JP3315680B2 - Ｃｄｍａ通信システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、符号分割多元接続
（Code Division Multiple Access：以下「ＣＤＭＡ」
という。）方式を用いた通信システムに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】携帯電話に加え、データ機器や画像送受
信機など様々な情報伝送速度をもつマルチメディア端末
を、移動無線通信システムにおいて効率的に収容する技
術が知られている。ＣＤＭＡ方式におけるこのような技
術の主なものとして、可変拡散率伝送とマルチコード伝
送がある。この様な分野の技術として、以下のような文
献がある。 「マルチメディアに適した移動無線アクセス：Ｗ−ＣＤ
ＭＡ」佐和橋，安達，信学技報SST98-41，（1998-1
2），pp.1-8

【０００３】ここでは、マルチコード伝送を想定する。
図８を用いて、マルチコード伝送について簡単に説明す
る。ここでは、移動端末から基地までの上り回線伝送を
主に仮定する。図８は基本伝送速度の４倍の伝送速度を
もつデータ信号を伝送する場合を想定している。情報信
号は、移動端末において拡散信号により拡散され、送信
される。情報信号は４つのパラレル信号に変換され、各
信号はそれぞれ対応する拡散符号（コード）code 1，co
de 2，code 3，code 4を用いて拡散されるとする。ＣＤ
ＭＡ方式では、送受信間で同一のコードを用いて、拡
散、逆拡散が行われるため、受信側では、信号同期を正
確にとる必要がある。このため、一般的には、同期用信
号を情報信号と同時に送信することで同期捕捉を容易と
する。この同期用信号は、パイロット信号と呼ばれるこ
ともある。同期用信号は、情報変調されていないため
（即ち、全１または全−１の信号）、受信側では既知の
信号として取り扱うことができる。

【０００４】図８の（ａ）において、同期用信号はcode
0で拡散される。この同期用信号と情報信号は同期して
送信される。code 0とcode 1〜code 4は、直交された信
号である。このため、同一の端末内の情報信号と同期用
信号間では干渉は生じない。ただし、他端末信号に対し
ては、干渉となるため、同期用信号の送信電力を情報信
号より低くするなどの対策がとられている。図８（ｂ）
は同期用信号を情報信号内に埋め込んだ場合を示してい
る。なお、図では、同期用信号は４コード分の電力をも
って送信されているようになっているが、この送信電力
を下げることで、システム全体の干渉量を低減すること
が可能である。また、同期用信号の送信間隔や継続時間
は、伝搬路の変動状況などを参考に決められる。

【０００５】このように、マルチコード伝送では、同時
に送信するマルチコード数を可変とすることで、送信す
る信号の情報伝送速度を可変とすることができる。した
がって、同一ユーザが音声や画像あるいはデータなど伝
送条件の異なる複数のメディアの情報を効率的に伝送す
ることが可能となる。送信側では最大伝送速度に対応す
るマルチコード数分のコード信号生成回路、受信側では
マルチコード数分の復調回路を備えていれば、容易にマ
ルチコード数を可変とすることが出来る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、基地局
側において、上り回線における復調回路などの受信設
備、下り回線におけるコード信号生成回路などの送信設
備の数は有限であり、設備投資を抑制する上でも、最も
効率的に設備が使用される分のみを用意する。一般的に
は、移動端末からの接続要求が拒絶される割合が数％程
度となるよう、設備設計を行う。したがって、マルチコ
ードを用いた可変速度伝送において、マルチコード数が
瞬時的に大きく変動した場合、基地局側では、復調回路
またはコード信号生成回路を割当てることが出来ないこ
とが考えられる。このことは、特に、音声情報や画像情
報などのリアルタイム性を要する情報を伝送する場合に
問題となる。

【０００７】そこで本発明は、マルチコード信号を用い
た可変速度伝送を行うＣＤＭＡ通信システムにおいて、
マルチコード数が大きく変動した場合であっても対処す
ることのできるＣＤＭＡ通信システムを提供することを
目的としている。また、干渉量が少ないＣＤＭＡ通信シ
ステムを提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のＣＤＭＡ通信システムは、様々な情報伝送
速度を有する端末と基地局との間でマルチコード信号を
用いて伝送するＣＤＭＡ通信システムにおいて、前記端
末は、前記マルチコード信号の各コード信号に優先順位
を設け、送信すべき情報信号を並列に変換した複数の信
号をその重要度に応じた優先順位を有するコード信号を
用いて送信し、前記基地局は、前記各コード信号の優先
順位に応じて受信設備を割り当てて当該マルチコード信
号を受信するようにしたものである。また、本発明の他
のＣＤＭＡ通信システムは、様々な情報伝送速度を有す
る端末と基地局との間でマルチコード信号を用いて伝送
するＣＤＭＡ通信システムにおいて、前記基地局は、送
信すべきマルチコード信号の各コード信号に優先順位を
設け、送信すべき情報信号を並列に変換した複数の信号
をその重要度に応じた優先順位を有するコード信号に割
り当て、該優先順位に応じて基地局送信設備を割り当て
てそのマルチコード信号を送信するようにしたものであ
る。さらに、前記端末あるいは前記基地局における送信
側の装置は、前記マルチコード信号の各コード信号に設
定された優先順位に対応した送信電力で各コード信号を
送信するようにしたものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】まず、本発明のＣＤＭＡ通信シス
テムに用いられる受信側の構成について説明する。図４
は、マルチコード信号を用いた可変速度伝送に対応した
基地局構成（受信部）の例を示す図であり、上り回線に
おける例を示す。図示するように、基地局には、複数の
受信機２１〜２４が設けられている。そして、１つの受
信機が１コードに対応する。このため、２マルチコード
信号に対しては、２つの受信機が必要となる。通信中に
マルチコード数が増えた場合には、接続する受信機を増
やす。各受信機は、それぞれ１つの同期回路（３１〜３
４）および１つの復調回路（４１〜４４）で構成されて
いる。なお、実際には、受信信号中には、インターリー
ブや誤り訂正などの信号処理が施されているため、もと
に戻す操作が必要となるが、ここでは省略している。同
期回路３１〜３４において、信号の同期を拡散コードの
チップ単位で捕捉、追従する。また、復調回路４１〜４
４では、送信時と同一の拡散コードを用いて、信号の逆
拡散、復調をおこなう。なお、ＣＤＭＡ方式に特有のＲ
ＡＫＥは復調回路で行われるとする。

【００１０】図５は、基地局受信部の他の構成例であ
る。図示するように、この例では、同期回路３１〜３３
と復調回路４１〜４４を分離して構成している。そし
て、マルチコード信号に対し、１つの同期回路およびマ
ルチコード数分の復調回路を用いて対処する。例えば、
マルチコードユーザMS 2からの２マルチコード信号を受
信する場合には、同期回路３２を用いて該２マルチコー
ド信号の同期捕捉および追従処理を行い、該同期回路３
２の出力を復調回路４２と４３に供給して、それぞれ対
応するコード信号の逆拡散および復調を行う。そして、
通信中にマルチコード数が３に増えたときには、図中破
線で示すように、同期回路３２の出力を復調回路４４に
も供給して、３つの復調回路（４２〜４４）を用いて該
３マルチコード信号の復調を行う。

【００１１】しかし、前述のように、図４における受信
機数、図５における復調回路数は有限である。以後、図
５の構成を用いて説明する。前述のように、可変速度伝
送ではマルチコード数が変更されるため、このような瞬
時的なマルチコード数の増加に対し、復調回路を割当て
ることが出来ないことが予想される。この場合、復調回
路を割当てられないコード信号は復調することが出来
ず、その信号は削除させることになる。信号中に重要な
情報が含まれている場合、受信側では大きな損害を被
る。

【００１２】そこで本発明においては、重要な情報の欠
損を避けるため、図２に示すように、信号の送信側にお
いて、各コード毎にその情報の重要度に応じた優先順位
pri1〜pri nをつけるようにしている。ここでは、pri 1
が最も優先順位が高いとし、pri 2，pri 3となるに従
い、優先度が下がるとする。例えば、音楽情報では、低
周波数部に重要な情報が含まれ、高周波数部は音の品質
に関わる。このため、高周波数部を削除したとしても、
音の品質は劣化するが、音の基本的な情報は伝達するこ
とができる。そこで、低周波数部に相当する信号にpri
1をつけ、高周波数部に相当する信号にpri 2，pri 3を
つける。高周波数部の情報は、時間と共に変動するた
め、この部分を可変速度伝送とする。即ち、高周波数部
情報が少ない場合には、pri 3をつけた拡散code 5によ
るコード信号は伝送しないようにする。

【００１３】例えば、code 1〜code 4の４マルチコード
で送信していた端末が、高周波数部情報が増え、コード
数を増加し、５マルチコードで送信したとする。受信側
の基地局においては、コード数の増加に対処するだけの
復調回路がない場合、このコード数の増加を受付けない
ようにする。また、４コードの増加要求に対し、２つの
復調回路しか空いていない場合には、この復調回路に優
先度のより高い２コードを割当てるようにする。さら
に、空いている復調回路がないにも関わらず、最も優先
度の高いpri 1のコード数が増加した場合には、優先度
の低いコード信号に対する接続を切ることで、新たなコ
ードに復調回路を割当てるようにする。さらにまた、該
端末からの信号のpri 1コード数が増加した場合、基地
局の判断で、他端末からの信号の優先度の低いコード信
号を切断することもできる。

【００１４】このように、本発明においては、マルチコ
ード信号を送信する側において、コード信号ごとに優先
順位を設け、重要度の高い送信情報を優先順位の高いコ
ード信号で送信するようにしている。したがって、受信
側では、コード信号の優先順位により、どのコード信号
が廃棄可能か否かを判定することが可能となる。これに
より、コード信号の優先順位に応じて復調回路などの受
信設備を割り当てることにより、重要な情報を受信する
ことができないなどの不都合を避けることが可能とな
る。

【００１５】図１は送信側の端末の構成例を示す図であ
る。情報信号は、情報信号制御部１１において、幾つか
のパラレル信号に変換される。この際、各信号に優先順
位（優先度）を割り付ける。例えば、前述の音楽信号の
場合を例にとれば、音楽信号である情報信号は情報信号
制御部１１に入力され、ここで、符号化され、複数（図
の例では５個）のデータに並列化される。このとき、前
記音楽信号を複数の帯域フィルタによりそれぞれ異なる
周波数帯の信号に分割し、それぞれ、符号化を行う。そ
して、低い周波数帯域の音声信号に対応する３つの信号
に対して最も優先順位の高いpri 1を割り当て、コード
信号生成回路１２〜１４に供給する。また、それよりも
周波数の高い領域の音声信号に対して優先順位pri 2を
割り当ててコード信号生成回路１５に供給し、最も高周
波数域の音声信号の符号化出力に対し最も優先順位の低
いpri 3を割り当てて、コード信号生成回路１６に供給
する。コード信号生成回路１２〜１６において、各信号
の拡散を行い、各コード信号生成回路１２〜１６からの
出力は、信号送信部１７に供給され、該信号送信部１７
において、前述した同期信号を挿入して、マルチコード
信号として送信する。

【００１６】以上では上り回線での制御について説明し
たが、次に、下り回線の場合について説明する。図６
は、基地局送信部の一構成例を示す図である。図示する
ように、この例では、コード信号生成回路（６１〜６
４）と信号送信部（７１〜７４）とをそれぞれ１個ずつ
有する複数個の送信機（５１〜５４）が設けられてい
る。そして、シングルコードユーザである移動端末MS 1
に対しては、１つの送信機（５１）を用いて送信し、２
マルチコードユーザである移動端末MS 2に対しては、送
信機５２と５３の２つの送信機を用いてマルチコード信
号を送信している。また、図７は、基地局送信部の他の
構成例を示す図である。この例では、複数のコード信号
生成回路６１〜６４と複数の信号送信部７１〜７３とが
独立して設けられている。そして、シングルコードユー
ザである移動端末MS 1に対しては、１つのコード信号生
成回路６１の出力を信号送信部７１に供給して、該信号
送信部７１からシングルコード信号を送信している。ま
た、２マルチコードユーザである移動端末MS 2に対して
は、図示しない情報信号制御部からのパラレルデータが
供給される２つのコード信号生成回路（６２および６
３）の出力を１つの信号送信部（７２）に供給し、該信
号送信部７２において同期信号を付加して２マルチコー
ド信号として送信する。

【００１７】前述のように、このように構成された基地
局送信部において、送信機あるいはコード信号生成回路
などの送信設備は有限な個数しか設けられていない。し
たがって、この有限個のコード信号生成回路（図７の場
合）をどのように各端末向けの信号に割当てるかを、前
述したマルチコード信号の各コード信号の優先順位を用
いて決定する。例えば、前記図７に示した例において、
マルチコードユーザである移動端末MS2に対する送信信
号が３マルチコードを要求したとする。このとき、図示
するように、使用されていない信号生成回路がない場合
には、送信すべき情報のうちの優先度の高い２つのコー
ド信号をコード信号生成回路７２および７３を用いて送
信し、優先度の低いコード信号については送信しないよ
うにする。そして、優先度の低いコード信号は、空きの
コード信号生成回路が発生したときに、そのコード信号
生成回路を用いて送信するようにすればよい。あるい
は、図示しない他のマルチコードユーザに対する信号の
送信に使用されているコード信号生成回路のうち、要求
のあったコード信号よりも低い優先度のコード信号の送
信を停止して、このコード信号生成回路を移動端末MS 2
に対するコード信号の送信に割り当てるようにしてもよ
い。このように、優先順位の高いコード信号は送信する
ことができるため、最低限の情報は伝送することが可能
となる。

【００１８】次に、本発明のその他の実施の形態につい
て、図３を用いて説明する。この実施の形態では、前述
したコード信号の優先度に応じて、コード信号ごとに送
信電力を変えるようにしている。ＣＤＭＡ方式では、干
渉量がシステム容量に大きく影響するため、干渉は少な
い方が良い。そこで、図３に示すように、優先度の低い
（pri 2，pri 3）コード信号の送信電力Ｂを、優先度が
高い（pri 1）コード信号の送信電力Ａより小さくして
送信する。送信電力が低い場合には、通信状態が良い時
のみ復調することができる。このため、優先度の低いコ
ード信号は、基地局側において、空いている復調回路が
あり、かつ、通信状態が良い時のみ復調が可能となる。
また、基地局から移動端末に対してマルチコード信号を
送信する場合においても、同様に、優先度の低いコード
信号の送信電力を優先度の高いコード信号の送信電力よ
りも低くして送信する。これにより、隣接基地局などに
対する干渉量を少なくすることができる。移動端末にお
いては通信状態が良いときのみ、優先度の低いコード信
号の復調が可能となる。このように、この実施の形態に
よれば、送信電力量を少なくすることができるので、干
渉量を低減することができ、システム全体の効率を向上
させることができる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のＣＤＭＡ
移動通信システムによれば、マルチコードのコード毎に
優先順位をつけることで、設備数の制限などにより重要
な情報の伝送ができなくなるなどの不都合をなくすこと
ができ、可変速度伝送に対処しやすくなる。また、コー
ド信号の優先度に応じてその送信電力を異ならしめるよ
うにした本発明によれば、干渉量を低減することが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のＣＤＭＡ通信システムにおける端末
装置の概略構成を示す図である。

【図２】 本発明におけるマルチコード信号を説明する
ための図である。

【図３】 本発明の他の実施の形態におけるマルチコー
ド信号を説明するための図である。

【図４】 基地局受信部の構成例を示す図である。

【図５】 基地局受信部の他の構成例を示す図である。

【図６】 基地局送信部の構成例を示す図である。

【図７】 基地局送信部の他の構成例を示す図である。

【図８】 マルチコード信号の伝送について説明するた
めの図である。

【符号の説明】

BS 基地局 MS、MS 1〜MS 3 移動端末 pri 1〜pri 3 優先順位 １１ 情報信号制御部 １２〜１６、６１〜６４ コード信号生成回路 １７、７１〜７４ 信号送信部 ２１〜２２ 受信機 ３１〜３４ 同期回路 ４１〜４４ 復調回路 ５１〜５４ 送信機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−74820（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−266168（ＪＰ，Ａ) 特開2000−36982（ＪＰ，Ａ) 特開2000−196564（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04B 1/69 - 1/713 H04J 13/00 - 13/06

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 様々な情報伝送速度を有する端末と基地
   局との間でマルチコード信号を用いて伝送するＣＤＭＡ
   通信システムにおいて、 前記端末は、前記マルチコード信号の各コード信号に優
   先順位を設け、送信すべき情報信号を並列に変換した複
   数の信号をその重要度に応じた優先順位を有するコード
   信号を用いて送信し、 前記基地局は、前記各コード信号の優先順位に応じて受
   信設備を割り当てて当該マルチコード信号を受信するこ
   とを特徴とするＣＤＭＡ通信システム。
2. 【請求項２】 様々な情報伝送速度を有する端末と基地
   局との間でマルチコード信号を用いて伝送するＣＤＭＡ
   通信システムにおいて、 前記基地局は、送信すべきマルチコード信号の各コード
   信号に優先順位を設け、送信すべき情報信号を並列に変
   換した複数の信号をその重要度に応じた優先順位を有す
   るコード信号に割り当て、該優先順位に応じて基地局送
   信設備を割り当ててそのマルチコード信号を送信するこ
   とを特徴とするＣＤＭＡ通信システム。
3. 【請求項３】 前記端末あるいは前記基地局における送
   信側の装置は、前記マルチコード信号の各コード信号に
   設定された優先順位に対応した送信電力で各コード信号
   を送信することを特徴とする請求項１あるいは２に記載
   のＣＤＭＡ通信システム。