JP3614439B2 - 多数のｃｄｍａ／ｆｄｍａ信号のデジタル発生及び結合のための実用的手段 - Google Patents

Description

背景及び先行技術の簡単な説明
多数の無線周波信号を同様の変調フォーマットで発生し、これらを結合して単一のアンテナから送信することが望ましいことが多い。例えば、星形ネットワークのハブ局（HS）は多数の異なる周波数チャンネル上で信号を送信し得る。これらのチャンネルの各々は、符号分割多元接続（CDMA）を採用する多数の信号を有し得る。一例として、IS−95CDMAセル方式標準順方向リンクは、各々が64個もの多数の直交CDMA信号を含む複数の1.25MHzチャンネルを必要とする。
更に、スペース・ダイバーシティを提供するように、信号を複数のアンテナで送信することができる。加うるに、衛星システムでは、２つ以上の衛星に同時に信号が送られるように、アンテナ・システムを二重化し得る。
個別の変調された高周波信号を発生し、これらを結合する直接的な技術は、リンク数が多いために、非常に面倒なハードウエアを使う結果となる。
発明の目的
本発明の目的は、デジタル回路を用いて複数の無線周波数チャンネルにおいて多数のCDMA信号を発生し結合するための実用的方法及び装置を提供することにある。更に、幾つかの斯かる帯域セグメントを並列に発生し、これらを結合することにより、広い帯域巾をカバーすることが出来る。
発明の要約
星形ネットワークでは、ハブ局は、幾つかの異なる周波数チャンネルで送信されるべき複数の信号を発生しなければならないことが多い。本発明は、この複数の信号を発生し、これらの信号をデジタル技術を用いてベースバンドで結合する。この技術の利点は、ハードウエアの大幅な簡素化と信頼性及び柔軟性の改善である。
図面の説明
本発明の上記の及び他の目的、利点並びに特徴は、以下の詳細な説明及び添付の図面を考察するとき、一層明白となる。これらの図面において、
図１は、本発明を組み込んだ星形スペクトル拡散衛星通信ネットワークを図示しており、
図２は、変調器ハードウエア構成の一つの実施の形態のブロック図であり、
図３は、変調器印刷回路基板の機能ブロック図であり、そして
図４は、図３に図示されている変調器チップ対の機能ブロック図である。
発明の詳細な説明
図１は、星形スペクトル拡散衛星ネットワークを図示している。ハブ地上局GSからのユーザ信号は衛星Ｓを経由して地上の個々のユーザU1、U2、U3、・・・、UNに送信される。
本発明を詳細に述べるために、本実施の形態を、星形スペクトル拡散衛星ネットワークの順方向リンクに適用する場合について論じることにする。ハブ地上局GSからのユーザ信号は衛星を経由して地上の個々のユーザに送信される。この順方向リンク信号は、本質的にはスペクトル拡散直交CDMA（OCDMA）であり、約2.5MHzを占有していると仮定する。例示の目的のために、256個もの多数のCDMA信号が2.5MHzのサブバンドの一つを占有し得るものと更に仮定する。GSは幾つかのサブバンドで送信を行う。GSは、これらの種々のサブバンドを衛星へのアップリンク上での伝送ために適切な帯域巾に「積み重ねる」。これによりサブバンドの群は衛星上の種々のアンテナビーム或いはアンテナに送られて地上の個々のユーザへと送信される。
この検討のために、300MHzのアップリンク帯域巾に98個のサブバンドが存在すると仮定する。斯くして、GSには最大（256人のユーザ×98個のサブバンド）＝25088個のリンクを各衛星に対して用いることが出来る。典型的には、一つのGSは、少なくとも３個の衛星を取り扱うことが出来るだけでなく、少なくとも１個の冗長ユニットを有し得る。斯くして、典型的なGSは、100,000個以上のリンクを使用可能である。衛星上の電力制限により、実際に用いられるよりも多くのリンクが一般的には使用可能である。ここでは、衛星は最大9600個の同時音声リンクをサポートすることができるものと仮定する。
これらの信号は、個々の独特のデータと振幅と直交オーバレイ関数とによって特徴付けられる。更に、各2.5MHzサブバンドには、その256人のユーザに対して２つのPNシーケンスが割り当てられる。また、それぞれのサブバンドにはドップラ補正が適用され、各サブバンドはその適切な中心周波数に変換されなければならない。
信号切り替え及び変調器ハードウエアの全体構造が図２に図示されている。データは、合計9600個の入力音声チャンネルに対して1600個の時分割多重（TDM）のボコードされた（vocoded）音声チャンネルを搬送するものと仮定された６本の標準E2ラインに入力される。全ての６本のE2ラインは背面10上のそれぞれの変調器印刷回路基板（PCB）に分配される。それぞれの変調器PCB11−１、11−２、・・・、11−Ｎは入力信号のうちの1792個までの信号を復調し、適正に変調された信号を７個のサブバンドにおいて発生することが出来る。これら７個のサブバンドの周波数セグメントS1、S2、・・・、SNは周波数「積重ね（stack）」における適切な位置で変調器PCBから出力される。斯くして、14個の変調器PCB出力は受動結合器13において結合され、300MHzにわたって離間された計98個のサブバンドにおいて信号を発生する。この複合信号は増幅され、適切な選択されたアンテナA1、A2、・・・、ANに送られる。
変調器PCB11の基本ブロック図が図３に図示されている。該PCBは集積回路14−１、14−２、・・・、14−Ｎを含んでおり、これらの集積回路の対は、各2.5MHzサブバンドをそれぞれ満たしてそれらのサブバンドを７個のサブバンド周波数セグメントにおける適切な位置に変換するのに必要な256個の信号を発生することが出来る。この個々のサブバンドは加算器13においてデジタル的に加算され、次にデジタル／アナログ変換器16においてアナログ波形に変換される。次に、サブバンド・セグメントは、300MHzスペクトルにおけるその適切な位置にアップコンバートされる。変調器チップ14の詳細が図４に図示されている。入力ラインE2からの256個までの入力信号がデマルチプレクサ17によって多重化解除（demultiplex）され、バッファ18−１、18−２に送られる。個々の信号はコンボルーション符号化され（19−１、・・・、19−Ｎ、20−１、・・・、20−Ｎ）、次いで、電力制御アルゴリズムが用いられた場合には、利得制御回路21−１、・・・、21−Ｎ、22−１、・・・、22−Ｎにおいて振幅が調節される。その結果得られるデータ信号は直交関数［ラデマッヒャー・ウオルシュ（RW）］23−１、・・・、23−Ｎ、24−１、・・・、24−Ｎ及びPN符号によってオーバーレイされ（overlaid）る。図４に図示されているように、複合信号群は128回路チャンネルの２つの群に分割される。これらの群の各々は、それ自身のPN符号25−１、・・・、25−Ｎ、26−１、・・・、26−Ｎによってオーバーレイされ、加算され（30）、次に有限インパルス応答（FIR）フィルタ31で濾波される。これらの出力は、正弦波の同相（Ｉ）成分及び直角位相（Ｑ）成分を変調（32）して複合サブバンド信号を形成するのに用いられる。この信号はドップラ補正され、地上のアンテナビームの運動を補償する。
本発明の好ましい実施の形態が述べられ説明されてきたが、本発明の他の実施の形態、修正、及び適応は当業者にとって明白であろう。

Claims (1)

1. 複数の個々の変調されたRF信号を発生し、これらの信号を結合して複数の異なる周波数チャンネルにおいて送信するための変調器システムにおいて、
   各々が複数の時分割多重（TDM）符合化音声チャンネルを伝える複数のデータ入カラインと、
   複数の変調器チップ対であって、各変調器チップ対が、
   ａ）前記複数のデータ入カラインを受け取るように接続されたデマルチプレクサ手段と、
   ｂ）少なくとも１対の変調器であって、それぞれの変調器が、前記デマルチプレクサ手段から個々の信号を受け取るように接続されたバッファ回路と、前記バッファ回路にそれぞれ接続された複数の並列符号化チャンネルであって、各々の符号化チャンネルがその関連の前記バッファ回路から前記個々の信号を受け取ってコンボルーション符号化するためのコンボルーション・エンコーダ手段を有する複数の並列コード化チャンネルと、前記個々の信号の振幅を選択的に調節するための利得制御回路と、前記個々の信号に直交関数及びPN符号を重畳するための手段と、それぞれの前記符号化チャンネルの出力を受け取って変調器出力信号を提供するように接続された加算器手段とを備える少なくとも１対の変調器と、
   ｃ）前記加算器手段に接続されていて、FIR出力信号を供給する有限インパルス応答フィルタと、
   を含む複数の変調器チップ対と、
   搬送波信号源と、
   前記FIR出力信号を前記搬送波信号上で変調するための手段と、
   を具備する変調器システム。

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