JP3436366B2

JP3436366B2 - 無線通信用多重アクセスコーディング

Info

Publication number: JP3436366B2
Application number: JP51847593A
Authority: JP
Inventors: デント，ポール，ダブリュ．; ボットムリィ，グレゴリィ，イー．
Original assignee: エリクソンジーイーモービルコミュニケーションズインコーポレイテッド
Priority date: 1992-04-10
Filing date: 1993-04-08
Publication date: 2003-08-11
Anticipated expiration: 2018-08-11
Also published as: AU665254B2; DE69330445T2; US5353352A; HK1014321A1; FI935526A; NZ251900A; CA2110995A1; WO1993021709A1; CA2110995C; FI935526A0; EP0565506A2; SG43043A1; DE69330445D1; EP0565506A3; BR9305479A; EP0565506B1; KR100296563B1; ES2162810T3; KR940701615A; MX9301960A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、無線電話通信システムにおけるコード分割
多重アクセス（CDMA）通信技術の利用に関し、特に、ス
ペクトラム拡散通信環境において情報信号の識別および
保護のためのスクランブルシーケンスを包含した改良さ
れたCDMAエンコーディング（符号化）の方法に関するも
のである。

技術的背景セルラ（セル形）電話事業は、米国国内はもとより、
他の国々において、商業ベースで驚異的な進歩を遂げて
いる。主要都市地域における発達は、期待値をはるかに
超え、更に、システムのキャパシティ（容量）を追い越
している。このような傾向が続く場合には、急速な成長
の結果として、すぐに最小のマーケトにも達してしまう
ものと思われる。これら増大するキャパシティ要求に答
えるためには、革新的な解決が望まれると共に、高品質
のサービスを維持し、価格の上昇を回避するためにも、
革新的な解決方法が所望されている。

世界中のセルラシステムにおける一つの重要なステッ
プは、アナログ伝送からディジタル伝送へ変化させるこ
とである。また、次世代のセルラ技術を実行するため
に、有効なディジタル伝送方式（計画）を選択すること
は、同様に重要なことである。更に、家庭、事業所、街
路、自動車等において電話を掛けたり、受けたりするた
めに、簡便に携帯できる、低コストでポケットサイズの
コードレス電話を使用したパーソナル通信ネットワーク
（PCN）の第１世代が、ディジタルセルラシステムの基
本的構造の次世代のもの、およびセルラ周波数の次世代
のものを利用したセルラキャリアによって確立できるこ
とが広く知られている。これら新規なシステムに要求さ
れる特徴のキーポイントは、通信キャパシティ（容量）
の増大である。

最近、周波数分割多重アクセス（FDMA）および時分割
多重アクセス（TDMA）方法を使用することによりチャネ
ルアクセスが実現されている。図1aに示したように、こ
のFDMA（周波数分割マルチアクセス）方法において、通
信チャネルは単一の無線周波数帯域であり、この帯域中
に、信号の伝送電力を集中させている。隣接チャネル間
の妨害が、バンドパスフィルタを利用して規制され、こ
のフィルタによって、フィルタ自身の特定の周波数帯域
内においてのみ信号エネルギを通過させる。従って、各
チャネルがそれぞれ異なった周波数に割当てられてお
り、システムキャパシティ利用可能な周波数ならびにチ
ャネルの再使用に課せられた制約によって制限されてし
まう。

一方、TDMA（時分割多重アクセス）方式では、図1bに
示したように、チャネルは、同一周波数上に亘って、タ
イムインターバルの周期的な列の形態のタイムスロット
により構成されている。これらタイムスロットの各周期
はフレームと呼ばれている。所定の信号のエネルギは、
これらタイムスロットの１つのスロットに局限されてい
る。隣接チャネル間における妨害（干渉）を、タイムゲ
ートまたは他の同期化エレメントを利用することにより
制限しており、この同期化エレメントによって、適切な
時点に受信した信号エネルギのみを通過させている。従
って、異なった相対信号強度レベルからの妨害の問題を
減少させることができる。

このTDMA方式におけるキャパシティは、伝送信号をよ
り短かいタイムスロットに圧縮することによって増大で
きる。この結果、情報を、対応するより高速のバースト
レートで伝送する必要があり、それによって、占有され
たスペクトラムの大きさを、それに比例して増大させ
る。従って、図1bに示した占有された周波数帯域は、図
1aに示した帯域より大きくなる。

これらのFDMAまたはTDMA方式、またはFDMA/TDMAのハ
イブリッド方式において、最終目的としては、２つの潜
在的に干渉し合う信号が、同時に同一周波数を占有しな
いことを保証することである。これに対して、コード分
割多重アクセス（CDMA）方式では、図1cに示したよう
に、複数の信号が時間および周波数の両方において互い
にオーバーラップすることが許されている。従って、こ
れらCDMA信号のすべてが同一周波数スペクトラムを共有
している。周波数領域および時間領域の両方において、
マルチ（多重）アクセス信号が互いにオーバーラップし
ている。CDMA通信に関する種々の事項が、1991年５月の
IEEE Transaction on Vehicular Technologyの記事、
“On the Capacity of a Cellular CDMA System"（Gilh
ousen,Jacobs,Viterbi,WeaverおよびWheatlay著）に記
載されている。

代表的なCDMA方式においては、伝送すべき情報的デー
タ列（ストリーム）を、疑似ランダムコード発生器によ
って発生されたより高速のビットレートのデータストリ
ームの上に印加している。これら情報的データストリー
ムおよび高速のビットレートのデータストリームは、互
いに掛算される。このよう高速ビットレート信号と低速
ビットレートのデータストリームとを組合せることは、
情報的データストリーム信号のコード化または拡散と呼
んでいる。これら情報的データストリームまたはチャネ
ルの各々に対して、独特の拡散コードが割当てられてい
る。複数個のコード化された情報信号が無線周波数の搬
送波によって伝送され、受信機において、合成信号とし
て合併されて受信される。これらコード化された信号の
各々は、他のコード化された信号のすべての信号ならび
にノイズに関連した信号に対して、周波数および時間の
両者において重なり合っている。この合成信号を、独特
の拡散コードの一つを用いて相関関係を与えることによ
り、対応する情報信号を隔離すると共にデコード（復
号）することができる。

このCDMA通信技術に関連した多くの利点が存在してい
る。このCDMA通信技術によるセルラシステムにおける容
量制限は、このCDMA方式の広帯域特性の結果として、現
存のアナログ通信技術における容量制限の20倍まで緩和
されている。この広帯域特性とは、改良されたコーディ
ング利得／変調密度、音声アクティビテイのゲート特
性、すべてのセルにおける同一スペクトラムの区分およ
び再利用等である。事実上、このCDMAシステムは、マル
チパス（多重通路）干渉に対して影響されないと共に、
フェージングおよびスタティック作用を除去することに
より、郊外地域における性能を向上させる。高速ビット
レートのエンコーダによって音声をCDMA伝送することに
よって、音質を高品質かつ現実的にする。また、このCD
MAでは、データレートを変化させることが可能となり、
これによって、音質を多くの異なったグレードにするこ
とができる。このCDMA方式のスクランブル処理された信
号フォーマットによって、クロストークを完全に除去で
きると共に、呼出者に対する厳重なプライバシーを確保
し、また、空間／時間の不正利用から免れるための保護
を確保しながら、通話を盗聴またはトラッキングするこ
とを極めて困難にし、かつ、高価なものにする。

このようなCDMAシステムにおける多数の利点にも拘わ
らず、従来のCDMAシステムのキャパシティは、デコーデ
ィング（復号化）プロセスによって制約されている。数
多くのユーザによる通信が、時間および周波数において
重なり合っているために、正しい情報信号を適切なユー
ザに関連させる作業は複雑なものとなっている。これら
CDMA通信における実際例では、キャパシティがS/N比に
よって制限されており、このことは他のオーバーラップ
している信号およびバックグランドノイズによって生じ
る干渉の本質的な問題となっている。従って、解決すべ
き一般的な問題としては、如何にして、システムキャパ
シティを増大させるか、およびシステムの完全性および
S/N比を適切な値に維持するかである。このような問題
点の特別なものとしては、コード化された情報信号を、
他の情報信号とノイズ関連の干渉とから識別するプロセ
スを最適化することである。

また、CDMAシステムにおける解決すべきもう一つの問
題点としては、システムの安全性、および個々の加入者
のプライバシーの問題である。コード化された加入者信
号のすべてがオーバーラップしているために、一般に、
CDMAデコーディング技術は、特殊なコードを用いて、各
情報信号を既知のものから区別する必要がある。特定の
セル中で使用される実際のコードのこのような公衆上の
知識によって盗聴が誘発されてしまう。

要約各情報信号を共通のブロックエラー訂正コードでエン
コード（符号化）処理することによって、これら情報信
号の各々のエンコード処理が簡素化される。これらエン
コード処理済み信号は、高速ウォルシュ変換回路のよう
な相関装置を使用することによって容易にデコード（復
号化）処理できる。次に、コード化された情報信号に、
独特のスクランブル化用のマスク、またはシグネチャ・
シーケンスを割当てる。上記シグネチャ・シーケンス
は、ある選択された自己相関特性及び相互相関特性を有
するスクランブル用マスクの集合から得られたものであ
る。これらスクランブル用マスクは、それらに割りあて
られたコード化情報信号の信号強度に基いて順序付けら
れる。このデコード処理を強化するために、最上位の順
位のスクランブル用マスクが、最初に順序に従って選択
されて、受信した合成複合信号をスクランブル復元す
る。一般的に言えば、モジュロー２の演算を用いて、任
意の２つのスクランブル用マスクの和が、共通のブロッ
クエラー訂正コードのすべてのコードワードに対して、
大きさにおいて等しく相関されるように、スクランブル
用マスクの集合は選択される。このブロックエラー訂正
コードがウォルシュ・アダマールコードである場合、も
しモジュロー２の演算を使用して、任意の２つのスクラ
ンブル用マスクの和を求め、またその積の二進数値が＋
１及び−１値で表現される時は、この和のウォルシュ変
換によって、最高にフラットなウォルシュ・スペクトル
が得られるようになる。このようなスペクトルを有する
シーケンスを、“曲折した”シーケンスと称することも
ある。

また、減算CDMA復調技術を使用したセルラ無線電話シ
ステムに関しては、本発明では、二段暗号化システムを
組込んで、セルラシステムレベルにおける安全性と、個
々のモービル（移動電話）加入者レベルにおけるプライ
バシーとを確保している。システムレベルでは、疑似乱
数的に発生されたコードキーを用いて、特定のセルにお
ける全てのモービルステーションに対して共通なスクラ
ンブル化用のマスクの１つを選択する。また、加入者レ
ベルでは、疑似乱数的に発生された暗号化キーによっ
て、スクランブル動作の前に、個々の情報信号を暗号化
する。

図面の簡単な説明以下、本発明を種々の実施例について詳述するが、こ
れらの実施例は単に例示に過ぎず、本発明は添附図面に
図示されている。

図1a〜1cは、異なったマルチアクセス技術を使用して
チャネルをアクセスした時のプロット図である。

図２は、CDMA信号の発生方法を表わす一連のグラフで
ある。

図３および図４は、CDMA信号のデコード処理方法を表
わす一連のグラフである。

図５は、減算CDMA復調技術を表わす一連のグラフであ
る。

図６は、拡散スペクトル通システムを一般化して示し
た概略図である。

図７は、本発明の一好適実施例を実現するために用い
られるシステムの機能ブロック図である。

図８は、本発明の他の受信機のブロック図である。

図９は、本発明の他の好適実施例を実現するために用
いられるシステムの機能ブロック図である。

詳細な説明以下の説明は、ポータブルまたはモービル無線電話お
よび／または、パーソナル通信ネットワーク（PCN）を
包含したセルラー通信システムに関するものであるが、
本発明を他の通信分野に適用できることは、当業者にと
って明白なことである。更に、本発明を差分CDMA復調シ
ステムにも利用できるが、他のタイプのスペクトラム拡
散通信システムにも応用できる。

以下、図２〜図４に示した信号グラフに基いて、CDMA
復調技術を説明し、これら図面には、伝統的CDMAシステ
ムに包含されているコーディング（符号化）およびデコ
ーディング（復号化）処理における波形例が含まれてい
る。図２〜図４からの波形例を利用して、差分CDMA復調
技術の改良された性能が図５に図示されている。これら
従来のCDMA復調技術および差分CDMA復調技術に関する追
加の情報が、1992年９月29日に発行された米国特許第5,
151,919号（本願と共に、譲渡されている）に記載され
ており、更に、1991年８月２日出願の米国特許明細書第
07/739,446号（譲渡済み）にも記載されており、これら
発明を、本願明細書中に参考として引用している。

図２の信号グラフ（ａ）および（ｄ）示すような２つ
の異なったデータストリーム（データ列）は、２つの独
立した通信チャネル上で、通信すべきデジタル化情報を
表わす。情報信号１を、高速ビットレートのディジタル
コードで変調する。このディジタルコードは、この情報
信号１に対して独特なものであり、信号グラフ（ｂ）に
図示されている。説明の都合上、用語“ビット”とは、
この情報信号の二進数字または二進符号を表わすものと
する。また、用語“ビット周期”とは、情報信号の１ビ
ットの開始および終了間の時間期間を表わすものとす
る。用語“チップ”とは、高速レートのコード信号の二
進数字を表わすものとする。従って、用語“チップ周
期”とは、コード信号の１チップの開始および終了間の
時間期間を表わすものとする。本来、このビット周期
は、チップ周期より極めて大きなものである。２つの信
号波形の積である処の、この変調結果が信号グラフ
（ｃ）に図示されている。ブール表記法の下では、２つ
の二進波形の変調は、実質的に、排他的論理和動作とな
る。同様の一連の動作が、信号グラフ（ｄ）〜（ｆ）で
示したように、情報信号２に対して実行される。実際上
では、２つ以上のコード化した情報信号を、セルラー電
話通信に対して利用可能な周波数スペクトラムに亘って
拡散させている。

コード化された信号の各々を用いて、高周波（RF）搬
送波（キャリア）を変調する。この場合、二進位相変位
変調方式（BPSK）または、直角位相変位変調方式（QPS
K）等の多数の変調技術の内の１つを利用する。セルラ
ー電話システムにおいて、変調されたキャリアの各々
は、空間インターフェイスを介して伝送される。セルラ
ーベースステーションのような無線受信機において、割
当てられた周波数帯域内でオーバーラップした、全ての
信号が一緒に受信される。図３の信号グラフ（ａ）〜
（ｃ）で表わしたように、個々にコード化された信号を
加算することによって、合成信号波形（グラフ（ｃ））
を構成する。

適当なベースバンド周波数に対する受信した信号の変
調処理の後で、この合成信号のデコーディング（復号
化）処理が行われる。この受信した合成信号（図３
（ｃ））に、特定のコードを掛算することによって、情
報信号１をデコード、即ち、収縮させることができ、こ
の特定のコードは、信号グラフ（ｄ）で示すような信号
１を本来変調するために用いられるものである。この結
果として得られる信号を分析することによって、この信
号の情報ビット周期の各々の極性（ハイまたはロー、＋
１又は−１、“1"または“0"）を決定する。この受信機
のコード発生機を、如何にして、送信したコードに対し
て時間的に同期化させるかの詳細については、公知技術
に開示されている。

これらの種々の決定は、各ビット期間（周期）中のチ
ップ極性の平均または過半数を取ることによって決めて
いる。このような“ハード”な決定プロセスは、信号に
あいまい性が存在しない限りにおいて受入れられるもの
である。例えば、信号グラフ（ｆ）中の第１ビット期間
中に、平均のチップ値は＋1.00であり、この値は、ビッ
ト極性＋１を容易に表示するものである。同様に、第３
ビット期間中、平均チップ値は＋0.75であり、ビット極
性も、同様に＋１であると思われる。しかし乍ら、第２
ビット周期中では、平均のチップ値はゼロであり、過半
数または平均値テストは、受け入れ可能な極性値を与え
ることが出来ない。

このようなあいまいな状況の下では、“ソフト”決定
プロセスを利用して、ビット極性を決定する必要があ
る。例えば、逆拡散処理（即ち、拡散処理の反対処理）
の後で、受信した信号に比例したアナログ電圧を、単一
の情報ビットに相当するチップ期間の数だけ積分するこ
とができる。正味の積分結果の記号または極性によっ
て、このビット値が＋１または−１であることを表わ
す。

この信号１のデコーディングと同様に、信号２のデコ
ーディング処理を、図４の信号グラフ（ａ）〜（ｄ）に
示す。しかし、デコーディング処理の後で、あいまいな
ビット極性状況が存在しなくなる。

理論的には、このようなデコーディングスキーム（方
法）を利用して、すべての信号をデコードすることが可
能であり、これによって合成信号が形成される。理想的
には、ディジタル拡散コードが不所望な信号に対して直
交した場合には、不所望な干渉信号による悪影響を最小
限に抑えることができる（２つの二進シーケンスが、正
確にそれらのビット位置の1/2ずつ異なっている場合に
は、直交する）。しかし乍ら、或る数量だけの直交する
コードが所定のワード長に対して存在している。また、
別の問題点としては、２つの信号間の相対時間的なアラ
イメントが厳重に維持された場合のみ、直交性を維持で
きる。携帯用無線機器が終始移動しているような通信環
境へ、例えば、セルラーシステムにおいて、正確な時間
的なアライメントを確立することは困難なことである。
コードの直交性を保証出来ない場合には、ノイズ性の信
号は、例えば、自動車電話のような異なったコード発生
器によって発生させた実際のビットシーケンスと干渉す
ることがある。しかし乍ら、本来、コード化された信号
エネルギと比較して、これらノイズ信号のエネルギは通
常小さいものである。

“処理利得”はスペクトラム拡散システムのパラメー
タであり、直接拡散システムに対して、この処理利得
は、拡散、即ち符号化ビットレートの、基本的な情報ビ
ットレートに対する割合として規定される。この基本的
な情報ビットレートとは、情報ビットまたは符号当りの
チップの数である。従って、この処理利得は、本質的
に、帯域拡散率、即ち、拡散用コードと情報信号との帯
域幅の比率である。このコードビットレートが大きくな
ればなる程、情報の拡散が広くなると共に、拡散率が高
くなる。例えば、1KB（キロビット）/sec.の情報レート
を用いて1MB（メガバイト）/sec.のコード信号を変調す
ると、1000:1の処理利得を有するようになる。図２に示
したものの処理利得は、例えば8:1であり、コードチッ
プレートの情報データストリームビットレートの比率で
ある。

大きな処理利得によれば、非相関性コードを用いて変
調したノイズ信号をデコーディングする機会が減少させ
られる。例えば、処理利得を軍事関連に利用することに
よって、敵性を示すジャミング（妨害）信号の抑制度を
測定する。他の環境、例えば、セルラーシステムにおい
て、この処理利得は、同一通信チャネル上ではあるが、
所望のコードとは相関関係を有していないコードを利用
した味方の他の信号を抑圧するのに役立っている。差分
CDMA復調技術の関連において、ノイズには、敵および味
方の信号の両方が含まれており、このノイズを、注目の
信号、即ち、デコード処理すべき信号以外のあらゆる信
号として規定できる。上述した例を発展させると、10:1
の信号対干渉の割合が要求されると共に、処理利得が10
00:1の場合に、従来のCDMAシステムのキャパシティは、
同一チャネルを占有する等価なエネルギの信号が101個
まで許容されるようになる。これら101個の信号の内、1
00個の信号が、それらの元の干渉電力の1/1000まで抑制
される。従って、全体の干渉エネルギは100/1000、即
ち、1/10となり、これは、所望の情報エネルギが１であ
るものに匹敵する。干渉エネルギの10倍の情報信号エネ
ルギによって、この情報信号を正確に相関させることが
できる。

所望の信号対干渉の割合いと協働して、この処理利得
によって、同一チャネル中に許容されるオーバーラップ
した信号の数量が決定される。このことは、従来のCDMA
システムにおけるキャパシティの制限の観点であり、こ
れは、上記引用したGilhousen氏等による文献を読むこ
とによって理解出来るようになる。

従来のCDMA方式と対比して、この差分CDMA復調技術の
重要な点は、以下の認識によるものである。即ち、軍事
関連のジャミング信号の抑制の場合のように、味方のCD
MA信号の抑制は、スペクトラム拡散用復調器の処理利得
によって制限されるものでない認識である。受信した合
成信号中に含まれている他の信号の大部分は、相関関係
を確立出来ない未知のジャミング信号または環境ノイズ
である。この代り、上述したように、ノイズの大部分は
既知なものであると共に、注目の信号のデコーディング
処理に用いられる。これらノイズ信号の大部分の特性お
よびそれに対応した拡散用コードも既知である事実を、
この差分CDMA復調技術に利用することによって、システ
ムキャパシティ、および信号デコーディング処理の精度
を改善することができる。合成信号から各情報信号を単
にデコードすることより、むしろ、この差分CDMA復調技
術によっても、この情報信号をデコード処理した後で、
この合成信号から各情報信号を除去する。残存している
これら信号を、合成信号の残りの部分のみからデコード
処理する。この結果として、すでにデコード処理された
信号は、残余の信号のデコード処理に対して干渉しない
ようになる。

例えば、図５に示すように、信号２が信号グラフ
（ａ）に示したように、すでにデコード処理されてしま
った場合に、この信号２のコード化された形態が信号グ
ラフ（ｂ）および（ｃ）で示されたように再構成でき
（信号グラフ（ｄ）と（ｅ）とに示すように、信号２に
対するコードの第４チップの開始点と一致した信号２の
再構成されたデータストリームの第１ビット周期の開始
点と共に）、更に、信号グラフ（ｄ）中の合成信号から
引算され（再び、受信した合成信号の第４チップと一致
した再構成されたコード化信号２の第１チップと共
に）、これによってコード化信号１を信号グラフ（ｅ）
中に残存させるようになる。このことは、図５の信号グ
ラフ（ｅ）と、図２の信号グラフ（ｃ）（最初の３つお
よび最後のチップを移動することによって切り詰められ
た形態となる）とを比較することによって、容易に証明
できるようになる。信号１は、コード化信号１にコード
１を掛算することによって容易に再捕獲され、信号１を
再構成する。信号１および２に対するデータストリーム
のビット周期は、互いに２チップ分だけシフトしている
ので、図５の信号グラフ（ｆ）に示した再捕獲された信
号１の第１ビット周期中に、僅か６個の＋１チップのみ
が存在している。ここで重要な点は、従来のCDMAデコー
ディング方法では、信号１の第２ビット周期中の情報ビ
ットの極性が、図３の信号波形グラフ（ｆ）中の＋１ま
たは−１であることを決定出来なかったが、差分CDMA復
調技術のデコーディング技術によって、このようなあい
まいさを、信号２を合成信号から除去することによって
簡単に解決できる。

一般的なCDMAシステムを、図６を参照し乍ら、説明す
る。音声のような情報源を従来のソースコーダ20内でア
ナログフォーマットからディジタルフォーマットに変換
する。送信機ソースコーダ20によって発生したディジタ
ルビットストリームを、更に、送信機エラー訂正コーダ
22で処理して、伝送帯域またはビットレートを増大する
冗長度を追加する。例えば、プログラマブルマイクロプ
ロセッサ（図示せず）のような、適当なコントロールメ
カニズムからの拡散用コード選択信号に応答して、特定
の拡散用コード発生器24によって特定の拡散用コードを
発生する。このコード発生器としては、前述した疑似乱
数発生器が考えられる。選択した拡散用コードを、モジ
ュロー２加算器26内で、エラー訂正コーダ22からのコー
ド化情報信号と加算する。ここで、２進シーケンスのモ
ジュロー２加算演算処理は、２進論理上の排他的論理和
動作に本質的に一致するものである。このモジュロー２
加算動作によって、コーダ22からの情報の各ビットを複
数個の“チップ”に“拡散”するようになる。

この加算器26から出力されたコード化信号を用して、
高周波（RF）キャリア（搬送波）を変調する。この場
合、例えばQPSKのような変調技術の中から適当な一つの
技術を利用して、変調器28内で変調する。この変調され
たキャリアを、従来の無線送信器30によって、空間イン
ターフェイスを介して送信する。割当てられた周波数帯
域内でオーバーラップした複数のコード化信号を、例え
ば、セルラーベースステーション（基地局）のような無
線受信機32で合成信号波形の形態で、一緒に受信するよ
うになる。復調器34で、ベースバンドに復調した後で、
この合成信号をデコード（復号化）する。

この合成信号を、受信機拡散用コード発生器36から発
生した、これに対応する特定の拡散用コードで掛算する
ことによって、個々の情報信号をデコード、即ち、“逆
拡散（拡散の反意語）”する。この特定のコードは、こ
の情報信号を送信機拡散用コード発生器24に本来、拡散
するために利用した拡散用コードに対応するものであ
る。これら拡散用コードと復調された信号とをマルチプ
ライヤ38で組合わせる。数個の受信したチップは、送信
した情報の単一ビットを表わすので、マルチプライヤ38
の出力信号を、情報ビットの実際の値を得るために、特
定個数のチップに対して、順次積分することができる。
前述したように、これらビット値の決定は、各ビット期
間中に、チップの極性の平均値または過半数を取ること
によって実現できる。いずれの場合にしても、結局、マ
ルチプライヤ38の出力信号を、受信機エラー訂正デコー
ダ40に供給し、このデコーダによって、送信機エラー訂
正コーダ22によって与えられた処理を逆転し、更に、こ
の処理結果、得られるディジタル情報をソースデコーダ
42によって、アナログフォーマット（例えば、音声）に
変換する。

前述のように、理論上、このデコーディング方法を用
いて、合成信号中のすべての信号に対してデコード処理
することが可能である。理想的には、ディジタル拡散用
コードが不所望な干渉信号に対して直交している場合お
よび、これら信号間の相対タイミングが厳重に維持され
る場合において、これら干渉信号による悪影響を最小限
に抑制できる。

本発明の一好適実施例によれば、エラー訂正コーディ
ング処理は、送信すべき情報の直交ブロックコーディン
グ処理または、二直交ブロックコーディング処理に基い
て行われる。直交ブロックコーディング処理において、
送信すべき多数のビット“M"を、2^M2^Mビットの直交コー
ドワードの１つに交換する。直交コードワードをデコー
ディング処理することには、Ｎ＝2^M個のコードワードの
組合せのすべてのメンバーと相関関係を持つことが包含
される。最上位の相関関係を与えるコードワードの二進
指標によって所望の情報が生成される。例えば、０〜15
番の16個の16ビットのコードワードの相関関係にによっ
て、10番目の16ビットのコードワードにおいて最も高い
相関を生成する場合に、内在する情報信号は、４ビット
の二進コードワード1010となる（これは、十進法で整数
10であり、従って、10の指標である）。また、このよう
なコードを、〔16,4〕直交ブロックコードと称されると
共に、このコードは、拡散率Ｒ＝16/4＝４を有してい
る。これらコードワードのすべてのビットを反転するこ
とによって、情報のもう１つのビットをコードワード当
り変換する。このようなタイプのコーディング処理は、
二直交、若しくは、陪直交（bi−orthogonal）ブロック
コーディング処理として知られている。

このようなコーディング処理の重要な特徴としては、
或集合内における直交ブロックコードワードの全てに対
する同時相関が、高速ウォルシュ変換（FWT）デバイス
手段によって効果的に実行できることである。例えば、
〔128,7〕ブロックコードの場合には、128個の入力信号
サンプルが128ポイントウォルシュスペクトラムに変換
され、このスペクトラム中の各ポイントによって、同集
合内のコードワードの１つに対する入力信号サンプルの
相関値が表示される。好適なFWTのコードワードの１つ
と共に表示される。好適なFWTプロセッサが、1991年７
月２日出願の米国特許出願第735,805号（本願と共に、
譲渡されている）に記載されており、ここでは参考とし
て引用されている。

本発明の一態様によれば、このコーディング処理は、
スクランブル用マスクまたはサインシーケンスとして呼
ばれている異なった二進マスクを利用することによっ
て、各情報信号に対して独特なものであり、これによっ
てブロック・コード化された情報信号の各々をスクラン
ブル処理する。モジュロー２加算を利用して、このよう
なスクランブル用マスクを、すでにブロック・コード化
した情報に加算された結果が送信される。次に、これと
同一のスクランブル用マスクを受信機において利用し
て、この情報信号を合成信号から逆スクランブル処理す
る。

また、明らかなように、ｍ−シーケンスとしても知ら
れている、最大長のシーケンスをマスクのスクランブル
処理用に利用している。これら最大長のシーケンスは、
最大周期のシーケンスであり、これらシーケンスを、Ｋ
−段の二進シフトレジスタ（リニア帰還付き）によって
発生させることができる。このようなシフトレジスタに
よって発生させた二進シーケンスの最大周期は、2^K_1ビ
ットである。通常、スクランブル用のマスクはそのよう
な周期の１周期より構成されているので、最大周期は最
大長を意味する。最大長疑似乱数スクランブル用マスク
は、有益な自己相関特性を有しており、この特性では、
各マスクはシフトされていないそれ自身と１の相関を示
し、それ自身の任意のビットシフトを持って−1/Nの相
関性を有しており、ここでＮは、スクランブル用マスク
のビット数または長さである。原理的には、最大長シー
ケンスの異なったシフトを利用することによって、以下
の条件の下では、多数のスペクトラム拡散した信号に対
するスクランブル用マスクを得ることができる。即ち、
この条件とは、これらスペクトラム拡散した信号が、互
いに正確に、時間同期しており、これによって、所望の
相対的なビットシフトを保存している条件である。しか
し乍ら通常、多数のモービル局からの送信を、基地局に
おいて、＋／−数チップより良好な精度で、相対時間的
に整列して受信することは、実用上不可能なことである
（図２〜５に示したCDMA復調例においては、信号１と２
とに対するデータストリームのビット周期は、互いに２
チップ分だけシフトしていた）。このような状況の下で
は、最大長シーケンスは適切なスクランブル用マスクと
はならない。その理由としては、１つのマスクの時間的
整列エラーによって、正確に同様なもう１つのマスクが
現われたようになるからである。

ゴールドコードを用いて、この時間整列問題に対処す
ることができる。これらコールドコードは、時間整列し
た場合のみならず、時間整列が数ビットだけシフトした
場合に、最小の相互相関性を有するシーケンスである。
しかし乍ら、このような特性は、潜在するソース情報
が、全体のコードシーケンスに亘って、000000−−−00
または、111111−−−11の場合にのみ達成されるもので
ある。ブロックコーディング処理を利用してこの信号、
しかし、スクランブル用マスクでないものを拡散するの
で、潜在する情報ビットによって、ビット値を変化する
コードワードを構成する。従って、所望の相互相関特性
を有効な通信システムにおいて得ることは出来ない。

従来のアプローチにおける欠点を、本発明によって解
決することができる。送信機エラー訂正コーダから発生
させたコードビットを、一組のスクランブル用マスクの
一方と組合わせる。エラー訂正コーダが直交ブロックコ
ーディング処理を利用する場合には、Ｍ個の情報ビット
のブロックを、長さ2^Mビットの2^M個のコードワードの１
つを利用してコーディング処理する。本発明は、また、
二直交、若しくは、陪直交（bi−orthogonal）ブロック
コーディング処理にも適用することができ、ここでは、
2^M個のコードワード（長さ2^Mビットのもの）の１つ、ま
たは、それらの反転したワード（同時に長さ2^Mビット）
の１つを利用して、Ｍ＋１ビビットをコーディング処理
する。本発明によるスクランブル用マスクの設計によれ
ば、第一のスクランブル用マスクによってマスクされた
任意の直交コードワードと他の任意のスクランブル用マ
スクによってマスクされた任意の直交コードワードとの
相互相関を最小にすることが可能である。

前述したように、直交ブロックコードおよび二直交ブ
ロックコードを、FWT回路を利用して好適にデコーディ
ング処理することができ、このFWT回路によって、合成
（複合）信号を、Ｎ＝2^M個の信号サンプルの入力ブロッ
クの全ての可能なＮ＝2^M個のコードワードと相関させ
る。このFWTは情報欠落無し処理であり、この処理を逆
転させて、これら相関関係から元の情報信号サンプルを
再演算できる。同様に、フーリェ変換、FWTは、パーセ
ヴァルの定理を満足する。即ち、入力サンプルの平方の
和に1/N倍したものは、演算した相関の平方の和に等し
い定理である。±１値の入力シーケンスに対して、相関
が−１と１との間の値を取るようになる。直交的にコー
ディング処理された情報信号をデコーディング処理する
ことには、FWT回路によって演算された相関の何れの相
関が、最大値を有するのかを決定する処理が含まれてお
り、この最大の相関の二進指標は、デコーディング処理
した情報ビットを表わしている。二（陪）直交コーデイ
ング処理する場合は、最大値を持つ相関が決定され、情
報ビットの１つを除く全ての情報ビットに相当する指標
を与える。最終情報ビットは最大値を有する相関の符号
から決定される。

オーバーラップしている信号からの干渉によるエラー
を最小限に抑える最終目標は、これら干渉信号が変換さ
れて、デコード処理すべき所望信号に対する誤りとなっ
てしまう、１つまたはそれ以上の大きな相関を発生させ
ないことを意味する。むしろ、これら干渉信号を等しく
拡散する、即ち、すべての相関に対して同一の大きさを
有するように変換する必要がある。このように、均等に
拡散された相関の状態を、フラットウォルシュスペクト
ルと呼ぶことができる。更に、数学的な定義が以下に与
えられる。即ち、干渉エネルギを１に正規化する場合に
（即ち、入力サンプルの平方の和に1/N倍したものが１
となること）、演算した相関の各々は、±1/N^1/2の同一
値を有するようにすることである。

異なったスクランブル用マスクを用いてデコーディン
グ処理した場合に、フラットウォルシュスペクトルを禁
止する干渉信号を生じるスクランブル用マスクは、Ｎ
^1/2が整数であり、Ｎが２のべき数（即ち、Ｎ＝2^2Z,こ
こでＮ＝1,2,3−−−）、例えば、4,16,64等である場合
にのみ、得ることが可能となる。このようなフラットウ
ォルシュスペクトルを発生する。スクランブル用マスク
を構築するシステム的な手法が以下に記載されている。

構築すべきスクランブル用マスクは、直交コードワー
ドと同じ長さを有しており、この直交コードワードに
は、これらマスクがモジュロー２加算される。特定のス
クランブル用マスクが、ウォルシュ・アダマールコード
の集合のＮ個のコードワードの全てに対しモジュロー２
加算される場合に、この結果としては、Ｎ個の“スクラ
ンブル処理”されたコードワードの特定の組が得られ、
これらコードワードによって、元のウォルシュ・アダマ
ールコードセットの剰余類、即ちコセット（coset）
（即ち、もう１つのコードセット）が形成される。これ
らスクランブル用マスクを適切に選択することによっ
て、異なった剰余類のスクランブル処理されたコードワ
ード間の相関がその大きさに関して一定となるように
し、これは、これら２つの剰余類の比較およびこれら２
つのコードセット（組）内でのスクランブル処理された
コードワードの比較に無関係に一定となる。

このような特性を達成するために、任意の２組のスク
ランブル用マスクのモジュロー２の和を、“曲折した”
シーケンスにする必要がある。前述したように、これら
曲折したシーケンスは、フラットウォルシュ変換を有す
るシーケンスである。即ち、Ｎ個の可能なウォルシュ・
アダマールコードの全てに対して大きさで等しく相関さ
れるようなシーケンスである。例えば、F.MacWilliams
and N.Sloane,共著による文献The Theory of Error−Co
rrecting Codes,Parts I and II,（New York:North−Ho
lland,1977）．を参照のこと。このような特性を有する
一組のスクランブル用マスクを“理想の”組と呼ぶ。

本発明によれば、理想のスクランブル用マスクの組を
形成する方法を遂行することである。先ず、第１の方法
としては、方法“A"であり、これによって長さＮを有す
る一組のＮ^1/2個のスクランブル用マスクを発生する。
第２の方法、方法“B"によれば、長さＮを有する一組の
N/2個のスクランブル用マスクを発生する。

方法A: ｎ＝Ｎ^1/2,W₀,W₁,−−−,W_n-1を長さｎを有するｎ個
のウォルシュ・アダマールコードワードとし、更に、Ｋ
＝log₂（ｎ）とする。以下の手順によって、スクランブ
ル用マスクの組が形成される。

ステップ1. Ｋ度のガロア体GF（２）上の原子多項式Ｐ（Ｘ）を、
例えば、以下の文献のテーブルより選択する： “Table of Irreducible Polynomials over GF（２）th
rough Degree 19",National Security Agency,Washingt
on,D.C.（1957）or W.Peterson,Error−Correcting Cod
es,（New York:John Wiley ＆ Sons,1961）．（R.Marsh
著）．ここでｋ＝１ならば、ステップ１を省略できる。

例えば、ｎ＝４とｋ＝２に対しては、Ｐ（Ｘ）＝１＋Ｘ＋X²となる。

ステップ2. この原子多項式Ｐ（Ｘ）を利用して、原始エレメント
“a"を有するガロア体GF（2^k）をＰ（ａ）＝０のように
規定する。このガロア体GF（2^k）は、ｎ＝2^kエレメン
ト、即ち、0,1,a,a²,a³,−−−−a^n-2から構成されてい
る。ｋ＝１の場合には、エレメント０と１とを有する標
準のガロア体GF（２）が構成される。

上述の例において（ｎ＝４）、ガロア体GF（2²）がエ
レメント（0,1,a,a²）で形成され、ここでＰ（ａ）＝０
によってこのエレメント“a"が規定される。

ステップ3. ガロア体GF（2^k）のｎ−１＝2^k_1個のエレメントから
成るシーケンス｛1,a,a²,a³,−−−,a^n-2｝を構成す
る。即ち、ゼロ以外のすべてのエレメントから成ってい
る（ｋ＝１ならば、〔１〕となる）。

ｎ＝４に対しては、シーケンス｛1,a,a²｝が得られ
る。

ステップ4. このシーケンスの各エレメントを、それの多項式表示
で置換することによって、以下のシーケンスが得られ
る：これは、以下の様にして実行される。ガロア体GF
（2^k）内の各エレメントをｋ−１度の“a"内の多項式と
して表現でき、ｋ−1:b₀＋b₁a＋...＋b_k-1a^k-1. これら係数（b₀,b₁,...b_k-1）によって、GF（2^k）のエ
レメントの“ｋ個のエレメントの集合”表示が得られ
る。

上述の例でｎ＝４について考察する。Ｐ（ａ）＝０の
事実によって以下が与えられる：０＝１＋ａ＋a²or a²＝−１−ａ＝１＋ａこの理由は、モジュロー２演算では、＋および−は等価
なものである。従って、この例において、シーケンス
｛1,a,a²｝を｛1,a,1＋ａ｝で置換する。

ステップ5. 通常の整数演算を利用して、シーケンス内の多項式表
現の各々をａ＝２で評価する。このことによって、整数
1,2,−−−−,n−１（この順序は必然的なものでない）
のシーケンスが得られる。

例えば、ｎ＝４の場合には、シーケンス｛1,2,3｝が
得られる。

ステップ6. 各整数を、ウォルシュ・アダマールコードワードの指
標として解釈し、このシーケンス中の各整数（指標）を
この指標のｎビットのウォルシュ・アダマールコードワ
ードで置換する。これによって、（（ｎ−１）ｎ）ビッ
トのシーケンスが得られる。

例えば、ｎ＝４の場合には、このウォルシュ・アダマ
ールコードワードはW₁＝0101,W₂＝0011,W₃＝0110,とな
り、これによって、12ビットのシーケンスが得られる：
｛0101,0011,0110｝，即ち、｛010100110110｝ステップ7. 更に、ｎ−２シーケンスが、ステップ５におけるシー
ケンスと、ステップ６を繰返えす時間において、左側へ
１つだけシフトするように循環的に回転（即ち、循環的
に入れ替える）ことによって得られる（このことは、ス
テップ６におけるシーケンスの時間に左側へｎ個シフト
するように循環させることに等価なものとなる）。

例えばｎ＝４の場合に、これによって、２つの追加の
シーケンスが得られる：｛2,3,1｝に対しては｛0011,0110,0101｝＝｛001101100101｝｛3,1,2｝に対しては｛0110,0101,0011｝＝｛011001010011｝ステップ8. ステップ６および７から、シーケンスの長さをn²＝Ｎ
ビットまで、各シーケンスの前方に、ｎビットのウォル
シュ・アダマールコードワードW₀を挿入することによっ
て延長する。このコードワードはｎコードのゼロより成
る。

例えば、ｎ＝４に対しては、３個の16ビットのシーケ
ンスが以下のように得られる：｛0000010100110110｝，｛0000001101100101｝，｛0000
011001010011｝．ステップ9. n²ビットのｎ−１個のシーケンスの組が、すべてゼロ
のシーケンスと共に増加する。これは、n²個のゼロより
構成されている。例えば、ｎ＝４の場合に、これは、16
ビットのシーケンスとなる。

即ち、｛0000000000000000｝．ステップ10. 長さn²を有するｎ個のシーケンスを構成すると、これ
らシーケンスを、n²ビツトの“ベース”シーケンスをモ
ジュロー２加算することによって、ｎ個のスクランブル
用マスクの組に変換することができる。これらのスクラ
ンブル用マスクによって、長さn²（即ち、Ｎ）を有する
ｎ個（即ち、Ｎ^1/2）のスクランブル用マスクの一組を
構成する。

このベースシーケンスを選択することができるので、
スクランブル処理された情報信号は所望の自動相関特性
ならびに、相互相関特性を、エコーまたは時間的な不整
列が現われた時に保有するようになる。また、セルラー
モービル無線通信の場合には、異なったベースシーケン
スを異なったセルに割当てることができる。本例の場合
に、異なったベースステーションシーケンス間の相関特
性を考慮する。

例えば、ｎ＝４の場合に、ベースシーケンスが｛0000
111100001111｝であると仮定する。その結果として、ス
クランブル用マスクの組が以下のように与えられる：｛0000 1010 0011 1001｝｛0000 1100 0110 1010｝｛0000 1001 0101 1100｝｛0000 1111 0000 1111｝．このことによって、長さＮを有するＮ^1/2個のスクラン
ブル用マスクの理想の組を構築する方法Ａが完了するこ
とになる。

方法B: この方法Ｂでは、長さＮを有するN/2個のスクランブ
ル用マスクの組が形成される。この方法Ｂは、Kerdock
コードを構築する、長さＮを有するN²個のコードワード
のN/2個を利用することに基くものである。これらコー
ドを置換することができ、次に、方法Ａのステップ10に
おける共通のベースシーケンスに加算する。このKerdoc
kコードは“スーパーコード”であり、このコードは、N
/2個のコードセットより構成され、各コードセットは、
二直交コードである。右側への入れ替えによって、入れ
替えられたKerdockコードには、ウォルシュ・アダマー
ルコードならびに（N/2−１）の組（コセット）のウォ
ルシュ・アダマールコードが含まれている。スクランブ
ル用マスクを、一組内のすべてのコードワードに対して
与えることによって、コセットが得られる。

Kerdockコードは、循環形態の組合せ、即ち、一次リ
ード／ミュラーコードセット（N/2−１個の共通の組を
有する）によって構成されることが、前述したMacWilli
amsおよびSlane著による文献に記載されている。従っ
て、これは、N/2個のコードセットから構成され、各々
には、長さＮを有する2N個の二直交コードワードが含ま
れており、合計が（N/2）（2N）＝N²個のコードワード
（長さＮ）が発生する。各コードワードを所定の方法で
置換することによって、このKerdockコードは、以下の
ような特性を有する。即ち、１つのコードセットからの
コードワードと、他方のコードセットからのコードワー
ドとのモジュロー２の総和は、曲折したシーケンスであ
る特性である。

長さＮを有する、N/2個のスクランブル用マスクを発
生する手順は以下の通りである：ステップ1. KerdockコードのN/2個のコードセットの代表（CSR_S）
を発生させる。全体のKerdockコードを発生させる方法
は、Kerdock著による文献、“A Class of Low−Rate No
nlinear Codes,"Info.and Control,vol.20,pp.182−187
（1972）、および上記MacWilliams Sloane共著の文献の
456〜457頁に記載されている。

また、コードセット代表（CSR_S）を直接的に発生する
方法が、同じ文献（MacWilliams/Sloane共著）の457〜4
59頁に開示されている。この方法によって、各CSRの左
半部（N/2ビット）および右半部（N/2ビット）を別個に
発生する。これらＮビットのCSR（csr_j）の各々は以下
に示した形態を有する：ここで、|A|B|C|D|は、Ａ（１ビット）、Ｂ（N/2−１ビ
ット）、Ｃ（１ビット）およびＤ（N/2−１ビット）連
結を１つのシーケンスにしたものを表わし、X^j（）は、
カッコ内のものをｊ位置だけ右側へ循環的にシフトする
動作を表わし、L_j＝１＋2^j,t＝（log₂（Ｎ）−２）/2;a
nd θ_ｋ ^＊は、特別な原始等べき多項式を表わす。この
多項式は長さN/2−１を有し、シーケンスとして解釈す
ることができ、上述のMacWilliams等の文献に規定され
ている。CSRの左半部は、|A|B|より構成され、右半部は
|C|D|より構成されていることが観察出来る。csr₀は、
すべてゼロのシーケンスとして規定される。

この特別な原始等べき多項式は、ガロア体GF（2^r＝N/
2）に基くもので、ここでｒ＝log₂（N/2）である。従っ
て、GA（N/2）を用いて、Kerdockコードセット代表の各
半部を構成する。

例えば、Ｎ＝16,N/2＝8,r＝3,およびｔ＝１と仮定す
る。次に、この特別な等べき多項式（およびそれの級
数）が、上述したMacWilliams共著の文献に以下のよう
に与えられている。

θ_１ ^＊＝１＋X³＋X⁵＋X⁶＝｛1001011｝ θ_３ ^＊＝１＋X¹＋X²＋X⁴＝｛1110100｝この結果、モジュロー２演算によって以下となる。

θ_１ ^＊＋θ_３ ^＊＝｛0111111｝．従って、各CSRは以下の形態を有する： csr_J＝|0|X^j（θ_３ ^＊）|0|X^j（θ_１ ^＊＋θ_３ ^＊）｜＝|0|X^j（｛1110100｝）|0|X^j（｛0111111｝）｜ｊ＝0,1,−−−,N/2−１に対するこの等式の評価によ
って、以下の表１内に８個のCSR_Sが得られる。

ステップ２ Kerdock CSRの各々の（N/2−ビット）半分を入れ替え
ることによって、入れ替えたシーケンスの左半部および
右半部を得ることができる。

この入れ替えは、Kerdock CSR_Sの各半部を構成するた
めに利用したガロア体GF（N/2）中の原始エレメント
“a"に基づくものである。この入れ替えは、ガロア体エ
レメントを、0,1,a,a²,−−−ａ^N/2−２の順序で構成す
ることによって規定される。これらは、Kerdock CSRの
各半部内の位置０〜N/2−１に対応する。入れ替えられ
たシーケンス中の対応する位置は、各エレメントをｒ集
合（ｒ個のエレメントから成る集合）として表わし、こ
こでｒ＝log₂（N/2）であることによって得られる。こ
のｒ集合は、形態b₀＋b_1a＋…＋b_r-1a^r-1を有する。係
数b₀〜b_r-1を２のべき数の係数（即ち、b₀＋2b₁＋4b
₂＋，−−−＋2^r-1b_r-1）として解釈することによっ
て、〔0,N/2−１〕範囲における整数が得られ（b_S＝０
または１、すべてのＳに対して）、この係数b_sによって
整数の二進表示が与えられ、これによって入れ替えたシ
ーケンスの各半部における対応の位置が得られる。対応
の位置に対する二進数が丁度b_r-1,b_r-2,−−−,b₂,b₁,b
₀となっている。

例えば、Kerdockコードを構成するために使用された
ガロア体GF（８）の原始エレメント“a"が、原始多項式
Ｐ（Ｘ）＝X³＋Ｘ＋１によって規定され、これによっ
て、表２に与えられたGF（８）のエレメントの３集合表
示が得られる（前述の文献の110頁参照）。上述したア
プローチを利用することによって、入れ替えられたシー
ケンス内の対応の新規な位置を与えるシーケンスの各半
部に対する入れ替えマッピングが、以下の表２（このこ
とは、３集合を逆方向に読むことによって容易に証明で
きるようになる）。

表１内のKerdock CSRの各々に入れ替えを行なうこと
によって、以下に示した表３中に、入れ替えしたシーケ
ンスの組が得られる。

ステップ３長さＮを有するN/2個の入れ替えられたシーケンスを
構成すると、これらシーケンスは、Ｎビットの“ベー
ス”シーケンスをモジュロー２加算することによって、
N/2個のスクランブル用マスクに変換できる。前述の方
法Ａのように、このベースシーケンスを選択することが
できるので、スクランブル処理された情報信号は、所望
の自動相関特性ならびに相互相関特性を、エコーまたは
時間的な不整列状態が現われた時に保有するようにな
る。また、セルラーモービル無線通信の場合には、異な
ったベースシーケンスを異なったセルに割当てることが
できる。

上述した例においては、任意のベースシーケンスを
｛0000111100001111｝．と仮定する。この結果として、
以下の表４に示すようなスクランブル用マスクの組が得
られる。

このことによって、方法Ｂが完了し、長さＮを有する
N/2個のスクランブル用マスクの理想上の組が形成され
る。

前述したスクランブル用マスク方法ＡおよびＢによっ
て、２つの信号波形が時間的に整列した場合には、選択
したベースシーケンスやマスクに無関係に、良好な相互
相関特性を有するマスクが得られる。ベースマスクによ
って良好な自動相関特性が得られ、この特性は、信号の
エコーが存在した場合に重要なものとなる。また、この
ベースマスクによって、２つの信号が時間的に整列して
いない時、即ちエコーが存在する場合には、良好な相互
相関特性が得られる。

例えば、RAMやROMのメモリのルックアップテーブル中
にこれらスクランブル用マスクをストアすることによっ
て、本発明を、マルチアクセススペクトル拡散通信シス
テムに容易に組込むことができ、このメモリから、特定
のマスクをそれのアドレスを与えることによって検索す
る。これらスクランブル用マスクをスペクトル拡散シス
テムに実現したシステムが図７に表わされている。また
上述したように、メモリルックアップテーブルを採用す
ると記載したが、この代りに、ディジタルロジック回路
またはマイクロコンピュータのような適当なコード発生
器を用いることもでき、この発生器によって、コントロ
ール入力信号を選択することによって表わされたスクラ
ンブル用マスクをオンラインで発生することができる。

例えば、音声のようなソース情報を、ソースコーダ50
内で、Ｍ（またはＭ＋１）２進ビットのブロックに変換
すると共に、これらビットブロックをエラー訂正直交
（または二直交）ブロックコーダ52によってエンコード
（符号化）処理する。直交2^Mビットブロック、コードワ
ードを、スクランブル用マスクと一緒にモジュロー2Nビ
ットアダー53によってスクランブル処理する。このスク
ランブル用マスクは、前述したように、メモリ60内のル
ックアップテーブルから検索して形成したものである。
理想的なスクランブル用マスクの場合には、このスクラ
ンブル用マスクの組を発生させるために使用した方法に
依存して、n_A＝Ｎ^1/2またはn_B＝N/2個のスクランブル用
マスクが存在する。従って、メモリ60からの各マスクを
アドレス処理するのに必要なビットの数は、b_A＝log
₂（n_A）またはb_B＝log₂（n_B）であり、また、特定のス
クランブル用マスクと組合わされたb_Aビットまたはb_Bビ
ットのスクランブル用マスク選択アドレスをメモリ60に
送給することによって、このマスクがメモリから検索さ
れると共に、ブロックコード化信号にモジュロー２加算
される。

特定のスクランブル用マスクを検索したり、選択的に
アドレス処理したりする能力は、信号が受信した合成信
号からデーコード（復号化）される順序を決定するのに
重要なものとなる。例えば、強いコード化情報信号が最
初にデコードされると共に、弱い信号がデコードされる
前にこの合成信号から除去される場合には、これらスク
ランブル用マスクを、それらに組合わされたコード化情
報信号の強度によって順位を付ける必要がある。前述し
た参考文献による特許出願に従ったCDMA差分復調におい
て、最強の情報信号に相当したスクランブル用マスク
を、コーディング処理用に選ぶようにする。この信号を
除去した後で、次の最強の情報信号に相当するスクラン
ブル用マスクを、最弱の信号がデコードされるまで、選
択等の処理を行なう。

Ｎビット加算器53からのマスク処理されたブロックコ
ードワードを、パラレル／シリアル（並列／直列）変換
／変調器54に供給し、ここでは、これらコードワードが
高周波キャリア上に印加される。この変調された信号を
増幅すると共に、送信機56およびアンテナ58を介して送
信する。

受信機では、アンテナ61で受信した合成信号を、受信
機の復調器62に供給し、この復調器62によって合成信号
を復調、サンプリングおよびディジタル化する。シリア
ル／パラレル変換器64によって、シリアルサンプルを信
号サンプルのパラレルブロック（このブロックは複雑な
ものであり、同相および直角信号成分に対応する）に変
調する。受信機において、各情報信号がデコードされる
順序は、スクランブル用マスクメモリ66に供給された、
スクランブル用マスク選択アドレスb_Aまたはb_Bを受信す
ることによって決定される。特別設計のＮ−サンプル掛
算器68において、シリアル／パラレル変換器64でバッフ
ァ処理されたＮ個のパラレルサンプルの各々に対して、
メモリ66から検索したスクランブル用マスクに依存し
て、＋１または−１を掛算する。このような掛算を実行
する１つの方法としては、ディジタルサンプルの各ビッ
トを、対応するスクランブル用マスクビットで、排他的
論理和演算することである。例えば、Ｎ個のディジタル
サンプルの最初が1011で、第１スクランブル用マスクビ
ットが−１に相当する場合に、Ｎ個の出力サンプルの最
初は0100である。受信したサンプルが複雑な場合には、
異なったスクランブル用マスクを、同相および直角成分
に用いることができる。

逆スクランブル処理された信号を、ブロックデコーダ
70でデコード（復号）する。このデコーダ70にはFWT回
路72が設けられている。最大の相関強度（二直交コー
ド）または最大相関値（直交コード）を有する変換成分
のインデックス（指標）は、順位／選択回路74によって
デコード処理された情報として決定されると共に選択さ
れる。多数の入力値の内の最大入力値を決定するのに適
当なデバイスが、1993年２月16日に発行された米国特許
第5,187,675号（譲渡されている）に記載されている。
本明細書においては、簡単のために、用語“大きさ（マ
グニチュード）”を用いて、直交コードおよび二直交コ
ードの両方の相関性を表わしている。このFWT回路72
は、復調器62と変換器64とによって、複素数信号サンプ
ルを供給する場合に、この複素数で動作することが好ま
しく、このことは、受信信号の位相が未知の場合のよう
なケースで行われる。デコード処理されたＭビットまた
はＭ＋１ビットの情報を、アナログ形態の例えば音声に
変換するためのソースデコーダ70によって受信する。

上述したように発生したスクランブル用マスクを利用
して、受信機で選択されたスクランブル用マスクとは異
なったマスクを有する信号からの干渉が、少なくとも理
論上、FWT回路の相関出力の各々に対して均等に分布し
ている。スプリアスピークが発生しないので、最大の相
関をデコード処理済み情報として決定する場合における
エラーが発生する危険性は少なくなる。

マルチアクセススペクトム拡散通信において、異なっ
た信号線からの相関性を組合わせる（即ち、信号および
それのエコーからのエネルギを収集すること）RAKEの方
法を利用することは、受信機にとって非日常的なことで
はない。図７に示したシステムに対しては、このこと
は、図８で示したように、FWT回路72と順位／選択回路7
4との間のRAKE結合エレメント73として現われるように
なる。このFWT回路のＮ個の出力の各各に対して、異な
った信号の到着時間の結果が、この順位／選択回路に送
給される前に、重み付けされると共に累積される。これ
ら異なった到着時間に相当したデータがシリアル／パラ
レル変換器64によって与えられる。更に、また、WRAKE
結合と称される新しい方法を、従来のRAKE結合器の代り
に利用することもできる。このRAKE結合技術および新規
な有効なWAREアプローチが、1992年３月25日出願した米
国特許明細書第857,433号（譲渡されている）に詳述さ
れている。

これらスクランブル用マスクまたはサインシーケンス
の長さＮが、２の奇数のべき数（即ち、Ｎ＝2^2Z-1,ここ
でＺ＝1,2,3,−−−）の場合に、理想的な相関特性が得
られなくなる。換言すれば、これらスクランブル用マス
クを、以下のように形成することが出来ない。即ち、あ
らゆる２の和が曲折シーケンスであり、これが、Ｎ個の
ウォルシュ・ハダマールコードワードのすべてに対し
て、その大きさが等しく相関されるように形成すること
である。しかし、この場合には、“半分曲折した”シー
ケンスを利用することができ、このシーケンスは、Ｎ個
のコードワードの半分に対して、その大きさが等しく相
関すると共に、他の半分に対してゼロ相関関係を有する
シーケンスである。従って、スクランブル用マスクの組
を以下のように、構成することができる。即ち、あらゆ
る２の和が半分曲折したシーケンスであるように構成で
きる。このような特性を有する一組のスクランブル用マ
スクを、“セミアイディアル”セットと称する。

本発明によれば、これらスクランブル用マスクのセミ
アイディアルセットを構成するためには２つの方法が存
在している。まず第１の方法では、方法Ａまたは方法Ｂ
（これら２つの方法A,Bは、すでに説明してあり、スク
ランブル用マスクのアイディアル（理想）セットを形成
するものである）を用いて、長さＮ′を有する（Ｎ′）
^1/2個またはＮ′/2個のスクランブル用マスクの一組
（セット）を発生させ、ここでＮは２の奇数のべき数で
ある。長さＮ′を有するこれらスクランブル用マスクの
いずれか２つのモジュロー２総和は、曲折したシーケン
スであり、これは、Ｎ′＝2Nの長さのＮ′＝2N個のコー
ドワードに対して、大きさで等しく相関関係がある。従
って、各々のスクランブル用マスクの最後の半分（即
ち、Ｎビット長）が欠落し、Ｎ′/2＝Ｎの長さのマスク
が残るようになる。この結果として、長さＮを有する、
これら切頭形のスクランブル用マスクの２つのモジュロ
ー２総和は、長さＮのシーケンスとなり、このシーケン
スは、長さＮ′/2＝Ｎを有する、最大でもＮ′/4＝N/2
個のみのコードワードに対して、それの大きさにおいて
等しく相関するようになる。従って、使用した方法に依
存して、長さＮを有する（2N）^1/2個またはＮ個のスク
ランブル用マスクから成る一組が、あらゆる２つのスク
ランブル用マスクの総和が半分曲折されて形成される。

スクランブル用マスクのセミアイディアルセットを形
成する第２の方法では再度、上述した方法ＡまたはＢを
用いて、長さＮ′を有する（Ｎ′）^1/2個またはＮ′/2
個のスクランブル用マスクからなる１セットを発生さ
せ、ここでＮ′＝N/2で、Ｎは２の奇数のべき数であ
る。長さＮ′のこれらスクランブル用マスクのいずれか
２つの総和は、曲折したシーケンスであり、このシーケ
ンスは、Ｎ′＝N/2の長さを有するＮ′＝N/2個のコード
ワードに対してその大きさが等しく相関するようにな
る。従って、長さＮ′のシーケンスに対して、それ自身
のコピーが付加され、長さ2N′＝Ｎのマスクが与えら
れ。この代りに、異なったマスクのコピーを、それ自身
のコピーに対して付加する代わりに、各マスクに付加す
ることもできる。従って、長さＮを有する、これら複写
されたスクランブル用マスクのいずれか２つのマスクの
モジュロー２総和を、長さ2N′＝Ｎを有する、最大でも
Ｎ′＝N/2個のコードワードに対しても、その大きさが
等しく相関させることができる。従って、採用した方法
に依存して、長さＮを有する（N/2）^1/2個またはN/4個
のスクランブル用マスクの１セットを、これら２つのマ
スクの和が半分曲折されるように形成する。

Ｎが２の偶数および奇数のべき数の両方の場合には、
上述した方法によって十分な大きさのスクランブル用マ
スクの組を生成することは出来ない。これらの組を、更
に多くのスクランブル用マスクによって増大することが
できるが、２のモジュロー２総和のようなマスクは、最
早、曲折または半分曲折したシーケンスではなくなる。
しかし乍ら、これらの組を有効に増加できるので、２つ
のマスクのモジュロー２の和を、少なくとも或小さな
組、若しくは、部分集合（サブセット）から成るコード
ワードに対して、それの大きさを等しく相関させること
ができる。このように、コードワードの小さな組に対し
て、その大きさが等しく相関すると共に、残余のコード
ワードに対して相関しないシーケンスを、“部分的に曲
折した”シーケンスと称する。

スクランブル用マスクの理想的なセット（組）とセミ
アイディアルなセットを増大させるために、２つの方法
（方法１と２）を採用することができる。両方法では特
別なマスクを用い、これらマスクは、本来の理想的なセ
ットまたはセミアイディアルなセットにおける各スクラ
ンブル用マスクにモジュロー２加算されている。これら
特別なマスクの各々によって、スクランブル用マスクの
もう１組を形成すると共に、これら組を組合せてスクラ
ンブル用マスクの増大した組を形成することができる。
“U"を、本来の理想的な組またはセミアイディアルな組
におけるスクランブル用マスクの数量とした場合に、増
大した組におけるマスクの数がSUとなり、ここでＳは特
別なマスクの数である。これらの特別なマスクを、長さ
ＬのＰ個のパターンを連結することによって形成する。
ここでPL＝Ｎであり、ＰとＬは２のべき数である。

上述の方法１によれば、２つのパターンが存在してい
る。即ち、すべてゼロのパターン（Ｌ個のゼロ）および
すべて１のパターン（Ｌ個の１）が存在する。方法Ａま
たはＢを利用して、長さＰを有するSi個のスクランブル
用マスクの組が形成される（これら２つの方法A,Bは、
すでに説明してあり、スクランブル用マスクの理想の組
を形成するもので、またこれら理想の組は、スクランブ
ル用マスクの“良好な”組としも知られており、この良
好な組：は、これら組のメンバー間の、最小相互相関関
係を有するような“良好な”相関特性を有するからであ
る。これら長さＰを有するスクランブル用マスクの各々
を長さＮを有する特別なマスク（相補マスク）まで展開
でき、これは、各“0"をＬ個のゼロのパターンで置換す
ると共に、各“1"をＬ個の１のパターンで置換すること
によって達成される。次に、長さＮを有するＵ個のスク
ランブル用マスクの本来の組を、S₁U個のマスクまで増
大でき、これは、各々の特別なマスクを元の組のＵ個の
マスクに対してモジュロー２加算することにより実現す
る。

例えば、方法Ａによって生成した16ビット長の４個の
スクランブルマスクの前述の例の組を考案する。方法１
を利用して、この組を増大させるために、長さＰ＝４の
スクランブル用マスクの一組が必要となる。この組に対
する方法Ａを利用することによって、２つのマスク｛00
00｝および｛0001｝が生成される。各０ビットを４個の
ゼロで置換すると共に、各１ビットを４個の１で置換す
ることによって、以下のような２個の特別なマスクが生
成される：｛0000 0000 0000 0000｝｛0000 0000 0000 1111｝．第１の特別なマスクを元の組に適用することによっ
て、元の組のエレメントが得られる。

｛0000 1010 0011 1001｝｛0000 1100 0110 1010｝｛0000 1001 0101 1100｝｛0000 1111 0000 1111｝．第２の特別なマスクを元の組に適用することによっ
て、新しい組のエレメントが以下のように得られる。

｛0000 1010 0011 0110｝｛0000 1100 0110 0101｝｛0000 1001 0101 0011｝｛0000 1111 0000 0000｝．従って、これら特別なマスクの両者を利用して、16ビ
ット長の８個のスクランブル用マスクの増大された組が
得られるようになる。

方法２において、各々の特別なマスクは、単一のＬビ
ットのパターンをＰ回繰返えしたものより構成される。
長さＬを有するS₂個のスクランブル用マスクの一組を、
方法ＡまたはＢを用いて構成する。これら長さＬのマス
クの各々をＰ回だけ繰返えし、これによって長さＮを有
するS₂個の特別なマスク（パターンマスク）を生成す
る。方法１のように、各特別なマスクを、Ｕ個のスクラ
ンブル用マスクの元の組にモジュロー２加算することに
よって、Ｕ個の新規なスクランブル用マスクを形成す
る。従って、S₂U個のスクランブル用マスクの増大した
組が形成される。

例えば、方法Ａで形成した16ビットの長さを有する４
個のスクランブル用マスクの前述した例の組について再
考する。方法２を利用して、この組を増大するために、
長さＬ＝４を有する一組のスクランブル用マスクが必要
となる。この組のために方法Ａを利用することによっ
て、再度、２つのマスク、即ち、｛0000｝および｛000
1｝が形成される。各パターンをＰ＝４回だけ繰返えす
ことによって、以下のように２つの特別なマスクが生成
される。

｛0000 0000 0000 0000｝｛0001 0001 0001 0001｝．この第１特別マスクを元の組に適用することによっ
て、元の組のエレメントが以下のように得られる。

｛0000 1010 0011 1001｝｛0000 1100 0110 1010｝｛0000 1001 0101 1100｝｛0000 1111 0000 1111｝．また、第２の特別なマスクを元の組に適用することに
よって、新しい組の以下のようなエレメントが得られ
る。

｛0001 1011 0010 1000｝｛0001 1101 0111 1011｝｛0001 1000 0100 1101｝｛0001 1110 0001 1110｝．従って、両方の特別なマスクを用いることによって、
16ビット長を有する８個のスクランブル用マスクの増大
した組が得られる。

また、これら方法１および２は、それぞれを個々に組
合せて、（S₁＋S₂）個の特別マスクを生成するように利
用することが出来き、または、これら方法を互いに適用
することによってS₁S₂＝S_T個の特別なマスクを生成する
ことができる。この結果として、S_TU個ものスクランブ
ル用マスク（ここでＵは元の組（方法ＡまたはＢ）にお
けるスクランブル用マスクの数に相当する）を発明する
ことができる。

例えば、上述の例において形成した特別なマスクにつ
いて考察する。方法２の第１特別マスクを、方法１の特
別なマスクの両者に適用することによって、方法１の特
別なマスクが得られる：｛0000 0000 0000 0000｝｛0000 0000 0000 1111｝．方法２の第２の特別マスクを第１方法の特別なマスク
の両者に適用することによって、新たな２つの特別なマ
スクが得られる。

｛0001 0001 0001 0001｝｛0001 0001 0001 1110｝．従って、方法１と２とを利用して、４個の特別なマス
クが得られる。一般に、S₁＝S₂＝２の場合を除いて、S₁
S₂＞S₁＋S₂である。

第１の特別なマスクを元のセットに適用することによ
り、以下のような元のセットが得られる：｛0000 1010 0011 1001｝｛0000 1100 0110 1010｝｛0000 1001 0101 1100｝｛0000 1111 0000 1111｝．また、第２の特別なマスクを元のセットに適用するこ
とによって、以下のような新しいセット（方法１で遭遇
している）が得られる：｛0000 1010 0011 0110｝｛0000 1100 0110 0101｝｛0000 1001 0101 0011｝｛0000 1111 0000 0000｝．また、第３の特別なマスクを元のセットに適用するこ
とによって、以下のような新しいセット（方法２で遭遇
している）が得られる：｛0001 1011 0010 1000｝｛0001 1101 0111 1011｝｛0001 1000 0100 1101｝｛0001 1110 0001 1110｝．第４の特別なマスクを元のセットに適用することによ
って、以下のような新しいセット（未だ遭遇していな
い）が得られる：｛0001 1011 0010 0111｝｛0001 1101 0111 0100｝｛0001 1000 0100 0010｝｛0001 1110 0001 0001｝．セルラー通信システムは、各セルにおいて、複数のベ
ースステーション（基地局）とユーザとから構成されて
いる。アップリング伝送（ユーザからベースステーショ
ンへ）およびダウンリンク伝送（ベースステーションか
らユーザへ）の両方に対して、隣接したセル信号また
は、隣接していないセル信号からの干渉を以下の方法に
よって最小限度に抑制できる。即ち、異なったスクラン
ブル用信号を異なったセル内の信号に対して注意深く割
当てることにより抑制できる。この問題は、最近のセル
ラーモービル無線システムにおける周波数の割当てに類
似している。

所望の相関特性を有するスクランブル用のマスクの組
を形成するスクランブル用マスクには所定の決められた
数量が存在する。全体のスクランブル用マスクの内、良
好な相関特性を有する、少ない組のスクランブル用マス
クが存在する一方、異なった少ない組のマスク間の相関
特性は、良好なものではない。また、これらスクランブ
ル信号以上の信号が存在する場合には、これらスクラン
ブル用マスクを再使用する必要がある。干渉を最小限に
抑えるために、良好な相関特性は、良好相関特性（即
ち、すべてのコードワードに対する２つのスクランブル
用マスクの和の平均相関が最小になるような特性）を有
するスクランブル用マスクを近接状況の下（例えば、同
一セル内または隣接のセル内）で使用する必要がある。
また、このように良好ではない相関特性（即ち、すべて
のコードワードに対する２つのスクランブル用マスクの
和の平均相関が最小値より大きくなるような特性）を有
するスクランブル用マスクは、かなり離れて（例えば、
隣接していないセル内）使用する必要がある。これら相
関特性には、２つのスクランブル用マスクの和のすべて
のコードワードに対する平均相関関係を包含させること
ができ、ここで、これらマスクの１つを他のマスクに対
してシフトさせている。

前述の方法を詳述すると、SU個のスクランブル用マス
クの増大された組が発生され、ここでＳは使用した特別
のマスクの数（Ｓ＝S₁,S₂,またはS₁S₂）である。このよ
うな方法によって、Ｕ個のマスクのＳ個のサブセットが
存在する。同一のサブセットからの２つのマスクは、異
なったサブセットからの２つのマスクに比べて、良好な
相互相関特性（即ち、すべてのコードワードに対して、
平均値として低い相関関係を、マスクの総和が有するこ
と）を有する。

この特性は、マスクをCDMAシステムにおける異なった
信号に割当てることによって、活用できる。極めて近接
した地域の信号を同一のサブセットからのマスクに割当
て、他方、互いに離間した信号を異なったサブセットか
らのスクランブル用マスクに割当てることができる。

例えば、セルラーシステム中の各セルを、Ｕ個のマス
クのＳ個のサブセットの１つサブセットに割当てること
ができる。所定セル内の信号を、このセルに割当てられ
たサブセットからのマスクに割当てる。従って、各サブ
セットは最適な相関特性（即ち、２つのスクランブル用
マスクの和が曲折または、半分曲折している）を有する
ので、干渉が最小限に抑制される。従って、各セル内に
おいて、利用可能なスクランブル用マスクがＳ＋Ｕの形
態のものであり、ここでＳはＳ個の特別なマスクの１つ
であり、ｕは、Ｕ個のマスクの元のセットにおけるマス
クの１つであり、“＋”はビット毎のモジュロ−２加算
を表わす。従って、セル内で使用されたすべてのマスク
は、同じ特別なマスクＳを有しており、これは、基地局
識別（ID）マスクとして考えることができる。このマス
クｕを以下ユーザIDマスクと称する。従って、Ｓ個の基
地局IDマスクとＵ個のユーザIDマスクをストアまたは発
生させることによって、送信機または受信機は、SU個の
スクランブル用マスクのいずれかを得ることができる。
通常、このことは、すべてのSU個のマスクを個々にスト
アまたは発生させることに比べて、相当経済的である。

最初の数値例に対して、マスク長をＮ＝128ビットと
する。方法ＢによるＮが２の奇数のべき数である場合
に、上述したマスクを発生する第２の方法によって、12
8ビット長のN/4＝32個のスクランブル用マスクが得られ
る。128ビットまで延長された。127ビット長の単一の最
大長を有するシーケンスを、32個のスクランブル用マス
クの全部に加算することができる。これによって、Ｕ個
のマスクの１つのサブセットが得られ、ここでＵ＝32と
なる。

完全なマスク（方法１）およびパターンマスク（方法
２）の両方を利用して、このセットを増大する場合に、
長さＬのＰ個のパターンを用いて、Ｐ×Ｌ＝Ｎ＝128と
なる。これら完全なマスク（方法１）に対して、Ｐを16
に選択すると共に、Ｌを８と選択するものとする。方法
Ｂを利用して、P/2＝８個の完全なマスクが得られる。
パターンマスク（方法２）に対して、Ｐを8,Lを16とす
る。

方法Ｂを利用して、これによってL/2＝８個のパター
ンマスクが得られ。これら完全マスクおよびパターンマ
スクの両方を一緒に利用することによって、８×８＝64
個の特別なマスクが得られる。従って、32個のマスクの
34個のサブセットが存在している。この結果、64種類の
基地局IDマスクと、32種類のユーザIDマスクとが存在す
るようになる。僅か８個の基地局IDマスクのみが必要な
場合には、パターンマスクまたは完全マスクを用いて、
32種類のユーザIDマスクの８個のサブセットが得られ
る。

また、第２の数値例（Ｎ＝128）としては、Ｎが方法
Ａの下で２の奇数のべき数の場合に、マスクを発生させ
る上述の第１方法によって、128ビット長を有する（2
N）^1/2＝16個のスクランブル用マスクが得られる。ま
た、上述した第１の数値例における同一の８個のパター
ンマスクと同一の８個の完全マスクとを用いて、64種類
の基地局IDマスクと16種類のユーザ（信号）IDマスクを
得ることができる。

また、別の例として、512個のスクランブル用マスク
を、16個の基地局IDマスクと32個のユーザIDマスクを利
用して形成できる。32個のスクランブル用マスクの１セ
ット（組）を、特定のセルで起る、最大でも32個の会話
に割当てる。32個のスクランブル用マスクのもう１セッ
トを、隣接のセル中に起る、最大でも32個の会話に割当
てる。この方法によって、16種類までの基地局／セル
に、それらに独特な十分なマスクを与えることが可能と
なり、これによって同一周波数チャネル上に、32個まで
の会話をサポートできる。更にまた、このマスクセット
を、16個の基地局IDマスクおよび32個のユーザIDマスク
に因数分解することができ、これにより、いずれの所望
のマスクを、値を有するようになる。特定の自動車が利
用する32個のユーザIDマスクの何れかを（循環的でなく
静止的に割当てられている場合に）、コールセットアッ
プ中の基地局によってこの自動車に伝送する。以下に説
明する疑似乱数的に循環されたマスク割当の場合には、
特定の自動車によって使用すべきオフセット数を、コー
ルセットアップ中の自動車に対して、基地局によって伝
送する。周辺の基地局で使用している基地局IDマスク
を、基地局によって放送チャネルを使ってコール中のす
べての自動車上に伝送する。この基地IDが静止的となる
のに対して、この基地IDと組合わされたユーザID所望の
基地局IDマスクに、所望のユーザIDマスクをビット幅モ
ジュロ−２加算することによって生成することができ
る。この結果として、512個マスクから16＋32＝48個の
マスクまでの記憶要求を減少することができる。

更に、マスク間の相互相関性がすべて均等に低いもの
でない場合には、同一セル内で使用した32個のマスクの
各セットを選ぶことができると共に、従って、互いに干
渉する可能性が高くなり、最小の相互相関性を有し、他
方、異なったセル内の異なったセットにおけるマスクの
相互相関性がより大きなマスク選択が循環的となる。こ
の理由としては、自動車の局が、固定の基地局IDコード
に対して、容易に聴えるようにするためで、これによっ
て、どの基地局が聴えることが可能となるかを証明す
る。

Ｎが２の奇数のべき数であるような状況の下、または
n_A＝Ｎ^1/2またはn_B＝N/2個以上のスクランブル用マスク
を所望する場合には、所望のウォルシュスペクトラムの
平坦な特性を実現することができない。この場合には、
平坦でないスクランブル用マスク（これは、可能な限り
平坦であるべきである）を、コンピュータ探索によって
実行される数値的な合成手法によって発生させることが
好適である。この平坦でないマスクを利用して、干渉相
関の不均一な分布を平均化することが所望されており、
これによって、相互相関の平均レベルより高いレベルを
有する特定のペアの直交コードワードを回避するか、ま
たは、特定のコードワード／情報ビットブロックが平均
のエラーレートより大きくなるのを回避するようにな
る。不均一による悪影響は、以下に説明するように、マ
スクを選択するためのスステマチックまたは疑似乱数カ
ウンタを駆使して、スクランブル用マスクの選択を循環
的に実行することにより縮減できる。

このようなアプローチは、コードホッピングの形態で
あり、これは、周波数ホッピングのアイディアに類似し
ており、このアイディアをあらゆるCDMAシステムに適用
できる。このシステムはコードの固定のセットまたはサ
インシーケンスを採用している。これらCDMAシステム
は、情報信号をＬコードシンボルのブロックにエンコー
ド処理しているものとして見ることができる。次に、各
ブロックを、長さＬを有するスクランブル用マスク（即
ち、サインシーケンス）で押圧する。例えば、伝統的な
CDMAによって情報ビットを、Ｌ回だけ効果的に繰返えし
（エンコード処理）、次に、長さＬのスクランブル用マ
スクを与える（長さＬのシーケンスまたは長さＬのサブ
シーケンスである）。

後述するような方法によって、直交コードホッピング
形態が得られ、ここでは、同一グループ内の２つの信号
（例えば、セルラーシステム内のセルまたはセルのかた
まり）によって、同一時刻に、同一サインシーケンスが
使用されない。この直交コードホッピングの代りに、セ
ミコードホッピングが存在し、ここでは、ホッピングシ
ーケンスが、以下のように設計されている。即ち、同一
グループ内の２つの信号によって、まれに、同一サイン
シーケンスを使用するように設計される。この代用例
は、利用可能なサインシーケンス以上の信号が存在する
場合に利用される。第３番目の代用例は、ランダムコー
ドホッピングであり、ここでは、各信号のサインシーケ
ンスが、他の信号とは別個に、疑似乱数方法によって選
択されるようになる。このような代用例は、より簡単に
実行できるが、性能は低下する。

信号に対してスクランブル用マスクの割当てが固定さ
れていると共に、これらスクランブル用マスクの組のメ
ンバー間の相互相関関係が平坦でない時に（例えば、こ
の組の２つのメンバーのモジュロ−２の和が曲折したシ
ーケンスでない場合）、悪条件が発生して、２つの信号
間の相関の平均レベルより大きなレベルを有する、これ
ら２つの信号が、互いに永久的に干渉し合って、平均範
囲より大きくなる。このような悪条件は、信号に対する
スクランブル用マスクの割当て作業を以下の方法によっ
て時間的に変化、即ち、循環的に実行する。即ち、これ
ら信号は、あらゆる時刻において、独特なマスクを依然
として受信するようにするが、相互間の相関の平均レベ
ル以上のレベルを表わす信号が常に同一信号でないよう
にする。例えば、所定の信号との強力な相関関係を表わ
す干渉信号を、或る時刻では微弱信号とし、他の時刻で
は、強力信号とすることができるが、この干渉信号は、
常に、強力な信号であるとは限らない。従って、悪い干
渉条件は永久的にものでないが、一過性のものである。
このような効果を日常的に表現すれば、苦痛は均等に分
担されるので、或るものに対して許容できなくなる代り
に、すべてに許容できるようになる。

これが信号に対するスクランブル用マスクの時間変化
的（循環的）な所望の割当て作業は、コードワードカウ
ンタの関数として、疑似乱数を発生することによって達
成される。このように発生された疑似乱数は、すべての
送信機および受信機において同一なものである。送信機
−受信機の各組によって何時でも異なったスクランブル
用マスクが選択され得るように確立するために、この偽
似乱数を第１信号用のゼロによってオフセットし、第２
信号用の１によってオフセットし、また、モジュロ−ｔ
加算を利用してオフセットする。ここで“t"はこの組に
おけるスクランブル用マスクの数量である。このような
方法で、ｔ個の異なる信号をそれぞれ独特に保証する
が、スクランブル用マスクの時間変化選択を保証する。
このオフセット偽似乱数を利用して、スクランブル用マ
スクの組を含んだメモリをアドレス付けし、各瞬時に印
加するスクランブル用マスクを取出すことができる。

異なった信号に対する選択動作間に、更にランダムな
関係を与えるために、オフセット偽似乱数を特定のスク
ランブル用マスクに対してマッピングするアドレス順位
を、他の偽似乱数を利用して、時間から時間へ変化させ
ることもできる。このような変化は、この第２の偽似乱
数を第１のオフセット偽似乱数にモジュロ加算したり、
および／またはスクランブル用マスクメモリに対してア
ドレス動作する前に、この第２偽似乱数を用いて第１オ
フセット偽似乱数のセットを循環することによって実現
する。

当業者によれば、本発明を、同様に他のタイプの通信
システムに利用できることは知られているが、本発明を
セルラー無線電話通信システムに利用できる。差分復調
を採用したLDMDベースのセルラーシステムにおいては、
本発明に従って発生させたスクランブル用マスクの各セ
ット（組）によって、各セル内における伝送のプライバ
シーが保護されている。換言すれば、適当な直交ブロッ
クコードを利用して、合成信号をデコードしたとして
も、この情報信号をスクランブルを解除する前に、どの
スクランブル用マスクが各モービル通信に割当てられて
いるかを知る必要がある。しかし乍ら、受信した合成信
号からそれ自身の信号をデコードする各モービルステー
ションにとっては、このセル内の他のモービル（自動
車）から受信したより強力な信号をデコードすると共に
除去できるようにする必要がある。この差分デコーディ
ング処理の結果として、セル内の各モービルは、このセ
ルと組合わされた基地局と通信する、すべての他のモー
ビルに割当てられたスクランブル用マスクについて認識
する必要がある。

更に、これらスクランブル用マスクは、この特定のセ
ルによるサービスを受けているすべてのモービルに対し
て利用可能なコードキーに基いて、偽似乱数的な手法で
選択され得るものである。このセル内の複数のモービル
が他の会話を聞くことを防止するために、本発明の好適
実施例によれば、個々の情報信号のブロックコーディン
グ処理およびスクランブル処理の前に、個々の情報信号
を暗号化することによって、個々の会話のプライバシー
を確保できる。このモービルおよびこれと組合わされた
基地局のみが、自己の暗号化キーを認知している。

図９を参照し乍ら、本発明の特徴である、システムの
安全性および個人のプライバシーについて以下に説明す
る。ソースコーダ80によって、音声情報をディジタル形
態のものに変換すると共に、この情報を、続行する直交
（または二直交）ブロックコーディング処理のためのＭ
（またはＭ＋１）情報ビットのブロックに集める。図９
には、Ｍビットの例のみが図示されているが、Ｍ＋１ビ
ットの例は、図９のいずれの場所で、ＭをＭ＋１で置換
することによって簡単に実現できる。本発明にとって本
質的な要件ではないが、このソースコーダ80には、従来
のエラー訂正コーディング能力を持たせることも可能で
ある。直交コーディング処理の前に、Ｍビット（または
（Ｍ＋１）ビット）のブロックを、Ｍビット（または
（Ｍ＋１）ビット）の加算器82内で、特定の暗号化ビッ
トシーケンスをモジュロ加算することによって、個個に
暗号化する。この暗号化ビットシーケンスは、送信機シ
ーケンス発生器84によって形成される。

暗号キーK1およびコードキーK2の関数として発生させ
た偽似乱数を、Ｍビット加算器82によって、ソースエン
コーダ80からの情報と組合せることによって、暗号化情
報信号を発生する。次に、これら暗号化情報信号を、ス
ペクトラム拡散エンコード処理する。このエンコード処
理は、直交ブロックコーダ86内で、直交または二直交ブ
ロックエラー訂正コーディング動作を利用して実行さ
れ、選択されたスクランブル用マスクをブロックコード
にビット幅の排他的論理和回路88内で適用する前に行わ
れる。

このＭビットの暗号化ブロックを、直交ブロックコー
ダ86内で直交的に（または二直交的に）エンコード処理
する。このブロックコーダ86によって、Ｎビットのエン
コード処理された信号ブロック（直交エンコードまたは
二直交エンコードに対して、Ｎ＝2^Mまたは2^M-1）を発生
する。この信号ブロックを、並列排他的論理和回路88内
でビット幅の排他的論理和演算する。この場合、送信機
スクランブル用マスクのメモリ90から検索したスクラン
ブル用マスクと一緒に演算処理し、次に、シリアルビッ
トストリーム（ビット列）に変更すると共に、機能ブロ
ック92で表わしてあるように、無線搬送波に対して変調
する。この変調された信号を適当な増幅器94によって増
幅すると共に、アンテナ96によって送信する。

N₁ビットのアドレスをスクランブル用マスクメモリ90
に与えることによって、このメモリ90内のマスクのルッ
クアップテーブルから、スクランブル用マスクを選択す
る。従って、N₁は、このメモリ90に対するアドレスのビ
ット数であり、2^N1は、このメモリ90内のスクランブル
用マスクの最大数であり、これらマスクは、N₁ビットア
ドレスで個別にアドレス処理出来る。本実施例の重要な
特徴点としては、特定のルックアップテーブルアドレス
によって検索したスクランブル用マスクの循環的な、ま
たは偽似乱数的な変化である。この結果、独特なスクラ
ンブル用マスクを発生させる必要があると共に、このマ
スク選択手法を偽似乱数的に変化させる必要がある。こ
のテーブルアドレスは、コードキーK2として呼ばれるN₁
ビットのシーケンスによって部分的に且つ好適に決定さ
れる。アクセスコードを検索して特定のスクランブル用
マスクを選択した場合に、このコードキーK2を、N₁ビッ
ト加算器98内でモジュロ演算を用いて受信したアクセス
コードと組合せることもできる。

好適には、コードキーK2を偽似乱数的に発生させない
で、むしろ一定であるようにし、これによって、スクラ
ンブル用マスクを選択するために発生させる偽似乱数的
の動作を決定するようにする。後述するように、このコ
ードキーK2によって、実際のスクランブル用マスクのア
ドレスが各モービルステーション毎に偽似乱数的に変化
するように確保する。加算器82を、ビット幅の排他的論
理和（OR）回路、モジュロ−２Ｍビット加算器、また
は他の等価的回路で構成することが可能である。

モジュロ−２加算器を変形することによって、例え
ば、K1のような種々の暗号化キーを発生することがで
き、これは、この加算器のビットキャリー接続部分の数
を変更することにより実現できる。Ｍビットの入力ブロ
ックの各々を、暗号化キーK1シーケンスおよび後述する
ようなコードキーK2シーケンスに依存して、独特な出力
ブロックに対して、マッピングすることが必要である。
好適には、必要なプライバシーを達成するために、暗号
化キーK1を個々のモービルステーションに対して特定化
することは勿論である。また、この暗号キーK1を新たな
Ｍビット入力ブロック毎に変化させることも可能で、こ
れによって、このキーK1は一回の会話中に何回も変化す
るようになる。従って、目標の受信機は、それの受信機
シーケンス発生器を、送信機シーケンス発生器84と同期
させる必要がある。

この同期化動作は、送信機シーケンス発生器84を、フ
レームカウンタ100のようなシステム的に時間変化する
カウンタでドライブすることによって実現する。次に、
これら受信機および送信機によって、信号ブロックのど
のフレーム番号またはブロック番号が同期動作のために
デコードされているかを調整する。初期フレームカウン
タの一致およびそれの維持についての詳細については、
本明細書では説明しない。その理由は、暗号化システム
の時間同期は、通信分野では周知なものであるからであ
る。

スクランブル用マスクの乱数的な選択を行なう偽似乱
数発生器84によって、同一値が、相互に特定な選択動作
が要求されている送信機−受信機の各々において発生す
るようにする。従って、これら機器の各々は、同一シス
テムコードキーK2を保有する必要があり、これは、マル
チビットディジタルコントロールワードであり、偽似乱
数発生器84によって発生させた偽似乱数に依存してい
る。このシステムコードキーK2を、１つのセル内、１つ
のネットワーク内、１つの国内または国際間で利用する
ことができ、この場合には、このコードキーを偽似乱数
発生器の設計で永久的に確立することが可能となる。こ
の代りに、モービル送信機−受信機でプログラミングす
るかまたは、特定のセルまたはネットワークに対して、
このコードキーK2を受信する手段を設けることができ
る。このような手段には、モービルをプログラミングユ
ニットに物理的に接続したり、モジュールまたはコード
カードをこのモービル内に挿入したり、このモービル
を、マイクロフォン音響カップラーを介してプログラミ
ングユニットに音響的に接続したり、ネットワークコー
ドキーK2を発生するために利用されるネットワークか
ら、空中を経て情報を受信することが包含されている。

このような目的のために使用されたコードキーK2は、
多数の異なったユーザによって広範的に知られているの
で、盗聴に対する安全性は、それ程高いレベルが得られ
ない。従って、このような盗聴に対して保護される好適
なシステムには、各ユーザに対して特定される暗号キー
K1が用いられる。

モービルステーションにおいて、正しいシステムコー
ドキーK2を確立するために種々の手順が必要とされるの
で、独特なユーザ暗号キーK2の援助によってユーザプラ
イバシーを好適に実現するためには、各ユーザに対する
基地局で正しい暗号キーK1を確立する手順が必要とな
る。これら種々の手順には、モービルステーション自身
のIDコードを空中に送出して、それ自身の識別作業（ネ
ットワークに対する）が含まれており、次に、このネッ
トワークは秘密のデータベースを参照するようになる。
このデータベースには、暗号キーがモービルIDコードに
対応して記憶されており、これによって正しい暗号キー
K1が得られる。モービルステーションおよびネットワー
クステーションの両方にとって、このような検索された
キー１と即席的に発生させた偽似乱数とを組み合せるこ
とは有益なことであり、１回または数回の会話中のみに
利用される臨時の暗号キーK1を発生するためのものであ
る。このような即席的に発生された偽似乱数を、以下の
認証プロセス中にネットワークからモービルステーショ
ンへ送信することができ、このプロセスにおいては、米
国特許第5,091,942号で記載されているように、このモ
ービルが誰れを呼び出すかを認証している。

スクランブル用マスクを偽似乱数的に選択するメリッ
トとしては、前述した悪い干渉状況の発生を回避させる
ことであり、ここでは隣接したセル内の２つの信号が、
相互相関の平均値より大きな値を有するスクランブル用
マスクに偶然に割当てられてしまう状況であると共に、
干渉が起り且つ持続するようなモービルステーションの
配置の状況である。スクランブル用マスクの選択が偽似
乱数的に変化することに伴って、このような干渉状況
は、転移的にのみ存在するもので、その理由としては、
次のブロックコード期間中に、これら２つのスクランブ
ル用マスクを、相対的に異なった配列状況の異なった対
を成すモービルステーションに対して割当てるからであ
る。

図９の受信機の部分は、送信機のハードウェア部分に
類似したハードウェアを有している。受信機／復調器10
2によって、アンテナ104から合成信号が受信され、この
信号をベースバンド周波数に復調し、更に、シリアル信
号をＮビットのパラレル信号サンプルまたはブロックに
変換する。前述したように、これら信号サンプルを、同
期および直角成分から得られた複素数とすることができ
る。これら信号ブロックを、特別設計されたＮ−サンプ
ル掛算器106中で、受信機スクランブル用マスク記憶デ
バイス108から検索され、且つ、適当に選択されたスク
ランブル用マスクと組み合せる。

特別設計されたＮ−サンプル掛算器106において、受
信機／復調器102によって得られたＮ個のパラレルサン
プルの各々に、＋１または−１を掛算する。これは、記
憶デバイス108によって得られたスクランブル用マスク
に依存して、＋１または−１を掛ける。従って、サンプ
ルが通過したり、無効にされるようになる。この掛算動
作の一方法としては、ディジタルサンプルの各ビット
を、対応のスクランブル用マスクビットで、排他的論理
和演算することで実現する。例えば、Ｎ個のディジタル
サンプルの最初のものが1011で、最初のスクランブル用
マスクビットが−１に相当する場合には、Ｎ個の出力サ
ンプルの最初のものは0100となる。

この掛算器106によって発生された、スクランブルが
解かれた信号を、例えば、上記差分復調手法を駆使する
ことによって、直交ブロックデコーダ110でデコード
（復号化）処理する。このデコード処理された信号は、
受信機シーケンス発生器112で発生した適当な暗号キーK
1と、Ｍビット加算器114におけるデコード処理された信
号とを組合わせることによって、スクランブルを解除す
る。エラー訂正コードを、ソースデコーダ116中のスク
ランブル解除されたディジタル情報から除去すると共
に、この除去されたディジタル情報を音声に変換する。

図９において、図８に関連して説明したRAKE結合エレ
メントは、上述の直交ブロックデコーダ110の一部を構
成する。異なった到来時間に相当するデータを、受信機
／復調器102によって得る。

受信した合成信号のスクランブルを解除する時に利用
したスクランブル用マスクを、受信機シーケンス発生器
112に与えられたコードキーK2によってその一部分が決
定される。このコードキーK2と、アクセスコードとをN₁
ビット加算器118内で組合せる。このアクセスコード
は、この受信機システムによって放送された情報により
表示された、未使用のアクセスコードのリストから、こ
のシステムによって選択される。N₁ビット加算器118に
よって、受信機スクランブル用マスクメモリ108に供給
されるＮビットのアドレスを発生する。

受信機シーケンス発生器112によって、すべてのメモ
リアクセスに対して、同一の偽似乱数N₁ビットシーケン
スを発生するように構成し、すべてのスクランブル用マ
スク記憶アクセスに対して共通であるコードキーK2にの
み依存するシーケンスを有するようにする。特定のアド
レスメモリアクセス用の偽似乱数シーケンスを、以下の
ように発生させる。即ち、オフセットを、そのアクセス
に追加し、前述したような記憶されたスクランブル用マ
スクの数量法として発生する。このプロセスは、以下に
おいて他の方法によって説明する。

或るグループ内の各モービルに、特定のスクランブル
用マスクを割当てる。例えば、４つのスクランブル用マ
スクM0,M1,M2,M3が存在している場合に、これらマスク
を４つの信号S0,S1,S2,S3に以下のように割当てる。

S0→M0 S1→M1 S2→M2 S3→M3 この代りに、これらマスクを23種類の他の方法のいず
れか１つの方法で割当てることもできる。即ち S0→M2 S1→M0 S2→M3 S3→M1 これら種々の方法間でこの割当てを偽似乱数的に変化
させる一方、各信号に対して、依然として独特な割当を
保証することが好ましい。この割当てを偽似乱数的に行
なう第１方法としては、各モービルトランシーバにおい
て、同じ方法を利用して偽似乱数を発生させるので、同
一の偽似乱数を得るようになる。例えば、この数を３と
する。従って、各モービルトランシーバによって、異な
ったオフセット、例えば、それ自身の信号数を、この同
一の偽似乱数に追加するので、この結果として、信号S0
により０が３に付加されて、３（M3）、信号S1により１
を３に付加して４が得られ、これをモジュロ−４で減少
させて０（M0）となり、信号S2により２を３に付加して
５が得られ、これをモジュロ−４で減少させて（M1）と
なり、ならびに信号S3により３を３に付加して６とな
り、これをモジュロ−４で減少させて２（M2）となる。
他の偽似乱数０−２を用いて開始すると、以下のような
割当ての可能となる：上述の24種類の方法の内、僅か４つの方法のみが存在
し、これにおいて、信号にコードが割当てられている。

割当てをランダム的に実行する第２方法も採用でき
る。この方法には、第２の偽似乱数を発生する方法が包
含されており、この乱数を、オフセットおよび第１偽似
乱数（これは上述した割当てられたマスク番号と同一な
ものである）にモジュロ・加算する。ビット幅モジュロ
−２加算を選択して、これの効果を表わすことができ
る。従って、４種類の２ビットパターン00,01,10,11
を、上述したスクランブル用マスクのアドレス（マスク
番号）に対して、ビット幅モジュロ−２加算し、その結
果が以下のような割当になる：例えば、４番目のコラムから８番目のコラムを発生す
るために、ビット幅モジュロ−２加算により、01を４番
目のマスク番号の２進数表示に加える。この結果とし
て、信号S0に対しては、11＋01＝10モジュロ−２、これ
により信号S0はM2となる。また信号S1に対しては、00＋
01＝01モジュロ−２、これによりS1はM1となり、更に、
信号S3に対しては、10＋01＝11モジュロ−２、これによ
りS3はM3となる。

２つの偽似乱数と共に発生させたこれらパターンのい
くつかは、１つの偽似乱数と一緒に発生したパターンと
同一なものとなる。しかし乍ら、異なったパターンの数
は、４から８個に増大した。

また、この割当て作業をランダム的に行なう第３の方
法としては、偽似乱数発生器からの別のビットを用い
て、アドレスビットの入れ替えを制御する。上述の方法
では、アドレスの順序を逆転することによってのみ他の
入れ替え方法が得られるので、０によって０までマッピ
ングされ、１によって２までマッピングされ、またこの
逆も成立し、更に、３によって３までマッピングされ、
この結果として、以下のパターンが得られるようにな
る。

例えば、前の16種の割当てからこれら16種の割当を発
生させるために、M1とM2とを何れの場所において、単に
交替させるだけで良い。このことによって、更に、８種
類の異なったパターンが形成され、24組の割当てから16
種類が、現在、包含されたことになる。

２より大きな、多数のアドレスビットを有することに
よって、選択動作をランダム的に行なえる可能性が多数
存在することが明らかであり、これは、例えば、オフセ
ット、第１偽似乱数、および／または第２偽似乱数の加
算に利用されたモジュロ演算を変化させることにより実
現するものである。

暗号マシーンによって、秘密のコードまたは秘密のキ
ーに依存した方針に従って、偽似乱数を発生し、通常、
これはメッセージの長さに対して固定またはより長いも
のである。しかし乍ら、この偽似乱数ストリームは、メ
ッセージ中に依然として変化したままである。通常、こ
の暗号マシーンによって発生された偽似乱数のシーケン
スを“キーストリーム”として称し、更に、このキース
トリームを生成するための方法を決定する秘密のコード
を、“キー”とか、“キー変数”とか、“暗号変数”と
か称している。また、このキーからキーストリームを発
生するマシーンの一部分を、“キー発生器”と称してい
る。これは、偽似乱数、秘密のキーを発生する他のマシ
ーンと区別されるもので、これら秘密のキーでこの暗号
マシーンをプログラムする。混乱を回避するために、こ
のような他の暗号マシーンを、“キー発生器”として呼
ばないで、“キー管理ユニット”と称するものとする。
このキー管理ユニットによって発生させたキーを暗号マ
シーンまで伝送して、“充てんガン”を利用して、電気
的に注入する。

セルラーシステムにおいて、会話を暗号化するために
使用するキーを、一回の会話のためだけに使用すること
もある。これを“会話キー”または“話し変数”と呼ん
でいる。そのような臨時のキーは、固定キーを任意の数
と混合することによって発生され、この任意の数は、例
えば、基地（ネットワーク）からモービルへ送られる。
このことは、スクランブル用マスクをドライブする偽似
乱数発生器の場合には適切なものでない。その理由は、
この偽似乱数発生器によって、すべてのステーションに
おいて、オフセットする前に、同一のシーケンスを発生
させる必要があるからである。しかし乍ら、臨時の会話
キーを発生させる技術を、CDMA拡散処理する前に、ソー
スコード化された情報を暗号化する偽似乱数発生器に応
用することも可能である。

もう１つの簡単な例は、偽似乱数スクランブル用マス
クアドレスを、何に循環的に発生させるかを表わす場合
に有効である。５個のスクランブル用マスク（M0,……,
M4）が設計されている場合に、３ビットアドレス（N₁＝
３）を用いてこれら５個のマスクの内の１つを選択する
ことができる。特定の時刻に、受信機シーケンス発生器
12によって２のオフセットを発生させた場合に、ゼロの
アクセスコードを２でオフセットし、この結果として、
スクランブル用マスク数２（M2）の選択が実行される。
この代りに、３のアクセスコードを、５のスクランブル
用マスクアドレスに対してオフセットさせる。課せられ
たモジュロ−５の制約のため、僅か５個のスクランブル
用マスクがストアされているので、実際上、計数値５を
０にリセットする。この結果として、アクセス３は、マ
スクアドレス０（M0）となる。同様に、アクセス１によ
ってアドレス３（M3）をオフセットし、アクセス２によ
ってアドレス４（M4）をオフセットし、ならびにアクセ
ス４によってアドレス６をリセットし、これによって１
（M1）をリセットする。これは、モジュロ−５制約が存
在するからである。また、オフセット数を偽似乱数的に
変化させるので、アドレスは偽似乱数的に変化する。

これらスクランブル用マスクの数が２のべき数、即
ち、2^N1の場合に、N₁ビット加算器98,118を、モジュロ
−2^N1加算器、またはビット幅モジュロ−２加算器（ビ
ット幅排他的論理和）とすることができる。これらスク
ランブル用マスクの数が合成数（因数の積、これらの全
部またはいくつかを同一または相違させることができ
る）Ｌ＝n1,n2,n3,……，の場合に、この加算器98を、
モジュロ−Ｌ加算器、または各因数または基数に対して
それぞれ独立したモジュロ−n1,モジュロ−n2,モジュロ
−n3,……加算器の組合せたものとすることができる。
更に簡単に偽似乱数を発生させることもでき、２のべき
数である範囲に亘って数の偽似乱数のシーケンスを発生
できることは明らかである。

上述した説明から明らかなように、スクランブル用マ
スクの利用して、信号およびユーザ信号の制御のために
適用できる。実際上、これらスクランブル用マスクの固
定された組を、信号の制御用のみの最適な相関特性と共
に利用することが望ましいものである。これら最適な相
関特性によって、異なった制御信号間の干渉を最小限に
抑えられる。セルラーシステムにおいて、これら相関特
性によって、近接セル中の制御信号間の干渉も最小限に
抑えられる。これら制御信号またはチャネルには、放
送、ページング（呼出し）、同期化およびパイロットチ
ャネルが包含されている。スクランブル用マスクのデー
タやアドレスを暗号化するために、偽似乱数を利用する
技術は、このチャネルが制御チャネルの場合には、利用
出来るか、または利用出来ない。

また、前述した方法および機能を、適切に構成され
た、汎用のディジタル信号処理回路／コンポーネントに
よって実施できることは、当業者であれば理解できる。
しかし乍ら、良好な効率のために、特別に設計された特
定用途集積回路（ASICs）が好適である。

本発明の特別な実施例について詳述してきたが、本発
明はこれに限定されるものではない。当業者であれば、
種々の変更を加え得るものである。これら変形例は、開
示した発明および請求の範囲内で実現されるものであ
る。

フロントページの続き (72)発明者ボットムリィ，グレゴリィ，イー. アメリカ合衆国27511 ノースカロライナ州キャリィ，マーロットコート 100 (56)参考文献国際公開92／000639（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04B 1/69 - 1/713 H04J 13/00 - 13/06 H04Q 7/38

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】スペクトル的に重複する情報信号の同時通
信のための通信システムにおいて、個々の情報信号をブロックの符号語に符号化する手段
と、最適の相関特性を有するスクランブル用マスクの集合か
ら、各ブロックの符号語に対するスクランブル用マスク
を発生する手段と、独特にスクランブルされた符号語の各々を得るために、
異なるスクランブル用マスクを符号語の各々と組合わせ
る手段と、通信チャネルを通して、前記スクランブルされた符号語
を送信する手段とを含む送信機であって、前記集合内のどれか１つのスク
ランブル用マスクと、前記集合内の他のマスクのどれか
とのモジュロー２の和は、前記符号語の各々と大きさに
おいて実質的に等しく相関される１つのシーケンスを生
じる、送信機。
【請求項２】請求項１記載の送信機において、前記実質
的に等しい相関は、実質的にフラットなウォルシュ・ア
ダマールスペクトルを生じ、所望信号のスクランブル用
マスクで以てデスクランブルした後では、干渉信号が全
ての可能ウォルシュ・アダマール符号語と大きさにおい
て実質的に等しく相関する、送信機。
【請求項３】スペクトル的に重複する情報信号の同時通
信のための通信システムにおいて、個々の情報信号をブロックの符号語に符号化する手段
と、最適の相関特性を有するスクランブル用マスクの集合か
ら、各ブロックの符号語に対するスクランブル用マスク
を発生する手段と、独特にスクランブルされた符号語の各々を得るために、
異なるスクランブル用マスクを符号語の各々と組合わせ
る手段と、通信チャネルを通して、前記スクランブルされた符号語
を送信する手段とを含む送信機であって、前記最適の相関特性の性質は、前記集合内の前記スクラ
ンブル用マスクのどれか１つと他のマスクのどれか１つ
とのモジュロー２の和が曲折したシーケンスとなる性質
を含む、送信機。
【請求項４】スペクトル的に重複する情報信号の同時通
信のための通信システムにおいて、個々の情報信号をブロックの符号語に符号化する手段
と、最適の相関特性を有するスクランブル用マスクの集合か
ら、各ブロックの符号語に対するスクランブル用マスク
を発生する手段と、独特にスクランブルされた符号語の各々を得るために、
異なるスクランブル用マスクを符号語の各々と組合わせ
る手段と、通信チャネルを通して、前記スクランブルされた符号語
を送信する手段とを含む送信機であって、前記最適の相関特性の性質は、前記スクランブル用マス
クのどれか２つのモジュロー２の和により生じるシーケ
ンスは、部分的に曲折したシーケンスである性質を含
む、送信機。
【請求項５】スペクトル的に重複する情報信号の同時通
信のための通信システムにおいて、個々の情報信号をブロックの符号語に符号化する手段
と、最適の相関特性を有するスクランブル用マスクの集合か
ら、各ブロックの符号語に対するスクランブル用マスク
を発生する手段と、独特にスクランブルされた符号語の各々を得るために、
異なるスクランブル用マスクを符号語の各々と組合わせ
る手段と、通信チャネルを通して、前記スクランブルされた符号語
を送信する手段とを含む送信機であって、前記スクランブル用マスクのどれか２つのモジュロー２
の和は、前記符号語の半分と大きさにおいて実質的に等
しく相関し且つ前記符号語の他の半分とは実質的に零相
関であるシーケンスとなる、送信機。
【請求項６】請求項５記載の送信機であって、前記実質
的に等しい相関は、部分的にフラットで且つ部分的には
零のウォルシュ・アダマールスペクトルに対応する、送
信機。
【請求項７】スペクトル的に重複する情報信号の同時通
信のための通信システムにおいて、個々の情報信号をブロックの符号語に符号化する手段
と、最適の相関特性を有するスクランブル用マスクの集合か
ら、各ブロックの符号語に対するスクランブル用マスク
を発生する手段と、独特にスクランブルされた符号語の各々を得るために、
異なるスクランブル用マスクを符号語の各々と組合わせ
る手段と、通信チャネルを通して、前記スクランブルされた符号語
を送信する手段とを含む送信機であって、前記スクランブル用マスクのどれか２つのモジュロー２
の和は、部分集合を成す前記符号語と大きさにおいて実
質的に等しく相関し且つ残余の符号語とは実質的に零相
関である、送信機。
【請求項８】請求項７に記載の送信機であって、前記実
質的に等しい相関は、部分的にフラット、且つ部分的に
零のウォルシュ・アダマールスペクトルに対応する、送
信機。
【請求項９】スペクトル的に重複する情報信号の同時通
信のための通信システムにおいて、個々の情報信号をブロックの符号語に符号化する手段
と、最適の相関特性を有するスクランブル用マスクの集合か
ら、各ブロックの符号語に対するスクランブル用マスク
を発生する手段と、独特にスクランブルされた符号語の各々を得るために、
異なるスクランブル用マスクを符号語の各々と組合わせ
る手段と、通信チャネルを通して、前記スクランブルされた符号語
を送信する手段とを含む送信機であって、前記スクランブル用マスクは、ウォルシュ・アダマール
符号語の置換、カードック符号語の集合の置換、又はカ
ードック符号語の集合のいずれかを使用して形成され
る、送信機。
【請求項１０】請求項９記載の送信機であって、スクラ
ンブル用マスクの集合は、前記集合内の他のスクランブ
ル用マスクに基礎シーケンスを加算することによって生
成されるスクランブル用マスクを含む、送信機。
【請求項１１】請求項９記載の送信機であって、各符号
語に対する前記スクランブル用マスクは、セミアイディ
アル相関特性を有するスクランブル用マスクの第２の集
合の中のそれぞれ１つであり、前記第２の集合の中のス
クランブル用マスクは最適の相関特性を有するスクラン
ブル用マスクの最後の半分を除外することによって形成
される、送信機。
【請求項１２】請求項11記載の送信機であって、前記第
２の集合のスクランブル用マスクは該集合内の各マスク
に特別のマスクの集合の内の任意のマスクをモジュロー
２加算することにより拡大されて、該拡大された第２の
集合が良好な相関特性を有する、送信機。
【請求項１３】請求項12記載の送信機であって、前記良
好な相関特性は任意の２つのスクランブル用マスクのモ
ジュロー２の和が、部分集合を成す前記符号語と大きさ
において実質的に等しく相関し、残余の符号語に対して
は実質的に零相関となることを含む、送信機。
【請求項１４】請求項12記載の送信機において、前記特
別のマスクを形成する際に、良好な相関特性を持つ更に
短い長さのスクランブル用マスクの集合が形成される方
法に従って全部ゼロ又は全部１から成る小さい長さのシ
ーケンスを連結すること、前記更に短い長さのスクラン
ブル用マスクの集合の内の各スクランブル用マスクの各
ゼロ（０）を全部ゼロの小さい長さのシーケンスで置換
すること、及び前記更に短い長さのスクランブル用マス
クの集合の内の各スクランブル用マスクの各１（１）を
全部１の小さい長さのシーケンスで置換することにより
前記特別のマスクが形成される、送信機。
【請求項１５】請求項12記載の送信機において、良好な
相関特性を持つ更に短い長さのスクランブル用マスクの
集合の内のどれかのマスクである更に短い長さのシーケ
ンスを繰り返すことによって、前記特別のマスクが形成
される、送信機。
【請求項１６】請求項12記載の送信機において、前記特
別のマスクは、第１集合の特別のマスクと第２集合の特
別のマスクとの全ての可能なモジュロー２の和により形
成され、該第１集合の形成に際しては、良好な相関特性を持つ更
に短い長さのスクランブル用マスクの集合が形成される
方法に従って全部ゼロ又は全部１から成る小さい長さの
シーケンスを連結すること、前記更に短い長さのスクラ
ンブル用マスクの集合の内の各スクランブル用マスクの
各ゼロ（０）を全部ゼロの小さい長さのシーケンスで置
換すること、及び前記更に短い長さのスクランブル用マ
スクの集合の内の各スクランブル用マスクの各１（１）
を全部１の小さい長さのシーケンスで置換することによ
り前記第１集合が形成され；前記第２集合の形成に際しては、良好な相関特性を持つ
更に短い長さのスクランブル用マスクの集合からのどれ
かのマスクであるから成る更に短い長さのシーケンスを
繰り返すことにより該第２集合が形成される、送信機。
【請求項１７】請求項９記載の送信機において、各符号
語に対する前記スクランブル用マスクは、セミアィディ
アル相関特性を有するスクランブル用マスクの第２の集
合の中のそれぞれ１つであり、前記最適の相関特性を有
するスクランブル用マスク及び前記第２の集合の和は符
号語の半分と大きさにおいて等しく相関されて残りの半
分とは零相関である半分曲折したシーケンスを生じ、前
記第２の集合の中の前記スクランブル用マスクは最適の
相関特性を有する各スクランブル用マスクを、該スクラ
ンブル用マスク自体のコピーによって拡張することによ
って形成される、送信機。
【請求項１８】請求項17記載の送信機において、前記第
２の集合のスクランブル用マスクは、該集合内の各マス
クに特別のマスクの集合の内の任意のマスクをモジュロ
ー２加算することにより拡大されて、該拡大された第２
の集合が良好な相関特性を有する、送信機。
【請求項１９】請求項18記載の送信機において、前記良
好な相関特性は任意の２つのスクランブル用マスクとの
モジュロー２の和が、部分集合をなす前記符号語と大き
さにおいて実質的に等しく相関し、残余の符号語に対し
ては実質的に零相関となることを含む、送信機。
【請求項２０】請求項18記載の送信機において、前記特
別のマスクを形成する際に、良好な相関特性を持つ更に
短い長さのスクランブル用マスクの集合が形成される方
法に従って全部ゼロ又は全部１から成る小さい長さのシ
ーケンスを連結すること、前記更に短い長さのスクラン
ブル用マスクの集合の内の各スクランブル用マスクの各
ゼロ（０）を全部ゼロの小さい長さのシーケンスで置換
すること、及び前記更に短い長さのスクランブル用マス
クの集合の内の各スクランブル用マスクの各１（１）を
全部１の小さい長さのシーケンスで置換することにより
前記特別のマスクが形成される、送信機。
【請求項２１】請求項18記載の送信機において、良好な
相関特性を持つ更に短い長さのスクランブル用マスクの
集合の内のどれかのマスクである更に短い長さのシーケ
ンスを繰り返すことによって、前記特別のマスクが形成
される、送信機。
【請求項２２】請求項18記載の送信機において、前記特
別のマスクは、第１集合の特別のマスクと第２集合の特
別のマスクとの全ての可能なモジュロー２の和により形
成され、該第１集合の形成に際しては、良好な相関特性を持つ更
に短い長さのスクランブル用マスクの集合が形成される
方法に従って全部ゼロ又は全部１から成る小さい長さの
シーケンスを連結すること、前記更に短い長さのスクラ
ンブル用マスクの集合の内の各スクランブル用マスクの
各ゼロ（０）を全部ゼロの小さい長さのシーケンスで置
換すること、及び前記更に短い長さのスクランブル用マ
スクの集合の内の各スクランブル用マスクの各１（１）
を全部１の小さい長さのシーケンスで置換することによ
り前記第１集合が形成され；前記第２集合の形成に際しては、良好な相関特性を持つ
更に短い長さのスクランブル用マスクの集合からのどれ
かのマスクであるから成る更に短い長さのシーケンスを
繰り返すことにより該第２集合が形成される、送信機。
【請求項２３】請求項９記載の送信機において、各符号
語に対する前記スクランブル用マスクは、セミアィディ
アル相関特性を有するスクランブル用マスクの第２の集
合の中のそれぞれ１つであり、前記最適の相関特性を有
するスクランブル用マスク及び前記第２の集合の和は符
号語の半分と大きさにおいて等しく相関されて残りの半
分とは零相関である半分曲折したシーケンスを生じ、前
記第２の集合の中の前記スクランブル用マスクは最適の
相関特性を有する各スクランブル用マスクを、最適の相
関特性を有する他のスクランブル用マスクによって拡張
することによって形成される、送信機。
【請求項２４】請求項23記載の送信機において、前記第
２の集合のスクランブル用マスクは、該集合内の各マス
クに特別のマスクの集合の内の任意のマスクをモジュロ
ー２加算することにより拡大されて、該拡大された第２
の集合が良好な相関特性を有する、送信機。
【請求項２５】請求項24記載の送信機において、前記良
好な相関特性は任意の２つのスクランブル用マスクとの
モジュロー２の和が、部分集合をなす前記符号語と大き
さにおいて実質的に等しく相関し、残余の符号語に対し
ては実質的に零相関となることを含む、送信機。
【請求項２６】請求項24記載の送信機において、前記特
別のマスクを形成する際に、良好な相関特性を持つ更に
短い長さのスクランブル用マスクの集合が形成される方
法に従って全部ゼロ又は全部１から成る小さい長さのシ
ーケンスを連結すること、前記更に短い長さのスクラン
ブル用マスクの集合の内の各スクランブル用マスクの各
ゼロ（０）を全部ゼロの小さい長さのシーケンスで置換
すること、及び前記更に短い長さのスクランブル用マス
クの集合の内の各スクランブル用マスクの各１（１）を
全部１の小さい長さのシーケンスで置換することにより
前記特別のマスクが形成される、送信機。
【請求項２７】請求項24記載の送信機において、良好な
相関特性を持つ更に短い長さのスクランブル用マスクの
集合の内のどれかのマスクである更に短い長さのシーケ
ンスを繰り返すことによって、前記特別のマスクが形成
される、送信機。
【請求項２８】請求項24記載の送信機において、前記特
別のマスクは、第１集合の特別のマスクと第２集合の特
別のマスクとの全ての可能なモジュロー２の和により形
成され、該第１集合の形成に際しては、良好な相関特性を持つ更
に短い長さのスクランブル用マスクの集合が形成される
方法に従って全部ゼロ又は全部１から成る小さい長さの
シーケンスを連結すること、前記更に短い長さのスクラ
ンブル用マスクの集合の内の各スクランブル用マスクの
各ゼロ（０）を全部ゼロの小さい長さのシーケンスで置
換すること、及び前記更に短い長さのスクランブル用マ
スクの集合の内の各スクランブル用マスクの各１（１）
を全部１の小さい長さのシーケンスで置換することによ
り前記第１集合が形成され；前記第２集合の形成に際しては、良好な相関特性を持つ
更に短い長さのスクランブル用マスクの集合からのどれ
かのマスクから成る更に短い長さのシーケンスを繰り返
すことにより該第２集合が形成される、送信機。
【請求項２９】請求項９記載の送信機において、スクラ
ンブル用マスクの集合全体が良好な相関特性を有するよ
うにオリジナル集合内の各マスクに特別マスクの集合の
うちの任意の１つのマスクをモジュロー２加算すること
によって、オリジナルスクランブル用マスクの集合が拡
大される、送信機。
【請求項３０】請求項29記載の送信機において、前記良
好な相関特性は任意の２つのスクランブル用マスクとの
モジュロー２の和が、部分集合を成す前記符号語と大き
さにおいて実質的に等しく相関し、残余の符号語に対し
ては実質的に零の相関となることを含む、送信機。
【請求項３１】請求項29記載の送信機において、前記特
別のマスクを形成する際に、良好な相関特性を持つ更に
短い長さのスクランブル用マスクの集合が形成される方
法に従って全部ゼロ又は全部１から成る小さい長さのシ
ーケンスを連結すること、前記更に短い長さのスクラン
ブル用マスクの集合の内の各スクランブル用マスクの各
ゼロ（０）を全部ゼロの小さい長さのシーケンスで置換
すること、及び前記更に短い長さのスクランブル用マス
クの集合の内の各スクランブル用マスクの各１（１）を
全部１の小さい長さのシーケンスで置換することにより
前記特別のマスクが形成される、送信機。
【請求項３２】請求項29記載の送信機において、良好な
相関特性を持つ更に短い長さのスクランブル用マスクの
集合の内のどれかのマスクである更に短い長さのシーケ
ンスを繰り返すことによって、前記特別のマスクが形成
される、送信機。
【請求項３３】請求項29記載の送信機において、前記特
別のマスクは、第１集合の特別のマスクと第２集合の特
別のマスクとの全ての可能なモジュロー２の和により形
成され、該第１集合の形成に際しては、良好な相関特性を持つ更
に短い長さのスクランブル用マスクの集合が形成される
方法に従って全部ゼロ又は全部１から成る小さい長さの
シーケンスを連結すること、前記更に短い長さのスクラ
ンブル用マスクの集合の内の各スクランブル用マスクの
各ゼロ（０）を全部ゼロの小さい長さのシーケンスで置
換すること、及び前記更に短い長さのスクランブル用マ
スクの集合の内の各スクランブル用マスクの各１（１）
を全部１の小さい長さのシーケンスで置換することによ
り前記第１集合が形成され；前記第２集合の形成に際しては、良好な相関特性を持つ
更に短い長さのスクランブル用マスクの集合からのどれ
かのマスクから成る更に短い長さのシーケンスを繰り返
すことにより該第２集合が形成される、送信機。
【請求項３４】符号化され、スクランブルされ、且つ、
スペクトル的に重複した複数の情報信号の同時通信用の
通信システムであって、誤り訂正符号を使用して、個々の情報信号をブロックの
符号語に符号化する手段と、最適の相関特性を有するスクランブル用マスクの集合か
ら、各々の符号化情報信号に対するスクランブル用マス
クを発生する手段と、独特にスクランブルされた符号語を得るために、異なる
スクランブル用マスクを各各の符号語と組合わせる手段
と、独特のスクランブルされた符号語を通信チャネルを通し
て送信する手段と、複数の前記独特のスクランブルされた符号語を含む複合
信号を受信する手段と、デスクランブルされた信号を発生するために、選択され
たスクランブル用マスクを前記複合信号と組み合わせる
手段と、相関スペクトルを生成するために、前記デスクランブル
された信号と誤り訂正符号語とを相関させる手段を含ん
だ前記デスクランブルされた信号を復号する手段と、前記相関スペクトルの中で最大の大きさを有する相関成
分を識別し、復号化情報信号として前記相関成分を抽出
する手段とを含み、前記発生する手段は前記符号化情報信号に対応する疑似
乱数を発生する第１手段と前記疑似乱数に基づいてスク
ランブル用マスクの集合を生成する第１生成手段とを含み、前記選択スクランブル用マスクを組合わせる手段は符号
化情報信号に相当する疑似乱数を発生する第２手段と前
記疑似乱数に基づき前記符号化情報信号に対応するスク
ランブル用マスクを生成する手段とを含む、通信システム。
【請求項３５】請求項34記載の通信システムにおいて、前記発生する手段は前記符号化情報信号に対してスクラ
ンブル用マスクのシーケンスを発生し、前記第１手段は
疑似乱数の各各の集合を発生し、前記疑似乱数の各各の
集合はそれぞれの符号化情報信号に対応し、前記第１生
成手段はスクランブル用マスクのシーケンスを生成し、
前記マスクのシーケンスはそれぞれの疑似乱数集合に対
応し且つ相互に異なり、及び前記スクランブル用マスク
を組み合わせる手段はデスクランブル信号を発生するた
めに前記複合信号とスクランブル用マスクの選択シーケ
ンスを組み合わせ、前記第２手段は疑似乱数の集合を発
生し、前記生成する手段は前記疑似乱数の集合に基づき
スクランブル用マスクの選択シーケンスを生成する、通信システム。
【請求項３６】請求項35記載の通信システムにおいて、前記符号化情報信号があらゆる時に異なるスクランブル
用マスクと組み合わせられるように、前記マスクのシー
ケンスは各シーケンス要素において相互に異なる、通信システム。
【請求項３７】複数のスペクトル的に重複する情報信号
を同時に送信する方法であって、（ａ）情報信号をディジタル化するステップと、（ｂ）前記ディジタル化情報信号の２進数字のブロック
を符号語に符号化するステップと、（ｃ）最適の相関特性を有するスクランブル用マスクの
集合を生成するステップと、（ｄ）スクランブルされた符号語を得るために、選択さ
れたスクランブル用マスクを符号語と組合わせるステッ
プと、（ｅ）通信チャネルを通して、前記スクランブルされた
符号語を送信するステップとを含み、前記生成するステップ（ｃ）は、前記符号化情報信号と
関連したスクランブル用マスクをメモリから検索するス
テップを含む、同時送信方法。
【請求項３８】請求項37記載の方法であって、疑似乱数
を発生するステップと、前記疑似乱数で以てスクランブル用マスクアドレスをオ
フセットするステップと、前記オフセットスクランブル用マスクアドレスを使用し
て前記メモリから前記選択されたスクランブル用マスク
を検索するステップとを更に含む方法。
【請求項３９】複数のスペクトル的に重複する情報信号
を同時に送信する方法であって、（ａ）情報信号をディジタル化するステップと、（ｂ）前記ディジタル化情報信号の２進数字のブロック
を符号語に符号化するステップと、（ｃ）最適の相関特性を有するスクランブル用マスクの
集合を生成するステップと、（ｄ）スクランブルされた符号語を得るために、選択さ
れたスクランブル用マスクを符号語と組合わせるステッ
プと、（ｅ）通信チャネルを通して、前記スクランブルされた
符号語を送信するステップと、疑似乱数を発生するステップと、前記ディジタル化情報信号と前記疑似乱数を組み合わせ
るステップとを含み、各情報信号は特有疑似乱数と関連
している、同時送信方法。
【請求項４０】複数のスペクトル的に重複する情報信号
を同時に送信する方法であって、（ａ）情報信号をディジタル化するステップと、（ｂ）前記ディジタル化情報信号の２進数字のブロック
を符号語に符号化するステップと、（ｃ）最適の相関特性を有するスクランブル用マスクの
集合を生成するステップと、（ｄ）スクランブルされた符号語を得るために、選択さ
れたスクランブル用マスクを符号語と組合わせるステッ
プと、（ｅ）通信チャネルを通して、前記スクランブルされた
符号語を送信するステップとを含み、スクランブル用マスクの前記集合は、スクランブル用マ
スクの第１集合とスクランブル用マスクの第２集合との
全ての可能なモジュロー２の和を形成することによって
形成される、同時送信方法。
【請求項４１】請求項40記載の方法において、前記スクランブル用マスクを生成することは、メモリ内
にスクランブル用マスクの第１集合と第２集合とを記憶
するステップと、前記メモリ内の各集合から１つずつ、２つのスクランブ
ル用マスクを検索し、前記符号化情報と関連している単
一のスクランブル用マスクを形成するために前記二つの
検索されたマスクをモジュロー２加算するステップとを
含む、方法。
【請求項４２】請求項40記載の方法において、近接セルが異なるスクランブル用マスクを使用するよう
に地理的領域がセルに分割され、スクランブル用マスク
の前記第２集合からとられた単一スクランブル用マスク
とのスクランブル用マスクの前記第１集合からのどれか
のマスクとの和によって形成されたスクランブル用マス
クを採用し、かつ前記単一スクランブル用マスクは前記
セルごとに特有である、方法。
【請求項４３】請求項40記載の方法において、近接セルが異なるスクランブル用マスクを使用するよう
に地理的領域がセルに分割され、各セルは１つのスクラ
ンブル用マスク集合からのどれかのマスクと、別のスク
ランブル用マスク集合からとられた単一スクランブル用
マスクとの和によって形成された各スクランブル用マス
クを採用し、前記単一スクランブル用マスクは地理的に
分離されたセルの集合ごとに特有である、方法。
【請求項４４】複数のスペクトル的に重複する情報信号
を同時に通信する方法であって、（ａ）情報信号をディジタル形式に変換するステップ
と、（ｂ）前記情報信号の２進数字のブロックを符号語に符
号化するステップと、（ｃ）最適の相関特性を有するスクランブル用マスクの
集合を生成するステップと、（ｄ）スクランブルされた符号語を得るために、選択さ
れたスクランブル用マスクを符号語と組合わせるステッ
プと、（ｅ）通信チャネルを通して、前記スクランブルされた
符号語を送信するステップと、（ｆ）複数の前記スクランブルされた符号語を含む複合
信号を受信するステップと、（ｇ）デスクランブルされた信号を発生するために、選
択されたスクランブル用マスクを前記複合信号と組合わ
せるステップと、（ｈ）前記デスクランブルされた信号を前記符号語と相
関させることによって相関スペクトルを発生し、前記ス
ペクトルの中の最大の大きさを有する相関成分を識別し
て、該相関成分を復号された情報信号として抽出するこ
とにより、前記デスクランブルされた信号を復号するス
テップとを含み、前記選択スクランブル用マスクは疑似乱数に基づいて選
択される、同時通信方法。
【請求項４５】複数のスペクトル的に重複する情報信号
を同時に通信する方法であって、（ａ）情報信号をディジタル形式に変換するステップ
と、（ｂ）前記情報信号の２進数字のブロックを符号語に符
号化するステップと、（ｃ）最適の相関特性を有するスクランブル用マスクの
集合を生成するステップと、（ｄ）スクランブルされた符号語を得るために、選択さ
れたスクランブル用マスクを符号語と組合わせるステッ
プと、（ｅ）通信チャネルを通して、前記スクランブルされた
符号語を送信するステップと、（ｆ）複数の前記スクランブルされた符号語を含む複合
信号を受信するステップと、（ｇ）デスクランブルされた信号を発生するために、選
択されたスクランブル用マスクを前記複合信号と組合わ
せるステップと、（ｈ）前記デスクランブルされた信号を前記符号語と相
関させることによって相関スペクトルを発生し、前記ス
ペクトルの中の最大の大きさを有する相関成分を識別し
て、該相関成分を復号された情報信号として抽出するこ
とにより、前記デスクランブルされた信号を復号するス
テップと、所望情報信号を発生するために、前記識別するステップ
の後に前記復号信号と関連した疑似乱数を該復号信号に
加算するステップとを含む同時通信方法。
【請求項４６】複数のスペクトル的に重複する情報信号
を同時に通信する方法であって、（ａ）情報信号をディジタル形式に変換するステップ
と、（ｂ）前記情報信号の２進数字のブロックを符号語に符
号化するステップと、（ｃ）最適の相関特性を有するスクランブル用マスクの
集合を生成するステップと、（ｄ）スクランブルされた符号語を得るために、選択さ
れたスクランブル用マスクを符号語と組合わせるステッ
プと、（ｅ）通信チャネルを通して、前記スクランブルされた
符号語を送信するステップと、（ｆ）複数の前記スクランブルされた符号語を含む複合
信号を受信するステップと、（ｇ）デスクランブルされた信号を発生するために、選
択されたスクランブル用マスクを前記複合信号と組合わ
せるステップと、（ｈ）前記デスクランブルされた信号を前記符号語と相
関させることによって相関スペクトルを発生し、前記ス
ペクトルの中の最大の大きさを有する相関成分を識別し
て、該相関成分を復号された情報信号として抽出するこ
とにより、前記デスクランブルされた信号を復号するス
テップとを含み、前記復号するステップは、組合わせ相関スペクトルを生
成するために、複数の相関スペクトルを組み合わせるこ
とを含み、且つ、前記組合わせ相関スペクトル内の最大
の大きさを有する相関成分を復号情報信号として識別し
て抽出する、同時通信方法。
【請求項４７】複数のスペクトル的に重複する信号を同
時に通信する通信システムにおいて、信号をＭ個の２進数字のブロックに変換する手段と、１つのブロックに関連した第１の疑似乱数を発生し、か
つ、第２の疑似乱数を発生する手段と、暗号化された信号を得るために、前記第１の疑似乱数を
前記ブロックと組合わせる第１の手段と、符号語を得るために、ブロックコードを使用して前記暗
号化された信号を符号化する手段と、最適の相関特性を有するスクランブル用マスクの集合を
記憶する手段と、スクランブル用マスクアドレスを得るために、前記第２
の疑似乱数をオフセットする手段と、前記スクランブル用マスクアドレスに基いて、前記記憶
する手段からスクランブル用マスクを検索する手段と、スクランブルされた符号語を得るために、前記検索され
たスクランブル用マスクを前記符号語と組合わせる第２
の手段と通信チャネルを通して、前記スクランブルされた符号語
を送信する手段と、を含む送信機。
【請求項４８】請求項47記載の送信機において、前記ブ
ロック符号は直交ブロック符号である、送信機。
【請求項４９】請求項47記載の送信機において、前記第
２疑似乱数は前記ブロックと多ビットディジタル制御信
号とに依存する、送信機。
【請求項５０】請求項47記載の送信機において、前記第
１組み合わせ手段と前記第２組み合わせる手段とはモジ
ュロ加算器である、送信機。
【請求項５１】請求項47記載の送信機において、スクラ
ンブル用マスクの集合は、前記スクランブルされた符号
語のどれか一つと、異なるスクランブル用マスクで以て
スクランブルされたスクランブル符号語の集合との相関
が、エネルギーの実質的に均等分布を有する相関スペク
トルを生じるようになっている、送信機。
【請求項５２】請求項51記載の送信機において、実質的
に均等分布を有する前記相関スペクトルは実質的にフラ
ツトなウォルシュスペクトルである、送信機。
【請求項５３】複数のスペクトル的に重複する信号を同
時に通信する通信システムにおいて、複数の前記重複する情報信号を含む複合信号を受信する
手段と、スクランブル用マスクアドレスを発生し、かつ、前記ス
クランブル用マスクをアドレスに基づいて、メモリから
スクランブル用マスクを検索する手段と、デスクランブルされた信号を発生するために、前記検索
されたスクランブル用マスクを、前記複合信号と組合わ
せる手段と、相関スペクトルを発生するために、誤り訂正符号語を使
用して前記デスクランブルされた信号を変換する手段
と、前記相関スペクトルの中の最大の大きさを有する相関成
分を復号された情報信号として識別する手段と、前記情報信号に関連した疑似乱数を使用して前記復号さ
れた情報信号の暗号解除を行う手段とを含み、前記検索されたスクランブル用マスクは、前記誤り訂正
符号語の長さに等しい長さを有するビットシーケンスで
ある、受信機。
【請求項５４】請求項53記載の受信機であって、復号する手段によって生成された複数の相関スペクトル
を組み合わせて相関スペクトルを生成する手段を更に含
み、前記識別する手段は前記組合わせ相関スペクトル内
の最大の大きさを有する相関成分を識別しかつ復号情報
信号として前記相関成分を抽出する、受信機。
【請求項５５】複数のスペクトル的に重複する信号を同
時に通信する通信システムであって、信号をＭ個の２進数字のブロックに変換する手段と、信号ブロックに関連した第１の疑似乱数を発生し、第２
の疑似乱数を発生する手段と、暗号化された信号を得るために、前記第１の疑似乱数を
前記信号ブロックと組み合わせる第１の手段と、符号語を得るために、ブロックコードを使用して前記暗
号化された信号を符号化する手段と、最適の相関特性を有するスクランブル用マスクの集合を
記憶する手段と、スクランブル用マスクアドレスを得るために、前記第２
の疑似乱数をオフセットする手段と、前記アドレスに基づいて、前記記憶する手段からスクラ
ンブル用マスクを検索する手段と、スクランブルされた符号語を得るために、前記検索され
たスクランブル用マスクを前記符号語と組合わせる第２
の手段と、前記スクランブルされた符号語を通信チャンネルを通し
て送信する手段と、複数の前記重複する情報信号を含む複合信号を受信する
手段と、前記スクランブル用マスクアドレスを発生する手段と、デスクランブルされた信号を発生するために、前記検索
されたスクランブル用マスクを前記複合信号と組み合わ
せる手段と、相関スペクトルを発生するために、誤り訂正符号語を使
用して前記デスクランブルされた信号を変換する手段
と、復号化された情報信号として、前記相関スペクトルの中
の最大の大きさを有する相関成分を識別する手段と、前記第１の疑似乱数を使用して、前記復号化された信号
の暗号解除を行う手段とを含む通信システム。