JP3660257B2 - Ｃｄｍａ変調方法およびｃｄｍａ変調装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スペクトル拡散通信技術を利用したＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）変調方法およびＣＤＭＡ変調装置に関し、特に、ゲインファクタによりデータチャネルの振幅比を可変するようにしたＣＤＭＡ変調方法およびＣＤＭＡ変調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スペクトル拡散通信およびスペクトル拡散通信技術を利用したＣＤＭＡシステムは、マルチパスフェージングに強く、データの高速化が可能であるとともに、通信品質が良好であり、さらに周波数利用効率が良いという特徴を備えているため、次世代の移動通信およびマルチメディア移動通信に有望な通信方式となっている。
スペクトル拡散通信では、送信側において、伝送すべき信号の帯域幅よりもはるかに広い帯域に拡散して送信する。一方、受信側では、スペクトル拡散された信号を元の信号帯域幅に復元することにより、上述した特徴が発揮される。
【０００３】
図６は、従来のスペクトル拡散通信システムにおける送信部の概略構成を示すブロック図である。
従来のスペクトル拡散通信システムにおける送信部は、図６に示すように、一次変調器１０１、二次変調器１０２、拡散符号発生器１０３、乗算器１０４、無線搬送波発生器１０５、増幅器１０６、アンテナ１０７を備えて構成されている。
この送信部において、伝送すべき情報１００は、一次変調器１０１によりＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ：２相位相シフトキーイング）やＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ：４相位相シフトキーイング）等の変調を受けたデータ信号Ｄ（ｔ）となる。
【０００４】
このデータ信号Ｄ（ｔ）は、二次変調器１０２において、拡散符号発生器１０３により生成されたスペクトル拡散符号Ｃ（ｔ）に基づいて二次変調される。拡散符号発生器１０３により発生する拡散符号Ｃ（ｔ）としては、Ｍ系列、ゴールド符号、アダマール符号等が使用される。
【０００５】
ＣＤＭＡシステムでは、拡散符号発生器１０３により発生する拡散符号Ｃ（ｔ）により、ユーザ、セル、情報チャネル等の区別を行う。その後、乗算器１０４において、無線搬送波発生器１０５により発生した搬送波を二次変調波に乗算して無線周波数に変換する。この変換された搬送波は、増幅器１０６により増幅された後、アンテナ１０７から送信される。
【０００６】
二次変調（拡散変調）の手法としては、一次変調と同様に、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ等がある。図７は、従来の二次変調器の一例を示すブロック図である。
【０００７】
この二次変調器は、図７に示すように、同相チャネル（ＩＣＨ）と直交チャネル（ＱＣＨ）とにおいてそれぞれ独立したデータＤｉ，Ｄｑに対して、それぞれ独立した拡散符号Ｃｉ，Ｃｑを用いて、乗算器１１０，１１１による演算を行うことにより、Ｄｉ・ＣｉおよびＤｑ・Ｃｑという拡散信号１１２，１１３が得られる。
このような手法は二重チャネルＱＰＳＫ法と呼ばれ、それぞれ独立したデータを同時に伝送する場合に有効な手法となっている。これらの拡散変調についての詳細は、「横山光雄著”スペクトル拡散通信システム”科学技術出版社、ｐｐ．４７１〜４７８」に記載されている。
【０００８】
次に、さらに複雑な複素ＱＰＳＫ拡散変調法について説明する。
図８は、複素ＱＰＳＫ拡散変調法を行うための二次変調器の他の例を示すブロック図である。
この二次変調器は、図８に示すように、複素ＱＰＳＫ演算部１２１において、複素データ（Ｄｉ，Ｄｑ）が複素拡散符号（Ｓｉ，Ｓｑ）に基づいて複素拡散され、ＩＣＨ拡散信号ＡｉおよびＱＣＨ拡散信号Ａｑが生成される。
【０００９】
ここで、以下に示す（１）式が成立する。
(Di+jDq)・(Si+jSq)=(Di・Si-Dq・Sq)+j(Di・Sq+Dq・Si)
=Ai+jAq ・・・（１）
ただし、ｊ：虚数単位
【００１０】
複素ＱＰＳＫ演算部１２１は、（１）式の右辺各項を生成するために、乗算器１２２，１２３，１２４，１２５において、複素データ（Ｄｉ，Ｄｑ）と複素拡散符号（Ｓｉ，Ｓｑ）の演算を実行する。この演算の結果として、（１）式における各項（Ｄｉ・Ｓｉ），（Ｄｑ・Ｓｑ），（Ｄｉ・Ｓｑ），（Ｄｑ・Ｓｉ）が求められる。そして、（１）式の符号を考慮して、加算器１２６，１２７において、加算（減算）が行われる。
【００１１】
次世代の移動体通信方式であるＷ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ−ＣＤＭＡ）方式では、２種類の拡散符号を用いた拡散変調が行なわれる。すなわち、符号周期が非常に長いロングコードと符号周期が短いショートコードを組み合わせて、拡散およびスクランブルの役割を果している。このＷ−ＣＤＭＡの拡散変調および拡散符号の役割については、「佐和橋、安達、”マルチメディアに適した移動無線アクセス：Ｗ−ＣＤＭＡ”、信学技法、ＳＳＴ−９８一４１，１９９８−１２」、「大野、佐和橋、土肥、束、”広帯域コヒーレントＤＳ−ＣＤＭＡを用いる移動無線アクセス”、ＮＴＴＤｏＣｏＭｏテクニカルジャーナル、Ｖｏｌ．４
Ｎｏ３」に詳細に記載されている。
【００１２】
次に、図７に示す（Ｃｉ，Ｃｑ）による二重拡散と、図８に示す（Ｓｉ，Ｓｑ）による複素ＱＰＳＫ変調とを組み合わせた２種類の拡散符号を用いた拡散変調法を説明する。
この拡散変調法では、データ信号（Ｄｉ，Ｄｑ）を拡散符号（Ｃｉ，Ｃｑ）で二重拡散した後、拡散符号（Ｓｉ，Ｓｑ）による複素ＱＰＳＫ変調を行う。
【００１３】
この複素ＱＰＳＫ変調は、以下に示す（２）式のように表現される。
(Di・Ci+jDq・Cq)・(Si+jSq)=(Di・Ci・Si一Dq・Cq・Sq)+j(Di・Ci・Sq+Dq・Cq・Si)
=Ai＋jAq ・・・（２）
【００１４】
図９は、この複素ＱＰＳＫ拡散変調法を行うための二次変調器の他の例を示すブロック図である。
この複素ＱＰＳＫ拡散変調法を行う二次変調器は、図９に示すように、乗算器１１０，１１１において、データ信号（Ｄｉ，Ｄｑ）と拡散符号（Ｃｉ，Ｃｑ）が二重拡散される。この二重拡散された拡散信号１１２，１１３は、複素ＱＰＳＫ演算部１２１において、他方の拡散符号（Ｓｉ，Ｓｑ）との間で複素ＱＰＳＫ拡散変調が実行され、加算器１２６，１２７により加算（減算）が行われる。
【００１５】
すなわち、複素ＱＰＳＫ演算部１２１は、（２）式の右辺各項を生成するために、乗算器１２２，１２３，１２４，１２５において、複素データ（Ｄｉ・Ｃｉ，Ｄｑ・Ｃｑ）と複素拡散符号（Ｓｉ，Ｓｑ）の演算を実行する。この演算の結果として、（２）式における各項（Ｄｉ・Ｃｉ・Ｓｉ），（Ｄｑ・Ｃｑ・Ｓｑ），（Ｄｉ・Ｃｉ・Ｓｑ），（Ｄｑ・Ｃｑ・Ｓｉ）が求まる。
ここで、一方の拡散符号（Ｃｉ，Ｃｑ）の拡散速度（チップレート）と、他方の拡散符号（Ｓｉ，Ｓｑ）の拡散速度（チップレート）が等しい場合には、拡散符号（Ｓｉ，Ｓｑ）がスクランブルの役割となるため、拡散符号（Ｓｉ，Ｓｑ）はスクランブルコードとも呼ばれる。
【００１６】
図９において、データ信号（Ｄｉ，Ｄｑ）は、上述したようにそれぞれ独立したデータである。例えば、Ｄｉを送るべき情報データとし、Ｄｑを制御信号として割り当てることができる。情報データＤｉと制御データＤｑは、重要度等に応じてその振幅比を可変するためのゲインファクタ信号Ｇにより調整される場合がある。
【００１７】
図１０は、制御データＤｑをゲインファクタ信号Ｇにより調整するための二次変調器を示すブロック図である。
この二次変調器では、図１０に示すように、乗算器１３１において、直交ＣＨデータ信号Ｄｑに対して、ゲインファクタ信号生成器１３６から生成されたゲインファクタ信号Ｇの信号を用いて重み付けがなされる。
ゲインファクタ信号Ｇによる重み付けがなされたデータ信号（Ｄｉ，Ｇ・Ｄｑ）は、図９に示す二次変調器と同様の処理が施される。すなわち、乗算器１１０，１１１において、拡散符号（Ｃｉ，Ｃｑ）が二重拡散された後、複素ＱＰＳＫ演算部１２１および加算器１２６，１２７において、他方の拡散符号（Ｓｉ，Ｓｑ）との間で複素ＱＰＳＫ拡散変調が実行される。
【００１８】
図１０におけるＩＣＨ拡散信号ＡｉおよびＱＣＨ拡散信号Ａｑは、以下に示す（３）式のように表現される。
(Di・Ci+jG・Dq・Cq)・(Si+jSq)=(Di・Ci・Si-G・Dq・Cq・Sq)+j(Di・Ci・Sq+G・Dq・Cq・Si) =Ai+jAq ・・・（３）
【００１９】
複素ＱＰＳＫ変調された信号Ａｉ，Ａｑは、ＣＤＭＡ送信信号の帯域制限のためのＬＰＦ（低域通過フィルタ）１３２，１３３、または隣接チャネルヘの漏洩電力を抑圧するためのルートナイキストフィルタを介してＤＡＣ（デジタル−アナログ変換器）１３４，１３５へ送信され、アナログ信号（Ｘｉ，Ｘｑ）に変換される。
そして、送信ベースバンドアナログ信号（Ｘｉ，Ｘｑ）は、無線周波数に変換されて増幅された後、アンテナからＣＤＭＡ信号として送信される。
【００２０】
図１１は、制御データＤｑをゲインファクタ信号Ｇにより調整する二次変調器の他の例を示すブロック図である。
この二次変調器は、ＣＤＭＡの複素ＱＰＳＫ拡散変調回路への入力信号はデジタルデータ信号（Ｄｉ，Ｄｑ）となっており、図１１に示すように、第１の拡散符号生成器３１，３２と、第２の拡散符号生成器３３，３４と、複素ＱＰＳＫ演算部１３と、ＬＰＦ（またはルートナイキストフィルタ）１８〜２１と、ゲインファクタ信号生成器３５と、重み付け乗算器６１，６２と、加算器６３，６４と、ＤＡＣ６５，６６とから構成されている。
【００２１】
この二次変調器において、それぞれ独立したデジタルデータ信号Ｄｉ，Ｄｑは、乗算器１１，１２において、拡散符号生成器３１，３２により生成された第１の拡散符号Ｃｉ，Ｃｑとの間で拡散変調され、拡散信号（Ｄｉ・Ｃｉ）４１および（Ｄｑ・Ｃｑ）４２が得られる。
拡散信号４１，４２は、複素ＱＰＳＫ演算部１３に入力され、もう一方の拡散符号生成器３３，３４で生成された第２の拡散符号Ｓｉ，Ｓｑとの間で、複素ＱＰＳＫ演算が実行される。複素ＱＰＳＫ演算部１３ヘの入力信号（Ｄｉ・Ｃｉ，Ｄｑ・Ｃｑ）４１，４２は、第２の拡散符号（Ｓｉ，Ｓｑ）との複素ＱＰＳＫ演算がなされ、出力４３〜４６が得られる。
【００２２】
これらの複素ＱＰＳＫ演算部１３の出力４３〜４６は、上記した（２）式の演算により生じた４つの項に対応している。
これらの４つの項に該当する出力４３〜４６は、隣接チャネルヘの漏洩電力を抑圧するために、ルートナイキスト特性を有するＬＰＦ１８〜２１によりフィルタリングされ、デジタル信号４７〜５０が得られる。
【００２３】
また、上記した（３）式に従ったゲインファクタ信号Ｇの重み付けを実行するため、乗算器６１，６２において、ＱＣＨデータ信号Ｄｑを含む項に対応する信号４８，５０に対して、ゲインファクタ信号Ｇの重み付けが行われる。そして、ゲインファクタ信号Ｇの重み付けがなされたデータ信号Ｄｑに対応した項を含む信号７０，７１と、ＩＣＨデータ信号Ｄｉに対応した項を含む信号４７，４９を、上記した（３）式の符号を考慮して、加算器６３，６４により加算（減算）し、拡散変調された送信ベースバンドＩＣＨデジタル信号７２および送信ベースバンドＱＣＨデジタル信号７３が得られる。
【００２４】
拡散変調された送信ベースバンドＩＣＨデジタル信号７２および送信ベースバンドＱＣＨデジタル信号７３は、ＤＡＣ６５，６６によりアナログ値に変換され、拡散変調された送信ベースバンドＩＣＨアナログ信号Ｙｉおよび送信ベースバンドＱＣＨアナログ信号Ｙｑが得られる。
図１０に示すＬＰＦ（またはルートナイキストフィルタ）１３２，１３３およびＤＡＣ１３４，１３５と、図１１に示すＬＰＦ（またはルートナイキストフィルタ）１８〜２１およびＤＡＣ６５，６６が同等の特性であるとすると、送信ベースバンドアナログ信号（ｘｉ，ｘｑ）と（Ｙｉ，Ｙｑ）は同等な信号となる。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１１に示す構成からなる複素ＱＰＳＫを行うための二次変調器を用いて、送信中にゲインファクタ信号Ｇの値を変更すると、ゲインファクタ信号Ｇの変化幅が大きい場合には、送信ベースバンド信号の振幅が急激に大きく変化し、結果的にゲインファクタ信号Ｇの値の変更点において送信ベースバンド信号のスペクトルが広がってしまうという問題がある。
【００２６】
本発明は、同相チャネル信号と直交チャネル信号の少なくとも一方に対してゲインファクタにより重みを印加し、複素ＱＰＳＫ拡散変調を行うためのＣＤＭＡ変調方法およびＣＤＭＡ変調装置において、ゲインファクタ変更時の送信ベースバンド信号におけるスペクトルの広がりを抑制すること目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るＣＤＭＡ変調方法およびＣＤＭＡ変調装置は、上述した目的を達成するため、以下の特徴点を備えている。
【００２８】
すなわち、本発明に係るＣＤＭＡ変調方法は、送信すべき同相チャネル信号と直交チャネル信号の少なくとも一方に対してゲインファクタにより重みを印加し、複素拡散符号により複素ＱＰＳＫ拡散変調して得られた信号を低域フィルタリングした後、デジタル−アナログ変換して送信ベースバンド信号とする変調方法であって、前記ゲインファクタによる重みの印加は、ゲインファクタ信号をランプ的に変化させながら、ゲインファクタ信号の遅延と、通信システムにおいて規定される送信パワーの遷移時間とを考慮し、ゲインファクタ信号の変化タイミングを最適に調整することにより行うことを特徴とするものである。
【００２９】
本発明に係るＣＤＭＡ変調装置は、少なくとも１つの複素拡散符号発生装置と、送信すべき同相チャネル信号と直交チャネル信号に対して前記複素拡散符号発生装置により生成された複素拡散符号に基づいて複素ＱＰＳＫ拡散変調を行うための複素ＱＰＳＫ演算部と、該複素ＱＰＳＫ演算部において生じた項のそれぞれに接続された低域通過フィルタおよびデジタル−アナログ変換器と、送信すべき同相チャネル信号または直交チャネル信号に対応した項に対してゲインファクタを印加するための乗算器と、複素ＱＰＳＫ拡散変調を行うための加算・減算装置と、ゲインファクタを制御するためのゲインファクタ制御器を備えたＣＤＭＡ変調装置において、
前記ゲインファクタ制御器は、ゲインファクタ信号を生成するためのゲインファクタ信号生成器と、該ゲインファクタ信号生成器により生成されたゲインファクタ信号をランプ的に変化させるための低域通過フィルタを含み、前記乗算器では、前記ゲインファクタ制御器の低域通過フィルタを通過させた後のゲインファクタ信号を印加して重み付けを行うことを特徴とするものである。
【００３０】
また、本発明に係るＣＤＭＡ変調装置は、少なくとも１つの複素拡散符号発生装置と、送信すべき同相チャネル信号と直交チャネル信号に対して前記複素拡散符号発生装置により生成された複素拡散符号に基づいて複素ＱＰＳＫ拡散変調を行うための複素ＱＰＳＫ演算部と、該複素ＱＰＳＫ演算部において生じた項のそれぞれに接続された低域通過フィルタおよびデジタル−アナログ変換器と、送信すべき同相チャネル信号または直交チャネル信号に対応した項に対してゲインファクタを印加するための乗算器と、複素ＱＰＳＫ拡散変調を行うための加算・減算装置と、ゲインファクタを制御するためのゲインファクタ制御器を備えたＣＤＭＡ変調装置において、
前記ゲインファクタ制御器は、ゲインファクタ信号を生成するためのゲインファクタ信号生成器と、該ゲインファクタ信号生成器により生成されたゲインファクタ信号をランプ的に変化させるための低域通過フィルタを含み、前記ゲインファクタ制御器の後段に、前記ゲインファクタ制御器の低域通過フィルタを通過させた後のゲインファクタ信号をアナログ値に変換するためのデジタル−アナログ変換器を備え、前記乗算器では、前記デジタル−アナログ変換器を通過させた後のゲインファクタ信号を印加して重み付けを行うことを特徴とするものである。
【００３１】
また、前記ＣＤＭＡ変調装置において、前記ゲインファクタ信号生成器は、
前記ゲインファクタ制御器の低域通過フィルタを通過させた後のゲインファクタ信号に対して、該低域通過フィルタによる遅延と、通信システムにおいて規定される送信パワーの遷移時間とを考慮し、ゲインファクタ信号の変化タイミングを最適に調整するための機能を有するように構成することが可能である。
ここで、ランプ的に変化させるとは、急激に変化させるのではなく、徐々に段階的に変化させることをいう。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す具体的な実施例を参照して、本発明に係るＣＤＭＡ変調方法およびＣＤＭＡ変調装置の実施形態について説明する。
【００３３】
＜実施例１＞
図１は、本発明の実施例１に係るＣＤＭＡ変調装置の概略構成を示すブロック図である。
本発明の実施例１に係るＣＤＭＡ変調装置は、図６における二次変調器に相当するもので、その入力信号は、デジタルデータ信号（Ｄｉ，Ｄｑ）となっている。
実施例１のＣＤＭＡ変調装置は、図１１とほぼ同様の構成であり、同一部分には同一符合を付す。このＣＤＭＡ変調装置は、乗算器１１，１２と、第１の拡散符号生成器３１，３２と、第２の拡散符号生成器３３，３４と、複素ＱＰＳＫ演算部１３と、ＬＰＦ（またはルートナイキストフィルタ）１８〜２１と、ＤＡＣ（デジタル−アナログ変換器）６５，６６と、ゲインファクタ制御器６７と、重み付け乗算器６１，６２と、加算器６３，６４とから構成されている。
【００３４】
実施例１のＣＤＭＡ変調装置において、それぞれ独立したデジタルデータ信号Ｄｉ，Ｄｑは、乗算器１１，１２において、拡散符号生成器３１，３２により生成された第１の拡散符号Ｃｉ，Ｃｑとの間で拡散変調され、拡散変調信号（Ｄｉ・Ｃｉ）４１および（Ｄｑ・Ｃｑ）４２が得られる。
拡散変調信号４１，４２は、複素ＱＰＳＫ演算部１３に入力され、もう一方の拡散符号生成器３３，３４で生成された第２の拡散符号Ｓｉ，Ｓｑとの間で、複素ＱＰＳＫ演算が実行される。複素ＱＰＳＫ演算部１３への入力信号である拡散変調信号（Ｄｉ・Ｃｉ，Ｄｑ・Ｃｑ）４１，４２は、第２の拡散符号（Ｓｉ，Ｓｑ）との複素ＱＰＳＫ演算がなされ、出力４３〜４６が得られる。
【００３５】
これらの複素ＱＰＳＫ演算の出力４３〜４６は、上記した（２）式の演算により生じた４つの項の絶対値に対応している。すなわち、複素ＱＰＳＫ演算機能では、上記した（２）式で示すように、入力のＩＣＨ信号およびＱＣＨ信号と、拡散符号（スクランブルコード）のＩＣＨ信号およびＱＣＨ信号との乗算を実行し、その結果として４つの項（Ｄｉ・Ｃｉ・Ｓｉ），（Ｄｑ・Ｃｑ・Ｓｑ），（Ｄｉ・Ｃｉ・Ｓｑ），（Ｄｑ・Ｃｑ・Ｓｉ）が求められる。
上記４つの項に該当する出力４３〜４６は、隣接チャネルヘの漏洩電力を抑圧するために、ルートナイキスト特性を有するＬＦＰ１８〜２１によりフィルタリングされ、デジタル信号４７〜５０が得られる。
【００３６】
また、上記した（３）式に従ったゲインファクタ信号Ｇの重み付けを実行するため、乗算器６１，６２において、ＱＣＨデータ信号Ｄｑを含む項に対応する信号４８，５０に対して、ゲインファクタ制御器６７からのゲインファクタ信号Ｇによる重み付けを行う。そして、ゲインファクタ信号Ｇの重み付けがなされたＱＣＨデータ信号Ｄｑに対応した項を含む信号７０，７１と、ＩＣＨデータ信号Ｄｉに対応した項を含む信号４７，４９を、上記した（３）式の符号を考慮して、加算器６３，６４により加算（減算）し、拡散された送信ベースバンドＩＣＨデジタル信号７２および送信ベースバンドＱＣＨデジタル信号７３が得られる。
【００３７】
拡散変調された送信ベースバンドＩＣＨデジタル信号７２および送信ベースバンドＱＣＨデジタル信号７３は、ＤＡＣ６５，６６によりアナログ値に変換され、拡散変調された送信ベースバンドＩＣＨアナログ信号Ｚｉおよび送信ベースバンドＱＣＨアナログ信号Ｚｑが得られる。
図１１に示すＬＰＦ（またはルートナイキストフィルタ）１８〜２１およびＤＡＣ６５，６６と、図１に示すＬＰＦ（またはルートナイキストフィルタ）１８〜２１およびＤＡＣ６５，６６が同等の特性であるとすると、ゲインファクタ信号Ｇが定常状態になっているときには、送信ベースバンド信号（Ｙｉ、Ｙｑ）と同等な送信ベースバンド信号（Ｚｉ、Ｚｑ）を得ることができる。
【００３８】
一方、ゲインファクタ信号Ｇの値が変化するときには、ゲインファクタ制御器６７からのゲインファクタ信号Ｇは、ランプ的に緩やかに変化するため、ゲインファクタ信号Ｇの重み付けをしたＱＣＨデータ信号Ｄｑに対応した項を含む信号７０，７１のスペクトルの広がりを抑えることができ、結果的に送信ベースバンドＩＣＨアナログ信号Ｚｉおよび送信ベースバンドＱＣＨアナログ信号Ｚｑのスペクトルの広がりを抑えることが可能となる。
【００３９】
ここで、図２に、ゲインファクタ制御器６７を実現する回路の一例を示す。
このゲインファクタ制御器６７は、図２に示すように、ゲインファクタ信号生成器６８とＬＰＦにより構成されている。
ゲインファクタ信号生成器６８は、従来のゲインファクタ信号生成器３５と同等の機能を有しており、さらに後段のＬＰＦ６９における信号の遅延時間、および通信システムにおいて規定される送信パワーの遷移時間を考慮して、ゲインファクタ信号Ｇの変化タイミングを最適に調整する機能を有している。
このゲインファクタ信号生成器６８からの信号Ｇ′は、後段のＬＰＦ６９に入力され、ランプ的に変化するゲインファクタ信号Ｇが生成される。
【００４０】
図３に、ゲインファクタ信号Ｇ′およびＧを４ビットとした場合におけるＬＰＦ６９の構成の一例を示す。ただし、図３において、Ｄ-4は、４クロック相当の遅延を意味する。
図４に、ゲインファクタ信号Ｇ′が、「０１０１」から「１１１１」へ変化し、さらに「０１１１」へと変化した場合の、フィルタ出力（ゲインファクタ信号Ｇ）の変化の様子を示す。
図３，４に示すように、ゲインファクタ制御器６７は、ゲインファクタ信号Ｇの値の変化点で、ゲインファクタ信号Ｇをランプ的に変化させることが可能なため、拡散信号のスペクトルの広がりを抑えることが可能となる。
【００４１】
＜実施例２＞
次に、本発明の実施例２に係るＣＤＭＡ変調方法およびＣＤＭＡ変調装置を説明する。
図５は、本発明の実施例２に係るＣＤＭＡ変調装置の概略構成を示すブロック図である。
本発明の実施例２に係るＣＤＭＡ変調装置では、ＣＤＭＡの複素ＱＰＳＫ拡散変調回路への入力信号は、デジタルデータ信号（Ｄｉ，Ｄｑ）となっている。
【００４２】
実施例２のＣＤＭＡ変調装置は、図５に示すように、乗算器１１，１２と、第１の拡散符号生成器３１，３２と、第２の拡散符号生成器３３，３４と、複素ＱＰＳＫ演算部１３と、ＬＰＦ（またはルートナイキストフィルタ）１８〜２１と、ＤＡＣ（デジタル−アナログ変換器）２２〜２５，３０と、ゲインファクタ制御器６７と、重み付け乗算器２６，２７と、加算器２８，２９とから構成されている。
【００４３】
実施例２のＣＤＭＡ変調装置において、それぞれ独立したデジタルデータ信号Ｄｉ，Ｄｑは、乗算器１１，１２において、拡散符号生成器３１，３２により生成された第１の拡散符号Ｃｉ，Ｃｑとの間で拡散変調され、拡散変調信号（Ｄｉ・Ｃｉ）４１および（Ｄｑ・Ｃｑ）４２が得られる。
拡散変調信号４１，４２は、複素ＱＰＳＫ演算部１３に入力され、もう一方の拡散符号生成器３３，３４で生成された第２の拡散符号Ｓｉ，Ｓｑとの間で、複素ＱＰＳＫ演算が実行される。複素ＱＰＳＫ演算部１３への入力信号である拡散変調（Ｄｉ・Ｃｉ，Ｄｑ・Ｃｑ）４１，４２は、第２の拡散符号（Ｓｉ，Ｓｑ）との複素ＱＰＳＫ演算がなされ、出力４３〜４６が得られる。
【００４４】
これらの複素ＱＰＳＫ演算の出力４３〜４６は、上記した（２）式の演算により生じた４つの項の絶対値に対応している。すなわち、複素ＱＰＳＫ演算機能では、上記した（２）式で示すように、入力されるＩＣＨ信号およびＱＣＨ信号と、拡散符号（スクランブルコード）のＩＣＨ信号およびＱＣＨ信号との乗算を実行し、その結果として、上記４つの項が求められる。
【００４５】
上記４つの項に該当する出力４３〜４６は、隣接チャネルヘの漏洩電力を抑圧するために、ルートナイキスト特性を有するＬＰＦ１８〜２１によりフィルタリングされ、デジタル信号４７〜５０が得られる。
このデジタル信号４７〜５０は、ＤＡＣ２２〜２５により、アナログ信号５１〜５４に変換される。また、ゲインファクタ制御器６７により生成されたゲインファクタ信号Ｇ″は、ＤＡＣ３０においてアナログ値に変換される。
【００４６】
そして、上記した（３）式に従ったゲインファクタ信号Ｇの重み付けを実行するため、乗算器２６，２７において、ＱＣＨデータ信号Ｄｑを含む項に対応する信号５２および５３に対して、ゲインファクタ信号Ｇによる重み付けを行う。
そして、ゲインゲインファクタ信号Ｇの重み付けがなされたＱＣＨデータ信号Ｄｑに対応した項を含む信号５５，５６と、ＩＣＨデータ信号Ｄｉに対応した項を含む信号５１，５４を、上記した（３）式の符号を考慮して、加算器２８，２９により加算（減算）し、拡散変調された送信ベースバンドＩＣＨアナログ信号Ｚｉおよび送信ベースバンドＱＣＨアナログ信号Ｚｑが得られる。
【００４７】
この実施例２のＣＤＭＡ変調装置では、上述した実施例１のＣＤＭＡ変調装置と同様に、ゲインファクタ信号Ｇの値が変化するときには、ゲインファクタ制御器６７からのゲインファクタ信号Ｇ″がランプ的に緩やかに変化し、ゲインファクタ信号Ｇの重み付けがなされたＱＣＨデータ信号Ｄｑに対応した項を含む信号５５，５６のスペクトルの広がりを抑えることができ、結果的に送信ベースバンドＩＣＨアナログ信号Ｚｉおよび送信ベースバンドＱＣＨアナログ信号Ｚｑのスペクトルの広がりを抑えることが可能となる。
【００４８】
なお、上述した実施例１および実施例２では、図１、図５および図１０に示すように、２種類の拡散符号を使用して拡散およびスクランブルを行っているが、１種類の拡散コードを用いても同一の効果を得ることができる。
すなわち、複素ＱＰＳＫ演算部１３への入力信号は、必ずしも拡散変調されている必要はなく、データ信号（Ｄｉ，Ｄｑ）またはゲインファクタ信号Ｇを考慮したデータ信号（Ｄｉ，Ｇ・Ｄｑ）であってもよい。
【００４９】
また、上述した実施例１および実施例２では、ゲインファクタ信号Ｇを直交チャネル信号に印加しているが、同相チャネル信号に印加してもよい。さらに、同相チャネル信号と直交チャネル信号の各々にゲインファクタ信号Ｇを印加する場合であっても、同相チャネルに印加されるゲインファクタ信号Ｇで正規化すれば、同一の効果を得ることができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るＣＤＭＡ変調方法およびＣＤＭＡ変調装置によれば、ゲインファクタの印加を行う際に、印加するゲインファクタ信号をランプ的に変化させて、ゲインファクタ変更時の送信ベースバンド信号におけるスペクトルの広がりを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係るＣＤＭＡ変調装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係るＣＤＭＡ変調装置を構成するゲインファクタ制御器の一例を示すブロック図である。
【図３】本発明に係るＣＤＭＡ変調装置を構成するＬＰＦの一例を示すブロック図である。
【図４】図３に示すＬＰＦの入力信号と出力信号の関係を示す説明図である。
【図５】本発明の実施例２に係るＣＤＭＡ変調装置の概略構成を示すブロック図である。
【図６】従来のスペクトル拡散通信システムにおける送信部のブロック図である。
【図７】従来の二次変調器の他の例を示すブロック図である。
【図８】従来の二次変調器のさらに他の例を示すブロック図である。
【図９】従来の二次変調器のさらに他の例を示すブロック図である。
【図１０】従来の二次変調器のさらに他の例を示すブロック図である。
【図１１】従来の二次変調器の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１，１２ 乗算器
１３ 複素ＱＰＳＫ演算部
１４〜１７ 乗算器
１８〜２１ ＬＰＦ（低域通過フィルタ）
２２〜２５ ＤＡＣ（デジタル−アナログ変換器）
２６，２７ 重み付け乗算器
２８，２９ 加算器
３０ ＤＡＣ（デジタル−アナログ変換器）
３１，３２ 第１の拡散符号生成器
３３，３４ 第２の拡散符号生成器
３５ ゲインファクタ信号生成器
４１，４２ 拡散変調信号
４３〜４６ 複素ＱＰＳＫ演算部の出力
４７，４９ ＩＣＨデータ信号Ｄｉに対応した項を含む信号
４８，５０ ＱＣＨデータ信号Ｄｑを含む項に対応する信号
５１，５４ ＩＣＨデータ信号Ｄｉに対応した項を含む信号
５２，５３，５５，５６ ＱＣＨデータ信号Ｄｑに対応した項を含む信号
６１，６２ 重み付け乗算器
６３，６４ 加算器
６５，６６ ＤＡＣ（デジタル−アナログ変換器）
６７ ゲインファクタ制御器
６８ ゲインファクタ信号生成器
６９ ＬＰＦ（低域通過フィルタ）
７０，７１ データ信号Ｄｑに対応した項を含む信号
７２ 送信ベースバンドＩＣＨデジタル信号
７３ 送信ベースバンドＱＣＨデジタル信号
１００ 伝送すべき情報
１０１ 一次変調器
１０２ 二次変調器
１０３ 拡散符号発生器
１０４ 乗算器
１０５ 無線搬送波発生器
１０６ 増幅器
１０７ アンテナ
１１０，１１１ 乗算器
１１２，１１３ 拡散信号
１２１ 複素ＱＰＳＫ演算部
１２２〜１２５ 乗算器
１２６，１２７ 加算器
１３１ 乗算器
１３２，１３３ ＬＰＦ（低域通過フィルタ）
１３４，１３５ ＤＡＣ（デジタル−アナログ変換器）
１３６ ゲインファクタ信号生成器
【発明の属する技術分野】
本発明は、スペクトル拡散通信技術を利用したＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）変調方法およびＣＤＭＡ変調装置に関し、特に、ゲインファクタによりデータチャネルの振幅比を可変するようにしたＣＤＭＡ変調方法およびＣＤＭＡ変調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スペクトル拡散通信およびスペクトル拡散通信技術を利用したＣＤＭＡシステムは、マルチパスフェージングに強く、データの高速化が可能であるとともに、通信品質が良好であり、さらに周波数利用効率が良いという特徴を備えているため、次世代の移動通信およびマルチメディア移動通信に有望な通信方式となっている。
スペクトル拡散通信では、送信側において、伝送すべき信号の帯域幅よりもはるかに広い帯域に拡散して送信する。一方、受信側では、スペクトル拡散された信号を元の信号帯域幅に復元することにより、上述した特徴が発揮される。
【０００３】
図６は、従来のスペクトル拡散通信システムにおける送信部の概略構成を示すブロック図である。
従来のスペクトル拡散通信システムにおける送信部は、図６に示すように、一次変調器１０１、二次変調器１０２、拡散符号発生器１０３、乗算器１０４、無線搬送波発生器１０５、増幅器１０６、アンテナ１０７を備えて構成されている。
この送信部において、伝送すべき情報１００は、一次変調器１０１によりＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ：２相位相シフトキーイング）やＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ：４相位相シフトキーイング）等の変調を受けたデータ信号Ｄ（ｔ）となる。
【０００４】
このデータ信号Ｄ（ｔ）は、二次変調器１０２において、拡散符号発生器１０３により生成されたスペクトル拡散符号Ｃ（ｔ）に基づいて二次変調される。拡散符号発生器１０３により発生する拡散符号Ｃ（ｔ）としては、Ｍ系列、ゴールド符号、アダマール符号等が使用される。
【０００５】
ＣＤＭＡシステムでは、拡散符号発生器１０３により発生する拡散符号Ｃ（ｔ）により、ユーザ、セル、情報チャネル等の区別を行う。その後、乗算器１０４において、無線搬送波発生器１０５により発生した搬送波を二次変調波に乗算して無線周波数に変換する。この変換された搬送波は、増幅器１０６により増幅された後、アンテナ１０７から送信される。
【０００６】
二次変調（拡散変調）の手法としては、一次変調と同様に、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ等がある。図７は、従来の二次変調器の一例を示すブロック図である。
【０００７】
この二次変調器は、図７に示すように、同相チャネル（ＩＣＨ）と直交チャネル（ＱＣＨ）とにおいてそれぞれ独立したデータＤｉ，Ｄｑに対して、それぞれ独立した拡散符号Ｃｉ，Ｃｑを用いて、乗算器１１０，１１１による演算を行うことにより、Ｄｉ・ＣｉおよびＤｑ・Ｃｑという拡散信号１１２，１１３が得られる。
このような手法は二重チャネルＱＰＳＫ法と呼ばれ、それぞれ独立したデータを同時に伝送する場合に有効な手法となっている。これらの拡散変調についての詳細は、「横山光雄著”スペクトル拡散通信システム”科学技術出版社、ｐｐ．４７１〜４７８」に記載されている。
【０００８】
次に、さらに複雑な複素ＱＰＳＫ拡散変調法について説明する。
図８は、複素ＱＰＳＫ拡散変調法を行うための二次変調器の他の例を示すブロック図である。
この二次変調器は、図８に示すように、複素ＱＰＳＫ演算部１２１において、複素データ（Ｄｉ，Ｄｑ）が複素拡散符号（Ｓｉ，Ｓｑ）に基づいて複素拡散され、ＩＣＨ拡散信号ＡｉおよびＱＣＨ拡散信号Ａｑが生成される。
【０００９】
ここで、以下に示す（１）式が成立する。
(Di+jDq)・(Si+jSq)=(Di・Si-Dq・Sq)+j(Di・Sq+Dq・Si)
=Ai+jAq ・・・（１）
ただし、ｊ：虚数単位
【００１０】
複素ＱＰＳＫ演算部１２１は、（１）式の右辺各項を生成するために、乗算器１２２，１２３，１２４，１２５において、複素データ（Ｄｉ，Ｄｑ）と複素拡散符号（Ｓｉ，Ｓｑ）の演算を実行する。この演算の結果として、（１）式における各項（Ｄｉ・Ｓｉ），（Ｄｑ・Ｓｑ），（Ｄｉ・Ｓｑ），（Ｄｑ・Ｓｉ）が求められる。そして、（１）式の符号を考慮して、加算器１２６，１２７において、加算（減算）が行われる。
【００１１】
次世代の移動体通信方式であるＷ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ−ＣＤＭＡ）方式では、２種類の拡散符号を用いた拡散変調が行なわれる。すなわち、符号周期が非常に長いロングコードと符号周期が短いショートコードを組み合わせて、拡散およびスクランブルの役割を果している。このＷ−ＣＤＭＡの拡散変調および拡散符号の役割については、「佐和橋、安達、”マルチメディアに適した移動無線アクセス：Ｗ−ＣＤＭＡ”、信学技法、ＳＳＴ−９８一４１，１９９８−１２」、「大野、佐和橋、土肥、束、”広帯域コヒーレントＤＳ−ＣＤＭＡを用いる移動無線アクセス”、ＮＴＴＤｏＣｏＭｏテクニカルジャーナル、Ｖｏｌ．４
Ｎｏ３」に詳細に記載されている。
【００１２】
次に、図７に示す（Ｃｉ，Ｃｑ）による二重拡散と、図８に示す（Ｓｉ，Ｓｑ）による複素ＱＰＳＫ変調とを組み合わせた２種類の拡散符号を用いた拡散変調法を説明する。
この拡散変調法では、データ信号（Ｄｉ，Ｄｑ）を拡散符号（Ｃｉ，Ｃｑ）で二重拡散した後、拡散符号（Ｓｉ，Ｓｑ）による複素ＱＰＳＫ変調を行う。
【００１３】
この複素ＱＰＳＫ変調は、以下に示す（２）式のように表現される。
(Di・Ci+jDq・Cq)・(Si+jSq)=(Di・Ci・Si一Dq・Cq・Sq)+j(Di・Ci・Sq+Dq・Cq・Si)
=Ai＋jAq ・・・（２）
【００１４】
図９は、この複素ＱＰＳＫ拡散変調法を行うための二次変調器の他の例を示すブロック図である。
この複素ＱＰＳＫ拡散変調法を行う二次変調器は、図９に示すように、乗算器１１０，１１１において、データ信号（Ｄｉ，Ｄｑ）と拡散符号（Ｃｉ，Ｃｑ）が二重拡散される。この二重拡散された拡散信号１１２，１１３は、複素ＱＰＳＫ演算部１２１において、他方の拡散符号（Ｓｉ，Ｓｑ）との間で複素ＱＰＳＫ拡散変調が実行され、加算器１２６，１２７により加算（減算）が行われる。
【００１５】
すなわち、複素ＱＰＳＫ演算部１２１は、（２）式の右辺各項を生成するために、乗算器１２２，１２３，１２４，１２５において、複素データ（Ｄｉ・Ｃｉ，Ｄｑ・Ｃｑ）と複素拡散符号（Ｓｉ，Ｓｑ）の演算を実行する。この演算の結果として、（２）式における各項（Ｄｉ・Ｃｉ・Ｓｉ），（Ｄｑ・Ｃｑ・Ｓｑ），（Ｄｉ・Ｃｉ・Ｓｑ），（Ｄｑ・Ｃｑ・Ｓｉ）が求まる。
ここで、一方の拡散符号（Ｃｉ，Ｃｑ）の拡散速度（チップレート）と、他方の拡散符号（Ｓｉ，Ｓｑ）の拡散速度（チップレート）が等しい場合には、拡散符号（Ｓｉ，Ｓｑ）がスクランブルの役割となるため、拡散符号（Ｓｉ，Ｓｑ）はスクランブルコードとも呼ばれる。
【００１６】
図９において、データ信号（Ｄｉ，Ｄｑ）は、上述したようにそれぞれ独立したデータである。例えば、Ｄｉを送るべき情報データとし、Ｄｑを制御信号として割り当てることができる。情報データＤｉと制御データＤｑは、重要度等に応じてその振幅比を可変するためのゲインファクタ信号Ｇにより調整される場合がある。
【００１７】
図１０は、制御データＤｑをゲインファクタ信号Ｇにより調整するための二次変調器を示すブロック図である。
この二次変調器では、図１０に示すように、乗算器１３１において、直交ＣＨデータ信号Ｄｑに対して、ゲインファクタ信号生成器１３６から生成されたゲインファクタ信号Ｇの信号を用いて重み付けがなされる。
ゲインファクタ信号Ｇによる重み付けがなされたデータ信号（Ｄｉ，Ｇ・Ｄｑ）は、図９に示す二次変調器と同様の処理が施される。すなわち、乗算器１１０，１１１において、拡散符号（Ｃｉ，Ｃｑ）が二重拡散された後、複素ＱＰＳＫ演算部１２１および加算器１２６，１２７において、他方の拡散符号（Ｓｉ，Ｓｑ）との間で複素ＱＰＳＫ拡散変調が実行される。
【００１８】
図１０におけるＩＣＨ拡散信号ＡｉおよびＱＣＨ拡散信号Ａｑは、以下に示す（３）式のように表現される。
(Di・Ci+jG・Dq・Cq)・(Si+jSq)=(Di・Ci・Si-G・Dq・Cq・Sq)+j(Di・Ci・Sq+G・Dq・Cq・Si) =Ai+jAq ・・・（３）
【００１９】
複素ＱＰＳＫ変調された信号Ａｉ，Ａｑは、ＣＤＭＡ送信信号の帯域制限のためのＬＰＦ（低域通過フィルタ）１３２，１３３、または隣接チャネルヘの漏洩電力を抑圧するためのルートナイキストフィルタを介してＤＡＣ（デジタル−アナログ変換器）１３４，１３５へ送信され、アナログ信号（Ｘｉ，Ｘｑ）に変換される。
そして、送信ベースバンドアナログ信号（Ｘｉ，Ｘｑ）は、無線周波数に変換されて増幅された後、アンテナからＣＤＭＡ信号として送信される。
【００２０】
図１１は、制御データＤｑをゲインファクタ信号Ｇにより調整する二次変調器の他の例を示すブロック図である。
この二次変調器は、ＣＤＭＡの複素ＱＰＳＫ拡散変調回路への入力信号はデジタルデータ信号（Ｄｉ，Ｄｑ）となっており、図１１に示すように、第１の拡散符号生成器３１，３２と、第２の拡散符号生成器３３，３４と、複素ＱＰＳＫ演算部１３と、ＬＰＦ（またはルートナイキストフィルタ）１８〜２１と、ゲインファクタ信号生成器３５と、重み付け乗算器６１，６２と、加算器６３，６４と、ＤＡＣ６５，６６とから構成されている。
【００２１】
この二次変調器において、それぞれ独立したデジタルデータ信号Ｄｉ，Ｄｑは、乗算器１１，１２において、拡散符号生成器３１，３２により生成された第１の拡散符号Ｃｉ，Ｃｑとの間で拡散変調され、拡散信号（Ｄｉ・Ｃｉ）４１および（Ｄｑ・Ｃｑ）４２が得られる。
拡散信号４１，４２は、複素ＱＰＳＫ演算部１３に入力され、もう一方の拡散符号生成器３３，３４で生成された第２の拡散符号Ｓｉ，Ｓｑとの間で、複素ＱＰＳＫ演算が実行される。複素ＱＰＳＫ演算部１３ヘの入力信号（Ｄｉ・Ｃｉ，Ｄｑ・Ｃｑ）４１，４２は、第２の拡散符号（Ｓｉ，Ｓｑ）との複素ＱＰＳＫ演算がなされ、出力４３〜４６が得られる。
【００２２】
これらの複素ＱＰＳＫ演算部１３の出力４３〜４６は、上記した（２）式の演算により生じた４つの項に対応している。
これらの４つの項に該当する出力４３〜４６は、隣接チャネルヘの漏洩電力を抑圧するために、ルートナイキスト特性を有するＬＰＦ１８〜２１によりフィルタリングされ、デジタル信号４７〜５０が得られる。
【００２３】
また、上記した（３）式に従ったゲインファクタ信号Ｇの重み付けを実行するため、乗算器６１，６２において、ＱＣＨデータ信号Ｄｑを含む項に対応する信号４８，５０に対して、ゲインファクタ信号Ｇの重み付けが行われる。そして、ゲインファクタ信号Ｇの重み付けがなされたデータ信号Ｄｑに対応した項を含む信号７０，７１と、ＩＣＨデータ信号Ｄｉに対応した項を含む信号４７，４９を、上記した（３）式の符号を考慮して、加算器６３，６４により加算（減算）し、拡散変調された送信ベースバンドＩＣＨデジタル信号７２および送信ベースバンドＱＣＨデジタル信号７３が得られる。
【００２４】
拡散変調された送信ベースバンドＩＣＨデジタル信号７２および送信ベースバンドＱＣＨデジタル信号７３は、ＤＡＣ６５，６６によりアナログ値に変換され、拡散変調された送信ベースバンドＩＣＨアナログ信号Ｙｉおよび送信ベースバンドＱＣＨアナログ信号Ｙｑが得られる。
図１０に示すＬＰＦ（またはルートナイキストフィルタ）１３２，１３３およびＤＡＣ１３４，１３５と、図１１に示すＬＰＦ（またはルートナイキストフィルタ）１８〜２１およびＤＡＣ６５，６６が同等の特性であるとすると、送信ベースバンドアナログ信号（ｘｉ，ｘｑ）と（Ｙｉ，Ｙｑ）は同等な信号となる。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１１に示す構成からなる複素ＱＰＳＫを行うための二次変調器を用いて、送信中にゲインファクタ信号Ｇの値を変更すると、ゲインファクタ信号Ｇの変化幅が大きい場合には、送信ベースバンド信号の振幅が急激に大きく変化し、結果的にゲインファクタ信号Ｇの値の変更点において送信ベースバンド信号のスペクトルが広がってしまうという問題がある。
【００２６】
本発明は、同相チャネル信号と直交チャネル信号の少なくとも一方に対してゲインファクタにより重みを印加し、複素ＱＰＳＫ拡散変調を行うためのＣＤＭＡ変調方法およびＣＤＭＡ変調装置において、ゲインファクタ変更時の送信ベースバンド信号におけるスペクトルの広がりを抑制すること目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るＣＤＭＡ変調方法およびＣＤＭＡ変調装置は、上述した目的を達成するため、以下の特徴点を備えている。
【００２８】
すなわち、本発明に係るＣＤＭＡ変調方法は、送信すべき同相チャネル信号と直交チャネル信号の少なくとも一方に対してゲインファクタにより重みを印加し、複素拡散符号により複素ＱＰＳＫ拡散変調して得られた信号を低域フィルタリングした後、デジタル−アナログ変換して送信ベースバンド信号とする変調方法であって、前記ゲインファクタによる重みの印加は、ゲインファクタ信号をランプ的に変化させながら、ゲインファクタ信号の遅延と、通信システムにおいて規定される送信パワーの遷移時間とを考慮し、ゲインファクタ信号の変化タイミングを最適に調整することにより行うことを特徴とするものである。
【００２９】
本発明に係るＣＤＭＡ変調装置は、少なくとも１つの複素拡散符号発生装置と、送信すべき同相チャネル信号と直交チャネル信号に対して前記複素拡散符号発生装置により生成された複素拡散符号に基づいて複素ＱＰＳＫ拡散変調を行うための複素ＱＰＳＫ演算部と、該複素ＱＰＳＫ演算部において生じた項のそれぞれに接続された低域通過フィルタおよびデジタル−アナログ変換器と、送信すべき同相チャネル信号または直交チャネル信号に対応した項に対してゲインファクタを印加するための乗算器と、複素ＱＰＳＫ拡散変調を行うための加算・減算装置と、ゲインファクタを制御するためのゲインファクタ制御器を備えたＣＤＭＡ変調装置において、
前記ゲインファクタ制御器は、ゲインファクタ信号を生成するためのゲインファクタ信号生成器と、該ゲインファクタ信号生成器により生成されたゲインファクタ信号をランプ的に変化させるための低域通過フィルタを含み、前記乗算器では、前記ゲインファクタ制御器の低域通過フィルタを通過させた後のゲインファクタ信号を印加して重み付けを行うことを特徴とするものである。
【００３０】
また、本発明に係るＣＤＭＡ変調装置は、少なくとも１つの複素拡散符号発生装置と、送信すべき同相チャネル信号と直交チャネル信号に対して前記複素拡散符号発生装置により生成された複素拡散符号に基づいて複素ＱＰＳＫ拡散変調を行うための複素ＱＰＳＫ演算部と、該複素ＱＰＳＫ演算部において生じた項のそれぞれに接続された低域通過フィルタおよびデジタル−アナログ変換器と、送信すべき同相チャネル信号または直交チャネル信号に対応した項に対してゲインファクタを印加するための乗算器と、複素ＱＰＳＫ拡散変調を行うための加算・減算装置と、ゲインファクタを制御するためのゲインファクタ制御器を備えたＣＤＭＡ変調装置において、
前記ゲインファクタ制御器は、ゲインファクタ信号を生成するためのゲインファクタ信号生成器と、該ゲインファクタ信号生成器により生成されたゲインファクタ信号をランプ的に変化させるための低域通過フィルタを含み、前記ゲインファクタ制御器の後段に、前記ゲインファクタ制御器の低域通過フィルタを通過させた後のゲインファクタ信号をアナログ値に変換するためのデジタル−アナログ変換器を備え、前記乗算器では、前記デジタル−アナログ変換器を通過させた後のゲインファクタ信号を印加して重み付けを行うことを特徴とするものである。
【００３１】
また、前記ＣＤＭＡ変調装置において、前記ゲインファクタ信号生成器は、
前記ゲインファクタ制御器の低域通過フィルタを通過させた後のゲインファクタ信号に対して、該低域通過フィルタによる遅延と、通信システムにおいて規定される送信パワーの遷移時間とを考慮し、ゲインファクタ信号の変化タイミングを最適に調整するための機能を有するように構成することが可能である。
ここで、ランプ的に変化させるとは、急激に変化させるのではなく、徐々に段階的に変化させることをいう。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す具体的な実施例を参照して、本発明に係るＣＤＭＡ変調方法およびＣＤＭＡ変調装置の実施形態について説明する。
【００３３】
＜実施例１＞
図１は、本発明の実施例１に係るＣＤＭＡ変調装置の概略構成を示すブロック図である。
本発明の実施例１に係るＣＤＭＡ変調装置は、図６における二次変調器に相当するもので、その入力信号は、デジタルデータ信号（Ｄｉ，Ｄｑ）となっている。
実施例１のＣＤＭＡ変調装置は、図１１とほぼ同様の構成であり、同一部分には同一符合を付す。このＣＤＭＡ変調装置は、乗算器１１，１２と、第１の拡散符号生成器３１，３２と、第２の拡散符号生成器３３，３４と、複素ＱＰＳＫ演算部１３と、ＬＰＦ（またはルートナイキストフィルタ）１８〜２１と、ＤＡＣ（デジタル−アナログ変換器）６５，６６と、ゲインファクタ制御器６７と、重み付け乗算器６１，６２と、加算器６３，６４とから構成されている。
【００３４】
実施例１のＣＤＭＡ変調装置において、それぞれ独立したデジタルデータ信号Ｄｉ，Ｄｑは、乗算器１１，１２において、拡散符号生成器３１，３２により生成された第１の拡散符号Ｃｉ，Ｃｑとの間で拡散変調され、拡散変調信号（Ｄｉ・Ｃｉ）４１および（Ｄｑ・Ｃｑ）４２が得られる。
拡散変調信号４１，４２は、複素ＱＰＳＫ演算部１３に入力され、もう一方の拡散符号生成器３３，３４で生成された第２の拡散符号Ｓｉ，Ｓｑとの間で、複素ＱＰＳＫ演算が実行される。複素ＱＰＳＫ演算部１３への入力信号である拡散変調信号（Ｄｉ・Ｃｉ，Ｄｑ・Ｃｑ）４１，４２は、第２の拡散符号（Ｓｉ，Ｓｑ）との複素ＱＰＳＫ演算がなされ、出力４３〜４６が得られる。
【００３５】
これらの複素ＱＰＳＫ演算の出力４３〜４６は、上記した（２）式の演算により生じた４つの項の絶対値に対応している。すなわち、複素ＱＰＳＫ演算機能では、上記した（２）式で示すように、入力のＩＣＨ信号およびＱＣＨ信号と、拡散符号（スクランブルコード）のＩＣＨ信号およびＱＣＨ信号との乗算を実行し、その結果として４つの項（Ｄｉ・Ｃｉ・Ｓｉ），（Ｄｑ・Ｃｑ・Ｓｑ），（Ｄｉ・Ｃｉ・Ｓｑ），（Ｄｑ・Ｃｑ・Ｓｉ）が求められる。
上記４つの項に該当する出力４３〜４６は、隣接チャネルヘの漏洩電力を抑圧するために、ルートナイキスト特性を有するＬＦＰ１８〜２１によりフィルタリングされ、デジタル信号４７〜５０が得られる。
【００３６】
また、上記した（３）式に従ったゲインファクタ信号Ｇの重み付けを実行するため、乗算器６１，６２において、ＱＣＨデータ信号Ｄｑを含む項に対応する信号４８，５０に対して、ゲインファクタ制御器６７からのゲインファクタ信号Ｇによる重み付けを行う。そして、ゲインファクタ信号Ｇの重み付けがなされたＱＣＨデータ信号Ｄｑに対応した項を含む信号７０，７１と、ＩＣＨデータ信号Ｄｉに対応した項を含む信号４７，４９を、上記した（３）式の符号を考慮して、加算器６３，６４により加算（減算）し、拡散された送信ベースバンドＩＣＨデジタル信号７２および送信ベースバンドＱＣＨデジタル信号７３が得られる。
【００３７】
拡散変調された送信ベースバンドＩＣＨデジタル信号７２および送信ベースバンドＱＣＨデジタル信号７３は、ＤＡＣ６５，６６によりアナログ値に変換され、拡散変調された送信ベースバンドＩＣＨアナログ信号Ｚｉおよび送信ベースバンドＱＣＨアナログ信号Ｚｑが得られる。
図１１に示すＬＰＦ（またはルートナイキストフィルタ）１８〜２１およびＤＡＣ６５，６６と、図１に示すＬＰＦ（またはルートナイキストフィルタ）１８〜２１およびＤＡＣ６５，６６が同等の特性であるとすると、ゲインファクタ信号Ｇが定常状態になっているときには、送信ベースバンド信号（Ｙｉ、Ｙｑ）と同等な送信ベースバンド信号（Ｚｉ、Ｚｑ）を得ることができる。
【００３８】
一方、ゲインファクタ信号Ｇの値が変化するときには、ゲインファクタ制御器６７からのゲインファクタ信号Ｇは、ランプ的に緩やかに変化するため、ゲインファクタ信号Ｇの重み付けをしたＱＣＨデータ信号Ｄｑに対応した項を含む信号７０，７１のスペクトルの広がりを抑えることができ、結果的に送信ベースバンドＩＣＨアナログ信号Ｚｉおよび送信ベースバンドＱＣＨアナログ信号Ｚｑのスペクトルの広がりを抑えることが可能となる。
【００３９】
ここで、図２に、ゲインファクタ制御器６７を実現する回路の一例を示す。
このゲインファクタ制御器６７は、図２に示すように、ゲインファクタ信号生成器６８とＬＰＦにより構成されている。
ゲインファクタ信号生成器６８は、従来のゲインファクタ信号生成器３５と同等の機能を有しており、さらに後段のＬＰＦ６９における信号の遅延時間、および通信システムにおいて規定される送信パワーの遷移時間を考慮して、ゲインファクタ信号Ｇの変化タイミングを最適に調整する機能を有している。
このゲインファクタ信号生成器６８からの信号Ｇ′は、後段のＬＰＦ６９に入力され、ランプ的に変化するゲインファクタ信号Ｇが生成される。
【００４０】
図３に、ゲインファクタ信号Ｇ′およびＧを４ビットとした場合におけるＬＰＦ６９の構成の一例を示す。ただし、図３において、Ｄ-4は、４クロック相当の遅延を意味する。
図４に、ゲインファクタ信号Ｇ′が、「０１０１」から「１１１１」へ変化し、さらに「０１１１」へと変化した場合の、フィルタ出力（ゲインファクタ信号Ｇ）の変化の様子を示す。
図３，４に示すように、ゲインファクタ制御器６７は、ゲインファクタ信号Ｇの値の変化点で、ゲインファクタ信号Ｇをランプ的に変化させることが可能なため、拡散信号のスペクトルの広がりを抑えることが可能となる。
【００４１】
＜実施例２＞
次に、本発明の実施例２に係るＣＤＭＡ変調方法およびＣＤＭＡ変調装置を説明する。
図５は、本発明の実施例２に係るＣＤＭＡ変調装置の概略構成を示すブロック図である。
本発明の実施例２に係るＣＤＭＡ変調装置では、ＣＤＭＡの複素ＱＰＳＫ拡散変調回路への入力信号は、デジタルデータ信号（Ｄｉ，Ｄｑ）となっている。
【００４２】
実施例２のＣＤＭＡ変調装置は、図５に示すように、乗算器１１，１２と、第１の拡散符号生成器３１，３２と、第２の拡散符号生成器３３，３４と、複素ＱＰＳＫ演算部１３と、ＬＰＦ（またはルートナイキストフィルタ）１８〜２１と、ＤＡＣ（デジタル−アナログ変換器）２２〜２５，３０と、ゲインファクタ制御器６７と、重み付け乗算器２６，２７と、加算器２８，２９とから構成されている。
【００４３】
実施例２のＣＤＭＡ変調装置において、それぞれ独立したデジタルデータ信号Ｄｉ，Ｄｑは、乗算器１１，１２において、拡散符号生成器３１，３２により生成された第１の拡散符号Ｃｉ，Ｃｑとの間で拡散変調され、拡散変調信号（Ｄｉ・Ｃｉ）４１および（Ｄｑ・Ｃｑ）４２が得られる。
拡散変調信号４１，４２は、複素ＱＰＳＫ演算部１３に入力され、もう一方の拡散符号生成器３３，３４で生成された第２の拡散符号Ｓｉ，Ｓｑとの間で、複素ＱＰＳＫ演算が実行される。複素ＱＰＳＫ演算部１３への入力信号である拡散変調（Ｄｉ・Ｃｉ，Ｄｑ・Ｃｑ）４１，４２は、第２の拡散符号（Ｓｉ，Ｓｑ）との複素ＱＰＳＫ演算がなされ、出力４３〜４６が得られる。
【００４４】
これらの複素ＱＰＳＫ演算の出力４３〜４６は、上記した（２）式の演算により生じた４つの項の絶対値に対応している。すなわち、複素ＱＰＳＫ演算機能では、上記した（２）式で示すように、入力されるＩＣＨ信号およびＱＣＨ信号と、拡散符号（スクランブルコード）のＩＣＨ信号およびＱＣＨ信号との乗算を実行し、その結果として、上記４つの項が求められる。
【００４５】
上記４つの項に該当する出力４３〜４６は、隣接チャネルヘの漏洩電力を抑圧するために、ルートナイキスト特性を有するＬＰＦ１８〜２１によりフィルタリングされ、デジタル信号４７〜５０が得られる。
このデジタル信号４７〜５０は、ＤＡＣ２２〜２５により、アナログ信号５１〜５４に変換される。また、ゲインファクタ制御器６７により生成されたゲインファクタ信号Ｇ″は、ＤＡＣ３０においてアナログ値に変換される。
【００４６】
そして、上記した（３）式に従ったゲインファクタ信号Ｇの重み付けを実行するため、乗算器２６，２７において、ＱＣＨデータ信号Ｄｑを含む項に対応する信号５２および５３に対して、ゲインファクタ信号Ｇによる重み付けを行う。
そして、ゲインゲインファクタ信号Ｇの重み付けがなされたＱＣＨデータ信号Ｄｑに対応した項を含む信号５５，５６と、ＩＣＨデータ信号Ｄｉに対応した項を含む信号５１，５４を、上記した（３）式の符号を考慮して、加算器２８，２９により加算（減算）し、拡散変調された送信ベースバンドＩＣＨアナログ信号Ｚｉおよび送信ベースバンドＱＣＨアナログ信号Ｚｑが得られる。
【００４７】
この実施例２のＣＤＭＡ変調装置では、上述した実施例１のＣＤＭＡ変調装置と同様に、ゲインファクタ信号Ｇの値が変化するときには、ゲインファクタ制御器６７からのゲインファクタ信号Ｇ″がランプ的に緩やかに変化し、ゲインファクタ信号Ｇの重み付けがなされたＱＣＨデータ信号Ｄｑに対応した項を含む信号５５，５６のスペクトルの広がりを抑えることができ、結果的に送信ベースバンドＩＣＨアナログ信号Ｚｉおよび送信ベースバンドＱＣＨアナログ信号Ｚｑのスペクトルの広がりを抑えることが可能となる。
【００４８】
なお、上述した実施例１および実施例２では、図１、図５および図１０に示すように、２種類の拡散符号を使用して拡散およびスクランブルを行っているが、１種類の拡散コードを用いても同一の効果を得ることができる。
すなわち、複素ＱＰＳＫ演算部１３への入力信号は、必ずしも拡散変調されている必要はなく、データ信号（Ｄｉ，Ｄｑ）またはゲインファクタ信号Ｇを考慮したデータ信号（Ｄｉ，Ｇ・Ｄｑ）であってもよい。
【００４９】
また、上述した実施例１および実施例２では、ゲインファクタ信号Ｇを直交チャネル信号に印加しているが、同相チャネル信号に印加してもよい。さらに、同相チャネル信号と直交チャネル信号の各々にゲインファクタ信号Ｇを印加する場合であっても、同相チャネルに印加されるゲインファクタ信号Ｇで正規化すれば、同一の効果を得ることができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るＣＤＭＡ変調方法およびＣＤＭＡ変調装置によれば、ゲインファクタの印加を行う際に、印加するゲインファクタ信号をランプ的に変化させて、ゲインファクタ変更時の送信ベースバンド信号におけるスペクトルの広がりを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係るＣＤＭＡ変調装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係るＣＤＭＡ変調装置を構成するゲインファクタ制御器の一例を示すブロック図である。
【図３】本発明に係るＣＤＭＡ変調装置を構成するＬＰＦの一例を示すブロック図である。
【図４】図３に示すＬＰＦの入力信号と出力信号の関係を示す説明図である。
【図５】本発明の実施例２に係るＣＤＭＡ変調装置の概略構成を示すブロック図である。
【図６】従来のスペクトル拡散通信システムにおける送信部のブロック図である。
【図７】従来の二次変調器の他の例を示すブロック図である。
【図８】従来の二次変調器のさらに他の例を示すブロック図である。
【図９】従来の二次変調器のさらに他の例を示すブロック図である。
【図１０】従来の二次変調器のさらに他の例を示すブロック図である。
【図１１】従来の二次変調器の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１，１２ 乗算器
１３ 複素ＱＰＳＫ演算部
１４〜１７ 乗算器
１８〜２１ ＬＰＦ（低域通過フィルタ）
２２〜２５ ＤＡＣ（デジタル−アナログ変換器）
２６，２７ 重み付け乗算器
２８，２９ 加算器
３０ ＤＡＣ（デジタル−アナログ変換器）
３１，３２ 第１の拡散符号生成器
３３，３４ 第２の拡散符号生成器
３５ ゲインファクタ信号生成器
４１，４２ 拡散変調信号
４３〜４６ 複素ＱＰＳＫ演算部の出力
４７，４９ ＩＣＨデータ信号Ｄｉに対応した項を含む信号
４８，５０ ＱＣＨデータ信号Ｄｑを含む項に対応する信号
５１，５４ ＩＣＨデータ信号Ｄｉに対応した項を含む信号
５２，５３，５５，５６ ＱＣＨデータ信号Ｄｑに対応した項を含む信号
６１，６２ 重み付け乗算器
６３，６４ 加算器
６５，６６ ＤＡＣ（デジタル−アナログ変換器）
６７ ゲインファクタ制御器
６８ ゲインファクタ信号生成器
６９ ＬＰＦ（低域通過フィルタ）
７０，７１ データ信号Ｄｑに対応した項を含む信号
７２ 送信ベースバンドＩＣＨデジタル信号
７３ 送信ベースバンドＱＣＨデジタル信号
１００ 伝送すべき情報
１０１ 一次変調器
１０２ 二次変調器
１０３ 拡散符号発生器
１０４ 乗算器
１０５ 無線搬送波発生器
１０６ 増幅器
１０７ アンテナ
１１０，１１１ 乗算器
１１２，１１３ 拡散信号
１２１ 複素ＱＰＳＫ演算部
１２２〜１２５ 乗算器
１２６，１２７ 加算器
１３１ 乗算器
１３２，１３３ ＬＰＦ（低域通過フィルタ）
１３４，１３５ ＤＡＣ（デジタル−アナログ変換器）
１３６ ゲインファクタ信号生成器
Claims (3)
- 送信すべき同相チャネル信号と直交チャネル信号の少なくとも一方に対してゲインファクタにより重みを印加し、複素拡散符号により複素ＱＰＳＫ拡散変調して得られた信号を低域フィルタリングした後、デジタル−アナログ変換して送信ベースバンド信号とする変調方法であって、
前記ゲインファクタによる重みの印加は、ゲインファクタ信号をランプ的に変化させながらゲインファクタ信号の遅延と、通信システムにおいて規定される送信パワーの遷移時間とを考慮し、ゲインファクタ信号の変化タイミングを最適に調整することにより行なうことを特徴とするＣＤＭＡ変調方法。 - 少なくとも１つの複素拡散符号発生装置と、送信すべき同相チャネル信号と直交チャネル信号に対して前記複素拡散符号発生装置により生成された複素拡散符号に基づいて複素ＱＰＳＫ拡散変調を行うための複素ＱＰＳＫ演算部と、該複素ＱＰＳＫ演算部において生じた項のそれぞれに接続された低域通過フィルタおよびデジタル−アナログ変換器と、送信すべき同相チャネル信号または直交チャネル信号に対応した項に対してゲインファクタを印加するための乗算器と、複素ＱＰＳＫ拡散変調を行うための加算・減算装置と、ゲインファクタを制御するためのゲインファクタ制御器を備えたＣＤＭＡ変調装置において、
前記ゲインファクタ制御器は、ゲインファクタ信号を生成するためのゲインファクタ信号生成器と、該ゲインファクタ信号生成器により生成されたゲインファクタ信号をランプ的に変化させるための低域通過フィルタを含み、前記ゲインファクタ信号生成器が、前記ゲインファクタ制御器の低域通過フィルタを通過させた後のゲインファクタ信号に対して、該低域通過フィルタによる遅延と、通信システムにおいて規定される送信パワーの遷移時間とを考慮し、ゲインファクタ信号の変化タイミングを最適に調整するための機能を有し、
前記乗算器では、前記ゲインファクタ制御器の低域通過フィルタを通過させた後のゲインファクタ信号を印加して重み付けを行うことを特徴とするＣＤＭＡ変調装置。 - 少なくとも１つの複素拡散符号発生装置と、送信すべき同相チャネル信号と直交チャネル信号に対して前記複素拡散符号発生装置により生成された複素拡散符号に基づいて複素ＱＰＳＫ拡散変調を行うための複素ＱＰＳＫ演算部と、該複素ＱＰＳＫ演算部において生じた項のそれぞれに接続された低域通過フィルタおよびデジタル−アナログ変換器と、送信すべき同相チャネル信号または直交チャネル信号に対応した項に対してゲインファクタを印加するための乗算器と、複素ＱＰＳＫ拡散変調を行うための加算・減算装置と、ゲインファクタを制御するためのゲインファクタ制御器を備えたＣＤＭＡ変調装置において、
前記ゲインファクタ制御器は、ゲインファクタ信号を生成するためのゲインファクタ信号生成器と、該ゲインファクタ信号生成器により生成されたゲインファクタ信号をランプ的に変化させるための低域通過フィルタを含み、前記ゲインファクタ信号生成器が、前記ゲインファクタ制御器の低域通過フィルタを通過させた後のゲインファクタ信号に対して、該低域通過フィルタによる遅延と、通信システムにおいて規定される送信パワーの遷移時間とを考慮し、ゲインファクタ信号の変化タイミングを最適に調整するための機能を有し、
前記ゲインファクタ制御器の後段に、前記ゲインファクタ制御器の低域通過フィルタを通過させた後のゲインファクタ信号をアナログ値に変換するためのデジタル−アナログ変換器を備え、
前記乗算器では、前記デジタル−アナログ変換器を通過させた後のゲインファクタ信号を印加して重み付けを行うことを特徴とするＣＤＭＡ変調装置。
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