JP3766942B2 - Cdma通信装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、CDMA(Code Division Multiple Access ;符号分割多元接続)方式に適用するCDMA通信装置に関する。
CDMA方式は、可変レート伝送が可能であることにより、音声のみでなく、画像データ等の各種の情報を伝送することができ、移動通信システムとして有望視されている。このような移動通信システムに適用するCDMA通信装置の効率化を図ることが要望されている。
【0002】
【従来の技術】
CDMA方式は、ユーザ(移動機)対応に異なる拡散符号を割り当てることにより、同一の周波数帯域を利用して通信を行うことができるものであり、又前述のように、可変レート伝送が可能であり、この可変レート伝送を行う手段として、例えば、マルチコード伝送(Multicode Transmission )と可変拡散率伝送(Variable Spreading Factor Transmission )とが知られている。
【0003】
後者の可変拡散率伝送手段として、チャネル間の直交性を保証する階層的拡散符号生成法が知られている(例えば、「コヒーレントDS−CDMA下りリンクで直交多元レート多重を可能とする階層的拡散符号生成法」電子通信情報学会誌、RSC96−103参照)。
【0004】
この階層的拡散符号生成法は、例えば、図6に示すように、伝送レート256ksps(シンボル/秒)に対する拡散符号C1(1)〜C1(N)を基に、128kspsに対する拡散符号C2(1),C2(2)〜C2(2N−1),C2(2N)を形成する。同様に、128kspsの拡散符号C2(1)を基に、64kspsの拡散符号C3(1),C3(2)を形成し、拡散符号C2(2)を基に、64kspsの拡散符号C3(3),C3(4)を形成する。又この64kspsの拡散符号C3(1)を基に、32kspsの拡散符号C4(1),C4(2)を形成する。この場合、256kspsの拡散符号C1(1)〜C1(N)を基に、32kspsの拡散符号C4(1)〜C4(8N)を形成することができる。そして、各レイヤ(各伝送レート)に於ける拡散符号は直交性を保つように形成される。
【0005】
又前述の階層的拡散符号生成法に於いては、例えば、128kspsの拡散符号C2(1)を使用している場合は、直交性を確保する為に、その下位レイヤの拡散符号C3(1),C3(2),C4(1)〜C4(4)及び上位レイヤC1(1)を使用することができないものである。
【0006】
図7は従来例の送信バッファメモリの説明図であり、51はデータマッピング部の送信バッファメモリ、52,53,54は伝送レート32ksps,64ksps,128kps対応のバッファ部、55−1〜55−Mは拡散部、56は合成部を示し、例えば、移動通信システムの基地局の送信装置の要部を示す。
【0007】
前述の階層的拡散符号生成法により生成した階層的拡散符号を用いる場合、各レイヤ対応のバッファ部52,53,54を設けることになる。又拡散部55−1〜55−Mは、バッファ部52,53,54の領域対応に設けられ、例えば、バッファ部52には8個の拡散部が対応し、その場合の8個の拡散部には拡散符号C4(1)〜C4(8)が入力される。又バッファ部53には4個の拡散部が対応し、その場合の4個の拡散部には拡散符号C3(1)〜C3(4)が入力され、又バッファ部54には2個の拡散部が対応し、その場合の2個の拡散部には拡散符号C(2)1〜C2(2)が入力される。
【0008】
ユーザuser1〜userNが要求する伝送レート対応に送信バッファメモリ51のバッファ部の領域が、図示を省略した制御部によって割り当てられる。又拡散部55−1〜55−Mは、それぞれ異なる拡散符号が入力され、送信バッファメモリ51から読出されたデータが拡散変調され、合成部56により合成されて送信される。
【0009】
例えば、ユーザuser1,4,Nが伝送レート32ksps、ユーザuser2が伝送レート64kspsを要求すると、ユーザuser1,4,Nに対して32kspsのバッファ部52の領域が順次割り当てられ、各領域から読出されたデータは、拡散部55−1〜55−3にそれぞれ入力されて、拡散符号C4(1),C4(2),C4(3)によって拡散変調される。又ユーザuser2に対して64kspsのバッファ部53の領域が割り当てられ、その領域から読出されたデータは、例えば、図示を省略している拡散部55−11に入力され、拡散符号C3(3)によって拡散変調される。
【0010】
拡散符号については、図6に示すように、階層的拡散符号生成法に従って生成されるものであるから、拡散符号C4(1)〜C4(3)を使用すると、その上位レイヤの拡散符号C3(1),C3(2)を使用することができないことになる。又拡散符号C3(3)をユーザuser2に割り当てることにより、それぞれ上位レイヤの拡散符号C2(1),C2(2)及びその上位レイヤの拡散符号C1(1)を使用することができないものとなり、このように使用することができない拡散符号対応にバッファ部の領域は、割り当て不可として示すように、使用していない場合でも割り当てることができない。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、階層的拡散符号を、ユーザが要求する伝送レートに対応して割り当て、各レイヤ間では直交性を確保できることにより、チャネル間の干渉を低減することができる。しかし、その場合の送信バッファメモリ51は、例えば、図7に示す構成とすることになり、32kspsの拡散符号C4(1)〜C4(8N)対応の領域を有するバッファ部52と、64kspsの拡散符号C3(1)〜C3(4N)対応の領域を有するバッファ部53と、128kspsの拡散符号C2(1)〜C2(2N)対応の領域を有するバッファ部54とを含む構成となる。同様に、256kspsの拡散符号C1(1)〜C1(N)を用いる場合は、それに対応した領域を有するバッファ部を設けることになる。
【0012】
しかし、階層的拡散符号は、同一レイヤ間の直交性を確保する為に、割り当てた拡散符号の上位レイヤの拡散符号を使用できないものであり、同様に、上位レイヤの拡散符号を割り当てると、その下位レイヤの拡散符号を使用できないものである。従って、図7に示す構成の送信バッファメモリに於いては、拡散符号C3(1),C3(2)対応のバッファ部53の領域は割り当て不可となり、又拡散符号C2(1),C2(2)対応のバッファ部54の領域も割り当て不可となる。なお、拡散符号C3(3)を使用することにより、その下位レイヤの拡散符号C4(5)〜C4(8)対応のバッファ部52の領域も割り当て不可となる。従って、送信バッファメモリ51の使用効率が低い問題がある。
本発明は、送信バッファメモリの使用効率を改善することを目的とする。
【0013】
本発明のCDMA通信装置は、(1)複数の伝送レートのデータをそれぞれ拡散符号により拡散処理して送受信するCDMA通信装置に於いて、伝送レートに従った階層的拡散符号に対応して階層的構造の下位層に対応する領域を形成したバッファメモリ3と、このバッファメモリ3の階層的構造の前記下位層対応の領域を、この下位層に相当する伝送レートに従って割り当て、且つ上位層に相当する伝送レートに従って前記下位層の領域を複数割り当てる制御部2とを備えている。
【0014】
又(2)制御部は、バッファメモリの階層的構造の領域の下位層に於ける使用中の領域の再配置により、上位層に於ける新規割り当てを行うと共に、該新規割り当ての領域に対応する前記階層的拡散符号の割り当てを行う構成を有するものである。それにより、一層領域の有効利用を図ることができる。
【0015】
又(3)バッファメモリの階層的構造の領域を受信領域とし、伝送レートに対応して領域割り当てを行う構成とすることができる。
【0016】
又(4)複数の回線をそれぞれ収容した複数の基盤により構成したCDMA通信装置に於いて、基盤は、階層的拡散符号に対応して階層的構造の領域を形成したバッファメモリを有し、基盤対応に前記階層的拡散符号の上位層の拡散符号を割り当てた構成とすることができる。従って、基盤分割構成とした場合にも基盤及びバッファメモリの有効利用を図ることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の実施の形態の説明図であり、1はデータマッピング部、2は制御部、3は送信バッファメモリ、4は書込選択部、5は読出選択部、6は符号化部、7はインターリーブ部、8は変調部、9は拡散部、10は合成部である。この合成部10の後段に、図示を省略した送信増幅部やアンテナが設けられ、このアンテナから、例えば、携帯電話機等の移動端末に対して送信される。この実施の形態に於いては、CDMA通信装置の送信部の構造のみを図示しているが、受信部も送信部の逆の処理を行うものであり、例えば、送信バッファメモリ3を受信バッファメモリとすることになる。
【0018】
制御部2は、各部を制御するプロセッサ等により構成され、ユーザが要求する伝送レートに従って送信バッファメモリ3の領域の割り当てを行い、割り当てた領域にユーザのデータが書込まれるように、書込選択部4を制御し、且つ割り当てた領域から読出したデータが所定の拡散部9に入力されるように読出選択部5を制御する。又送信バッファメモリ3のデータ書込み及び読出しと、そのアドレス制御も行うものである。又領域割り当てに対応して拡散部9に於ける拡散符号の割り当てを行うものである。この拡散符号は、前述のように、階層的拡散符号生成法により生成した階層的拡散符号である。
【0019】
又符号化部6とインターリーブ部7と変調部8とは、従来の送信部と同様に、データマッピング部1に於いて送信フォーマットにマッピングされたデータを、符号化部6に於いて例えば畳み込み符号化し、インターリーブ部7に於いてバースト誤りの影響を少なくする為の例えばビット・インターリーブ処理を施し、変調部8に於いて例えばQPSK(4相位相シフトキーイング)変調を行い、拡散部9に入力する。そして、拡散部9に於いて拡散変調された信号は、合成部10に於いて合成されて送信される。
【0020】
図2は本発明の実施の形態の送信バッファメモリの説明図であり、例えば、伝送レート32kspsの拡散符号C4について、バッファ領域BUFF4(1)〜BUFF4(8)として示すように割り当てて、例えば、領域対応に拡散符号C4(1)〜C4(8)を割り当てる。この場合、伝送レート32ksps対応の領域を最下位レイヤの領域として、順次上位レイヤの伝送レートに対応して領域割り当てを行うものである。
【0021】
即ち、伝送レート32kspsの上位レイヤの伝送レート64kspsの拡散符号C3について、バッファ領域BUFF4(1)〜BUFF(8)の2個の領域を組として割り当てて、例えば、バッファ領域BUFF4(1),BUFF4(2)をバッファ領域BUFF3(1)とし、拡散符号C3(1)を割り当てる。同様に、バッファ領域BUFF4(3),BUFF4(4)をバッファ領域BUFF3(2)とし、拡散符号C3(2)を割り当て、バッファ領域BUFF4(5),BUFF4(6)をバッファ領域BUFF3(3)とし、拡散符号C3(3)を割り当て、バッファ領域BUFF4(7),BUFF4(8)をバッファ領域BUFF3(4)とし、拡散符号C3(4)を割り当てる。
【0022】
又伝送レート128kspsの拡散符号C2について、バッファ領域BUFF3(1),BUFF3(2)をバッファ領域BUFF2(1)とし、拡散符号C2(1)を割り当て、バッファ領域BUFF3(3),BUFF(4)をバッファ領域BUFF2(2)とし、拡散符号C2(2)を割り当てる。
【0023】
又伝送レート256kspsの拡散符号C1について、バッファ領域BUFF2(1),BUFF2(2)をバッファ領域BUFF1(1)として、拡散符号C1(1)を割り当てる。
【0024】
例えば、バッファ領域BUFF4(1),BUFF4(2)を伝送レート32kspsの2人のユーザに割り当てて、それぞれ拡散符号C4(1),C4(2)により拡散変調し、バッファ領域BUFF3(2)を伝送レート64kspsのユーザに割り当てて、拡散符号C3(2)により拡散変調し、バッファ領域BUFF2(2)を伝送レート128kspsのユーザに割り当てて、拡散符号C2(2)により拡散変調することができる。この場合、送信バッファの領域を総て有効に利用することができる。
【0025】
図3は本発明の実施の形態の領域の配置切替えの説明図であり、図2に示すように、送信バッファメモリを階層的に割り当てる構成に於いて、バッファ領域BUFF4(1),BUFF4(3),BUFF2(2)が使用中の場合、○印はユーザに割り当てることができるが、×印のバッファ領域を新規にユーザに割り当てることができない。
【0026】
この場合、バッファ領域BUFF4(5)〜BUFF4(8),BUFF3(3),BUFF3(4)はその上位レイヤのバッファ領域BUFF2(2)として使用中となるが、新たに伝送レート64kspsのユーザの要求に対して、2個のバッファ領域BUFF4(2),BUFF4(4)が割り当て可能であっても、その上位レイヤのバッファ領域BUFF3(1)又はBUFF3(2)として割り当てることができない。
【0027】
そこで、バッファ領域BUFF4(3)を割り当て可能のバッファ領域BUFF4(2)に矢印で示すように配置替えを行う。それにより、バッファ領域BUFF4(3),BUFF4(4)が割り当て可能となるから、その上位レイヤのバッファ領域BUFF3(2)が×→○として示すように、割り当て不可能の領域から割り当て可能の領域となる。又バッファ領域BUFF4(1)をバッファ領域BUFF4(4)に配置替えを行うと、バッファ領域BUFF3(1)が割り当て可能の領域となる。このような処理は、制御部2(図1参照)により、書込選択部4と読出選択部5と送信バッファメモリ3とを制御することによって行うことができる。
【0028】
図4は本発明の実施の形態の領域割り当て処理のフローチャートであり、ステップ(a)〜(s)について示し、先ず、バッファ領域BUFFn(i)のiを初期値の1とし(a)、そのバッファ領域BUFFn(i)が使用可能か否かを判定し(b)、使用可能の場合は、その領域を割り当てて(s)、処理を終了する。又使用可能でない場合は、iを加算(i+1)し(c)、i=Nか否かを判定し(d)、i=Nでない場合は、ステップ(b)に移行して使用可能の領域か否かを判定する。
【0029】
又i=Nの場合は、i=1とし(e)、j=0とする(f)、そして、バッファ領域BUFF(n+1)(i)が使用可能か否かを判定する(g)。使用不可能の場合は、ステップ(c)と同様にiに+1し(h)、i=2Nか否かを判定する(h)。i=2Nでない場合は、ステップ(g)に移行して、使用可能の領域か否かを判定し、i=2Nの場合は、バッファ領域の割り当て不能と判断し(j)、処理を終了する。
【0030】
又ステップ(g)に於いて、バッファ領域が使用可能の場合、jを+1し(k)、k〔j〕=iとし(l)、j/2の余りが0か否かを判定する(m)。j/2の余りが0でない場合はステップ(h)に移行する。このステップ(g)〜(i),(k)〜(m)を含むルーチンは、使用可能の領域を2個見つける為のものであり、j/2の余りが0の場合、使用可能の領域が2個見つかったことになる。
【0031】
そして、j/2の余りが0となると、k〔2〕が奇数か否かを判定する(n)。即ち、k〔1〕とk〔2〕との2個の使用可能の領域について、k〔2〕の領域番号が奇数か否かを判定する。そして、偶数の場合は、バッファ領域BUFF(n+1)(k〔2〕−1)を、BUFF(n+1)(k〔1〕)の領域に再割り当てし(o)、バッファ領域BUFFn(k〔2〕/2)を新規割り当てとする(p)。
【0032】
又k〔2〕が奇数の場合、バッファ領域BUFF(n+1)(k〔2〕+1)をバッファ領域BUFF(n+1)(k〔1〕)領域に再割り当てし(q)、バッファ領域BUFFn((k〔2〕+1)/2)を新規割り当てとする(r)。
【0033】
例えば、図3に於いて、伝送レート64kspsのバッファ領域BUFF3(1)をステップ(b)により使用可能か否かを判定すると、使用不可能となるから、順次BUFF3(1)〜BUFF3(4)を、ステップ(c)によりi++とし、i=N(この場合、N=4)となっても使用可能の領域がないから、i=1,j=0とし、次のステップ(g)により、バッファ領域BUFF(n+1)(i)が使用可能か否かを判定する。この時、n+1=3+1=4であるから、バッファ領域BUFF4(1)が使用可能か否かを判定する。この場合、使用中であるから、割り当てることができない。
【0034】
そこで、i=++とし、i=2Nとなるまで使用可能領域があるか否かを検索する。図3の場合、i=2の時に使用可能の領域BUFF4(2)が見つかる。そこで、ステップ(k)によりj=++とする。この場合j=1となる。そして、k〔j〕=iとし、j/2の余りが0か否かを判定する。この場合、j=1であるから、ステップ(h)に移行し、使用可能の領域を見つける。
【0035】
図3の場合、i=4の時に使用可能の領域BUFF4(4)が見つかる。従って、ステップ(m)に於いてはj/2の余りが0となり、ステップ(n)に於いて、k〔2〕が奇数か否かを判定する。この場合、k〔2〕=4〔=BUFF4(4)〕となるから、偶数であり、バッファ領域BUFF(n+1)(k〔2〕−1)、即ち、バッファ領域BUFF4(3)を、BUFF(n+1)(k〔1〕)、即ち、バッファ領域BUFF4(2)に再割り当てし、バッファ領域BUFFn(k〔2〕/2)、即ち、バッファ領域BUFF3(2)に新規割り当てを行う。それにより、図3のバッファ領域BUFF3(2)を使用不可能から使用可能に切替えることができる。
【0036】
図5は本発明の実施の形態の階層的基盤構成の説明図であり、多数チャネルを収容するCDMA通信装置に於いては、基盤分割を行った構成が採用される場合が一般的であり、その場合に、各基盤31−1〜31−Nを、例えば、伝送レート32kspsの8回線を収容する構成とし、基盤31−1には、例えば、図6に示す拡散符号C1(1)とその拡散符号C1(1)から派生する拡散符号C2(1),C2(2),・・・C4(1)〜C4(8)を割り当て、基盤31−2には、拡散符号C1(2)とその拡散符号C1(2)から派生する拡散符号C2(3),C2(4),・・・C4(9)〜C4(16)を割り当てる。以下同様にして、基盤31−Nには拡散符号C1(N)とそれから派生する拡散符号を割り当てる。
【0037】
そして、基盤31−1〜31−Nは、それぞれ32kspsの回線対応のバッファ領域BUFF4(1)〜BUFF4(8),・・・BUFF4(8N−7)〜BUFF4(N)を備えており、バッファ領域を階層的構成として割り当て制御を行うことができる。従って、前述のバッファ領域の伝送レートに対応した割り当てと同様にバッファ領域の割り当て、即ち、基盤の割り当てを行うことができ、基盤の利用効率を向上することができる。
【0038】
前述のように、CDMA通信装置として送信部を主として説明しているが、送信バッファメモリを受信バッファメモリとする場合も、階層的構造の領域とするものである。例えば、受信データとして、階層的拡散符号の例えば、128ksps対応の拡散符号C2(1),C2(2)と、64ksps対応の拡散符号C3(1)とを同時に使用して受信することはないから、伝送レート256kspsに対して、最下位レイヤの32kspsのデータを受信する為に、図2に示すように、バッファ領域BUFF4(1)〜BUFF4(8)を形成することに対応できる。
【0039】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、階層的拡散符号生成法により生成した階層的拡散符号を用いるCDMA通信装置に於いて、送信バッファメモリ及び受信バッファメモリを階層的構造の領域により構成し、上位層(レイヤ)と下位層(レイヤ)とに対する領域を共有するように割り当てを行い、バッファ領域の有効利用を図ることができる。それにより、バッファメモリの容量を小さくし、経済化を図ることができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の説明図である。
【図2】本発明の実施の形態の送信バッファメモリの説明図である。
【図3】本発明の実施の形態の領域の配置切替えの説明図である。
【図4】本発明の実施の形態の領域割り当て処理のフローチャートである。
【図5】本発明の実施の形態の階層的基盤構成の説明図である。
【図6】階層的拡散符号生成法の説明図である。
【図7】従来例の送信バッファメモリの説明図である。
【符号の説明】
1 データマッピング部
2 制御部
3 送信バッファメモリ
4 書込選択部
5 読出選択部
6 符号化部
7 インターリーブ部
8 変調部
9 拡散部
10 合成部
Claims (3)
- 複数の伝送レートのデータをそれぞれ拡散符号により拡散処理して送受信するCDMA通信装置に於いて、
前記伝送レートに従った階層的拡散符号に対応して階層的構造の下位層に対応する複数の領域を形成したバッファメモリと、
前記伝送レートの設定毎に、前記バッファメモリの階層的構造の前記下位層対応の領域を、該下位層に相当する伝送レートのデータに対して割り当て、且つ上位層に相当する伝送レートのデータに対して前記下位層の領域を複数割り当てる制御部と
を備えたことを特徴とするCDMA通信装置。 - 前記制御部は、前記バッファメモリの階層的構造の使用中の下位層の領域を再配置して、該使用中の下位層の領域を含まない複数の下位層の領域の組み合わせにより上位層に相当する伝送レートに従って新規割り当てを行うと共に、該新規割り当ての領域に対応する前記階層的拡散符号の割り当てを行う構成を有することを特徴とする請求項1記載のCDMA通信装置。
- 前記バッファメモリの階層的構造の下位層に対応する領域を、該下位層に相当する伝送レートのデータに対する受信領域として割り当て、上位層に相当する伝送レートのデータに対する受信領域として、前記下位層に対応する複数の領域を割り当てる構成を有することを特徴とする請求項1記載のCDMA通信装置。
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