JP2000286784A - 無線端末、無線基地局、及び無線通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の無線端末から送信される上りチャネル
用拡散符号の相関関係が、共通の無線基地局における受
信時点で好ましくなるように制御する。 【解決手段】 共通の無線基地局に対し符号分割多元接
続される無線端末において、上りチャネル用拡散符号の
発生位相を制御する送信位相制御手段と、下りチャネル
用拡散符号の発生位相を制御する受信位相制御手段と、
該当無線端末と前記無線基地局との間の伝播遅延に対応
する遅延情報に基づき、前記送信位相制御手段を制御し
て上りチャネル用拡散符号の発生位相を変更する送信タ
イミング制御手段とを備え、複数の無線端末から送信さ
れ、無線端末ごとに割り当てられた前記上りチャネル用
拡散符号により拡散変調された送信波の間の相関関係
を、前記無線基地局による受信時点に着目して制御す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は無線通信システムに
関し、たとえば移動電話機、固定無線端末などの無線端
末から無線基地局に送信される無線信号をＣＤＭＡ（符
号分割多元接続）で多重する場合などに適用し得るもの
である。

【０００２】また、本発明は、かかる無線通信システム
の構成要素としての無線端末に関するものである。

【０００３】さらに、本発明は、かかる無線通信システ
ムの構成要素としての無線基地局に関するものである。

【０００４】

【従来の技術】共通の基地局１０１に対して２つの無線
端末１０２，１０３が通信する図３のようなケースがあ
る。端末（Ａ）１０２と端末（Ｂ）１０３は基地局１０
１に対して同時に送信を行うものとする。

【０００５】基地局１０１の内部構成を示した図４にお
いて、ＣＰＵ５０１は、送信データを伝送路符号化器５
０２に出力する。伝送路符号化器５０２は、畳み込み符
号化などの手法により、データに冗長性を持たせ送信シ
ンボルとして出力する。

【０００６】符号化された情報シンボルは、送信拡散符
号発生器５０４から出力される拡散符号（下りチャネル
用拡散符号）を用いて拡散器５０５で拡散され、送信変
調データとして送信される。この時、出力されるデータ
は、情報シンボルレートのＮ倍になるように拡散符号長
を設定する。

【０００７】一方、当該基地局１０１に受信された受信
変調データは、逆拡散器５０７によりシンボル復調され
る。逆拡散に用いる拡散符号は受信拡散符号発生器５０
６で発生されるが、端末が送信に用いたものと同じ拡散
符号（上りチャネル用拡散符号）である。

【０００８】受信拡散符号のタイミング（拡散符号の位
相）は端末ごとに異なり、基地局１０１には未知である
ため、ＣＰＵ５０１、受信タイミング調整器（同期捕
捉、同期追従回路を含む回路）５０８により、最適な受
信タイミングに受信拡散符号発生器５０６のタイミング
調整を行う。

【０００９】逆拡散された受信シンボルに無線伝送路で
生じた誤りがあれば、伝送路復号器５０９が当該誤りを
訂正した上で、ＣＰＵ５０１に受信データとして出力す
る。

【００１０】これらの回路５０６〜５０９から受信器５
１０が構成されている。

【００１１】なお、ここでのタイミングは、拡散符号発
生のタイミングのことであり、図６に示すように、図６
（Ａ）の拡散符号の先頭ＬＰを示す、同図(Ｂ）のパル
スＴＰの時間的な位置とする。

【００１２】当該基地局１０１の受信部は、同時に送信
する複数の端末（たとえば端末１０２、１０３）からの
データを同時に復調するため、前記受信器５１０と同一
の内部構成を持つ受信器を複数備えている。すなわち、
受信器５１０〜５１２のＭ個の受信器を備えている。

【００１３】一方、端末１０２または１０３の側でも、
送信・受信の手法は基地局１０１と同じである。

【００１４】端末１０２（または１０３）の内部構成を
示した図５において、受信拡散符号発生器６０４では、
基地局１０１の送信拡散符号（下りチャネル用拡散符
号）と同じ符号を発生し、端末１０２の送信拡散符号発
生器６０８では、基地局１０１の受信拡散符号と同じ符
号を発生する。

【００１５】ＣＰＵ６０１、受信タイミング調整器６０
３は、基地局１０１からの送信波に対して最適な受信タ
イミングを受信拡散符号発生器６０４に設定すると、送
信タイミング調整器６１０は、受信拡散符号発生器６０
４と同じタイミングで送信拡散符号（上りチャネル用拡
散符号）を発生するように信号を送信拡散符号発生器６
０８に出力する。

【００１６】このように、各端末１０２，１０３の送信
タイミングを受信タイミングと一致させると、基地局１
０１から端末１０２、１０３への伝播遅延はそれぞれ異
なるため、基地局１０１で受信する端末１０２と１０３
からの信号タイミングは一致しなくなる。

【００１７】すわなち、基地局１０１の送信タイミング
が図２（Ａ）のタイミングＴ１とすると、端末Ａ（１０
２）の受信送信タイミングはたとえば図２（Ｂ）のタイ
ミングＴ２（遅延ΔｔＡ）となり、端末Ｂ（１０３）の
受信送信タイミングはたとえば図２（Ｃ）のタイミング
Ｔ３（遅延ΔｔＢ）となり、基地局１０１が端末Ａの送
信波を受信するタイミングは図２（Ｄ）のタイミングＴ
４（端末Ａに対する遅延ΔｔＡの２倍）となり、端末Ｂ
の送信波を受信するタイミングはタイミングｔ５（端末
Ｂに対する遅延ΔｔＢの２倍）となる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】いま、図７に示すよう
に、Ｍ局の端末１〜Ｍ（３０２〜３０４）が共通の基地
局３０１に対して同時に送信する場合を想定する。

【００１９】このとき、基地局３０１が受信する端末１
からの電力をＰｏｗ１、端末２からの電力をＰoｗ２、
…、端末Ｍからの電力をＰｏｗＭとすると、基地局３０
１が受信する総電力は、Ｐｏｗ１＋Ｐｏｗ２．．．＋Ｐ
ｏｗＭとなる。

【００２０】端末１からのデータを復調した場合、端末
１以外からの電力はすべて干渉雑音であるため、端末１
からの到来波を希望波とする場合の基地局３０１での信
号対雑音比は、Ｐｏｗ１／（Ｐｏｗ２＋Ｐｏｗ３
＋．．．ＰｏｗＭ）である。

【００２１】説明を簡単にするために、全端末からの電
力は同じであると仮定（Ｐｏｗ１＝Ｐｏｗ２＝Ｐｏｗ
３．．．＝ＰｏｗＭ）すると、信号対雑音比は１／（Ｍ
−１）で表すことができる。これは、同時に送信する端
末数（Ｍ）が増えれば増えるほど、Ｓ／Ｎが下がり、通
信品質が劣化することを意味する。

【００２２】一方、他端末からの干渉を削減するには、
拡散符号に直交符号を利用することが有効である。Σを
ｎ＝１からｎ＝Ｍまでの総和を意味するものとすると、
直交符号は、ｉ＝ｊの場合、 （ΣＰｉ[ｎ]＊Ｐｊ[ｎ]）／Ｍ＝１ … となり、 ｉ≠ｊの場合 （ΣＰｉ[ｎ]＊Ｐｊ[ｎ]）／Ｍ＝０ … となって直交性を示す（「＊」は、乗積を意味する。以
下においても同じ）。

【００２３】すなわち、各端末にｉ≠ｊの拡散符号を割
り当てると、逆拡散後の信号は、希望波のみの成分であ
り、他端末からの到来波成分（電力）はゼロになる。

【００２４】一例として、２端末が同時に送信した場合
を以下に示す。

【００２５】端末１の送信波は、Ａ１を振幅とし、端末
１の送信シンボルをＤｍ１とすると、 S１［ｎ］＝Ａ１＊Ｄｍ１＊Ｐ１[ｎ] … となり、端末２の送信波は、Ａ２を振幅とし、端末２の
送信シンボルをＤｍ２とすると、 S２［ｎ］＝Ａ２＊Ｄｍ２＊Ｐ２[ｎ] … となる。

【００２６】一方、端末１の送信波と端末２の送信波の
伝播遅延差をΦとすると、基地局３０１の受信波は、 ｒ[ｎ]＝S１[ｎ]＋Ｓ２[ｎ＋Φ] … であるので、端末１の逆拡散後信号は、 ｄ１＝（Σｒ[ｎ]＊Ｐ１[ｎ]）／Ｍ＝Ａ１＊Ｄｍ１＋Ａ２＊Ｄ２（ΣＰ２[ｎ ＋Φ]＊Ｐ１[ｎ]）／Ｍ … となる。

【００２７】ただし、式の右辺の第２項は、式か
ら、Φ＝０のとき０となるので、このときの受信シンボ
ルｄ１には、端末１からの送信信号成分のみが含まれ
る。

【００２８】ところが、これはΦ＝０のとき、すなわ
ち、基地局３０１で受信する端末１と端末２からの送信
波が同期しているときのみ得られる性質であるため、図
２で示したように各端末からの到来波が非同期の従来シ
ステムでは、基地局３０１による受信の際に直交性が確
保されず、Ｓ／Ｎは改善されないという問題がある。

【００２９】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに本発明は、共通の無線基地局に対し符号分割多元接
続される無線端末において、（１）送信用の上りチャネ
ル用拡散符号を発生する端末側送信拡散符号発生手段
と、（２）当該上りチャネル用拡散符号の発生位相を制
御する端末側送信位相制御手段と、（３）受信用の下り
チャネル用拡散符号を発生する端末側受信拡散符号発生
手段と、（４）当該下りチャネル用拡散符号の発生位相
を制御する端末側受信位相制御手段と、（５）該当無線
端末と前記無線基地局との間の伝播遅延に対応する遅延
情報に基づき、前記端末側送信位相制御手段を制御して
上りチャネル用拡散符号の発生位相を変更する送信タイ
ミング制御手段とを備え、（６）複数の無線端末から送
信され、無線端末ごとに割り当てられた前記上りチャネ
ル用拡散符号により拡散変調された送信波の間の相関関
係を、前記無線基地局による受信時点に着目して制御す
ることを特徴とする。

【００３０】また、本発明は、複数の無線端末を符号分
割多元接続する無線基地局において、（１）受信用の上
りチャネル用拡散符号を発生する基地局側受信拡散符号
発生手段、及び当該上りチャネル用拡散符号の発生位相
を制御する基地局側受信位相制御手段を含む受信処理手
段を複数備えると共に、（２）送信用の下りチャネル用
拡散符号を発生する基地局側送信拡散符号発生手段と、
（３）当該下りチャネル用拡散符号の発生位相を制御す
る基地局側送信位相制御手段とを備え、（４）前記無線
端末における上りチャネル用拡散符号の発生位相を、当
該無線基地局と該当無線端末との間の伝播遅延に対応す
る遅延情報に基いて変更することで、複数の無線端末ご
とに割り当てられた前記上りチャネル用拡散符号で拡散
変調された送信波の間の相関関係を、前記複数の受信処
理手段による受信時点に着目して制御することを特徴と
する。

【００３１】さらに、本発明の無線通信システムは、請
求項１〜３のいずれかの無線端末を複数備えると共に、
請求項４又は５のいずれかの無線基地局を備えることを
特徴とする。

【００３２】

【発明の実施の形態】(Ａ）実施形態 以下、本発明にかかる無線端末、無線基地局、及び無線
通信システムを、ＣＤＭＡの無線通信システムに適用し
た場合を例に、本発明の実施形態について説明する。

【００３３】第１〜第５の実施形態に共通する特徴は、
端末から基地局への上りチャネルにおいて、複数の端末
からの到来波を、単一の基地局における受信時点で同期
させるように制御することで直交性を確保し、端末間干
渉を削減する点にある。

【００３４】（Ａ−１）第１の実施形態の構成 本実施形態の固定局無線システムの端末、すなわち固定
無線局１１の構成を図１に示す。当該端末１１が通信す
るのは、たとえば図４に示した基地局１０１とまったく
同じ基地局であってよい。

【００３５】図１において、端末１１は、ＣＰＵ７０
１、基準クロック発生器７０２、受信タイミング調整器
７０３、受信拡散符号発生器７０４、逆拡散器７０５、
伝送路復号器７０６、伝送路符号化器７０７、送信拡散
符号発生器７０８、拡散器７０９のほか、送信タイミン
グ調整器７１０とメモリ７１１を備えている。

【００３６】このうち、送信タイミング調整器７１０お
よびメモリ７１１以外の構成要素は、図５に示した各構
成要素に対応するものなのでその詳しい説明は省略す
る。

【００３７】すなわち、ＣＰＵ７０１は前記ＣＰＵ６０
１に対応し、基準クロック発生器７０２は前記基準クロ
ック発生器６０２に対応し、受信タイミング調整器７０
３は前記受信タイミング調整器６０３に対応し、受信拡
散符号発生器７０４は前記受信拡散符号発生器６０４に
対応し、逆拡散器７０５は前記逆拡散器６０５に対応
し、伝送路復号器７０６は前記伝送路復号器６０６に対
応し、伝送路符号化器７０７は前記伝送路符号化器６０
６に対応し、送信拡散符号発生器７０８は前記伝送路拡
散符号発生器６０８に対応し、拡散器７０９は前記拡散
器６０９に対応する。

【００３８】ＣＰＵ７０１に接続されている前記メモリ
７１１は、送信タイミング制御に用いる送信タイミング
オフセット値を記憶しておく部分である。

【００３９】この送信タイミングオフセット値は、通
常、当該端末１１と前記基地局１０１とのあいだの距離
によってほぼ決まり、両者間の伝播遅延量に対応する。

【００４０】また、ＣＰＵインターフェイスでＣＰＵ７
０１に接続されている送信タイミング調整器７１０は、
ＣＰＵ７０１から供給される前記送信タイミングオフセ
ット値に応じて送信タイミングの調整を行う回路であ
る。

【００４１】送信タイミングの調整を行うため、送信タ
イミング調整器７１０は、前記受信拡散符号発生器７０
４から入力を得て、送信拡散符号発生器７０８に出力を
供給する。

【００４２】以下、上記のような構成を有する第１の実
施形態の動作について説明する。

【００４３】（Ａ−２）第１の実施形態の動作 基地局１０１側の動作は、従来とまったく同じである。

【００４４】端末１１側の基本的な動作は、従来とほぼ
同じであるが、従来にはなかった送信のタイミングを調
整するための動作が行われる。

【００４５】上述したように送信タイミングオフセット
値は基地局１０１と端末１１との距離に応じてほぼ決ま
る値であるが、ＣＰＵ７０１は、メモリ７１１にあらか
じめ記憶された送信タイミングオフセットを送信タイミ
ング調整器７１０に書き込んだ後、送信を開始する。

【００４６】本実施形態の端末１１を前記端末Ａに対応
するものとすると、送信タイミング調整器６１０の動作
は、図２（Ｂ）において、本来、タイミングＴ２である
端末Ａの送信タイミングをＤＳ（送信タイミングオフセ
ット値）だけ遅らせてＴＳとする操作に相当する。これ
により、他の端末Ｂの送信波と端末Ａの送信波とが同じ
タイミングＴ５で基地局１０１に受信される。

【００４７】したがって、前記送信タイミングオフセッ
ト値ＤＳは、十分に大きな一定値から該当端末の伝播遅
延時間の２倍の値を減算した値として求めることができ
る。

【００４８】端末と基地局のアンテナが見通し内（見通
しが得られる位置関係）にある無線通信システムでは、
基地局送信タイミング（たとえば図２のＴ１）に対する
端末からの送信タイミング遅延（たとえば図２のΔｔ
Ａ、ΔｔＢ）は、ほとんど両者間の距離だけに依存する
ため、距離が変わらないかぎり当該送信タイミング遅延
もほぼ一定であると考えられる。

【００４９】たとえば、共通の基地局と通信する全端末
のなかでもっとも基地局からの距離が遠い端末の伝播遅
延時間をΔｔｍとすると、このΔｔｍを前記一定値とす
ることができる。

【００５０】このような関係は、共通の基地局１０１と
通信する端末の数が３以上の場合でも成立し、全端末か
らの送信波が同じタイミングで到来（同期）しているた
め、拡散符号に直交符号を利用したシステムでは、受信
しようとしている端末以外の端末からの受信電力は雑音
にならない。このため、受信データの信号対雑音比は、
同時送信している端末の影響を受けず、良好な状態を保
つことが可能となる。

【００５１】実際の装置では、前記メモリ７１１に対す
る送信タイミングオフセット値の記憶は、各端末の設置
時に、当該端末から基地局１０１までの距離を測定して
行うようにするとよい。

【００５２】（Ａ−３）第１の実施形態の効果 本実施形態によれば、各端末から到来する受信波を同期
させることができるので、前記の式において、Φをゼ
ロにすることができ、各端末間の信号対雑音比（通信品
質）、及び同時送信可能な端末数（システム容量）を向
上させることが可能である。

【００５３】（Ｂ）第２の実施形態 （Ｂ−１）第２の実施形態の構成 本実施形態の固定局無線システムの基地局１２の構成を
図８に示す。この基地局１２と通信する端末の構成は、
上述した図１の端末１１と同じであってよいが、機能面
で見ると、後述するように、第１の実施形態の説明では
端末１１が持っていなかった機能も装備する必要があ
る。

【００５４】本実施形態では、このような機能を備えた
端末を端末１１とする。

【００５５】図８において、基地局１２は、Ｍ個の受信
器（８１０〜８１２）１〜Ｍを備えているが、各受信器
の内部構成は、受信拡散符号発生器８０６、逆拡散器８
０７、受信タイミング調整器８０８、伝送路復号器８０
９のほか、タイミング比較器８２０からなる。

【００５６】そして基地局１２は、受信器１〜Ｍの外部
に、ＣＰＵ８０１、伝送路符号化器８０２、基準クロッ
ク発生器８０３、送信拡散符号発生器８０４、拡散器８
０５を備えている。

【００５７】基地局１２のタイミング比較器８２０以外
の構成要素は図４に示した基地局１０１の各構成要素に
対応するので、その詳しい説明は省略する。

【００５８】すなわち、ＣＰＵ８０１は前記ＣＰＵ５０
１に対応し、伝送路符号化器８０２は前記伝送路符号化
器５０２に対応し、基準クロック発生器８０３は前記基
準クロック発生器５０３に対応し、送信拡散符号発生器
８０４は前記送信拡散符号発生器５０４に対応し、拡散
器８０５は前記拡散器５０５に対応し、受信拡散符号発
生器８０６は前記受信拡散符号発生器５０６に対応し、
逆拡散器８０７は前記逆拡散器５０７に対応し、受信タ
イミング調整器８０８は前記受信タイミング調整器５０
８に対応し、伝送路復号器８０９は前記伝送路復号器５
０９に対応する。

【００５９】前記タイミング比較器８２０は、送信タイ
ミングと受信タイミングの差を基準クロックでカウント
し、その結果をＣＰＵ８０１に供給する回路である。

【００６０】端末１１では、当該基地局１２の送信波を
受信した受信タイミングと一致させた送信タイミングで
送信波を拡散し送出する。したがって、基地局１２で
は、基地局１２における送信タイミングと受信タイミン
グの差を求めることで、当該基地局１２と該当端末との
実質的な距離を求めることができる。

【００６１】タイミング比較器８２０は、送信タイミン
グを検出するために送信拡散符号発生器８０４から、受
信タイミングを得るために受信拡散符号発生器８０６か
らそれぞれ入力を得ており、さらに基準クロックを得る
ために基準クロック発生器８０３からも入力を得て、求
めた出力はＣＰＵ８０１に供給している。

【００６２】以下、上記のような構成を有する第２の実
施形態の動作について図９を参照しながら説明する。

【００６３】（Ｂ−２）第２の実施形態の動作 端末１１の状態遷移を示した図９において、基地局１２
は、端末１１が新規に設置される（９０１）と、その端
末１１に対してテスト送信要求を行う。

【００６４】新規設置された端末１１は、この要求を受
信すると基地局１２に対して送信を開始する（９０
２）。この時の送信タイミングは従来通り、端末１１に
よる受信タイミングと一致させる。

【００６５】基地局１２は、端末１１からのテスト送信
波を検出すると、タイミング比較器８２０に対し、送信
拡散符号発生器８０４から送信タイミング（送信符号の
先頭を示すパルス）を、受信拡散符号発生器８０６から
受信タイミング（受信符号の先頭を示すパルス）を送出
する。

【００６６】タイミング比較器８２０は送信タイミング
と受信タイミングの差を基準クロックでカウントし、そ
の結果をＣＰＵ８０１に送出する。ＣＰＵ８０１は、タ
イミング比較器８２０でカウントされたタイミング差を
メッセージとして生成し、端末１１へ送信する。

【００６７】端末１１は、タイミング差情報を受信する
と直ちにテスト送信を止め、タイミング差情報をメモリ
７１１に格納する。端末１１は、この値を送信タイミン
グ調整器７１０に設定した後に、通常の情報送信（デー
タ送信）を行い得る状態となる（９０３）。

【００６８】このあと、端末１１の状態は、アイドル・
待受け状態（９０４）と、データ送信状態（９０５）の
あいだで遷移する。

【００６９】なお、端末１１の移動性が高い場合など、
タイミング差情報の変動幅が大きい場合の端末１１内の
処理は、タイミング差情報を受信後、データ送信を続
け、タイミング差情報の示すタイミング差を当該データ
送信中に基地局１２が追従できるようにゆっくりと補正
するようにするとよい。

【００７０】そして補正終了後には基地局１２で再度タ
イミング差をカウントし、送信タイミングと受信タイミ
ング差がゼロになったことを確認した後に端末１１の送
信を停止する構成にすることも可能である。

【００７１】（Ｂ−３）第２の実施形態の効果 本実施形態によれば、第１の実施形態のように、各端末
の設置のたびに当該端末から基地局１０１までの距離を
測定し送信タイミングオフセット値を求める作業が不要
となるので、効率的である。

【００７２】また、基地局と端末が見通し外の場合、電
波は複数の建築物に反射して伝播し伝播路の距離測定は
極めて困難であるが、本実施形態によれば、基地局で実
際の受信波タイミングを測定することにより精度良いタ
イミング調整が可能となるため、見通しが得られるかど
うかにかかわりなく、端末間干渉を最小限にすることが
可能で、通信品質の向上が期待できる。

【００７３】さらに、このように、見通しが得られない
場合には、端末が移動しなくても伝播遅延量は変動し得
るので、本実施形態による伝播遅延量の測定の効率化は
いっそう効果的に作用する。

【００７４】（Ｃ）第３の実施形態 （Ｃ−１）第３の実施形態の構成 本実施形態で使用する端末の構成は、図１に示す端末１
１とまったく同じであり、基地局の構成は図８に示す基
地局１２とまったく同じであるので、これらの説明は省
略する。

【００７５】ただし機能面では、後述するように本実施
形態の端末１１、基地局１２ともに、上述した端末１
１、基地局１２とは異なる機能を装備している。

【００７６】以下、上記のような構成を有する第３の実
施形態の動作について図１０を参照しながら説明する。

【００７７】（Ｃ−２）第３の実施形態の動作 本実施形態の端末１１の状態遷移を示した図１０におい
ては、端末１１はデータ送信を始める前に毎回タイミン
グの補正を行うことを特徴とする。

【００７８】図１０において、端末１１が設置される
（１００１）と、端末１１は直ちにアイドル・待受け状
態（１００２）となり、基地局１２に対して通信の要求
（アクセス要求）を行う（１００３）。

【００７９】基地局１２は端末１１から通信の要求を受
信すると、基地局１２の送信タイミングと端末１１から
の送信タイミングの差をタイミング比較器８２０を用い
て測定し、端末１１ヘタイミングの補正値を送信する。

【００８０】これを受け取った端末１１は、送信タイミ
ングを補正する（１００４）。送信タイミングの補正
は、基地局１２がタイミングの変動に追従可能なよう
に、すこしずつ行う（たとえば８０ｍｓｅｃに１／８ク
ロック以下）。

【００８１】基地局１２は、端末１１の送信タイミング
が補正されたことを確認すると、端末１１に通信開始の
許可を送信する。

【００８２】通信開始許可を受信した端末１１は基地局
１２とのあいだでデータ通信（メッセージ通信）（１０
０５）を行ったあと、再度、アイドル・待受け状態（１
００２）に遷移する。

【００８３】（Ｃ−３）第３の実施形態の効果 本実施形態によれば、たとえば端末設置後にビルが建設
された場合など、基地局と端末間の伝播特性が設置時か
ら変化した場合においても、端末からの送信タイミング
を端末の送信開始のたびに基地局が測定し、端末にタイ
ミング調整指示を出すので、伝播特性変化時でも端末か
らの信号は基地局により同じタイミングで受信されるこ
とになる。

【００８４】すなわち、伝播特性が変動しやすい、建造
物が密集した都市部などにおいても端末間の同期を保持
し、通信品質の劣化、システム容量の劣化を抑えること
が期待できる。

【００８５】（Ｄ）第４の実施形態 （Ｄ−１）第４の実施形態の構成 本実施形態で使用する端末の構成は、図１に示す端末１
１とまったく同じであり、基地局の構成は図８に示す基
地局１２とまったく同じであるので、これらの説明は省
略する。

【００８６】ただし機能面では、後述するように本実施
形態の端末１１、基地局１２ともに、上述した端末１
１、基地局１２とは異なる機能を装備している。

【００８７】以下、上記のような構成を有する第４の実
施形態の動作について図１１を参照しながら説明する。

【００８８】（Ｄ−２）第４の実施形態の動作 本実施形態の端末１１の状態遷移を示した図１１に示
す。本実施形態では、端末１１の送信タイミングは、デ
ータ通信中に周期的に補正することを特徴とする。

【００８９】図１１において、設置後（１１０１）、ア
イドル・待受け状態（１１０２）となった端末１１は、
アクセス要求状態（１００３），タイミング調整状態
（１００４）、メッセージ送信状態（１１０５）のあい
だで遷移し得る。

【００９０】一方で基地局１２は、端末１１とのデータ
通信中、つねに、基地局１２の送信タイミングと端末１
１の送信タイミングの差を測定する。そして基地局１２
のＣＰＵ８０１は、測定したタイミング差があるしきい
値（１／２クロック）以上になると、端末１１の送信タ
イミングにずれが生じたと判定する。

【００９１】このとき基地局１２は端末１１に送信する
通信データの他に、タイミング補正値を送信し、端末１
１に送信タイミングを調整するように指示する。

【００９２】端末１１側では、受信データから、通信デ
ータとタイミング補正データをＣＰＵ７０１で識別し、
タイミング補正データがある場合には、補正値に従い送
信タイミングの調整を行う（１１０４）。

【００９３】送信タイミングの調整は、第３の実施形態
で示したように８０ｍｓｅｃに１／８クロック以内とな
るようにＣＰＵ７０１で制御する。

【００９４】なお、ここでは基地局１２と端末１１が通
信中の動作について説明したが、第３の実施形態で示し
た通信開始前のタイミング調整を行った後に上記処理を
行ってもよい。

【００９５】基地局１２で受信する端末１１からの信号
の受信タイミングは、基地局１２と端末１１との距離に
よって変動する。したがって携帯電話システムのように
通信中に端末１１が移動する場合には、端末１１の送信
タイミングを端末１１の移動に合わせて補正する必要が
ある。

【００９６】本実施形態では、通信中に基地局１２が受
信タイミングを常にモニタし、端末１１の送信タイミン
グ補正値を端末１１に教えるので、端末１１が移動した
場合においても、端末１１からの信号は基地局１２で
は、同じタイミングで受信されることになる。

【００９７】（Ｄ−３）第４の実施形態の効果 本実施形態によれば、端末１１が移動する場合において
も、複数の端末から同時に到来する電波のあいだの同期
を保持でき、通信品質の劣化、システム容量の劣化を抑
えることが可能となる。

【００９８】（Ｅ）第５の実施形態 （Ｅ−１）第５の実施形態の構成 本実施形態の端末である端末１４の構成を図１３に示
す。

【００９９】図１３において、端末１４は、ＣＰＵ１３
０１、基準クロック発生器１３０２、受信タイミング調
整器１３０３、受信拡散符号発生器１３０４、逆拡散器
１３０５、伝送路復号器１３０６、伝送路符号化器１３
０７、送信拡散符号発生器１３０８、拡散器１３０９、
送信タイミング調整器１３１０、メモリ７１１のほか、
タイミング制御情報抽出器１３１２を備えている。

【０１００】このうち、タイミング制御情報抽出器１３
１２以外の構成要素は、図１に示した各構成要素に対応
するものなのでその詳しい説明は省略する。

【０１０１】すなわち、ＣＰＵ１３０１は前記ＣＰＵ７
０１に対応し、基準クロック発生器１３０２は前記基準
クロック発生器７０２に対応し、受信タイミング調整器
１３０３は前記受信タイミング調整器７０３に対応し、
受信拡散符号発生器１３０４は前記受信拡散符号発生器
７０４に対応し、逆拡散器１３０５は前記逆拡散器７０
５に対応し、伝送路復号器１３０６は前記伝送路復号器
７０６に対応し、伝送路符号化器１３０７は前記伝送路
符号化器７０７に対応し、送信拡散符号発生器１３０８
は前記送信拡散符号発生器７０８に対応し、拡散器１３
０９は前記拡散器７０９に対応し、送信タイミング調整
器１３１０は前記送信タイミング調整器７１０に対応
し、メモリ１３１１は前記メモリ７１１に対応する。

【０１０２】前記送信タイミング抽出器１３１０は、受
信信号のなかに周期的に挿入されているタイミング制御
情報を抜き出すための回路で、その入力は伝送路復号器
１３０６から得て、出力はＣＰＵ１３０１と送信タイミ
ング調整器１３１０に供給する。

【０１０３】一方、このような端末１４と通信する本実
施形態の基地局１３の構成は、図１２に示した通りであ
る。

【０１０４】図１２において、基地局１３は、Ｍ個の受
信器（１２１０〜１２１２）１〜Ｍを備えているが、各
受信器の内部構成は、受信拡散符号発生器１２０６、逆
拡散器１２０７、受信タイミング調整器１２０８、伝送
路復号器１２０９、タイミング比較器１２２０からな
る。

【０１０５】そして基地局１３は、受信器１〜Ｍの外部
に、ＣＰＵ１２０１、伝送路符号化器１２０２、基準ク
ロック発生器１２０３、送信拡散符号発生器１２０４、
拡散器１２０５、タイミング比較器１２２０のほか、マ
ルチプレクサ１２２１を備えている。

【０１０６】基地局１３のマルチプレクサ１２２１以外
の構成要素は図８に示した基地局１２の各構成要素に対
応するので、その詳しい説明は省略する。

【０１０７】すなわち、ＣＰＵ１２０１は前記ＣＰＵ８
０１に対応し、伝送路符号化器１２０２は前記伝送路符
号化器８０２に対応し、基準クロック発生器１２０３は
前記基準クロック発生器８０３に対応し、送信拡散符号
発生器１２０４は前記送信拡散符号発生器８０４に対応
し、拡散器１２０５は前記拡散器８０５に対応し、受信
拡散符号発生器１２０６は前記受信拡散符号発生器８０
６に対応し、逆拡散器１２０７は前記逆拡散器８０７に
対応し、受信タイミング調整器１２０８は前記受信タイ
ミング調整器８０８に対応し、伝送路復号器１２０９は
前記伝送路復号器８０９に対応し、タイミング比較器１
２２０は前記タイミング比較器８２０に対応する。

【０１０８】前記マルチプレクサ１２２１は、伝送路符
号化器１２０２とタイミング比較器１２２０から得られ
る２つの入力の選択を定期的に切替える回路で、タイミ
ング比較器１２２０で求められたタイミング制御値はこ
の選択切替えにより、たとえば８０ｍｓｅｃに１度、周
期的に情報シンボルのなかに挿入されることになる。

【０１０９】以下、上記のような構成を有する第５の実
施形態の動作について説明する。

【０１１０】（Ｅ−２）第５の実施形態の動作 基地局１３は基地局１３の送信タイミングと端末１４の
送信タイミング差をタイミング比較器１２２０で測定す
る。

【０１１１】タイミング比較器１２２０は測定したタイ
ミング差を量子化し８０ｍｓｅｃに１度出力する。

【０１１２】量子化方法は例えば、端末１４の送信タイ
ミングを進めたいのならば１、遅らせたいのであれば０
とする。量子化されたタイミング制御値はマルチプレク
サ１２２１に入力され、伝送路符号化された送信シンボ
ルに付加される。これによりタイミング制御値は上述し
た８０ｍｓｅｃに１度、周期的に情報シンボル列のなか
に挿入される。

【０１１３】タイミング制御値が付加された送信シンボ
ルは拡散器１２０５にて拡散変調され送信される。

【０１１４】端末１４は受信信号を逆拡散器１３０５で
復調したシンボルをタイミング制御情報抽出器１３１２
に入力する。タイミング制御情報抽出器１３１２では、
周期的に挿入されたタイミング情報を抜き出し、送信タ
イミング調整器１３１０に出力する。

【０１１５】送信タイミング調整器１３１０ではタイミ
ング情報抽出器１３１２からの入力が１の場合は、たと
えば１／８クロック分送信タイミングを進め、０の場合
には１／８クロック分送信タイミングを遅らせてタイミ
ングの調整を行う。

【０１１６】（Ｅ−３）第５の実施形態の効果 本実施形態によれば、タイミング比較器１２２０で求め
られたタイミング補正値がＣＰＵ１２０１を経由するこ
となく挿入されるため、ハードウエアの限界近くまで、
補正値の送信・受信を高速に行うことが可能となる。

【０１１７】タイミング補正値の送受信を高速に行うこ
とができるということは、端末１４の送信タイミング制
御を高速に行うことができ、高速な伝播特性の変動や、
端末１４の移動に端末１４の送信タイミングを追従させ
ることが可能となることを意味する。

【０１１８】また、高速な制御を行うため、複数の端末
から同時に到来する到来波の同期がずれる時間が短くな
り、通信品質の劣化、システム容量の劣化を抑えること
が期待できる。

【０１１９】さらに、周期的に送信するタイミング調整
値を基地局１３が追従できる幅に抑えるため、端末１４
側ではタイミング補正の速度を考慮する必要がなくな
り、端末１４の処理負担が軽減される。

【０１２０】（Ｆ）他の実施形態 以上の各実施形態の性質上、上述したように第１および
第２の実施形態の端末は固定的に設置されるのが好まし
く、第３〜第５の実施形態の端末は移動性の高い場合が
望ましいと考えられるが、端末の移動性は相対的な概念
であるので、本発明の適用にあたっては、必ずしもその
ような限定を設定する必要はない。

【０１２１】たとえば、本発明を移動体通信システムな
どに適用する場合、図９、図１０などの「端末設置」は
省略することができる。

【０１２２】さらに、１つの無線通信システム内に、固
定的に設置された端末と、移動性の高い端末が混在して
いてもよい。

【０１２３】なお、第１〜第５の実施形態は、本質的に
相互に矛盾する関係にはないので、同一端末、同一基地
局においてこれらを適宜組み合わせて用いることができ
る。

【０１２４】また、上記において基地局は、受信器をＭ
個備えているのに送信用の構成要素（たとえば図４の回
路５０２〜５０５）は１個（１組）しか備えていない
が、本発明は、このような構成上の限定は持たない。た
とえば、受信器と同数のＭ個の送信用の構成要素を装備
するようにしてもよい。

【０１２５】さらに、上記では、距離を測定するための
タイミング比較器は基地局側に搭載されていたが、タイ
ミング比較器を端末側に搭載し、端末が距離を測定する
ようにしてもよい。この場合、距離測定に関しては、上
記の基地局の動作と端末の動作が相互に置換されること
になる。

【０１２６】また、上記実施形態ではハードウエアを用
いたが、本発明は、ソフトウエアを用いて実現すること
も可能である。

【０１２７】さらに、上記実施形態では、拡散符号に直
交符号を利用したが、直交性を付与されていない拡散符
号についても本発明は効果を発揮することが期待でき
る。

【０１２８】なぜなら、一般に、複数の拡散符号系列の
あいだには、相互相関の値がもっとも（あるいは比較
的）低くなり、基地局による受信の際に干渉の影響が低
下する好ましい位相関係が存在すると考えられ、本発明
によって、その位相関係の実現を確実なものとすること
ができるからである。

【０１２９】すなわち、本発明は、共通の無線基地局に
対し複数の無線端末を符号分割多元接続する場合の無線
端末、無線基地局、無線通信システムについて、広く適
用することができる。

【０１３０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、無線端
末ごとに割り当てられた上りチャネル用拡散符号を用い
て拡散変調された送信波が、共通の無線基地局によって
受信される際に、好ましい相関関係を示すように制御す
ることができるので、当該無線基地局における各無線端
末間の信号対雑音比（通信品質）、および同時送信可能
な無線端末数（システム容量）を向上させることが可能
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態にかかる端末の構成を示すブロック図
である。

【図２】従来の技術、および実施形態に関するタイムチ
ャートである。

【図３】従来の技術に関する無線通信システムの構成を
示す概略図である。

【図４】従来の技術、および実施形態に関する基地局の
構成を示すブロック図である。

【図５】従来の技術、および実施形態に関する端末の構
成を示すブロック図である。

【図６】従来の技術、および実施形態に関するタイムチ
ャートである。

【図７】発明が解決しようとする課題を説明するための
概略図である。

【図８】実施形態にかかる基地局の構成を示すブロック
図である。

【図９】実施形態にかかる端末の状態遷移図である。

【図１０】実施形態にかかる端末の状態遷移図である。

【図１１】実施形態にかかる端末の状態遷移図である。

【図１２】実施形態にかかる基地局の構成を示すブロッ
ク図である。

【図１３】実施形態にかかる端末の構成を示すブロック
図である。

【符号の説明】

１１，１４…端末、１２，１３…基地局、７０３…受信
タイミング調整器、７０４…受信拡散符号発生器、７０
８…送信拡散符号発生器、７１０…送信タイミング調整
器、７１１…メモリ、８１０〜８１２…受信器、８２０
…タイミング比較器、１２２１…マルチプレクサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒木 哲 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内 Ｆターム(参考） 5K022 EE02 EE11 EE25 EE36 5K067 AA11 AA23 BB02 CC10 EE02 EE10 EE72 LL11

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 共通の無線基地局に対し符号分割多元接
   続される無線端末において、 送信用の上りチャネル用拡散符号を発生する端末側送信
   拡散符号発生手段と、 当該上りチャネル用拡散符号の発生位相を制御する端末
   側送信位相制御手段と、 受信用の下りチャネル用拡散符号を発生する端末側受信
   拡散符号発生手段と、 当該下りチャネル用拡散符号の発生位相を制御する端末
   側受信位相制御手段と、 該当無線端末と前記無線基地局との間の伝播遅延に対応
   する遅延情報に基づき、前記端末側送信位相制御手段を
   制御して上りチャネル用拡散符号の発生位相を変更する
   送信タイミング制御手段とを備え、 複数の無線端末から送信され、無線端末ごとに割り当て
   られた前記上りチャネル用拡散符号により拡散変調され
   た送信波の間の相関関係を、前記無線基地局による受信
   時点に着目して制御することを特徴とする無線端末。
2. 【請求項２】 請求項１の無線端末において、 前記無線基地局が求めて送信してくる当該遅延情報を保
   持するための遅延情報保持手段を備え、 前記送信タイミング制御手段は、 前記無線基地局から、前記遅延情報を求めるためのテス
   トを行うことを指示するテスト信号を受信すると、前記
   端末側送信位相制御手段と端末側受信位相制御手段を制
   御し、当該テスト信号の受信に使用した受信用の下りチ
   ャネル用拡散符号の発生位相に対し送信用の上りチャネ
   ル用拡散符号の発生位相を一致させた上で、当該上りチ
   ャネル用拡散符号を用いて前記送信波を送信する一方
   で、 前記無線基地局に対する通常のデータ送信時には、前記
   端末側送信位相制御手段を制御して当該遅延情報保持手
   段から読み出した遅延情報に応じた発生位相で前記上り
   チャネル用拡散符号を発生することを特徴とする無線端
   末。
3. 【請求項３】 請求項１又は２の無線端末において、 少なくとも前記上りチャネル用拡散符号には、直交符号
   を利用することを特徴とする無線端末。
4. 【請求項４】 複数の無線端末を符号分割多元接続する
   無線基地局において、 受信用の上りチャネル用拡散符号を発生する基地局側受
   信拡散符号発生手段、及び当該上りチャネル用拡散符号
   の発生位相を制御する基地局側受信位相制御手段を含む
   受信処理手段を複数備えると共に、 送信用の下りチャネル用拡散符号を発生する基地局側送
   信拡散符号発生手段と、 当該下りチャネル用拡散符号の発生位相を制御する基地
   局側送信位相制御手段とを備え、 前記無線端末における上りチャネル用拡散符号の発生位
   相を、当該無線基地局と該当無線端末との間の伝播遅延
   に対応する遅延情報に基いて変更することで、複数の無
   線端末ごとに割り当てられた前記上りチャネル用拡散符
   号で拡散変調された送信波の間の相関関係を、前記複数
   の受信処理手段による受信時点に着目して制御すること
   を特徴とする無線基地局。
5. 【請求項５】 請求項４の無線基地局において、 前記複数の無線端末のうち該当する無線端末に対し、前
   記遅延情報を求めるためのテストを行うことを指示する
   テスト信号を送信するテスト信号送信手段と、このテス
   ト信号の受信に使用した受信用の下りチャネル用拡散符
   号の発生位相に対し送信用の上りチャネル用拡散符号の
   発生位相を一致させた上で、該当無線端末が、当該上り
   チャネル用拡散符号を用いて前記送信波を送信してくる
   と、前記基地局側受信位相制御手段の制御による当該上
   りチャネル用拡散符号の発生位相を、前記テスト信号の
   送信時の基地局側送信位相制御手段の制御による下りチ
   ャネル用拡散符号の発生位相と比較することで、前記遅
   延情報を得る遅延情報検出手段とを備えることを特徴と
   する無線基地局。
6. 【請求項６】 請求項１〜３のいずれかの無線端末を複
   数備えると共に、請求項４又は５のいずれかの無線基地
   局を備えることを特徴とする無線通信システム。
7. 【請求項７】 請求項６の無線通信システムにおいて、 前記複数の無線端末の少なくとも１部は、固定的に設置
   されることを特徴とする無線通信システム。
8. 【請求項８】 請求項６又は７の無線通信システムにお
   いて、 前記無線端末が、無線端末ごとに割り当てられた前記上
   りチャネル用拡散符号を用いて拡散変調した送信波を前
   記無線基地局に送信するたびに、前記遅延情報を求める
   ことを特徴とする無線通信システム。
9. 【請求項９】 請求項６〜８のいずれかの無線通信シス
   テムにおいて、 前記無線端末が、無線端末ごとに割り当てられた前記上
   りチャネル用拡散符号を用いて拡散変調した送信波を前
   記無線基地局に送信している期間には、周期的に、前記
   遅延情報を求めることを特徴とする無線通信システム。