JP2002502163A - 符号分割多重接続信号を処理するための複素擬似雑音シーケンスを生成する方法およびシステム - Google Patents
符号分割多重接続信号を処理するための複素擬似雑音シーケンスを生成する方法およびシステムInfo
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Abstract
Description
スを有する符号分割多重信号を処理するための方法およびシステムに関する。
平均比を有する入力信号で動作させることが望ましい。高ピーク対平均比の信号
は次の理由で好ましくない、すなわち、そのピーク信号がその動作範囲の非リニ
ア領域で動作した場合、電力増幅器が異常なサイド・バンドを生み出すからであ
る。これらの異常なサイド・バンドは、大きな振幅変動を有する信号が通過する
場合にAM−PM変換およびAM−AM変換と呼ばれるメカニズムによって生み
出される。さらに、これらのサイド・バンドは、応答機のいくつかの部分にある
情報信号の電力を奪い、また近接チャネルに妨害(隣接チャネル妨害)を引き起
こす。
。これは、図1の信号空間図に示されており、位相30は配座位置32−38の
1つである配座位置32の位相である。遷移40−46は、位相シフト間隔間に
おける許容される位相変化を示す。ゼロ度遷移は参照番号40で示す。π/2ラ
ジアンまたは90度の遷移の例は、参照番号42,44で示し、180度または
πラジアン遷移は参照番号46で示す。
されているような、符号分割多重接続(CDMA)では、利用者データは、周期
的で雑音のような性質を有する疑似ランダム雑音(PN)シーケンスによって広
帯域化されかつ変調される。たとえば、図2を参照して、直接シーケンスQPS
K送信機60では、実数の利用者データ62は2つのPNシーケンスで分割され
かつ多重化される、すなわち掛算器68,70を用いるPNIシーケンス64お よびPNQシーケンス66である。PNシーケンスは、PNIおよびPNQシーケ ンス発生器によって、それぞれ、生成される。これらのPNシーケンス発生器の
出力間隔は、チップ時間またはチップ間隔と呼ばれ、直接変調シーケンスにおけ
る単一パルス間隔である。
整形フィルタ76は信号のより高い周波数成分を濾波する有限インパルス応答フ
ィルタで実行される。
分78,80によって乗算され、IおよびQ無線周波数(RF)信号84,86
を生成する。その後、信号84,86は、加算器88でともに加えられる。加算
器88の出力は、RF変調信号で、その後電力増幅器92によって増幅される。
電力増幅器92の出力は、それから受信ユニットへ信号を送信するためにアンテ
ナ92へ結合される。
大長リニア・フィードバックNビット・シフト・レジスタで処理され、そこで選
択ステージに端子が設けられこのシフト・レジスタの出力と排他的論理和結合が
なされてシフト・レジスタの入力にフィードバックされる信号を生成する。PN
シーケンスを実行する他の方法を用いてもよい。例えば、非リニア・フィードバ
ック・シフト・レジスタがPNシーケンスを実行するために使用されてもよい。
値を有することになる。例えば、図1を再び参照して、もしPNIが1に等しく 、かつPNQが1に等しい場合、(1,1)の複素PN値は位相30に対応し、 それはπ/4ラジアンである。複素PN発生器によって出力される他の値は配座
位置32−38に対応する。ある配座位置から別の配座位置への遷移40−46
は、前回の複素PNチップと次のチップ時間に複素PNシーケンス発生器で与え
られる次回の複素PNチップとの間における差によって決定される。
れる場合、異常なサイド・バンドが送信信号中に生成される。これらのサイド・
バンド信号はRF変調信号90中のピークの発生を減らすことにより除去され、
これによりピーク対平均比を低減することが望ましい。
ケンスを受信する結果として発生し、パルス整形フィルタ76のインパルス応答
とかなりの相関性を有する。さらに、信号90のピークの形成は、ピークがIお
よびQチャネル双方のパルス整形フィルタ76で同時に生成される場合より大き
い。
均を減らすために用いられる。しかしながら、π/2BPSK変調は、BPSK
拡散を生み出し、他の利用者からの信号を容易に排除しないので、その変調は劣
化する。
ピーク対平均比を有する信号を生み出す。拡散方法に関するさらに詳細な議論の
ために、1995年にAddison Wesleyから出版されたAndrew J. Viterbi著の”CDMA,
Principles of Spread Spectrum Communications"と題する書物の26頁ないし32
頁を参照すること。
生する改良された方法及びシステムを必要とし、その複素擬似雑音シーケンスは
変調通信信号のピーク対平均比の低減を助ける。
して、複素擬似雑音シーケンスを生成する方法およびシステムを含む直接シーケ
ンス拡散スペクトラム送信機が図示される。図示されるように、直接シーケンス
QPSK送信機110は、実数利用者データ62を受信し、それは本発明によっ
て生成された2つのPNシーケンスによって分離され乗算される。PNIおよび PNQシーケンス112,114は本発明に従って新規である一方、送信機の残 りの多くの部分は上述したように動作する。例えば、マルチプレクサ68,70
は図2を参照して述べたのと同じ方法で動作する。同様に、パルス整形フィルタ
76はマルチプレクサ68,70から出力される信号中の高周波成分を濾波する
ために使用される。その後、IおよびQ RF信号はマルチプレクサ82で直角 搬送波成分78,80によって変調される。IおよびQ RF信号116,11 8は加算器88で足し合わされてRF変調信号120を生成し、その後電力増幅
器92で増幅されて受信器へ信号を送信するためにアンテナ94へ結合される。
信号116,118,120は、新しい複素PNシーケンスを用いる本発明に従
って変調されるので、新規である。
ーケンス生成器72,74とほぼ同じ方法で実行される。シーケンス生成器13
0,132の出力はどのチップ時間の間においても値C1およびC2を有する。信
号値C1およびC2双方は、最新位相レジスタ134およびマルチプレクサ136
の一方の入力側に結合される。最新位相レジスタ134はC1およびC2の値を位
相角に変換し、このような位相角をあるチップ時間のために格納する。
、それはまたPN1シーケンス生成器130からのC1の現在チップ値を受け取る
。図4に示されるように、位相調整138は+/−90度位相調整器で、ここで
90度を加えるか引くかの決定をC1の現在値に基づいて行う。位相調整器13 8の1つの実行として、C1またはC2いずれかの符号は、最新位相レジスタ13
4からの位相入力から推測されるが、C1の現在値が+1か−1かに応じて変更 される。位相調整器138での位相加算または位相減算は、受信機で決められる
かプリセットされるあらゆるシーケンスに応じて制御される。
クサ136に結合される。
づいて、入力対から選択される。チップ選択器140は、PNIシーケンス生成 器130およびPNQシーケンス生成器132の双方に共通のクロック信号によ ってクロックされ、クロック間隔はチップ時間である。好適な実施例では、チッ
プ選択器140は、1つおきのチップ時間の間マルチプレクサ136に位相調整
器138の出力を選択させる。位相調整器138の出力が選択されない場合、変
調されていないC1およびC2の現在値がマルチプレクサ136から出力される。
このように、好適な実施例では、1つおきのチップ時間で、次の複素PNチップ
の位相が前の複素PNチップの位相と90度だけ異なる。
であるが、マルチプレクダ68,70にそれぞれ結合され、それにより利用者デ
ータ62を搬送する符号分割多重接続信号を処理しまたは拡散するために用いら
れる。
示す高レベル論理(high-level logic)のフローチャートが示される。図示される
ように、ブロック200でプロセスが開始し、その後ブロック202へ進み、そ
こで現在のPNチップ位相を格納する。これは、C1およびC2の現在値を位相へ
変更することにより実行され、ここでC1およびC2は+/-1の値を有する。
る角度に限定されるべきかどうかを判断する。ブロック206に示すように、次
のチップが位相変更が限定されるチップとして選択されない場合、複素PNシー
ケンス生成器の出力からC1およびC2を読み取る。その後、ブロック208に示
すように、プロセスはPNIをC1に、PNQをC2に等しくする。最後に、ブロッ
ク210に示すように、PNIおよびPNQ値を出力する。次のPNチップの位相
変化を限定するチップ時間を選択しなかったので、PNIおよびPNQ値は変更な
しに次のPNチップとして出力される。
される場合、ブロック212に示されているように、最後のPNチップ位相を呼
び出す。次に、コードC1を調べ、ブロック214に描かれているように、それ が1に等しいかどうかを決定する。もしC1が1に等しい場合、ブロック216 に示すように、最後のPNチップ位相に90度を加え、次のPNチップ位相を計
算する。しかしながら、もしコードC1が1に等しくない場合、最後のPNチッ プ位相から90度を引き、次のPNチップ位相を計算する。
あるいは引いた後、ブロック220に示すように、次のPNチップ位相をPNI およびPNQ値に変換する。その後、PNIおよびPNQ値は、ブロック210に 示すように、出力される。そしてプロセスは反復のためブロック202へ戻り、
現在PNチップ位相が格納される。
PNシーケンスを生成するが、他方複素PNシーケンスを生成するためのこの方
法およびシステムは受信CDMA信号を処理または逆拡散するために受信装置内
でも用いられる。従って、当業者であれば、CDMA受信機が本発明の方法およ
びシステムを実施するのを理解するであろう。
業者であれば、利用者データが複素データであり、マルチプレクサ68,70が
複素形式で実行されることを理解するであろう。
でもπ/2BPSK拡散法でもないことを理解するであろうが、本発明を用いる
ことにより示される拡散法は混合しており、選択されたチップ時間はπ/2BP
SK拡散法のように振る舞い、残りのチップ時間はQPSK拡散法のように振る
舞う。この混合拡散法はπ/2BPSK拡散の低干渉排除(low interference re
jection)を避け、QPSK拡散の高ピーク対平均比(high peak-to-average rati
o)を回避する。
開示された形式に厳密に限定または制限されることを意図するものではない。上
記教示により修正または変更が可能である。本発明およびその実際への応用の原
理を最もよく提供するために実施例が選択され示され、当業者が特定の使用目的
に適合するように本発明をさまざまな実施例および修正に利用することが可能で
ある。このような全ての修正および変更は添付請求項によって決定される発明の
範囲内にあり、この範囲に従って解釈される場合、それらは、公正、合法的およ
び衡平法上の権利を有する。
調を示す。
法及びシステムを有する直接シーケンス拡散スペクトラム変調器を示す。
ベル論理フローチャートを示す。
Claims (16)
- 【請求項1】 無線通信システムの符号分割多重接続信号を処理するための複素
擬似雑音(PN)シーケンスを生成する方法において、 複素PNシーケンス発生器中のチップ時間を選択する段階と、 各選択されたチップ時間で、前の複素PNチップと次のPNチップとの位相差
を予め選択された位相角に限定する段階と、 から構成されることを特徴とする複素擬似雑音シーケンスを生成する方法。 - 【請求項2】 複素PNシーケンス発生器中のチップ時間を選択する前記段階は
、さらに複素PNシーケンス生成器中のN番目毎のチップ時間を周期的に選択す
る段階を含むことを特徴とする請求項1記載の複素擬似雑音シーケンスを生成す
る方法。 - 【請求項3】 前記複素PNシーケンス発生器中の1つおきのチップ時間を選択
するためにNは2に等しいことを特徴とする請求項2記載の複素擬似雑音シーケ
ンスを生成する方法。 - 【請求項4】 前の複素PNチップと次のPNチップとの位相差を予め選択され
た位相角に限定する前記段階は、さらに前の複素PNチップと次のPNチップと
の位相差を90度に限定する段階を含むことを特徴とする請求項1記載の複素擬
似雑音シーケンスを生成する方法。 - 【請求項5】 前の複素PNチップと次のPNチップとの位相差を予め選択され
た位相角に限定する前記段階は、さらに前の複素PNチップの位相から90度加
算または減算し、次の複素PNチップを生成する段階を含むことを特徴とする請
求項1記載の複素擬似雑音シーケンスを生成する方法。 - 【請求項6】 前の複素PNチップの位相から90度加算または減算し、次の複
素PNチップを生成する前記段階は、さらに前の複素チップ値に応答して前の複
素PNチップの位相から90度を加えまたは90度引き、次の複素PNチップを
生成する段階を含むことを特徴とする請求項5記載の複素擬似雑音シーケンスを
生成する方法。 - 【請求項7】 前の複素PNチップの位相から90度加算または減算し、次の複
素PNチップを生成する前記段階は、さらに予め選択されたシーケンスに従って
前の複素PNチップの位相から90度を加えまたは90度引き、次の複素PNチ
ップを生成する段階を含むことを特徴とする請求項5記載の複素擬似雑音シーケ
ンスを生成する方法。 - 【請求項8】 複素PNシーケンス発生器中のチップ時間を周期的に選択する段
階は、複素PNシーケンス発生器中のM個の連続するチップ時間のシリーズ内の
N個のチップ時間を周期的に選択する段階を含むことを特徴とする請求項5記載
の複素擬似雑音シーケンスを生成する方法。 - 【請求項9】 符号分割多重接続信号を処理するための複素擬似雑音(PN)シ
ーケンスを生成するシステムにおいて、 複素PNシーケンス発生器中のチップ時間を選択する手段と、 各選択されたチップ時間で、前の複素PNチップと次のPNチップとの位相差
を予め選択された位相角に限定する手段と、 から構成されることを特徴とする複素擬似雑音シーケンスを生成するシステム
。 - 【請求項10】 複素PNシーケンス発生器中のチップ時間を選択する前記手段
は、さらに複素PNシーケンス生成器中のN番目毎のチップ時間を周期的に選択
する手段を含むことを特徴とする請求項9記載の複素擬似雑音シーケンスを生成
するシステム。 - 【請求項11】 前記複素PNシーケンス発生器中の1つおきのチップ時間を選
択するためにNは2に等しいことを特徴とする請求項10記載の複素擬似雑音シ
ーケンスを生成するシステム。 - 【請求項12】 前の複素PNチップと次のPNチップとの位相差を予め選択さ
れた位相角に限定する前記手段は、さらに前の複素PNチップと次のPNチップ
との位相差を90度に限定する手段を含むことを特徴とする請求項9記載の複素
擬似雑音シーケンスを生成するシステム。 - 【請求項13】 前の複素PNチップと次のPNチップとの位相差を予め選択さ
れた位相角に限定する前記手段は、さらに前の複素PNチップの位相から90度
加算または減算し、次の複素PNチップを生成する手段を含むことを特徴とする
請求項9記載の複素擬似雑音シーケンスを生成するシステム。 - 【請求項14】 前の複素PNチップの位相から90度加算または減算し、次の
複素PNチップを生成する前記手段は、さらに前の複素チップ値に応答して前の
複素PNチップの位相から90度を加えまたは90度引き、次の複素PNチップ
を生成する手段を含むことを特徴とする請求項13記載の複素擬似雑音シーケン
スを生成するシステム。 - 【請求項15】 前の複素PNチップの位相から90度加算または減算し、次の
複素PNチップを生成する前記手段は、さらに予め選択されたシーケンスに従っ
て前の複素PNチップの位相から90度を加えまたは90度引き、次の複素PN
チップを生成する手段を含むことを特徴とする請求項13記載の複素擬似雑音シ
ーケンスを生成するシステム。 - 【請求項16】 複素PNシーケンス発生器中のチップ時間を周期的に選択する
手段は、複素PNシーケンス発生器中のM個の連続するチップ時間のシリーズ内
のN個のチップ時間を周期的に選択する手段を含むことを特徴とする請求項9記
載の複素擬似雑音シーケンスを生成するシステム。
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