JP2000286751A - 基地局装置及び送信方法 - Google Patents

基地局装置及び送信方法

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JP2000286751A
JP2000286751A JP11089552A JP8955299A JP2000286751A JP 2000286751 A JP2000286751 A JP 2000286751A JP 11089552 A JP11089552 A JP 11089552A JP 8955299 A JP8955299 A JP 8955299A JP 2000286751 A JP2000286751 A JP 2000286751A
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JP
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signal
mobile station
inverse
base station
multiplying
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Mitsuru Uesugi
充 上杉
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 移動局において十分な受信品質を保った
まま装置の小型化を図ること。 【解決手段】 拡散部101及び拡散部102にて送信
データに対して拡散処理を行い、逆等化部103及び逆
等化部104にて、伝搬環境の逆特性に基づく係数を乗
算し、加算部105にて多重した後、送信RF部106
にて周波数変換してアンテナ107から送信する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、CDMA方式のセ
ルラーシステムに使用される基地局装置及び送信方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】近年、自動車・携帯電話等のセルラーシ
ステムは、各セルの中央に基地局を設置し、基地局とセ
ル内にある1又は複数の通信端末とが多元接続にて同時
に無線通信を行うシステムである。多元接続とは、同時
に無線通信を行う各端末装置が混信しないように、それ
ぞれ互いに異なる無線回線を選択して基地局と通信を行
うことである。
【0003】図5は、セルラーシステムの構成を示す図
である。図5において、基地局(BS)は、移動局(M
S)A及び移動局(MS)Bと同時に無線通信を行い、
移動局Aに対する下り信号aと移動局Bに対する下り信
号bを多重して送信する。
【0004】ここで、各移動局に届く電波には、基地局
から直接届く直接波の他に建物等に反射して届く遅延波
(間接波)がある。図5において、パスS1は、移動局
Aに到達する直接波の経路を示し、パスD1は、移動局
Aに到達する遅延波を示す。また、パスS2は、移動局
Bに到達する直接波を示し、パスD2は、移動局Bに到
達する遅延波を示す。
【0005】以下、パスS1を通過する移動局Aに対す
る下り信号をas1、パスS1を通過する移動局Bに対す
る下り信号をbs1、パスD1を通過する移動局Aに対す
る下り信号をad1、パスD1を通過する移動局Bに対す
る下り信号をbd1とする。同様に、パスS2を通過する
移動局Aに対する下り信号をas2、パスS2を通過する
移動局Bに対する下り信号をbs2、パスD2を通過する
移動局Aに対する下り信号をad2、パスD2を通過する
移動局Bに対する下り信号をbd2とする。
【0006】直接波と到達時間及び到達経路(パス)が
異なる遅延波は、干渉波として作用して受信品質を劣化
させる原因となる。セルラーシステムでは、十分な受信
品質を得るために何らかの干渉波(マルチパス)対策が
必要となる。
【0007】多元接続の一つであるTDMA(時分割多
元接続)方式やFDMA(周波数分割多元接続)方式で
は、伝搬環境を推定して補償する等化処理により干渉波
対策を行っている。
【0008】一方、CDMA(符号分割多元接続)方式
は、受信側にて、直接波及び遅延波を分離して最大比合
成するRAKE合成により、マルチパスを積極的に利用
して受信品質を改善している。
【0009】CDMA方式は、送信側において、拡散コ
ードで2次変調した広帯域の信号を無線送信し、受信側
において、受信信号に送信側と同一の拡散コードを乗算
することにより狭帯域の信号を得る方式である。CDM
A方式は、拡散コードによる鋭い相関特性等により、優
れた通信品質を達成することができ、しかも、周波数を
有効に利用できるため、現在、限られた周波数帯域上で
より多くの加入者容量を確保する周波数有効利用技術が
重要となってきているセルラーシステムにおいて注目さ
れている。
【0010】図6は、従来におけるCDMA方式の基地
局送信側の構成を示すブロック図である。
【0011】図6において、拡散部11は、移動局A向
けのデータaに対して拡散コードC1を乗算し、広帯域
の拡散信号を出力する。拡散部12は、移動局B向けの
データbに対して拡散コードC2を乗算し、広帯域の拡
散信号を出力する。なお、拡散コードC1と拡散コード
C2とは互いに直交する。
【0012】加算器13は、拡散部11及び拡散部12
から出力された拡散信号を多重する。送信RF部14
は、加算器13にて多重された拡散信号に対して受信電
力を増幅し、周波数を変換した後、アンテナ15から送
信する。
【0013】受信側となる移動局A、Bは、受信した下
り信号に対して、送信側と同じ拡散コードを所定のタイ
ミング間隔で乗算して逆拡散を行い、相関検出により到
達時間及び到達経路(パス)の異なる各信号の到来時間
と受信電力を検出し、時間を合わせて最大比合成して復
調し受信データを取り出す。
【0014】図7は、移動局Aに受信される各信号のタ
イミングを示す模式図である。図7に示すように、移動
局Aには、下り信号as1と下り信号bs1とが同時に到来
し、それらから遅延して(遅延時間T)、下り信号ad1
と下り信号bd1とが同時に到来する。
【0015】また、上述したように、RAKE合成が可
能であるCDMA方式において、移動局Aにとって必要
な信号は、下り信号as1及び下り信号ad1であり、これ
らの信号は分離されて最大比合成される。
【0016】ここで、CDMA方式では、送信側で各信
号に対して互いに直交する拡散コードが乗算されるの
で、受信側に同時に到来する信号間において干渉は生じ
ない。よって、移動局Aにおいて、下り信号as1と同時
に到来する下り信号bs1は、下り信号as1に対して直交
性を保つので干渉波とはならない。同様に、下り信号b
d1は、下り信号ad1に対して直交性を保つので干渉波と
はならない。
【0017】下り信号as1に対して干渉するのは、下り
信号ad1及び下り信号bd1であり、下り信号ad1に対し
て干渉するのは、下り信号as1及び下り信号bs1であ
る。しかし、これらの影響はRAKE合成の効果と比較
して小さいので、移動局Aは、十分な受信品質を得るこ
とができる。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
CDMA方式の下り信号変換方法では、十分な受信品質
を得るために移動局においてRAKE合成回路が必要と
なるため、装置の小型化を図ることに限界があった。
【0019】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、移動局において十分な受信品質を保ったまま装置
の小型化を図ることを目的とする。
【0020】
【課題を解決するための手段】本発明の骨子は、伝搬環
境の逆特性を求め、拡散処理後の信号に伝搬環境の逆特
性に基づく係数を乗算することである。
【0021】
【発明の実施の形態】本発明の第1の態様に係る基地局
装置は、送信信号に回線固有の拡散コードを乗算する拡
散手段と、この拡散手段から出力された信号に係数を乗
算して伝搬環境の影響を補償する逆等化手段とを具備す
る構成を採る。
【0022】この構成により、通信端末装置において十
分な受信品質を保ったまま装置の小型化を図ること、あ
るいは、装置規模を拡大せずに受信品質を高めることが
できる。
【0023】本発明の第2の態様は、第1の態様の基地
局装置において、逆等化手段は、伝搬環境の逆特性に基
づく係数を乗算する構成を採る。
【0024】この構成により、通信端末装置にて伝搬環
境による影響を補償する処理が必要なくなるため、RA
KE合成回路が不要となり、通信端末装置の小型化・簡
素化を図ることができる。
【0025】本発明の第3の態様は、第1の態様の基地
局装置において、各通信相手の受信時における回線歪量
の2乗和を最小とするように係数を決定する係数決定手
段を具備し、逆等化手段は、前記係数決定手段にて決定
された係数を乗算する構成を採る。
【0026】この構成により、各通信端末装置の受信時
における回線歪に基づいて逆等化処理の係数を決定する
ことができるので、通信端末装置の装置規模を拡大せず
に受信品質を高めることができる。
【0027】本発明の第4の態様に係る通信端末装置
は、第1から第3のいずれかの態様の基地局装置と無線
通信を行う構成を採る。
【0028】この構成により、通信端末装置において十
分な受信品質を保ったまま装置の小型化を図ること、あ
るいは、装置規模を拡大せずに受信品質を高めることが
できる。
【0029】本発明の第5の態様に係る送信方法は、信
号に回線固有の拡散コードを乗算し、伝搬環境の逆特性
を乗算して無線送信する方法を採る。
【0030】この方法により、通信端末装置にて伝搬環
境による影響を補償する処理が必要なくなるため、RA
KE合成回路が不要となり、通信端末装置の小型化・簡
素化を図ることができる。
【0031】本発明の第6の態様に係る送信方法は、信
号に回線固有の拡散コードを乗算し、各通信相手の受信
時における回線歪量の2乗和を最小とする係数を乗算し
て無線送信する方法を採る。
【0032】この方法により、各通信端末装置の受信時
における回線歪に基づいて逆等化処理の係数を決定する
ことができるので、通信端末装置の装置規模を拡大せず
に受信品質を高めることができる。
【0033】以下、本発明の実施の形態について、添付
図面を参照して詳細に説明する。
【0034】(実施の形態1)図1は、本実施の形態に
係る基地局送信側の構成を示すブロック図である。
【0035】図1において、基地局が移動局A、Bと同
時に無線通信を行っている場合、拡散部101は、移動
局A向けのデータaに対して拡散コードC1を乗算し、
広帯域の拡散信号を出力する。拡散部102は、移動局
B向けのデータbに対して拡散コードC2を乗算し、広
帯域の拡散信号を出力する。なお、拡散コードC1と拡
散コードC2とは互いに直交する。
【0036】逆等化部103は、拡散部101から出力
された拡散信号に対して、逆等化処理を行う。同様に、
逆等化部104は、拡散部102から出力された拡散信
号に対し、後述の逆等化処理を行う。逆等化処理とは、
基地局が、移動局にて推定された下り回線の伝搬環境の
逆特性を、下り信号に予め掛け合わせて送信することに
より、下り回線における伝搬環境の影響を補償する方法
である。
【0037】加算器105は、逆等化部103及び逆等
化部104から出力された信号を多重する。送信RF部
106は、加算器105にて多重された信号に対して受
信電力を増幅し、周波数を変換した後、アンテナ107
から送信する。
【0038】以下、逆等化処理について、図面を用いて
詳細に説明する。図2(a)は、逆等化処理を行わない場
合のセルラーシステムの構成を示す図であり、図2(b)
は、逆等化処理を行う場合のセルラーシステムの構成を
示す図である。
【0039】図2において、伝搬環境の特性をH(z)で
表わせるものとする。図2(a)に示すように、基地局
(BS)にて逆等化処理を行わない場合、基地局から送
信される信号x(z)は、移動局(MS)に到達する時に
送信信号x(z)にH(z)が掛けられた状態x(z)・H
(z)となる。よって、受信品質が劣化するため、移動局
において伝搬環境による影響を除去するための補償処理
が必要となり、従来からCDMA方式ではRAKE合成
を行う必要があった。
【0040】基地局にて逆等化処理を行う場合、まず、
移動局にて、伝搬環境の特性H(z)を推定し、推定結果
を基地局に知らせる。そして、基地局は、トレーニング
によって伝搬環境の逆特性H-1(z)を算出し、図2(b)
に示すように、次の送信において、伝搬環境の逆特性H
-1(z)を送信信号x(z)に予め掛け、x(z)・H-1(z)
として送信する。
【0041】これにより、移動局が受信する信号は、x
(z)・H-1(z)・H(z)=x(z)となり、移動局におい
て伝搬環境による影響を除去するための補償処理が不要
となる。
【0042】図3は、移動局受信時の信号波形図であ
る。ディジタル無線通信において、基地局が逆等化処理
を行わない場合、基地局から矩形波が送信されるとし、
図3において、等化処理前の移動局に到着する直接波成
分をFs、干渉波成分をFdとし、干渉波成分Fdが直接
波成分Fsを打ち消す方向に働いたとすると、直接波成
分Fsと干渉波成分Fdとの合成波はFcとなり、干渉波
成分の影響により波形が乱れるので受信品質が劣化す
る。
【0043】これに対し、基地局にて逆等化処理を行っ
た後の移動局に到着する直接波成分をAs、干渉波成分
をAdとすると、これらの合成波はAcとなる。等化処理
後の合成波Acは、等化処理前の合成波はFcと比較し
て、波形の乱れが小さいので受信品質が良い。よって、
移動局において伝搬環境による影響を除去するための補
償処理が不要となる。
【0044】移動局Aに届く信号には、移動局Aに対す
る直接波の下り信号as1、移動局Bに対する直接波の下
り信号bs1、移動局Aに対する遅延波の下り信号ad1
移動局Bに対する遅延波の下り信号bd1の4種類であ
る。
【0045】移動局Aには、下り信号as1と下り信号b
s1とが同時に到来し、それらから遅延して(遅延時間
T)、下り信号ad1と下り信号bd1とが同時に到来す
る。また、上述したように、基地局で逆等化処理を行う
ことにより、移動局Aでは、下り信号as1と下り信号a
d1とを合わせた信号をそのまま復調すれば受信データを
取り出すことができる。
【0046】ここで、CDMA方式では、送信側で各信
号に対して互いに直交する拡散コードが乗算されるの
で、逆等化を行っていなければ受信側に同時に到来する
信号間において干渉は生じない。しかし、逆等化を行う
ことによって、移動局Aにおいて、下り信号as1と下り
信号bs1は各々移動局Aおよび移動局Bの受信端でのみ
遅延成分がないように調整されているが、下り信号bは
移動局Aの受信端での歪み方は保証されていない。同様
に下り信号aは移動局Bの受信端での歪み方は保証され
ていない。
【0047】よって、他ユーザの信号からの干渉抑圧を
抑える効果はなく、むしろ増加することもあり得る。し
かし、逆等化による性能の向上に比べてその劣化は小さ
い。
【0048】移動局A及び移動局Bは、受信した下り信
号に対して、送信側と同じ拡散コードを所定のタイミン
グ間隔で乗算して逆拡散を行い、復調することにより、
十分な受信品質で受信データを取り出すことができる。
【0049】このように、CDMA方式において、逆等
化処理を行うことにより、移動局にて伝搬環境による影
響を補償する処理が必要なくなるため、RAKE合成回
路が不要となり、移動局の小型化・簡素化を図ることが
できる。
【0050】なお、上記の説明において、伝搬環境の特
性を移動局で推定する場合について説明したが、基地局
が自局の受信品質等に基づいて伝搬環境の特性を推定す
ることもできる。
【0051】(実施の形態2)図4は、本実施の形態に
係る基地局送信側の構成を示すブロック図である。な
お、図4において、図1と共通する構成部分については
図1と同一付番を付して説明を省略する。
【0052】図4の基地局は、図1の基地局に対して、
係数決定部201を追加した構成を採る。係数決定部2
01は、各移動局の受信時における回線歪量の2乗和を
最小とするように、逆等化処理の係数を決定する。
【0053】逆等化部103及び逆等化部104は、係
数決定部201にて決定された係数に基づき、拡散信号
に対して逆等化処理を行う。
【0054】本実施の形態では、移動局側において、従
来と同様にRAKE合成処理が必要となる。しかしなが
ら、各移動局の受信時における回線歪に基づいて逆等化
処理の係数を決定することにより、移動局の装置規模を
拡大せずに受信品質を高めることができる。
【0055】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の基地局及
び送信方法によれば、移動局において十分な受信品質を
保ったまま装置の小型化を図ること、あるいは、装置規
模を拡大せずに受信品質を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係る基地局送信側の構
成を示すブロック図
【図2】(a)逆等化処理を行わない場合のセルラーシ
ステムの構成を示す図 (b)逆等化処理を行う場合のセルラーシステムの構成
を示す図
【図3】移動局受信時の信号波形図
【図4】本発明の実施の形態2に係る基地局送信側の構
成を示すブロック図
【図5】セルラーシステムの構成を示す図
【図6】従来の基地局送信側の構成を示すブロック図
【図7】従来の基地局と通信を行う移動局に受信される
各信号のタイミングを示す模式図
【符号の説明】
101、102 拡散部 103、104 逆等化部 105 加算部 106 送信RF部 107 アンテナ 201 係数決定部

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 送信信号に回線固有の拡散コードを乗算
    する拡散手段と、この拡散手段から出力された信号に係
    数を乗算して伝搬環境の影響を補償する逆等化手段とを
    具備することを特徴とする基地局装置。
  2. 【請求項2】 逆等化手段は、伝搬環境の逆特性に基づ
    く係数を乗算することを特徴とする請求項1記載の基地
    局装置。
  3. 【請求項3】 各通信相手の受信時における回線歪量の
    2乗和を最小とするように係数を決定する係数決定手段
    を具備し、逆等化手段は、前記係数決定手段にて決定さ
    れた係数を乗算することを特徴とする請求項1記載の基
    地局装置。
  4. 【請求項4】 請求項1から請求項3のいずれかに記載
    の基地局装置と無線通信を行うことを特徴とする通信端
    末装置。
  5. 【請求項5】 信号に回線固有の拡散コードを乗算し、
    伝搬環境の逆特性を乗算して無線送信することを特徴と
    する送信方法。
  6. 【請求項6】 信号に回線固有の拡散コードを乗算し、
    各通信相手の受信時における回線歪量の2乗和を最小と
    する係数を乗算して無線送信することを特徴とする送信
    方法。
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Cited By (3)

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