JP2000068977A - 無線信号多重伝送方法および無線信号多重伝送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 無線基地局と無線端末局の間の無線通信にお
いて、新たな周波数帯を確保することなく上り信号と下
り信号を同時に伝送でき、時間的にも周波数的にも利用
効率の優れた無線信号多重伝送方法およびその装置を提
供する。 【解決手段】 無線基地局１は一本の非ＳＳ信号３を無
線端末局２-1，２-2へ向けて送信する。一方、無線端末
局２-1，２-2はそれぞれＳＳ信号４-1，４-2を無線基地
局１へ向けて送信する。非ＳＳ信号３とＳＳ信号４-1，
４-2が同一の周波数帯かつ同時刻で逆方向に送信される
場合、これらの信号は無線区間５で重畳される。ＳＳ信
号４-1，４-2は何れもスペクトル拡散されているため非
ＳＳ信号３に対する干渉が抑制されるほか、自ＳＳ信号
４-1，４-2にとって干渉信号となる非ＳＳ信号３に対し
ても耐干渉性を持つ。したがって、それぞれの信号は受
信側で正しく復調される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無線基地局と無線
端末局の間で上り信号及び下り信号を多重伝送する場合
の無線データ通信に用いられる無線信号多重伝送方法お
よびその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、無線通信を行うにあたって上下回
線で同時に通信要求が発生した場合、あるいは、上下回
線のどちらかで既に通信が行われているところへもう一
方の回線で通信要求が発生した場合には、互いの信号が
干渉を起こして通信品質を劣化させぬように、同一周波
数チャネルで上り下りそれぞれの信号を時間的に交互に
送信するＴＤＤ（Time Division Duplex）方式か、上り
下りで異なる周波数チャネルを用いて同時に送信するＦ
ＤＤ（Frequency Division Duplex ）方式を用いてい
た。なお、本明細書では、無線基地局から無線端末局へ
の送信を下り方向（下り回線）とし、無線端末局から無
線基地局への送信を上り方向（上り回線）と定義する。

【０００３】ここで、図６及び図７を参照して上下回線
で信号の多重を行う場合における従来の無線信号多重伝
送方法について説明する。まずＴＤＤを用いる場合は、
図６に示すように一つの周波数チャネルにおいて上り回
線用のフレーム（図中の上り信号フレーム）と下り回線
用のフレーム（図中の下り信号フレーム）を用意し、こ
れらフレームを時間的に交互に切り替えることで上下回
線の多重を行う。なお、この場合のスペクトル分布は上
り信号と下り信号で同じである。一方でＦＤＤを用いる
場合は、図７に示すように上り回線用と下り回線用の周
波数チャネル（図中の上り信号チャネル及び下り信号チ
ャネル）を用意し、上り回線と下り回線とでそれぞれ独
立に通信を行うことで多重を行う。このとき、上下回線
では同時かつ時間的に連続して通信を行うことが可能で
ある。なお、この場合のスペクトル分布は上り信号と下
り信号で重ならず別のものになる。

【０００４】次に、上述した２種類の方式のうちのＴＤ
Ｄを用いた従来の無線信号多重伝送装置について図８に
示す構成例を参照して説明する。図８に示すように、こ
の無線信号多重伝送装置は変調器３１，復調器３２，主
制御器３３，インタフェース部３４，アンテナ部３５，
送受信切り替えスイッチ３６及び同期確立装置３７から
構成されている。変調器３１及び復調器３２には送受信
切り替えスイッチ３６を経由して電波を送受信するため
のアンテナ部３５が接続される。インタフェース部３４
は、変調器３１への入力信号および復調器３２からの出
力信号を無線信号多重伝送装置に接続された装置（図示
省略）との間でやりとりするための変換を行う。同期確
立装置３７は復調器３２で復調されたベースバンド信号
に基づいて同期を確立する。主制御器３３は同期確立装
置３７の出力に基づいて送受信切り替えスイッチ３６を
制御することで、変調器３１又は復調器３２をアンテナ
部３５に接続して送信，受信のタイミングを切り替え
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ＴＤＤを用
いる場合は、送信可能なタイミングを待ってから送信を
開始する必要があるため、通信要求が発生してから実際
に信号が送信されるまでの間に遅延が生じるという問題
がある。また、ＦＤＤを用いる場合は上り下りを同時に
送信できるためＴＤＤを用いた場合のような遅延は生じ
ないが、上り下りで異なる周波数チャネルを用いるため
複数の周波数帯が必要となり、周波数の利用効率が悪い
という問題がある。

【０００６】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、無線基地局と無線端末局との間で無
線通信を行う場合に、新たな周波数帯を確保することな
く上り信号と下り信号を同時に伝送することが可能であ
って、時間的にも周波数的にも利用効率の優れた逆方向
の無線信号多重伝送方法および無線信号多重伝送装置を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、請求項１記載の発明は、無線基地局と無線端末局
の間で無線信号を多重伝送して無線通信を行う無線信号
多重伝送方法において、前記無線基地局から前記無線端
末局に対してはスペクトル拡散（以下“ＳＳ”）方式以
外の所定の変調方式による無線信号を用いて送信し、前
記無線端末局から前記無線基地局に対してはＳＳ方式に
よる複数の無線信号を用いて送信し、前記所定の変調方
式による無線信号と前記ＳＳ方式による複数の無線信号
を互いに逆方向で同一周波数帯の無線伝送路上で重畳さ
せて伝送することを特徴とする。

【０００８】また、請求項２記載の発明は、無線基地局
と無線端末局の間で無線信号を多重伝送して無線通信を
行う無線信号多重伝送装置において、前記無線基地局
は、送信すべきベースバンド信号をＳＳ方式以外の所定
の変調方式で変調した無線信号を前記無線端末局に送信
する非ＳＳ信号送信手段と、ＳＳ方式の信号を復調する
拡散符号を発生させる第１の拡散符号発生手段と、前記
無線端末局から送信されるＳＳ方式の無線信号を受信
し、前記拡散符号で復調してベースバンド信号を再生す
るＳＳ信号受信手段とを具備し、前記無線端末局は、前
記拡散符号と同一の拡散符号を発生させる第２の拡散符
号発生手段と、送信すべきベースバンド信号を前記拡散
符号によりＳＳ方式で変調した無線信号を前記無線基地
局からの無線信号と同一周波数帯で前記無線基地局に送
信するＳＳ信号送信手段と、前記無線基地局から送信さ
れる前記所定の変調方式による無線信号を受信してベー
スバンド信号を再生する非ＳＳ信号受信手段とを具備す
ることを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態について説明する。ここで、本発明の特徴につ
いてその概要を説明しておくと、本発明は、一本の下り
の非ＳＳ（Spread Spectrum;スペクトル拡散）信号と耐
干渉性を持つ複数本の上りのＳＳ信号とを逆方向で同時
刻かつ同一周波数帯の伝送路上で重畳して伝送するよう
にしている。こうすることで、一つの周波数チャネルを
用いて同時に上り下り逆方向の無線通信が実現でき、こ
の点において上述した従来技術と大きく異なっている。
なお、ＳＳ信号はスペクトル拡散方式による無線信号で
あり、非ＳＳ信号はスペクトル拡散方式以外の所定の変
調方式による無線信号である。

【００１０】さて、本実施形態による無線信号多重伝送
装置は、無線基地局に設けられた機能ブロックと無線端
末局に設けられた機能ブロックから構成されている。図
１はこの無線信号多重伝送装置における無線基地局側の
構成例を示すブロック図であって、図示したように、非
ＳＳ信号変調器１１，ＳＳ信号復調器１２，主制御器１
３，インタフェース部１４，アンテナ部１５及び拡張符
号発生器１６で構成されている。

【００１１】まず主制御器１３は、非ＳＳ信号変調器１
１，ＳＳ信号復調器１２及び拡張符号発生器１６を制御
することによって無線基地局の機能制御を行っている。
拡散符号発生器１６は、ＳＳ信号復調器１２がアンテナ
部１５を介して受信するＳＳ信号を復調する際に用いる
拡散符号を発生させる。なお、拡散符号発生器１６が発
生する拡散符号は、無線端末局が信号を送信する際に用
いるのと同じものである。非ＳＳ信号変調器１１及びＳ
Ｓ信号復調器１２は電波を送受信するアンテナ部１５に
接続されている。

【００１２】ここで、非ＳＳ信号変調器１１は送信すべ
きベースバンド信号をインタフェース部１４から受信し
て変調したのち、得られた非ＳＳ信号をアンテナ部１５
から無線端末局に向けて送信する。また、ＳＳ信号復調
器１２は無線端末局から送信されたＳＳ信号をアンテナ
部１５から受信し、拡散符号発生器１６が発生させた拡
散符号（即ち、無線端末局が送信に際して使用したのと
同じ拡散符号）を用いて復調を行って、元のベースバン
ド信号を再生する。インタフェース部１４は、非ＳＳ信
号変調器１１への入力信号およびＳＳ信号復調器１２か
らの出力信号に対して、無線基地局に接続された装置
（図示省略）との間でやりとりするための変換を行う。

【００１３】一方、図２は本実施形態による無線信号多
重伝送装置における無線端末局側の構成例を示すブロッ
ク図であって、図示したように、ＳＳ信号変調器２１，
非ＳＳ信号復調器２２，主制御器２３，インタフェース
部２４，アンテナ部２５及び拡張符号発生器２６及び同
期確立装置２７で構成されている。

【００１４】まず、主制御器２３はＳＳ信号変調器２
１，非ＳＳ信号復調器２２及び拡張符号発生器２６を制
御することによって無線端末局の機能制御を行ってい
る。拡散符号発生器２６は、送信するＳＳ信号をＳＳ信
号変調器２１が変調する際に用いる拡散符号を発生させ
る。ＳＳ信号変調器２１及び非ＳＳ信号復調器２２は電
波を送受信するアンテナ部２５に接続されている。

【００１５】ここで、ＳＳ信号変調器２１は拡散符号発
生器２６が発生させた拡散符号を用いて、送信すべきベ
ースバンド信号をインタフェース部２４から受信して変
調したのち、得られたＳＳ信号をアンテナ部２５から無
線基地局に向けて送信する。また、非ＳＳ信号復調器２
２は無線基地局から送信された非ＳＳ信号をアンテナ部
２５から受信して復調を行うことで元のベースバンド信
号を再生する。インタフェース部２４は、ＳＳ信号変調
器２１への入力信号および非ＳＳ信号復調器２２からの
出力信号に対して、無線端末局に接続された装置（図示
省略）との間でやりとりするための変換を行う。同期確
立装置２７は、非ＳＳ信号復調器２２で復調されたベー
スバンド信号に基づき、無線基地局から送信される無線
信号との同期を確立する。

【００１６】図１に示した無線基地局と図２に示した無
線端末局との間で無線通信を行うとした場合、下り方向
へ送信する非ＳＳ信号と、上り方向へ送信するＳＳ信号
は同じ周波数帯の無線信号になる。ここで、これらの信
号は同時刻に送信されても良く、また、ＳＳ信号につい
ては複数のＳＳ信号が同時に送信されても良い。そして
非ＳＳ信号とＳＳ信号が同時刻に送信される場合には、
無線基地局と無線端末局の間の無線区間において非ＳＳ
信号とＳＳ信号が重畳されることになる。

【００１７】ここで、無線区間において一本の非ＳＳ信
号と複数本のＳＳ信号による逆方向の無線信号が重畳さ
れる様子を図３に示す。なお、同図では説明の都合から
無線端末局を２台だけ示してある。図示したように、無
線基地局１からは一本の非ＳＳ信号３が無線端末局２-
1，２-2へ向けて送信される。一方、無線端末局２-1，
２-2からは複数のＳＳ信号（即ち、ＳＳ信号４-1，４-
2）が無線基地局１へ向けて送信される。非ＳＳ信号３
とＳＳ信号４-1，４-2が同じ周波数帯かつ同時刻におい
て逆方向に送信された場合、これらの信号は無線区間５
において図示したように重畳される。このとき、ＳＳ信
号４-1，４-2は何れもスペクトル拡散されているので非
ＳＳ信号３への干渉が抑制されるのに加え、自ＳＳ信号
４-1，４-2にとって干渉信号となる非ＳＳ信号３に対し
ても耐干渉性を持つ。したがって、それぞれの信号を受
信側において正しく復調することが可能である。

【００１８】次に、図４は本実施形態における無線信号
多重伝送方法で用いる無線フレームの構成例を示してい
る。下り信号フレームでは、無線端末局２-1，２-2，２
-3，…，２-Nの数（つまりＮ；Ｎは自然数）に対応した
複数のスロットを有しており、時分割多重（以下、ＴＤ
ＭＡとする）を用いた通信を行う。これに対して上り信
号フレームでは、各無線端末局毎に異なる拡散符号を割
り当てて信号を多重する符号分割多重（以下、ＣＤＭＡ
とする）によって通信を行う。このＣＤＭＡを用いると
信号を時間的にも周波数的にも多重させることが可能と
なることから、上り信号フレームについてはスロットを
用意していない。なお、説明の都合上、図４では上り信
号フレームと下り信号フレームを別々に示している。し
かし、前述したように上り信号と下り信号は同じ周波数
帯を用いて同時に通信を行うため、実際にはこれら信号
フレームが重なったイメージとなって、上り信号と下り
信号が同時刻に無線区間に存在する場合（即ち、図４に
おいて「重畳されている区間」として網掛けをした部
分）にはそれらの信号が重畳されることになる。

【００１９】次に、図５に本実施形態による無線信号多
重伝送方法の通信手順を示す。同図に示されるように、
無線基地局１は下り信号を用いて常に或る無線端末局
（即ち、無線端末局２-1〜２-Nの何れか）と通信を行っ
ている。一方、無線端末局２-1〜２-Nはそれぞれ上り信
号を用いて無線基地局１との間で互いに非同期的に通信
を行っている。このとき、下り信号フレームのタイムス
ロット内に上り信号が存在する場合（即ち、図中の下り
信号フレームＦ１，Ｆ３，Ｆ４の場合）、上り信号と下
り信号は同時刻かつ同一周波数帯の無線伝送路上に存在
することとなり、両信号は無線区間において重畳され
る。なお、図４及び図５において下り信号フレームに無
線端末局２-1〜２-Nが記載されているが、これら各無線
端末局と割り当てられているタイムスロットとの関係は
順不同である。

【００２０】以上のように、無線通信において従来のＴ
ＤＤを用いた場合には上り信号フレームと下り信号フレ
ームを交互に用意したフレーム構成を採っていたのに対
して、本実施形態による無線信号多重伝送方法では上り
信号フレームと下り信号フレームが重なり合って存在す
るフレーム構成をとる。そのため、従来の無線通信では
上り，下りの双方に必要とする時間を足し合わせた時間
が必要であったが、本実施形態では上りあるいは下りの
何れかに必要とする時間のみで、上り下り双方の無線通
信が可能となるため、データ通信におけるスループット
の向上が期待できる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、無線
基地局から無線端末局に対してはＳＳ方式以外の所定の
変調方式による無線信号を用いて送信し、無線端末局か
ら無線基地局に対してはＳＳ方式による複数の無線信号
を用いて送信している。またその際、所定の変調方式に
よる無線信号とＳＳ方式による複数の無線信号を互いに
逆方向で同一周波数帯の無線伝送路上で重畳させて伝送
させている。これにより、無線基地局から無線端末局へ
の下り回線と無線端末局から無線基地局への上り回線で
同時に通信要求が発生した場合にも、回線割当てを時間
的あるいは周波数的に制御することなく同一周波数帯で
同時に無線通信することが可能となる。そのため、無線
端末局と無線基地局との間の接続処理遅延を小さくする
ことができ、周波数の有効利用を期待できる無線通信シ
ステムが実現可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態による無線信号多重伝送
装置における無線基地局の構成例を示すブロック図であ
る。

【図２】 同実施形態による無線信号多重伝送装置にお
ける無線端末局の構成例を示すブロック図である。

【図３】 同実施形態において、無線区間で一本の非Ｓ
Ｓ信号と複数本のＳＳ信号による逆方向の無線信号が重
畳される様子を示す説明図である。

【図４】 同実施形態における無線信号多重伝送方法に
用いられる無線フレームの構成例を示す説明図である。

【図５】 同実施形態による無線信号多重伝送方法の通
信手順を示す説明図である。

【図６】 従来の無線信号多重伝送方法においてＴＤＤ
を用いた場合のフレーム構成例とスペクトル分布を示し
た説明図である。

【図７】 従来の無線信号多重伝送方法においてＦＤＤ
を用いた場合のフレーム構成例とスペクトル分布を示し
た説明図である。

【図８】 ＴＤＤを用いた従来の無線信号多重伝送装置
の構成例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 無線基地局 ２-1，２-2，２-3，２-N 無線端末局 ３ 非ＳＳ信号 ４-1，４-2 ＳＳ信号 ５ 無線区間 １１ 非ＳＳ信号変調器 １２ ＳＳ信号復調器 １３，２３，３３ 主制御器 １４，２４，３４ インタフェース部 １５，２５，３５ アンテナ部 １６，２６ 拡散符号発生器 ２１ ＳＳ信号変調器 ２２ 非ＳＳ信号復調器 ２７，３７ 同期確立装置 ３１ 変調器 ３２ 復調器 ３６ 送受信切り替えスイッチ Ｆ１〜Ｆ４ 下り信号フレーム

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無線基地局と無線端末局の間で無線信号
   を多重伝送して無線通信を行う無線信号多重伝送方法に
   おいて、 前記無線基地局から前記無線端末局に対してはスペクト
   ル拡散（以下“ＳＳ”）方式以外の所定の変調方式によ
   る無線信号を用いて送信し、 前記無線端末局から前記無線基地局に対してはＳＳ方式
   による複数の無線信号を用いて送信し、 前記所定の変調方式による無線信号と前記ＳＳ方式によ
   る複数の無線信号を互いに逆方向で同一周波数帯の無線
   伝送路上で重畳させて伝送することを特徴とする無線信
   号多重伝送方法。
2. 【請求項２】 無線基地局と無線端末局の間で無線信号
   を多重伝送して無線通信を行う無線信号多重伝送装置に
   おいて、 前記無線基地局は、 送信すべきベースバンド信号をＳＳ方式以外の所定の変
   調方式で変調した無線信号を前記無線端末局に送信する
   非ＳＳ信号送信手段と、 ＳＳ方式の信号を復調する拡散符号を発生させる第１の
   拡散符号発生手段と、 前記無線端末局から送信されるＳＳ方式の無線信号を受
   信し、前記拡散符号で復調してベースバンド信号を再生
   するＳＳ信号受信手段とを具備し、 前記無線端末局は、 前記拡散符号と同一の拡散符号を発生させる第２の拡散
   符号発生手段と、 送信すべきベースバンド信号を前記拡散符号によりＳＳ
   方式で変調した無線信号を前記無線基地局からの無線信
   号と同一周波数帯で前記無線基地局に送信するＳＳ信号
   送信手段と、 前記無線基地局から送信される前記所定の変調方式によ
   る無線信号を受信してベースバンド信号を再生する非Ｓ
   Ｓ信号受信手段とを具備することを特徴とする無線信号
   多重伝送装置。