JP2002501322A - エンコード拡散コードを使用し直接シーケンスにおけるビット密度を高める方法 - Google Patents

エンコード拡散コードを使用し直接シーケンスにおけるビット密度を高める方法

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Abstract

(57)【要約】 エンコードされた拡散コードを使用することによって、直接シーケンス・スペクトラム拡散通信システムにおけるビット密度を高める方法。最初に、エンコードされた疑似ノイズコード（２１３）が作り出される。次に、このエンコードされた疑似ノイズコード（２１３）は、情報信号（２１０）を変調することにより、この情報信号（２１０）を拡散する。同じエンコードされた疑似ノイズコード（２１３）が、信号の復調にも使用される。エンコードされた疑似ノイズコード（２１３）は、擬似ノイズコード（２１１）の１ビットを反転することによって作られ、ここでは反転されたビットが情報信号の値と一致している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （発明の分野） 本発明は、データ通信の分野に関する。特に本発明は、直接シーケンス・スペ
クトラム拡散通信システムにおいて、エンコードされた拡散コードを使用してビ
ット密度を高める方法について記述する。
【０００２】 （発明の背景） 直接シーケンス・スペクトラム拡散（ＤＳＳＳ）技術は、拡散コード、拡散シ
ーケンス、コードシーケンス、チップシーケンスと言われる擬似ノイズ搬送波、
、および情報の送信に最小限必要とされるものより格段に広い伝送帯域幅の使用
を基盤としている。送信器は、擬似ノイズ拡散シーケンスで変調することにより
情報を拡散する。受信器側では、その情報をベース情報に復元するために逆拡散
する。この逆拡散は、拡散変調された受信信号と送信に使われた拡散シーケンス
との相関をとることによって実現される。ＤＳＳＳは、略して「直接拡散」と呼
ばれることもある。
【０００３】 擬似ランダム拡散コード信号のような変調信号は、情報信号のデータ速度より
も高い（搬送波周波数と相似する）チップ速度を処理するものであり、この特徴
は、効率的な拡散にとって必要なものである。各擬似ランダム拡散シーケンスの
状態はチップと言われる。拡散シーケンス（チップシーケンス）は、各ビット情
報を直接変調するので、直接拡散とも言われる。拡散信号を擬似ランダムとする
のは、元の情報信号を復元する上で必要とされる。拡散シーケンスは、決定論的
なものであるため、情報信号を引出すときに受信器側で正確に復元することがで
きる。それが本当にランダムであるとすると、相関受信器による情報信号の復元
は不可能となろう。
【０００４】 拡散オペレーションによって、信号電力は拡散帯域幅を通じて均一に使用され
るような状態とされる。このように、拡散スペクトラム信号は、逆拡散信号とさ
れない限り、どの受信器に対してもノイズに隠され状態となる。そのため、通信
の妨害となりにくいというだけでなく、どの帯域幅においてもその存在は検知さ
れにくい。送信中に拾われる不要な信号は、当初送信器が所要信号を拡散したの
と同じ方法で受信器によって拡散される。即ち、受信器は伝送時に拾った不要な
信号を拡散する一方で、それと同時に、所要情報信号の逆拡散、つまり復調を行
う。処理ゲインというのは、送受信オペレーション全体でのこの干渉抑制を表す
ために使われる用語である。送受信オペレーションとして見ると、所要信号は、
２度拡散変調され元の信号に戻されるが、帯域内干渉は拡散変調される１度だけ
であるため、全拡散帯域幅にわたって使用される。
【０００５】 （発明の概要） エンコードされた拡散コードを使用することによって、直接シーケンス・スペ
クトラム拡散通信システムにおけるビット密度を高める方法。まず、エンコード
された擬似ノイズコード作られる。次に、エンコードされた擬似ノイズコードは
、これにより第一信号を変調することによって、上記第一信号を拡散するために
使用される。 本発明は、例によって説明されるが、添付図面に示される形態に限定されるも
のではない。尚、図面において同じ参照番号は、同じ構成であることを示す。
【０００６】 （発明の詳細な説明） 開示された技術では、拡散コードをエンコードするために、直接シーケンス・
スペクトラム拡散技術における拡散コードのオーバーサンプリングの性質を利用
している。エンコードは、拡散シーケンスの内でシングルチップ（シングルステ
ート）を変更することによって実現される。これは、シンボル（拡散シーケンス
の長さ）当り「ｎ−１」ビットを追加するもので、このｎは、拡散コード長の２
を底とした対数である。情報容量は、送信能力に何ら変更を加えることなく、上
記した１つのような従来の直接シーケンス・スペクトラム拡散技術を越えて大幅
に増加される。加えて、その実施は比較的簡単であり、理論上理想的である相関
特性が若干変化するだけである。
【０００７】 情報容量が増大されることにより、スペクトラム拡散技術の利点を損なうこと
なく、スペクトラム拡散変調に内在する余剰帯域幅を使用することが可能となる
。拡散コードのオーバーサンプルの性質によりそこに更なる情報を組込むことが
可能となる。それぞれの拡散コードシンボルは、多数のチップによって表現され
ているので、長さ「ｎ」のチップ１つだけを変更しても、その基盤となる拡散ス
ペクトラム技術の全体効率に与える影響は最小限で済む。
【０００８】 図１（a）は、信号が拡散される時、信号に何が起こるかに関する例を示す。 信号１００は、拡散シーケンス（図示せず）を使用して信号１０１に拡散される
。図から分るように、信号振幅は減少しているが、その帯域幅は拡大されている
。振幅を押さえることによって、信号はノイズとの区別が付かないようになり、
適切な拡散処理を行う受信器によってのみ復元することができる。図１（ｂ）は
、拡散信号１０１と送信過程で拾われた干渉信号１０２とを示している。拡散変
調された信号１０１が元の拡散シーケンス（図示せず）を使用して復号化される
際、元の信号１００の復元とともに、干渉信号１０２が信号１０３に拡散される
ためノイズは低減される。
【０００９】 図２（a）は、信号を拡散する従来方法の例に関する線図である。情報信号２ １０は、公知の方法を使用して、擬似ノイズコード２１１により変調される。情
報信号の「１」の各々に対し、擬似ノイズコード２１１が送信される。情報信号
の各「０」に対しては、擬似ノイズコード２１１の逆数が送信される。このよう
に、上記変調を通じて、信号は、送信のため送信信号２１２に拡散される。例え
ば、情報信号２１０が、ビット「１０１」で、また擬似ノイズコード２１１が「
０１０１１０１０」から成る場合、送信信号２１２は、「０１０１１０１０ １
０１００１０１ ０１０１１０１０」となる。この送信信号は、擬似ノイズコー
ド２１１（「０１０１１０１０１」）に相当する「１」と擬似ノイズコードの逆
数（「１０１００１０１」）に相当する「０」によって作られている。
【００１０】 図２（ｂ）は、エンコードされた擬似ノイズ拡散コードを使用して信号を拡散
する方法の例に関する線図である。上記したように、情報信号２１０は、送信信
号２１４を作るために、ここでも拡散信号によって変調される。しかし、このケ
ースにおいては、擬似ノイズコードを使う代わりに、エンコードされた擬似ノイ
ズ拡散コードが使用される。エンコードされた循環擬似ノイズ拡散コードを使用
することによって、上記したように、複数ビットの情報は、単一ビット毎でなく
各擬似ノイズコード毎に送信される。エンコードされた疑似ノイズコードは、擬
似ノイズコード内の1ビットを反転することによって作られ、この反転された擬 似ノイズコードのビットは、送られる情報信号の値に一致するものである。一例
として、２ビットの情報が各擬似ノイズコード毎に送られるとすると、この２ビ
ットの情報は０から３の範囲の値を持っているので、４ビットの擬似ノイズコー
ドが必要とされる。情報ビットの値が３（このビットは「１１」）である場合に
は、ここでのビットに０から３までの番号を付けたとすると、擬似ノイズコード
の３番目のビットが反転される。１ビットの擬似ノイズコード反転によってなさ
れるエンコード・オペレーションは、相関を維持した状態で、送信データのビッ
ト密度を高めることができる。相当な長さを持つ一連の拡散コードのどれであっ
ても、１ビットを反転するということはその相関特性に大きな影響を与えるため
、例え１ビットの反転でさえこれら相当なコード長に対して依然強い相関を持っ
ている。例えば、図２（ｂ）において、同じ僅かな情報信号２１０（「１０１」
）と擬似ノイズコード２１１（「０１０１１０１０」）が使われるとする。この
ケースでは、２進数「１０１」は、数５に等しく、エンコードされた疑似ノイズ
コードは、「０１１１１０１０」である。ここにおいて、エンコードされた疑似
ノイズコードは、５番のビットが反転された擬似ノイズコードである。このよう
に、エンコードされた疑似ノイズコードは、「１０１」に対応し、従って送信信
号は、エンコードされた疑似ノイズコード「０１１１１０１０」となる。
【００１１】 図３は，送信信号の受信及び復号化を示す。図２（ｂ）からの送信信号２１４
が受信される際、この信号２１４は、その擬似ノイズコード３１８用の相関器と
比較される。各相関器は、１ビットが反転された状態の擬似ノイズコード３１８
である。ここにおいて、反転されたビットの位置が信号の値を示す。送信信号は
、同時に各相関器と比較するようにしてもよい。一致していることが分ると、（
反転されたビットが発見された位置に対応する）相関器に対応する値が読取られ
る。この値は、元の信号の値である。この方法において、信号は復号化つまり逆
拡散される。送信信号「０１１１１０１０」の例を使うと、それが各相関器と比
較されるた際、相関器３１５に対応していることが分る。ここで、相関器３１５
は、５番のビットが反転された状態の擬似ノイズコード３１８である。従って、
復号化信号３２０は、数値「５」に等しく２進数信号で言えば「１０１」に相当
する。
【００１２】 以上の説明においては、８ビットの擬似ノイズコードが３ビット情報の送信に
使用されたが、他の値のものを使用できるのは言うまでもない。例えば、２ビッ
トの情報を同時に送信するには、４ビットの擬似ノイズコードが必要となる。同
様に、４ビットの情報を送信するには、１６ビットの擬似ノイズコードが必要と
なり、５ビットの情報には、３２ビット擬似ノイズコードが必要となり、更に、
６ビットの情報には、６２ビット擬似ノイズコードが必要となるという関係にあ
る。
【００１３】 図４は、複数ユーザーの活動領域において上記変調及び復調プロセスを実施し
たブロック図を示す。送信装置４００は、直交拡散コード４１０等のテーブルを
持つ。直交コードの使用により、２人のユーザーが重複することなく異なる拡散
コードを割当てることができる。例えば、第一拡散コード（コード１）４１１を
ユーザー１ ４５０に対応させ、第二拡散コード（コード２）４１２をユーザー
２ ４６０に対応させ、更にコードｎ４１５をユーザーｎ ４９０にというよう
にすることができる。信号が送られる際、要求ユーザ４２０に対する擬似ノイズ
コードが選択される。そして、情報信号４３０は、上記したように、エンコード
された擬似ノイズコード４４０を使って拡散された後、送信される。次に、送信
された信号は、複数のユーザーによって受信される。各ユーザー（４５０、４６
０）は、上記したような、信号値に応じて反転された１ビットを有し、これらユ
ーザー（４１１、４１２）に割当てられた擬似ノイズコードに対応する相関器（
４５１、４６１）を保有している。その信号が当該ユーザーを対象にしたもので
ある場合には、相関器が適合すると判断し、信号は逆拡散つまり復調されること
になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 拡散された信号を示す線図（ａ）と元の信号とノイズとに復調さ
れた、干渉を持つ拡散信号を示す線図（ｂ）である。
【図２】 信号を拡散する従来方法の例（ａ）と、エンコードされた擬似ノ
イズコードを使用して信号を拡散する方法（ｂ）の例を示す。
【図３】 図２の拡散変調された信号の受信と復号に関するブロック図であ
る。
【図４】 図２及び３のエンコード拡散の方法を実施した複数ユーザーシス
テムに関するブロック図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１１年１２月９日（１９９９．１２．９）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ， ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，Ｅ Ｅ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ， ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，Ｌ Ｕ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ， ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，Ｕ Ｇ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 エンコードされた拡散コードを使用することによって、直接
    シーケンス・スペクトラム拡散通信システムにおけるビット密度を高める方法で
    あって、 第一エンコードされた疑似ノイズコードを作る段階、及び 第一信号を、上記第一エンコードされた疑似ノイズコードで変調することによ
    り上記第一信号を拡散する段階を含むことを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 上記第一エンコードされた疑似ノイズコードを作る段階は、 第一エンコードされた疑似ノイズコードを作るために第一擬似ノイズコードを
    変更する段階を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 第一エンコードされた疑似ノイズコードは、１ビットが反転
    された状態の上記第一擬似ノイズコード拡散コードであることを特徴とする請求
    項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 上記エンコードされた疑似ノイズコードの反転された１ビッ
    トの位置は、上記第一信号の値に一致していることを特徴とする請求項３に記載
    の方法。
  5. 【請求項５】 第二エンコードされた疑似ノイズコードは、１ビットが反転
    された状態の上記第一エンコードされた疑似ノイズコードであることを特徴とす
    る請求項２に記載の方法。
  6. 【請求項６】 第一信号を、上記第一エンコードされた疑似ノイズコードで
    復調することにより上記第一信号を縮小する段階を更に含むことを特徴とする請
    求項３に記載の方法。
  7. 【請求項７】 上記第一信号を、上記第一エンコードされた疑似ノイズコー
    ドで復調することにより上記第一信号を縮小する段階は、 上記第一信号を、上記エンコードされた疑似ノイズコードの反転された１ビッ
    トの位置に一致する値に復調する段階を更に含むことを特徴とする請求項６に記
    載の方法。
  8. 【請求項８】 上記第一エンコードされた疑似ノイズコードは、第一ユーザ
    ーに対応していることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  9. 【請求項９】 エンコードされた疑似ノイズコードのテーブルを記憶する段
    階を更に含み、上記テーブルにおいて、上記擬似ノイズコードは、直交擬似ノイ
    ズコードとされていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 第二ユーザーに対応するテーブルに設けられた第二エンコ
    ードされた疑似ノイズコードを更に含むことを特徴とする請求項９に記載の方法
    。
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