JP2003338775A - 符号分割多重伝送システム、送信装置、受信装置、送信方法、受信方法、符号生成装置、符号生成方法、ならびに、プログラム - Google Patents
符号分割多重伝送システム、送信装置、受信装置、送信方法、受信方法、符号生成装置、符号生成方法、ならびに、プログラムInfo
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- JP2003338775A JP2003338775A JP2002145405A JP2002145405A JP2003338775A JP 2003338775 A JP2003338775 A JP 2003338775A JP 2002145405 A JP2002145405 A JP 2002145405A JP 2002145405 A JP2002145405 A JP 2002145405A JP 2003338775 A JP2003338775 A JP 2003338775A
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Abstract
重伝送システム等を提供する。 【解決手段】 符号分割多重伝送システム101は、基
本符号(以下、当該基本符号の時間的最小単位を「チッ
プ」という。)と、当該基本符号を互いに異なる巡回シ
フトチップ数だけ巡回シフトした複数の巡回シフト符号
と、複数の巡回シフト符号のそれぞれについて、巡回シ
フト符号の前方に、その末尾の前方拡張チップ数分を拡
張し、巡回シフト符号の後方に、その先頭の後方拡張チ
ップ数分を拡張した複数の巡回シフト巡回拡張符号と、
を用いて、送信装置121は、複数の巡回シフト巡回拡
張符号を用いて伝送信号を符号分割多重伝送によって送
信し、受信装置141は、複数の巡回シフト符号と受信
信号との相関をとって、その結果から、位相および振幅
の変動値を推定して補償を行って伝送信号を得て、最大
で基本符号のチップ長と同じ数の多重化ができるように
する。
Description
システム、その送信装置、受信装置、送信方法、受信方
法、ならびに、これらをコンピュータにより実現するプ
ログラムに関する。
拡散符号を伝送すべき複数の信号に重畳して送信する一
方、受信側では、当該拡散符号との相関をとることによ
り、それぞれの信号を復元する手法であり、信号の伝送
量を飛躍的に増大させる手法として注目を集めている。
直並列変換した後、互いに異なる拡散符号を複数の中間
信号のそれぞれに重畳して加算してから送信する一方
で、受信側では、互いに異なる拡散符号のそれぞれと受
信信号との相関をとって複数の信号を得て、これらを並
直列変換して伝送信号を得る手法に対して、研究が進め
られている。
の一種として、特許第3200628号において、巡回
拡張巡回シフト型符号(「巡回シフト巡回拡張符号」と
もいう。)を提案している。これは、所定の基本符号
(以下、当該基本符号の時間的最小単位を「チップ」と
いう。)を、所定の巡回シフト数の整数倍だけ巡回させ
た複数の巡回シフト符号のそれぞれについて、その先頭
と末尾をその末尾と先頭に付加して拡張することによ
り、互いに異なる複数の拡散符号を得るものである。
したい遅延波の最大時間に相当するチップ数に1を加算
した値を選択する。
チップ長さが31であり、許容したい遅延波の最大時間
が1チップである場合、当該特許に係る手法では、巡回
拡張巡回シフト型符号は、最大で15個得られることに
なる。
本符号から得られる巡回シフト巡回拡張符号の数を、さ
らに増やして、情報伝送レートをさらに向上したい、と
いう要望は大きい。
らに増やしても、マルチパスフェージングによる伝送ひ
ずみによる悪影響をできるだけ補償して、伝送特性を向
上させたい、という必要性もある。
あり、巡回シフト巡回拡張符号を用いた符号分割多重伝
送システム、その送信装置、受信装置、送信方法、受信
方法、ならびに、これらをコンピュータにより実現する
プログラムを提供することを目的とする。
め、本発明の原理にしたがって、下記の発明を開示す
る。
送システムは、送信装置と、受信装置と、を備え、基本
符号と、当該基本符号を互いに異なる巡回シフトチップ
数だけ巡回シフトした複数の巡回シフト符号と、当該複
数の巡回シフト符号のそれぞれについて、当該巡回シフ
ト符号の前方に、当該巡回シフト符号の末尾の前方拡張
チップ数分を拡張し、当該巡回シフト符号の後方に、当
該巡回シフト符号の先頭の後方拡張チップ数分を拡張し
た複数の巡回シフト巡回拡張符号と、パイロット信号
と、を用い、以下のように構成する。
巡回拡張部と、直並列変換部と、重畳部と、加算部と、
送信部と、を備える。
信号を含む伝送信号を直並列変換して、複数の中間信号
を生成する。
れぞれに、当該複数の巡回シフト巡回拡張符号のいずれ
かであって、他の中間信号に重畳されるものとは異なる
ものを重畳して、複数の重畳済信号を生成する。
を加算して送信信号を生成する。
装置に送信する。
推定部と、補償部と、並直列変換部と、を備える。
た送信信号を受信して、これを受信信号とする。
号のそれぞれと、当該受信信号と、の相関をとって、当
該複数の巡回シフト符号のそれぞれに対応する複数の相
関信号を出力する。
と、当該複数の相関信号と、から、位相および振幅の変
動値を推定する。
変動値を用いて、当該複数の相関信号を補償して、複数
の補償済信号を出力する。
信号を並直列変換して、伝送信号を得る。
は、当該複数の巡回シフト符号のそれぞれに対する巡回
シフトチップ数同士の差の最小値は、1であるように構
成することができる。
は、以下のように構成することができる。
と、当該複数の相関信号のうち当該パイロット信号に相
当する部分と、から、位相および振幅の変動値に対応す
る行列を求める。
て、これを当該複数の相関信号に乗じて複数の補償済信
号を得る。
において、パイロット信号は、伝送信号のうち、伝送す
べきデータ信号の前に付加されているように構成するこ
とができる。
は、以下のように構成することができる。
複数のデータの列からなる。
当該複数の相関信号のうちパイロット信号に係る部分
と、から、最初の位相および振幅の変動値を推定する。
振幅の変動値を用いて、当該複数の信号のうち最初のデ
ータに係る部分を補償する。
済信号のうち最初のデータに係る部分を並直列変換し
て、伝送信号のうち最初のデータを得る。
号のうち最後に得られたデータに係る部分と、当該複数
の相関信号のうち当該最後に得られたデータに係る部分
と、から、次の位相および振幅の変動値を推定する。
幅の変動値を用いて、当該複数の相関複数の信号のうち
次のデータに係る部分を補償する。
済信号のうち次のデータに係る部分を並直列変換して、
伝送信号のうち次のデータを得る。
において、複数の中間信号の1つは、パイロット信号で
あるように構成することができる。すなわち、パイロッ
ト信号と伝送信号とが別に与えられた場合には、伝送信
号を直並列変換した結果の複数の信号と、パイロット信
号と、を合わせて、複数の中間信号とする。
は、重畳部において、「当該パイロット信号に重畳され
る巡回シフト巡回拡張符号の巡回シフト数と、当該他の
中間信号に重畳される巡回シフト巡回拡張符号の巡回シ
フト数と、の差」の最小値は、「当該他の中間信号に重
畳される巡回シフト巡回拡張符号の巡回シフト数同士の
差」の最小値よりも、大きいように構成することができ
る。
受信装置は、上記符号分割多重伝送システムの送信装置
ならびに受信装置である。
符号と、当該基本符号を互いに異なる巡回シフトチップ
数だけ巡回シフトした複数の巡回シフト符号と、当該複
数の巡回シフト符号のそれぞれについて、当該巡回シフ
ト符号の前方に、当該巡回シフト符号の末尾の前方拡張
チップ数分を拡張し、当該巡回シフト符号の後方に、当
該巡回シフト符号の先頭の後方拡張チップ数分を拡張し
た複数の巡回シフト巡回拡張符号と、パイロット信号
と、を用いる送信方法であって、巡回シフト工程と、巡
回拡張工程と、直並列変換工程と、重畳工程と、加算工
程と、送信工程と、を備え、以下のように構成する。
ロット信号を含む伝送信号を直並列変換して、複数の中
間信号を生成する。
のそれぞれに、当該複数の巡回シフト巡回拡張符号のい
ずれかであって、他の中間信号に重畳されるものとは異
なるものを重畳して、複数の重畳済信号を生成する。
信号を加算して送信信号を生成する。
送信する。
数の巡回シフト符号のそれぞれに対する巡回シフトチッ
プ数同士の差の最小値は、1であるように構成すること
ができる。
ット信号は、伝送信号のうち、伝送すべきデータ信号の
前に付加されているように構成することができる。
中間信号の1つは、パイロット信号であるように構成す
ることができる。
程において、「当該パイロット信号に重畳される巡回シ
フト巡回拡張符号の巡回シフト数と、当該他の中間信号
に重畳される巡回シフト巡回拡張符号の巡回シフト数
と、の差」の最小値は、「当該他の中間信号に重畳され
る巡回シフト巡回拡張符号の巡回シフト数同士の差」の
最小値よりも、大きいように構成することができる。
符号と、当該基本符号を互いに異なる巡回シフトチップ
数だけ巡回シフトした複数の巡回シフト符号と、パイロ
ット信号と、を用いる受信方法であって、受信工程と、
相関工程と、推定工程と、補償工程と、並直列変換工程
と、を備え、以下のように構成する。
て、これを受信信号とする。
ト符号のそれぞれと、当該受信信号と、の相関をとっ
て、当該複数の巡回シフト符号のそれぞれに対応する複
数の相関信号を出力する。
号と、当該複数の相関信号と、から、位相および振幅の
変動値を推定する。
幅の変動値を用いて、当該複数の相関信号を補償して、
複数の補償済信号を出力する。
償済信号を並直列変換して、伝送信号を得る。
数の巡回シフト符号のそれぞれに対する巡回シフトチッ
プ数同士の差の最小値は、1であるように構成すること
ができる。
構成することができる。
信号と、当該複数の相関信号のうち当該パイロット信号
に相当する部分と、から、位相および振幅の変動値に対
応する行列を求める。
求めて、これを当該複数の相関信号に乗じて複数の補償
済信号を得る。
構成することができる。
うち、伝送すべきデータ信号の前に付加されており、当
該伝送すべきデータ信号は、複数のデータの列からな
る。
と、当該複数の相関信号のうちパイロット信号に係る部
分と、から、最初の位相および振幅の変動値を推定す
る。
よび振幅の変動値を用いて、当該複数の信号のうち最初
のデータに係る部分を補償する。
補償済信号のうち最初のデータに係る部分を並直列変換
して、伝送信号のうち最初のデータを得る。
送信号のうち最後に得られたデータに係る部分と、当該
複数の相関信号のうち当該最後に得られたデータに係る
部分と、から、次の位相および振幅の変動値を推定す
る。
び振幅の変動値を用いて、当該複数の相関複数の信号の
うち次のデータに係る部分を補償する。
補償済信号のうち次のデータに係る部分を並直列変換し
て、伝送信号のうち次のデータを得る。
号の送信や受信が可能なコンピュータ(DSP(Digita
l Signal Processor)、FPGA(Field Programmable
Gate Array)、ASIC(Application Specific Inte
grated Circuit)を含む。)を上記の送信装置や受信装
置として機能させるように構成する。
行することにより、上記の送信装置や受信装置が実現さ
れ、上記の送信方法や受信方法が使用されることとな
る。
基本符号受付部と、巡回シフト部と、巡回拡張部と、を
備え、以下のように構成する。
(以下、当該基本符号の時間的最小単位を「チップ」と
いう。)の入力を受け付ける。
いに異なる巡回シフトチップ数だけ巡回シフトした複数
の巡回シフト符号を生成する。
フト符号のそれぞれについて、当該巡回シフト符号の前
方に、当該巡回シフト符号の末尾の前方拡張チップ数分
を拡張し、当該巡回シフト符号の後方に、当該巡回シフ
ト符号の先頭の後方拡張チップ数分を拡張した複数の巡
回シフト巡回拡張符号を生成する。
ぞれに対する巡回シフトチップ数同士の差の最小値は、
1である。
基本符号受付工程と、巡回シフト工程と、巡回拡張工程
と、を備え、以下のように構成する。
号(以下、当該基本符号の時間的最小単位を「チップ」
という。)の入力を受け付ける。
を互いに異なる巡回シフトチップ数だけ巡回シフトした
複数の巡回シフト符号を生成する。
回シフト符号のそれぞれについて、当該巡回シフト符号
の前方に、当該巡回シフト符号の末尾の前方拡張チップ
数分を拡張し、当該巡回シフト符号の後方に、当該巡回
シフト符号の先頭の後方拡張チップ数分を拡張した複数
の巡回シフト巡回拡張符号を生成する。
ぞれに対する巡回シフトチップ数同士の差の最小値は、
1である。
ンピュータ(DSP、FPGA、ASICを含む。)を
上記符号生成装置として機能させるように構成する。
動作させることにより、上記符号生成方法が使用され
る。
ディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、光
磁気ディスク、ディジタルビデオディスク、磁気テー
プ、半導体メモリなどのコンピュータ読取可能な情報記
録媒体に記録することができ、これら情報記録媒体をコ
ンピュータとは独立に配布・販売できるほか、無線通信
網を含むコンピュータ通信網を介して当該プログラムを
伝送することにより、直接配布・販売することもでき
る。
する。なお、以下に説明する実施形態は説明のためのも
のであり、理解を容易にするために、移動端末として携
帯電話を例にあげて説明するが、これらは、本発明の範
囲を制限するものではない。
素もしくは全要素をこれと均等なものに置換した実施形
態を採用することが可能であるが、これらの実施形態も
本発明の範囲に含まれる。
符号分割多重伝送システムの実施形態の一つの概要構成
を示す模式図である。以下、本図を参照して説明する。
装置121と、受信装置141と、を備え、両者は無線
通信が可能となっている。送信装置121と、受信装置
141とは、基本符号と、当該基本符号から生成された
複数の巡回シフト符号と、パイロット信号と、を共有す
る。
シフト符号のそれぞれから生成された巡回シフト巡回拡
張符号を用いる。
送信装置121の処理を受けて、送信信号となって受信
装置141へ送信される。当該送信信号は、遅延波によ
るマルチパスフェージング等の電波伝搬路の影響を受け
て、受信装置にて受信される。受信された受信信号か
ら、受信装置141の処理により、伝送信号を復元す
る。
態で使用される基本符号と巡回シフト符号との関係を示
す模式図である。以下、本図を参照して説明する。
符号、ウォルシュ関数から得られる直交符号など、通常
の符号分割多重伝送で用いられるような各種の拡散符号
を採用することができる。この基本符号の長さをNチッ
プであるとする。
符号は、この基本符号を互いに異なる巡回シフト数だけ
巡回シフトしたものである。したがって、長さNチップ
の基本符号からは、最大でN個の巡回シフト符号が得ら
れることとなる。
符号は、 p1,p2,…,pN-1,pN; p2,p3,…,pN,p1; p3,p4,…,p1,p2; …; pN,p1,…,pN-2,pN-1; のN種類となる。
られる巡回シフト符号のそれぞれに対する巡回シフトチ
ップ数同士の差は、1となる。
ト符号の一つとこれから生成される巡回シフト巡回拡張
符号との関係を示す説明図である。以下、上記の例にし
たがい、本図を参照して説明する。
はNチップであるので、これを q1,q2,…,qN-1,qN, と書くこととする。
には、「前方拡張チップ数」と「後方拡張チップ数」の
2つのパラメータを考える。上述した特許においては、
前方拡張チップ数は同期ずれに対する許容チップ数であ
り、後方拡張チップ数は許容したい遅延波の最大遅延時
間に相当するチップ数と伝送クロックに合わせるために
使用する冗長チップ数との和として計算された。一方、
許容したい遅延波の最大遅延時間に相当するチップ数に
1を加算したものが、巡回シフトチップ数の基本単位と
なっていた。このため、巡回シフトチップ数の基本単位
に1と冗長チップ数を加算すると後方拡張チップ数とな
っていた。
ップ数と、巡回シフトチップ数の基本単位と、には、上
記のような関係は、ない。
方拡張チップ数」としては、伝送クロック等を考慮し
て、適宜選択することができる。ここでは、前方拡張チ
ップ数をAチップ、後方拡張チップ数をBチップとする。
なお、本図では、A=2,B=3としている。
るから、得られる巡回シフト巡回拡張符号は、以下のよ
うになる。 qN-A+1,qN-A+2,…,qN-1,qN, q1,q2,…,qN-1,qN, q1,q2,…,qB-1,qB,
全体の長さはN+A+Bチップとなる。
れる巡回シフト符号ならびに巡回シフト巡回拡張符号
は、いずれもN個であり、本実施形態では、これらを拡
散符号として用いて符号分割多重伝送を行う。理解を容
易にするため、以下では、N個すべての巡回シフト符号
ならびに巡回シフト巡回拡張符号を使用することとして
説明するが、これらN個から適宜いずれかを省略して、
多重度を減じた実施形態を採用することもでき、当該実
施形態も本発明の範囲に含まれる。
置121の概要構成を示す模式図である。以下、本図を
参照して説明する。なお、本送信装置121の構成は、
従来の符号分割多重伝送システムの送信装置と共通する
部分が多い。したがって、理解を容易にするため、本発
明の原理に深く関わりのある部分を重点的に説明するこ
ととし、それ以外の部分については適宜説明を省略す
る。
を受け付けて、変調器401により変調を行い、直並列
変換器402によって、この信号を直並列変換して、複
数の中間信号を生成する。
マットの概要を説明する模式図である。以下本図を参照
して説明する。
に、伝送すべき複数のデータ503に先行してパイロッ
ト信号502が配置された形になっている。なお、一般
的には、所定の数のデータ503が配置された後、また
パイロット信号502が配置されることとなり、一定の
周期でパイロット信号502が現われるようになる。
間信号の数の整数倍のチップ数であることが望ましい。
これにより、各中間信号に同じチップ数のパイロット信
号断片が含まれることとなるからである。また、パイロ
ット信号は、受信装置141と共有される既知信号であ
る。
長さも、同じチップ数であることが望ましい。後述する
ように、このチップ長を単位に伝搬路の振幅・位相変動
が推定されてその補償が行われるからである。
中間信号には、重畳器403によって、それぞれ、互い
に異なる巡回シフト巡回拡張符号が重畳される。
な手法によって生成されたものであり、受信装置141
では、これらのそれぞれに対応する巡回シフト符号が用
いられる。
号は、加算器404によって加算され、送信部405に
よって、無線送信される。
信装置141の概要構成を示す模式図である。以下、本
図を参照して説明する。なお、本受信装置141の構成
は、従来の符号分割多重伝送システムの受信装置と共通
する部分が多い。したがって、理解を容易にするため、
本発明の原理に深く関わりのある部分を重点的に説明す
ることとし、それ以外の部分については適宜説明を省略
する。
ら送信された送信信号に、電波伝搬路のマルチパスフェ
ージング等の影響が与えられたものを受信して、これを
受信信号とする。
で用いられた複数の巡回シフト巡回拡張符号に対応する
複数の巡回シフト符号のそれぞれと、受信信号と、の相
関をとり、その結果を複数の相関信号として出力する。
のそれぞれに含まれるパイロット信号断片に相当する部
分と、既知のパイロット信号とを比較して、電波伝搬路
により位相・振幅の変動値を求め、補償器604は、求
められた位相・振幅の変動値を用いて当該複数の相関信
号のそれぞれを補償して、複数の補償済信号を出力す
る。これらの推定および補償の手法については、後述す
る。
償済信号を並直列変換し、さらに、その結果を復調器6
06に処理させることによって、伝送信号を得ることが
できる。
2が出力する複数の相関信号は、いずれもパイロット信
号の断片に相当するものであって電波伝搬路による位相
・振幅の変動の影響を受けたものを含む。受信装置14
1で既知のパイロット信号の断片と、この断片と、を比
較することにより、位相・振幅の変動値を推定すること
ができる。
れに対応する既知のパイロット信号断片のそれぞれと、
の相関をとることにより、当該パイロット信号の伝搬の
直接波に相当する部分と遅延波に相当する部分とを得
る。相関値が最も高い部分が直接波に相当する部分であ
り、それ以降の極大値に相当する部分が遅延波に相当す
る部分である。これらの直接波・遅延波の同定について
は、既存の技術を利用することができる。
これに対して1チップ遅延した遅延波bの2波が同定さ
れた場合を考える。この場合、相関器602の複数の相
関信号 CC1,CC2,…,CCN には、「直接波aの相関値」と「遅延波bが巡回的にシフ
トした相関値」との和が出力される。直接波aならびに
遅延波bの各チャネルの信号を添字で表すとすると、 CC1 = a1 + bN; CC2 = a2 + b1; …; CCN-1 = aN-1 + bN-2; CCN = aN + bN-1 ということとなる。
波aならびに遅延波bの各チャネルの信号の同相成分と直
交成分を以下のように表すこととする。 a1 = Ia1 + jQa1; a2 = Ia2 + jQa2; …; aN = IaN + jQaN; b1 = Ib1 + jQb1; b2 = Ib2 + jQb2; …; bN = IbN + jQbN
ェージングの影響により、送信信号の同相成分Iと直交
成分Qとは、位相と振幅が振動し、受信信号ではそれぞ
れの成分がI'とQ'となる。この関係を以下に示す。 I' = CI - SQ Q' = SI + CQ
ることを示すものである。この式におけるSならびにC
は、既知のパイロット信号と受信されたパイロット信号
の成分同士を比較することにより、容易に計算すること
ができる。ここで、直接波成分を比較した結果得られた
S,CをSa,Caと、遅延波成分を比較した結果得られた
S,CをSb,Cbと、それぞれ記すこととする。
直交成分について、以下のような関係が得られる。 I'1 = CaI1 − SaQ1 + CbIN − SbQN; I'2 = CaI2 − SaQ2 + CbI1 − SbQ1; … I'N = CaIN − SaQN + CbIN-1 − SbQN-1; Q'1 = SaI1 + CaQ1 + SbIN + CbQN; Q'2 = SaI2 + CaQ2 + SbI1 + CbQ1; … Q'N = SaIN + CaQN + SbIN-1 + CbQN-1
送信信号をR、受信信号をR'とおくこととする。すなわ
ち、 R = [I1 I2 … IN Q1 Q2 … QN]T R' = [I'1 I'2 … I'N Q'1 Q'2 … Q'N]T
送信信号Rと受信信号R'とは、行列Mを使って以下のよう
に表記することができる。 R' = MR
される。
ば、受信装置141で得られた受信信号R'から、送信装
置121側での送信信号Rを復元することができる。 R = M-1R'
波bについて考えたため、[数2]で表記される行列の
うち、空白となっている要素は値が0である。
1チップ遅延の遅延波b、2チップ遅延の遅延波c、…の
ようにすれば、行列Mを[数3]のようにすることがで
きる。この場合は、空白となっている要素は必ずしも値
0ではない。
て、S,Cを求めれば、この行列の各要素をすべて得るこ
とができる。すべて得られれば、上述のように、関係 R = M-1R' を用いて、位相・振幅の変動値と遅延波の影響を補償す
ることができる。
個数(1、2、3…個)だけを選択して、これを用いて
行列Mの各要素の値を埋め、それ以外の要素は0として
計算すれば十分である。
号と受信されたパイロット信号に相当する部分を比較し
て上述のように行列計算を用いることにより、補償を行
うことができる。まず、最大ドップラ周波数が低い場合
は、パイロット信号によって推定されたC,Sの値が、こ
れに続くデータ部分の伝送時においてもあまり変化して
いないと考えられるため、このC,Sの値を用いて後続す
るデータ部分の補償を行えばよい。
ット信号によって推定されたC,Sの値は、これに続くデ
ータ部分の伝送時には変化すると考えられる。したがっ
て、データ部分を d1, d2,… と考えたときに、以下のように補償を行えばよい。 (1)まず、d1部分の補償は、パイロット信号によって
推定されたC,Sを用いて行う。これにより、伝送信号の
d1を得ることができる。 (2)di+1については、その直前に得られた伝送信号di
と、これに対応して受信された受信信号と、を比較して
S,Cを求めて、これを用いて補償を行う。
図である。
時間的にパイロット信号とデータとをまぜて(既知のパ
イロット信号をデータに先行させて)送信することによ
って位相・振幅の変動値を推定して、補償を行ってい
た。本実施形態は、パイロット信号用に、1チャネル
(1つの巡回シフト巡回拡張符号の重畳)を割り当てる
ものである。
後のチャネルは、データ伝送用には利用しないことが望
ましい。実際の伝送誤り率に応じてデータ伝送用に利用
しないチャネル数を決定することができる。
て、遅延チップ数1の遅延波成分がほとんどであり、そ
の他の遅延波成分の影響があまりない場合は、パイロッ
ト信号の前後1チャネルをデータ伝送には使用しないこ
ととする。
シフト巡回拡張符号の巡回シフト数がnである場合は、
巡回シフト数がn-1とn+1のチャネルは、nullとして扱え
ばよい。
フト数0のチャネルを使用するため、巡回シフト数が1と
N-1のチャネルは、nullとする。したがって、伝送信号
を直並列変換して、複数の中間信号を得る際に、データ
部分は、N-3個に直並列変換することとなる。
の例を示す模式図である。
ように、巡回シフト巡回拡張符号1(巡回シフトチップ
数1)を重畳するチャネルにはパイロット信号が、巡回
シフト巡回拡張符号3〜N−2(巡回シフトチップ数3
〜N−2)を重畳するチャネルにはデータ信号を直並列
変換したものが与えられ、それ以外のチャネルにはnull
が与えられている。
と他の中間信号の巡回シフト数の差の最小値は2とな
る。パイロット信号の巡回シフト数が0であるのに対し
て、他の中間信号の巡回シフト数は、2〜N-2であり、巡
回シフト数2、ならびに、巡回シフト数N-2と、パイロッ
ト信号の巡回シフト数0と、の差が2だからである。一
方、他の中間信号同士の巡回シフト数の差の最小値は1
である。隣り合うもの同士の差が1だからである。これ
らを比較すると、前者の方が後者よりも大きい。
回シフト数の差の最小値は、遅延波の状況に応じて、適
宜変更することができる。
イリーフェージング環境下におけるビット誤り率特性を
以下の諸元で計算機シミュレーションにより評価した。
すなわち、遅延波の遅延チップ数は、1。伝送データフ
ォーマットは、パイロット信号をデータに先行させる手
法。パイロット信号と各データ信号のシンボル数は、1
0。最大ドップラ周波数は、100Hz,400Hz,800Hz,100
0Hz。
移動速度が時速180kmである場合の最大ドップラ周波数
は、約1000Hzである。
る。縦軸は、ビット誤り率(Bit Error Rate;BE
R)、横軸は、ビットあたりの信号エネルギーと雑音電
力密度の比(Eb/No)である。本図を参照すると、上記
のような速度で移動局が移動する場合であっても、十分
な伝送品質が確保できることがわかる。
分割多重伝送システムで用いられる巡回シフト巡回拡張
符号としてあらかじめ用意されたものを利用していた。
以下では、これらの巡回シフト巡回拡張符号を基本符号
から生成する符号生成装置の実施形態について説明す
る。
要構成を示す模式図である。
02と、巡回シフト部903と、巡回拡張部904と、
を備える。
(以下、当該基本符号の時間的最小単位を「チップ」と
いう。)の入力を受け付ける。この基本符号としては、
上述のようにM系列、Gold符号等、各種の符号を用
いることができる。また、基本符号受付部902にこの
ような基本符号を生成する回路やプログラムモジュール
を接続してもよい。
符号を互いに異なる巡回シフトチップ数だけ巡回シフト
した複数の巡回シフト符号を生成する。巡回シフト符号
の詳細は、上述した通りである。なお、上記のように、
当該複数の巡回シフト符号のそれぞれに対する巡回シフ
トチップ数同士の差の最小値は、1とすることができ
る。これにより、本実施形態において、従来よりも多数
の巡回シフト巡回拡張符号を利用することができるよう
になる。
巡回シフト符号のそれぞれについて、当該巡回シフト符
号の前方に、当該巡回シフト符号の末尾の前方拡張チッ
プ数分を拡張し、当該巡回シフト符号の後方に、当該巡
回シフト符号の先頭の後方拡張チップ数分を拡張した複
数の巡回シフト巡回拡張符号を生成する。
りも多数の巡回シフト巡回拡張符号を利用することがで
きるようになる。
巡回シフト巡回拡張符号を用いた符号分割多重伝送シス
テム、その送信装置、受信装置、送信方法、受信方法、
ならびに、これらをコンピュータにより実現するプログ
ラムを提供することができる。
の一つの概要構成を示す模式図である。
図である。
回シフト巡回拡張符号との関係を示す説明図である。
式図である。
式図である。
式図である。
を示す模式図である。
模式図である。
ラフである。
構成を示す模式図である。
Claims (26)
- 【請求項1】送信装置と、受信装置と、を備え、 基本符号(以下、当該基本符号の時間的最小単位を「チ
ップ」という。)と、 当該基本符号を互いに異なる巡回シフトチップ数だけ巡
回シフトした複数の巡回シフト符号と、 当該複数の巡回シフト符号のそれぞれについて、当該巡
回シフト符号の前方に、当該巡回シフト符号の末尾の前
方拡張チップ数分を拡張し、当該巡回シフト符号の後方
に、当該巡回シフト符号の先頭の後方拡張チップ数分を
拡張した複数の巡回シフト巡回拡張符号と、 パイロット信号と、 を用いる符号分割多重伝送システムであって、 (a)前記送信装置は、巡回シフト部と、巡回拡張部
と、直並列変換部と、重畳部と、加算部と、送信部と、
を備え、 前記直並列変換部は、当該パイロット信号を含む伝送信
号を直並列変換して、複数の中間信号を生成し、 前記重畳部は、当該複数の中間信号のそれぞれに、当該
複数の巡回シフト巡回拡張符号のいずれかであって、他
の中間信号に重畳されるものとは異なるものを重畳し
て、複数の重畳済信号を生成し、 前記加算部は、当該複数の重畳済信号を加算して送信信
号を生成し、 前記送信部は、当該送信信号を、前記受信装置に送信
し、 (b)前記受信装置は、受信部と、相関部と、推定部
と、補償部と、並直列変換部と、を備え、 前記受信部は、前記送信装置から送信された送信信号を
受信して、これを受信信号とし、 前記相関部は、当該複数の巡回シフト符号のそれぞれ
と、当該受信信号と、の相関をとって、当該複数の巡回
シフト符号のそれぞれに対応する複数の相関信号を出力
し、 前記推定部は、当該パイロット信号と、当該複数の相関
信号と、から、位相および振幅の変動値を推定し、 前記補償部は、当該位相および振幅の変動値を用いて、
当該複数の相関信号を補償して、複数の補償済信号を出
力し、 前記並直列変換部は、当該複数の補償済信号を並直列変
換して、伝送信号を得ることを特徴とするもの。 - 【請求項2】請求項1に記載の符号分割多重伝送システ
ムであって、 当該複数の巡回シフト符号のそれぞれに対する巡回シフ
トチップ数同士の差の最小値は、1であることを特徴と
するもの。 - 【請求項3】請求項1または2に記載の符号分割多重伝
送システムであって、 前記推定部は、当該パイロット信号と、当該複数の相関
信号のうち当該パイロット信号に相当する部分と、か
ら、位相および振幅の変動値に対応する行列を求め、 前記補償部は、当該行列の逆行列を求めて、これを当該
複数の相関信号に乗じて複数の補償済信号を得ることを
特徴とするもの。 - 【請求項4】請求項1から3のいずれか1項に記載の符
号分割多重伝送システムであって、 前記パイロット信号は、前記伝送信号のうち、伝送すべ
きデータ信号の前に付加されていることを特徴とするも
の。 - 【請求項5】請求項4に記載の符号分割多重伝送システ
ムであって、 当該伝送すべきデータ信号は、複数のデータの列からな
り、 前記推定部は、当該パイロット信号と、当該複数の相関
信号のうちパイロット信号に係る部分と、から、最初の
位相および振幅の変動値を推定し、 前記補償部は、当該最初の位相および振幅の変動値を用
いて、当該複数の信号のうち最初のデータに係る部分を
補償し、 前記並直列変換部は、当該複数の補償済信号のうち最初
のデータに係る部分を並直列変換して、伝送信号のうち
最初のデータを得て、 前記推定部は、さらに、得られた伝送信号のうち最後に
得られたデータに係る部分と、当該複数の相関信号のう
ち当該最後に得られたデータに係る部分と、から、次の
位相および振幅の変動値を推定し、 前記補償部は、当該次の位相および振幅の変動値を用い
て、当該複数の相関複数の信号のうち次のデータに係る
部分を補償し、 前記並直列変換部は、当該複数の補償済信号のうち次の
データに係る部分を並直列変換して、伝送信号のうち次
のデータを得ることを特徴とするもの。 - 【請求項6】請求項1から3のいずれか1項に記載の符
号分割多重伝送システムであって、 前記複数の中間信号の1つは、前記パイロット信号であ
ることを特徴とするもの。 - 【請求項7】請求項6に記載の符号分割多重伝送システ
ムであって、 前記重畳部において、「当該パイロット信号に重畳され
る巡回シフト巡回拡張符号の巡回シフト数と、当該他の
中間信号に重畳される巡回シフト巡回拡張符号の巡回シ
フト数と、の差」の最小値は、「当該他の中間信号に重
畳される巡回シフト巡回拡張符号の巡回シフト数同士の
差」の最小値よりも、大きいことを特徴とするもの。 - 【請求項8】請求項1から7のいずれか1項に記載の符
号分割多重伝送システムの送信装置。 - 【請求項9】請求項1から7のいずれか1項に記載の符
号分割多重伝送システムの受信装置。 - 【請求項10】基本符号(以下、当該基本符号の時間的
最小単位を「チップ」という。)と、 当該基本符号を互いに異なる巡回シフトチップ数だけ巡
回シフトした複数の巡回シフト符号と、 当該複数の巡回シフト符号のそれぞれについて、当該巡
回シフト符号の前方に、当該巡回シフト符号の末尾の前
方拡張チップ数分を拡張し、当該巡回シフト符号の後方
に、当該巡回シフト符号の先頭の後方拡張チップ数分を
拡張した複数の巡回シフト巡回拡張符号と、 パイロット信号と、 を用いる送信方法であって、 巡回シフト工程と、巡回拡張工程と、直並列変換工程
と、重畳工程と、加算工程と、送信工程と、を備え、 前記直並列変換工程では、当該パイロット信号を含む伝
送信号を直並列変換して、複数の中間信号を生成し、 前記重畳工程では、当該複数の中間信号のそれぞれに、
当該複数の巡回シフト巡回拡張符号のいずれかであっ
て、他の中間信号に重畳されるものとは異なるものを重
畳して、複数の重畳済信号を生成し、 前記加算工程では、当該複数の重畳済信号を加算して送
信信号を生成し、 前記送信工程では、当該送信信号を、送信することを特
徴とする方法。 - 【請求項11】請求項10に記載の送信方法であって、 当該複数の巡回シフト符号のそれぞれに対する巡回シフ
トチップ数同士の差の最小値は、1であることを特徴と
する方法。 - 【請求項12】請求項10または11に記載の送信方法
であって、 前記パイロット信号は、前記伝送信号のうち、伝送すべ
きデータ信号の前に付加されていることを特徴とする方
法。 - 【請求項13】請求項10または11に記載の送信方法
であって、 前記複数の中間信号の1つは、前記パイロット信号であ
ることを特徴とする方法。 - 【請求項14】請求項13に記載の送信方法であって、 前記重畳工程において、「当該パイロット信号に重畳さ
れる巡回シフト巡回拡張符号の巡回シフト数と、当該他
の中間信号に重畳される巡回シフト巡回拡張符号の巡回
シフト数と、の差」の最小値は、「当該他の中間信号に
重畳される巡回シフト巡回拡張符号の巡回シフト数同士
の差」の最小値よりも、大きいことを特徴とする方法。 - 【請求項15】基本符号(以下、当該基本符号の時間的
最小単位を「チップ」という。)と、当該基本符号を互
いに異なる巡回シフトチップ数だけ巡回シフトした複数
の巡回シフト符号と、 パイロット信号と、 を用いる受信方法であって、 受信工程と、相関工程と、推定工程と、補償工程と、並
直列変換工程と、を備え、 前記受信工程では、信号を受信して、これを受信信号と
し、 前記相関工程では、当該複数の巡回シフト符号のそれぞ
れと、当該受信信号と、の相関をとって、当該複数の巡
回シフト符号のそれぞれに対応する複数の相関信号を出
力し、 前記推定工程では、当該パイロット信号と、当該複数の
相関信号と、から、位相および振幅の変動値を推定し、 前記補償工程では、当該位相および振幅の変動値を用い
て、当該複数の相関信号を補償して、複数の補償済信号
を出力し、 前記並直列変換工程では、当該複数の補償済信号を並直
列変換して、伝送信号を得ることを特徴とする方法。 - 【請求項16】請求項15に記載の受信方法であって、 当該複数の巡回シフト符号のそれぞれに対する巡回シフ
トチップ数同士の差の最小値は、1であることを特徴と
する方法。 - 【請求項17】請求項15または16に記載の受信方法
であって、 前記推定工程では、当該パイロット信号と、当該複数の
相関信号のうち当該パイロット信号に相当する部分と、
から、位相および振幅の変動値に対応する行列を求め、 前記補償工程では、当該行列の逆行列を求めて、これを
当該複数の相関信号に乗じて複数の補償済信号を得るこ
とを特徴とする方法。 - 【請求項18】請求項15から17のいずれか1項に記
載の受信方法であって、 前記パイロット信号は、前記伝送信号のうち、伝送すべ
きデータ信号の前に付加されており、当該伝送すべきデ
ータ信号は、複数のデータの列からなり、 前記推定工程では、当該パイロット信号と、当該複数の
相関信号のうちパイロット信号に係る部分と、から、最
初の位相および振幅の変動値を推定し、 前記補償工程では、当該最初の位相および振幅の変動値
を用いて、当該複数の信号のうち最初のデータに係る部
分を補償し、 前記並直列変換工程では、当該複数の補償済信号のうち
最初のデータに係る部分を並直列変換して、伝送信号の
うち最初のデータを得て、 前記推定工程では、さらに、得られた伝送信号のうち最
後に得られたデータに係る部分と、当該複数の相関信号
のうち当該最後に得られたデータに係る部分と、から、
次の位相および振幅の変動値を推定し、 前記補償工程では、当該次の位相および振幅の変動値を
用いて、当該複数の相関複数の信号のうち次のデータに
係る部分を補償し、 前記並直列変換工程では、当該複数の補償済信号のうち
次のデータに係る部分を並直列変換して、伝送信号のう
ち次のデータを得ることを特徴とする方法。 - 【請求項19】信号を送信可能なコンピュータ(DSP
(Digital Signal Processor)、FPGA(Field Prog
rammable Gate Array)、ASIC(Application Speci
fic Integrated Circuit)を含む。)を、請求項8に記
載の送信装置として機能させることを特徴とするプログ
ラム。 - 【請求項20】信号を受信可能なコンピュータ(DSP
(Digital Signal Processor)、FPGA(Field Prog
rammable Gate Array)、ASIC(Application Speci
fic Integrated Circuit)を含む。)を、請求項9に記
載の受信装置として機能させることを特徴とするプログ
ラム。 - 【請求項21】基本符号受付部と、巡回シフト部と、巡
回拡張部と、を備える符号生成装置であって、 前記基本符号受付部は、基本符号(以下、当該基本符号
の時間的最小単位を「チップ」という。)の入力を受け
付け、 前記巡回シフト部は、当該基本符号を互いに異なる巡回
シフトチップ数だけ巡回シフトした複数の巡回シフト符
号を生成し、 前記巡回拡張部は、当該複数の巡回シフト符号のそれぞ
れについて、当該巡回シフト符号の前方に、当該巡回シ
フト符号の末尾の前方拡張チップ数分を拡張し、当該巡
回シフト符号の後方に、当該巡回シフト符号の先頭の後
方拡張チップ数分を拡張した複数の巡回シフト巡回拡張
符号を生成し、 当該複数の巡回シフト符号のそれぞれに対する巡回シフ
トチップ数同士の差の最小値は、1であることを特徴と
するもの。 - 【請求項22】基本符号受付工程と、巡回シフト工程
と、巡回拡張工程と、を備える符号生成方法であって、 前記基本符号受付工程では、基本符号(以下、当該基本
符号の時間的最小単位を「チップ」という。)の入力を
受け付け、 前記巡回シフト工程では、当該基本符号を互いに異なる
巡回シフトチップ数だけ巡回シフトした複数の巡回シフ
ト符号を生成し、 前記巡回拡張工程では、当該複数の巡回シフト符号のそ
れぞれについて、当該巡回シフト符号の前方に、当該巡
回シフト符号の末尾の前方拡張チップ数分を拡張し、当
該巡回シフト符号の後方に、当該巡回シフト符号の先頭
の後方拡張チップ数分を拡張した複数の巡回シフト巡回
拡張符号を生成し、 当該複数の巡回シフト符号のそれぞれに対する巡回シフ
トチップ数同士の差の最小値は、1であることを特徴と
する方法。 - 【請求項23】コンピュータ(DSP(Digital Signal
Processor)、FPGA(Field Programmable Gate Ar
ray)、ASIC(Application Specific Integrated C
ircuit)を含む。)を、請求項21に記載の符号生成装
置として機能させることを特徴とするプログラム。 - 【請求項24】請求項3に記載の符号分割多重伝送シス
テムであって、 前記送信装置から送られる信号の同相成分、直交成分を
それぞれI,Qとし、前記受信装置にて受信された当該信
号に相当する信号の同相成分、直交成分をそれぞれI',
Q'としたときに、 I' = CI - SQ Q' = SI + CQ の関係を見たすS,Cについて、前記推定部は、パイロッ
ト信号の直接波aに対するS,CであるSa,Ca、パイロッ
ト信号の1チップ遅延波bに対するS,CであるSb,Cb、
パイロット信号の2チップ遅延波cに対するS,CであるS
c,Cc、… を求め、これらから位相と振幅の変動値に対応する[数
1]により定義される行列Mを求め、 【数1】 前記補償部は、当該行列Mの逆行列M-1を求めることを特
徴とするもの。 - 【請求項25】請求項24に記載の符号分割多重伝送シ
ステムの受信装置。 - 【請求項26】コンピュータ(DSP(Digital Signal
Processor)、FPGA(Field Programmable Gate Ar
ray)、ASIC(Application Specific Integrated C
ircuit)を含む。)を、請求項25に記載の受信装置と
して機能させることを特徴とするプログラム。
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JP2002145405A JP3612566B2 (ja) | 2002-05-20 | 2002-05-20 | 符号分割多重伝送システム、送信方法、送信装置、受信装置、ならびに、プログラム |
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-
2002
- 2002-05-20 JP JP2002145405A patent/JP3612566B2/ja not_active Expired - Lifetime
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