を区別することにより、ランダムアクセスを可能
にしている。したがって、同時に同一符号を用いること
ができない。そのため、設定できる端末局の数は符号数
しか設定できず、１度局数を決めると後から増設するこ
とは困難である。このことをもう少し詳しく説明する。

【００２２】符号発生器としていわゆるリニアシフトバ
ックシフトレジスタ（Ｍ系列）を用いた場合には、１２
７チップでは１８種類、５１１チップでは４８種類しか
疑似乱数が存在しないため、基地局と端末局との間で同
一の周波数を用いる場合には、その半分の局数しか設定
できず、仮に基地局と端末局との間で別々の周波数を用
いても、その数は各々１８，４８局となる。このチャネ
ルが少数しか取れないという問題を解決する方法とし
て、チップ数を増やす方法が考えられるが、その場合に
は、以下の問題が生じる。

【００２３】チップ数を増やした場合には、従来例に記
載したように能動型の受信機しか使用できなくなり、パ
ケット状の情報やマルチパスなどによりパス長さが変化
する伝送路には用いることができなくなる。

【００２４】さらに、使用する端末局がたとえば１００
０局程度欲しいときには、周期は３００００チップ程度
となり、（ＭＫ列にて３２７６８の周期で１８００種）
ハード面および使用する帯域面から実現が困難となる。

【００２５】また、１種類の符号に１０ないし５０局程
度割当て、その割当てた局内で他の局が通信していない
ときにその符号を使用することも考えられる。しかし、
この場合にはＣＤＭＡ通信方式のランダムアクセスに制
限が加わることになる。さらに回線接続率を上げるに
は、１局につき数種の符号を用意し、マルチチャネルア
クセスのごとく符号選択のための制御を行なう必要があ
り、本来のＣＤＭＡ通信方式のランダムアクセスの利点
がなくなってしまう。

【００２６】この発明は、以上の問題を解消するために
なされたものであり、ＣＤＭＡ通信方式のランダムアク
セス性を保ちながら、多数の端末局に各々独自の符号を
割当てることを可能にするＣＤＭＡ通信方式を提供する
ものである。

【００２７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
のこの発明は、１つの基地局と複数の端末局とが各々に
割当てられた符号を用いてアクセスする符号分割多元ア
クセス通信方式であって、前記符号は、前記基地局と各
前記端末局とに割当てられる短周期符号と、各々が前記
短周期符号の長さを少なくとも１ビットとする送信用お
よび受信用の長周期符号とを含み、前記基地局は前記短
周期符号を用いてパイロット信号を拡散する手段と、各
前記端末局に対応する送信用の長周期符号を用いて情報
伝達信号を拡散する手段と、前記拡散されたパイロット
信号と情報伝達信号とを同一タイミングで送信するよう
に制御するタイミング制御手段と、前記複数の端末局の
うちのある端末局からの情報伝達信号を当該端末局に対
応する受信用の長周期符号を用いて逆拡散する手段とを
含み、各前記端末局は前記短周期符号を同期タイミング
とし、前記割当てられた受信用の長周期符号を用いて前
記基地局からの情報伝達信号を逆拡散する手段と、前記
短周期符号を同期タイミングとし、前記割当てられた送
信用の長周期符号を用いて前記基地局への情報伝達信号
を拡散する手段とを含む。

【００２８】また、他の発明の符号分割多元アクセス通
信方式において、前記端末局は基地局への送信に際して
の初期同期のための短周期符号が割当てられ、前記短周
期符号を用いて初期同期のためのパイロット信号を拡散
する手段を含む。

【００２９】さらに、他の発明の符号分割多元アクセス
通信方式において、前記基地局および前記端末局の双方
または一方は自局のパイロット信号の発生タイミングと
多局の情報伝達信号またはパイロット信号の発生タイミ
ングとの時間差に基づいて自局と他局との間の伝送路の
長さを検出する手段と、前記検出された伝送路の長さに
基づいて自局の送信電力を制御する送信電力制御手段と
を含む。

【００３０】

【作用】以上のこの発明では、短周期の符号により拡散
されたパイロット信号と、短周期の符号のビット長を少
なくとも１ビットとする長周期の符号により拡散された
情報伝達用信号の２つの波を用いて、基地局と各端末局
との回線接続を行なうことができる。この２つの信号の
送信タイミングは、タイミング制御手段により一致する
ように制御されているので、同期および復号が迅速に行
なわれる。

【００３１】そして、長周期の符号と情報レートとの関
係を短周期符号の長さを１ビットとし、かつ長周期の１
部分または全部を情報の１ビットとすることにより、長
周期の符号が長くなっても、ハード面および使用する帯
域幅に負担はなくなる。その結果、長周期符号のチップ
数に基づいて端末局数を設定することができるので、局
数を増大させることができる。また、長周期符号を用い
ているにもかかわらずマルチパスにも強くパケット状の
情報を伝送することのできるＣＤＭＡ通信方式を構築す
ることができる。

【００３２】また、端末局に１基地局への送信に際して
の初期同期のための短周期符号が割当て、端末局が短周
期符号を用いて初期同期のためのパイロット信号を拡散
する手段を含む場合には、情報伝送信号の同期複合をさ
らに迅速に行なうことができる。

【００３３】さらに、基地局および端末局の双方または
一方が自局と他局との間の伝送路の長さを検出する手段
と、送信電力を制御する手段とを含む場合には、伝送路
の長さの相違に起因する各端末局での受信利得の差を是
正することができる。そのため、各端末局は自局に送信
されたことを認識することができ、かつ自局から送信す
べき適正な電力を知ることができる。さらに、伝送路の
長さを知ることができるので、基地局のサービスエリア
にあるかどうかを知ることができる。

【００３４】

【実施例】図１は、この発明の一実施例を示すブロック
図である。図１を参照して、このＣＤＭＡ通信方式は、
図１２のＣＤＭＡ通信方式と同様に１つの基地局１と、
複数の端末局２、３、４とを備えるが、基地局１と各端
末局２〜４との間の通信に用いられる符号は図１２とは
相違する。

【００３５】基地局１は、短周期符号Ｐと、各端末局２
〜４に対応する送信用および受信用の長周期符号（Ａ，
Ｂ）（Ｃ，Ｄ）、（Ｅ，Ｆ）を有する。この短周期符号
Ｐと長周期符号Ａ〜Ｆとは後で詳述する。基地局１は、
短周期符号Ｐを用いてパイロット信号を拡散するととも
に、送信用の長周期符号Ａ、ＥおよびＦを用いて送信デ
ータを拡散する。また、基地局１は受信用の長周期符号
Ｂ、ＤおよびＦを用いて各端末局２〜４からの情報信号
を逆拡散する。

【００３６】端末局２は、短周期符号Ｐおよび長周期符
号Ａ，Ｂを有する。端末局２は、短周期符号Ｐを用いて
基地局からのパイロット信号を逆拡散しかつ長周期符号
Ａを用いて受信した情報信号を逆拡散する。また、端末
局２は、長周期符号Ｂを用いて送信データを拡散する。

【００３７】端末局３は短周期符号Ｐおよび長周期符号
Ｃ，Ｄを有する。端末局３は、短周期符号Ｐを用いてパ
イロット信号を逆拡散しかつ長周期符号Ｃを用いて受信
した情報信号を逆拡散する。また、端末局３は、長周期
符号Ｄを用いて送信データを逆拡散する。

【００３８】端末局４は、前述した端末局２および３と
同様に短周期符号Ｐおよび長周期符号Ｅ，Ｆを有する。
端末局４も同様に短周期符号Ｐを用いて基地局１からの
パイロット信号を逆拡散しかつ長周期符号Ｅを用いて受
信した情報信号を逆拡散する。さらに、送信する場合に
は、長周期符号Ｆを用いて送信データを拡散する。

【００３９】図２は、図１に示した基地局のブロック図
である。図２を参照して、基地局１は、タイミングおよ
び回線制御装置５、パイロット信号発生回路６、短周期
符号Ｐを発生する符号Ｐ発生器７、符号Ｐ拡散器８、端
末局２に対する送受信部９、端末局３に対する送受信部
１０、端末局４に対する送受信部１１とを備える。さら
に、基地局１は、符号Ｐ拡散器８により変調された変調
信号と送受信部９〜１１により変調された信号とを合成
するための合波器１６と、合波器１６により合成された
信号を高周波処理するＲＦ処理回路１７と、サーキュレ
ータ１８と、アンテナ２６と、アンテナ２６並びにサー
キュレータ１８を通して入力される受信信号を高周波処
理するＲＦ処理回路２８と、ＲＦ処理された信号を送受
信部９〜１１に分配する分配器２７とを備える。

【００４０】タイミング回線制御装置５は、パイロット
信号発生回路６、符号Ｐ発生器７、拡散器８および送受
信部９〜１１をコントロールするためのタイミング信号
を発生するとともに回線接続の制御を行う。（以後、タ
イミング制御回路５と称する。）このタイミング制御装
置５により短周期符号Ｐと長周期符号Ａ〜Ｆとの発生タ
イミングについて同期がとられる。パイロット信号発生
回路６は、タイミング信号に応答してパイロット信号を
発生する。このパイロット信号には後述するタイムマー
クが含まれる。

【００４１】符号Ｐ発生器７は、１２７チップの短周期
符号を発生する。この符号Ｐは前述したように各端末局
でも共有される。

【００４２】符号Ｐ拡散器８は、符号Ｐ発生器７により
発生された符号Ｐに基づいてパイロット信号を拡散す
る。このようにして、符号Ｐ拡散器８は、タイムマーク
を含むデジタルのパイロット信号をベースバンド信号と
し、符号Ｐを搬送波とする変調信号を発生する。

【００４３】送受信部９は、データ発生器１２、符号Ａ
発生器１３、符号Ａ拡散器１４、制御スイッチ１５、符
号Ｂ発生器１９、符号Ｂ逆拡散器２０、およびＢＰＳＫ
復調器２１を備える。データ発生器１２は、端末局２に
伝送するための送信データを発生する。符号Ａ発生器１
３は、端末局２に割当てられた符号Ａと同じ符号Ａを発
生する。この符号Ａの発生タイミングはタイミング制御
装置５により制御される。符号Ａ拡散器１４は、符号Ａ
に基づいてデータ発生器１２にからの送信データを拡散
する。制御スイッチ１５は、タイミング制御装置５によ
り制御され、送信時のみスイッチオンの状態となる。符
号Ｂ発生器１９は、タイミング制御装置５からのタイミ
ング信号に応答して符号Ｂを発生する。符号Ｂ逆拡散器
２０は、分波器２７をとおして与えられる情報信号を符
号Ｂに基づいて逆拡散（復号）する。ＢＰＳＫ復調器２
１は、復号された情報信号をＢＰＳＫ復調し、受信デー
タを出力する。送受信部１０および１１は、前述した送
受信部９と同様な構成であるが、発生される符号のみが
異なる。

【００４４】図３は、基地局により発生される短周期符
号と長周期符号とを説明するための図である。図３を参
照して、短周期符号の１周期は、１２７チップ（ビッ
ト）であり、各ビットの値はπと−πとに位相変調され
る。長周期符号の１周期は、５２４２８７チップであ
り、１２７チップの短周期符号を４１２８個続けること
により構成される。したがって、長周期符号１２７チッ
プを基準に部分的に分割し、情報１ビットに割当てる
と、４１２８ビットを割当てることができる。すなわち
長周期符号を先頭から１２７チップずつ分割し、ＮＯ１
〜ＮＯ４１２８までの番号を割り振って、グループ分け
することができる。

【００４５】この条件においてパイロット信号の先頭チ
ップは、タイミング制御装置５により各々のループの先
頭チップと同期させられる。すなわち、各グループの
１，１２８，２５５…の各々のチップが短周期符号の先
頭チップと同一タイミングで送出される（後述する図５
参照）。

【００４６】さらに、パイロット信号には、ＮＯ１〜Ｎ
Ｏ４１２８のどこのグループを送出しているかのタイム
マークが信号として含まれており、これを受信並びに復
調することにより、現在どこのグループが伝送されてい
るかを知ることができる。

【００４７】図４は、端末局の構成を示すブロック図で
ある。図４に示される端末局は代表としての端末局２で
あり、その他の端末局については長周期符号を除いて同
様な構成であるので省略する。図４を参照して、端末局
２は、アンテナ３１と、受信波と送信波とを切換えるサ
ーキュレータ３２と、サーキュレータ３２をとおして与
えられる受信波を中間周波信号に変換するＲＦ処理回路
３３と、短周期相関回路３４と、データ復調器３５と、
符号Ａ発生器３６と、符号Ａ拡散器２７と、ＢＰＳＫ復
調器３８と、符号Ｂ拡散器３９と、符号Ｂ発生器４０
と、符号Ｂ拡散器３９の出力を高周波の信号に変換する
ＲＦ処理回路４１とを含む。

【００４８】短周期相関回路３４は、ＲＦ処理回路３３
の出力信号と短周期符号Ｐとの相関をとり、この相関を
とった信号をデータ復調器３５に与える。データ復調器
３５は、短周期相関回路３４の出力信号を移相遷移復調
してタイムマーク信号を復元する。前述したようにタイ
ムマークは長周期符号のどのグループかを特定するため
の信号である。符号Ａ発生器３６は、データ復調器３５
により復元されたタイムマークに応答して長周期符号Ａ
の特定グループに対応する部分符号を発生する。符号Ａ
逆拡散器３７は、ＲＦ処理回路３３の出力信号を符号Ａ
発生器３６からの部分符号に基づいて逆拡散する。ＢＰ
ＳＫ復調器３８は、符号Ａ逆拡散器３７により逆拡散さ
れた信号を移相遷移復調して、基地局１で発生した送信
データを復元し、これを情報信号として出力する。

【００４９】図５は、基地局１の送信タイムスケジュー
ルと端末局２および３の受信タイムスケジュールとを示
す図であり、図６は、端末局２および３から基地局１へ
送信するためのタイムスケジュールを示す図である。な
お、端末局を端末局２および３に限定したのは、説明を
簡略化するためである。

【００５０】図５および図６を参照して、パイロット信
号はタイムマークＴ１〜Ｔ４１２８を含み、１２７チッ
プの短周期符号Ｐで拡散される。拡散されたパイロット
信号は基地局１から常時発射されている。

【００５１】情報信号は、図３で前述したように１周期
が５２４２８７チップの長周期符号Ａ〜Ｄで拡散／逆拡
散される。長周期符号の１周期には、第１ビットから第
４１２８ビットの情報が含まれ、第１ビットから第４１
２８ビットの情報がどの時点で発生したかがパイロット
信号のタイムマークＴ１〜Ｔ４１２８により特定され
る。なお、情報の番号とタイムマークとは必ずしも一致
しない。タイムマークはすべての端末局に対して共通の
時間情報として用いられるのに対し、情報の番号は、長
周期の１周期をグループ別に割り振るために用いられる
からである。

【００５２】次に、図１ないし図４に示したＣＤＭＡ通
信方式の動作を、図５および図６を用いて説明する。

【００５３】まず、基地局１から端末局２に情報を伝達
する場合を説明する。基地局１は、常時タイムマークを
含むパイロット信号を短周期符号Ｐを用いて拡散し、こ
れをアンテナ１９を介して各端末局に送信する。このパ
イロット信号に含まれるタイムマークＴ１〜Ｔ４１２８
によりすべての端末局の同期タイミングを規制する。

【００５４】次に、情報の第１ビットが長周期符号のＮ
Ｏ１のグループのときに発生したとすると、基地局１は
情報の第１ビットを長周期符号ＡのＮＯ１のグループ
（１〜１２７チップ）を用いて拡散を行ない、情報の第
２ビットを長周期符号のＮＯ２のグループ（１２８〜２
５４）を用いて拡散する。以下、同様に情報の第３ビッ
ト〜第４１２８ビットを拡散していく。端末局２は、基
地局１により発射された送信波をアンテナ３１により受
信し、サーキュレータ３２をとおしてＲＦ処理回路３３
に与える。ＲＦ処理回路３３に与えられた受信波は、こ
こで中間周波信号に変換されて短周期相関回路３４およ
び符号Ａ逆拡散器３７に与えられる。短周期相関回路３
４に与えられた中間周波信号はここで短周期符号Ｐによ
り逆拡散されたのちデータ復調回路３５に与えられる。
逆拡散された信号はデータ復調器３５により復調され、
それによりタイムマークが復元される。この復元された
タイムマークにより現在長周期符号Ａがどのグループに
あり、長周期符号Ａのどの部分で相関をとればよいかを
知ることができる。復元されたタイムマークは符号Ａ発
生器３６に与えられ、符号Ａ発生器３６はタイムマーク
に基づいてＮＯ１〜ＮＯ４１２８の内の特定のグループ
に対応した部分符号を発生し、それを符号Ａ逆拡散器３
７に与える。逆拡散器３７には、ＲＦ処理回路３３から
中間周波信号が与えられており、この中間周波信号は符
号Ａ発生器３６からの部分符号に基づいて逆拡散された
のち、ＢＰＳＫ復調器３８に与えられる。逆拡散された
信号は、ＢＰＳＫ復調器３８により元の情報信号に復元
される。

【００５５】端末局２では、以上のようにして、受信波
をスペクトラム逆拡散（相関）を行なうのであるが、こ
のときのパイロット信号と情報信号とは同期して受信さ
れる。絶対的な時間は、伝送路の長さだけ遅延している
が、この２つは同期しておりかつマルチパスなどの複雑
な伝送路においても、同一の周波数帯を用いていること
から、パイロット信号と情報信号のうちの一方だけが遅
延することはない。この結果、マルチパスによるフェー
ジングの影響を防止することができる。

【００５６】次に、基地局１から端末局３に情報を伝達
する場合を説明する。基地局１から端末局３に情報を伝
達する場合において、図５の情報信号（符号Ｃ）に示す
ごとくＮＯ３のときに情報の第１ビットが発生したとす
ると、情報の第１ビットを長周期符号Ｃに２５５〜３８
１チップを用いて拡散を行ない、以下同様に情報の第２
ビットから第４１２８ビットを拡散していく。

【００５７】端末局３は、基地局１から伝送される信号
を受信し、前述した端末局２と同様にパイロット信号を
基準に情報信号を復元する。このとき、端末局３での受
信タイミングの絶対時間は、端末局２と伝送路の長さが
異なるが、やはり端末局３のみではパイロット信号と情
報信号とは同一タイミングで到達するので問題は生じな
い。また、端末局２と端末局３との信号妨害は各々の部
分相互相関となるが、長周期符号がＡとＣとで異なるた
め、部分相互相関は非常に低いと考えられ、また低くな
る符号を選択することによって端末局間の信号妨害を完
全に防止できる。

【００５８】このように基地局と端末局とを接続する場
合において、パイロット信号と情報信号とを同期して送
出することで、長周期符号を用いて端末局間を区別する
ことができ、この実施例における５２４２８７周期で
は、２７５９４種（Ｍ系列の場合）の符号により端末局
を区分することができる。また、端末局間では長周期符
号が異なるため、各端末局に与える情報信号も各端末局
に対しグループ毎の任意のタイミング（図５ではＮＯ１
グループとＮＯ３グループ）で発することができ、ラン
ダムアクセスを保つことができる。

【００５９】次に端末局２および３から基地局１に信号
を発する場合について説明する。端末局は多数あり、各
端末局が異なるパイロット信号を持つことは不可能であ
るので端末局ではパイロット信号として基地局から発す
るパイロット信号を用いて、それにタイミングを合わせ
て送信する。この動作は図４と図６を用いて説明する。

【００６０】前述したように基地局１では常にパイロッ
ト信号を発射している。端末局２は、パイロット信号を
受信し、前述の情報信号の復調動作と同様にして、パイ
ロット信号に含まれるタイムマークを復元し、これを符
号Ｂ発生器４０に与える。符号Ｂ発生器４０は、タイム
マーク信号の入力タイミングに併せて長周期符号Ｂを発
生する。発生された長周期符号Ｂは符号Ｂ拡散器３９に
与えられ、符号Ｂ拡散器３９は長周期符号Ｂに基づいて
送信データを拡散する。このとき、拡散に用いる長周期
グループは、パイロット信号により読取り知り得たグル
ープを用いる。長周期符号Ｂにより拡散されたデータは
ＲＦ処理回路４１により高周波信号に変換されたのち、
サーキュレータ３０、さらにアンテナ３１をとおして基
地局１に送信される。

【００６１】基地局１は、端末局２からの信号を受取
り、自ら発したグループ番号により逆拡散を行なう。端
末局からの信号は、このグループ番号に則っているはず
なので、逆拡散を行なうことができる。実際には基地局
１→端末局２→基地局１という手順で伝送されるため、
遅延が生じ受信タイミングは数チップ遅れる可能性が生
ずる（図６の基地局受信を参照）。しかし長周期符号の
グループが明確でありかつ僅か数チップ以内で到達信号
の符号を予測できるので、基地局は容易に逆拡散するこ
とができ、その結果回線接続が可能となる。

【００６２】以上説明したように、この実施例では多数
の端末局を持ちながら、その制御はパイロット信号によ
りすべて行なうので、パケット状の情報やマルチパスな
どの伝送路の長さがしばしば変化する場合にも用いるこ
とができ、かつ端末局もその取り得る長周期符号は数万
（原則的には無制限）となるので、ＣＤＭＡ通信方式の
特徴であるランダムアクセスが可能となる。したがって
多数の端末局の内の任意の端末局が任意の時間に基地局
と回線接続することができ、しかも伝送路の長さや情報
の種類によらないで非常に効率的でフレキシブルなＣＤ
ＭＡ通信方式を構築することができる。

【００６３】なお、この実施例ではパイロット信号を１
２７チップ、情報信号を５２４２８７チップのＭ系列の
符号としたが、これはスペクトラム拡散に適した符号で
あれば、そのチップ数および種類などは問わない。ま
た、情報１ビットについてもパイロット信号の１周期
（ここでは１２７チップにする）必要はなく、回線の状
況により２５４チップにしたりまたそれ以外でも使用す
ることができる。また、チップレートも同一でなくてよ
い。

【００６４】さらに、この実施例では周波数が同一とさ
れているが、基地局から端末局に伝送する周波数と端末
局から基地局へ伝送する周波数とを変えることも可能で
ある。

【００６５】図７はこの発明の第２の実施例を示すブロ
ック図である。この実施例と第１の実施例とが異なると
ころは端末局の構成のみである。図７に示す端末局と図
４に示す端末局とが異なるところは、符号Ａ逆拡散器に
代えて乗算器４３が設けられ、タイミング発生器４２が
追加されていることである。

【００６６】動作において、アンテナ３１から受信した
信号は、ＲＦ処理回路３３により中間周波信号に変換さ
れ、中間周波信号は短周期相関回路３４および乗算器４
３に与えられる。短周期相関回路３４は短周期符号Ｂに
ついて相関をとり、相関をとった信号はデータ復調器３
５により復調される。ここまでの動作は図４の場合とほ
ぼ同様である。さらに、短周期相関回路３４は、相関を
とったときの相関タイミングをタイミングジェネレータ
４２に与える。タイミングジェネレータ４２は、短周期
相関回路３４から与えられたタイミング信号に応答して
チップの周期を正確に示す信号を発生し、これを符号Ａ
発生器３６に与える。符号Ａ発生器３６は、データ復調
器３５からのタイムマーク信号とタイミング発生器４２
からタイミング信号とに応答して、長周期符号Ａを正確
なチップ位相で発生し、これを乗算器４３に与える。乗
算器４３はＲＦ処理回路３３からの中間周波信号と長周
期符号Ａ発生器３６からの参照となる部分符号とを乗算
することにより、逆拡散する。この逆拡散された信号は
ＢＰＳＫ復調器３８により情報信号に復元される。

【００６７】この第２の実施例では、パイロット信号と
情報信号とが同じ周波数かつ同じ帯域を占めることか
ら、同一のタイミングで端末局に達することを利用し、
パイロット信号のみ符号の同期捕捉を行ない、情報信号
についてはオープンループで乗算のみを行なう。その結
果、情報信号の符号にＤＬＬ（ディレーロックルー
プ）、タウディザループ、およびコリレータなどの符号
を同期・捕捉するための回路が不要となり、端末局の回
路構成を大幅に削減することができ、その結果端末局の
小型化および低消費電力、低コスト化などが図れるよう
になる。

【００６８】図８は、この発明の第３の実施例を示すタ
イムスケジュールである。第１の実施例（図５）におい
ては、パイロット信号と情報信号とは、そのパイロット
信号のタイムマークにしたがい、同一のタイミングにて
送出していたが、この実施例においては既知のタイミン
グだけずらして送出する。たとえば、情報信号（符号
Ａ）においては、２グループ分、情報信号（符号Ｃ）に
おいては、０．５グループ分（６３チップ）ずらして送
出する。このタイミングのずらした分は、既知であるの
で、端末局２および３においても、また端末局２および
３から送り返したした信号においても、逆拡散する上に
おいて何ら支障はなく、この基地の分だけずらせばよ
い。

【００６９】第１の実施例において説明したように、各
符号間の干渉は、信号間の部分相互相関に依存する。一
般に符号が異なればそれほど問題が生じないが、選ぶ符
号の種類によってはすべてのグループのうちのいくつか
で部分相互相関値が大きくなる場合が生ずる。そこで、
このようなことが生じた場合には各符号間のグループの
位置を既知のタイミングでずらすことにより回避でき
る。さらに、グループそのものをずらしてしまうので、
同一符号を複数の局に割当てても干渉は部分自己相関と
なり、問題が生じなくなる。この結果、端末局で選べる
符号がさらに増大することになる。

【００７０】第３の実施例によれば、端末局に割当て可
能な符号の自由度が大幅に増え、その結果、符号による
端末局数の制限を緩和することができる。たとえば、当
初１００００局で設定し、符号長さを決定したのち、増
設を必要とされた場合には、この第３の実施例を用いる
ことにより、同じシステムを保ったまま端末局の増設が
可能となる。

【００７１】図９および図１０は第４の実施例を示すブ
ロック図であり、図９は端末局のブロック図、図１０は
基地局のブロック図である。

【００７２】この発明の第１の実施例においては、基地
局側のみがパイロット信号を発生し、端末局はパイロッ
ト信号を発生していないが、この第４の実施例において
は、さらに新たに初期同期のための短周期のパイロット
信号を端末局側に用意する。

【００７３】図９を参照して、この端末局２は短周期符
号Ｐ´を発生する符号Ｐ´発生器４４と、短周期符号Ｐ
´に基づいて初期同期のための新たなパイロット信号を
拡散する符号Ｐ´拡散器４５とを含む。次に、図１０を
参照して、基地局１はすべての端末局と同様に短周期符
号Ｐ´を発生する符号Ｐ´発生器４４と、短周期符号Ｐ
´に基づいて受信した信号を逆拡散する符号Ｐ´逆拡散
器４７と、逆拡散された信号を位相変調して復調するＢ
ＰＳＫ復調回路４８とを備える。

【００７４】動作において、端末局２は、基地局１に情
報を送信する場合には、初期同期のための新たなパイロ
ット信号を発生し、これを符号Ｐ´拡散器４５に与える
とともに、符号Ｐ´発生器４４を用いて短周期の符号Ｐ
´を発生される。符号Ｐ´拡散器は、初期同期のための
パイロット信号を短周期符号Ｐ´に基づいて拡散し、Ｒ
Ｆ処理回路４１に与え、アンテナ３１を介して基地局１
に伝送する。なお、新たなパイロット信号と情報信号と
は同じチップタイミングで発生されてかつ図示しない合
波器により合成される。

【００７５】基地局１は各端末局から伝送されるパイロ
ット信号を受信し、符号Ｐ´を用いて逆拡散しさらにＢ
ＰＳＫ復調器４８により復元する。

【００７６】第１ないし第３の実施例においては、回線
が接続されていないときに、端末局側から情報信号を発
する場合には、この情報信号の長周期符号のチップタイ
ミングは、基地局１からのパイロット信号と完全に同期
しているかまたは既知のタイミングがずらされているか
である。そのため、基地局側でそのチップタイミングは
知り得るが、いつ発生されたか、あるいは送信している
のかいないのかが不明である。したがって、その確認す
るプロセスが複雑となる。

【００７７】それに対し、第４の実施例では、端末局か
ら初めて信号を発生する場合には、情報信号と同時に新
たな種類のパイロット信号を発生し、基地局側でそれを
受信しこれを復元したデータに基づいて同期を開始する
ことができる。このときのタイミングは、やはり基地局
側のパイロット信号と同期している。そして、回線が接
続された後は、初期同期のためパイロット信号の送信は
停止される。このようにすることにより、同期にかかる
時間は僅かであるので、１つの端末局がこの新たなパイ
ロット信号を発生している時間の割合は僅かであり、多
数の端末局が同一のパイロット信号を有していても、そ
の衝突確率は小さく、また衝突したとしても再び送り直
すことでほとんどの衝突は回避できる。

【００７８】以上説明したように、新たなパイロット信
号を送信することにより、基地局側において端末局が信
号を発したことが、パイロット信号により分かるので、
端末局の通信要求がされているかどうかは新たなパイロ
ット信号のみをモニタしていればよく、前述した第１な
いし第３の実施例と比べて、迅速かつ効率的に回線の接
続を行なうことができる。

【００７９】なお、第４の実施例においては、全端末局
で同じパイロット信号を用いたが、端末局が多い場合に
は、いくつかのパイロット信号を用意し、端末局数に対
応して分割するか複数の端末局にグループ分けして分割
することも可能である。それにより、さらに衝突確率を
減らすことができ、基地局側の接続も迅速に行なうこと
ができる。

【００８０】次に、この発明の第５の実施例を説明す
る。第４の実施例においては、端末局側にも新たなパイ
ロット信号を用意したが、第５の実施例では、さらに端
末局側から初期同期に発するパイロット信号にその端末
局の認識番号（ＩＤ）を付加する。

【００８１】前述した第４の実施例によれば、端末局が
信号を発するタイミングはすべてつかめるものの（符号
のグループおよびチップタイミングを利用するなどによ
り）、どの端末局が発しているか不明なために基地局１
では種々の端末局の符号に対して同期をとり、一致して
いるかどうかを確認しなければならない。しかし、第５
の実施例においては、そのパイロット信号のなかに認識
番号を入れることにより、どの端末局が信号を発してい
るかを基地局側において知ることができる。そのため、
発生すべき同周期符号を１つに絞ることができるので、
容易に同期をとることができる。端末局が非常に多いシ
ステムでは、この第５の実施例を用いることにより、基
地局の回線接続の手続が減少するとともに、回路構成が
簡単となる。また、同期時間が短くなりかつ回線接続の
効率がよくなる。

【００８２】図１１はこの発明の第６の実施例を示すブ
ロック図である。図１１を参照して、基地局１には、基
地局１と端末局２との伝送路の長さを特定するための測
距部４９と、伝送路の長さに応じて送信電力を制御する
パワーコントローラ５０とが設けられる。

【００８３】前述した第１ないし第５の実施例において
は、１つの基地局に対して多数の端末局が同時に回線接
続を行なうため、その信号のレベルが問題となる。

【００８４】今、基地局１と端末局２との距離に比べ
て、基地局１と端末局３との距離が非常に長く、基地局
１での情報信号（符号Ｂ）の受信電力がＷ２であり、基
地局１での情報信号（符号Ｄ）の受信電力がＷ３であ
り、Ｗ２がＷ３よりも非常に大きい場合を考える。１２
７ビットを１ビットに割当てている場合には、対応の符
号と異なる符号を用いて逆拡散すると、受信電力は１２
７分の１となる。しかし、Ｗ２＞Ｗ３／１２７の場合に
は、基地局１が長周期符号Ｄを用いて情報信号（符号
Ｄ）を逆拡散しても、受信電力は、情報信号（符号Ｂ）
の方が大きくなる。このため、基地局１において端末局
を区別することができなくなる。端末局が固定局である
場合には、予め距離を測定して電力を決めることが可能
であるが、移動局の場合には不可能である。

【００８５】しかし、第６の実施例では、この問題を次
のようにして解消することができる。

【００８６】第６の実施例においては、パイロット信号
は常に決まったタイミングで発しており、各端末局では
それを受信し、受信タイミングに合わせて自局の情報信
号あるいは初期同期のためのパイロット信号を発生す
る。したがって、基地局において対応の端末局の符号を
用いて同期をとった場合には、その同期をとった符号と
パイロット信号とのチップ遅れは、２局間の距離に比例
した時間遅れとなっている。したがって、この測距部４
９においてその時間差を測定し、基地局と端末局との現
在利用している伝送路の距離を測ることができる。受信
電力は、一般に距離の関数として表わされるので、測定
した距離を基準にしてパワーコントローラ５０により電
力の制御を行なうことができる。こうすることにより、
伝送路の長さに応じて送信電力および受信電力を決める
ことができるので、移動局であってもいずれの端末局か
ら伝送されたかを判定できる。

【００８７】さらに、端末局にも測距部とパワーコント
ローラとを設けることにより、その端末局が基地局の回
線接続可能な範囲（サービスエリア）にあるかどうかの
判断を行なうことができる。

【００８８】このように、第５の実施例によれば、伝送
路の長さが異なることによるパワーコントロールを行な
うことができ、さらには端末局の存在位置を知ることに
よる回線接続コントロールを行なうことができるので、
より効率のよいＣＤＭＡ通信方式を構築することができ
る。

【００８９】

【発明の効果】以上のこの発明のＣＤＭＡ通信方式によ
れば、短周期の符号により拡散されたパイロット信号と
短周期符号の１周期を少なくとも１ビットとする長周期
符号により拡散された情報伝達用信号の２つの波を用い
て基地局と端末局との回線接続を行なうことにより、端
末局の数を増大させることができる。また、すべての端
末局は各々に割当てられる長周期符号により区別される
ので、完全なランダムアクセス性が保たれる。したがっ
て、回線接続を迅速に行ないかつ接続効率のよいＣＤＭ
Ａ通信方式を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明のＣＤＭＡ通信方式の１実施例
を示すブロック図である。

【図２】図１の基地局の構成を示すブロック図である。

【図３】基地局により発生される短周期符号と長周期符
号とを説明するための図である。

【図４】図１の端末局の構成を示すブロック図である。

【図５】基地局の送信タイムスケジュールと端末局の受
信タイムスケジュールとを示す図である。

【図６】端末局から基地局へ送信するためのタイムスケ
ジュールを示す図である。

【図７】この発明の第２の実施例を示す端末局のブロッ
ク図である。

【図８】この発明の第３の実施例を示すタイムスケジュ
ールである。

【図９】この発明の第４の実施例を示す端末局のブロッ
ク図である。

【図１０】この発明の第４の実施例を示す基地局のブロ
ック図である。

【図１１】この発明の第６の実施例を示すタイムスケジ
ュールである。

【図１２】従来のＣＤＭＡ通信方式のブロック図であ
る。

【符号の説明】

１ 基地局 ２，３，４ 端末局 ５ タイミングおよび回線制御装置 ６ パイロット信号発生回路 ７ 符号Ｐ発生器 ８ 符号Ｐ拡散器 ９，１０，１１ 送受信部 １３ 符号Ａ発生器 １４ 符号Ａ拡散器 １９ 符号Ｂ発生器 ２０ 符号Ｂ逆拡散器 ２２ 符号Ｃ発生器 ２３ 符号Ｄ発生器 ２４ 符号Ｅ発生器 ２５ 符号Ｆ発生器 ３４ 短周期相関回路 ３５ データ復調器 ３６ 符号Ａ発生器 ３７ 符号Ａ逆拡散器 ３８ ＢＰＳＫ復調器 ４０ 符号Ｂ発生器 ３９ 符号Ｂ拡散器

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １つの基地局と複数の端末局とが各々に
   割当てられた符号を用いてアクセスする符号分割多元ア
   クセス通信方式であって、 前記符号は、前記基地局と各前記端末局とに割当てられ
   る短周期符号と、各々が前記短周期符号の長さを少なく
   とも１ビットとする送信用および受信用の長周期符号と
   を含み、 前記基地局は前記短周期符号を用いてパイロット信号を
   拡散する手段と、 各前記端末局に対応する送信用の長周期符号を用いて情
   報伝達信号を拡散する手段と、 前記拡散されたパイロット信号と情報伝達信号とを同一
   タイミングで送信するように制御するタイミング制御手
   段と、 前記複数の端末局のうちのある端末局からの情報伝達信
   号を当該端末局に対応する受信用の長周期符号を用いて
   逆拡散する手段とを含み、 各前記端末局は前記短周期符号を同期タイミングとし、
   前記割当てられた受信用の長周期符号を用いて前記基地
   局からの情報伝達信号を逆拡散する手段と、 前記短周期符号を同期タイミングとし、前記割当てられ
   た送信用の長周期符号を用いて前記基地局への情報伝達
   信号を拡散する手段とを含むことを特徴とする符号分割
   多元アクセス通信方式。
2. 【請求項２】 前記端末局の逆拡散手段は、前記受信用
   の長周期符号と情報伝達信号とを乗算する手段を含み、
   前記乗算のタイミングは、前記パイロット信号を短周期
   符号により逆拡散して検出される短周期符号のタイミン
   グにより決定される、前記請求項１記載の符号分割多元
   アクセス通信方式。
3. 【請求項３】 前記短周期符号により拡散されたパイロ
   ット信号は、タイムマークを時間情報として含み、前記
   タイミング制御手段は、このタイムマークを用いて短周
   期符号の発生タイミングと長周期符号の発生タイミング
   と所定の時間ずらす、前記請求項１記載の符号分割多元
   アクセス通信方式。
4. 【請求項４】 前記請求項１の符号分割多元アクセス通
   信方式において、前記端末局は基地局への送信に際して
   の初期同期のための短周期符号が割当てられ、前記短周
   期符号を用いて初期同期のためのパイロット信号を拡散
   する手段を含むことを特徴とする符号分割多元アクセス
   通信方式。
5. 【請求項５】 前記端末局から送信されるパイロット信
   号は、当該端末局の認識番号を含む、前記請求項４記載
   の符号分割多元アクセス通信方式。
6. 【請求項６】 前記請求項１または請求項３の符号分割
   多元アクセス通信方式において、前記基地局および前記
   端末局の双方または一方は自局のパイロット信号の発生
   タイミングと他局の情報伝達信号またはパイロット信号
   の発生タイミングとの時間差に基づいて自局と他局との
   間の伝送路の長さを検出する手段と、 前記検出された伝送路の長さに基づいて自局の送信電力
   を制御する送信電力制御手段とを含むことを特徴とする
   符号分割多元アクセス通信方式。