JP2925742B2 - Coset符号化を使用したスペクトラム拡散通信システムにおける可変レート信号伝送 - Google Patents

Coset符号化を使用したスペクトラム拡散通信システムにおける可変レート信号伝送

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 I. 発明の分野 本発明は、スペクトラム拡散信号を利用した通信シス
テムに関し、より具体的には、スペクトラム拡散信号通
信システムにおいて情報を通信するための新規且つ改良
された方法及び装置に関する。
II. 関連分野の記述 通信システムは、ソースロケーションから物理的に異
なるユーザの目的地への情報信号を伝送を可能にするた
めに発展してきている。アナログ方式及びデジタル方式
は、このような情報をソースとユーザロケーションとを
リンクしている通信チャネルを通じて伝送するために使
用されてきている。デジタル方式は、アナログ技術に関
連していくつかの利点を与える傾向があり、例えば、チ
ャネル雑音及び干渉に対する改良された耐性、増大した
容量及び暗号化の使用を通しての改良された通信の安全
性を与える。
通信チャネルを通してのソースロケーションからの情
報信号の伝送においては、情報信号は、最初に、チャネ
ル上の効率的な伝送に適した形に変換される。情報信号
の変換或いは変調は、変調された搬送波の結果のスペク
トラムがチャネル帯域内に限られるというような方法に
よって、情報信号を基礎にした搬送波の変化するパラメ
ータを含む。ユーザロケーションにおいて、オリジナル
メッセージ信号は、チャネル上の伝搬に引き続いて起こ
る受信した変調された搬送波のバージョンから再現され
る。このような再現は、一般的に、ソース送信器におい
て行なわれる変調手法の逆の変調手法を使用することに
よって、行なわれる。
変調は、また、多重化、すなわち、共通チャネルを通
じてのいくつかの信号の同時伝送を容易にする。多重通
信システムは、一般的に、通信チャネルに対する連続的
接続よりもむしろ比較的短期に間欠的サービスを必要と
する多くの遠隔加入者ユニットを有する。加入者ユニッ
トの組について短期間で通信を可能にするように設計さ
れたシステムは、多重接続通信システムと呼ばれてい
る。
多重接続通信システムの特定のタイプは、スペクトラ
ム拡散システムとして知られている。このスペクトラム
拡散システムにおいては、変調技術は、結果として、通
信チャネル内の広周波数帯の伝送信号の拡散を利用し
た。多重接続スペクトラム拡散システムの1つのタイプ
は、符号分割多重接続(CDMA)変調システムである。ま
た、この分野においては、時分割多重接続(TDMA)、周
波数分割多重接続(FDMA)及び振幅圧伸単側帯のような
AM変調方法のような他の多重接続通信システム技術が知
られている。しかしながら、CDMAのスペクトラム拡散変
調技術は、これらの変調技術よりも多重接続通信システ
ムに対する重要な利点を有している。多重接続通信シス
テムにおけるCDMA技術の使用は、本発明の譲受人に譲渡
され、1990年2月13日に発行され、題名“衛星或いは地
上中継器を使用したスペクトラム拡散多重接続通信シス
テム”の米国特許第4,901,307号明細書に開示されてい
る。
上述の米国特許第4,901,307号多においては、それぞ
れが送信器を持った多くの移動電話システムのユーザ
が、CDMAスペクトラム拡散通信信号を使用した衛星中継
器或いは地上基地局を通して通信を行なう多重接続技術
が開示されている。CDMA通信の使用においては、システ
ムユーザ容量の増大が可能になるので、周波数スペクト
ラムは複数回の再使用を行なうことができる。CDMAの使
用は、他の多重接続技術の使用により到達することが可
能なよりも、多くの高いスペクトラム効率となる。
より具体的には、1組のロケーションの間のCDMAシス
テムにおける通信は、特有のユーザ拡散符号を使用する
ことによって、チャネル帯域上でそれぞれの伝送信号を
拡散させることによって達成される。特定の伝送信号
は、引き出されるべき伝送信号に関連したユーザ拡散符
号により通信チャネルにおけるコンポジット信号エネル
ギーを縮集することによって、通信チャネルから引き出
される。
特定のスペクトラム拡散通信システムにおいては、異
なるデータレートで動作することを可能にするために、
種々のタイプのユーザチャネル(例えば、音声、ファク
シミリ、或いは高速データ)を与えることが望まれてい
る。これらのシステムは、一般に、規準データレートで
のチャネル動作、また、多くのトラヒックデータ容量を
提供するためのトラヒックチャネルの低減されたデータ
レートを得るために設計されている。しかしながら、低
減されたデータレートチャネルを使用することによって
トラヒック容量が増大し、データ伝送のために必要とさ
れる時間が長くなる。さらには、あるスペクトラム拡散
通信システムにおいては、また、規準レートよりも高い
データレートでの伝送を可能にするためにトラヒックチ
ャネルのデータレートの増大が必要とされる。
可変レートでのデータ伝送をサポートするためには、
一般的に、入力データレートに従って符号化のレート、
インターリービング及び変調を変化することが必要とさ
れている。一般的に、このレート変化は、比較的高度な
チャネル符号化及び復号化プロセスの制御が必要とさ
れ、その結果、システムのコスト及び複雑性が増大す
る。
従って、本発明の目的は、規準システムレートよりも
高い及び低い双方のレートにおけるデータ伝送を得るこ
とができる通信チャネルを有するスペクトラム拡散通信
システムを提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、種々のレートで伝送され
るデータの符号化、インターリビング及び変調のために
使用される共通フォーマットを有するこのようなスペク
トラム拡散通信システムを提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、データレートにおいて対
応する低減がないときに、トラヒックチャネルの容量の
増大を可能にするCDMAスペクトラム拡散通信システムを
提供することを目的とする。
発明の概要 直交PN符号シーケンスを使用するスペクトラム拡散通
信システムにおけるCDMA技術の改良は、ユーザ間の相互
干渉を低減し、これによって、高い容量及び望ましい性
能を可能にする。本発明は、CDMAスペクトラム拡散通信
システムにおける同相(I)及び直交位相(Q)通信チ
ャネルの情報の通信のための改良された装置及び方法を
提供する。
例示的な実施の形態においては、入力情報信号は、ス
ペクトラム拡散通信信号のダイレクトシーケンスを使用
するI或いはQの通信チャネルのどちらか一方によって
伝送される。この情報信号は、最初に、第1及び第2の
副信号に分けられ、これらは、それぞれ第1及び第2の
coset符号化ネットワークに供給される。第1のcoset符
号化は、第2のcoset符号化ネットワークが第2の副信
号と第1のcoset符号に直交する第2のcoset符号とを組
み合わせている間、第1の副信号を第1のcoset符号と
組み合わせる。このような方法によって、第1及び第2
のcoset符号化ネットワークは、それぞれ、第1及び第
2のcoset符号化信号を作り出すために動作される。第
1及び第2のcoset符号化信号から形成されるコンポジ
ットcoset符号化信号は、次に、第1の変調された信号
を供給するために直交関数信号によって変調される。
所定のPN符号の同相疑似ランダム雑音(PNI)及び直
交位相疑似ランダム雑音(PNQ)信号は、それぞれ、I
又はQの通信チャネル上のどちらか一方で第1の変調さ
れた信号を拡散するために使用される。例えば、PNI
号は、I通信チャネルを介して、受信器への伝送のため
のI−チャネル変調信号を提供するための第1の変調さ
れた信号と組み合わされる。
例示的な本実施の形態においては、I或いはQ通信チ
ャネルのどちらか一方で受信された変調された搬送信号
を基礎として入力情報信号の推定を作り出すように動作
する。この受信された信号は、最初に、直交関数信号を
使用して復調される。この復調信号は、次に、位相循環
器へ供給される結果投影信号とともに、縮集PN信号の使
用によって相関が取り除かれる。この位相循環器は、投
影信号及び受信パイロット信号をを基礎にしてコンポジ
ットcoset符号化信号の推定を提供するために動作す
る。第1及び第2の副信号の推定は、第1及び第2のco
set符号の直交性を基礎にしてさらに相関を取り除くこ
とによってなされる。
図面の概要の記述 本発明のさらなる目的及び特徴は、図面と関連して、
以下に述べる詳細な記述及び添付された請求の範囲から
より容易に明らかになるであろう。
図1は、一般的なスペクトラム拡散送信器のブロック
ダイアグラムを示す図である。
図2は、I−チャネル及びQ−チャネルの情報信号を
伝送するスペクトラム拡散送信器の好適な実施の形態の
ブロックダイアグラムである。
図3は、本発明に従った情報信号を符号化するための
I−チャネルcoset符号化ネットワークの動作のブロッ
クダイアグラム表現である。
図4は、図3のcoset符号化ネットワークにおいて包
含するのに適するタイプの1/pレートcoset符号器のブロ
ックダイアグラム表現である。
図5は、規準データレートの4倍でデータを伝送する
ために、発明の好適な実施の形態において利用された1
組のI−チャネル及びQ−チャネルのcoset符号化ネッ
トワークのブロックダイアグラム表現である。
図6は、規準レートの8倍でデータを伝送するため
に、発明の好適な実施の形態において利用された1組の
I−チャネル及びQ−チャネルの1/4レートcoset符号化
ネットワークのブロックダイアグラム表現である。
図7は、規準レートの2分の1と等価なレートでデー
タを伝送するために、好適な実施の形態において利用さ
れたcoset符号ネットワークの、ブロックダイアグラム
表現である。
図8は、規準レートの4分の1と等価なレートでデー
タを伝送するために、好適な実施の形態において利用さ
れたcoset符号化ネットワークのブロックダイアグラム
表現である。
図9は、I及びQチャネルのパイロットシーケンスを
提供するためのパイロット生成ネットワークを表わす。
図10は、本発明の好適の実施の形態内に組み込まれた
RF送信器の例示的な具体化を示す。
図12は、I及Q通信チャネルにより伝送されたRF信号
エネルギーを受信するための例示的なダイバーシティ受
信器のブロックダイアグラムである。
図13は、選択された伝送パスにより受信された信号エ
ネルギーを処理するように設計された図12のダイバーシ
ティ受信器内に包含されている受信器フィンガのブロッ
クダイアグラムである。
図14は、図13に示した選択された受信器フィンガのよ
り詳細な表現である。
好適な実施の形態の記述 図1を参照すると、ここには、本発明の譲受人に譲渡
され、1992年に発行され、題名“CDMAセルラー電話シス
テムにおける信号波形生成のための方法及び装置”の米
国特許第5,103,459号明細書において述べられているよ
うなスペクトラム拡散送信器を示している。図1の送信
器においては、例えば、ボコーダによって変換された音
声で構成されるデータビット100は、符号器102に供給さ
れ、このビットは、入力データレートに従った符号シン
ボル反復によって畳み込み符号化が行なわれる。
データビットレートが、符号器102のビット処理レー
トよりも少ないときには、符号シンボル反復は、符号器
102の動作レートに整合するビットレートでの反復デー
タストリームを作り出すために、符号器102の入力デー
タビット100の反復を行なうことを命令する。この符号
化データは、次に、畳み込みインターリーブであるイン
ターリーブ器104に供給される。このインターリーブさ
れたシンボルデータは、19.2kspsの例示的なレートでイ
ンターリーブ器104から出力され、排他的論理和106の入
力となる。図1のシステムにおいては、インターリーブ
されたデータシンボルは、チャネル上の伝送において、
大きな安全性を提供するためにスクランブルされる。音
声チャネル信号のスクランブルは、意図された受取人の
加入者ユニットに特有の疑似雑音(PN)符号によって、
インターリーブされたデータを疑似雑音(PN)符号化す
ることによって成し遂げられる。このようなPNスクラン
ブルは、適切なPNシーケンス或いは暗号化手法を使用し
ているPN生成器108によって提供される。このPN生成器1
08は、一般的に、1.2288MHzの固定されたPNチップレー
トで特有のPN符号を生成するためのロングPN生成器を有
している。このPN符号は、次に、デシメータを通過し、
結果的に、PN生成器108から供給される加入者ユニット
認識情報に従った排他的論理和106の他の入力に供給さ
れる19.2キロ毎秒(ksps)のスクランブルシーケンスと
なる。この排他的論理和106の出力は、排他的論理和110
の1つの入力端子に供給される。
再度、図1を参照すると、排他的論理和110の他の入
力端子は、WALSH波形生成器112に接続されている。Wals
h生成器112は、情報が伝送されるべきデータチャネルに
割り当てられるWalsh波形を生成する。生成器112によっ
て供給されるWalsh波形は、それぞれが64Walshチップ長
の長さを有する64のWalsh波形の組から選択される。
64の直交波形は、特定のWalsh波形が行列の行或いは
列により定義される64のアダマール行列によって、64以
内の入力に対応する。
このスクランブルされたシンボルデータ及びWalsh波
形は、排他的論理和ゲート110によって排他的論理和が
とられ、その結果は、排他的論理和ゲート114及び116の
双方に対する入力として供給される。
排他的論理ゲート114は、また、他の排他的論理ゲー
ト116の入力端子がPNQ信号を受信している間、PNI信号
を受信する。このPNI及びPNQは、一般的には、CDMAシス
テムによってカバーされる特定のエリア、すなわち、セ
ルに対応する疑似ランダム雑音シーケンスであり、それ
ぞれは、同相(I)及び直交位相(Q)通信チャネルに
関連する。このPNI及びPNQ信号は、伝送の前にユーザデ
ータをさらなる拡散をするために、それぞれが排他的論
理ゲート110の出力と排他的論理和がとられる。この結
果であるIチャネル符号拡散シーケンス122及びQチャ
ネル符号拡散シーケンスは、1組の直交正弦波の両位相
変調に使用される。この変調された正弦波は、加算さ
れ、バンドパスフィルタリングされ、RF周波数がシフト
され、そして、再度、通信チャネルによって伝送を完成
させるために、アンテナを介して放射が行なわれるより
前に、フィルタリング及び増幅が行なわれる。
図1の伝送システム内において可変データレートに対
応するための通常の技術では、一般的に、入力データレ
ートに従った符号器102、インターリーブ器104及びWals
h生成器112の動作レートを変化させるためのコントロー
ラの利用が必要とされる。後に述べるように、本発明
は、共通の符号化、インターリービング及び変調レート
を使用して、規準レートよりも高いレートでの情報信号
のスペクトラム拡散通信、或いは規準レートよりも低い
レートでの多数の情報信号の伝送スペクトラム拡散通信
を可能にする。
図2は、データレートkRhの入力情報信号SINの伝送の
ために配置された本発明のスペクトラム拡散送信器150
の好適な実施の形態のブロックダイアグラムを示してお
り、ここで、kは積分定数であり、Rhは規準送信器デー
タ(すなわち、ビット)レートを示す。ここに述べた規
準データレートRhは、Walsh波形のシンボル毎のWalshチ
ップの数によって分割された畳み込み符号化符号レート
とPNチップレートとの積と等価であるというように定義
される。例示的な実施の形態においては、9.6kbpsの規
準送信器データレートは、PNチップレートについては1.
2288MHzが選択され、畳み込み符号レートは1/2符号レー
トであり、Walsh波形シンボル長には64がセットされた
変調パラメータのセットを使用することによってセット
される。本発明の特徴は、送信器150が前述の変調パラ
メータの値の調整なしに規準レート以上のデータレート
を有する送信情報信号を用いることにある。のちに述べ
るように、本発明は、また、変調パラメータ調整に対応
する必要性なしに規準レートより低いデータレートの多
数の情報信号の伝送のための技術を提供することにあ
る。
特定の用途においては、入力情報ビットシーケンスS
INは、例えば、ボコーダによって音声から変換されたデ
ータビットのストリームで構成されている。図2によっ
て示されるように、入力データストリームは、符号化及
びインターリービングネットワーク160に供給される。
このネットワーク160は、符号化されたデータと情報ビ
ットシーケンスSINとの畳み込み符号化を行ない、次に
インターリービングを行ない、符号化及びインターリー
ビングされたシンボルストリームSINTとしてネットワー
ク160から出力する。
通常の符号化の1/2のレートを仮定すると、このシン
ボルストリームSINTは、2kRbのシンボルレートでデマル
チプレクサー170に供給される。このデマルチプレクサ
ー170は、シンボルストリームSINTを、連続的なシンボ
ルSINTJから副ストリーム{A(1),A(2),・・・
A(k)}の連続的な一つへのルーチンによって、それ
ぞれが2Rbのレートの1組のkシンボル副ストリーム
{A(1),A(2),・・・A(k)}へ変換する。第
1のk/2シンボル副ストリームは、残りのk/2副シンボル
ストリームがQ−チャネルcoset符号化ネットワーク190
へ提供されている間、I−チャネルcoset符号化ネット
ワーク180に供給される。後に述べるように、coset符号
化ネットワーク180,190の例示的な構成は、シンボル副
ストリームが、p長のcoset符号の直交する組を使用し
て符号化が行なわれる。ここで、p=k/2である。ネッ
トワーク180及び190内のcoset符号化されたシンボル副
ストリームは、次に、それぞれ、足し合わされてI−チ
ャネル及びQ−チャネルのコンポジットシンボルストリ
ームIc及びQcとなる。
I−チャネQ−チャネルcoset符号化ネットワーク双
方の完全性が図2において示されているが、特に、I−
チャネル或いはQ−チャネルどちらか一方を通しての伝
送のために、シンボルストリームSINTを単なるk/2シン
ボル副ストリームに仕切ることが望まれている。
再度、図2を参照すると、1組の同一のWalsh波形
が、Walsh波形生成器210によって、I−チャネル及びQ
−チャネル変調及び拡散ネットワークネットワーク200
及び205に供給される。このWalsh波形は、I−チャネル
及びQ−チャネルのコンポジットシンボルストリームIC
及びQCを変調するために、ネットワーク200及び205内に
おいて使用される。加えて、PN拡散信号もまた、それぞ
れ、PNI及びPNQシーケンス生成器215及び210によって、
変調及び拡散ネットワーク200及び205に供給される。こ
のPNIシーケンスは、コンポジットシンボルストリームI
cをI−チャネル符号拡散シーケンスSIに拡散するため
に使用される。同時に、PNQシーケンスは、コンポジッ
トシンボルストリームQcをQ−チャネル符号拡散シーケ
ンスSQへ拡散するためにネットワーク205によって利用
される。I−チャネル及びQ−チャネル符号拡散シーケ
ンスSI及びSQの結果は、RF送信器225内において生成さ
れた1組の直交正弦波を両位相変調するのに使用され
る。この変調された正弦波は、一般的に、I及びQ通信
チャネル上にアンテナを介して放射される前に、足し合
わされ、バンドパスフィルタリングされ、RF周波数にシ
フトされ、そして、増幅される。
図3は、I−チャネルcoset符号化ネットワーク180の
ブロック図表現を示しており、Q−チャネルcoset符号
化ネットワークは、同一の方法で理解されることができ
る。この符号化ネットワーク180は、デマルチプレクサ
ー170からk/2シンボルサブストリームが供給される複数
のcoset符号器250を有している。この符号器250は、k/2
シーケンス{a(1),a(2),・・・a(k/2)}を
生成し、 a(1)=A(1)[]S1, (1) a(2)=A(2)[]S2, (2) a(k/2)=A(k/2)[]Sk/2 (3) ここで、S1,S2,・・・Sk/2は、p長の1組のk/2直交
coset符号を形成し、[]の動作は、次のように定義
される。A=(a1,・・・,ar)をシーケンス長“r"及び
B=(b1,・・・,bk)をシーケンス長“k"とすると、A
[]Bは、シーケンス(a1b1,・・・,a1bk,a2b
1・・・,a2bk,・・・,arbk)で示され、ここで、
は、排他的論理和動作を示している。シーケンス{a
(1),a(2),・・・a(k/2)}の生成において、
シンボル副ストリーム{A(1),A(2),・・・A
(k)}内のそれぞれのシンボルは、対応coset符号のp
th係数と排他的論理和がとられる“pth"の繰り返しシン
ボルによって、“p"回繰り返される。この動作は、この
ような技術分野における“p/1レート 繰り返しcoset符
号”の符号化を使用することによって特徴づけられる。
図4は、入力シンボルストリームRsを出力coset符号
化シンボルストリームRs.encに符号化するためのcoset
符号を使用するp/1レートcoset符号器300のブロック図
表現であり、ここで、C∈{c1,c2・・・,cp}である。
このcoset符号器は、シンボルストリームRs内に包含さ
れたそれぞれのシンボルriを1組のp排他的論理和ゲー
ト310に供給するデマルチプレクサー305を含んでいる。
このシンボルriのそれぞれは、coset符号係数cpのうち
の1つと排他的論理和がとられ、その結果は、p:1マル
チプレクサー315に供給される。マルチプレクサー315
は、次に、coset符号化シンボルストリームRs.encを生
成する。ここで、Rs.enc∈{r1c1,r1c2,・・・r1
cp,r2c1,r2c2,・・・r2cp,・・・,ricp
・}である。より一般的には、それぞれのシンボルri
ために、p/1レートcoset符号器は、 (ric1,r1c2,・・・,ricp)=ri[]C.のシ
ーケンスを生成する。
再度、図3を参照すると、好適な実施の形態において
は、副ストリーム{A(1),A(2),・・・A
(k)}及びcoset符号S1,S2,・・・Sk/2は、論理値0
及び1で構成され、これらは、coset符号器250によっ
て、シーケンス{a(1),a(2),・・・a(k/
2)}として生成される。このシーケンス{a(1),a
(2),・・・a(k/2)}は、1組の二値整数変換回
路206によって、次のように、整数表現、すなわち、±
1に変換される。
0→+1 (4) 1→−1 (5) 図3に示すように、シーケンスIcは、デジタル加算器
270内において、変換回路260からの出力と組み合わされ
ることによって作り出される。
高データレートをサポートする実施の形態 I.4x規準レート 図5は、規準レートの4倍でデータを伝送するための
本発明の好適な実施の形態における1組のI−チャネル
及びQ−チャネルcoset符号化ネットワーク350,360のブ
ロック図表現を示す。
特に、1/2レートで符号化され、規準レート(例え
ば、9.6ksps)の8倍(例えば、76.8ksps)のレートで
インターリーブされたシンボルストリームは、順次シン
ボルを4つの副ストリーム{A(1),A(2),A
(3),A(4)}のうちの1つに割り当てることによっ
て、デマルチプレクスされる。ここで、A(1)={A
11,A12,・・・},A(2)={A21,A22,・・・},A
(3)={A31,A32,・・・},A(4)={A41,A42,・・
・}である。図5の実施の形態においては、1/2レート
で符号化され、そしてインターリーブされたシンボルス
トリームは、規準レーとの4倍と等価なレートの入力デ
ータビットシーケンス(図示しない)から引き出され
る。
図5によって示されるように、副ストリームA(1)
及びA(2)は、副ストリームA(3)及びA(4)が
それぞれQ−チャネルcoset符号化ネットワーク360内に
おいて1/2レートcoset符号器375及び377に転送されてい
る間、それぞれI−チャネルcoset符号化ネットワーク3
50内の1/2レートcoset符号器370及び372に供給される。
1/2レートの繰り返しのためのcoset符号(0,0)は、cos
et符号(0,1)がシンボル副ストリームA(2)及びA
(4)を符号化するためのcoset符号器372及び377に供
給されている間、シンボル副ストリームA(1)及びA
(3)を符号化するための符号器370及び375によって使
用される。
このI−チャネルcoset符号器370及び372からの符号
化された副ストリームは、1組の二値整数変換ネットワ
ーク380によって、整数形式(±1)に変換され、デジ
タル加算器385内において組み合わされ、実シーケンス
c.4とされる。同様に、Q−チャネルcoset符号器375
及び377からの副ストリームは、二値整数変換ネットワ
ーク390によって、整数形式に変換され、そして、次
に、実シーケンスQc,4を形成するためにデジタル加算
器390内において足し合わされる。
図5は、また、I−チャネル及びQ−チャネルの変調
及び拡散ネットワーク200及び205の好適な実施の態様を
示している。このI−チャネルネットワーク200は、シ
ーケンスIc,4及びQc,4にWalsh生成器210により供給さ
れる整数(すなわち、+/−1形式)のWalsh関数Wを
掛け合わせる。ここで、例示的な実施においては、W=
(W1,W2,・・・W32,W33,・・・W64)である。このよう
な方法で、coset符号化ネットワーク350及び360は、効
果的にWalsh関数Wを副ストリームA(1)及びA
(3)に割り当てるため、そしてWalsh関数Wを副ス
トリームA(2)及びA(4)に割り当てるために、拡
散ネットワーク200及び205とともに動作する。ここで、
=(W1,W2,・・・,W32,−W33,・・・,−W64)であ
る。
PNIシーケンスは、シーケンスIc,4をI−チャネルネ
ットワーク200によって生成されるI−チャネル符号拡
散シーケンスSII.4に拡散するために動作する乗算器402
に供給される。同様に、PNQシーケンスは、シーケンス
c,4をネットワーク205によって生成されるQ−チャネ
ル符号拡散シーケンスSIQ,4へ拡散する場合に乗算器404
によって使用される。この結果、I−チャネル及びQ−
チャネル符号拡散シーケンスSI,4及びSQ,4は、RF送信
器(示していない)内において生成された1組の直交正
弦波の両位相変調に使用される。
8x規準レート 図6は、規準レートの8倍でデータを伝送するための
本発明の好適な実施の形態において利用されるI−チャ
ネル及びQ−チャネルの1/4レートのcoset符号化ネット
ワーク450及び460のブロック図表現である。
1/2レートで符号化され、規準レート(例えば、9.6ks
ps)の16倍(例えば、153.6ksps)のレートでシンボル
ストリームにインターリーブされた規準レートの8倍の
入力ビットシーケンスは、シンボルを8つの副ストリー
ムA(i)、i=1,・・・,8のうちの1つのシンボルに
順次割り当てることによって、デマルチプレクスされ
る。ここで、A(i)={Ai1,Ai2,・・・},i=1・・
・,8である。
図6によって示されるように、副ストリームA(1)
−A(4)は、副ストリームA(5)−A(8)がそれ
ぞれQ−チャネルcoset符号化ネットワーク460内におい
て1/4レートcoset符号480,482,484及び488に転送されて
いる間、それぞれI−チャネルcoset符号化ネットワー
ク450内の1/4レートcoset符号器470,472,474及び478に
供給される。coset符号S4がシンボル副ストリームA
(4)及びA(8)を符号化するために符号器478及び4
88によって使用されている間、1/4レートのcoset符号S1
は、シンボル副ストリームA(1)及びA(5)を符号
化するために符号器470及び480によって使用され、cose
t符号S2は、シンボル副ストリームA(2)及びA
(6)を符号化するために符号器472及び482によって使
用され、coset符号S3は、シンボル副ストリームA
(3)及びA(6)を符号化するために符号器474及び4
84によって使用される。このcoset符号S1からS4まで
は、次のように定義される。
S1=(S11,S12,S13,S14)=(0,0,0,0) (6) S2=(S21,S22,S23,S24)=(0,1,0,1) (7) S3=(S31,S32,S33,S34)=(0,0,1,1) (8) 及び S4=(S41,S42,S43,S44)=(0,1,1,0) (9) このような方法によって、8個のcoset符号器は、規
準レートの8倍と等価なレート(例えば、76.8ksps)
で、1組の8つの符号化シンボルストリームa(i)生
成するために動作する。ここで、i=1,・・・,8であ
る。この符号化シンボルストリームa(i)は、次の式
に従って、生成される。
普遍性の損失なしに単純化された表記法を行なうため
に、それぞれの副ストリームA(i)は、シーケンスA
ijよりもむしろ単一のシンボルAiで構成されていると仮
定する。ここで、添え字“j"は、時間を表わしている。
例えば、a(8)を定義するためのこの表記方法の使用
は、 a(8)=A8[]S8={A80,A81,A81,A8
0} (11) このシーケンスa(i),i=1,・・・,8,は、次に、
二値整数変換器490によって、下記式によって与えられ
る1組の実シーケンスr(i),i=1,・・・,8,に変換
される。
ここで、aij=AiSij、及びsijは、ithcoset符号Si
に含まれるjthシンボルを示している。このシーケンス
r(i),i=1,・・・,4は、デジタル加算器494内にお
いて組み合わされ、実シーケンスIc,8となる。同様
に、実シーケンスr(i),i=5,・・・,8は、実シーケ
ンスQc,8を形成するためにデジタル加算器498内におい
て足し合わされる。図6を参照すると、シーケンスI
c,8及びQc,8にWalsh生成器506によって供給されるWals
h関数Wを掛け合わせる乗算器502及び504が設けられて
いる。ここで、例示的な実施の形態においては、W=
(W1,W2,・・・,W32,W33,・・・,W64)である。このよ
うな方法によって、Walsh関数W0,W1,W2,W3は、効果的に
シンボル副ストリームA(i),i=1,・・・,4に割り当
てられ、及びA(i),i=5,・・・,8,にそれぞれ割り
当てられる。ここで、W0,W1,W2,W3は、次のように定義
される。
W0=(Wa,Wb,Wc,Wd) (13) W1=(Wa,−Wb,Wc,−Wd) (14) W2=(Wa,Wb,−Wc,−Wd) (15) W3=(Wa,−Wb,−Wc,Wd) (16) このシーケンスWa,Wb,Wc,Wdは、Walsh波形Wの見地か
ら定義される。
Wa=(W1,・・・・,W16) (17) Wb=(W17,・・・・,W32) (18) Wc=(W33,・・・・,W48) (19) Wd=(W49,・・・・,W64) (20) PN1シーケンスは、シーケンスIc,8をI−チャネル符
号拡散シーケンスSI,8に拡散するために動作する乗算
器510に供給される。同様に、PNQシーケンスは、実シー
ケンスQc,8をQ−チャネル符号拡散シーケンスSQ,8*
へ拡散する場合に乗算器514によって使用される。この
結果、I−チャネル及びQ−チャネル符号拡散シーケン
スSI,8及びSQ,8は、RF送信器(示していない)内にお
いて生成された1組の直交正弦波の両位相変調に使用さ
れる。
低データレートをサポートする実施の形態 I. 1/2データレート 図7を参照すると、1組の入力データストリームA
nom/2及びBnom/2が、基準レートの2分の1と等価なデ
ータレートで符号化及びインターリーブ化ネットワーク
550及び554へ供給される。このネットワーク550及び554
は、この信号Anom/2及びBnom/2を符号化及びインター
リーブ化されたシンボルストリームA1/2(1)及びA
1/2(2)に畳み込み符号化する。ここで、A1/2(1)
={A11,A12,・・・}、A1/2(2)={A21,A22,・・
・}である。1/2レート畳み込み符号化を仮定すると、
この結果であるインターリーブされたシンボルストリー
ムA1/2(1)及びA1/2(2)は、coset符号器558及び
560に、基準レートで供給される。このcoset符号S1、つ
まりS1=(0,0)は、1/2レート反復符号シンボル副スト
リームA1/2(1)を符号化された副ストリームa
1/2(1)にするための符号器558によって使用される。
同様に、coset符号S2、つまりS2=(0,1)は、シンボル
副ストリームA1/2(2)を符号化された副ストリーム
1/2(2)にする1/2レート反復符号化のためのcoset
符号器560に供給される。この符号化された副ストリー
ムa1/2(1)及びa1/2(2)は、次のように定義され
る。
1/2=A1/2(1)[]S1={A110,A110,・・
・} (21) a1/2=A1/2(2)[]S2={A210,A211,・・
・} (22) この符号化された副ストリームは、基準レートの2倍
でcoset符号558及び560から出力され、そして、1組の
二値整数変換ネットワーク570によって整数形式(±
1)に変換される。この結果、実シーケンスrj(1)及
びrj(2)は、デジタル加算器575内において組み合わ
され、次のjth受信器エリアへの伝送のための実シーケ
ンスR1/2になる。この実シーケンスR1/2は、Walsh生
成器590によって供給されるWalsh関数Wによる乗算のた
めの乗算器580に供給される。ここで、例示的な実施の
形態においては、W=(W1,W2,・・・,W32,W33,・・・,
W64)である。その結果、Walsh関数(W,W)はシンボル
ストリームA1/2(1)に割り当てられ、Walsh関数W
はシンボルストリームA1/2(2)に割り当てられる。
ここで、W=(W,−W)である。次に続くWalsh関数
Wによる乗算により、シーケンスR1/2は、一般的に、
対応する同相(I)あるいは直交位相(Q)通信チャネ
ルのどちらか一方のRF伝送のための疑似ランダムPNI
いはPNQシーケンスによって拡散される。
II. 1/4データレート 図8を参照すると、4つの入力データストリームA
nom/4,Bnom/4,Cnom/4,Dnom/4の1組が、規準レートの1/
4レートと等価なデータレートで符号化及びインターリ
ーブ化ネットワーク601,602,603及び604に供給される。
このネットワーク601−604は、データストリームA
nom/4,Bnom/4,Cnom/4及びDnom/4を符号化し、インター
リーブ化されたシンボルストリームA1/4(1),A
1/4(2),A1/4(3)及びA1/4(4)に畳み込み符号
化する。ここで、 A1/4(1)={A11,A12,・・・} (23) A1/4(2)={A21,A22,・・・} (24) A1/4(3)={A31,A32,・・・} (25) A1/4(4)={A41,A42,・・・} (26) である。
1/2レート畳み込み符号化を仮定すると、その結果で
あるインターリーブされたシンボルストリームA
1/4(1),A1/4(2),A1/4(3)及びA1/4(4)は、
規準レートの2分の1でcoset符号器611,612,613及び61
4に供給される。coset符号{(0000),(0101),(00
11),(0110)}は、シンボルストリームA1/4(1),
A1/4(2),A1/4(3)及びA1/4(4)を符号化された
副ストリームa1/4(1),a1/4(2),a1/4(3)及び
1/4(4)に符号化するためにcoset符号器611−614に
よって使用される。この副ストリームa1/4(1),a1/4
(2),a1/4(3)及びa1/4(4)は、次のように表現
される。
1/4(1)={A110,A110,A110,A110,・・
・} (27) a1/4(2)={A110,A111,A210,A211,・・
・} (28) a1/4(3)={A310,A310,A311,A311,・・
・} (29) a1/4(4)={A410,A411,A411,A410,・・
・} (30) この符号化された副ストリームは、規準レートの2倍
でcoset符号器611−614から出力され、そして、二値整
数変換ネットワーク620によって整数形式(±1)に変
換される。jth受信器への伝送のため、結果として生じ
た実rj(i),i=1から4のシーケンスの1組は、デジ
タル加算器575内において組み合わされ、実シーケンス
1/4となる。この実シーケンスR1/4は、jth受信器と
関連したWalsh関数Wjによる乗算のための乗算器624に供
給される。シーケンスWiは、Walsh生成器630によって供
給され、そして、Wj=(Wj1,Wj2,・・・,Wj32,Wj33,・
・・,Wj64)として定義される。この結果、Walsh関数
W0,W1,W2,W3は、シンボルストリームA1/4(1),A1/4
(2),A1/4(3)及びA1/4(4)に割り当てられる。
ここで、W0,W1,W2,W3,W4は、次のように与えられる。
W0=(Wj,Wj,Wj,Wj) (31) W1=(Wj,−Wj,Wj,−Wj) (32) W2=(Wj,Wj,−Wj,−Wj) (33) W3=(Wj,−Wj,−Wj,Wj) (34) Walsh波形W0,W1,W2,W3,W4によって認識される4つの
別個のそれぞれの情報信号は、本発明によって考察され
るcoset符号化技術とともに単一Walsh波形Wjの利用を通
して、jth受信器へ送信されることが可能にされる。Wal
sh関数Wjによって乗算された後のシーケンスR1/4は、
一般的に、対応する同相(I)あるいは直交位相(Q)
通信チャネルのどちらか一方のRF伝送のための疑似ラン
ダムPNI或いはPNQシーケンスによって拡散される。
jthユーザへのIチャネルを通じての伝送を仮定する
と、シーケンスrj(i)から合成された伝送されたシー
ケンスは、次のように表現することができる。
ここで、第8の例においては、p=4である。もし、
伝送が、代わりにQチャネルを通じて行なわれる場合に
は、伝送されたシーケンスは、次のように表現される。
種々のデータレートでの入力シンボルストリームの伝
送をサポートするのに使用される例示的なパラメータの
組が、下記の表1に要約されている。それぞれのデータ
レートのために、表1は、Walsh波形長及びチップレー
トと同様に、対応する入力シンボル反復レート、反復co
set符号レートを提供する。“Demux"欄内のそれぞれの
入力(X−Y)は、データレートRbと関連づけられた入
力シンボルストリーム(X)の数及びシンボル副ストリ
ーム(Y)がcoset符号化のためのデマルチプレクスさ
れる入力シンボルストリーム(s)になる数を特定す
る。
I及びQチャネルでのCoset符号されたデータの伝送 好適な実施の形態においては、変調のないデータを有
するパイロットチャネルが、I−チャネル及びQ−チャ
ネル拡散シーケンスSIj及びQIj(j=1からN)ととも
に与えられたセル或いはセクタ内の“N"受信器と一緒に
伝送される。このパイロットチャネルは、信号の取得及
び追従の目的のために使用される変調されていないスペ
クトラム拡散信号として特徴づけられる。このシステム
においては、本発明に従った複数の送信器を有してお
り、この提供された通信チャネルの組は、それぞれ特定
のパイロット信号によって認識される。しかしながら、
パイロット信号のための分離した1組のPN生成器を使用
するよりはむしろ、同じ基本シーケンスにおいて、シフ
トをするのに使用される1組のパイロット信号を生成す
ることがより効果的な手法であることが認識される。こ
の技術を利用することにより、意図された受信器ユニッ
トは、順次、全てのパイロット信号をサーチし、そし
て、最も強い相関関係を作り出すオフセット或いはシフ
トに同調する。従って、パイロットシーケンスは、多く
の異なるシーケンスがシステムの多くのパイロット信号
をサポートするために基本シーケンス内においてシフト
することによって、生成されることができるのに十分な
長さであることが望ましい。加えて、この分離或いはシ
フトは、パイロット信号内において、干渉がないことが
十分に保証されなければならない。その結果、例示的な
実施の形態においては、パイロットシーケンス長は、2
15であるように選択され、これは64のチップの基本シー
ケンス内において、512の別個のパイロット信号のオフ
セットを可能にする。
図9に戻ると、パイロット生成ネットワーク630は、
全て零で構成されるWalsh“零"Wo波形をデジタル乗算器
644及び646に供給するWalsh生成器640を有している。こ
のWalsh波形Woは、PNI及びPNQ生成器647及び648によっ
て、乗算器644及び646にそれぞれ供給されるPNI及びPNQ
シーケンスによって掛け合わされる。波形Woは、零しか
有していないので、結果シーケンスの情報内容は、PNI
及びPNQシーケンスのみに依存する。この乗算器644及び
646によって生成されたシーケンスは、有限インパルス
応答フィルタ(FIR)フィルタ650及び652の入力として
供給される。このI−チャネル及びQ−チャネルのパイ
ロットシーケンスPIo及びPQoにそれぞれ対応するFIR650
及び652から出力されるフィルタリングされたシーケン
スは、RF送信器660(図10)に供給される。
図10を参照すると、RF送信器660の例示的な実施の形
態が示されている。送信器660は、特定されたセル或い
はセクタ内のN受信器への伝送のためのI−チャネルパ
イロットPIoとともに、PNI拡散データ信号SIj、j=1
からNの組の総和をとるためのI−チャネル総和器670
を有している。同様に、Q−チャネル総和器672は、Q
−チャネルパイロットPQoとともに、PNQ拡散データ信号
SQj、j=1からN、の組を組み合わせるように動作す
る。デジタル−アナログ(D/A)変換器674及び676は、
I−チャネル及びQ−チャネルの総和器670及び672から
のデジタル情報をそれぞれアナログ形式に変換するため
に設けられている。D/A変換器674及び676によって生成
されたアナログ波形は、それぞれ局所発振(LO)搬送周
波数信号Cos(2πft)及びSin(2πft)とともに、ミ
キサー688及び690に提供され、これらは混合され、そし
て、総和器692に供給される。この直交位相搬送信号Sin
(2πft)及びCos(2πft)は、適切な周波数源(示
していない)から供給される。これらの混合されたIF信
号は、総和器692において足し合わされ、そしてミキサ
ー694に供給される。
ミキサー694は、周波数上位変換をRF周波数帯へ提供
するために、総和がとられた信号と、周波数合成器696
からのRF周波数信号とを混合する。このRF信号は、同相
(I)及び直交位相(Q)成分を有し、そして、バンド
パスフィルタ698によってバンドパスフィルタリングさ
れ、RF増幅器699へ出力される。増幅器699は、伝送電力
制御回路(示していない)からの入力利得制御信号に従
って、帯域制限された信号を増幅する。RF送信器630の
異なる実施の形態は、種々の信号の総和、ミキシング、
フィルタリング及び増幅のここでは述べないが、この分
野においては知られている技術を有していることが理解
することができる。
図11は、RF送信器630によって供給されるRF信号を受
信するために配置されたダイバーシチ受信器の例示的な
実施の形態のブロック図である。図11においては、伝送
されたRF信号は、アンテナ710によって受信され、そし
て、アナログ受信器712及びデジタル受信器714によって
構成されるダイバーシチRAKE受信器に供給される。アン
テナ710によって受信され、そして、アナログ受信器712
に供給された信号は、個々の或いは複数の加入者の受信
器用の同一のパイロット及びデータ信号の各重路伝搬で
構成される。アナログ受信器712、これは、例示的な実
施の形態においては、QPSKモデムで構成されており、周
波数を下方変換し、そして、受信信号をコンポジットな
I及びQ成分にデジタル化する。このコンポジットなI
及びQ成分は、復調のためにデジタル受信器714に供給
される。復調されたデータは、次に、組み合わせ、デイ
ンターリーブ化及び復号化のためにデジタル回路716に
供給される。アナログ受信器712からの出力であるそれ
ぞれのI及びQ成分は、同一のパイロット及び対応する
情報信号の多重路伝搬で構成される。デジタル受信器71
4においては、コントローラ718と組み合わされたサーチ
器受信器715によって選択された伝送された信号の一定
の多重路伝送が、多重データ受信器或いは復調器720a−
720c(これらは、また、“フィンガー”とも呼ばれてい
る)のうちの異なる1つによって、それぞれ処理され
る。図11においては、3つのデータ復調のフィンガー
(復調器720a−720c)のみが示されているが、これより
多い或いは少ないフィンガーが使用されることも理解さ
れることができる。コンポジットなI及びQ成分から、
それぞれのフィンガーは、縮集することによって、特定
の経路に対応するパイロット及びデータ信号のI及びQ
成分のRI及びRQを抽出する。
それぞれのフィンガーのパイロット信号のI及びQ成
分は、パイロットベクトルフォームと呼ばれており、1
組のデータベクトルを形成するためのI−チャネル及び
Q−チャネルデータのI及びQ成分である。本発明によ
れば、パイロット及びデータベクトルのI及びQ成分
は、I−チャネル及びQ−チャネルデータの推定を作り
出すために受信信号エネルギーから抽出される。このパ
イロット信号は、一般的に、データ信号よりも大きな信
号で伝送され、そして、このようなパイロット信号ベク
トルの大きさは、受信されたデータ信号ベクトルよりも
大きい。従って、このパイロット信号ベクトルは、信号
処理のための正確な位相基準として使用される。
伝送処理においては、パイロット及びデータ信号は、
同一の経路を経由して受信器に伝送される。しかしなが
ら、受信した信号のチャネル雑音のために、一般的に、
伝送された位相角からオフセットされる。パイロット信
号ベクトルとI−チャネル及びQ−チャネルのデータ信
号ベクトルとの積であるドット、すなわち、スカラーの
公式化は、選択された受信器のフィンガーによって、受
信された信号からI−チャネル及びQ−チャネルのデー
タを抽出するために、以下に述べるように使用される。
実際、このドット積は、それぞれのデータベクトルにパ
イロットベクトルを投影することによって、パイロット
ベクトルと同相のデータベクトル成分の大きさを見つけ
るために使用される。選択された受信器のフィンガーに
よる受信した信号エネルギーからのパイロット信号の抽
出のための1つの手法が、図8に参照して以下に述べら
れ、また、本発明の譲受人に譲渡され、“PILOT CARRIE
R DOT PRODUCT CIRCUIT"のタイトルで、1992年9月24日
出願された係属中の米国特許出願第07/981,034号明細書
の中において述べられている。
Coset符号化シンボル副ストリームの再生 次に、I−チャネルで伝送されたデータの1つのcose
t符号化された副ストリームa(i)の再生を詳しく述
べる。ここでa(i)は、 a(i)=A(i)Si=(Ai1si1,・・・Ai1s
ip) である。
ここで、I及びQチャネルでの“N"受信器のjth(図
8)への伝送より前を仮定すると、副ストリームa
(i)は、実シーケンスr(i)に変換される。ここ
で、 Walsh波形Wj及びPNI及びPNQシーケンスによって、そ
れぞれ拡散された後のその結果であるjth受信器による
受信用のシーケンスSIj及びSQjは、次のように表現され
る。
特定のセルにおける“N"受信器に伝送されたコンポジ
ット信号は、以下のように与えられる。
S(t)=cos(wot)−sin(wot) (40) ここで、 である。
表示の明瞭のために、mth伝送路でのjth受信器への信
号S(t)伝搬を仮定すると、その結果である受信され
た信号Rj(t)は、次のように表現されることが可能に
なる。
Rj(t)=cos(wot+θ)−sin(wot+θ) +n(t) (42) ここで、信号Rj(t)は、受信器の局所基準に関連す
るθのランダム位相シフトであり、n(t)は、信号本
来の干渉雑音である。
図12のブロック図表現を参照すると、jth受信器は、
“r"伝送路で受信された信号Rj(t)信号を処理するた
めに配置された1組の“r"復調フィンガー720を有する
ことが見られる。このmth路で伝送された信号Rj(t)
は、伝送関数h(t)を有するバンドパスフィルタを通
過し、そして、t=kTw時間でサンプリングされる。こ
こで、Twは、Walsh波形Wjが割り当てられた連続したチ
ップ間の期間を示している。これらの動作は、mth復調
フィンガー720へ供給されるI及びQの投影RIm.k及び
Qm.kを作り出す。ここで、 である。
ここで、τは、mth伝送路に関連する遅れに対応
し、雑音期間Ni及びNqは、零平均及び分散σのランダ
ム処理として特徴づけられる。本発明に従うと、mth
送路で伝送されたシーケンスr(i)の推定は、mth
信器フィンガー720によって、サンプリングされた投影
Im,k及びRQm,Kから引き出される。
図13を参照すると、ここでは、サンプルされた投影R
Im,k及びRQm,kを処理するために動作するmth受信器フ
ィンガー720のブロック図を示している。この受信器フ
ィンガー720は、位相推定及びタイムトラッキング回路7
44は、勿論、復調/縮集及び位相ローテーション回路74
0を有している。本発明によれば、回路740は、割り当て
られたWalsh波形Wj及びPNIシーケンスを使用する第1の
組の部分的な相関関係と割り当てられたWalsh波形及びP
NQシーケンスを使用する第2の組の部分的な相関関係と
を実行することによって、サンプルされた投影RIm,k
びRQm,kを復調するために動作する。それぞれの部分相
関関係は、L/p Walshチップの間隔で実行される。ここ
で、Lは、シーケンスSIj及びSQj内において、固有の
“p"シンボル副ストリームをカバーするために使用され
るWalsh波形Wjの長さを示す。この部分相関関係の結果
は、次に、mth受信器フィンガー720による出力である決
定変数Ihat(m)及びQhat(m)を作り出すために、同
相で循環させられる。この位相循環は、伝送された波形
と局所的に生成された基準との間の推定位相シフト に従って実行される。好適な実施の形態においては、位
相推定及びタイムトラッキング回路744は、位相推定 を生成するための位相固定を有している。
位相推定及びタイムトラッキング回路744は、サンプ
ルされた投影RIm,k及びRQm,kの復調及び縮集の間、回
路740によって作り出された中間信号を基礎とするmth
路で伝送されたパイロット信号(Pmの推定を提供す
るように動作する。この抽出されたパイロット信号は、
サンプルコンバイナー750(図12)内の時間調整のため
であることは勿論、回路740内の部分相関関係の位相循
環のために使用される。これら独立の相関関係の結果
は、サンプルコンバイナー750(図12)に供給される決
定変数I(hat)(m)及びQ(hat)(m)のmth組を
作りだすために使用される。サンプルコンバイナー750
内においては、“r"受信器フィンガー720の組によって
生成される決定変数Ihat(l){l=1〜r}は、決定
変数Q(hat)(m)がそうであるように、時間調整さ
れ、そして組み合わされる。
図14を参照すると、mth受信器フィンガー720は、1.22
88MHzのPN拡散レートでサンプルされた投影RIm,k及び
Qm,kを受信する乗算器780及び782を有していることが
わかる。Walsh生成器768は、双方の乗算器780及び782に
接続されており、この出力(Wj)は、投影RIm,k及びR
Qm,kと掛け合わされる。さらに、この受信器フィンガー
720は、PNIシーケンスを乗算器798及び800に供給するPN
生成器790と、PNQシーケンスを乗算器802及び804に供給
するPN生成器792とを有している。図14によって示され
るように、乗算器780からWalsh復調された投影RIm,k
びRQm,kは、乗算器798にてPNIシーケンスと掛け合わさ
れ、乗算器802にてPNQシーケンスと掛け合わされる。同
様に、乗算器782からの出力は、乗算器800にてPNIシー
ケンスと掛け合わされ、乗算器804にてPNQシーケンスと
掛け合わされる。
乗算器798及び800は、Walsh復調された投影RIm,k
びRQm,kとPNIシーケンスとの相関をとる。PNIシーケン
スとシーケンスRIm,k及びRQm,kとの間の適切なタイミ
ングが、時間調整回路810によって保持される。以下、
この時間調整回路810の動作について述べる。同様に、
シーケンスRIm,k及びRQm,kとPNQシーケンスとの間の
相関が乗算器802及び804によってとられる。この乗算器
798,800,802及び804の相関付けされた出力は、次に、対
応するI−チャネルの累算器814及び816、及びQチャネ
ルの累算器818及び820提供される。累算器814,816,818
及び820は、L/p Walshチップ上で入力情報を累算する。
ここで、また、LはWalsh波形Wjの長さを示す。この累
算器814,816,818及び820は、それぞれのWalsh波形の間
に発生する長さL/pのWalshチップ(すなわち、n=1〜
p)の部分相関間隔“p"のそれぞれの間の部分相関AIn,
AQn,BIn及びBQnを生成するために動作する。この部分相
関AIn,AQn,BIn及びBQnは、対応するスイッチ834,836,83
8及び840を通して、遅れ要素824,826,828及830に供給さ
れる。このスイッチは、時間調整回路810によって供給
されるタイミング信号に従って、それぞれの部分相関間
隔の終端で、通常の開位置から閉じられる。nth相関間
隔の終端で、I−チャネル累算器814及び816によって生
成される部分相関AIn及びAQnは、次のように表現され
る。
部分相関BIn及びBQnも、同様の方法によって表現され
ることが理解されることができる。式(12)及び(13)
を参照すると、用語rin(j=1からp)は、一括して
式(5)によって定義される実シーケンスr(i)内に
含まれる積分値pの推定を示している。再度、図14を参
照すると、位相推定及びタイムトラッキング回路744
は、受信器フィンガー720内において時間調整を保つた
めに用いられるパイロット位相信号を作り出すためのパ
イロット抽出回路850を有している。このパイロット抽
出回路850には、乗算器800及び804の出力を掛け合わせ
るための乗算器856と同様に、乗算器798及び802の出力
に設けられた乗算器854が含まれている。この回路850
は、さらに、Walsh波形Wi及びWoをそれぞれ乗算器866に
供給するように動作するWalsh生成器862及び864を包含
している。この結果、乗算器866によって生成された復
調された波長WiWoは、回路810によってWalsh生成器862
及び864に供給されたタイミング情報の特徴によって適
切に時間調整され、乗算器868及び870に供給される。こ
の波形WiWoは、波形WiWo及び乗算器856によって供給さ
れる出力に応答して、乗算器870が同じ動作を実行して
いる間、乗算器868によって乗算器854の出力と掛け合わ
される。
乗算器868及び870の出力は、受信したパイロット信号
の位相のバイアスされていない推定の生成を保証するた
めに選択された間隔で、パイロット抽出累算器874及び8
78によって、それぞれ累算される。例示的な実施の形態
においては、累算間隔は継続時間2rLの期間にわたる。
ここで、上述のように、Lは、Walshシンボル期間に対
応する。累算間隔は、一般的に、パイロット位相を推定
するのに望まれる時間の前後にすぐに発生する長さ“r
L"の期間にわたって位置する。累算器814,816,818及び8
20によって生成される出力とパイロット抽出累算器874
及び880の出力との間の時間調整は、遅れ要素824,826,8
28及び830によって保たれる。それぞれの遅れ要素824,8
26,828及び830による信号遅れ効果は、将来の“r"Walsh
シンボルによりわたる間隔と等しい継続時間となるよう
に選択される。従って、nth部分相関AIn及びAQn、1組
のデータサンプルDjに対応するパイロット推定の生成に
おいては、累算器874及び878によって累算がされる。こ
こで、(L/p)(n−r)+1j(L/p)(n+r)
である。
パイロット推定累算器874及び878によって生成される
信号は、mth経路で伝送されたパイロット(Pm)信号の
I−チャネル及びQ−チャネルの投影に対応し、それぞ
れ次のように表現することができる。
図14を参照すると、パイロット信号のI−チャネル及
びQ−チャネルの投影は、それぞれ、両方のI−チャネ
ル位相循環器850及びQ−チャネル位相循環器852に供給
される。I−チャネル位相循環器850は、パイロット信
号Pmによって重み付けされたmth経路で伝送されたシー
ケンスr(t)の推定に対応する出力データ値のシーケ
ンスを生成する。nth相関間隔の終端でのIチャネル位
相循環器850によって生成された決定期間(m)
は、次のように表現することができる。
サンプルコンバイナー750(図12)は、nth相関間隔の
間、フィンガー復調器720によって生成されたI−チャ
ネル決定期間(i),i=1からr、を組み合わせ
て、コンポジット決定期間cnにし、Q−チャネル決定
変数(i)を組み合わせてコンポジット決定期間
cnにする。このコンポジット決定期間cn及びcnは、
コンバイナー750によって、次のようなシーケンスとし
て連続して出力される。
=(1,・・・,) (50) =(1,・・・,) (51) ここで、添え字は、“p"シンボル副ストリームが組み
合わされた実シーケンスr(i)との対応を示してい
る。このコンポジット決定シーケンスIc及びQcは、I−
チャネル及びQ−チャネル乗算器870及び874に供給さ
れ、I−チャネル870及びQ−チャネル乗算器874は、そ
れぞれ並列出力を生成する。
c T=(1,・・・, (52) c T=(1,・・・, (53) 本発明に従うと、I−チャネルで伝送された入力シン
ボルストリームA1(i)、i=1からp、の1組の推定
(i)は、シーケンスr(i)内の固有のcoset符号
を基礎にした決定シーケンスの相関関係を取り除く
ことによって生成される。より具体的には、ithシンボ
ルストリームA1(i)の推定は、r(i)と決定シーケ
ンス(i)との内積の次の計算を通して生成され
る。
ここで、ci,nは、ithシンボルストリームを符号化す
るために使用されるcoset符号ciのnth期間を示してい
る。この式(18)によって特定される計算は、入力シン
ボルストリームを符号化するために使用されるcoset符
号間の直交性に依存する。すなわち、 ここで、全てj≠jではない。p4については、式
(18)は、たとえば、乗算器870(図12)によって供給
されるシーケンスc T上で高速アダマール変換を実行す
ることにより解かれる。このシンボルストリーム推定
は、次に、送信されたデータの推定のためにデーインタ
ーリーブされ、復号化される。
好適な実施の形態における先の記述は、当業者に本発
明を使用し、作り出すことを可能にする。これらの実施
の形態の種々の変形は容易に明らかであり、ここで定義
された一般的な原則は、発明的才能を使用することなく
他の実施の形態に適用することができる。従って、本発
明は、ここに示した本実施の形態の適用に限定されるも
のではなく、ここに開示された新規な特徴及び原則に一
致する広い範囲に適用されるべきである。
フロントページの続き (56)参考文献 IEEE TRANSACTIONS ON INFORMATION TH EORY,VOL34,NO.5,SEP TEMBER 1988 p.1123〜1151 “Coset Codes−Part I:Introduction and Geometrical Class ification”by G.DAV ID FORWEY (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04J 13/00

Claims (30)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】伝送のための情報信号を変調する送信器に
    おいて、 前記情報信号を第1の副信号及び第2の副信号にデマル
    チプレキシングする手段と、 第1のコンポジットcoset符号化信号を生成するため
    に、前記第1の副信号と第1のcoset符号とを組み合わ
    せ、前記第2の副信号と前記第1のcoset符号に直交す
    る第2のcoset符号とを組み合わせる第1の手段と、 直交関数信号を生成する手段と、 第1の変調された信号を供給するために前記直交関数信
    号によって前記第1のコンポジットcoset符号化信号を
    変調する手段と を具備することを特徴とする送信器。
  2. 【請求項2】所定のPN符号の疑似ランダム雑音信号を生
    成する手段と、 第1の出力信号を供給するために、前記第1の変調され
    た信号と前記所定のPN符号の疑似ランダム雑音信号とを
    組み合わせる手段とをさらに具備することを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の送信器。
  3. 【請求項3】前記情報信号を第3の副信号及び第4の副
    信号にデマルチプレキシングする手段と、 第2のコンポジットcoset符号化信号を生成するために
    前記第3の副信号と第3のcoset符号とを組み合わせ、
    前記第4の副信号と第4のcoset符号とを組み合わせる
    第2の手段と、 第2の変調された信号を供給するために前記第2のコン
    ポジットcoset符号化信号を前記直交関数信号によって
    変調する手段とをさらに具備し、前記第1、第2、第3
    及び第4のcoset符号は相互に直交していることを特徴
    とする請求の範囲第1項記載の送信器。
  4. 【請求項4】所定のPN符号の同相疑似ランダム雑音(PN
    I)及び直交疑似ランダム雑音(PNQ)を生成する手段
    と、 I出力信号を供給するために前記PNI信号と前記第1の
    変調された信号とを組み合わせ、Q出力信号を供給する
    ために前記PNQ信号と前記第2の変調された信号とを組
    み合わせる手段とをさらに具備することを特徴とする請
    求の範囲第3項記載の送信器。
  5. 【請求項5】あらかじめ定義された位相関係の同相
    (I)及び直交(Q)搬送信号を前記I及びQ出力信号
    でそれぞれ変調する手段をさらに具備することを特徴と
    する請求の範囲第4項記載の送信器。
  6. 【請求項6】前記送信器は、 I及びQチヤネル通信チャネルを通して、前記I−変調
    された搬送信号及び前記Q−変調された搬送信号をそれ
    ぞれ伝送する手段をさらに具備することを特徴とする請
    求の範囲第5項記載の送信器。
  7. 【請求項7】組み合わせのための前記第1の手段は、 前記第1の副信号を同一の第1及ひ第2のシンボルスト
    リームに再現する第1の手段と、 第1及び第2の中間シーケンスを提供するために、それ
    ぞれの前記シンボルストリームと前記第1のcoset符号
    のcoset符号係数とを掛け合わす第1の手段と、 前記第1及び第2の中間シーケンスを組み合わせて第1
    のcoset符号化信号にする第1のマルチプレクサーと、 前記第2の副信号を同一の第3及び第4のシンボルスト
    リームを再現する第2の手段と、 第3及び第4の中間シーケンスを提供するために、前記
    第3及び第4のシンボルストリームと前記第2のcoset
    符号のcoset符号係数とを掛け合わす第2の手段と、 前記第3及び第4の中間シーケンスを組み合わせて前記
    第1のcoset符号化信号に対する第2のマルチプレクサ
    ーと、 前記第1及び第2のcoset符号化信号を組み合わせて前
    記第1のコンポジット符号化信号にする手段と の組み合わせを具備することを特徴とする請求の範囲第
    1項記載の送信器。
  8. 【請求項8】前記第1及び第2のcoset符号化信号を組
    み合わせる手段は、 前記第1及び第2のcoset符号化信号を+1及び一1を
    含む整数の1組から選択された整数値に変換する手段を
    具備することを特徴とする請求の範囲第1項記載の送信
    器。
  9. 【請求項9】同時伝送のための等価データレートの1組
    のp情報信号を変調する送信器において、 1組のp coset符号化信号を生成するために、それぞれ
    の前記情報信号と1組のp coset符号のうちの1つとを
    組み合わせる手段と、 前記p coset符号化信号を組み合わせ、コンポジットcos
    et符号化信号を生成する手段と、 直交関数信号を生成する手段と、 第1の変調された信号を供給するために前記コンポジッ
    トcoset符号化信号を前記直交関数信号によって変調す
    る手段と を具備することを特徴とする送信器。
  10. 【請求項10】所定のPN符号の疑似ランダム雑音信号を
    生成する手段と、 第1の出力信号を供給するために、前記変調された信号
    と前記所定のPN符号の疑似ランダム雑音信号とを組み合
    わせる手段とをさらに具備することを特徴とする請求の
    範囲第9項記載の送信器。
  11. 【請求項11】前記情報信号と前記coset符号とを組み
    合わせる手段は、 前記情報信号の第1位を同一のpシンボルストリームの
    1組に再現する手段と、 1組のp中間シーケンスを提供するために前記シンボル
    ストリームのそれぞれと前記coset符号の第1位内に含
    まれる1組のp coset符号係数のうちの1つとを掛け合
    わせる手段と、 前記p中間シーケンスを組み合わせて、前記coset符号
    化信号の第1位にするマルチプレクサーと を具備することを特徴とする請求の範囲第9項記載の送
    信器。
  12. 【請求項12】搬送信号及びこれとともに前記搬送信号
    の同相直交の複製を使用して同相(I)及び直交位相
    (Q)で伝送させるべき惜報信号を返答するスペクトラ
    ム拡散通信システムにおいて、 前記システムは、 前記情報信号を第1及ひ第2の副信号の組にデマルチプ
    レキシングする手段と、 第1のコンポジットcoset符号化信号を生成するために
    前記第1の副信号の組と直交coset符号の第1の組とを
    組み合わせ、第2のコンポジットcoset符号化信号を生
    成するために前記第2の副信号の組と直交coset符号の
    第2の組とを組み合わせる手段と、 直交関数信号を生成する手段と、 所定のPN符号の同相疑似ランダム雑音(PNI)及び直交
    位相疑似ランダム雑音(PNQ)信号を生成する手段と、 I変調信号を提供するために前記PNI信号と前記第1の
    コンポジットcoset符号化信号及び前記直交関数信号を
    組み合わせ、Q変調信号を提供するために前記PNQ信号
    に前記第2のコンポジットcoset符号化信号及ひ前記直
    交関数信号を組み合わせる手段と を有する送信器を具備することを特徴とするスペクトラ
    ム拡散通信システム。
  13. 【請求項13】I−変調された搬送信号及びQ−変調さ
    れた搬送信号をそれぞれ提供するために、前記搬送信号
    を前記I変調信号によって変調し、前記搬送信号の複製
    を前記Q変調信号によって変調する手段と、 前記I−変調された搬送信号及びQ−変調された搬送信
    号を前記I及びQ通信チヤネルを通して伝送する手段と をさらに具備することを特徴とする請求の範囲第12項記
    載のシステム。
  14. 【請求項14】前記I及びQ通信チャネルを通して受信
    され、前記I−変調された搬送信号及びQ−変調された
    搬送信号にしたがって、前記情報信号の推定を作り出す
    手段を具備する受信器をさらに具備することを特徴とす
    る請求の範囲第13項記載のシステム。
  15. 【請求項15】前記受信器は、 前記直交関数信号の複製を使用して前記受信搬送信号を
    復調することによって、中間受信信号を生成する手段を
    さらに具備することを特徴とする請求の範囲第14項記載
    の通信システム。
  16. 【請求項16】前記受信器は、 前記PNI信号を再現することによって、第1の縮集信号
    を生成する手段と、 同相(I)及び直交位相(Q)投影信号の第1の組を提
    供するために前記第1の縮集信号を使用して前記中間受
    信信号の相関をとる手段と をさらに具備することを特徴とする請求の範囲第15項記
    載の通信システム。
  17. 【請求項17】変調されたパイロット信号を提供するた
    めに前記直交関数信号とパイロット信号とを組み合わせ
    る手段と、 前記変調されたパイロット信号をパイロットチヤネルを
    通して伝送する手段とをさらに具備することを特徴とす
    る請求の範囲第16項記載の通信システム。
  18. 【請求項18】前記受信器は、 前記パイロットチヤネルを通して伝送された変調された
    パイロット信号を復調する手段と、 前記パイロットチヤネルを通して伝送された前記パイロ
    ット信号の推定を作り出す手段と、 前記パイロット搬送信号の前記推定及び前記I及びQ投
    影の前記第1の組を基礎にして前記第1の情報信号の前
    記推定を生成する第1の位相循環手段と をさらに具備することを特徴とする請求の範囲第17項記
    載の通信システム。
  19. 【請求項19】前記受信器は、 前記PNQ信号を再現することによって、第2の縮集信号
    を生成する手段と、 同相(I)及び直交位相(Q)投影信号の第2の組の提
    供するために前記第2の縮集信号を使用して前記中間受
    信信号の相関をとる第2の手段と をさらに具備することを特徴とする請求の範囲第18項記
    載の通信システム。
  20. 【請求項20】前記受信器は、 前記搬送されたパイロット信号の前記推定及び前記I及
    びQ投影の前記第2の組を基礎にして前記第2の情報信
    号の推定を生成する第2の位相循環手段と をさらに具備することを特徴とする請求の範囲第19項記
    載の通信システム。
  21. 【請求項21】前記受信器は、 I及びQ投影信号の前記第1の組の遅れのための手段を
    さらに具備することを特徴とする請求の範囲第18項記載
    の通信システム。
  22. 【請求項22】伝送のための情報信号を変調する方法に
    おいて、 前記情報信号を第1及び第2の副信号にデマルチプレキ
    シングし、 第1のコンポジットcoset符号化信号を生成するため
    に、前記第1の副信号と第1のcoset符号とを組み合わ
    せ、前記第2の副信号と前記第1のcoset符号に直交す
    る第2のcoset符号とを組み合わせ、 直交関数信号を生成し、 第1の変調された信号を供給するために前記直交関数信
    号によって前記第1のコンポジットcoset符号化信号を
    変調するステップを具備することを特徴とする方法。
  23. 【請求項23】所定のPN符号の疑似ランダム雑音信号を
    生成し、 第1の出力信号を供給するために、前記第1の変調され
    た信号と前記所定のPN符号の疑似ランダム雑音信号とを
    組み合わせるステップをさらに具備することを特徴とす
    る請求の範囲第22項記載の方法。
  24. 【請求項24】前記情報信号を第3及び第4の副信号に
    デマルチプレキシングし、 第2のコンポジットcoset符号化信号を生成するために
    前記第3の副信号と第3のcoset符号とを組み合わせ、
    前記第4の副信号と第4のcoset符号とを組み合わせ、
    前記第1、第2、第3及び第4のcoset符号は相互に直
    交しており、 第2の変調された信号を供給するために前記第2のコン
    ポジットcoset符号化信号と前記直交関数信号によって
    変調するステップとをさらに具備することを特徴とする
    請求の範囲第23項記載の方法。
  25. 【請求項25】所定のPN符号の同相疑似ランダム雑音
    (PNI)及び直交疑似ランダム雑音(PNQ)を生成し、 I出力信号を供給するために前記PNI信号と前記第1の
    変調された信号とを組み合わせ、Q出力信号を供給する
    ために前記PNQ信号と前記第2の変調された信号とを組
    み合わせるステップとをさらに具備することを特徴とす
    る請求の範囲第24項記載の方法。
  26. 【請求項26】同時伝送のための等価データレートの1
    組のp情報信号を変調する方法において、 1組のp coset符号化信号を生成するために、それぞれ
    の前記情報信号と1組のp coset符号のうちの1つとを
    組み合わせ、 前記pcoset符号化信号を組み合わせ、コンポジットcose
    t符号化信号を生成し、 直交関数信号を生成する手段と、 第1の変調された信号を供給するために前記コンポジッ
    トcoset符号化信号を前記直交関数信号によって変調す
    るステップを具備することを特徴とする方法。
  27. 【請求項27】符号分割多重接続(CDMA)通信システム
    において、同相(I)及び直交位相(Q)スペクトラム
    拡散通信チヤネルを通して伝送された情報信号を提供す
    る方法において、 前記方法は、 前記情報信号を第1及び第2の副信号の組にデマルチプ
    レキシングし、 第1のコンポジットcoset符号化信号を生成するために
    前記第1の副信号の組と直交coset符号の第1の組とを
    組み合わせ、第2のコンポジットcoset符号化信号を生
    成するために前記第2の副信号の組と直交coset符号の
    第2の組とを組み合わせ、 所定のPN符号の同相疑似ランダム雑音(PNI)及び直交
    位相疑似ランダム雑音(PNQ)信号を生成し、 I変調信号を提供するために前記PNI信号と前記第1の
    コンポジットcoset符号化信号及び前記直交関数信号を
    組み合わせ、Q変調信号を提供するために前記PNQ信号
    に前記第2のコンポジットcoset符号化信号及び前記直
    交関数信号を組み合わせるステップを具備することを特
    徴とする情報信号を提供する方法。
  28. 【請求項28】I−変調された搬送信号及びQ−変調さ
    れた搬送信号をそれぞれ提供するために、前記搬送信号
    を前記I変調信号によって変調し、前記搬送信号の複製
    を前記Q変調信号によって変調し、 前記I−変調された搬送信号及びQ−変調された搬送信
    号を前記I及びQ通信チャネルを通して伝送するステッ
    プをさらに具備することを特徴とする請求の範囲第27項
    記載の方法。
  29. 【請求項29】前記I及びQ通信チャネルを通して伝送
    されたI−変調された搬送信号とQ−変調された搬送信
    号とを受信し、 これらに従って、前記情報信号の推定を作り出すステッ
    プをさらに具備することを特徴とする請求の範囲第28項
    記載の方法。
  30. 【請求項30】前記情報信号の推定を作り出す前記ステ
    ップは、 前記直交関数信号、前記PNI信号及び前記PNQ信号の複製
    を使用して前記受信搬送信号を復調するステップを具備
    することを特徴とする請求の範囲第29項記載の方法。
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