JP2000188563A - 特に符号分割多元接続のセルラ―移動無線システムにおける送信のための、共通のスクランブル符号を保持しながら様々な拡散ファクタを使用可能にする装置 - Google Patents
特に符号分割多元接続のセルラ―移動無線システムにおける送信のための、共通のスクランブル符号を保持しながら様々な拡散ファクタを使用可能にする装置Info
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Abstract
が異なる長さの符号を受容できるようにすること。 【解決手段】 共通のスクランブル符号を保持しながら
様々な拡散ファクタを使用可能にする装置であって、こ
の装置は、最大の長さQMAXの約数であるそれぞれ長
さQk(k=1,…,K)のK個の各拡散符号を用いて
K個の入力シーケンスを拡散し、k番目(k=1,…,
K)の入力シーケンスの様々なデータシンボルを、Q
MAX/Qk個のシンボルの様々なブロックにグループ
化する手段と、長さQMAXの様々な拡散ブロックを含
む拡散シーケンスを得るために、長さQkの対応する符
号を用いてk番目(k=1,…,K)の入力シーケンス
のブロックを拡散する手段と、長さQMAXのスクラン
ブル符号を使用して、こうして得られたK個の各拡散シ
ーケンスをスクランブルする手段とを送信側に含む。
Description
ム拡散通信システム、すなわち送信側で拡散符号を使用
して送信すべきデータのシーケンスにスペクトラム拡散
を適用し、受信側では逆に逆拡散を実行して元のシーケ
ンスを求めるシステムに関する。
個のシンボルの入データシーケンスを、cQ=(c1,
c2,…,cQ)で表される長さ(または拡散ファク
タ)Qの符号を使用して拡散すると、長さQ.Nのシー
ケンスが生成され、これは、(d1.c1,d1.c
2,…,d1.cQ,d2.c1,d2.c2,…,d
N.cQ)と表すことができ、ここでd1.c1は、d
1とc1の乗算を表す。
(d1.cQ,d2.cQ,…dN.cQ)であり、こ
こでd1.cQはシンボルd1に拡散符号cQをかけた
積を表す。
スの各シンボルごとに異なる拡散符号を有することにあ
り、この場合には、その結果生じる拡散シーケンスは、
(d1.cQ (1),d2.cQ (2),…,dN.c
Q (N))の形で表現することができ、cQ (1)は、
シンボルd1と関連づけられた拡散符号である。その結
果生じる拡散シーケンスが長さQ.Nを有するように、
全ての拡散符号が同じ長さQを有することが好ましい。
非拡散シーケンスの基本周期(またはシンボル周期)を
示し、Tcは拡散シーケンスの基本周期(または「チッ
プ」周期)を示し、TsおよびTcは方程式Ts=Q.
Tcの関係にある。この図では、dnおよびdn+1
は、非拡散入力シーケンスの連続した2つのシンボルに
対応し、d’lおよびd’l+1は、この入力シーケン
スの同じ拡散シンボルの2つの連続した基本シンボル
(または「チップ」)に対応する。
に異なる符号を割り当てることにより、複数のユーザが
同じ周波数帯域を共有することができるようにする点で
ある。
(CDMA)のセルラー移動無線システムである。
護を改善することも含めた様々な理由から、または送信
される情報の機密性を確保するために、拡散シーケンス
は一般に、送信される前にスクランブル符号(またはシ
ーケンス)を使用してスクランブルされる。
るL個の基本シンボルまたは「チップ」の入力シーケン
スを、(v1,v2,…,vL)で表される長さLのス
クランブルシーケンスを使用してスクランブルすると、
(d’1.v1,d’2.v2,…,d’L.vL)で
表すことができる長さLのシーケンスが生成される。
い、通常は疑似ランダムシーケンスにすることができ
る。この種のシーケンスは、それらをランダムにするこ
とにより、少なくとも前記スクランブルシーケンスの持
続時間にわたっては、混信信号から保護することができ
る。
すように、通常は拡散符号の長さQ(またはその整数
倍)と等しい長さLの短いシーケンスにすることもでき
る。図2では、図1と同じタイプの表現を使用し、d”
lおよびd”l+1は、この入力シーケンスの同じ拡散
およびスクランブルされたシンボルの連続した2つの基
本シンボル(または「チップ」)を示す。同じ拡散符号
を再使用するセルに、異なるスクランブルシーケンスを
割り当てることにより、これは特にセル間の混信を低下
させる。こうした短いシーケンスの1つの利点は、Lに
比例する周期を有するサイクロステーショナリ(cyc
lostationary)を有する送信信号を生成
し、後述のように特定のクラスのアルゴリズムを効率的
に使用することができるようにすることである。サイク
ロステーショナリの説明は、例えば、論文「Explo
itation of Spectral Redun
dancy in Cyclostationary
Signals」、IEEESignal Proce
ssing Magazine、1991年4月、14
〜36ページに見ることができる。
復号アルゴリズムを使用し、特に受信した信号および様
々なユーザの符号についての知識に基づいて混信信号を
混信信号として識別し、それによりそれらを拒絶するこ
とによって、低下させることができる。このような復号
アルゴリズムの例としては、いわゆるサブトラクティブ
検出アルゴリズムまたはジョイント検出アルゴリズムが
ある。全てのサイクロステーショナリ信号が同じ短い周
期を有する場合には、特にそれらの性質を利用するアル
ゴリズムを使用することができる。このようなアルゴリ
ズムは、例えば、論文「Interference R
ejection in Digital Wirel
ess Communications」、IEEE
Signal Processing Magazin
e、1997年5月、37〜62ページに記載されてい
る。
特にユーザ自身のビット転送速度が変化するとき(例え
ばマルチメディアタイプのデータを送信する場合)に
は、あるいは無線信号の伝搬状態に依存して、送信エラ
ーからの保護の程度を高めるまたは低くするためには、
送信しようとするデータに導入する冗長度を高めるまた
は低くしなければならないので、様々なビット転送速度
でデータを送信できることが必要とされている。
同じ持続時間Tc)についてユーザが送信するデータの
ビット転送速度を高めるために、長さQmの単一の符号
の容量(capacity)を超えた場合に、複数の長
さQmの符号をユーザに割り当てることがそれ自体知ら
れている。
雑になるという特定の欠点がある。
る別の技術は、ユーザに割り当てられる符号の長さを短
縮し、ユーザがただ1つの符号で送信し続けるように
し、同じ割り当てられた周波数帯域(すなわち同じ持続
時間Tc)についてそのユーザが送信するデータのビッ
ト転送速度を高めるものである。図3は、この種の技術
の原理を概説するものであり、この例の入力シーケンス
の3つの連続したシンボルdn、dn+1、およびdn
+2について、添字1および2でそれぞれ識別される2
つの異なる入力シーケンスのビット転送速度があること
を除けば、図1および図2と同じタイプの表現を使用し
ており、シンボル周期は、シンボルdnについてはTs
1に対応し、シンボルdn+1およびdn+2について
はTs2に対応し、符号の長さは、シンボルdnについ
てはQ1に対応し、シンボルdn+1およびdn+2に
ついてはQ2に対応する。
したがって拡散符号が異なり、それらが時間経過ととも
に別個に様々な値をとる可能性がある複数のユーザを、
セルラー移動無線システムが同時に管理する必要が生じ
る可能性があることから問題が生じる。問題は、何らか
のアルゴリズム、具体的には復号アルゴリズム、特に上
記で参照した復号アルゴリズムでは、修正しなければ、
ユーザごとに長さの異なる符号を(同時であれ別々であ
れ)受容することができないことである。全ての信号の
和についてのサイクロステーショナリな性質は、例え
ば、完全に消えていることも、大きくなりすぎて有効で
なくなっていることもある。
は、この問題に対する解決策を提供し、特にこのような
アルゴリズムを修正しなくても、それらが異なる長さの
符号を受容できるようにすることである。
は、本発明は、特に符号分割多元接続のセルラー移動無
線システムにおける送信のための、共通のスクランブル
符号を保持しながら様々な拡散ファクタを使用可能にす
る装置であって、前記様々な拡散ファクタの倍数である
長さQMAXのスクランブル符号を、前記拡散ファクタ
のいずれか1つを用いて拡散することによって得られた
QMAX個の基本シンボルのブロックに適用するスクラ
ンブル手段を送信側に含む装置にある。
スクランブルされたシーケンスはそれぞれ、QMAXに
比例する周期のサイクロステーショナリティを有し、上
記で参照した混信除去アルゴリズムを効率良く使用でき
るようにし、その結果前述の欠点を回避する。
割多元接続のセルラー移動無線システムにおける送信の
ための、共通のスクランブル符号を保持しながら様々な
拡散ファクタを使用可能にする装置であって、最大の長
さQMAXの約数であるそれぞれ長さQk(k=1,
…,K)のK個の各拡散符号を用いてK個の入力シーケ
ンスを拡散し、こうして得られた拡散シーケンスをスク
ランブルするために、k番目(k=1,…,K)の入力
シーケンスの様々なデータシンボルを、QM AX/Qk
個のシンボルの様々なブロックにグループ化する手段
と、長さQMAXの様々な拡散ブロックを含む拡散シー
ケンスを得るために、長さQkの対応する符号を用いて
k番目(k=1,…,K)の入力シーケンスの様々なブ
ロックを拡散する手段と、長さQMAXのスクランブル
符号を使用して、こうして得られたK個の各拡散シーケ
ンスをスクランブルする手段とを送信側に含む装置にあ
る。
割多元接続のセルラー移動無線システムにおける送信の
ための、共通のスクランブル符号を保持しながら様々な
拡散ファクタを使用可能にする装置であって、前記様々
な拡散ファクタの倍数である長さQMAXのスクランブ
ル符号を、前記拡散ファクタのいずれか1つを用いて拡
散することによって得られたQMAX個の基本シンボル
のブロックに適用するスクランブル解除手段を受信側に
含む装置にある。
割多元接続のセルラー移動無線システムにおける送信の
ための、共通のスクランブル符号を保持しながら様々な
拡散ファクタを使用可能にする装置であって、最大長さ
QMAXの約数であるそれぞれ長さQk(k=1,…,
K)のK個の各拡散符号を用いて入力シーケンスをスク
ランブル解除および逆拡散するために、長さQMAXの
スクランブル符号を使用して前記入力シーケンスをスク
ランブル解除する手段と、長さQMAXの様々な拡散ブ
ロック中でこうして得られた拡散およびスクランブル解
除されたシーケンスの基本シンボルをグループ化する手
段と、QMAX/Qk個のシンボル(k=1,…K)の
様々なブロックで形成されるK個の逆拡散シーケンスを
得るために、K個の各符号を用いて、こうして得られた
拡散ブロックを逆拡散する手段とを受信側に含む装置に
ある。
よび上記種類の装置を含む、移動無線通信システム用の
エンティティ、特に基地トランシーバ局も目的とする。
の図面に関連して与えた以下の一実施形態の説明を読め
ば明らかになるであろう。
データシーケンスST1からSTKを、それぞれの拡散
符号cQ1 (1)からcQK (K)を使用して拡散する
手段2と、手段2からのK個のデータシーケンスST’
1からST’Kを、スクランブル符号cEを使用してス
クランブルする手段3と、様々なシーケンスST”1か
らST”Kを手段3から受信する変調器手段4と、手段
4から変調信号を受信し、対応する無線信号を供給する
送信機手段5とを含む。
調器手段7と、手段7からのデータシーケンスSR”
を、前記スクランブル符号cEを使用してスクランブル
解除する手段8と、手段8からのデータシーケンスS
R’を、K個のそれぞれの拡散符号cQ1 ( 1)からc
QK (K)を使用して逆拡散し、受信データシーケンス
SRを供給するために処理手段10で上述のタイプの復
号アルゴリズムによって使用されるK個の非拡散シーケ
ンスSR1からSRKを供給する手段9とを含む。
図4の拡散手段2およびスクランブル手段3で使用する
ことができる。この場合には、本発明による装置は、基
地トランシーバ局で使用し、その基地トランシーバ局が
サービスする様々なユーザに対応する着信データシーケ
ンスを拡散することができる。また、そのユーザに様々
な拡散符号を割り当てることによって、移動端末で使用
することもできる。
る装置は、手段311から31Kなど、k番目(k=
1,…K)の入力シーケンスのデータシンボルを、Q
MAX/Qk個のシンボル(d1 (k),d2 (k),
…,d QMAX/Qk (k))の様々なブロックにグル
ープ化する手段と、手段321から32Kなど、長さQ
MAXの拡散ブロックを含む拡散シーケンス(d1
(k).cQk (k),d2 (k).cQk (k),
…,dQMAX/ Qk (k).cQk (k))を得るた
めに、対応する符号cQk (k)を使用してk番目(k
=1,…K)の入力シーケンスからこうして得られたブ
ロックを拡散する手段と、手段331から33Kなど、
長さQMAXのスクランブル符号cEを使用して、こう
して得られたK個の各シーケンスST’1からST’K
をスクランブルする手段とを含む。
の長さQMAXおよび対応する符号の長さQ1からQK
に従って制御される。これらの符号の少なくとも1つの
長さQkが、特に対応する入力シーケンスのビット転送
速度に従って可変である場合には、これらの手段は、そ
の対応するシーケンスについてブロックあたりのシンボ
ル数QMAX/Qkを変え、この数にその符号の長さを
かけた積が一定かつQ MAXに等しいままとなるように
することができる。
ブル解除手段8および逆拡散手段9で使用される。この
場合の逆拡散への適用では、本発明による装置を基地ト
ランシーバ局または移動端末で使用し、上述のアルゴリ
ズムなどの復号アルゴリズムを使用するために、所与の
ユーザに割り当てられた拡散符号(または複数の符号が
割り当てられている場合には、そのユーザに割り当てら
れた符号の1つ)だけでなく、その他のユーザに割り当
てられた符号(およびおそらくは当該のユーザに割り当
てられたその他の符号)も用いて、着信データシーケン
スを逆拡散することができる。
スクランブル符号cEを使用して入力シーケンスSR”
をスクランブル解除する手段34と、こうして得られた
スクランブル解除されたシーケンスSR’のデータシン
ボルを長さQMAXの様々な拡散ブロックにグループ化
する手段35と、手段361から36Kなど、QMAX
/Qk個のシンボル(k=1,…K)の様々なブロック
で形成されるK個の逆拡散シーケンスSR1からSRK
を得るために、符号cQ1 (1)からcQK (K)など
の各符号を用いて、こうして得られた拡散ブロックを逆
拡散する手段とを含む。
ルゴリズムを異なる長さの符号の組合せを受容するよう
に修正する必要はなくなる。
々な手段を実施する際に、当業者はどのような特定の問
題にも気付かないであろう。したがって、これらの手段
について、その機能を参照する以上に詳細に記載する必
要はない。
は、明らかにこの構造を様々にすることができる、具体
的に言うと、これらの図の様々な構成要素を共通の信号
プロセッサ手段にまとめることができることに留意され
たい。
を図8に示すが、ここで、Sは非拡散および非スクラン
ブルシーケンスに対応し、S’は拡散および非スクラン
ブルシーケンスに対応し、S”は拡散およびスクランブ
ルシーケンスに対応する。
ータシンボルの、長さQMAX/Qkの2つの連続した
ブロックBiおよびBi+1と、拡散シーケンスS’
の、長さQMAXの2つの連続した拡散ブロックB’i
およびB’i+1と、拡散およびスクランブルシーケン
スS”の、長さQMAXの2つの連続した拡散ブロック
B”iおよびB”i+1とを示している。
できる、具体的に言うと、効率を改善するために、拡散
符号をそれが適用されるデータシーケンスの様々なシン
ボルごとに変えることができることにも留意されたい。
ある。
ランブルを示す図である。
す図である。
続のセルラー移動無線システム用の送信機の一例を示す
ブロック図である。
続のセルラー移動無線システム用の受信機の一例を示す
ブロック図である。
示すブロック図である。
示すブロック図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 特に符号分割多元接続のセルラー移動無
線システムにおける送信のための、共通のスクランブル
符号を保持しながら様々な拡散ファクタを使用可能にす
る装置であって、前記様々な拡散ファクタの倍数である
長さQMAXのスクランブル符号を、前記拡散ファクタ
のいずれか1つを用いて拡散することによって得られた
QMAX個の基本シンボルのブロックに適用するスクラ
ンブル手段を送信側に含む装置。 - 【請求項2】 最大の長さQMAXの約数であるそれぞ
れ長さQk(k=1,…,K)のK個の各拡散符号を用
いてK個の入力シーケンスを拡散し、こうして得られた
拡散シーケンスをスクランブルするために、 k番目(k=1,…,K)の入力シーケンスの様々なデ
ータシンボルを、QM AX/Qk個のシンボルの様々な
ブロックにグループ化する手段と、 長さQMAXの様々な拡散ブロックを含む拡散シーケン
スを得るために、長さQkの対応する符号を用いてk番
目(k=1,…,K)の入力シーケンスの様々なブロッ
クを拡散する手段と、 長さQMAXのスクランブル符号を使用して、こうして
得られたK個の各拡散シーケンスをスクランブルする手
段とを送信側に含む請求項1に記載の装置。 - 【請求項3】 特に符号分割多元接続のセルラー移動無
線システムにおける送信のための、共通のスクランブル
符号を保持しながら様々な拡散ファクタを使用可能にす
る装置であって、前記様々な拡散ファクタの倍数である
長さQMAXのスクランブル符号を適用して、前記拡散
ファクタのいずれか1つを用いて拡散することによって
得られたQMAX個の基本シンボルのブロックにスクラ
ンブル解除する手段を受信側に含む装置。 - 【請求項4】 最大の長さQMAXの約数であるそれぞ
れ長さQk(k=1,…,K)のK個の各拡散符号を用
いて入力シーケンスをスクランブル解除および逆拡散す
るために、 長さQMAXのスクランブル符号を使用して前記入力シ
ーケンスをスクランブル解除する手段と、 こうして得られた拡散およびスクランブル解除されたシ
ーケンスの基本シンボルを長さQMAXの様々な拡散ブ
ロックにグループ化する手段と、 QMAX/Qk個のシンボル(k=1,…K)の様々な
ブロックで形成されるK個の逆拡散シーケンスを得るた
めに、K個の各符号を用いて、こうして得られた拡散ブ
ロックを逆拡散する手段とを受信側に含む請求項3に記
載の装置。 - 【請求項5】 請求項1から4のいずれか一項に記載の
装置を含む、移動無線通信システム用の移動局。 - 【請求項6】 請求項1から4のいずれか一項に記載の
装置を含む、移動無線通信システム用のエンティティ、
特に基地トランシーバ局。
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