JP2636712B2 - 移動通信装置 - Google Patents
移動通信装置Info
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- JP2636712B2 JP2636712B2 JP30763593A JP30763593A JP2636712B2 JP 2636712 B2 JP2636712 B2 JP 2636712B2 JP 30763593 A JP30763593 A JP 30763593A JP 30763593 A JP30763593 A JP 30763593A JP 2636712 B2 JP2636712 B2 JP 2636712B2
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- communication device
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J13/00—Code division multiplex systems
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/24—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts
- H04B7/26—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts at least one of which is mobile
- H04B7/2618—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts at least one of which is mobile using hybrid code-time division multiple access [CDMA-TDMA]
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Time-Division Multiplex Systems (AREA)
Description
に自動車電話・携帯電話システム(セルラシステム)の
送受信装置に関し,特に他セルとの同一周波数干渉,フ
ェージングの影響を低減させる送受信装置に関する。
ステム(セルラシステム)として,時分割多元接続方式
(TDMA)を用いた日本標準方式(PDC:RCR
STD27A),北米標準方式(TIA IS54),
ヨーロッパ標準方式(ETSI GSM)および符号分
割多元接続方式(CDMA)を用いた北米標準方式(T
IA IS95)が知られている。
下,従来例1と呼ぶ。)には時分割多重(TDM)と符
号分割多重(CDM)を組み合わせたシステムが提案さ
れている。ただし,従来例1には基地局から移動機への
下り方向のみTDM及びCDMの組み合わせが採用され
ており,全チャネルのデータが正確に同期したシステム
である。したがって,一つの基地局からN個の移動機へ
の接続(1→N接続)であり,N個の基地局からN個の
移動機への接続(N→N接続)あるいはN個の基地局か
ら1個の移動機への接続(N→1接続)という多元接続
ではない。また適応逆拡散フィルタによる受信は考慮さ
れていない。
下,従来例2と呼ぶ)では,CDMAの送受信方式とし
て,同じ拡散符号で拡散した複数の送信データを時間を
ずらせて送信し,整合フィルタではなく逆フィルタで受
信する方法が提案されている。従来例2に示された逆フ
ィルタは受信応答がクロネッカのデルタ関数に近似する
ように制御されている。この方式は,送信データの時間
ずれをチップ時間と伝送路の遅延広がりの和以上にしな
ければならず,CDMA多重数に制限がある。
A方式では同一周波数干渉を除去できないため,同一周
波数は距離の離れたセルでしか使えなかった。例えば4
セルあるいは7セルのクラスタに分け同一クラスタ内で
は同一周波数を使えないため周波数の利用効率が低いと
いう欠点があった。また,TDMA方式では,1チャネ
ルあたりの周波数帯域幅が狭いためマルチパスを分離で
きず,パスダイバーシティ効果が得られない。したがっ
て,フェージングマージンを大きくとってセル設計しな
ければならないという欠点がある。
同一周波数を利用でき,また簡単なRAKE受信機でパ
スダイバーシティ効果を得られるという利点があるが,
チャネル間の干渉を0にできないため,移動機から基地
局への上りチャネルに適用するときは正確なパワーコン
トロールが行われなければ受信できなくなるという欠点
がある。
動通信システム,特にセルラシステムのチャネル容量を
高め,かつ比較的簡単な構成で実現でき,移動通信特有
の伝送変動(フェージング)に追従できる移動通信装置
を提供することにある。
のマルチビットレートサービスを容易に導入できる移動
通信装置を提供することにある。
られた送信機と,基地局に設けられた受信機とを備えた
移動通信装置において,前記送信機は,1フレーム中の
1つあるいは複数のスロットでデータを発生し,前記デ
ータを拡散符号で拡散して送信データとして送信し,前
記受信機は,前記送信データを適応的に重みを付け加算
する適応逆拡散フィルタを介して受信することを特徴と
する。
て,前記送信データは中央部にトレーニング信号を含
み,前記トレーニング信号は少なくとも同一のスロット
を割り当てられた複数の送信機では互いに異なっている
ことを特徴とする。
動通信装置において,1チャネルあたり1組の前記送信
機と前記受信機とを備え,前記受信機は予め定められた
タイミングにより受信信号を受信して受信データを生成
し,前記受信機は,前記適応逆拡散フィルタを備え,前
記適応逆拡散フィルタは,ベースバンド信号を与えられ
たフィルタ係数により逆拡散して逆拡散信号を生成し,
前記受信機は,更に,アンテナを介して取り込まれた受
信信号を前記ベースバンド信号に復調する復調部と,前
記逆拡散信号を雑音を含まないデータか否かを判定し,
雑音を含まない受信データのみを出力する判定部と,前
記逆拡散信号の誤差電力を最小とするように前記逆拡散
フィルタにフィルタ係数を与える適応制御部とを備えて
いることを特徴としている。
て,前記適応逆拡散フィルタは,サンプリング回路と,
適応FIRフィルタと,加算器と,可変係数掛算器とを
備えていることを特徴とする。
て,前記適応逆拡散フィルタは,更にメモリ回路と並び
換え回路とを備えていることを特徴とする。
動通信装置において,1つの移動通信基地局とその移動
通信基地局と通信を行う複数の移動機により構成される
セルを複数備えたセルラシステムで用いられ,前記各セ
ルの移動機のタイミング発生部と基地局受信機のタイミ
ング発生部は基地局送信機のタイミング発生部に同期し
ており,全セルの基地局送信機のタイミング発生部が同
期していることを特徴とする。
送信機と受信機とを備え,前記送信機は予め定められた
タイミングにより送信データを取り込み,送信信号とし
て送信し,前記受信機は予め定められたタイミングによ
り受信信号を受信して受信データを生成する移動通信装
置において,前記送信機は,送信データのビットレート
を変換して速度変換データを生成する速度変換部と,拡
散符号を表す拡散信号生成する拡散符号発生部と,前記
拡散符号により前記速度変換データを拡散して拡散デー
タを生成する拡散部と,前記拡散データ信号を変調して
変調信号を出力する変調部と,自送信機に割り当てられ
たスロットでのみ前記変調信号を送信信号としてアンテ
ナを介して送信するバースト送信部とを備え,前記受信
機は,前記送信信号を受信するために,受信信号系列を
適応的に重みを付けて加算する適応逆拡散フィルタを備
えていることを特徴とする。
て,前記受信機は,前記適応逆拡散フィルタを備え,前
記適応逆拡散フィルタはベースバンド信号を与えられた
フィルタ係数により逆拡散して逆拡散信号を生成し,前
記受信機は,更に,アンテナを介して取り込まれた受信
信号を前記ベースバンド信号に復調する復調部と,前記
逆拡散信号を雑音を含まないデータか否かを判定し,雑
音を含まない受信データのみを出力する判定部と,前記
逆拡散信号の誤差電力を最小とするように前記逆拡散フ
ィルタにフィルタ係数を与える適応制御部とを備えてい
ることを特徴とする。
て,前記適応逆拡散フィルタは,サンプリング回路と,
適応FIRフィルタと,加算器と,可変係数掛算器とを
備えていることを特徴とする。
て,前記適応逆拡散フィルタは,更にメモリ回路と並び
換え回路とを備えていることを特徴とする。また,本発
明は,前記移動通信装置において,1つの移動通信基地
局とその移動通信基地局と通信を行う複数の移動機によ
り構成されるセルを複数備えたセルラシステムで用いら
れ,前記各セルの移動機のタイミング発生部と基地局受
信機のタイミング発生部は基地局送信機のタイミング発
生部に同期しており,全セルの基地局送信機のタイミン
グ発生部が同期していることを特徴とする。
て説明する。
地局を含むセルラシステムに適用した例を示している。
各基地局(BS1,BS2,BS3)11(1),11
(2),11(3)は,移動通信交換局(MSC)13
を介して公衆網15に接続すると共にMSC13からタ
イミング信号19を与えられるため同期して動作する。
また,各基他局(BS1,BS2,BS3)11(1,
2,3)は,送受信信号21を介して,各セル23
(1),29(2),29(3)の移動通信装置(M
S)25に接続されている。移動機(MS)の受信機の
タイミング発生部は, 受信信号から同期信号を抽出し,
基地局(BS)の下り信号に同期して動作する。移動機
の送信機のタイミング発生部は,受信機のタイミング発
生部に同期して動作する。ただし基地局(BS1,BS
2,BS3)と移動機(MS)との距離は変化するた
め,電波の伝搬時間に相当する時間のタイミング誤差を
発生する。1スロットの時間は,この伝搬時間に比べ十
分長くとられる。
ある。図2を参照すると,本発明の実施例に係る移動通
信装置は,1チャネルあたり1組の送信機31と受信機
35とを備え,図示された例では,もう一組の送信機3
3と受信機37が示されている。夫々の送信機31,3
3は,互いに同じ構成を有するので,一方の送信機33
の説明は省略する。送信機31は,移動機(MS)に搭
載され,速度変換部39と,拡散符号発生部41と,拡
散部43と,変調部45と,バースト送信部47と,タ
イミング発生部49と,アンテナ51とを備えている。
また,1組の受信機35,37は,基地局に備えられて
いる。これらの受信機35,37は互いに同じ構成を有
するので,一方の受信機37の説明は省略する。受信機
35は,アンテナ53と,復調部55と,適応逆拡散フ
ィルタ57と,判定部59と,適応制御部61と,タイ
ミング発生部63とを備えている。
明する。TDMAの多重数(フレーム周期/スロット周
期)をL,CDMAの拡散率をMチップとする。図3は
図2の送信機の動作説明に供する図である。図3をも参
照して,送信機の動作について説明する。速度変換部3
9は,送信データtdをNビットを1フレームとして区
切り速度変換して1スロットの時間に圧縮して,圧縮し
た信号tdsを出力する。したがって信号tdsのビッ
トレートは信号tdのL倍となる。拡散部43は時間圧
縮された送信データtdsをMチップ周期の拡散符号c
で拡散して,拡散信号tdcを出力する。拡散された送
信データtdcのチップレートは送信データtdのビッ
トレートのL×M倍になっている。拡散された送信デー
タtdcは変調部45で4相位相遷移変調(QPSK変
調)され,バースト送信部47は自送信機に割り当てら
れたタイムスロットでバースト送信する。割り当てられ
るタイムスロットは通常1フレームに1スロットである
が,複数スロットを割り当てることもできる。割り当て
るスロット数を変えることで情報レートを変えて,マル
チビットレートとすることもできる。
機)を含むシステムでの送信バーストを示している。1
フレームはLスロットに分割されており,各チャネル
(CH1,CH2,CH3…CHL…CH2L+1)に
は1つあるいは複数のスロットが割り当てられ,各送信
機は割り当てられたスロットでバースト送信する。TD
MAの場合と異なり各スロットは複数のチャネルで共用
されている。
々の受信機35,37では受信した信号を復調部55で
復調し受信ベースバンド信号rを得る。この受信ベース
バンド信号rは自受信機あての信号以外に符号分割多重
化(CDMA)された他受信機あての信号も含んでい
る。この他受信機あての信号成分は干渉信号とみなされ
る。自受信機あての信号を取り出すため,本発明の実施
例では適応逆拡散フィルタ57を使って逆拡散を行う。
例を示すブロック図である。図5を参照すると,適応逆
拡散フィルタ57は,サンプリング回路65,67と,
シフトレジスタ69と,可変係数掛け算器71と,加算
器73とを備えている。
信ベースバンド信号rは,適応逆拡散フィルタ37内の
サンプリング回路65でチップレートの2倍でサンプリ
ングされ,シフトレジスタからなる適応FIRフィルタ
69に入力される。適応FIRフィルタ69の出力はサ
ンプリング回路67で1ビット周期に1回サンプルさ
れ,適応逆拡散フィルタ57の出力信号reとなる。適
応制御部41は適応FIRフィルタ69のタップ係数a
i(i=0〜6M−1)を示す制御信号aを出力する。
タップ係数aiは適応逆拡散フィルタ57の出力信号r
eとこの出力信号reを判定したデータ(雑音を含まな
いデータ)との誤差電力が最小となるように制御され
る。
タのタップ係数aiが収束するまでは送信側・受信側で
あらかじめ既知のトレーニング信号を送受する。係数a
iが収束した後は,判定部59から正しいデータが出力
されるため,適応逆フィルタ57の出力信号reと判定
データrd1の誤差電力を最小とするフィルタ係数を逐
次修正することより伝送路特性の変動に追従する。誤差
電力を最小とする適応制御アルゴリズムとしては,簡単
な構成のものとして,収束速度の遅いLMSアルゴリズ
ム,収束速度は速いが複雑なRLSアルゴリズム等が使
用できるがこれらに限定されるものではない。
ての信号成分(干渉信号)と受信機雑音である。したが
って,干渉信号電力が受信機雑音電力よりも著しく大き
いとき,適応逆拡散フィルタ57は干渉信号をキャンセ
ルするように動作する。
ため,また基地局BSと移動機MSとは通常見通し外通
信となるためマルチパスフェージングという現象が発生
する。適応制御部61は,このマルチパスフェージング
による伝送路特性の変動に追従しなければならない。適
応制御部61は1ビットに1回適応動作を行うため,ビ
ットレートが速くなるほど伝送路変動に追従しやすくな
る。また,適応制御部61は自受信信号と干渉信号の電
力比(S/I比)が大きいほど収束速度が速くなる。本
発明の実施例ではL多重TDMAであるため,TDMA
を行わないときに比べビットレートがL倍になっている
ため,L倍の速さのフェージングに追従可能である。ま
た,同一周波数のチャネル数を一定とするとS/I比も
約L倍となるため収束速度が速くなっている。
り,M×L多重のTDMAを行う場合に比べ同期精度を
1/Mに甘くすることができ,またピーク送信電力を1
/Mにできる。適応逆拡散フィルタにより干渉信号を抑
圧することができるため,同一セル内で同一TDMAス
ロットを複数のチャネルで利用でき,M×L多重TDM
Aに比べチャネル数の減少を少なく抑えることができ
る。また,他セルからの干渉を除去できるため,TDM
Aのみの場合と異なり隣接したセルで同一の周波数を利
用することができる。
チップレートを速くするほど独立なパスを分離できるよ
うになり,大きなパスダイバーシティ効果が得られる。
一方,適応逆拡散フィルタのタップ数は拡散率Mの6倍
必要なため,拡散率を大きくすることでチップレートを
速くするとハードウェア規模が大きくなってしまう。本
実施例では拡散率を適当な値に保ちながらチップレート
を速くできるため,ハードウェア規模を増やさずに大き
なパスダイバーシティー効果が得られる。
る適応逆拡散フィルタ57の他の例を示している。受信
ベースバンド信号rは,サンプリング回路65によりチ
ップレートの2倍のレートでサンプリングされた後,直
ちに適応FIRフィルタ69に入力されるのではなく,
1スロット分メモリ75に蓄えられ,並び替え回路77
で並び替えられた後,適応FIRフィルタの一部を構成
するシフトレジスタ69に入力される。
データを示している。図7を参照して,送受信データは
中央に送受信機で既知のトレーニング信号を含んでい
る。並び替え回路75はまず中央のトレーニング信号を
適応FIRフィルタに入力することにより適応逆拡散フ
ィルタ57のトレーニングを行う。このトレーニング信
号は同一スロットを共用する異なるチャネルを区別する
ため互いに異なった符号系列が用いられる。たとえばM
系列の位相をチャネル毎にずらせたトレーニング信号を
用いれば良い。なお,トレーニング系列を中央に配置す
るのは図2を参照するとわかるように,バースト先頭部
はチャネル毎の伝搬遅延時間の差によりバースト開始タ
イミングが微妙に異なっており他チャネルからの干渉状
態がバーストの中と異なっているため,適応逆拡散フィ
ルタ57をバースト先頭部のトレーニング信号でトレー
ニングさせると最適ではない値に設定される危険がある
ためである。また,TDMAにおける等化器の場合と同
様,中央のトレーニング信号からスタートして前後に適
応動作させた方が等価的にバースト長が短くなるため,
適応動作がバースト途中ではずれてしまうという確率を
小さくできる。
受信機は時分割多重方式(TDMA)と符号分割多重方
式(CDMA)を組み合わせ,受信機に適応逆拡散フィ
ルタ57を用いた干渉キャンセラを採用することによ
り,それぞれ単独の特性と比べ,はるかに秀でた侍性を
得るものである。
受信機は,1フレームを複数(L)のスロットに分割
し,1つのチャネルに1つあるいは複数のスロットを割
り当てる時分割多元接続方式(TDMA)と,スロット
内のデータをチャネル毎に異なった拡散符号で拡散する
符号分割多元接続方式(CDMA)を組み合わせ,か
つ,受信機では適応逆拡散フィルタを用いて干渉信号の
抑圧を行うことにより,それぞれ単独の特性と比べ,は
るかに秀でた特性を得るものである。
トを速くすることができるため,マルチパスを分離でき
パスダイバーシティ効果が得られる。また,チップレー
トと独立に拡散率を決められるため周波数利用効率を落
とすことなく符号分離多重数を一定数以下に抑えること
ができる。更に,適応逆拡散フィルタ(干渉キャンセ
ラ)の初期引き込み時間を短くすることができ,また,
適応逆拡散フィルタ(干渉キャンセラ)のタップ数を減
らすことができる。
フェージングの変動の速さに比べ高速にできるため,適
応逆拡散フィルタ(干渉キャンセラ)の伝送路変動に対
する追従速度を高めることができる。
スロットを用いることで,適応逆拡散フィルタ(干渉キ
ャンセラ)の動作を複雑にすることなくマルチビットレ
ートサービスを導入できるという効果がある。
ステムに適用したときのシステム構成を示す図である。
すブロック図である。
動作を示すタイミング図である。
ステムに適用したときの各送信機の動作を示すタイミン
グ図である。
適応逆拡散フィルタの一例を示すブロック図である。
適応逆拡散フィルタの他の例を示すブロック図である。
ングの一例を示す図である。
Claims (10)
- 【請求項1】 移動局に設けられた送信機と,基地局に
設けられた受信機とを備えた移動通信装置において, 前記送信機は,1フレーム中の1つあるいは複数のスロ
ットでデータを発生し,前記データを拡散符号で拡散し
て送信データとして送信し, 前記受信機は,前記送信データを適応的に重みを付け加
算する適応逆拡散フィルタを介して受信し、前記送信データは中央部にトレーニング信号を含み,前
記トレーニング信号は少なくとも同一のスロットを割り
当てられた複数の送信機では互いに異なっている ことを
特徴とする移動通信装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の移動通信装置において,
1チャネルあたり1組の前記送信機と前記受信機とを備
え,前記受信機は予め定められたタイミングにより受信
信号を受信して受信データを生成し, 前記受信機は,前記適応逆拡散フィルタを備え,前記適
応逆拡散フィルタは,ベースバンド信号を与えられたフ
ィルタ係数により逆拡散して逆拡散信号を生成し, 前記受信機は,更に,アンテナを介して取り込まれた受
信信号を前記ベースバンド信号に復調する復調部と,前
記逆拡散信号を雑音を含まないデータか否かを判定し,
雑音を含まない受信データのみを出力する判定部と,前
記逆拡散信号の誤差電力を最小とするように前記逆拡散
フィルタにフィルタ係数を与える適応制御部とを備えて
いることを特徴とする移動通信装置。 - 【請求項3】 請求項2記載の移動通信装置において,
前記適応逆拡散フィルタは,サンプリング回路と,適応
FIRフィルタと,加算器と,可変係数掛算器とを備え
ていることを特徴とする移動通信装置。 - 【請求項4】 請求項3記載の移動通信装置において,
前記適応逆拡散フィルタは,更にメモリ回路と並び換え
回路とを備えていることを特徴とする移動通信装置。 - 【請求項5】 請求項1乃至4の内のいずれかに記載の
移動通信装置において,1つの移動通信基地局とその移
動通信基地局と通信を行う複数の移動機により構成され
るセルを複数備えたセルラシステムで用いられ,前記各
セルの移動機のタイミング発生部と基地局受信機のタイ
ミング発生部は基地局送信機のタイミング発生部に同期
しており,全セルの基地局送信機のタイミング発生部が
同期していることを特徴とする移動通信装置。 - 【請求項6】 1チャネルあたり1組の送信機と受信機
とを備え,前記送信機は予め定められたタイミングによ
り送信データを取り込み,送信信号として送信し,前記
受信機は予め定められたタイミングにより受信信号を受
信して受信データを生成する移動通信装置において, 前記送信機は,送信データのビットレートを変換して速
度変換データを生成する速度変換部と,拡散符号を表す
拡散信号生成する拡散符号発生部と,前記拡散符号によ
り前記速度変換データを拡散して拡散データを生成する
拡散部と,前記拡散データとこの拡散データの中央に挿
入されたトレーニング信号とを変調して変調信号を出力
する変調部と,自送信機に割り当てられたスロットでの
み前記変調信号を送信信号としてアンテナを介して送信
するバースト送信部とを備え, 前記受信機は,前記送信信号を受信するために,受信信
号系列を適応的に重みを付けて加算する適応逆拡散フィ
ルタを備え、前記トレーニング信号は少なくとも同一のスロットを割
り当てられた複数の送信機では互いに異なっている てい
ることを特徴とする移動通信装置。 - 【請求項7】 請求項6記載の移動通信装置において,
前記受信機は,前記適応逆拡散フィルタを備え,前記適
応逆拡散フィルタはベースバンド信号を与えられたフィ
ルタ係数により逆拡散して逆拡散信号を生成し,前記受
信機は,更に,アンテナを介して取り込まれた受信信号
を前記ベースバンド信号に復調する復調部と,前記逆拡
散信号を雑音を含まないデータか否かを判定し,雑音を
含まない受信データのみを出力する判定部と,前記逆拡
散信号の誤差電力を最小とするように前記逆拡散フィル
タにフィルタ係数を与える適応制御部とを備えているこ
とを特徴とする移動通信装置。 - 【請求項8】 請求項7記載の移動通信装置において,
前記適応逆拡散フィルタは,サンプリング回路と,適応
FIRフィルタと,加算器と,可変係数掛算器とを備え
ていることを特徴とする移動通信装置。 - 【請求項9】 請求項8記載の移動通信装置において,
前記適応逆拡散フィルタは,更にメモリ回路と並び換え
回路とを備えていることを特徴とする移動通信装置。 - 【請求項10】 請求項6乃至9の内のいずれかに記載
の移動通信装置において,1つの移動通信基地局とその
移動通信基地局と通信を行う複数の移動機により構成さ
れるセルを複数備えたセルラシステムで用いられ,前記
各セルの移動機のタイミング発生部と基地局受信機のタ
イミング発生部は基地局送信機のタイミング発生部に同
期しており,全セルの基地局送信機のタイミング発生部
が同期していることを特徴とする移動通信装置。
Priority Applications (6)
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JP30763593A JP2636712B2 (ja) | 1993-12-08 | 1993-12-08 | 移動通信装置 |
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Families Citing this family (69)
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