JP2010074511A - 符号分割多重信号送信装置及び符号分割多重方法 - Google Patents

Abstract

【課題】変調器の個数を減らすことで、部品コストの上昇を抑えるとともに、回路規模の増大を防ぐ。
【解決手段】チャネル数Ｎの符号化送信データを加算して加算データを生成する。チャネル数Ｎを２進数で表現したときの桁数Ｍ、及び、オフセット調整値Ａ（＝２^Ｍ−（Ｎ＋１））を用いて定まる、第１のしきい値２^Ｍ−１−Ａ及び第２のしきい値２^Ｍ−１−１と、加算データを比較する。加算データが、第１のしきい値より小さい場合は、加算データを選択し、第１のしきい値以上第２のしきい値以下である場合は、加算データと、加算データにオフセット調整値Ａを加算して得られるシフトデータのいずれか一方を選択し、第２のしきい値より大きい場合は、シフトデータを選択し、それぞれ第１〜Ｍのビット送信データを生成する。
【選択図】図１

Description

この発明は、符号分割多重通信の送信側で用いられる符号分割多重信号送信装置及び符号分割多重方法に関するものである。

符号分割多重（ＣＤＭ：Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）技術を利用したネットワークシステムは、同一のタイムスロットに複数の送信データを多重することを可能にする。ＣＤＭ技術を用いることで、タイムスロットなどの通信資源を節約しつつ、大容量のデータ通信を行うことができるので、主に移動体通信において実用化されている。

図７を参照して、ＣＤＭ通信で用いられるＣＤＭ信号送信装置の従来例を説明する。図７は、ＣＤＭ信号送信装置の従来例を示す概略図である（例えば、特許文献１参照）。

ＣＤＭ信号送信装置１２には、チャネル数Ｎの送信データ（図中、矢印Ｓ１０１−１〜Ｎで示す。）が入力される。各送信データＳ１０１−１〜Ｎは、符号化部２０に設けられているエンコーダ２２−１〜Ｎにおいて、それぞれ、対応するチャネルの符号で符号化される。０又は１の２値信号である、符号化された符号化送信データ（図中、矢印Ｓ１０３−１〜Ｎで示す。）は、変調部４４に送られる。

変調部４４は、チャネル数Ｎに等しい個数の変調器４６−１〜Ｎを備えている。各変調器４６−１〜Ｎは、符号化送信データＳ１０３−１〜Ｎを振幅変調することにより変調信号（図中、矢印Ｓ１１０−１〜Ｎで示す。）を生成する。この従来例のＣＤＭ信号送信装置１２では、各変調器４６−１〜Ｎでの振幅変調の大きさが等しく設定されていて、変調信号Ｓ１１０−１〜Ｎの振幅レベルは互いに等しくなる。変調部４４で生成された変調信号Ｓ１１０−１〜Ｎは、多重部５０に送られる。

多重部５０は、各変調信号Ｓ１１０−１〜Ｎを多重して符号分割多重信号（図中、矢印Ｓ１１１で示す。）を生成する。チャネル数Ｎの送信データＳ１０１−１〜Ｎから得られる符号分割多重信号Ｓ１１１は、０、１、２、…、Ｎのいずれかの値をとる（Ｎ＋１）値信号となる。
特開２００４−８０３８５号公報

ここで、上述した従来例のＣＤＭ送信装置は、送信データのチャネル数Ｎと同数の変調器が必要となる。このため、チャネル数Ｎが増加すると、変調器の数が増加するので、部品コストが上昇する。また、多重部の回路規模が大きくなり、製造が困難になる。

そこで、この出願に係る発明者が鋭意研究を行ったところ、チャネル数Ｎの送信データを加算して得られた加算データを生成し、この加算データを２進数で表現したときの桁数Ｍに等しい個数のビット送信データであって、それぞれ対応する桁の値を示すビット送信データを変調する構成にすることにより、変調器の個数を減らすことが出来ることを見出した。

この発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、この発明の目的は、変調器の個数を減らすことで、部品コストの上昇を抑えるとともに、回路規模の増大を防ぐことのできるＣＤＭ信号送信装置及びＣＤＭ方法を提供することである。

上述した目的を達成するために、この発明の符号分割多重信号送信装置は、演算部と、変調部と、多重部とを備えて構成される。

演算部は、入力された、チャネル数Ｎ（Ｎは２以上の整数）に等しい個数の符号化送信データからチャネル数Ｎを２進数で表現したときの桁数Ｍ（Ｍは１以上の整数）に等しい個数のビット送信データを生成する。

変調部は、チャネル数Ｎを２進数で表現したときの桁数Ｍに等しい個数の変調器を備えている。オフセット調整値ＡがＡ＝２^Ｍ−（Ｎ＋１）で与えられるとき、第ｋの変調器（ｋは１以上Ｍ−１以下の整数）は、第ｋのビット送信データを変調して、振幅レベルが２^ｋ−１である第ｋのビット変調信号を生成し、第Ｍの変調器は、振幅レベルが２^Ｍ−１−Ａである第Ｍのビット変調信号を生成する。

多重部は、第１〜Ｍのビット変調信号を多重することにより符号分割多重信号を生成する。

演算部は、チャネル数Ｎに等しい個数の符号化送信データを加算することにより加算データを生成する。演算部は、加算データが、第１のしきい値２^Ｍ−1−Ａより小さい場合は、加算データを２進数で表現したときにそれぞれ対応する桁の値を示す、第１〜Ｍのビット送信データを生成する。また、演算部は、加算データが第１のしきい値２^Ｍ−1−Ａ以上かつ第２のしきい値２^Ｍ−1−１以下である場合は、加算データと、加算データにオフセット調整値Ａを加算して得られたシフトデータとのいずれか一方を等しい確率で選択して、選択された加算データ又はシフトデータを２進数で表現したときにそれぞれ対応する桁の値を示す、第１〜Ｍのビット送信データを生成する。さらに、演算部は、加算データが、第２のしきい値２^Ｍ−1−１より大きい場合は、シフトデータを２進数で表現したときにそれぞれ対応する桁の値を示す、第１〜Ｍのビット送信データを生成する。

上述した符号分割多重信号送信装置の実施にあたり、好ましくは、演算部が、加算手段、判定手段、データシフト手段、ビット選択手段及び切換手段を備えるのが良い。

加算手段は、チャネル数Ｎに等しい個数の符号化送信データを加算することにより加算データを生成して、加算データを判定手段及び切換手段に送る。判定手段は、加算データを第１のしきい値２^Ｍ−1−Ａ及び第２のしきい値２^Ｍ−1−１と比較して、当該比較の結果を切換手段に送る。

データシフト手段は、加算データにオフセット調整値Ａを加算することによりシフトデータを生成して、シフトデータをビット選択手段に送る。

切換手段は、加算データが第１のしきい値２^Ｍ−1−Ａより小さい場合は、加算データをビット選択手段に送り、加算データが第１のしきい値２^Ｍ−1−Ａ以上かつ第２のしきい値２^Ｍ−1−１以下である場合は、加算データをデータシフト手段及びビット選択手段のいずれか一方に、等しい確率で送り、加算データが第２のしきい値２^Ｍ−１より大きい場合は、加算データをデータシフト手段に送る。

ビット選択手段は、加算データ又はシフトデータを２進数で表現したときに、それぞれ対応する桁の値を示す第１〜Ｍのビット送信データを生成する。

また、上述した目的を達成するために、この発明の符号分割多重方法は、以下の過程を備えている。

先ず、入力された、チャネル数Ｎに等しい個数の符号化送信データを加算して加算データを生成する。

次に、チャネル数Ｎを２進数で表現したときの桁数Ｍ、及び、オフセット調整値Ａ（＝２^Ｍ−（Ｎ＋１））を用いて設定される、第１のしきい値２^Ｍ−1−Ａ及び第２のしきい値２^Ｍ−1−１と、加算データとを比較する。

比較の結果、加算データが、第１のしきい値２^Ｍ−1−Ａより小さい場合は、加算データを２進数で表現したときにそれぞれ対応する桁の値を示す、第１〜Ｍのビット送信データを生成する。また、加算データが第１のしきい値２^Ｍ−1−Ａ以上かつ第２のしきい値２^Ｍ−1−１以下である場合は、加算データと、加算データにオフセット調整値Ａを加算することにより得られるシフトデータとのいずれか一方を等しい確率で選択して、選択された加算データ又はシフトデータを２進数で表現したときにそれぞれ対応する桁の値を示す、第１〜Ｍのビット送信データを生成する。また、加算データが、第２のしきい値２^Ｍ−1−１より大きい場合は、シフトデータを２進数で表現したときにそれぞれ対応する桁の値を示す、第１〜Ｍのビット送信データを生成する。

次に、第ｋのビット送信データ（ｋは１以上Ｍ−１以下の整数）を変調して、振幅レベルが２^ｋ−１である第ｋのビット変調信号を生成し、及び、第Ｍのビット送信データを変調して、振幅レベルが２^Ｍ−1−Ａである第Ｍのビット変調信号を生成する。次に、第１〜Ｍのビット変調信号を多重して符号分割多重信号を生成する。

この発明の符号分割多重信号送信装置及び符号分割多重方法によれば、チャネル数Ｎの送信データを加算することにより得られた加算データを生成し、チャネル数Ｎを２進数で表現したときの桁数Ｍに等しい個数のビット送信データを変調する構成にしている。このように構成すれば、必要な変調器の個数は、チャネル数Ｎを２進数で表現したときの桁数Ｍに等しい個数となり、変調器の個数を減らすことが出来る。

チャネル数Ｎに対して、チャネル数Ｎを２進数で表現したときの桁数Ｍは、Ｎ＋１≦２^Ｍ （Ｍ≧ｌｏｇ２（Ｎ＋１））を満たす最小の整数となる。例えば、チャネル数Ｎが１５のとき、変調器の個数は４個で良い。

また、各ビット送信データのマーク率は０．５となり、ＤＣオフセットの発生を防ぐことができる。

以下、図を参照して、この発明の実施の形態について説明するが、この発明が理解できる程度に概略的に示したものに過ぎない。また、以下、この発明の好適な構成例につき説明するが、単なる好適例にすぎない。従って、この発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の構成の範囲を逸脱せずにこの発明の効果を達成できる多くの変更又は変形を行うことができる。

図１及び図２を参照して、この発明の符号分割多重（ＣＤＭ：Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）信号送信装置を説明する。図１は、この発明のＣＤＭ信号送信装置の構成例を示す概略図である。図２は、演算部の構成例を示すブロック図である。

ＣＤＭ信号送信装置１０には、チャネル数Ｎ（Ｎは２以上の整数）に等しい個数の送信データ（図中、矢印Ｓ１０１−１〜Ｎで示す。）が入力され、これら送信データＳ１０１−１〜ＮからＣＤＭ信号を生成する。

ＣＤＭ信号送信装置１０は、符号化部２０、演算部３０、変調部４０及び多重部５０を備えて構成される。

ＣＤＭ信号送信装置１０に入力された送信データＳ１０１−１〜Ｎは、符号化部２０に送られる。符号化部２０は、チャネル数Ｎに等しい個数のエンコーダ２２−１〜Ｎを有している。第１〜Ｎのエンコーダ２２−１〜Ｎは、それぞれ固有の符号を有していて、第１〜Ｎの送信データＳ１０１−１〜Ｎを符号化して、第１〜Ｎの符号化送信データ（図中、矢印Ｓ１０３−１〜Ｎで示す。）を生成する。第１〜Ｎの符号化送信データＳ１０３−１〜Ｎは、第１〜Ｎの送信データＳ１０１−１〜Ｎが符号拡散されたものであり、０又は１のいずれかの値を示すチップを符号長に対応する個数だけ有している。第１〜Ｎの符号化送信データＳ１０３−１〜Ｎは、演算部３０に送られる。

なお、エンコーダ２２−１〜Ｎは、ＣＤＭ技術を用いた通信システムで通常用いられるものと同様に構成にすればよく、ここでは説明を省略する。

演算部３０は、入力された、チャネル数Ｎ（Ｎは２以上の整数）に等しい個数の符号化送信データから、チャネル数Ｎを２進数で表現したときの桁数Ｍ（Ｍは１以上の整数）に等しい個数のビット送信データを生成する。この桁数Ｍは、Ｎ＋１≦２^Ｍを満たす最小の整数として得られる。例えば、チャネル数Ｎが１５のとき、桁数Ｍは４となる。

演算部３０は、機能手段として、加算手段３２、判定手段３３、切換手段３４、データシフト手段３６及びビット選択手段３８を有する。演算部３０が有する各機能手段は、例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）を用いて構成することができる。

加算手段３２は、演算部３０に入力された、チャネル数Ｎに等しい個数の符号化送信データＳ１０３−１〜Ｎをチップごとに加算して加算データ（図中、矢印Ｓ１３１で示す。）を生成する。各符号化送信データＳ１０３−１〜Ｎは、それぞれ０又は１の２値をとる。このため、加算データＳ１３１は、チップごとに０〜Ｎのいずれかの値をとる、（Ｎ＋１）値信号となる。加算手段３２は、加算データＳ１３１を判定手段３３及び切換手段３４に送る。

判定手段３３は、加算データを第１のしきい値及び第２のしきい値と比較する。オフセット調整値Ａが、Ａ＝２^Ｍ−（Ｎ＋１）で与えられるとき、第１のしきい値は、２^Ｍ−１−Ａで与えられる。また、第２のしきい値は、２^Ｍ−１−１で与えられる。

判定手段３３は、加算データ値ｉと、第１のしきい値２^Ｍ−１−Ａ及び第２のしきい値２^Ｍ−１−１との比較の結果を切換手段３４に送る（図中、矢印Ｓ１３３で示す）。以下の説明では、加算データ値ｉが、第１のしきい値２^Ｍ−１−Ａより小さい場合をケース１とし、加算データ値ｉが、第１のしきい値２^Ｍ−１−Ａ以上第２のしきい値２^Ｍ−１−１以下である場合をケース２とし、及び、加算データ値ｉが、第２のしきい値２^Ｍ−１−１より大きい場合をケース３とする。

切換手段３４は、判定手段３３における判定の結果がケース１である場合、すなわち、加算データ値ｉが第１のしきい値２^Ｍ−1−Ａより小さい場合は、加算データをビット選択手段３８に送る（図中、矢印Ｓ１３５で示す）。

切換手段３４は、判定手段３３における判定の結果がケース３である場合、すなわち、加算データ値ｉが第２のしきい値２^Ｍ−1−１より大きい場合は、加算データをデータシフト手段３６に送る（図中、矢印Ｓ１３７で示す）。

切換手段３４は、判定手段３３における判定の結果がケース２である場合、すなわち、加算データ値ｉが第１のしきい値２^Ｍ−1−Ａ以上かつ第２のしきい値２^Ｍ−１−１以下である場合は、加算データをデータシフト手段３６及びビット選択手段３８のいずれか一方に、等しい確率で送る。加算データの送り先は、データシフト手段３６及びビット選択手段３８から、乱数を用いて選択されてもよいし、データシフト手段３６及びビット選択手段３８に交互に選択されてもよい。

データシフト手段３６は、加算データにオフセット調整値Ａを加算することによりシフトデータを生成する。データシフト手段３６は、生成したシフトデータをビット選択手段３８に送る（図中、矢印Ｓ１３９で示す）。

なお、以下の説明では、切換手段３４から、データシフト手段３６を経ずにビット選択手段３８に送られる加算データを非シフトデータと称することもある。

ビット選択手段３８は、チャネル数Ｎを２進数で表現したときの桁数Ｍに等しい個数のビット送信データ（図中、矢印Ｓ１０７−１〜Ｍで示す。）を生成する。以下の説明では、非シフトデータ又はシフトデータを２進数で表現したものを２進数データと称することもある。

各ビット送信データＳ１０７−１〜Ｍは、非シフトデータ又はシフトデータのそれぞれ対応する桁の値を示す電気信号である。すなわち、第１〜Ｍのビット送信データＳ１０７−１〜Ｍは、それぞれ２進数データの２^０〜２^Ｍ−１の桁の値を示す。

表１及び図３を参照して、演算部の動作について説明する。図３は、演算部の動作を説明するための模式図である。

表１では、加算データの値ｉに対して、非シフトデータの値ｉ_ａと、非シフトデータの値ｉ_ａを２進数で表現したときの、２^ｊの桁（ｊは０以上Ｍ以下の整数）の値Ｑ_ａｊ（ｉ）と、シフトデータの値ｉ_ｓと、シフトデータの値ｉ_ｓを２進数で表現したときの、２^ｊの桁の値Ｑ_ｓｊ（ｉ）を示している。

判定手段３３での判定の結果、ケース１の場合、すなわち、加算データが第１のしきい値２^Ｍ−1−Ａよりも小さい場合、非シフトデータがビット選択手段３８に送られる。

判定手段３３での判定の結果、ケース２の場合、すなわち、加算データが第１のしきい値２^Ｍ−1−Ａ以上かつ第２のしきい値２^Ｍ−1−１以下の場合、非シフトデータとシフトデータのいずれかがビット選択手段３８に送られる。

判定手段３３での判定の結果、ケース３の場合、すなわち、加算データが第２のしきい値２^Ｍ−1−１より大きい場合、シフトデータがビット選択手段３８に送られる。

従って、非シフトデータの値ｉ_ａは、０以上第２のしきい値２^Ｍ−1−１以下のいずれかの値となる。また、シフトデータの取りうる値ｉ_ｓの範囲は、非シフトデータが取りうる各値ｉ_ａに、オフセット調整値Ａを加えた範囲であり、シフトデータの値ｉ_ｓは、第２のしきい値２^Ｍ−1−１より大きくかつチャネル数Ｎ以下であるいずれかの値となる。

なお、チャネル数Ｎが、Ｎ＋１＝２^Ｍを満たす場合、すなわち、オフセット調整値Ａが０の場合は、判定手段３３は、つねにケース１を示すものとする。

変調部４０は、２進数データの桁数Ｍに等しい個数の変調器４２−１〜Ｍを備えて構成される。ここで、第ｋの変調器４２−ｋ（ｋは１以上Ｍ−１以下の整数）は、第ｋのビット送信データＳ１０７−ｋを変調して、振幅レベルが２^ｋ−１である第ｋのビット変調信号（図中、矢印Ｓ１０９−ｋで示す。）を生成する。第Ｍの変調器４２−Ｍは、振幅レベルが、２^Ｍ−１−Ａである第Ｍのビット変調信号を生成する。第１〜Ｍのビット変調信号Ｓ１０９−１〜Ｍは、多重部５０に送られる。

なお、第１〜Ｍの変調器４２−１〜Ｍは、所望の振幅に変調できる機能を有していれば良く、当業者ならば従来周知の技術を用いて容易に構成することができる。

多重部５０は、第１〜Ｍのビット変調信号Ｓ１０９−１〜Ｍを多重して符号分割多重信号（図中、矢印Ｓ１１１で示す。）を生成する。

表２、図４及び図５を参照して、ＣＤＭ信号送信装置１０の動作を説明する。表２、図４及び図５は、チャネル数Ｎが４のときの例を示している。チャネル数Ｎを２進数で表現すると、桁数Ｍは３になる。

表２では、加算データの値ｉに対して、非シフトデータの値ｉ_ａと、非シフトデータの値ｉ_ａを２進数で表現したときの、２^０、２^１及び２^２の桁の値Ｑ_ａ０（ｉ）、Ｑ_ａ１（ｉ）及びＱ_ａ２（ｉ）と、シフトデータの値ｉ_ｓと、シフトデータの値ｉ_ｓを２進数で表現したときの、２^０、２^１及び２^２の桁の値Ｑ_ｓ０（ｉ）、Ｑ_ｓ１（ｉ）及びＱ_ｓ２（ｉ）を示している。

図４及び５は、符号分割多重方法を説明するためのタイミングチャートである。図４（Ａ）〜（Ｈ）及び図５（Ａ）〜（Ｄ）は、横軸及び縦軸に、それぞれ時間及び信号強度を任意単位で取って示している。図４（Ａ）〜（Ｄ）は、それぞれ第１〜４の符号化送信データＳ１０３−１〜４を示している。図４（Ｅ）は、加算データＳ１３１を示している。図４（Ｆ）〜（Ｈ）は、それぞれ第１〜第３のビット送信データＳ１０７−１〜３を示している。図５（Ａ）〜（Ｃ）は、第１〜第３の変調信号Ｓ１０９−１〜３を示している。図５（Ｄ）は、ＣＤＭ信号Ｓ１１１を示している。

第１の送信データＳ１０１−１が、第１のエンコーダ２２−１で符号拡散されて得られた第１の符号化送信データＳ１０３−１を“１０１００１０１１０１００１０１”とする（図４（Ａ））。第２の送信データＳ１０１−２が、第２のエンコーダ２２−２で符号拡散されて得られた第２の符号化送信データＳ１０３−２を“１１００００１１１１００００１１”とする（図４（Ｂ））。また、第３の送信データＳ１０１−３が、第３のエンコーダ２２−３で符号拡散されて得られた第３の符号化送信データＳ１０３−３を“１００１０１１０１００１０１１０”とする（図４（Ｃ））。また、第４の送信データＳ１０１−４が、第４のエンコーダ２２−４で符号拡散されて得られた第４の符号化送信データＳ１０３−４を“１１１１００００００００１１１１”とする（図４（Ｄ））。

加算手段３２は、第１〜４の符号化送信データＳ１０３−１〜４をチップごとに加算して加算データＳ１３１を得る（図４（Ｅ））。加算データＳ１３１は、“４２２２０２２２３１１１１３３３”となる。

判定手段３４は、加算データを、第１のしきい値２^Ｍ−１−Ａ及び第２のしきい値２^Ｍ−１−１と比較する。ここでは、チャネル数Ｎが４であり、桁数Ｍが３であるので、オフセット調整値Ａは、３（＝２^Ｍ−（Ｎ＋１）＝２^３−（４＋１））となる。従って、第１のしきい値は“１”であり、第２のしきい値は“３”である。

加算データが第１のしきい値“１”より小さい場合、すなわち、ケース１の場合、切換手段３４は、加算データをビット選択手段３８に送る。このとき、第１〜３のビット送信データＳ１０７−１〜３は、いずれも“０”となる。

また、加算データが第２のしきい値“３”より大きい場合、すなわち、ケース３の場合、切換手段３４は、加算データをデータシフト手段３６に送る。

データシフト手段３６は、加算データにオフセット調整値Ａを加算する。加算データが“４”であり、オフセット調整値Ａが“３”であるので、シフトデータの値ｉ_ｓは“７”（＝“４”＋“３”）になる。このとき、第１〜３のビット送信データＳ１０７−１〜３は、いずれも“１”となる。

加算データｉが第１のしきい値“１”以上であり、第２のしきい値“３”以下である場合、すなわち、ケース２の場合、切換手段３４は、加算データをデータシフト手段３６及びビット選択手段３８のいずれかに送る。従って、第１〜３のビット送信データＳ１０７−１〜３は、Ｑ_ａ０（ｉ）、Ｑ_ａ１（ｉ）及びＱ_ａ２（ｉ）か、Ｑ_ｓ０（ｉ）、Ｑ_ｓ１（ｉ）及びＱ_ｓ２（ｉ）のいずれかを示す。

ビット選択手段３８は、非シフトデータＳ１３５あるいはシフトデータＳ１３９から第１〜３のビット送信データＳ１０７−１〜３を生成する。

第１のビット送信データＳ１０７−１は、非シフトデータＳ１３５又はシフトデータＳ１３９を２進数で表現した２進数データの２^０の桁の値Ｑ_ａ０（ｉ）又はＱ_ｓ０（ｉ）を示す信号であり、“１０１００１０１１０１０１０１０”となる（図４（Ｆ））。ここでは、ケース２のとき、非シフトデータとシフトデータが交互に選択される例を示している。

また、第２のビット送信データＳ１０７−２は、２進数データの２^１の桁の値Ｑ_ａ１（ｉ）又はＱ_ｓ１（ｉ）を示す信号であり、“１１０１００１０１００００１１１”となる（図４（Ｇ））。同様に、第３のビット送信データＳ１０７−３は、２進数データの２^２の桁の値Ｑ_ａ２（ｉ）又はＱ_ｓ２（ｉ）を示す信号であり、“１０１００１０１０１０１０１０１”となる（図４（Ｈ））。

第１の変調器４２−１は、第１のビット送信データＳ１０７−１を変調して、第１のビット変調信号Ｓ１０９−１を生成する（図５（Ａ））。この第１のビット変調信号Ｓ１０９−１の振幅レベルは、１（＝２^０）である。

第２の変調器４２−２は、第２のビット送信データＳ１０７−２を変調して、第２のビット変調信号Ｓ１０９−２を生成する（図５（Ｂ））。この第２のビット変調信号Ｓ１０９−２の振幅レベルは、２（＝２^１）である。

第３の変調器４２−３は、第３のビット送信データＳ１０７−３を変調して、第３のビット変調信号Ｓ１０９−３を生成する（図５（Ｃ））。この第３のビット変調信号Ｓ１０９−２の振幅レベルは、１（＝２^２−３）である。

多重部５０は、第１〜３のビット変調信号Ｓ１０９−１〜３を多重してＣＤＭ信号Ｓ１１１を生成する（図５（Ｄ））。このＣＤＭ信号Ｓ１１１の振幅レベルは０〜４となる。

以上説明したように、この発明に係る実施形態の符号分割多重信号送信装置及び符号分割多重方法によれば、チャネル数Ｎの送信データを加算して得られた加算データを、２進数で表現した２進数データの桁数Ａに等しい個数のビット送信データであって、それぞれ対応する桁の値を示すビット送信データを変調する構成としている。このように構成すれば、必要な変調器の個数は、２進数データの桁数Ａとなるので、変調器の個数を減らすことが出来る。チャネル数Ｎに対して、２進数データの桁数Ｍは、Ｎ＋１≦２^Ｍを満たす最小の整数で与えられるので、例えば、チャネル数Ｎが１５のとき、変調器の個数は４個で良い。また、多重部５０で多重される信号の数が減るので、多重部５０の回路規模を小さくすることができる。

次に、オフセット調整値Ａについて説明する。先ず、Ａ＝０の場合、すなわち、オフセット調整値Ａを用いない場合について説明する。

第１〜Ｎの符号化送信データＳ１０３−１〜Ｎを加算して生成される加算データＳ１３１において、振幅レベルｉ（ｉは０以上Ｎ以下の整数）が出現する確率をＰ（ｉ）とする。ここで、０と１の２値を取る信号において、１が出現する確率をマーク率ｒと呼ぶ。このとき、第１〜Ｎの符号化送信データＳ１０３−１〜Ｎのマーク率ｒが全て等しく０．５であると仮定すると、Ｐ（ｉ）は２項分布に従うので、Ｐ（ｉ）は、Ｐ（ｉ）＝ＮＣｉ／２^Ｎで表される。

また、振幅レベルｉを２進数で表現したときの、２^ｊの桁（ｊは０以上ｉ以下の整数）の値をＱ_ｊ（ｉ）とすると、第１〜Ｍのビット送信データＳ１０７−１〜Ｍのマーク率ｒ_ｊは、以下の式（１）で表される。

表３は、チャネル数Ｎが３の場合について、振幅レベルｉに対して、振幅レベルｉが出現する確率Ｐ（ｉ）と、２^０、及び２^１の桁の値Ｑ_０（ｉ）及びＱ_１（ｉ）の関係を示している。

従って、上記の式（１）を用いると、第１のビット送信データＳ１０７−１のマーク率ｒ_０は、ｒ_０＝１／８×０＋３／８×１＋３／８×０＋１／８×１＝１／２となる。また、第２のビット送信データＳ１０７−２のマーク率ｒ_１は、ｒ_１＝１／８×０＋３／８×０＋３／８×１＋１／８×１＝１／２となる。

次に、チャネル数Ｎが４の場合について、説明する。表４は、振幅レベルｉに対して、振幅レベルｉが出現する確率Ｐ（ｉ）と、２^０、２^１及び２^２の桁の値Ｑ_０（ｉ）、Ｑ_１（ｉ）及びＱ_２（ｉ）の関係を示している。

上記の式（１）を用いて、Ｎ＝４の場合について同様にマーク率ｒ_ｊを計算すると、第１のビット送信データＳ１０７−１のマーク率ｒ_０は、ｒ_０＝１／２となり、第２のビット送信データＳ１０７−２のマーク率ｒ_１は、ｒ_１＝５／８となり、及び、第３のビット送信データＳ１０７−３のマーク率ｒ_２は、ｒ_２＝１／１６となる。

一般にマーク率ｒが０．５以外の値を取る信号には、直流成分（ＤＣ）についてのオフセット、すなわちＤＣオフセットが生じる。このＣＤＭ信号送信装置で生成されるＣＤＭ信号では、ＤＣオフセットが重畳されるため、ＣＤＭ信号Ｓ１１１のＤＣレベルが変動する場合がある。例えば、第１の変調器４２−１で生成される第１のビット変調信号Ｓ１０９−１の振幅レベルを１としたときに、Ｎ＝４の場合について、ＣＤＭ信号のＤＣオフセットＤ（Ｎ）を計算すると、Ｄ（Ｎ）＝−１．５（＝２^０×（１／２−０．５）＋２^１×（５／８−０．５）＋２^２×（１／１６−０．５））となる。

同様に、チャネル数Ｎが１から１６のそれぞれについて、マーク率ｒ_ｊ及びＤＣオフセットＤ（Ｎ）を計算する。図６に、チャネル数に対するマーク率ｒ_ｊ及びＤＣオフセットＤ（Ｎ）の計算結果を示す。図６は、横軸にチャネル数Ｎを取り、縦軸にマーク率ｒ_ｊ及びＤＣオフセットＤ（Ｎ）を取って示している。図６では、符号Ｉ〜Ｖはそれぞれ、２^０〜２^４の桁のマーク率ｒ_０〜ｒ_４を示している。また、符号ＶＩは、ＤＣオフセットＤ（Ｎ）を示している。

チャネル数ＮがＮ＝２^ｂ−１（ｂは整数）を満たすとき、マーク率ｒ_ｊは０．５となり、チャネル数ＮがＮ＝２^ｂ−１を満たさないとき、マーク率ｒ_ｊは０．５以外の値となる。

マーク率ｒ_ｊが０．５以外の値をとると、ＤＣオフセットＤ（Ｎ）が０以外の値を取るので、ＣＤＭ信号Ｓ１１１のレベルが変動してしまい、データの誤りが発生する恐れがある。

これに対し、この発明に係る実施形態の演算部３０と変調部４０とでは、オフセット調整値Ａを利用して、ビット送信データの生成、及び、振幅レベルの設定を行っている。

表５は、振幅レベルｉに対して、非シフトデータの値ｉ_ａと、非シフトデータの値ｉ_ａの出現確率Ｐ_ａ（ｉ）と、非シフトデータの値ｉ_ａを２進数で表現したときの、２^ｊの桁（ｊは０以上Ｍ以下の整数）の値Ｑ_ａｊ（ｉ）と、シフトデータの値ｉ_ｓと、シフトデータの値ｉ_ｓの出現確率Ｐ_ｓ（ｉ）と、シフトデータの値ｉ_ｓを２進数で表現したときの、２^ｊの桁の値Ｑ_ｓｊ（ｉ）を示している。

この場合のマーク率ｒ_ｊは、以下の式（２）で表される。

この場合、第１〜３のビット送信データＳ１０９−１〜３のマーク率ｒ_０、ｒ_１、ｒ_２はいずれも１／２となる。従って、ＤＣオフセットが生じない。

チャネル数Ｎが４以外の値についても、同様に計算することができ、マーク率ｒ_ｊは、常に１／２となる。

従って、符号分割多重信号送信装置がオフセット調整値Ａを利用することで、ＤＣオフセットの発生を防ぐことができる。

なお、チャネル数ＮがＮ＝２^ｂ−１（ｂは整数）を満たすときは、切換手段３４が常にケース１を選択する構成にすればよい。この場合、オフセット調整値Ａは０であり、オフセット調整を行われないが、マーク率ｒ_ｊは０．５となる。

符号分割多重信号送信装置の概略構成図である。 演算部のブロック図である。 切換方法を示す図である。 符号分割多重方法を説明するためのタイミングチャートである。 符号分割多重方法を説明するためのタイミングチャートである。 チャネル数に対するマーク率及びオフセット量を示す概略図である。 従来の符号分割多重信号送信装置の概略構成図である。

符号の説明

１０、１２ ＣＤＭ信号送信装置
２０ 符号化部
２２ エンコーダ
３０ 演算部
３２ 加算手段
３３ 判定手段
３４ 切換手段
３６ データシフト手段
３８ ビット選択手段
４０、４４ 変調部
４２、４６ 変調器
５０ 多重部

Claims (3)

1. 入力された、チャネル数Ｎ（Ｎは２以上の整数）に等しい個数の符号化送信データから、前記チャネル数Ｎを２進数で表現したときの桁数Ｍ（Ｍは１以上の整数）に等しい個数のビット送信データを生成する演算部と、
   前記桁数Ｍに等しい個数の変調器を備える変調部であって、オフセット調整値Ａが、Ａ＝２^Ｍ−（Ｎ＋１）で与えられるとき、第ｋの変調器（ｋは１以上Ｍ−１以下の整数）は、第ｋのビット送信データを変調して振幅レベルが２^ｋ−１である第ｋのビット変調信号を生成し、及び、第Ｍの変調器は、振幅レベルが２^Ｍ−１−Ａである第Ｍのビット変調信号を生成する、当該変調部と、
   第１〜Ｍのビット変調信号を多重して符号分割多重信号を生成する多重部と
   を備え、
   前記演算部は、前記チャネル数Ｎに等しい個数の符号化送信データを加算することにより加算データを生成して、前記加算データが、第１のしきい値２^Ｍ−１−Ａより小さい場合は、前記加算データを２進数で表現したときにそれぞれ対応する桁の値を示す、第１〜Ｍのビット送信データを生成し、前記加算データが前記第１のしきい値２^Ｍ−１−Ａ以上かつ第２のしきい値２^Ｍ−１−１以下である場合は、前記加算データと、前記加算データに前記オフセット調整値Ａを加算することにより得られるシフトデータとのいずれか一方を等しい確率で選択して、選択された前記加算データ又は前記シフトデータを２進数で表現したときにそれぞれ対応する桁の値を示す、第１〜Ｍのビット送信データを生成し、前記加算データが、前記第２のしきい値２^Ｍ−１−１より大きい場合は、前記シフトデータを２進数で表現したときにそれぞれ対応する桁の値を示す、第１〜Ｍのビット送信データを生成する
   ことを特徴とする符号分割多重信号送信装置。
2. 入力された、チャネル数Ｎ（Ｎは２以上の整数）に等しい個数の符号化送信データから、前記チャネル数Ｎを２進数で表現したときの桁数Ｍ（Ｍは１以上の整数）に等しい個数のビット送信データを生成する演算部と、
   前記桁数Ｍに等しい個数の変調器を備える変調部であって、オフセット調整値Ａが、Ａ＝２^Ｍ−（Ｎ＋１）で与えられるとき、第ｋの変調器（ｋは１以上Ｍ−１以下の整数）は、第ｋのビット送信データを変調して振幅レベルが２^ｋ−１である第ｋのビット変調信号を生成し、及び、第Ｍの変調器は、振幅レベルが２^Ｍ−１−Ａである第Ｍのビット変調信号を生成する、当該変調部と、
   第１〜Ｍのビット変調信号を多重して符号分割多重信号を生成する多重部と
   を備え、
   前記演算部は、加算手段、判定手段、データシフト手段、ビット選択手段及び切換手段を備え、
   前記加算手段は、前記チャネル数Ｎに等しい個数の符号化送信データを加算することにより加算データを生成して、該加算データを前記判定手段及び前記切換手段に送り、
   前記判定手段は、前記加算データを第１のしきい値２^Ｍ−１−Ａ及び第２のしきい値２^Ｍ−１−１と比較して、当該比較の結果を前記切換手段に送り、
   前記データシフト手段は、前記加算データに前記オフセット調整値Ａを加算することによりシフトデータを生成して、該シフトデータを前記ビット選択手段に送り、
   前記切換手段は、前記加算データが前記第１のしきい値２^Ｍ−１−Ａより小さい場合は、前記加算データを前記ビット選択手段に送り、前記加算データが前記第１のしきい値２^Ｍ−１−Ａ以上かつ前記第２のしきい値２^Ｍ−１−１以下である場合は、前記加算データを前記データシフト手段及び前記ビット選択手段のいずれか一方に、等しい確率で送り、前記加算データが前記第２のしきい値２^Ｍ−１−１より大きい場合は、前記加算データを前記データシフト手段に送り、
   前記ビット選択手段は、前記加算データ又は前記シフトデータを２進数で表現したときにそれぞれ対応する桁の値を示す、第１〜Ｍのビット送信データを生成する
   ことを特徴とする符号分割多重信号送信装置。
3. 入力された、チャネル数Ｎ（Ｎは２以上の整数）に等しい個数の符号化送信データを加算して加算データを生成する過程と、
   前記チャネル数Ｎを２進数で表現したときの桁数Ｍ、及び、オフセット調整値Ａ（＝２^Ｍ−（Ｎ＋１））を用いて設定される、第１のしきい値２^Ｍ−１−Ａ及び第２のしきい値２^Ｍ−１−１と、前記加算データとを比較する過程と、
   比較の結果、前記加算データが、前記第１のしきい値２^Ｍ−１−Ａより小さい場合は、前記加算データを２進数で表現したときにそれぞれ対応する桁の値を示す、第１〜Ｍのビット送信データを生成する過程と
   比較の結果、前記加算データが前記第１のしきい値２^Ｍ−１−Ａ以上かつ前記第２のしきい値２^Ｍ−１−１以下である場合は、前記加算データと、前記加算データに前記オフセット調整値Ａを加算することにより得られるシフトデータとのいずれか一方を等しい確率で選択して、選択された前記加算データ又は前記シフトデータを２進数で表現したときにそれぞれ対応する桁の値を示す、第１〜Ｍのビット送信データを生成する過程と、
   比較の結果、前記加算データが、前記第２のしきい値２^Ｍ−１−１より大きい場合は、前記シフトデータを２進数で表現したときにそれぞれ対応する桁の値を示す、第１〜Ｍのビット送信データを生成する過程と、
   第ｋのビット送信データ（ｋは１以上Ｍ−１以下の整数）を変調して、振幅レベルが２^ｋ−１である第ｋのビット変調信号を生成し、及び、第Ｍのビット送信データを変調して、振幅レベルが２^Ｍ−１−Ａである第Ｍのビット変調信号を生成する過程と、
   第１〜Ｍのビット変調信号を多重して符号分割多重信号を生成する過程と
   を備えることを特徴とする符号分割多重方法。

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