JP2008141779A - 送信方法、受信方法、送信装置及び受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マルチパス環境における良好な通信を実現する。
【解決手段】時分割多重によって形成されるクイムスロットを少なくとも周波数方向に複数のブロックに分割すると共に、当該ブロック内に複数のサブキャリアを形成し、所定数のブロックで１通信チャネルを形成することによりクイムスロット内に複数の通信チャネルを形成するようにしたことにより、周波数的に分離されたマルチキャリア通信で１タイムスロット内を多重化することができ、かくして簡易な構成でマルチパスが存在する環境下でも良好に通信することができる。
【選択図】図６

Description

本発明は送信方法、受信方法、送信装置及び受信装置に関し、例えばセルラー無線通信システムに適用して好適なものである。

近年、移動体通信の分野では、携帯電話システムに代表されるようなセルラー無線通信システムが実用化され、運用されている。このセルラー無線通信システムは、通信サービスを提供するェリアを所望の大きさのセルに分割して当該セル内にそれぞれ固定局としての基地局を設置し、移動局としての通信端末装置は通信状態が最も良好であると思われる基地局と無線通信するようになされている。

基地局と通信端末装置との間の通信方式としては種々の方式が提案されているが、代表的なものとして時分割多元接続方式（ＴＤＭＡ方式）と符号分割多元接続方式（ＣＤＭＡ方式）とを組み合わせた時間・符号分割多元接続方式が提案されている。

この時間・符号分割多元接続方式は、図１に示すように、1.2〔MHz〕の帯域を時間軸方向に4.615〔ms〕の時間周期（以下、これをフレームと呼ぶ）によってそれぞれ分割し、さらに各フレームをそれぞれ577〔μｓ〕の時間間隔で分割することによって各フレームを８つのタイムスロットＴＳ０〜ＴＳ７に分割し、その分割されたそれぞれのタイムスロットＴＳ０〜ＴＳ７を時間方向における通信チャネルとして使用することにより、時分割多元接続を行うようになされている。

またこの時間・符号分割多元接続方式では、図２に示すように、各タイムスロットにおいては送信対象の送信シンボルに拡散符号を乗算して送信し、その際の拡散符号を１タイムスロット当たり８通り用意することによって1タイムスロットにつき符号分割による８つの通信チャネルを確保するようになされている。

かくしてこの時間・符号分割多元接続方式では、１タイムスロットにつき符号分割による８つの通信チャネルを確保すると共に、時間方向については4.615〔ms〕の１フレームにつき８つのタイムスロットを形成することにより、1.2〔MHz〕×4.615〔ms〕の中で64個の通信チャネルを確保するようになされている。

ここで実際にこの方式による送信を行う場合には、まずシンボルレートが135〔ksymbol／ｓ〕の送信シンボルをその８倍の速度の拡散符号を用いてチップレートが1080〔kchip／ｓ〕となるように８倍にスペクトラム拡散し、その拡散された送信信号を自局に割り当てられたタイムスロットのタイミングで送信する。これによりこの時間・符号分割多元接続方式に基づいた通信を実現することができる。

なお、各タイムスロットにおいては、図３に示すように、全体として577〔μｓ〕ある区間のうち前半の部分で送信シンボルを28シンボル（拡散された後の信号で言えば224チップ）送信し、その後、伝送路の特性推定のためにトレーニングシーケンスとして所定のデータを198チップ送信し、その後、再び送信シンボルを28シンボル送信するようになされている。因みに、最後に送信する送信シンボルの後には、ガード区間と呼ばれる送信休止区間が設けられており、このガード区間によって信号到達時間のずれによる信号衝突を防止するようになされている。

ここでこのような時間・符号分割多元接続方式を用いて通信するセルラー無線通信システムについて、図４を用いて説明する。図４において、１は基地局に設けられる送信装置を示し、２は通信端末装置に設けられる受信装置を示す。基地局の送信装置１においては、例えば８チャネル分の無線通信が存在すると仮定すると、その８チャネル分の送信シンボルＳｌ〜Ｓ８をそれぞれＣＤＭＡ変調部ｌＡに入力する。ＣＤＭＡ変調部１Ａは互いに直交する８通りの拡散符号を有しており、その８通りの拡散符号のうち第１の拡散符号を送信シンボルＳｌに乗算することにより当該送信シンボルＳｌにスペクトラム拡散変調を施す。同様に、ＣＤＭＡ変調都１Ａは、入力される送信シンボルＳ２〜Ｓ８に対してそれぞれ第２〜第８の拡散符号を対応させて乗算することにより当該送信シンボルＳ２〜Ｓ８にスペクトラム拡散変調を施す。かくしてＣＤＭＡ変調部１Ａは、このようにしてスペクトラム拡散変調された各チャネルの送信シンボルを合成し、これを送信信号Ｓ９として時分割送信部ｌＢに出力する。

時分割送信部ｌＢは、入力される送信信号Ｓ９をこの通信システムに割り当てられた周波数帯域に周波数変換し、その送信信号Ｓｌ０を上述したタイムスロットのうち例えばタイムスロットＴＳ０を使用してアンテナ１Ｃを介してバースト的に送信する。

一方、受信装置２においては、アンテナ２Ａによって受信した受信信号Ｓｌｌを時分割受信部２Ｂに入力する。時分割受信部２Ｂは、この受信信号ＳｌｌからタイムスロットＴＳ０の信号成分を取り出して、これに周波数変換処理を施すことにより送信装置１の送信信号Ｓ９に対応するベースバンドの受信信号Ｓ１２を得、これをマッチドフィルタ２Ｃに出力する。

マッチドフィルタ２Ｃはシフトレジスタ、乗算器及び加算器からなり、例えばこの受信装置２において受信するシンボルが送信シンボルＳ１であるとすると、送信シンボルＳ１を拡散したときに使用した第１の拡散符号と同じ符号列を乗算器の係数として使用し、受信信号Ｓ１２が入力されたシフトレジスタの各タップから出力されるチップに対して乗算器でそれぞれの符号系列を乗算し、その乗算結果を加算器によって加算することにより送信シンボルＳｌを復元する。

かくしてこのような送信装置１及び受信装置２をそれぞれ基地局及び通信端末装置に設けることにより、時間・符号分割多元接続方式による通信を実現することができる。

ところでこのような時間・符号分割多元接続方式で多重化された送信信号Ｓｌ０を受信してその中から１つのチャネルの送信シンボルを復元するとき、伝搬路にマルチパス等が存在すると、各チャネルにおいて使用した拡散符号の直交関係が完全に保たれなくなるため、図４に示したマッチドフィルタ２Ｃのような単純な整合フィルタでは他の７チャネル分の信号成分が干渉して正確にそのチャネルの送信シンボルを復元し得なくなるといった問題がある。

これを回避する方法として、マルチ・ユーザ・デテクシヨンと呼ばれる復号回路を用いた方法が提案されている。この方法は、図５に示すように、マルチ・ユーザ・デテクシヨン２Ｄによって受信信号Ｓ１２から８チャネル全ての送信シンボルＳｌ〜Ｓ８を互いの干渉量を考慮しながら復元するものであり、各チャネルにおいて受ける干渉量を推測しながら送信シンボルを復元するので、マッチドフィルタを用いた方法に比べて干渉波による影響を低減して一段と正確に送信シンボルを復元することができる。

しかしながらこのマルチ・ユーザ・デテクシヨンを用いた方法では、本来復号しなければならないチャネルのみならず、多重化されている全チャネルを復号しなければならず、復号に係わる処理が複雑になると共に、処理量が膨大に増えるといった問題がある。具体的には、マッチドフィルタを用いた方法に比べて、約８^２倍だけ処理量が増えると言われている。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、簡易な構成で、マルチパスが存在する環境下でも良好に通信し得る送信方法、受信方法、送信装置及び受信装置を提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため本発明においては、時分割多重によって形成されるタイムスロットを少なくとも周波数方向に複数のブロックに分割すると共に、当該ブロック内に複数のサブキャリアを形成し、所定数のブロックで1通信チャネルを形成することによりタイムスロット内に複数の通信チャネルを形成し、通信時には、複数の通信チャネルのうち所望の通信チャネルを使用して複数のサブキャリアで送信対象の情報を送信するようにする。

このようにして時分割多重によって形成されるタイムスロットを少なくとも周波数方向に複数のブロックに分割すると共に、当該ブロック内に複数のサブキャリアを形成し、異なる所定数のブロックで１通信チャネルを形成することによりタイムスロット内に複数の通信チャネルを形成するようにしたことにより、周波数的に分離されたマルチキャリア通信で１タイムスロット内を多重化することができ、かくして簡易な構成でマルチパスが存在する環境下でも良好に通信することができる。

以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。

まず始めに本発明による通信方式の原理について説明する。図６に示すように、本発明による通信方式においても、1.2〔MHz〕の帯域を時間軸方向に4.615〔ms〕幅のフレームによってそれぞれ分割し、さらに各フレームをそれぞれ577〔μｓ〕毎に分割することによって各フレームを８つのタイムスロットＴＳ０〜ＴＳ７に分割し、その分割されたそれぞれのタイムスロットＴＳ０〜ＴＳ７を時間方向における通信チャネルとして使用することにより、時分割多元接続を行うようになされている。

また本発明による通信方式においては、各タイムスロットＴＳ０〜ＴＳ７で後述するような周波数方向に分離されたマルチキャリア通信を行うことにより、１タイムスロット当たり８つの通信チャネルを確保するようになされている。これにより本発明による通信方式においては、1.2〔MHz〕×4.615〔ms〕の中で64個の通信チャネルを確保するようになされている。

ここで本発明による通信方式においては、図７に示すように、１タイムスロットを時間方向に288.5〔μｓ〕間隔に分けることによって２つのブロックに分割すると共に、1.2〔MHz〕の帯域を周波数方向に50〔KHz〕間隔で分割することによって帯域を24個のブロックに分割する。従って１タイムスロットにおいては、時間方向に２ブロックに分割されると共に、周波数方向に２４ブロックに分割されることから、全部で４８ブロックに分割される。

また各ブロック内においては、4.17〔KHz〕間隔で12本のサブキャリアを形成する。従って1.2〔MHz〕帯域内には、全部で288本のサブキャリアが形成される。本発明による通信方式では、この1.2〔MHz〕の帯域に形成された288本のサブキャリアを使用してＯＦＤＭ（Orthogonal
Frequency Division Multiplex：直交周波数多元接続）方式によるマルチキャリア通信を行うようになされている。

ＯＦＤＭ方式では、時間軸上に並ぶ送信シンボルを周波数軸上に直交関係で並ぶ複数のサブキャリアにそれぞれ１つずつ重畳して送信する。その際、送信シンボルが重畳されたサブキャリアをサブキャリア間隔の逆数で求まる時間だけ送信すれば、各サブキャリアの直交関係が保たれる。この場合、サブキャリアの周波数間隔は4.17〔KHz〕であることから、実際に必要となる変調時間ｔは240〔μｓ〕（＝1／4.17〔KHz〕）となる。

従って図８に示すように、１タイムスロットを２分割した288.5〔μｓ〕のうち実質的にサブキャリアの送信に係わる変調時間ｔは240〔μｓ〕となる。この場合、288.5〔μｓ〕のうち残りの時間を全く使用しないわけではなく、実際には、バースト的に送信されるサブキャリアの立ち上がり及び立ち下がり時間を補償するための10〔μｓ〕のランプタイムを１変調時間ｔの前後に設けると共に、マルチパスによる波形歪みを防止するためのプリガードタイム及びポストガードタイムが１変調時間ｔの前後にそれぞれ所定時間設けられている。かくして本発明による通信方式では、これらのランプタイム及びガードタイムを１変調時間ｔに加えることによって288.5〔μｓ〕の全域を使用してサブキャリアを送信するようになされている。なお、ランプタイムにおいては、サブキャリアを所定関数に基づいて徐々に立ち上げる又は徐々に立ち下げるパルスシェービングを行うようになされており、これにより帯域外への不要幅射を抑えるようになされている。

ところで上述したように、１タイムスロットを時間軸方向に２ブロックに分け、周波数方向に２４ブロックに分けると、１タイムスロットは全体として４８ブロックに分割されることになる。この４８ブロックの１つを１通信チャネルとして使用すれば、１タイムスロット当たり最大で４８個の通信チャネルを確保することができる。しかしながら１ブロックを１通信チャネルとすると、従来の時間・符号分割多元接続方式に比べて単位時間当たりの伝送レートが下がってしまうので、本発明による通信方式では、１タイムスロットの前半部（すなわち前半の288.5〔μｓ〕の区間）の３ブロック及び１タイムスロットの後半部（すなわち後半の288.5〔μｓ〕の区間）の３ブロックからなる６ブロックで１通信チャネルを構成し、１タイムスロットにつき８つの通信チャネルを形成するようにする。このようにして１通信チャネル当たり６ブロックを使用すれば、従来の時間・符号分割多元接続方式とはぼ同等の伝送レートを確保することができる。

ここで各ブロックに対する通信チャネルの割り当て例を図９に示す。この図９に示すように、タイムスロットＴＳ０において確保する８つの通信チャネルをＡ〜Ｈとすれば、通信チャネルＡに対しては最初のタイムスロットＴＳ０の前半部で第１、第７及び第１３のブロックを割り当て、最初のクイムスロットＴＳ０の後半部で第５、第１２及び第１７のブロックを割り当てる。同様に、通信チャネルＢに対しては最初のタイムスロットＴＳ０の前半部で第２、第１５及び第１８のブロックを割り当て、最初のタイムスロットＴＳ０の後半部で第１、第１８及び第１９のブロックを割り当てる。以下同様に、各通信チャネルＣ〜Ｈに対しても、最初のタイムスロットＴＳ０の前半部及び後半部で重複しないようにそれぞれ異なる３つのブロックを割り当てる。

ところでこの図９から分かるように、各通信チャネルＡ〜Ｈに対してはタイムスロット内の前半部及び後半部でそれぞれ異なるようにブロックを割り当てると共に、同じタイムスロットＴＳ０であっても毎回異なるようにブロックを割り当てている。このようにして本発明による通信方式では、各通信チャネルＡ〜Ｈにランダムにブロックを割り当てるようにしたことにより、１つの通信チャネルで同じブロックを継続して使用することがなくなるので、そのブロックを介して常に同じ干渉波を受けることを防止し得る。

例えば通信チャネルＡが第１、第２及び第３のブロックを常に使用した場合、その第１、第２及び第３のブロックに大きな干渉波が存在すると、常に大きな干渉波を受けて最悪の場合に通信し得なくなる。しかしながら本発明による通信方式では、通信チャネルに対してランダムにブロックを割り当てることによって随時使用するブロックを変更するようにしたことにより、このように常に大きな干渉波を受けることを未然に防止することができる。

このようなブロック割当によって形成される通信チャネルを使用して実際に送信シンボルを送信する場合について説明する。但し、ここでは上述したようにタイムスロットＴＳ０に形成される通信チャネルＡを使用して通信するものとする。まず送信側においては、送信対象の送信シンボルに逆フーリエ変換を施すことによって当該送信シンボルを通信チャネルＡに割り当てられたブロック内の各サブキャリアに順に重畳して送信信号を生成し、この送信信号をその通信チャネルＡのタイムスロットＴＳ０を使用してバースト的に送信する。

一方、このような通信方式により送信された送信信号を受信する場合には、まず受信信号の中かちタイムスロットＴＳ０の信号成分を抽出する。次にそのタイムスロットＴＳ０の信号成分に対して窓かけ処理を行ってタイムスロットＴＳ０の前半部分と後半部分に分け、その前半部分及び後半部分のそれぞれの信号成分に対してフーリエ変換処理を施すことにより、各サブキャリアに割り当てられたシンボルを取り出す。そして予め把握している通信チャネルＡのブロック割当に基づいて、その取り出したシンボルのうち通信チャネルＡに割り当てられたブロックから取り出されたシンボルを抽出する。これにより自分の通信相手から送信された送信シンボルを取り出すことができる。

次に本発明による通信方式におけるチャネル干渉について、本発明の通信方式をセルラー無線通信システムに適用したものとして説明する。まず基地局においては、上述したように時間方向を4.6〔ms〕幅のフレームによって分割すると共に、各フレームを８つのタイムスロットＴＳ０〜ＴＳ７に分割することによってＴＤＭＡのスロットを形成する。また各タイムスロットＴＳ０〜ＴＳ７に関しては、時間方向をさらに２分割すると共に、周波数方向を２４分割して４８個のブロックを形成し、さらに各ブロック内には１２本のサブキャリアを配置する。そしてこのように分けられたブロックのうち１タイムスロットの前半部分から３つのブロックを使用し、後半部分から３つのブロックを使用して１つの通信チャネルを形成し、１タイムスロットにつき８つの通信チャネルを形成する。かくして基地局においては、このように各タイムスロットＴＳ０〜ＴＳ７毎に８つずつ形成された通信チャネルのうち所望の通信チャネルを介して通信端末装置と通信する。

この場合、同じタイムスロット内の各通信チャネルは異なるブロックを使用していることから、周波数的には分離されている。従って同一基地局が送信する他の通信チャネルの送信信号が着目している通信チャネルに対して干渉波として影響を与えることはない。例えば所定の基地局が上述した通信チャネルＡを使用して任意の通信端末装置ａと通信しており、その基地局が別の通信チャネルＢを使用して他の通信端末装置ｂと通信しているとする。この場合、通信チャネルＡ及びＢが使用するブロックはそれぞれ異なっているので通信チャネルＡと通信チャネルＢは周波数的に分離されており、通信チャネルＡ及びＢで送信された送信信号が互いに干渉波として影響し合うことはない。

因みに、従来のように時間・符号分割多元接続方式の場合には、拡散符号によってチャネル分離を行っていることから使用帯域に同じタイムスロット内の全チャネルの信号成分が重畳されるため、同一基地局内における通信であったとしても互いの通信チャネルの送信信号が干渉波として影響し合うおそれがあった。特にマルチパスが存在するような環境下では、拡散符号の直交関係が維持し得なくなるので、互いの通信チャネルの送信信号が干渉波として影響を及ぼしていた。しかしながら本発明による通信方式では、同じタイムスロット内においては各通信チャネルＡ〜Ｈが使用するブロックが周波数的に異なっていることから、少なくとも同一基地局内でチャネル干渉が生じることはない。

またマルチパスが存在する環境下では一般に周波数選択性フェージングが生じることが危惧されるが、本発明による通信方式では、複数のサブキャリアに送信シンボルを分散させていることから、仮に周波数選択性フェージングが生じたとしても、その周波数選択性フェージングが生じた帯域のサブキャリアが劣化するだけであり、全体的に周波数選択性フェージングの影響を受けることはない。また複数のサブキャリアに送信シンボルを分散させていることから、１シンボル当たりの送信時間が長くなり、その結果、マルチパスによる遅延信号が生じたとしても本質的にその影響は小さい。

次に異なる基地局問でのチャネル干渉について、図１０及び図１１を用いて説明する。まず図１０において、基地局ＢＳ−Ａと基地局ＢＳ−Ｂはそれぞれ同一周波数帯域を使用して通信端末装置ＭＳｌ〜ＭＳ８及びＭＳｌｌ〜ＭＳ１８と通信しているものとし、また通信チャネルとしては上述した通信方式で形成される通信チャネルＡ〜Ｈをそれぞれ使用しているものとする。但し、基地局ＢＳ−Ａ及びＢＳ−Ｂでは、ブロック割当のランダム性により、通信チャネルＡ〜Ｈに対してはそれぞれ異なるブロックを割り当てているものとする。また一般的なセルラー無線通信システムでは送信電力制御がおこなわれていることを考慮して、この例で示すセルラー無線通信システムにおいても、各通信の送信電力は所定の品質を満足する範囲で必要最小限の値となるように制御されているものとする。

ここでこのような送信電力制御の結果、あるタイミングにおける基地局ＢＳ−Ａの各通信チャネルＡ〜Ｈの送信電力が図１１(Ａ)に示すようになっていたとし、それと同じタイミングにおける基地局ＢＳ−Ｂの各通信チャネルＡ〜Ｈの送信電力が図１１(Ｂ)に示すようになっていたとする。

図１０に示すように、一般に基地局ＢＳ−Ｂが送信する各通信チャネルＡ〜Ｈの送信信号は基地局ＢＳ−Ａにおいては各通信チャネルＡ〜Ｈにとって干渉波ＳＩとして作用する。但し、この干渉波ＳＩとして作用する基地局ＢＳ−Ｂからの送信信号は、基地局ＢＳ−Ｂが基地局ＢＳ−Ａから離れていることにより、基地局ＢＳ−Ａのセル内においては一般に基地局ＢＳ−Ａにおける各通信チャネルＡ〜Ｈの送信信号に比べて電力的に低くなっている。

このような状況において、ある特定の通信チャネルに着目してチャネル干渉を考察して見る。例えば基地局ＢＳ−Ａと通信端末装置ＭＳ８とが通信チャネルＥを使用して通信していたとすると、図１１(Ａ)及び(Ｂ)の関係から、この通信チャネルＥにとっては同じブロックを使用して送信する基地局ＢＳ−Ｂの通信チャネルＤ、Ｅ及びＢの送信信号が干渉波として影響を及ぼすことになる。この場合、基地局ＢＳ−Ａ及びＢＳ−Ｂでは通信チャネルＡ〜Ｈに対してそれぞれランダムにブロックを割り当てていることから、基地局ＢＳ−Ａの通信チャネルＥに対して干渉する基地局ＢＳ−Ｂの通信チャネルは必ず同じではなく、この図１１（Ｂ）に示すようにランダムになる。

基地局ＢＳ−Ｂにおける各通信チャネルＤ、Ｅ及びＢの送信電力は通信端末装置との距離等、通信環境に依るので、各通信チャネルＤ、Ｅ及びＢの送信電力はそれぞれ異なることになる。このため基地局ＢＳ−Ａの通信チャネルＥが受ける干渉波の電力は各ブロック毎に異なることになる。また時間的に見ても、基地局ＢＳ−Ａの通信チャネルＥに干渉を及ぼす基地局ＢＳ−Ｂの通信チャネルはランダムに変化して行くので、通信チャネルＥが受ける干渉波の電力は時間的にランダムに変化して行くことになる。

従ってこれらの考察を基に、通信チャネルＥを介した通信全体で考えれば、基地局ＢＳ−Ｂから受ける干渉波電力は平均的な値となり、かくして本発明による通信方式では他セルからの干渉波に対して干渉ダイバーシチ効果を得ることができる。すなわち本発明による通信方式では、本質的に通信チャネルに対するブロック割当をランダムにするようにしたことにより、常に他セルから強い干渉波電力を受けることを未然に防止することができる。

ここでこのような本発明による通信方式を実際に適用した送信装置と受信装置の構成を図１２に示す。図１２において、１０は全体として基地局に設けられる送信装置を示し、１１は通信端末装置に設けられる受信装置を示す。送信装置１０においては、例えば８チャネル分の無線通信が存在すると仮定すると、その８チャネル分の送信シンボルＳ１〜Ｓ８をそれぞれマルチプレクサ１２に入力する。但し、ここでは説明の都合上、送信対象の８チャネルは上述した図９に示す１タイムスロット内に形成される８つの通信チャネルＡ〜Ｈとする。

マルチプレクサ１２には各通信チャネルＡ〜Ｈに対してランダムに割り当てる
ブロックのパターン情報Ｓ１０が入力されており、マルチプレクサ１２は、このバクーン情報Ｓ１０に基づいて、各通信チャネルＡ〜Ｈのブロック割当に対応するように送信シンボルＳ１〜Ｓ８を並び換えて１つのシンボルストリームＳ２０を生成する。例えば送信シンボルＳ１〜Ｓ８がそれぞれ通信チャネルＡ〜Ｈで送られるシンボルであるとし、各通信チャネルＡ〜Ｈに対するブロック割当が図１３に示すようになっていたとすると、マルチプレクサ１２はまず入力される送信シンボルＳ１〜Ｓ８をそれぞれ１２シンボルずつに分け、その分けたシンボル群をブロック割当に合わせて並び換える。例えば送信シンボルＳ１は通信チャネルＡを使用して送信するので、並び順が第１、第７及び第１３番目になるようにそのシンボル群を並べる。かくしてマルチプクレサ１２においては、各通信チャネルＡ〜Ｈに対するブロック割当に応じて送信シンボＳ１〜Ｓ８を並び換えることにより、１つのシンボルストリームＳ２０を生成する。

高速逆フーリエ変換回路１３はＯＦＤＭの変調回路であり、入力されるシンボルストリームＳ２０に対して逆フーリエ変換処理を施すことによりシンボルストリームＳ２０の各シンボルをサブキャリアの間隔で周波数軸上に並べたような送信信号Ｓ２１を生成し、これを時分割送信部１４に送出する。時分割送信部１４は、送信信号Ｓ２１を実際のサブキャリアの周波数帯域に周波数変換することにより各シンボルを上述したサブキャリアにそれぞれ重畳したような送信信号Ｓ２２を生成し、これを２分割されたタイムスロットのタイミングでアンテナ１５を介してバースト的に送信する。

一方、受信装置２においては、アンテナ１６によって受信した受信信号Ｓ２３を時分割受信部１７に入力する。時分割受信部１７は、時間的な窓かけ処理を行うことにより受信信号Ｓ２３から送信信号Ｓ２２に相当する信号成分を抽出し、これに周波数変換を施すことにより送信信号Ｓ２１に対応するベースバンドの受信信号Ｓ２４を得、これを高速フーリエ変換回路１８に出力する。

高速フーリエ変換回路１８はＯＦＤＭの復調回路であり、受信信号Ｓ２４に対して高速フーリエ変換処理を施すことにより周波数軸上に並んでいるシンボルを
時間軸上に並べて取り出し、これを受信シンボルＳ２５としてデマルチプレクサ１９に出力する。なお、高速フーリエ変換回路１８は２４ブロックの帯域全体に対して高速フーリエ変換処理を施すので、通信チャネルＡ〜Ｈ全体のシンボルが取り出されることになる。

デマルチプレクサ１９はブロック割当のパターン情報に基づいて全通信チャネルＡ〜Ｈのシンボルの中から自局の通信チャネルのシンボルを取り出す回路である。例えばこの受信装置１１が通信チャネルＡを受信するものであれば、デマルチプレクサ１９は、通信チャネルＡに関するブロック割当のパターン情報Ｓ２７に基づいて、受信シンボルＳ２５の中から通信チャネルＡに関するシンボルを取り出し、これを受信シンボルＳ２６として出力する。かくして受信装置１１においては、このような処理により、自局の通信チャネルＡを介して送られてくるシンボル情報を復元することができる。

以上の構成において、本発明による通信方式では、1．2〔MHz〕の帯域を時間軸方向に4．615〔ms〕幅のフレームによってそれぞれ分割し、さらに各フレームをそれぞれ577〔μｓ〕毎に分割することによってＴＤＭＡのタイムスロットＴＳ０〜ＴＳ７を形成する。そして各タイムスロットにおいては、当該タイムスロットを時間方向に２分割すると共に、周波数方向に２４分割して４８個のブロックを形成し、各ブロック内に１２本のサブキャリアを形成する。そしてこれらのブロックのうち前半部分から３ブロック及び後半部分から３ブロックを選んで６ブロックで１つの通信チャネルを形成することにより１タイムスロット当たり８つの通信チャネルを形成する。

このようにして形成される通信チャネルを使用して実際に通信する際には、送信シンボルを通信チャネルのブロック内のサブキャリアにそれぞれ割り当てて送信することによりＯＦＤＭ方式によって送信する。このようにしてこの発明による通信方式では、従来のように符号分割で１タイムスロット内を多重化するのではなく、周波数的に分離されたブロックを使用したＯＦＤＭによって１タイムスロット内を多重化するので、マルチパスの影響を受け難い通信を実現することができる。

また本発明による通信方式では、送信側で送信シンボルに逆フーリエ変換を施し、受信側で受信信号にフーリエ変換を施すだけの構成で通信を行うことができるので、従来の時間・符号分割多元接続方式のように全チャネルの干渉量を考慮しながら復号を行うマルチ・ユーザ・デテクシヨンを使用した場合に比べて、装置の処理量を低減し得ると共に装置構成を簡易化することができる。

さらに本発明による通信方式では、通信チャネルに対してランダムにブロックを割り当てるようにしたことにより、常に大きな干渉波を受けることを未然に防止し得、チャネル干渉に関して干渉ダイバーシチ効果を得ることができる。

以上の構成によれば、時分割多重によって形成したタイムスロットを複数のブロックに分割すると共に、当該ブロック内にそれぞれ複数のサブキャリアを形成して、所定数のブロックで通信チャネルを形成することにより１タイムスロット内を多重化するようにしたことにより、周波数的に分離されたマルチキャリア通信で多重化を行うことができることから、簡易な構成で、マルチパスが存在する環境下でも良好に通信することができる。

なお上述の実施の形態においては、１フレームを4．615〔ms〕とし、そのフレームを577〔μs〕毎に分割することにより時分割多重のタイムスロットを形成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、時分割多重のタイムスロットを形成する上での各諸元はその他の値であっても良い。

また上述の実施の形態においては、１タイムスロットを４８ブロックに分割した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、分割するブロック数としてはその他の数であっても良い。

また上述の実施の形態においては、帯域幅を1．2〔MHz〕とし、サブキャリアの間隔を4．17〔KHz〕とした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、周波数的な各諸元としてはその他の値であっても良い。

また上述の実施の形態においては、１タイムスロット内を時間方向及び周波数方向に分割した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、１タイムスロツ
ト内を周波数方向にのみ分割するようにしても良い。

要は、時分割多重のクイムスロット内を少なくとも周波数方向に複数のブロックに分割すると共に、そのブロック内に複数のサブキャリアを形成し、所定数のブロックで通信チャネルを形成して１タイムスロット内を多重化し、その通信チャネルを介してマルチキャリアで送信対象の情報を送信するようにすれば、上述の場合と同様の効果を得ることができる。

セルラー無線通信システムにおいて、基地局と通信端末装置との間で通信する際に利用することができる。

図１は、従来の時間・符号分割多元接続方式のタイムスロットの説明に供する略線図である。 図２は、従来の時間・符号分割多元接続方式におけるタイムスロット内の多重化の説明に供する略線図である。 図３は、タイムスロット内の送信タイミングを示すタイミングチャートである。 図４は、従来の時間・符号分割多元接続方式による送信装置及び受信装置の構成を示すブロック図である。 図５は、マルチ・ユーザ・デテクシヨンを用いた受信装置の構成を示すブロック図である。 図６は、本発明による通信方式の原理の説明に供するタイムスロットの構造を示す略線図である。 図７は、１タイムスロット内の多重化方法の説明に供する略線図である。 図８は、１タイムスロットにおけるサブキャリアの変調時間を示すタイミングチャートである。 図９は、各通信チャネルに対するブロック割当の説明に供する略線図である。 図１０は、異なる基地局間でのチャネル干渉の説明に供する略線図である。 図１１は、他の基地局から受ける干渉波の説明に供する略線図である。 図１２は、本発明による通信方式を適用した送信装置及び受信装置を示すブロック図である。 図１３は、送信装置におけるマルチプレクサの説明に供する略線図である。

符号の説明

１、１０……送信装置、１Ａ……ＣＤＭＡ変調部、ｌＢ、１４……時分割送信部、１Ｃ、２Ａ、１５、１６……アンテナ、２、１１……受信装置、２Ｂ、１７……時分割受信部、２Ｃ……マッチドフィルタ、２Ｄ……マルチ・ユーザ・デテクシヨン、１２……マルチプレクサ、１３……高速逆フーリエ変換回路、１８……高速フーリエ変換回路、１９……デマルチプレクサ。

Claims (10)

1. 時分割多重によって形成されるタイムスロットを少なくとも周波数方向に複数のブロックに分割すると共に、当該ブロック内に複数のサブキャリアを形成し、所定数の上記ブロックで１通信チャネルを形成することにより上記タイムスロット内に複数の通信チャネルを形成し、通信時には、上記複数の通信チャネルのうち所望の通信チャネルを使用して上記複数のサブキャリアで送信対象の情報を送信する
   ことを特徴とする送信方法。
2. 上記ブロックを通信チャネルに割り当てるとき、当該通信チャネルに対してランダムに上記ブロックを割り当てる
   ことを特徴とする請求項１に記載の送信方法。
3. 上記送信対象の情報にフーリエ変換を施すことにより、使用する上記通信チャネルの上記サブキャリアに当該送信対象の情報を重畳する
   ことを特徴とする請求項１に記載の送信方法。
4. 時分割多重によって形成されるタイムスロットを少なくとも周波数方向に複数のブロックに分割すると共に、当該ブロック内に複数のサブキャリアを形成し、所定数の上記ブロックで１通信チャネルを形成することにより上記タイムスロット内に複数の通信チャネルを形成し、上記複数の通信チャネルのうち所望の通信チャネルを使用して上記複数のサブキャリアで送信された情報を受信するときに、上記情報の送信に使用された上記通信チャネルが含まれる上記タイムスロットを受信することにより受信信号を得、当該受信信号に対してフーリエ変換を施すことにより当該タイムスロット内の全情報を取り出した後、当該全情報の中から自局との通信に使用された上記通信チャネルの上記情報を取り出す
   ことを特徴とする受信方法。
5. 上記通信チャネルは、上記ブロックをランダムに割り当てることにより形成されたチャネルである
   ことを特徴とする請求項４に記載の受信方法。
6. 時分割多重によって形成されるタイムスロットを少なくとも周波数方向に複数のブロックに分割すると共に、当該ブロック内に複数のサブキャリアを形成し、所定数の上記ブロックで１通信チャネルを形成することにより上記タイムスロット内に複数の通信チャネルを形成し、通信時には、上記複数の通信チャネルのうち所望の通信チャネルを使用して上記複数のサブキャリアで送信対象の情報を送信する送信手段
   を臭えることを特徴とする送信装置。
7. 上記送信手段は、
   上記ブロックを通信チャネルに割り当てるとき、当該通信チャネルに対してランダムに上記ブロックを割り当てる
   ことを特徴とする請求項６に記載の送信装置。
8. 上記送信手段は、
   上記送信対象の情報にフーリエ変換を施すことにより、使用する上記通信チャネルの上記サブキャリアに当該送信対象の情報を重畳する
   ことを特徴とする請求項６に記載の送信装置。
9. 時分割多重によって形成されるタイムスロットを少なくとも周波数方向に複数のブロックに分割すると共に、当該ブロック内に複数のサブキャリアを形成し、所定数の上記ブロックで１通信チャネルを形成することにより上記タイムスロット内に複数の通信チャネルを形成し、上記複数の通信チャネルのうち所望の通信チャネルを使用して上記複数のサブキャリアで送信される情報を受信するときに、上記情報の送信に使用された上記通信チャネルが含まれる上記タイムスロットを受信することにより受信信号を得、当該受信信号に対してフーリエ変換を施すことにより当該タイムスロット内の全情報を取り出した後、当該全情報の中から自局との通信に使用された上記通信チャネルの上記情報を取り出す受信手段
   を具えることを特徴とする受信装置。
10. 上記通信チャネルは、上記ブロックをランダムに割り当てることにより形
    成されたチャネルである
    ことを特徴とする請求項９に記載の受信装置。