JP4460745B2 - 符号分割多重通信方法及び装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、完全相補系列パイロット支援形符号分割多重通信方法及び装置に関し、特に、マルチパス環境下においてパイロット信号に用いる搬送波とデータ信号に用いる搬送波の周波数が異なる組み合わせにおいて有効な完全相補系列パイロット支援形符号分割多重通信方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動体通信の通信方式として、符号分割多重（ＣＤＭＡ）通信方式が広く用いられている。符号分割多重通信方式は、周波数分割多重通信（ＦＤＭＡ）や時分割多重通信（ＴＤＭＡ）に比して、同一チャンネル内で多重できる信号の数を極めて多くできる利点があることから、今後も更なる普及が期待されている。
【０００３】
符号分割多重通信においては、完全相補系列を用いた櫛の歯状スペクトル通信方式が広く採用されている。この通信方式では、送信側で、完全相補系列の対を構成する要素系列を直列接続した直列系列を生成し、直列系列の１つにパイロット信号を乗せ、他の対系列にはチップ単位で遅延シフトした遅延シフト系列に送信データ信号を乗せて送信する。一方、受信側では、受信信号よりパイロット応答信号Ｐとデータ応答信号ｑを求め、パイロット応答信号Ｐからなる行列[Ｐ]とデータ応答信号ｑからなるべクトルｑを生成し、[Ｐ]-1ｑなる代数演算を行うことにより送信データ信号を復調することが行なわれている。なお、この方式には、繰返し変調形櫛の歯状スペクトル通信方式が用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、移動体通信のような無線通信環境においては、送信信号が複数の電波伝搬路を伝搬し、それぞれの伝搬路で独立した遅延と位相回転が同時に発生する（これを、マルチパスという)。しかしながら、従来の完全相補系列を用いた符号分割多重通信においては、パイロット信号を乗せた搬送波と送信データ信号を乗せた搬送波の周波数が異なると、パイロット応答信号とデータ応答信号との間に位相差が生じ、[Ｐ]-1ｑなる代数演算を行っても正確に送信データを復調することが困難となる。これは、異なる周波数の搬送波においては、伝搬路上で生じ得る位相回転角が異なるためである。
【０００５】
従って、本発明の目的は、パイロット信号を乗せた搬送波と送信データ信号を乗せた搬送波の周波数が異なるような場合においても、受信側で正確に送信データを復調できる符号分割多重通信方法及び装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明は、完全相補系列を用いてデータ通信を行う符号分割多重通信方法において、送信側において、対構成の完全相補系列に基づいて生成される巡回形直列系列によってパイロット信号を拡散する手順と、前記巡回形直列系列によって送信データ信号を拡散する手順と、前記パイロット信号を拡散した信号を第１の搬送波で周波数変調する手順と、前記送信データ信号を拡散した信号を第２の搬送波で周波数変調する手順と、前記周波数変調された２つの信号を加算して、送信信号を生成する手順と、を備え、受信側において、前記第１の搬送波に対応した第１の局発信号に基づいて、受信信号から第１の受信ベースバンド信号を復調する手順と、前記第２の搬送波に対応した第２の局発信号に基づいて、受信信号から第２の受信ベースバンド信号を復調する手順と、前記第１の受信ベースバンド信号を、パイロット応答信号及びデータ応答信号を得る手順と、前記パイロット応答信号に基づいて、前記第１及び第２の搬送波間の位相補正値を算出し、位相補正パイロット応答信号を生成する手順と、前記位相補正パイロット応答信号に基づいて、前記データ応答信号から送信データ信号を復調する手順と、を備え、前記巡回形直列系列が、長さＬの対構成の完全相補系列の後部１チップを前部外側に移動する操作をｋ回繰返して巡回シフト系列を生成し、該巡回シフト系列を複数回繰返して繰返し系列を生成し、該繰返し系列の後部Ｌ−１個のチップを繰返し系列の前部外側に付加し得られる対構成の要素系列を順に直列に接続して得られ、前記巡回形零挿入直列系列が、前記繰返し系列の前部外側にＬ−１個の０を付加し得られる対構成の要素系列を順に直列に接続して得られるものであることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明は、完全相補系列を用いて送受信装置間でデータ通信を行う符号分割多重通信装置に関する。本発明の符号分割多重通信装置において、前記送信装置は、対構成の完全相補系列に基づいて生成される第１の系列群の所定の系列によってパイロット信号を拡散し、所定の系列によって送信データ信号を拡散する拡散手段と、前記パイロット信号を拡散した信号を含む信号から第１の送信ベースバンド信号を生成する第１の送信ベースバンド信号生成手段と、前記送信データ信号を拡散した信号を加算して第２の送信ベースバンド信号を生成する第２の送信ベースバンド信号生成手段と、前記第１の送信バンド信号を第１の搬送波で周波数変調する第１の変調手段と、前記第２の送信バンド信号を第２の搬送波で周波数変調する第２の変調手段と、前記第１及び第２の変調手段により生成された２つの信号を加算して、送信信号を生成する送信信号生成手段と、を備え、前記受信装置は、前記第１の搬送波に対応した第１の局発信号に基づいて、受信信号から第１の受信ベースバンド信号を復調する第１の復調手段と、前記第２の搬送波に対応した第２の局発信号に基づいて、受信信号から第２の受信ベースバンド信号を復調する第２の復調手段と、前記第１の受信ベースバンド信号を、前記第１の系列群のうちの前記パイロット信号を拡散した系列と相関関係にある第２の系列群のうちの系列によって逆拡散しパイロット応答信号を得るパイロット応答信号生成手段と、前記第２の受信ベースバンド信号を、前記第１の系列群のうちの前記送信データ信号を拡散した系列と相関関係にある第２の系列群のうちの系列によって逆拡散しデータ応答信号を得るデータ応答信号生成手段と、前記パイロット応答信号に基づいて、前記第１及び第２の搬送波間の位相補正値を算出し、位相補正パイロット応答信号を生成する位相補正手段と、前記位相補正パイロット応答信号に基づいて、前記データ応答信号から送信データ信号を復調する送信データ信号復調手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、完全相補系列を用いて送受信装置間でデータ通信を行う符号分割多重通信装置において、前記送信装置は、対構成の完全相補系列に基づいて生成される第１の系列群の所定の系列によってパイロット信号を拡散し、所定の系列によって送信データ信号の一部を拡散する第１の拡散手段と、前記第１の系列群の所定の系列によって送信データ信号の残りを拡散する第２の拡散手段と、前記パイロット信号を拡散した信号と前記送信データ信号の一部を拡散した信号とを全て加算して第１の送信ベースバンド信号を生成する第１の送信ベースバンド信号生成手段と、前記送信データ信号の残りを拡散した信号を全て加算して第２の送信ベースバンド信号を生成する第２の送信ベースバンド信号生成手段と、前記第１の送信バンド信号を第１の搬送波で周波数変調する第１の変調手段と、前記第２の送信バンド信号を第２の搬送波で周波数変調する第２の変調手段と、前記第１及び第２の変調手段により生成された２つの信号を加算して、送信信号を生成する送信信号生成手段と、を備え、前記受信装置は、前記第１の搬送波に対応した第１の局発信号に基づいて、受信信号から第１の受信ベースバンド信号を生成する第１の受信ベースバンド生成手段と、前記第２の搬送波に対応した第２の局発信号に基づいて、受信信号から第２の受信ベースバンド信号を生成する第２の受信ベースバンド生成手段と、前記第１の受信ベースバンド信号を、前記第１の系列群のうちの前記パイロット信号を拡散した系列と相関関係にある第２の系列群のうちの系列によって逆拡散しパイロット応答信号を得るパイロット応答信号生成手段と、前記第１の受信ベースバンド信号を、前記第１の系列群のうちの前記送信データ信号の一部を拡散した系列と相関関係にある第２の系列群のうちの系列によって逆拡散し第１のデータ応答信号を得る第１のデータ応答信号生成手段と、前記第２の受信ベースバンド信号を、前記第１の系列群のうちの前記送信データ信号の残りを拡散した系列と相関関係にある第２の系列群のうちの系列によって逆拡散し第２のデータ応答信号を得る第２のデータ応答信号生成手段と、前記パイロット応答信号に基づいて、前記第１のデータ応答信号から送信データ信号を復調する第１の送信データ信号復調手段と、前記パイロット応答信号に基づいて、前記第１及び第２の搬送波間の位相補正値を算出し、位相補正パイロット応答信号を生成する位相補正手段と、前記位相補正パイロット応答信号に基づいて、前記第２のデータ応答信号から送信データ信号を復調する第２の送信データ信号復調手段とを備えて構成することができる。
【０００９】
更に本発明は、前記各符号分割多重通信装置において、対構成の完全相補系列に基づいて生成される前記第１の系列群が、長さＬの対構成の完全相補系列の後部１チップを前部外側に移動する操作をｋ回繰返して巡回シフト系列を生成し、該巡回シフト系列を複数回繰返して繰返し系列を生成し、該繰返し系列の後部Ｌ−１個のチップを繰返し系列の前部外側に付加し得られる対構成の要素系列を順に直列に接続して得られる巡回形直列系列であり、前記第２の系列群が、前記繰返し系列の前部外側にＬ−１個の０を付加し得られる対構成の要素系列を順に直列に接続して得られる巡回形零挿入直列系列であることを特徴とする。
【００１０】
次に、本発明のより具体的な解決手段について説明する。本発明においては、例えば、長さがＬチップでＭ個の系列を要素系列とするＭ対の完全相補系列の後部１チップを前部外側に移動する操作をｋ回（０≦ｋ≦Ｌ−１）繰返して巡回シフト系列を生成する。次いで、この巡回シフト系列をＮ回繰返して繰返し系列を生成する。更に、この繰返し系列の後部Ｌ−１個のチップを繰返し系列の前部外側に付加し得られる対構成の要素系列を順に直列に接続して巡回形直列系列Ｇmk（ここで、ｍは組番号を表し０≦ｍ≦Ｍ−１となり、ｋは組を構成する要素番号を表し０≦ｋ≦Ｌ−１となる）を生成する。これを送信側においてパイロット信号ｐ及び送信データ信号ｄを拡散するために用いる。
【００１１】
一方、前記繰返し系列の前部外側にＬ−１個の０を付加し得られる対構成の要素系列を順に直列に接続して、巡回形零挿入直列系列Ｚmk（ここで、ｍは組番号を表し０≦ｍ≦Ｍ−１となり、ｋは組を構成する要素番号を表し０≦ｋ≦Ｌ−１となる）を生成する。この巡回形零挿入直列系列Ｚmkの複素共役
【外１】
を受信側において受信信号を逆拡散するために用いる。巡回形直列系列と巡回形零挿入系列の双方は長さが（ＬＮ＋Ｌ−１）Ｍチップで、Ｌ個で１組を構成し、Ｍ組で構成する。
【００１２】
送信側では、巡回形直列系列Ｇ00にパイロット信号ｐ＝１を乗算して信号ｓ000を得る。また、ｍ≠０の巡回形直列系列Ｇmkにｍ≠０の送信データ信号ｄ0mkを乗算して得られる信号を加算した信号ｓ0mkを得る。そして信号ｓ000と信号ｓ0mkを加算して信号ｓ0を得る。さらに、巡回形直列系列Ｇmkにｎ≠０の送信データ信号ｄnmkを乗算して得られる信号を加算して信号ｓnを得る。信号ｓnを次式で表す。
【００１３】
【数１】
【００１４】
次に、信号ｓnに搬送波信号ｆn(t)を乗算して加算した送信信号ｓ(t)を得る。搬送波信号ｆn(t)は次式で表される。
【００１５】
【数２】
【００１６】
ここでＴcは巡回形直列系列Ｇmkのチップ幅である。また、
【外２】
である。
よって、送信信号は次式で表される。
【００１７】
【数３】
【００１８】
送信信号が複数の伝搬路を伝搬し、それぞれの伝搬路で独立した遅延と位相回転および減衰が生じ、これらの影響を受けた合成信号が受信信号となる。ここで、伝搬路の遅延幅はチップＴcの整数倍とし、また、（Ｌ−１）Ｔc以下とする。実際の遅延幅はチップ幅Ｔcの実数倍となるが、等化回路にて遅延幅はチップ幅Ｔcの整数倍に波形整形することができる。波形整形された受信信号ｒ(t)は次式で表される。
【００１９】
【数４】
【００２０】
ここで、ａτは伝搬路の減衰係数であり、θτは伝搬路の位相回転角である。
【００２１】
受信側では、受信信号ｒ(t)を次式で与えられる局発信号
【外３】
で受信べースバンド信号ｒn(t)に変換する。
【００２２】
【数５】
【００２３】
受信べースパンド信号ｒn(t)を巡回形零挿入系列Ｚmkの複素共役
【外４】
と相関演算を行い相関出力Ｃnmkを得る。相関出力Ｃ00kはパイロット応答信号となり次式で表される。
【００２４】
【数６】
【００２５】
また、パイロット応答信号以外の相関出力Ｃnmkはデータ応答信号となり次式で表される。
【００２６】
【数７】
【００２７】
ただし、mod(x,y)はxをyで割ったときの剰余を示す。
【００２８】
ここで、位相補正を行った位相補正パイロット応答信号Ｐnkを次式で与える。
【００２９】
【数８】
【００３０】
位相補正パイロット応答信号Ｐnkとデータ応答信号Ｃnmkとの間には次式の関係が成り立つ。
【００３１】
【数９】
【００３２】
よって、次式を演算することにより送信データｄnmkを復調することができる。
【００３３】
【数１０】
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、図示した一実施形態に基いて本発明を詳細に説明する。図１は本発明に係るパイロット支援形符号分割多重通信装置の一実施形態を示す機能ブロック図である。図において、符号分割多重通信装置１００は、後述する方法によって生成される巡回形直列系列Ｇ00〜Ｇ13を用いて、パイロット信号ｐ及び送信データ信号ｄ010〜ｄ113を拡散し、送信する送信装置２００、及び後述する方法によって生成される巡回形零挿入系列Ｚ00〜Ｚ13の複素共役
【外５】
〜
【外６】
を用いて、受信信号ｒ(t)を逆拡散し、送信データを復調する受信装置３００で構成される。
【００３５】
送信装置２００は、シリアルに入力される送信データ信号ｄ010〜ｄ113をパラレルに出力するシリアル／パラレル変換部２０２、巡回形直列系列Ｇ00及びＧ10〜Ｇ13を用いてパイロット信号ｐ及び送信データ信号の一部ｄ010〜ｄ013を拡散する第１の乗算器群２０４と、巡回形直列系列Ｇ00〜Ｇ13を用いて送信データ信号の残りｄ100〜ｄ113を拡散する第２の乗算器群２０６と、パイロット信号を拡散した信号ｓ000と送信データ信号の一部を拡散した信号ｓ010〜ｓ013とを全て加算して第１の送信ベースバンド信号ｓ0を生成する第１の加算器２０８と、送信データ信号の残りを拡散した信号ｓ100〜ｓ113を全て加算して第２の送信ベースバンド信号ｓ1を生成する第２の加算器２１０と、第１の送信バンド信号ｓ0を第１の搬送波ｆ0(t)で周波数変調する第１の変調器２１２と、第２の送信バンド信号ｓ1を第２の搬送波ｆ1(t)で周波数変調する第２の変調器２１４と、前記変調された２つの信号を加算して、送信信号ｓ(t)を生成する送信信号生成器２１６と、送信信号ｓ(t)を送信するアンテナ２１８を備えて構成される。
【００３６】
一方、受信装置３００は、受信信号ｒ(t)を受信するアンテナ３０２と、第１の局発信号
【外７】
に基づいて、受信信号ｒ(t)から第１の受信ベースバンド信号ｒ0(t)を生成する第１の受信ベースバンド生成器３０４と、第２の局発信号
【外８】
に基づいて、受信信号ｒ(t)から第２の受信ベースバンド信号ｒ1(t)を生成する第２の受信ベースバンド生成器３０６と、第１の受信ベースバンド信号ｒ0(t)を、巡回形零挿入系列Ｚ00〜Ｚ13の複素共役
【外９】
〜
【外１０】
によって逆拡散しパイロット応答信号Ｃ000〜Ｃ003を得るパイロット応答信号生成器３０８と、第１の受信ベースバンド信号ｒ0(t)を、巡回形零挿入系列Ｚ00〜Ｚ13の複素共役
【外１１】
〜
【外１２】
によって逆拡散し第１のデータ応答信号Ｃ010〜Ｃ013を得る第１のデータ応答信号生成器３１０と、第２の受信ベースバンド信号ｒ1(t)を、巡回形零挿入系列Ｚ00〜Ｚ13の複素共役
【外１３】
〜
【外１４】
によって逆拡散し第２のデータ応答信号Ｃ100〜Ｃ113を得る第２のデータ応答信号生成器３１２と、パイロット応答信号Ｃ000〜Ｃ003に基づいて、第１のデータ応答信号Ｃ010〜Ｃ013から送信データ信号ｄ010〜ｄ013を復調する第１の送信データ信号復調器３１４と、パイロット応答信号Ｃ000〜Ｃ003に基づいて、第１及び第２の搬送波間の位相補正値を算出し、位相補正パイロット応答信号Ｐ00〜Ｐ03を生成する位相補正器群３１６と、位相補正パイロット応答信号Ｐ00〜Ｐ03に基づいて、第２のデータ応答信号Ｃ100〜Ｃ113から送信データ信号ｄ100〜ｄ113を復調する第２及び第３の送信データ信号復調器３１８、３２０と、パラレルに入力される送信データ信号ｄ010〜ｄ113をシリアルに出力するパラレル／シリアル変換部３２２を備えて構成される。
【００３７】
次に、図２〜図８に従って、完全相補系列に基づいて、巡回形直列系列Ｇ00〜Ｇ13及び巡回形零挿入系列Ｚ00〜Ｚ13を生成する方法及び、これらの系列を用いてデータ通信を行なう手順について説明する。ここでは、長さがＬ＝４チップで、Ｍ＝２個の系列を要素系列とするＭ＝２対で構成する完全相補系列を用いた例を説明する。用いる完全相補系列を次式に示し、その波形を図２に示す。
【００３８】
【数１１】
【００３９】
ただし、＋は＋１を表し、−は−１を表す。
【００４０】
前記完全相補系列の後部１チップを前部外側に移動する操作をｋ回（０≦ｋ≦Ｌ−１）繰返してＡ00、Ａ01、Ａ02、Ａ03、Ａ10、Ａ11、Ａ12、Ａ13、Ｂ00、Ｂ01、Ｂ02、Ｂ03、Ｂ10、Ｂ11、Ｂ12、Ｂ13の巡回シフト系列を生成する。これを次式に示し、その生成過程と波形を図３に示す。
【００４１】
【数１２】
【００４２】
次に、各巡回シフト系列をＮ＝２回繰り返し、繰り返し系列ＲＡ00、ＲＡ01、ＲＡ02、ＲＡ03、ＲＡ10、ＲＡ11、ＲＡ12、ＲＡ13、ＲＢ00、ＲＢ01、ＲＢ02、ＲＢ03、ＲＢ10、ＲＢ11、ＲＢ12、ＲＢ13を生成する。これを次式に示し、その生成過程と波形を図４に示す。
【００４３】
【数１３】
【００４４】
次に、各繰り返し系列の後部３チップを前部外側に付加し得られる対構成の要素系列を順に直列に接続し、以上により送信側で用いる巡回形直列系列Ｇ00、Ｇ01、Ｇ02、Ｇ03、Ｇ10、Ｇ11、Ｇ12、Ｇ13を生成する。これを次式に示し、生成過程と波形を図５に示す。
【００４５】
【数１４】
【００４６】
一方、各繰返し系列の前部外側に３個の０を付加し得られる対構成の要素系列を順に直列に接続し、これによって受信側で用いる巡回形零挿入直列系列Ｚ00、Ｚ01、Ｚ02、Ｚ03、Ｚ10、Ｚ11、Ｚ12、Ｚ13を生成する。これを次式に示し、その生成過程と波形を図６に示す。
【００４７】
【数１５】
【００４８】
次に、図１に示した符号分割多重通信装置１００において、前記巡回形直列系列Ｇ00〜Ｇ13及び巡回形零挿入系列Ｚ00〜Ｚ13を用いてデータ通信を行なう手順について説明する。
【００４９】
送信装置２００側では、第１の乗算器群２０４において、巡回直列系列Ｇ00にパイロット信号ｐ＝１を乗算して信号ｓ000を得る。また、巡回直列系列をＧmk、送信データをｄnmkとし、Ｇ10にｄ010を乗じてｓ010を、Ｇ11にｄ011を乗じてｓ011を、Ｇ12にｄ012を乗じてｓ012を、Ｇ13にｄ013を乗じてｓ013を得る。そして、第１の加算器２０８においてｓ000、ｓ010、ｓ011、ｓ012、ｓ013を全て加算して送信べースバンド信号ｓ0を得る。送信べースバンド信号ｓ0の生成過程と波形を図７に示す。さらに、第２の乗算器群２０６において、Ｇ00にｄ100を乗じてｓ100を、Ｇ01にｄ101を乗じてｓ101を、Ｇ02にｄ102を乗じてｓ102を、Ｇ03にｄ103を乗じてｓ103を、Ｇ10にｄ110を乗じてｓ110を、Ｇ11にｄ111を乗じてｓ111を、Ｇ12にｄ112を乗じてｓ112を、Ｇ13にｄ113を乗じてｓ113を得る。第２の加算器２１０において、ｓ100、ｓ101、ｓ102、ｓ103、ｓ110、ｓ111、ｓ112、ｓ113を全て加算して送信べースバンド信号ｓ1を得る。送信べースパンド信号ｓ1の生成過程と波形を図８に示す。
【００５０】
次に、第１の変調器２１２において信号ｓ0に搬送波信号ｆ0(t)を乗算して得た信号と、第２の変調器２１４において信号ｓ1に搬送波信号ｆ1(t)を乗算して得た信号とを、送信信号生成器２１６において加算して送信信号ｓ(t)を得、これをアンテナ２１８より送出する。搬送波信号ｆn(t)は次式で表される。
【００５１】
【数１６】
【００５２】
ここでＴcは巡回形直列系列Ｇmkのチップ幅である。また、
【外１５】
である。
【００５３】
送信信号が複数の伝搬路を伝搬し、それぞれの伝搬路で独立した遅延と位相回転および減衰が生じ、これらの影響を受けた合成信号が受信信号ｒ(t)となり、受信アンテナから入来する。ここで、伝搬路の遅延は３Ｔc以下とする。実際の遅延幅はチップ幅Ｔcの実数倍となるが、図１にて省略した等化回路にて遅延幅はチップ幅Ｔcの整数倍に波形整形できる。波形整形された受信信号ｒ(t)は次式で表される。
【００５４】
【数１７】
【００５５】
ここで、ａτは伝搬路の減衰係数であり、θτは伝搬路の位相回転角である。
【００５６】
受信装置３００のアンテナ３０２で受信信号ｒ(t)が受信されると、第１の受信ベースバンド生成器３０４で、受信信号ｒ(t)は局発信号
【外１６】
を乗じて受信べースバンド信号ｒ0(t)に変換され、また、第２の受信ベースバンド生成器３０６で、同じ局発信号を乗じて受信べースパンド信号ｒ1(t)に変換される。受信べースバンド信号ｒ0(t)は、パイロット応答信号生成器３０８にて、
【外１７】
と相関演算を行いＣ000を、
【外１８】
と相関演算を行いＣ001を、
【外１９】
と相関演算を行いＣ002を、
【外２０】
と相関演算を行いＣ003を、また、第１のデータ応答信号生成器３１０にて、
【外２１】
と相関演算を行いＣ010を、
【外２２】
と相関演算を行いＣ011を、
【外２３】
と相関演算を行いＣ012を、
【外２４】
と相関演算を行いＣ013を得る。一方、受信べースバンド信号ｒ1(t)は、第２のデータ応答信号生成器３１２にて、
【外２５】
と相関演算を行いＣ100を、
【外２６】
と相関演算を行いＣ101を、
【外２７】
と相関演算を行いＣ102を、
【外２８】
と相関演算を行いＣ103を、
【外２９】
と相関演算を行いＣ110を、
【外３０】
と相関演算を行いＣ111を、
【外３１】
と相関演算を行いＣ112を、
【外３２】
と相関演算を行いＣ113を得る。ここで、
【外３３】
は巡回形零挿入系列Ｚmkの複素共役を示す。また、相関演算のタイミングは、送信信号ｓ(t)に同期しているものとする。
【００５７】
ここで、Ｃ000、Ｃ001、Ｃ002、Ｃ003はパイロット応答信号となる。また、Ｃ010、Ｃ011、Ｃ012、Ｃ013は一組のデータ応答信号となり、Ｃ100、Ｃ101、Ｃ102、Ｃ103は一組のデータ応答信号となり、Ｃ110、Ｃ111、Ｃ112、Ｃ113は一組のデータ応答信号となる。
【００５８】
次に、位相補正器群３１６において、パイロット応答信号より位相補正パイロット応答信号Ｐnkが求められる。
【００５９】
【数１８】
【００６０】
位相補正パイロット応答信号Ｐnkは、
【００６１】
【数１９】
で一組となり、
【００６２】
【数２０】
で一組となる。
【００６３】
図１においてＷnkは位相補正角を示し、
【００６４】
【数２１】
となる。
【００６５】
一方、第１の送信データ信号復調器３１４においては、
【００６６】
【数２２】
の代数演算が行なわれ、これにより、送信データｄ010、ｄ011、ｄ012、ｄ013が復調される。また、第２の送信データ信号復調器３１８においては、前記位相補正パイロット応答信号Ｐnkを用いた、下記代数演算が行なわれる。
【００６７】
【数２３】
【００６８】
この演算により、送信データｄ100、ｄ101、ｄ102、ｄ103が復調される。さらに、また、第２の送信データ信号復調器３１８においても、前記位相補正パイロット応答信号Ｐnkを用いた、下記代数演算が行なわれる。
【００６９】
【数２４】
【００７０】
この演算により、送信データｄ110、ｄ111、ｄ112、ｄ113が復調される。これら各復調器で復調された送信データｄ010〜ｄ113は、パラレル／シリアル変換部３２２に入力され、ここでシリアルデータに変換される。以上により、伝搬路で独立した遅延と位相回転および減衰による影響を受けた受信信号ｒ(t)が、正確に元の送信データに復調される。
【００７１】
以上、本発明の一実施形態を図面に沿って説明した。しかしながら本発明は前記実施形態に示した事項に限定されず、特許請求の範囲の記載に基いてその変更、改良等が可能であることは明らかである。本実施形態においては、パイロット信号を乗せる巡回形直列系列と、送信データ信号を乗せる巡回形直列系列を異なるものとして信号を生成し、これを送信するようにしたが、送信データ信号を乗せる巡回形直列系列に対し、パイロット信号を間欠的に重畳させて送信信号を生成しても良い。
【００７２】
【発明の効果】
以上の如く本発明によれば、マルチパス環境下においてパイロット信号に用いる搬送波と、データ信号に用いる搬送波の周波数が異なる組み合わせにおいても送信データを正確に復調することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るパイロット支援形符号分割多重通信装置の一実施形態を示す機能ブロック図である。
【図２】長さがＬ＝４チップで、Ｍ＝２個の系列を要素系列とするＭ＝２対で構威する完全相補系列の波形を示す図である。
【図３】巡回シフト系列の生成過程と波形を示す図である。
【図４】繰り返し系列の生成過程と波形を示す図である。
【図５】巡回形直列系列の生成過程と波形を示す図である。
【図６】巡回形零挿入直列系列の生成過程と波形を示す図である。
【図７】送信べースパンド信号ｓ0の生成過程と波形を示す図である。
【図８】送信べースパンド信号ｓ1の生成過程と波形を示す図である。
【符号の説明】
１００ 符号分割多重通信装置
２００ 送信装置
２０２ シリアル／パラレル変換部
２０４ 第１の乗算器群
２０６ 第２の乗算器群
２０８ 第１の加算器
２１０ 第２の加算器
２１２ 第１の変調器
２１４ 第２の変調器
２１６ 送信信号生成器
２１８ アンテナ
３００ 受信装置
３０２ アンテナ
３０４ 第１の受信ベースバンド生成器
３０６ 第２の受信ベースバンド生成器
３０８ パイロット応答信号生成器
３１０ 第１のデータ応答信号生成器
３１２ 第２のデータ応答信号生成器
３１４ 第１の送信データ信号復調器
３１６ 位相補正器群
３１８ 第２の送信データ信号復調器
３２０ 第３の送信データ信号復調器
３２２ パラレル／シリアル変換部
【発明の属する技術分野】
本発明は、完全相補系列パイロット支援形符号分割多重通信方法及び装置に関し、特に、マルチパス環境下においてパイロット信号に用いる搬送波とデータ信号に用いる搬送波の周波数が異なる組み合わせにおいて有効な完全相補系列パイロット支援形符号分割多重通信方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動体通信の通信方式として、符号分割多重（ＣＤＭＡ）通信方式が広く用いられている。符号分割多重通信方式は、周波数分割多重通信（ＦＤＭＡ）や時分割多重通信（ＴＤＭＡ）に比して、同一チャンネル内で多重できる信号の数を極めて多くできる利点があることから、今後も更なる普及が期待されている。
【０００３】
符号分割多重通信においては、完全相補系列を用いた櫛の歯状スペクトル通信方式が広く採用されている。この通信方式では、送信側で、完全相補系列の対を構成する要素系列を直列接続した直列系列を生成し、直列系列の１つにパイロット信号を乗せ、他の対系列にはチップ単位で遅延シフトした遅延シフト系列に送信データ信号を乗せて送信する。一方、受信側では、受信信号よりパイロット応答信号Ｐとデータ応答信号ｑを求め、パイロット応答信号Ｐからなる行列[Ｐ]とデータ応答信号ｑからなるべクトルｑを生成し、[Ｐ]-1ｑなる代数演算を行うことにより送信データ信号を復調することが行なわれている。なお、この方式には、繰返し変調形櫛の歯状スペクトル通信方式が用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、移動体通信のような無線通信環境においては、送信信号が複数の電波伝搬路を伝搬し、それぞれの伝搬路で独立した遅延と位相回転が同時に発生する（これを、マルチパスという)。しかしながら、従来の完全相補系列を用いた符号分割多重通信においては、パイロット信号を乗せた搬送波と送信データ信号を乗せた搬送波の周波数が異なると、パイロット応答信号とデータ応答信号との間に位相差が生じ、[Ｐ]-1ｑなる代数演算を行っても正確に送信データを復調することが困難となる。これは、異なる周波数の搬送波においては、伝搬路上で生じ得る位相回転角が異なるためである。
【０００５】
従って、本発明の目的は、パイロット信号を乗せた搬送波と送信データ信号を乗せた搬送波の周波数が異なるような場合においても、受信側で正確に送信データを復調できる符号分割多重通信方法及び装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明は、完全相補系列を用いてデータ通信を行う符号分割多重通信方法において、送信側において、対構成の完全相補系列に基づいて生成される巡回形直列系列によってパイロット信号を拡散する手順と、前記巡回形直列系列によって送信データ信号を拡散する手順と、前記パイロット信号を拡散した信号を第１の搬送波で周波数変調する手順と、前記送信データ信号を拡散した信号を第２の搬送波で周波数変調する手順と、前記周波数変調された２つの信号を加算して、送信信号を生成する手順と、を備え、受信側において、前記第１の搬送波に対応した第１の局発信号に基づいて、受信信号から第１の受信ベースバンド信号を復調する手順と、前記第２の搬送波に対応した第２の局発信号に基づいて、受信信号から第２の受信ベースバンド信号を復調する手順と、前記第１の受信ベースバンド信号を、パイロット応答信号及びデータ応答信号を得る手順と、前記パイロット応答信号に基づいて、前記第１及び第２の搬送波間の位相補正値を算出し、位相補正パイロット応答信号を生成する手順と、前記位相補正パイロット応答信号に基づいて、前記データ応答信号から送信データ信号を復調する手順と、を備え、前記巡回形直列系列が、長さＬの対構成の完全相補系列の後部１チップを前部外側に移動する操作をｋ回繰返して巡回シフト系列を生成し、該巡回シフト系列を複数回繰返して繰返し系列を生成し、該繰返し系列の後部Ｌ−１個のチップを繰返し系列の前部外側に付加し得られる対構成の要素系列を順に直列に接続して得られ、前記巡回形零挿入直列系列が、前記繰返し系列の前部外側にＬ−１個の０を付加し得られる対構成の要素系列を順に直列に接続して得られるものであることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明は、完全相補系列を用いて送受信装置間でデータ通信を行う符号分割多重通信装置に関する。本発明の符号分割多重通信装置において、前記送信装置は、対構成の完全相補系列に基づいて生成される第１の系列群の所定の系列によってパイロット信号を拡散し、所定の系列によって送信データ信号を拡散する拡散手段と、前記パイロット信号を拡散した信号を含む信号から第１の送信ベースバンド信号を生成する第１の送信ベースバンド信号生成手段と、前記送信データ信号を拡散した信号を加算して第２の送信ベースバンド信号を生成する第２の送信ベースバンド信号生成手段と、前記第１の送信バンド信号を第１の搬送波で周波数変調する第１の変調手段と、前記第２の送信バンド信号を第２の搬送波で周波数変調する第２の変調手段と、前記第１及び第２の変調手段により生成された２つの信号を加算して、送信信号を生成する送信信号生成手段と、を備え、前記受信装置は、前記第１の搬送波に対応した第１の局発信号に基づいて、受信信号から第１の受信ベースバンド信号を復調する第１の復調手段と、前記第２の搬送波に対応した第２の局発信号に基づいて、受信信号から第２の受信ベースバンド信号を復調する第２の復調手段と、前記第１の受信ベースバンド信号を、前記第１の系列群のうちの前記パイロット信号を拡散した系列と相関関係にある第２の系列群のうちの系列によって逆拡散しパイロット応答信号を得るパイロット応答信号生成手段と、前記第２の受信ベースバンド信号を、前記第１の系列群のうちの前記送信データ信号を拡散した系列と相関関係にある第２の系列群のうちの系列によって逆拡散しデータ応答信号を得るデータ応答信号生成手段と、前記パイロット応答信号に基づいて、前記第１及び第２の搬送波間の位相補正値を算出し、位相補正パイロット応答信号を生成する位相補正手段と、前記位相補正パイロット応答信号に基づいて、前記データ応答信号から送信データ信号を復調する送信データ信号復調手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、完全相補系列を用いて送受信装置間でデータ通信を行う符号分割多重通信装置において、前記送信装置は、対構成の完全相補系列に基づいて生成される第１の系列群の所定の系列によってパイロット信号を拡散し、所定の系列によって送信データ信号の一部を拡散する第１の拡散手段と、前記第１の系列群の所定の系列によって送信データ信号の残りを拡散する第２の拡散手段と、前記パイロット信号を拡散した信号と前記送信データ信号の一部を拡散した信号とを全て加算して第１の送信ベースバンド信号を生成する第１の送信ベースバンド信号生成手段と、前記送信データ信号の残りを拡散した信号を全て加算して第２の送信ベースバンド信号を生成する第２の送信ベースバンド信号生成手段と、前記第１の送信バンド信号を第１の搬送波で周波数変調する第１の変調手段と、前記第２の送信バンド信号を第２の搬送波で周波数変調する第２の変調手段と、前記第１及び第２の変調手段により生成された２つの信号を加算して、送信信号を生成する送信信号生成手段と、を備え、前記受信装置は、前記第１の搬送波に対応した第１の局発信号に基づいて、受信信号から第１の受信ベースバンド信号を生成する第１の受信ベースバンド生成手段と、前記第２の搬送波に対応した第２の局発信号に基づいて、受信信号から第２の受信ベースバンド信号を生成する第２の受信ベースバンド生成手段と、前記第１の受信ベースバンド信号を、前記第１の系列群のうちの前記パイロット信号を拡散した系列と相関関係にある第２の系列群のうちの系列によって逆拡散しパイロット応答信号を得るパイロット応答信号生成手段と、前記第１の受信ベースバンド信号を、前記第１の系列群のうちの前記送信データ信号の一部を拡散した系列と相関関係にある第２の系列群のうちの系列によって逆拡散し第１のデータ応答信号を得る第１のデータ応答信号生成手段と、前記第２の受信ベースバンド信号を、前記第１の系列群のうちの前記送信データ信号の残りを拡散した系列と相関関係にある第２の系列群のうちの系列によって逆拡散し第２のデータ応答信号を得る第２のデータ応答信号生成手段と、前記パイロット応答信号に基づいて、前記第１のデータ応答信号から送信データ信号を復調する第１の送信データ信号復調手段と、前記パイロット応答信号に基づいて、前記第１及び第２の搬送波間の位相補正値を算出し、位相補正パイロット応答信号を生成する位相補正手段と、前記位相補正パイロット応答信号に基づいて、前記第２のデータ応答信号から送信データ信号を復調する第２の送信データ信号復調手段とを備えて構成することができる。
【０００９】
更に本発明は、前記各符号分割多重通信装置において、対構成の完全相補系列に基づいて生成される前記第１の系列群が、長さＬの対構成の完全相補系列の後部１チップを前部外側に移動する操作をｋ回繰返して巡回シフト系列を生成し、該巡回シフト系列を複数回繰返して繰返し系列を生成し、該繰返し系列の後部Ｌ−１個のチップを繰返し系列の前部外側に付加し得られる対構成の要素系列を順に直列に接続して得られる巡回形直列系列であり、前記第２の系列群が、前記繰返し系列の前部外側にＬ−１個の０を付加し得られる対構成の要素系列を順に直列に接続して得られる巡回形零挿入直列系列であることを特徴とする。
【００１０】
次に、本発明のより具体的な解決手段について説明する。本発明においては、例えば、長さがＬチップでＭ個の系列を要素系列とするＭ対の完全相補系列の後部１チップを前部外側に移動する操作をｋ回（０≦ｋ≦Ｌ−１）繰返して巡回シフト系列を生成する。次いで、この巡回シフト系列をＮ回繰返して繰返し系列を生成する。更に、この繰返し系列の後部Ｌ−１個のチップを繰返し系列の前部外側に付加し得られる対構成の要素系列を順に直列に接続して巡回形直列系列Ｇmk（ここで、ｍは組番号を表し０≦ｍ≦Ｍ−１となり、ｋは組を構成する要素番号を表し０≦ｋ≦Ｌ−１となる）を生成する。これを送信側においてパイロット信号ｐ及び送信データ信号ｄを拡散するために用いる。
【００１１】
一方、前記繰返し系列の前部外側にＬ−１個の０を付加し得られる対構成の要素系列を順に直列に接続して、巡回形零挿入直列系列Ｚmk（ここで、ｍは組番号を表し０≦ｍ≦Ｍ−１となり、ｋは組を構成する要素番号を表し０≦ｋ≦Ｌ−１となる）を生成する。この巡回形零挿入直列系列Ｚmkの複素共役
【外１】
【００１２】
送信側では、巡回形直列系列Ｇ00にパイロット信号ｐ＝１を乗算して信号ｓ000を得る。また、ｍ≠０の巡回形直列系列Ｇmkにｍ≠０の送信データ信号ｄ0mkを乗算して得られる信号を加算した信号ｓ0mkを得る。そして信号ｓ000と信号ｓ0mkを加算して信号ｓ0を得る。さらに、巡回形直列系列Ｇmkにｎ≠０の送信データ信号ｄnmkを乗算して得られる信号を加算して信号ｓnを得る。信号ｓnを次式で表す。
【００１３】
【数１】
次に、信号ｓnに搬送波信号ｆn(t)を乗算して加算した送信信号ｓ(t)を得る。搬送波信号ｆn(t)は次式で表される。
【００１５】
【数２】
ここでＴcは巡回形直列系列Ｇmkのチップ幅である。また、
【外２】
よって、送信信号は次式で表される。
【００１７】
【数３】
送信信号が複数の伝搬路を伝搬し、それぞれの伝搬路で独立した遅延と位相回転および減衰が生じ、これらの影響を受けた合成信号が受信信号となる。ここで、伝搬路の遅延幅はチップＴcの整数倍とし、また、（Ｌ−１）Ｔc以下とする。実際の遅延幅はチップ幅Ｔcの実数倍となるが、等化回路にて遅延幅はチップ幅Ｔcの整数倍に波形整形することができる。波形整形された受信信号ｒ(t)は次式で表される。
【００１９】
【数４】
ここで、ａτは伝搬路の減衰係数であり、θτは伝搬路の位相回転角である。
【００２１】
受信側では、受信信号ｒ(t)を次式で与えられる局発信号
【外３】
【００２２】
【数５】
受信べースパンド信号ｒn(t)を巡回形零挿入系列Ｚmkの複素共役
【外４】
【００２４】
【数６】
また、パイロット応答信号以外の相関出力Ｃnmkはデータ応答信号となり次式で表される。
【００２６】
【数７】
ただし、mod(x,y)はxをyで割ったときの剰余を示す。
【００２８】
ここで、位相補正を行った位相補正パイロット応答信号Ｐnkを次式で与える。
【００２９】
【数８】
位相補正パイロット応答信号Ｐnkとデータ応答信号Ｃnmkとの間には次式の関係が成り立つ。
【００３１】
【数９】
よって、次式を演算することにより送信データｄnmkを復調することができる。
【００３３】
【数１０】
【発明の実施の形態】
以下、図示した一実施形態に基いて本発明を詳細に説明する。図１は本発明に係るパイロット支援形符号分割多重通信装置の一実施形態を示す機能ブロック図である。図において、符号分割多重通信装置１００は、後述する方法によって生成される巡回形直列系列Ｇ00〜Ｇ13を用いて、パイロット信号ｐ及び送信データ信号ｄ010〜ｄ113を拡散し、送信する送信装置２００、及び後述する方法によって生成される巡回形零挿入系列Ｚ00〜Ｚ13の複素共役
【外５】
【外６】
【００３５】
送信装置２００は、シリアルに入力される送信データ信号ｄ010〜ｄ113をパラレルに出力するシリアル／パラレル変換部２０２、巡回形直列系列Ｇ00及びＧ10〜Ｇ13を用いてパイロット信号ｐ及び送信データ信号の一部ｄ010〜ｄ013を拡散する第１の乗算器群２０４と、巡回形直列系列Ｇ00〜Ｇ13を用いて送信データ信号の残りｄ100〜ｄ113を拡散する第２の乗算器群２０６と、パイロット信号を拡散した信号ｓ000と送信データ信号の一部を拡散した信号ｓ010〜ｓ013とを全て加算して第１の送信ベースバンド信号ｓ0を生成する第１の加算器２０８と、送信データ信号の残りを拡散した信号ｓ100〜ｓ113を全て加算して第２の送信ベースバンド信号ｓ1を生成する第２の加算器２１０と、第１の送信バンド信号ｓ0を第１の搬送波ｆ0(t)で周波数変調する第１の変調器２１２と、第２の送信バンド信号ｓ1を第２の搬送波ｆ1(t)で周波数変調する第２の変調器２１４と、前記変調された２つの信号を加算して、送信信号ｓ(t)を生成する送信信号生成器２１６と、送信信号ｓ(t)を送信するアンテナ２１８を備えて構成される。
【００３６】
一方、受信装置３００は、受信信号ｒ(t)を受信するアンテナ３０２と、第１の局発信号
【外７】
【外８】
【外９】
【外１０】
【外１１】
【外１２】
【外１３】
【外１４】
【００３７】
次に、図２〜図８に従って、完全相補系列に基づいて、巡回形直列系列Ｇ00〜Ｇ13及び巡回形零挿入系列Ｚ00〜Ｚ13を生成する方法及び、これらの系列を用いてデータ通信を行なう手順について説明する。ここでは、長さがＬ＝４チップで、Ｍ＝２個の系列を要素系列とするＭ＝２対で構成する完全相補系列を用いた例を説明する。用いる完全相補系列を次式に示し、その波形を図２に示す。
【００３８】
【数１１】
ただし、＋は＋１を表し、−は−１を表す。
【００４０】
前記完全相補系列の後部１チップを前部外側に移動する操作をｋ回（０≦ｋ≦Ｌ−１）繰返してＡ00、Ａ01、Ａ02、Ａ03、Ａ10、Ａ11、Ａ12、Ａ13、Ｂ00、Ｂ01、Ｂ02、Ｂ03、Ｂ10、Ｂ11、Ｂ12、Ｂ13の巡回シフト系列を生成する。これを次式に示し、その生成過程と波形を図３に示す。
【００４１】
【数１２】
次に、各巡回シフト系列をＮ＝２回繰り返し、繰り返し系列ＲＡ00、ＲＡ01、ＲＡ02、ＲＡ03、ＲＡ10、ＲＡ11、ＲＡ12、ＲＡ13、ＲＢ00、ＲＢ01、ＲＢ02、ＲＢ03、ＲＢ10、ＲＢ11、ＲＢ12、ＲＢ13を生成する。これを次式に示し、その生成過程と波形を図４に示す。
【００４３】
【数１３】
次に、各繰り返し系列の後部３チップを前部外側に付加し得られる対構成の要素系列を順に直列に接続し、以上により送信側で用いる巡回形直列系列Ｇ00、Ｇ01、Ｇ02、Ｇ03、Ｇ10、Ｇ11、Ｇ12、Ｇ13を生成する。これを次式に示し、生成過程と波形を図５に示す。
【００４５】
【数１４】
一方、各繰返し系列の前部外側に３個の０を付加し得られる対構成の要素系列を順に直列に接続し、これによって受信側で用いる巡回形零挿入直列系列Ｚ00、Ｚ01、Ｚ02、Ｚ03、Ｚ10、Ｚ11、Ｚ12、Ｚ13を生成する。これを次式に示し、その生成過程と波形を図６に示す。
【００４７】
【数１５】
次に、図１に示した符号分割多重通信装置１００において、前記巡回形直列系列Ｇ00〜Ｇ13及び巡回形零挿入系列Ｚ00〜Ｚ13を用いてデータ通信を行なう手順について説明する。
【００４９】
送信装置２００側では、第１の乗算器群２０４において、巡回直列系列Ｇ00にパイロット信号ｐ＝１を乗算して信号ｓ000を得る。また、巡回直列系列をＧmk、送信データをｄnmkとし、Ｇ10にｄ010を乗じてｓ010を、Ｇ11にｄ011を乗じてｓ011を、Ｇ12にｄ012を乗じてｓ012を、Ｇ13にｄ013を乗じてｓ013を得る。そして、第１の加算器２０８においてｓ000、ｓ010、ｓ011、ｓ012、ｓ013を全て加算して送信べースバンド信号ｓ0を得る。送信べースバンド信号ｓ0の生成過程と波形を図７に示す。さらに、第２の乗算器群２０６において、Ｇ00にｄ100を乗じてｓ100を、Ｇ01にｄ101を乗じてｓ101を、Ｇ02にｄ102を乗じてｓ102を、Ｇ03にｄ103を乗じてｓ103を、Ｇ10にｄ110を乗じてｓ110を、Ｇ11にｄ111を乗じてｓ111を、Ｇ12にｄ112を乗じてｓ112を、Ｇ13にｄ113を乗じてｓ113を得る。第２の加算器２１０において、ｓ100、ｓ101、ｓ102、ｓ103、ｓ110、ｓ111、ｓ112、ｓ113を全て加算して送信べースバンド信号ｓ1を得る。送信べースパンド信号ｓ1の生成過程と波形を図８に示す。
【００５０】
次に、第１の変調器２１２において信号ｓ0に搬送波信号ｆ0(t)を乗算して得た信号と、第２の変調器２１４において信号ｓ1に搬送波信号ｆ1(t)を乗算して得た信号とを、送信信号生成器２１６において加算して送信信号ｓ(t)を得、これをアンテナ２１８より送出する。搬送波信号ｆn(t)は次式で表される。
【００５１】
【数１６】
ここでＴcは巡回形直列系列Ｇmkのチップ幅である。また、
【外１５】
【００５３】
送信信号が複数の伝搬路を伝搬し、それぞれの伝搬路で独立した遅延と位相回転および減衰が生じ、これらの影響を受けた合成信号が受信信号ｒ(t)となり、受信アンテナから入来する。ここで、伝搬路の遅延は３Ｔc以下とする。実際の遅延幅はチップ幅Ｔcの実数倍となるが、図１にて省略した等化回路にて遅延幅はチップ幅Ｔcの整数倍に波形整形できる。波形整形された受信信号ｒ(t)は次式で表される。
【００５４】
【数１７】
ここで、ａτは伝搬路の減衰係数であり、θτは伝搬路の位相回転角である。
【００５６】
受信装置３００のアンテナ３０２で受信信号ｒ(t)が受信されると、第１の受信ベースバンド生成器３０４で、受信信号ｒ(t)は局発信号
【外１６】
【外１７】
【外１８】
【外１９】
【外２０】
【外２１】
【外２２】
【外２３】
【外２４】
【外２５】
【外２６】
【外２７】
【外２８】
【外２９】
【外３０】
【外３１】
【外３２】
【外３３】
【００５７】
ここで、Ｃ000、Ｃ001、Ｃ002、Ｃ003はパイロット応答信号となる。また、Ｃ010、Ｃ011、Ｃ012、Ｃ013は一組のデータ応答信号となり、Ｃ100、Ｃ101、Ｃ102、Ｃ103は一組のデータ応答信号となり、Ｃ110、Ｃ111、Ｃ112、Ｃ113は一組のデータ応答信号となる。
【００５８】
次に、位相補正器群３１６において、パイロット応答信号より位相補正パイロット応答信号Ｐnkが求められる。
【００５９】
【数１８】
位相補正パイロット応答信号Ｐnkは、
【００６１】
【数１９】
【００６２】
【数２０】
【００６３】
図１においてＷnkは位相補正角を示し、
【００６４】
【数２１】
【００６５】
一方、第１の送信データ信号復調器３１４においては、
【００６６】
【数２２】
【００６７】
【数２３】
この演算により、送信データｄ100、ｄ101、ｄ102、ｄ103が復調される。さらに、また、第２の送信データ信号復調器３１８においても、前記位相補正パイロット応答信号Ｐnkを用いた、下記代数演算が行なわれる。
【００６９】
【数２４】
この演算により、送信データｄ110、ｄ111、ｄ112、ｄ113が復調される。これら各復調器で復調された送信データｄ010〜ｄ113は、パラレル／シリアル変換部３２２に入力され、ここでシリアルデータに変換される。以上により、伝搬路で独立した遅延と位相回転および減衰による影響を受けた受信信号ｒ(t)が、正確に元の送信データに復調される。
【００７１】
以上、本発明の一実施形態を図面に沿って説明した。しかしながら本発明は前記実施形態に示した事項に限定されず、特許請求の範囲の記載に基いてその変更、改良等が可能であることは明らかである。本実施形態においては、パイロット信号を乗せる巡回形直列系列と、送信データ信号を乗せる巡回形直列系列を異なるものとして信号を生成し、これを送信するようにしたが、送信データ信号を乗せる巡回形直列系列に対し、パイロット信号を間欠的に重畳させて送信信号を生成しても良い。
【００７２】
【発明の効果】
以上の如く本発明によれば、マルチパス環境下においてパイロット信号に用いる搬送波と、データ信号に用いる搬送波の周波数が異なる組み合わせにおいても送信データを正確に復調することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るパイロット支援形符号分割多重通信装置の一実施形態を示す機能ブロック図である。
【図２】長さがＬ＝４チップで、Ｍ＝２個の系列を要素系列とするＭ＝２対で構威する完全相補系列の波形を示す図である。
【図３】巡回シフト系列の生成過程と波形を示す図である。
【図４】繰り返し系列の生成過程と波形を示す図である。
【図５】巡回形直列系列の生成過程と波形を示す図である。
【図６】巡回形零挿入直列系列の生成過程と波形を示す図である。
【図７】送信べースパンド信号ｓ0の生成過程と波形を示す図である。
【図８】送信べースパンド信号ｓ1の生成過程と波形を示す図である。
【符号の説明】
１００ 符号分割多重通信装置
２００ 送信装置
２０２ シリアル／パラレル変換部
２０４ 第１の乗算器群
２０６ 第２の乗算器群
２０８ 第１の加算器
２１０ 第２の加算器
２１２ 第１の変調器
２１４ 第２の変調器
２１６ 送信信号生成器
２１８ アンテナ
３００ 受信装置
３０２ アンテナ
３０４ 第１の受信ベースバンド生成器
３０６ 第２の受信ベースバンド生成器
３０８ パイロット応答信号生成器
３１０ 第１のデータ応答信号生成器
３１２ 第２のデータ応答信号生成器
３１４ 第１の送信データ信号復調器
３１６ 位相補正器群
３１８ 第２の送信データ信号復調器
３２０ 第３の送信データ信号復調器
３２２ パラレル／シリアル変換部
Claims (4)
- 完全相補系列を用いてデータ通信を行う符号分割多重通信方法において、
送信側において、
対構成の完全相補系列に基づいて生成される巡回形直列系列によってパイロット信号を拡散する手順と、
前記巡回形直列系列によって送信データ信号を拡散する手順と、
前記パイロット信号を拡散した信号を第１の搬送波で周波数変調する手順と、
前記送信データ信号を拡散した信号を第２の搬送波で周波数変調する手順と、
前記周波数変調された２つの信号を加算して、送信信号を生成する手順と、を備え、
受信側において、
前記第１の搬送波に対応した第１の局発信号に基づいて、受信信号から第１の受信ベースバンド信号を復調する手順と、
前記第２の搬送波に対応した第２の局発信号に基づいて、受信信号から第２の受信ベースバンド信号を復調する手順と、
前記第１の受信ベースバンド信号を、巡回形零挿入直列系列によって逆拡散しパイロット応答信号及びデータ応答信号を得る手順と、
前記パイロット応答信号に基づいて、前記第１及び第２の搬送波間の位相補正値を算出し、位相補正パイロット応答信号を生成する手順と、
前記位相補正パイロット応答信号に基づいて、前記データ応答信号から送信データ信号を復調する手順と、を備え、
前記巡回形直列系列が、長さＬの対構成の完全相補系列の後部１チップを前部外側に移動する操作をｋ回繰返して巡回シフト系列を生成し、該巡回シフト系列を複数回繰返して繰返し系列を生成し、該繰返し系列の後部Ｌ−１個のチップを繰返し系列の前部外側に付加し得られる対構成の要素系列を順に直列に接続して得られ、
前記巡回形零挿入直列系列が、前記繰返し系列の前部外側にＬ−１個の０を付加し得られる対構成の要素系列を順に直列に接続して得られるものであることを特徴とする符号分割多重通信方法。 - 完全相補系列を用いて送受信装置間でデータ通信を行う符号分割多重通信装置において、
前記送信装置は、
対構成の完全相補系列に基づいて生成される第１の系列群の所定の系列によってパイロット信号を拡散し、所定の系列によって送信データ信号を拡散する拡散手段と、
前記パイロット信号を拡散した信号を含む信号から第１の送信ベースバンド信号を生成する第１の送信ベースバンド信号生成手段と、
前記送信データ信号を拡散した信号を加算して第２の送信ベースバンド信号を生成する第２の送信ベースバンド信号生成手段と、
前記第１の送信バンド信号を第１の搬送波で周波数変調する第１の変調手段と、
前記第２の送信バンド信号を第２の搬送波で周波数変調する第２の変調手段と、
前記第１及び第２の変調手段により生成された２つの信号を加算して、送信信号を生成する送信信号生成手段と、を備え、
前記受信装置は、
前記第１の搬送波に対応した第１の局発信号に基づいて、受信信号から第１の受信ベースバンド信号を復調する第１の復調手段と、
前記第２の搬送波に対応した第２の局発信号に基づいて、受信信号から第２の受信ベースバンド信号を復調する第２の復調手段と、
前記第１の受信ベースバンド信号を、前記第１の系列群のうちの前記パイロット信号を拡散した系列と相関関係にある第２の系列群のうちの系列によって逆拡散しパイロット応答信号を得るパイロット応答信号生成手段と、
前記第２の受信ベースバンド信号を、前記第１の系列群のうちの前記送信データ信号を拡散した系列と相関関係にある第２の系列群のうちの系列によって逆拡散しデータ応答信号を得るデータ応答信号生成手段と、
前記パイロット応答信号に基づいて、前記第１及び第２の搬送波間の位相補正値を算出し、位相補正パイロット応答信号を生成する位相補正手段と、
前記位相補正パイロット応答信号に基づいて、前記データ応答信号から送信データ信号を復調する送信データ信号復調手段と、
を備えることを特徴とする符号分割多重通信装置。 - 完全相補系列を用いて送受信装置間でデータ通信を行う符号分割多重通信装置において、
前記送信装置は、
対構成の完全相補系列に基づいて生成される第１の系列群の所定の系列によってパイロット信号を拡散し、所定の系列によって送信データ信号の一部を拡散する第１の拡散手段と、
前記第１の系列群の所定の系列によって送信データ信号の残りを拡散する第２の拡散手段と、
前記パイロット信号を拡散した信号と前記送信データ信号の一部を拡散した信号とを全て加算して第１の送信ベースバンド信号を生成する第１の送信ベースバンド信号生成手段と、
前記送信データ信号の残りを拡散した信号を全て加算して第２の送信ベースバンド信号を生成する第２の送信ベースバンド信号生成手段と、
前記第１の送信バンド信号を第１の搬送波で周波数変調する第１の変調手段と、
前記第２の送信バンド信号を第２の搬送波で周波数変調する第２の変調手段と、
前記第１及び第２の変調手段により生成された２つの信号を加算して、送信信号を生成する送信信号生成手段と、を備え、
前記受信装置は、
前記第１の搬送波に対応した第１の局発信号に基づいて、受信信号から第１の受信ベースバンド信号を生成する第１の受信ベースバンド生成手段と、
前記第２の搬送波に対応した第２の局発信号に基づいて、受信信号から第２の受信ベースバンド信号を生成する第２の受信ベースバンド生成手段と、
前記第１の受信ベースバンド信号を、前記第１の系列群のうちの前記パイロット信号を拡散した系列と相関関係にある第２の系列群のうちの系列によって逆拡散しパイロット応答信号を得るパイロット応答信号生成手段と、
前記第１の受信ベースバンド信号を、前記第１の系列群のうちの前記送信データ信号の一部を拡散した系列と相関関係にある第２の系列群のうちの系列によって逆拡散し第１のデータ応答信号を得る第１のデータ応答信号生成手段と、
前記第２の受信ベースバンド信号を、前記第１の系列群のうちの前記送信データ信号の残りを拡散した系列と相関関係にある第２の系列群のうちの系列によって逆拡散し第２のデータ応答信号を得る第２のデータ応答信号生成手段と、
前記パイロット応答信号に基づいて、前記第１のデータ応答信号から送信データ信号を復調する第１の送信データ信号復調手段と、
前記パイロット応答信号に基づいて、前記第１及び第２の搬送波間の位相補正値を算出し、位相補正パイロット応答信号を生成する位相補正手段と、
前記位相補正パイロット応答信号に基づいて、前記第２のデータ応答信号から送信データ信号を復調する第２の送信データ信号復調手段と、
を備えることを特徴とする符号分割多重通信装置。 - 対構成の完全相補系列に基づいて生成される前記第１の系列群が、長さＬの対構成の完全相補系列の後部１チップを前部外側に移動する操作をｋ回繰返して巡回シフト系列を生成し、該巡回シフト系列を複数回繰返して繰返し系列を生成し、該繰返し系列の後部Ｌ−１個のチップを繰返し系列の前部外側に付加し得られる対構成の要素系列を順に直列に接続して得られる巡回形直列系列であり、
前記第２の系列群が、前記繰返し系列の前部外側にＬ−１個の０を付加し得られる対構成の要素系列を順に直列に接続して得られる巡回形零挿入直列系列であることを特徴とする請求項２又は３に記載の符号分割多重通信装置。
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