JP3142526B2 - 逆方向リンクの最適のワルシコード割当方法 - Google Patents
逆方向リンクの最適のワルシコード割当方法Info
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- JP3142526B2 JP3142526B2 JP2302599A JP2302599A JP3142526B2 JP 3142526 B2 JP3142526 B2 JP 3142526B2 JP 2302599 A JP2302599 A JP 2302599A JP 2302599 A JP2302599 A JP 2302599A JP 3142526 B2 JP3142526 B2 JP 3142526B2
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Description
テムで移動局間の干渉を最小化するために、逆方向リン
クの各移動局信号を区分する最適のワルシコード割当方
法に関する。
移動局から基地局への逆方向リンクは基地局から移動局
への順方向リンクに比べて通話品質が悪く、逆方向リン
ク上では多重経路の相互及び移動局間に発生する干渉現
象が通信システムの機能に大きい影響を及ぼす。
疑似雑音コード(Pseudo Noise;以下PNコードと略称
する)により区分され、全てのCDMA信号等が一対の
直角(Quadrature Pair)PNコード等を共有するように
なる。
から伝送された全てのCDMA信号等は、同一のPNコ
ード位相を有するということであり、この信号等は移動
局でワルシ関数に基づいた2進直交コード(binary orth
ogonal code)を用いて区分される。
路による経路の相互及び使用者間の干渉を最小化する方
法は現在存在せず、単に順方向リンクでPNコードを拡
散させる方法を利用している。
説明するためのブロック図である。
移動局信号は長い疑似雑音コード(Long Pseudo Noise C
ode)(1)と短い疑似雑音コード(Short Pseudo Noise
Code)(2)により拡散された。従って、各移動局に割
り当てられる長い疑似雑音コード(1)を利用して各移
動局信号を区分できるようにし、短い疑似雑音コード
(2)によりIチャネルとQチャネルとにそれぞれ拡散
されるようにしていた。
動局間に相互干渉効果を均等にし、各移動局による性能
差を最小化している。
果は移動局の数に比例するので、基地局で収容可能な最
大移動局数は、各移動局の多重経路特性及び相互干渉の
大きさにより制限される。
は、下記のような問題点があった。
ら受信する信号等は、相互に同期されず、どのような同
期方式も考えられていないのが実情である。
率を向上させることを困難にする。
ために案出したもので、逆方向リンクで各移動局信号等
に対して同期方式を付与し、多数の移動局間の干渉を最
小化するワルシコードを算出して、既に算出されたワル
シコードを各移動局に割り当てて、熱方向リンク等を通
じた移動局信号を拡散させることによって、逆方向リン
クの信号帯雑音比率を顕著に向上させ得る逆方向リンク
の最適のワルシコード割当方法を提供することにその目
的がある。
するための本発明による逆方向リンクの最適ワルシコー
ドの割当方法は、1つの基地局と多数の移動局とを含む
通信システムで、任意の移動局から基地局への逆方向チ
ャネルの特性を把握する工程と、前記の逆方向チャネル
の特性による直交関数コードを算出する工程と、前記算
出された直交関数コードを該当移動局に割り当てる工程
とを含む。
の干渉を最小化するために最適のワルシコードを割り当
てて各移動局信号を区分することによって、信号対雑音
比を最小化することにその目的があるところ、従来のP
Nコードのみを利用せず、相互相関(Cross Correlatio
n)により算出される最適の直交ワルシコードを使用する
ようになる。
間の干渉を最小化する直交関数コードが算出されること
を特徴としてもよい。
を最小化する直交関数コードが算出されることを特徴と
してもよい。
の相互間の干渉及び、前記の移動局と他の多数の移動局
間の干渉を最小化する直交関数コードが算出されること
を特徴としてもよい。
向チャネルの特性を把握する前に、前記の基地局に受信
される前記各移動局の信号を同期させる工程をさらに包
含してもよい。
向チャネルの特性とは、各移動局の多重経路特性となっ
てもよい。
生された干渉の和により表現される消耗電力関数を最小
とする直交関数コードを前記の移動局に割り当てること
を特徴ととしてもよい。
直交関数コード割当方法を多数の移動局に対して順次的
に適用することを特徴としてもよい。
生された干渉の和をさらに移動局全体に対してその全て
を合算した値で表現される消耗電力関数を最小とする直
交関数コードグループを算出して、これを各該当移動局
に割り当てることを特徴ととしてもよい。
ってもよい。
にサービス領域が規定されている場合、各サービス領域
別に異なるPNコードを前記の逆方向リンクに割り当て
てもよい。
周期/整数)となってもよい。
最適のワルシコード割当方法は、移動通信システムで任
意の基地局のサービス領域に含まれた多数の移動局から
送出される前記多数の移動局信号を区分することができ
るように、前記多数の移動局にそれぞれのワルシコード
を順次割り当てる。
て拡散する場合において、前記PNコードの周期は(ワ
ルシコード周期/整数)であることを特徴としてもよ
い。
により異なって割り当てられるコードであってもよい。
相互間の干渉を最小化する直交関数コードを各移動局に
割り当てることを特徴としてもよい。
の相互間の干渉及び前記の移動局とその他の多数の移動
局間の干渉を最小化する直交関数コードが算出されるこ
とを特徴としてもよい。
の計算が容易になるように、前記の基地局に受信される
前記各移動局の信号を同期させる工程が遂行されてもよ
い。
の移動局が追加される場合は、既に割り当てられた直交
関数コードを除いた残りの直交関数コードの中のいずれ
か1つを前記追加された移動局に割り当てることを特徴
としてもよい。
局が前記の基地局が包括するサービス領域から抜け出る
場合は、前記抜け出た移動局に割り当てられていた直交
関数コードを余裕分の直交関数コードに維持することを
特徴としてもよい。
照した実施例の説明を通してより明らかになる。
クの最適のワルシコード割当方法を説明するためのブロ
ック図であり、図3は本発明の第2実施例の逆方向リン
クの最適のワルシコード割当方法を説明するためのブロ
ック図であり、図4は実際の逆方向リンクで多重経路の
各プロファイルに対する信号の強さ及び遅延特性を示し
た説明図であり、図5は本発明による逆方向リンクの最
適のワルシコード割当方法を説明するためのフローチャ
ートである。
することができる本発明の好ましい実施例を、添付図面
を参照して説明する。
のワルシコード割当方法を説明すると下記のとおりであ
る。
ルシコードとPNコードとを掛けて各移動局信号を区分
するようにしたものである。
る各移動局信号が同期されるので、多重経路のプロファ
イルの全ては同じである。しかし逆方向リンクでは、図
4のように任意の基地局で受信される多重経路を通じた
各移動局での信号等は互いに同期されず、同一移動局で
受信される信号等であっても、多重経路の各経路ごとに
信号の強さ及び遅延特性が相互に異なる。
ルシコードを割り当てるためには、まず逆方向リンクの
多重経路を通じた各移動局信号の同期を合わせる。
関数コード(Orthogonal Function Code)に対してチャネ
ルを推定した後、最適の直交関数コードを算出する。
記のとおりである。前記の直交コードは、ワルシコー
ド、ゴールドコード等のどのような形態の直交関数コー
ドも考えることができる。
ワルシコードを挙げており、前記のワルシコードは、各
移動局信号が2進位相遷移変調(Binary Phase Shift Ke
ying)または直交位相偏移変調(Quadrature Phase Shift
Keying)により拡散された場合によって、それぞれ異な
る関数により算出される。
り拡散された場合、最適の直交ワルシコードを算出する
場合を説明すると下記のとおりである。
シコードは、各移動局から受信される信号の消耗電力関
数、
当する部分を抜くために添加された項であり、τi,mは
i番目の使用者のm番めの経路の時間遅延を示してい
る。
の雑音電力を求める式であり、α2 i,m 、α2j,nは各移
動局に対する電力強度を示したチャネル推定値である。
このチャネル推定値は、各移動局に対するチャネルを推
定する過程で、既に算出された値であって前記式では定
数値である。
最適の直交ワルシコードは相関関数Ci,jにより算出さ
れる。
る。
Nコードとが結合された値であり、下記のように定義さ
れる。
り、p(t)はPNコードである。
i(t)を算出することができ、この算出された直交ワルシ
コードは、i番目の該当移動局に割り当てられる最適の
直交ワルシコードとなる。
された時、直交ワルシコードを算出する場合を説明する
と下記のとおりである。
ドは、各移動局から受信される信号の消耗電力関数、
号の雑音電力を求める式であって、α2 i,m、α2j,nは各
移動局に対する電力強度を示すチャネル推定値である。
このチャネル推定値は、各移動局に対するチャネルを推
定する過程で既に算出された値であり、前記、数4では
定数値である。
最適の直交ワルシコードは、相関関数Ci,jにより算出
される。i番目の移動局とj番目の移動局との間のそれ
ぞれのIチャネル及びJチャネル同士の相関関数は、下
記のとおり定義することができる。
ドとPNコードとが結合された値であり、Iチャネルと
Qチャネルに対してそれぞれXI i(t)=Wi(t)pI(t)
及びXQ j(t)=Wj(t)pQ(t)となる。Wi(t)はワルシ
コードであり、pI(t)はIチャネルのPNコードであ
り、pQ(t)はQチャネルのPNコードである。積分期間
はシステム設計者の選択であるが、ワルシコードの周期
またはその以上の場合が好ましい。2進位相偏移変調
(BPSK)の拡散時には、pI(t)=pQ(t)となる。
基地局で相互に同期されていると、前記値等はさらに容
易に求められ得るし、もし相互に同期されていなけれ
ば、このような非同期により前記の相関関数値が不安定
になり得る。
i(t)を算出することができ、この算出された直交ワルシ
コードはi番目の該当移動局に割り当てられる最適の直
交ワルシコードとなる。
コードを算出する過程で使用されるPNコードは、長い
PNコードまたは短いPNコードの両方を使用し得る
が、PNコードの周期が(ワルシコード周期/整数)と
なる短いPNコードを使用する場合、短いPNコード
(20)p(t)はWi(t)に対して固定された値となる。
本実施例では一移動局シンボル区間と同一の周期を有す
る短いPNコードを使用する例を挙げた。
交ワルシコードが割り当てられた各移動局信号を拡散す
ることに使用されるコードである。
に対して、前記の消耗電力関数を計算するには時間がず
いぶんかかる。
記の消耗電力関数を適用するためには、各使用者の経路
特性が固定されているかまたは非常にゆっくり変わる状
態即ち、無線加入者網(WLL;Wireless Local Loop)環境
またはインドア環境で使用が有力であり、また、経路特
性がゆっくり変わって前記の計算時間に大きく支障のな
い環境での使用も有力である。即ち、事前に最適のワル
シコードの組合を計算して、固定されたワルシコードの
組合を使用するか、経路特性がゆっくり変わって前記の
計算時間に余裕がある環境での使用が有力である。
況では、現実的に準最適の方法を使用する。この準最適
の方法は、既にコードが割り当てられた使用者のコード
を変化させない状態で、新しく入ってきた使用者のワル
シコードのみを最適化させる方法である。
最小化するので計算時間を縮小させ得る。
る。
された時の消耗電力関数は、
消耗電力関数は、
スは新しい使用者を示す。
ードが、新しい使用者に対する順最適のワルシコードと
なる。前記のように算出された準最適の直交ワルシコー
ドをi番目の該当移動局に割り当てた後、一定時間間隔
で任意の新しく付加されたまた他の移動局等に対して、
前記で説明した同一の方法により準最適の直交ワルシコ
ードを算出して該当移動局に割り当てる工程を繰り返す
ようになる。
システム運営者らの選択によって新しい使用者だけでな
く、各移動局等に対する最初のワルシコードの割当時に
も使用され得る。
の最適ワルシコードの割当方法は下記のとおりである。
とは異なってセル間の区分のためのPNコードは割り当
てず、図3のように直交ワルシコードのみを割り当てて
各移動局を区分する方法であって、前記の消耗電力関数
でXi(t)はワルシコードそのものとして、Xi(t)
=Wi(t)となる(Wi(t)はワルシコード)。実施
例2は特にシングルセル(Single Cell)を有する環境で
最適の性能を有する。
クの最適または準最適のワルシコードの割当方法を、図
5を参照して整理すると下記のとおりである。
対する図4のような多重経路特性を把握して、受信され
る多数の移動局信号を同期させなければならない。
数の移動局信号の同期を合わせるようになる(S1)。
定して(S2)、全ての移動局に対してチャネル推定が
完了されることによって(S3)、任意の移動局に対す
る消耗電力関数(Cost function)が最小となる直交ワル
シコードを算出するようになる(S4)。
コードを該当移動局に割り当て(S5)、一定時間が経
過した後他の移動局に対する最適または準最適の直交ワ
ルシコードを算出して、次の該当移動局に続いて割り当
てて行くようになる。
移動局に割り当てられる時まで前記の過程(S1−S
5)を順次繰り返し、普通3dB程度の信号対雑音比を
向上させるためには、4秒間隔で前記の過程を繰り返す
ことが理想的である。
出時には、全ての移動局に対する最適の直交ワルシコー
ドを、数1または数2の消耗電力関数から一括的に求め
ることもできる。
方向リンクの最適のワルシコード割当方法においては、
下記のような効果がある。
に対して最適のワルシコードをそれぞれ割り当てること
によって、多重経路を通じたそれぞれの移動局間の干渉
現象を最小化することができ、それによって信号対雑音
比を3−5dB程度に向上させ得るようになる。また、
CDMA通信システムだけでなく無線加入者専用回線(W
irelesss Local Loop)のようにゆっくり変化されるチャ
ネルを使用する通信システムでは特に効果的である。
めのブロック図である。
ルシコードの割当方法を説明するためのブロック図であ
る。
ルシコードの割当方法を説明するためのブロック図であ
る。
ルに対する信号の強さ及び遅延特性を示した説明図であ
る。
ドの割当方法を説明するためのフローチャートである。
Claims (18)
- 【請求項1】 1つの基地局と多数の移動局とを含む通
信システムで、 任意の移動局から基地局への逆方向チャネルの特性を把
握する工程と、 前記の逆方向チャネルの特性による直交関数コードを算
出する工程と、 前記において算出された直交関数コードを該当移動局に
割り当てる工程とを含み、 該移動局信号の多重経路特性による経路間の干渉を最小
化する直交関数コードが算出されることを特徴とする逆
方向リンクの最適の直交関数コード割当方法 。 - 【請求項2】 1つの基地局と多数の移動局とを含む通
信システムで、 任意の移動局から基地局への逆方向チャネルの特性を把
握する工程と、 前記の逆方向チャネルの特性による直交関数コードを算
出する工程と、 前記において算出された直交関数コードを該当移動局に
割り当てる工程とを含み、 該移動局と他の多数の移動局間の干渉を最小化する直交
関数コードが算出されることを特徴とする逆方向リンク
の最適の直交関数コード割当方法 。 - 【請求項3】 1つの基地局と多数の移動局とを含む通
信システムで、 任意の移動局から基地局への逆方向チャネルの特性を把
握する工程と、 前記の逆方向チャネルの特性による直交関数コードを算
出する工程と、 前記において算出された直交関数コードを該当移動局に
割り当てる工程とを含み、 該移動局信号の多重経路特性による経路の相互間の干渉
及び、該移動局と他の多数の移動局間の干渉を最小化す
る直交関数コードが算出されることを特徴とする逆方向
リンクの最適の直交関数コード割当方法 。 - 【請求項4】 前記の移動局及び他の多数の移動局の逆
方向チャネルの特性を把握する前に、前記の基地局に受
信される前記各移動局の信号を同期させる工程をさらに
包含する請求項2または3記載の逆方向リンクの最適の
直交関数コード割当方法。 - 【請求項5】 前記の移動局及び他の多数の移動局の逆
方向チャネルの特性とは、各移動局の多重経路特性とな
る請求項4記載の逆方向リンクの最適の直交関数コード
の割当方法。 - 【請求項6】 前記の移動局と他の多数の移動局と間に
発生された干渉の和により表現される消耗電力関数を最
小とする直交関数コードを前記の移動局に割り当てるこ
とを特徴とする請求項4記載の逆方向リンクの最適の直
交関数コード割当方法。 - 【請求項7】 請求項6の移動局に対する逆方向リンク
の最適の直交関数コード割当方法を多数の移動局に対し
て順次的に適用することを特徴とする多数移動局に対す
る逆方向リンクの最適の直交関数コード割当方法。 - 【請求項8】 任意の一移動局と他の多数の移動局と、
発生された干渉の和をさらに移動局全体に対してその全
てを合算した値で表現される消耗電力関数を最小とする
直交関数コードグループを算出して、これを各該当移動
局に割り当てることを特徴とする請求項4記載の多数移
動局に対する逆方向リンクの最適の直交関数コード割当
方法。 - 【請求項9】 前記の直交関数コードはワルシコードと
なる請求項4記載の逆方向リンクの最適の直交関数コー
ド割当方法。 - 【請求項10】 各基地局と各基地局に属する多数の移
動局にサービス領域が規定されている場合、各サービス
領域別に異なるPNコードを前記の逆方向リンクに割り
当てる請求項4記載の逆方向リンクの最適の直交関数コ
ード割当方法。 - 【請求項11】 前記PNコードの周期は(直交関数コ
ード周期/整数)となる請求項10記載の逆方向リンク
の最適の直交関数コード割当方法。 - 【請求項12】 移動通信システムで任意の基地局のサ
ービス領域に含まれた多数の移動局から送出される前記
多数の移動局信号を区分することができるように、多重
経路特性による経路の相互間の干渉を最小化する直交関
数コードを各移動局に割り当て、PNコードで拡散して
伝送することを特徴とする逆方向リンクの最適のワルシ
コード割当方法。 - 【請求項13】 前記PNコードの周期は(ワルシコー
ド周期/整数)であることを特徴とする請求項12記載
の逆方向リンクの最適のワルシコード割当方法。 - 【請求項14】 前記PNコードは各基地局のサービス
領域により異なって割り当てられるコードである請求項
13記載の逆方向リンクの最適のワルシコード割当方
法。 - 【請求項15】 各移動局信号の多重経路特性による経
路の相互間の干渉を最小化する直交関数コードを各移動
局に割り当てることを特徴とする請求項14記載の逆方
向リンクの最適のワルシコード割当方法。 - 【請求項16】 前記の移動局と他の多数の移動局間の
干渉の計算が容易になるように、前記の基地局に受信さ
れる前記各移動局の信号を同期させる工程が遂行される
請求項15記載の逆方向リンクの最適の直交関数コード
割当方法。 - 【請求項17】 前記基地局が包括するサービス領域に
任意の移動局が追加される場合は、既に割り当てられた
直交関数コードを除いた残りの直交関数コードの中のい
ずれか1つを前記追加された移動局に割り当てることを
特徴とする請求項3記載の逆方向リンクの最適の直交関
数コード割当方法。 - 【請求項18】 前記多数の移動局のなかのいずれか一
移動局が前記の基地局が包括するサービス領域から抜け
出る場合は、前記抜け出た移動局に割り当てられていた
直交関数コードを余裕分の直交関数コードに維持するこ
とを特徴とする請求項3記載の逆方向リンクの最適の直
交関数コード割当方法。
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