JP3621644B2 - スペクトル拡散多元接続符号化方式 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スペクトル拡散・デジタル多元接続無線通信方式に関し、より詳しくは、符号分割多元接続（ｃｏｒｄ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ；ＣＤＭＡ）、およびスペクトル拡散無線を用いるあらゆるデジタル通信システムに適用されるスペクトル拡散多元接続符号化方式（ｓｐｒｅａｄ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｃｏｄｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
情報社会およびパーソナル通信時代の到来により、無線通信技術に対する人々の要望は急激に増大しているが、周波数資源は非常に制限されている。符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）技術は、制限された周波数資源と大容量に対する要望との間の矛盾を解決する唯一の効率的な方法である。
【０００３】
伝統的な無線多元接続技術、例えば、周波数分割多元接続（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ；ＦＤＭＡ）および時分割多元接続（ｔｉｍｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ；ＴＤＭＡ）の容量は、一旦設計された容量に固定され、すなわち、その容量限度を超えて追加使用者を導入することはできない。
【０００４】
しかしながら、ＣＤＭＡ、容量が妨害レベルによってのみ制限されること、したがって大容量で、しかも寛大な容量をもつという長所が得られる点で異なっている。すなわち、追加使用者の導入が拒絶されることはなく、信号対雑音比および通信の質の低下をもたらすに過ぎない。従って、ＦＤＭＡ又はＴＤＭＡとは異なり、解決不能な容量制限の問題は存在しない。
【０００５】
上記のように、ＣＤＭＡの容量は妨害により制限され、従って、妨害レベルを制御できるか否かに係わらず、システムの質を決定する。
【０００６】
一般に、システムの妨害は４つの部分からなる。すなわち、第１の部分は、低雑音増幅器を用いなければ低減できない局部雑音であり、第２の部分は、システムの他の使用者から入ってくる多元接続妨害（ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ；ＭＡＩ）であり、第３の部分は、符号間妨害すなわち記号間妨害（ｉｎｔｅｒ−ｓｙｍｂｏｌ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ；ＩＳＩ）であり、第４の部分は、隣接セル妨害または隣接チャンネル妨害（ａｄｊａｃｅｎｔ ｃｈａｎｎｅｌ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ；ＡＣＩ）である。良く設計された多元接続符号を用いることにより、ＭＡＩ、ＩＳＩおよびＡＣＩを低減でき、さらには無くすこともできる。
【０００７】
あらゆるＣＤＭＡシステムにおいて、各使用者は、識別のための特定スペクトル拡散多元接続符号を有している。また、使用者の相互妨害を低減させるため、スペクトル拡散多元接続符号は互いに直交（ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ）しなくてはならない。
【０００８】
実際に、あらゆる多元接続システムにおいて、任意の２人の使用者の信号間の直交性はいつでも要求されている。
チャンネルが理想的な線形時間不変系であり、かつ、この系内で正確な同期が実現されると仮定すると、その場合には、任意の２人の使用者の信号間の直交性が達成される。残念ながら、実際には、このような理想的なチャンネルは全く存在しない。その上、厳格な同期を維持することは全く困難である。これが、良好な多元接続技術を用いることが重要である理由である。ＣＤＭＡ技術にとって、良く設計された多元接続符号はシステムの基本である。
【０００９】
無線チャンネルは、典型的な不規則時間変化チャンネルであることが知られているように、無線チャンネルには不規則周波数拡散（ドップラー周波数偏移）だけでなく、不規則時間拡散（多経路伝播）も存在する。
前者は、受信信号に時間選択性フェージングを導入する。すなわち、受信信号の周波数が時間につれて不規則に変化する。後者は、受信信号に周波数選択性フェージングを導入する。すなわち、受信信号の種々の周波数スペクトル成分が、時間につれて種々に変化する。
【００１０】
フェージングは、システムの性能を著しく低下させ、同時に、システムの容量を低下させる。これは、特に、多経路伝播により引き起こされるチャンネルの時間拡散の場合に云えることであり、この場合には、信号が同時に到達することが防止されるため、ＩＳＩ（記号間妨害）およびＭＡＩ（多元接続妨害）が引き起こされ、かつ、システムの容量が劇的に低減される。
【００１１】
信号間の相対時間遅延がゼロであるときは、信号間の直交性を達成することは非常に容易であり、実際に、あらゆる直交符号は、この条件を満たすことができが、信号間の相対時間遅延ゼロでない場合には、この条件を満たすことはできない。実際に、二元空間内および有限空間内には、このようなスペクトル拡散多元接続符号は存在せず、複素数空間内にも存在しないことが証明されている。
より詳しくは、ＭＡＩおよびＩＳＩは互いに矛盾し、このため、小さいＭＡＩが大きいＩＳＩをもたらし、逆に大きいＭＡＩが小さいＩＳＩをもたらす。
【００１２】
従って、異なるＣＤＭＡシステム間の区別は、主として、選択される多元接続符号にある。すなわち、良いシステムでは、ＩＳＩおよびＭＡＩの両方が小さくなくてはならず、さもなくば、これらはより大きくなくてはならない。
【００１３】
現在では、既に幾つかの特許が実施されおり、例えば、Ｑｕａｌｃｏｍｍ、Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ、Ｃｙｌｉｎｋ、ヨーロッパ人のＮｏｋｉａの特許がある。
【００１４】
しかしながら、上記ＣＤＭＡシステムは、Ｎｏｋｉａの特許のように非常に低い周波数を有し、その容量はＴＤＭＡよりかなり小さいものであるか、Ｃｙｌｉｎｋの特許のように通信距離が非常に短く、僅かに数百メートル程度のものであるか、ＱｕａｌｃｏｍｍおよびＩｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌの特許のようにＭＡＩおよびＩＳＩが全く改善されていないものであるが、これらの全ての問題は、比較的良い多元接続符号を用いることにより軽減できる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、より簡単で、明瞭で、かつ高速の設計に係るスペクトル拡散多元接続符号化方式を提供することにある。本発明の方式によれば、対応するＣＤＭＡシステムのＭＡＩおよびＩＳＩの両方をこれらの最小値に制御でき、従って、大きい容量をもつデジタル無線通信システムを構成できる。
【００１６】
理想的なスペクトル拡散多元接続符号は、下記の２つの主要条件を満たさなくてはならない。
【００１７】
第１に、各符号の自動相関関数は理想的な衝撃関数でなくてはならない。すなわち、自動相関関数は、原点を除く全ての点でゼロでなくてはならない。直交性の観点からすると、各符号は、相対時間遅延がゼロでない限り、各符号自体の相対時間遅延バージョンに対して直交すべきである。
【００１８】
第２に、任意の２つの符号間の相互相関関数（ｃｒｏｓｓ−ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）は全ての点でゼロでなくてはならない。直交性の観点からすると、各符号は、任意の相対時間遅延（ゼロ遅延を含む）をもって、他の全ての符号に対して直交すべきである。
【００１９】
さらに詳述すると、原点での自動相関値を主ローブ値と呼び、これに対し、原点でない点の自動相関値、並びに相互相関値を副ローブ値と呼ぶこととする。
【００２０】
理想的なＣＤＭＡシステムでは、全ての自動相関値および相互相関値はゼロでなくてはならない。しかしながら、実用システムではこの条件を満たすことは不可能である。この場合に必ず行うべきことは、副ローブ値をできる限り小さくし（すなわち、副ローブ値に対する主ローブ値の比をできる限り大きくし）、かつ副ローブの数をできる限り小さくするように試みることである。２進符号の場合には、最小非ゼロ副ローブ値は、＋１または−１でなくてはならない。
【００２１】
したがって、本発明の目的は、副ローブの自動相関値および相互相関値を制御して、これらの値を最小にすることにある。
【００２２】
また、基地局によって全ての使用者の局（ｓｔａｔｉｏｎ）のクロックを制御するシステムではない不規則接続非同期通信システム（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｓｙｓｔｅｍ）は、その簡単さのため、非常に望ましいシステムである。
【００２３】
一方、このシステムは、スペクトル拡散多元接続符号の特性に関しては非常に厳格な条件を有している。従って、本発明の他の目的は、このような不規則接続非同期デジタル通信システムのための有効、かつ、実用的な方法を提供することにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本願に開示するスペクトル拡散多元接続符号は、正規の「１」振幅、および異なる極性をもつ基本パルスからなる。基本パルスの数は、必要使用者の数、使用可能なパルス圧縮符号の数、使用可能な直交パルス圧縮符号の数、使用可能な直交周波数の数、システムの帯域幅およびシステムの最大転送速度により確定される。時間軸上でのこれらの基本パルス間の間隔は全て異なり、かつ、時間軸上での基本パルスの位置も全て異なり、これらは両方とも符号化するときの基本パルスの極性と一緒であると考えられる。
【００２５】
上記基本パルスの間隔の全ての値のうち、１つの値のみが、最小間隔値より大きい奇数（すなわち、符号化長さが奇数）であり、一方、残余の間隔の値は全て偶数である。また、任意の間隔の値は、任意の他の２つ以上の間隔の合計であってはならない。
【００２６】
直交性によれば、上記のペクトル拡散多元接続符号は、異なる符号群に類別され、該符号群では、基本パルスの極性が直交性の条件により決定され、シーケンスはＨａｄａｍａｒｄマトリックス、又は他の直交マトリックス、又はある種の複直交マトリックス（ｂｉ−ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｍａｔｒｉｘ）、又は完全直交マトリックス（ｔｒａｎｃｅ−ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｍａｔｒｉｘ）に従って類別される。
【００２７】
上記の符号化方法は、広域非周期無線通信システム（Ｌａｒｇｅ Ａｒｅａ Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）、又は広域周期無線通信システム（Ｌａｒｇｅ Ａｒｅａ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）用の新しいＣＤＭＡスペクトル拡散多元接続符号化方式であり、符号群はＬＡ−ＣＤＭＡ符号と名付けられている。
【００２８】
相関関数付けするとき、自動相関関係又は相互相関関係のいずれであっても、周期的相関関係又は非周期的相関関係のいずれであっても、原点以外で２つ以上の基本パルスが一致することはなく、このため、副ローブの値をせいぜい＋１または−１にすることが確保される。
また、原点以外のゼロ相関窓が存在し、主ローブの値は基本パルスの数に等しくなる。したがって、自動相関関係および相互相関関係の副ローブを制御して、該副ローブを最小にする目的が達成される。すなわち、対応するＣＤＭＡシステムでは、ＭＡＩおよびＩＳＩの両方が最小に制御され、ゼロ相関窓が使用される場合には、ＭＡＩおよびＩＳＩのない理想のシステムも実現される。
【００２９】
上記の構成により、スペクトル拡散技術およびデジタル多元接続技術のためのスペクトル拡散多元接続符号の新しく、明瞭で、高速設計方式が得られる。
この方式に基づいて、ＣＤＭＡシステムの設計が簡単化されかつ大容量が達成され、これにより、大容量に対する増大する要望と制限された周波数資源との間の矛盾を解決できる。
【００３０】
相関関係の副ローブは小さくかつ円滑であるので、ＭＡＩおよびＩＳＩは、使用者の接続時間とは無関係になり、従って不規則接続が可能になる。また、使用者の局のトランシーバのクロックの安定性が特定条件と一致する限り、非周期モードも可能になる。
【００３１】
実用設計では、符号のデューティ比を増大させるため、上記基本パルスは、周波数変調シーケンス、周波数・位相の結合変調シーケンス、又は周波数・位相・時間結合変調シーケンス等を含む１つ以上の２進シーケンス、又は多進シーケンスからなるパルス圧縮符号で形成することもできる。
【００３２】
データ転送速度を増大させるか、周波数帯域幅を減少させるか、多元接続符号の数を増大させるため、符号は、時間オフセットおよびオーバーラップさせることもでき、この場合、偏移間隔はチャンネルの最大時間拡散（最大多経路時間遅延差）より大きくすべきである。偏移間隔がチャンネルの最大時間拡散より小さい場合には、偏移バージョンは異なる直交周波数により変調すべきである。
【００３３】
符号のデューティ比およびデータ転送速度をできる限り同時に高めるため、上記両方法を結合できる。すなわち、基本パルスをパルス圧縮符号で構成できる（パルス圧縮符号には、１つ以上の２進シーケンス又は多進シーケンス、周波数変調シーケンス、周波数・位相結合変調シーケンス、又は周波数・位相・時間結合変調シーケンス等が含まれる）。同時に、符号は、時間オフセットおよびオーバーラップされる。
【００３４】
多元接続符号の数を更に増大させるため、上記の基本パルスは、直交パルス圧縮符号で形成することもできる（直交パルス圧縮符号には、１つ以上の２進シーケンス又は多進シーケンス、周波数変調シーケンス、周波数・位相結合変調シーケンス又は周波数・位相・時間結合変調シーケンス等が含まれる）。あるいは、上記基本パルスは、異なる直交周波数で変調することもできる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の一例を、添付図面を参照して以下に説明する。
【００３６】
図１を参照されたい。ここには、１６人の使用者が同時に使用できる１６個の接続符号語を有する簡単なＬＡ−ＣＤＭＡ直交符号群が示されている。
【００３７】
各符号語は、１６個の「±１」基本パルスからなる。この符号群の周期は８４７である。パルス間の間隔は、それぞれ、３８，４０，４２，４４，４６，４８，５０，５２，５４，５６，６０，６２，６８，７２，７６及び３９である。
パルスの極性が、符号間の直交性を確保する。
【００３８】
図２および図３を参照されたい。これらの図面は、それぞれ、図１の符号１および符号２についての非周期自動相関曲線を示すものである。対をなす他の符号間の相互相関関数は全く同じ形状を有し、従って、副ローブは、＋１、−１又は０から選択された値に等しくなる。
【００３９】
他の任意のＬＡ−ＣＤＭＡ符号の相関関数も全く同じ形状を有し、副ローブの極性および位置に相違があるに過ぎない。この符号の特徴を以下に説明する。
１）自動相関関数の主ローブ値は基本パルスの数に等しく、かつ符号群の直交符号語の数にも等しい。
２）自動相関および相互相関関数の副ローブの可能な値は、＋１、−１又は０の３つだけである。
３）自動相関及び相互相関関数内、又は原点の回りにはゼロ相関窓が存在し、その大きさは、１に、基本パルス間の最小間隔の２倍を加えたものに等しい。
【００４０】
これから、本発明により設計されたＬＡ−ＣＤＭＡ符号群は、自動相関および相互相関関数の副ローブを制御しかつ最小にすることができる。これは、ＣＤＭＡシステムが、ＭＡＩおよびＩＳＩを同時に制御し、かつ、最小にすることを可能にする。
【００４１】
後掲の表１および表２は、それぞれ、選択が便利に行えるようにするため、種々の最小基本パルス間隔の条件下での１６基本パルス、および３２基本パルスのＬＡ−ＣＤＭＡ符号の最小周期を示すものである。
【００４２】
【表１】

【００４３】
【表２】

【００４４】
基本ＬＡ−ＣＤＭＡ符号のパルスデューティ比は非常に低い。
例えば、図１は、８４７の周期をもつ１６基本パルス符号のパルスデューティ比は僅かに１６／８４７に過ぎないことを示している。実用設計でのデューティ比を増大させるため、基本符号の各単パルスに代えて、Ｂａｒｋｅｒシーケンス、すなわち、線形周波数変調符号のような優れた性能をもつ任意のパルス圧縮符号を使用できる。
【００４５】
このようにして、受信信号が、あらかじめこのパルス圧縮にマッチングされている整合フィルタに通される限り、出力は所望のＬＡ−ＣＤＭＡ符号となる。本発明に包含されるパルスデューティ比を増大させる幾つかの解決法を、以下に説明する。
【００４６】
図６には、相対符号化パルス圧縮法によるＬＡ−ＣＤＭＡ符号の形成が示されている。基本ＬＡ−ＣＤＭＡ符号の正パルスが、同じ極性をもつ２つの連続パルス圧縮符号「Ｂｓ」により発生され、一方、負パルスが正のパルス圧縮符号および負のパルス圧縮符号「Ｂ」により発生される。
【００４７】
例えば、８４７の周期をもつ１６パルスＬＡ−ＣＤＭＡ符号を考慮するとき、パルス圧縮符号に１３ビットのＢａｒｋｅｒシーケンスを選択すれば、符号のデューティ比は１６×２６／８４７（＝０．４９１１）に増大するであろう。
【００４８】
図７には、絶対符号化パルス圧縮法によるＬＡ−ＣＤＭＡ符号の形成が示されている。基本ＬＡ−ＣＤＭＡ符号の正パルスは、パルス圧縮符号「Ｂ」により発生され、一方、負パルスは、パルス圧縮符号の逆数（すなわち、逆極性の「Ｂ」）により派生される。
【００４９】
例えば、ここでも８４７の周期をもつ１６パルスＬＡ−ＣＤＭＡ符号を考慮するとき、２８ビットのパルス圧縮符号を選択して単パルスを形成するならば、デューティ比は１６×２８／８４７（＝０．５２８９）に増大するであろう。
また、３８ビットのパルス圧縮符号を選択して単パルスを形成する場合には、デューティ比は１６×３８／８４７（＝０．７１７８）に増大するであろう。
【００５０】
図８には、時間オフセット・オーバーラップ法を用いてデューティ比を増大させる方法が示されている。ここで、「ａ」は原始符号、「ｂ」、「ｃ」、「ｄ」および「ｅ」は、それぞれ、４つの偏移（ｓｈｉｆｔｓ）後の偏移符号バージョンである。また、「ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ」は、時間オフセット・オーバーラップ符号である。
【００５１】
時間オフセット値はチャンネルの時間拡散範囲より大きくなくてはならず、さもなくば、受信機に部分応答イコライザを付加してチャンネルの時間拡散範囲を縮小するか、チャンネルの時間拡散範囲より小さい時間オフセットバージョンの種々の直交周波数を採用することができる。
【００５２】
同期化技術を採用するときは、同期化技術は、異なる偏移バージョンが異なる使用者によって使用されるという点でＴＤＭＡ技術と同じである。従って、これにより、直交符号の数を大きく増大させることができる。
【００５３】
不規則接続システムでは、ＬＡ−ＣＤＭＡ符号の各偏移バージョンは、１人の使用者が使用できるに過ぎないが、この方法は、システムの帯域幅を拡大することなく使用者のデータ転送速度を顕著に増大できるか、所与のデータ転送速度を保持すると同時に帯域幅を減少させることができる。
【００５４】
時間オフセット・オーバーラップパルス圧縮法（この方法は、方法１と方法２とを混合したものまたは方法２と方法３とを混合したものであり、これ以上の詳細な説明は不要である）も使用できることは明白である。
この方法は、パルスデューティ比および情報速度を同時に極端に増大させることができる（又は、データ転送速度に影響を与えることなく、システムの帯域幅を減少させることができる）。
【００５５】
基本ＬＡ−ＣＤＭＡ符号により提供される使用者の最大数は、基本パルスの量によってのみ決定されることは不便である。なぜならば、符号群の直交符号が多いほど、良好な結果が得られるからである。本発明は、使用者の数を増大させる３つの解決法を与える。
【００５６】
第１の解決法は、直交パルス圧縮符号を採用することである。Ｍ個の直交パルス圧縮符号を見出すことができる場合には、ＬＡ−ＣＤＭＡ符号にＮパルスがあるとき、Ｍ×Ｎ個の直交パルス圧縮符号語を得ることができる。
【００５７】
例えば、８４７の周期をもつ１６パルスＬＡ−ＣＤＭＡ符号を考慮しかつそのパルス圧縮符号として３２ビット直交符号を選択する場合には、３２ビット直交パルス圧縮符号群に３２個の直交符号があるので、全部で１６×３２（＝５１２）個の直交符号語が得られる。
【００５８】
第２の解決法は、直交周波数を採用することである。最も簡単な実施態様は、広範な目的のＦＤＭＡ／ＣＤＭＡ混合技術を用いることである。この態様では、Ｍ個の種類の直交周波数を用いる場合（この場合には、周波数の間隔は１／Ｔの倍数である。
【００５９】
ここで、ＴはＬＡ−ＣＤＭＡ符号のパルス持続時間である）に、ＬＡ−ＣＤＭＡ符号にＮパルスがあるときには、Ｍ×Ｎ個の直交符号語を得ることができる。特に、パルス圧縮法を用いるときに、ＬＡ−ＣＤＭＡ符号の異なるパルスに異なる直交周波数を導入すると、最終的に得られる符号は、基本ＬＡ−ＣＤＭＡ符号と、選択されたパルス圧縮符号との複合符号である。
【００６０】
複合符号化理論によれば、複合符号の特性は、主として、性能が劣る複合符号の２つの要素をもつ符号により決定される。かくして、不幸にもパルス圧縮符号が選択されると、自動相関及び相互相関関数の最終特性は悪化するであろう。
【００６１】
直交周波数によって全てのパルスが「隔絶」されると、パルス圧縮符号も「隔絶」され、これにより悪化が最小になり、従って選択余裕が大幅に増大される。 例えば、再び８４７の周期をもつ１６パルスＬＡ−ＣＤＭＡ符号を考慮するとき、１６個の直交周波数が導入されかつ３２ビット直交符号がパルス圧縮符号として機能するならば、全部で１６×１６×３２（＝８１９２）個の直交符号語が得られる。
【００６２】
第３の解決法は、直交性の拘束を緩めること、すなわち不完全直交符号を用いる準直交性を採用して、使用者の数を増大させることである。例えば、ＮパルスをもつＬＡ−ＣＤＭＡ符号を考慮するとき、Ｎ個の基本間隔の順序がその自動相関および相互相関関数に影響を与えることがないので、任意に定めることができる。種々の順序の基本間隔をもつ符号群が同時に利用される場合には、使用者の数は莫大に増大するであろう。これは、隣接サービス領域すなわちチャンネルの妨害を低減させる解決法としても機能する。
【００６３】
図９は、本発明を利用するＬＡ−ＣＤＭＡ不規則接続符号分割多元接続無線システムの受信機を示すブロック図である。このシステムは、１６パルスＬＡ−ＣＤＭＡ符号および４つの直交周波数を採用しており、６４人の使用者が同時に信号をやりとりすることができる。
【００６４】
送信機および受信機の基本構造は、情報の基本論理式（ｂａｓｉｃ ｆｏｒｍｕｌａ）および変調モードがひとたび決定されれば、容易に確定される。もちろん、細部の実施には、実際の状況に従って幾つかの修正を必要とする。
【００６５】
例えば、受信機は整合フィルタ、又は相関器のいずれかにより実現できる。これらは、両方とも相関作動をし、本質的な相違は存在しない。これらの場合に、送信機は、計算により復調される必要な変調波形を発生しなければならない。
一般に受信機の構造は比較的簡単であり、このため、無線通信の技術者は、基本的な変調信号波形を考慮して受信機を設計できる。
【００６６】
このシステムには、図１に示した８４７の周期をもつ１６パルスＬＡ−ＣＤＭＡ符号が多元接続符号として採用される。また、このシステムは４つの直交周波数を使用しており、各周波数の間隔は基本パルスの持続時間の逆数である。
【００６７】
基本ＬＡ−ＣＤＭＡ符号を発生させるのに相対符号化パルス圧縮法（ｒｅｌａｔｉｖｅ ｃｏｄｉｎｇ ｐｕｌｓｅ ｃｏｍｏｒｅｓｓｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ）が使用され、基本ＬＡ−ＣＤＭＡ符号は、２進位相偏移キーイング（ｎｉｎａｒｙ ｐｈａｓｅ−ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｉｎｇ ＢＰＳＫ）を用いて変調されかつ１３ビットＢａｒｋｅｒシーケンスのパルス圧縮符号（１１１１１−１−１１１−１１−１１）を有する。
【００６８】
使用者は、不規則接続を用いて送信でき、かつ、整合フィルタを介して受信できる。図９は、ある直交周波数についての受信機のブロック図を示す。
受信機が作動すると、１３ビットデジタルタップ遅延ライン、掛け算器、低域通過フィルタ、および弱信号除波器を備えたパルス形整合フィルタを用いて、１３ビットＢａｒｋｅｒシーケンスが検出される。８０８ビットデジタルタップ遅延ラインおよび付加論理回路（これは、受信機の他の部分である）が、パルス位置整合フィルタを形成する。
【００６９】
パルス波形整合フィルタは基本ＬＡ−ＣＤＭＡ符号のパルスを形成し、一方、パルス位置整合フィルタは、ＬＡ−ＣＤＭＡ符号に整合作用を実行する。同時に、パルス位置整合フィルタは、１６直交ＬＡ−ＣＤＭＡ符号に整合作用を実行できる。
【００７０】
【発明の効果】
本発明は、コンピュータシミュレーションおよび模擬実験試料機器での検証に完全に合格している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による（１６個の符号をもつ）ＬＡ−ＣＤＭＡ符号群の一例を示す。
【図２】本発明による（図１の符号１の）非周期自動相関関数を示す。
【図３】本発明による（図１の符号２の）非周期自動相関関数を示す。
【図４】本発明による（図１の符号１および符号２の）非周期相互相関関数を示す。
【図５】本発明による（図１の符号３および符号４の）非周期相互相関関数を示す。
【図６】本発明による相対符号化パルス圧縮法により形成されたＬＡ−ＣＤＭＡ符号を示す。
【図７】本発明による絶対符号化パルス圧縮法により形成されたＬＡ−ＣＤＭＡ符号を示す。
【図８】符号のデューティ比を高めるための本発明による時間オフセット・オーバーラップ法を示す。
【図９】あるクラスの受信機のダイアグラムを示す。

Claims (22)

1. スペクトル拡散接続符号が正規化振幅、１の持続時間および極性を有する基本パルスからなり、基本パルスの数は、使用者の必要数、使用可能なパルス圧縮符号の数、使用可能な直交搬送周波数の数、システムの帯域幅およびシステムの最大情報速度により確定され、時間軸上でのこれらの基本パルス間の間隔は種々存在し、符号化は、自動相関関数の主ローブ値が基本パルスの数に等しく、自動相関及び相互相関関数が＋１、―１または０の値の副ローブを有し、かつ自動相関及び相互相関関数において１に基本パルス間の最小間隔の２倍を加えた大きさを有するゼロ相関窓が存在するように行われることを特徴とするスペクトル拡散多元接続符号化方式。
2. 前記時間軸上での基本パルス間の間隔のうちの１つの間隔だけは最小偶数間隔より大きい任意の奇数であり、すなわち、符号化長さは奇数で、他は全て偶数であり、時間軸上での任意の基本パルス対の間の間隔は、２つ以上の他の間隔の任意の組合せの合計であってはならないことを特徴とする請求項１記載のスペクトル拡散多元接続符号化方式。
3. 前記スペクトル拡散多元接続符号は、直交性に従ったスペクトル拡散多元接続符号群を構成し、基本パルスのシーケンスは、Ｈａｄａｍａｒｄ又は他の種類の直交マトリックス、ある種類の完全直交マトリックス（ｔｒａｎｓ−ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｍａｔｒｉｘ）、又は、複直交マトリックス（ｂｉ−ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｍａｔｒｉｘ）により確定されることを特徴とする請求項１又は２記載のスペクトル拡散多元接続符号化方式。
4. 前記基本パルスが、１つ以上の２進シーケンス又は多進シーケンスから、周波数シーケンス又は周波数・位相結合シーケンスから、又は、周波数・位相・時間結合シーケンス等から得られるパルス圧縮符号からなることを特徴とする請求項１又は２記載のスペクトル拡散多元接続符号化方式。
5. 得られたスペクトル拡散多元接続符号は、時間オフセット・オーバーラップすることもできることを特徴とする請求項１又は２記載のスペクトル拡散多元接続符号化方式。
6. 異なるバージョンの時間オフセットスペクトル拡散多元接続符号シーケンスが、異なる直交変調周波数を採用していることを特徴とする請求項５記載のスペクトル拡散多元接続符号化方式。
7. 前記基本パルスが、１つ以上の群の２進シーケンス、又は多進シーケンスから、周波数シーケンスまたは周波数・位相結合シーケンスから、または周波数・位相・時間結合シーケンス等から得られる直交パルス圧縮符号からなることを特徴とする請求項１又は２記載のスペクトル拡散多元接続符号化方式。
8. 前記基本パルスが異なる直交変調周波数を採用していることを特徴とする請求項１又は２記載のスペクトル拡散多元接続符号化方式。
9. 前記時間軸上の基本パルスのデューティー比が増大するようにパルス圧縮符号を用いて符号化することを特徴とする請求項１又は２記載のスペクトル拡散多元接続符号化方式。
10. 前記多元接続符号は、セルラー通信システムの多数の加入者への接続を行うのに使用されることを特徴とする請求項１又は２記載のスペクトル拡散多元接続符号化方式。
11. 前記多元接続符号は、データネットワークの多数の加入者への接続を行うのに使用されることを特徴とする請求項１又は２記載のスペクトル拡散多元接続符号化方式。
12. 前記多元接続符号は、所定の周波数帯域内での通信およびデータチャンネルを構成するのに使用されることを特徴とする請求項１１記載のスペクトル拡散多元接続符号化方式。
13. 所定速度でデータを受信するデータ受信機と、
    複数のパルスおよび複数の間隔をもつ符号を発生する符号発生器であって、複数のパル スの各々が極性を有し、複数のパルス間の間隔の各々が、複数のパルス間の間隔の他の各々とは異なる持続時間を有し、複数のパルス間の間隔の各々が更に、複数のパルス間の間隔の任意の他の２つの合計とは異なる持続時間を有する、前記符号発生器と、
    データを符号で変調し、変調信号を形成する符号変調器と、
    変調信号を無線周波数信号に変換する無線周波数変調器とを備えることを特徴とする無線データの符号分割多元接続符号化を行うチップセット。
14. 前記複数のパルスの各々が、デジタル符号で表されることを特徴とする請求項１３記載のチップセット。
15. 前記デジタル符号は、１３ビットＢａｒｋｅｒシーケンスであることを特徴とする請求項１４記載のチップセット。
16. 前記デジタル符号は、パルスのパルス符号変調により生成されることを特徴とする請求項１４記載のチップセット。
17. 前記符号は、１６個のパルスを有することを特徴とする請求項１４記載のチップセット。
18. 前記符号は、３２個のパルスを有することを特徴とする請求項１４記載のチップセット。
19. 前記間隔のうちの１つの間隔だけが奇数の持続時間を有し、他の各間隔が偶数の持続時間を有することを特徴とする請求項１４記載のチップセット。
20. 各パルスが正規振幅を有し、各パルスの極性が負または正のいずれかであることを特徴とする請求項１４記載のチップセット。
21. 通信データをチャンネル符号で変調することにより変調信号を供給すべく確立される複数の通信チャンネルであって、チャンネル符号は複数のパルスおよび複数のパルス間の間隔を有し、複数のパルスの各々が極性を有し、複数のパルス間の間隔の各々が、複数のパルス間の間隔の他の各々とは異なる持続時間を有し、複数のパルス間の間隔の各々が更に、複数のパルス間の間隔の任意の他の２つの合計とは異なる持続時間を有し、変調信号は更に無線周波搬送波に変調されて無線転送のための無線信号を供給する、前記複数の通信チャンネルと、
    基地局と、
    複数の加入者とを備え、各加入者は通信データを、複数の通信チャンネルの１つを介して基地局と交換することを特徴とする無線通信システム。
22. 前記データは、音声データであることを特徴とする請求項２１記載の無線通信システム。

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