JPH06164546A - 移動通信システム - Google Patents

移動通信システム

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JPH06164546A
JPH06164546A JP4312280A JP31228092A JPH06164546A JP H06164546 A JPH06164546 A JP H06164546A JP 4312280 A JP4312280 A JP 4312280A JP 31228092 A JP31228092 A JP 31228092A JP H06164546 A JPH06164546 A JP H06164546A
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timing
mobile
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JP4312280A
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English (en)
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Shigemi Umeda
成視 梅田
Tadashi Matsumoto
正 松本
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】限られた数の拡散符号を用いて通信チャネル数
を増大することを可能としたCDMA方式の移動通信シ
ステムを提供する。 【構成】基地局と複数の移動局との間で符号分割多重
(CDMA)を用いて通信を行う移動通信システムにお
いて、基地局は拡散符号生成回路10から供給される複
数の基地局で共通の拡散符号C1〜Cnを用いて乗算器
11〜1nで情報系列S1〜Snを拡散し、これらの拡
散した信号を加算器21で加算合成した後、送信タイミ
ング調整回路22により各基地局毎に異なる基準シンボ
ルタイミングで移動局へ送信する送信装置を有する。移
動局は中心局の送信装置から送信される信号のうち当該
移動局に対して予め定められた基準シンボルタイミング
で送信されてきた一つの信号を受信し、この受信信号を
送信装置で用いた拡散符号と同じ拡散符号を用いて逆拡
散して元の情報系列を再生する受信装置を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は移動通信システムに係
り、特に符号分割多重(CDMA)で通信を行う移動通
信システムに関する。
【0002】
【従来の技術】符号分割多重(CDMA)方式は、同一
周波数の下で送信すべき情報系列をチャネル毎に異なる
拡散符号で拡散して多重化を行う通信方式であり、例え
ば文献1:ジャテック出版発行 R.C.Dixon著「スペクト
ラム拡散通信方式」にその詳細な構成・機能が記述され
ている。ここでは、直接拡散CDMAと呼ばれる方式に
ついて概要を説明する。
【0003】図7に、典型的なCDMA通信システムに
おける送信装置の構成を示す。n個の情報系列S1,S
2…,Snは乗算器11,12,…,1nに入力され、
拡散符号生成回路2からの拡散符号C1,C2,…,C
nによってそれぞれ拡散される。乗算器11,12,
…,1nの出力信号は、加算器3によって同じタイミン
グで合成されることにより、送信信号が生成される。
【0004】一方、受信側において受信された信号は、
送信装置側で用いたのと同じ拡散符号C1,C2,…,
Cnによって逆拡散され、元の情報系列S1,S2…,
Snが生成される。
【0005】ここで、拡散符号C1,C2,…,Cnは
通常、自己相関特性の良好な符号系列(相関をとる二つ
の符号系列の時間オフセットをτとすると、τ=0のと
ころでのみ強い相関値をとり、他では相関値が小さい)
で、かつ相互相関特性が良好な符号系列、すなわち他の
拡散符号との相関が低い符号系列(相互相関値が任意の
時間オフセットである一定値より小さい符号系列)が選
ばれる。
【0006】一方、CDMA方式をマルチセルラ方式の
移動通信システムに適用する場合、拡散符号を複数のセ
ルで繰り返し利用する方式が提案されている(特公昭5
8−56290)。この方式によれば、使用できるチャ
ネル数が増加し、加入者容量の増大を図ることができる
と考えられる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したよう
な自己相関特性および相互相関特性が良好であるという
拡散符号の要求を満たす符号系列のクラスは少なく、ま
た各クラスに含まれる拡散符号の数も少ない。従って、
通信チャネル毎に異なる拡散符号を割り当てる従来のC
DMA通信システムでは、使用できる通信チャネル数が
少なく、加入者容量の大きい移動通信システムのような
無線通信システムには適さないという欠点があった。
【0008】また、マルチセルラ方式の移動通信システ
ムにおいて拡散符号を複数のセルで繰り返し利用する方
式では、拡散符号を十分離れたセルでなく、隣接セルな
どで繰り返し用いると、相互干渉により通信品質が劣化
するため、加入者容量の増大には限界があった。
【0009】本発明の目的は、限られた数の拡散符号を
用いて加入者容量の大きいCDMA方式の移動通信シス
テムを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、基地局と複数
の移動局との間で符号分割多重を用いて通信を行う移動
通信システムにおいて、基地局は、複数の基地局で共通
の拡散符号を用いて情報系列を拡散し、拡散した信号を
各基地局毎に異なる送信タイミンングで移動局へ送信す
る送信装置を有することを基本的な特徴とする。
【0011】一方、移動局は中心局の送信装置から送信
される信号のうち当該移動局に対して予め定められた送
信タイミンングで送信されてきた一つの信号を受信し、
この受信した信号を送信装置で用いた拡散符号と同じ拡
散符号を用いて逆拡散して情報系列を得る受信装置を有
することを特徴とする。
【0012】また、本発明は基地局の送信装置において
複数の異なる拡散符号を用いて複数の情報系列をそれぞ
れ拡散し、拡散した信号を同一の送信タイミンングで移
動局へ送信することを特徴とする。
【0013】さらに、本発明は基地局を複数の地点に設
置し、これら複数の基地局のうち空間的に離れた地点に
位置する所定の少なくとも二つの基地局の送信装置で同
一の送信タイミンングを使用することを特徴とする。
【0014】
【作用】このように本発明のCDMA移動通信システム
では、複数の基地局において共通の拡散符号を用いて情
報系列をそれぞれ拡散した後、基地局毎に異なる送信タ
イミンングで複数の移動局へ送信する。この場合、基地
局間の送信タイミンングの基準となる基準シンボルタイ
ミング間隔をある程度以上の時間に選べば、複数の基地
局で同じ拡散符号を使用しても相互干渉は生じない。こ
れにより、共通の拡散符号を用いる基地局の数をNとす
れば、同一の拡散符号に対してN個の独立した通信チャ
ネルが形成される。
【0015】一方、各移動局では、送信されてきた信号
のうち、当該移動局すなわち自局に対して予め定められ
た送信タイミンングで送信されてきた信号のみを受信
し、これを送信装置で使用したのと同じ拡散符号を用い
て逆拡散することで、元の情報系列が容易に再生され
る。
【0016】また、基地局の送信装置において複数の異
なる拡散符号を用いれば、これらの拡散符号を同時に用
いて複数の情報系列を同一の送信タイミンングで送信す
ることができ、より多数の通信チャネルが得られる。
【0017】さらに、空間的に離れた地点に位置する二
つの基地局の送信装置で同一の送信タイミンングを使用
するという、送信タイミンングの空間的再利用を行うこ
とにより、システム全体としてより多くの通信チャネル
を使用することが可能となるため、通信容量すなわち加
入者容量はより一層増大する。
【0018】
【実施例】(実施例1)図1は、基地局に設けられる送
信装置の構成を示すブロック図であり、n台の移動局に
対して同時に送信を行う送信装置について示している。
【0019】この送信装置は、拡散符号生成回路10、
乗算器11,12,…,1n、加算器21、送信タイミ
ング調整回路22、制御部23および同期タイミング発
生回路24からなる。拡散符号生成回路10は、情報系
列S1,S2,…,Snにそれぞれ同期して拡散符号C
1,C2,…,Cnを生成する。乗算器11,12,
…,1nは、情報系列S1,S2,…,Snに拡散符号
生成回路10から供給される拡散符号C1,C2,…,
Cnをそれぞれ乗じることにより情報系列S1,S2,
…,Snを拡散する処理を行う。加算器21は、乗算器
11,12,…,1nの出力信号を加算して合成する。
送信タイミング調整回路22は、同期タイミング発生回
路24から供給される同期タイミング(基準タイミン
グ)を基に、制御部23から指示された基準シンボルタ
イミングで加算器21の出力信号を送信するように送信
タイミングを調整するものである。
【0020】次に、この送信装置の動作を説明する。送
信すべき情報系列S1,S2,…,Snは、乗算器1
1,12,…,1nにおいて拡散信号生成回路10から
の拡散符号C1,C2,…,Cnによりそれぞれ拡散さ
れた後、加算器21で加算合成される。加算器21の出
力信号は、送信タイミング調整回路22によって送信タ
イミングが調整されることにより、送信信号が生成され
る。生成された送信信号は、図示しない送信回路部より
出力され、無線回線を経てn台の移動局へ向けて送信さ
れる。ここで、送信タイミングは基準シンボルタイミン
グが複数の基地局同士で互いに一致しないように調整さ
れる。
【0021】図2に、各基地局における基準シンボルタ
イミングの設定例を示す。同図に示すように、情報系列
の1シンボル長Tsの期間内に複数の基準シンボルタイ
ミングT1,T2,…,TNを設定し、各基準シンボル
タイミングの基準タイミングAからの遅延量を基地局毎
に送信タイミング調整回路22で与える。すなわち、基
地局1はT1のタイミング、基地局2はT2のタイミン
グ、そして基地局NはTNのタイミングでそれぞれ送信
を行う場合、基準タイミングAに対してT1はd1、T
2はd2、そしてTNはdNなる遅延量を持つ。これら
の基準シンボルタイミングT1,T2,…,TNの間隔
は、移動局の受信におけるディレイスプレッドとガード
タイムの和に相当する値程度に設定される。
【0022】本実施例によると、図3に示すように各基
地局1,2,…,Nで共通の拡散符号C1〜Cnを使用
することが可能であり、これによって使用可能な通信チ
ャネル数を格段に増加させることができる。さらに、こ
のように各基地局で共通の拡散符号を使用できること
は、拡散符号マネジメントが簡単あるいは不要であると
いう、システム構築上大きな利点ともなる。
【0023】図4は、図1の送信装置から送信される信
号を受信するための、n台の移動局にそれぞれ設けられ
る受信装置の構成を示すブロック図であり、相関器とし
てマッチドフィルタを用いた例である。この受信装置は
マッチドフィルタ41、復調器42、基準シンボルタイ
ミング抽出回路43および制御部44からなる。マッチ
ドフィルタ41は、制御部44から与えられた拡散符号
と受信信号との相関を検出する。基準シンボルタイミン
グ抽出回路43は、マッチドフィルタ41の相関出力か
ら自局に対する信号の基準シンボルタイミングを抽出
し、そのタイミングを復調器42に通知する。
【0024】復調器42は、マッチドフィルタ41の出
力と基準シンボルタイミング抽出回路43の出力とから
元の情報系列Si(i=1,2,…,n)を再生する。
復調器42としては、例えば文献2:U.Grob,A.L.Welt
i,E.Zollinger,R.Kung and H.Kaufmann,"Microcellular
Direct-Sequence Spread-Spectrum Radio System Usin
g N-Path RAKE Receiver",IEEE JSAC,Vol.SAC-8,No.5,p
p.772-780,June,1990に記載されたRAKE復調器を用
いることができる。
【0025】制御部44は、マッチドフィルタ41に拡
散符号を与えると共に、基準シンボルタイミング抽出回
路43に対して基準シンボルタイミング抽出時に自局情
報を与える。
【0026】次に、この移動局に設けられる受信装置の
動作を説明する。受信信号、すなわち図1に示した構成
の基地局における送信装置から送信され、図4に示した
受信装置で受信された信号は、まずマッチドフィルタ4
1に入力される。マッチドフィルタ41は、制御部44
から図1の送信装置において拡散符号生成回路10で生
成された拡散符号と同一の拡散符号が与えられており、
この拡散符号と受信信号との相関をとることで逆拡散処
理を行って相関出力を発生する。
【0027】図5は、マッチドフィルタ41の相関出力
の一例であり、横軸は時間、縦軸は相関出力の絶対値で
ある。前述したように図4の受信装置の受信信号、すな
わち図1の送信装置から出力される送信信号は、基地局
毎に基準シンボルタイミングがT1〜TNのようにオフ
セットされて送信されているので、基準シンボルタイミ
ングT1〜TNに対応する時間位置において相関値の大
きいところが検出される。
【0028】基準シンボルタイミング抽出回路43は、
制御部44から予め自局に対して送信される信号の基準
シンボルタイミングに関する情報、例えば図2における
基準タイミングAと該タイミングAから基準シンボルタ
イミングTi(i=1,2,…,n)までの時間長の情
報が知らされており、この情報に従いマッチドフィルタ
41の出力から自局が受信すべき基準シンボルタイミン
グを認識する。そして基準シンボルタイミング抽出回路
43は、この基準シンボルタイミングが到来したことを
検出すると、それを復調器42へ通知する。復調器42
は、基準シンボルタイミング抽出回路43から通知され
た自局の基準シンボルタイミングでのマッチドフィルタ
41の出力から、自局に対する情報系列Siを再生す
る。
【0029】拡散符号を用いた直接拡散−符号分割多重
(DS−CDMA)方式では、同一の拡散符号系列を持
つ複数の移動局への信号を同時に送信しても、それらの
ディレイプロファイルが重ならなければ、各移動局にお
いて受信すべきプロファイルの部分のみを取り込んで情
報系列を再生することができる。このことは、マルチセ
ルラ方式の移動通信システムにおける隣接セル等、接近
した基地局同士で同じ拡散符号を用いても、基準シンボ
ルタイミングが重ならなければ各チャネルの情報系列を
独立に復調、復号できることを意味する。
【0030】従って、本実施例のようにN個の基地局で
基準シンボルタイミングを異ならせて設定すれば、一つ
の拡散符号を各セルで共用でき、N個分の独立した通信
チャネルが得られる。これにより、自己相関特性および
相互相関特性の良い限られた数の拡散符号を用いて、従
来のN倍の通信チャネルを得ることができることにな
り、加入者容量の大きいCDMA移動通信システムを実
現することができる。
【0031】なお、復調器32としては、例えば文献
3:Akihiro Higashi,Tadashi Matsumoto,"BER Perform
ance of Adaptive RAKE Diversity(ARD)in DPSK DS/CDM
A Mobile Radio",信学技報,SST92-16,1992年6 月や、特
願平4−83947「スペクトラム拡散受信機」に記載
されたARD受信機を用いることも可能である。このA
RD受信機を用いると、ディレイプロファイルの重なり
が多少あっても、重なり部分の影響を除去して、送信さ
れた情報系列を再生することが可能となる。これによ
り、各基地局の基準シンボルタイミング間の間隔をより
狭くして、通信チャネル数Nをさらに大きくとることが
できる。
【0032】本実施例では、相関器としてマッチドフィ
ルタを使用した例を示したが、複数の基準シンボルタイ
ミングを検出できる相関器であれば、スライディング相
関器を組み合わせたもの等も利用できる。
【0033】(実施例2)図6に、複数の基地局と、そ
れによってマルチセルラ方式の移動通信システム上で形
成される複数のセルおよび各基地局で使用する基準シン
ボルタイミングと拡散符号の例を示す。T1は基地局1
における基準シンボルタイミングであり、同様にTiは
基地局i(i=1,2,…,)における基準シンボルタ
イミングである。ここで、各基地局で送信する基準シン
ボルタイミングを異ならせれば、実施例1で説明したよ
うに、それらの各基地局間で互いに干渉が起こることは
ないので、異なる基地局間で同一の拡散符号C1〜Cn
を共通に使用できる。
【0034】さらに、文献4:「移動通信の基礎」電子
情報通信学会編に記載されているように、ある程度空間
的に距離が離れると、電波は自由空間で距離の2乗、市
街地では距離の約4乗に反比例して減衰するので、この
ような空間的に離れた地点間では同じ基準シンボルタイ
ミングを使っても互いに干渉を与えることはない。この
ことを利用して、同一の基準シンボルタイミングを空間
的に再利用することができる。すなわち、例えば図6に
示すように、基地局1から空間的に十分離れた基地局J
では、基地局1と同じ基準シンボルタイミングT1を送
信タイミングとして使用することが可能となる。
【0035】このように基準シンボルタイミングの空間
的再利用を行うことにより、移動通信システム全体とし
てより多くの通信チャネルを使用することができるよう
になる。従って、この基準シンボルタイミングの空間的
再利用と、実施例1で説明したような基準シンボルタイ
ミングのオフセットを併用することで、使用可能な通信
チャネル数がさらに増加し、加入者容量の非常に大きな
CDMA通信システムを実現することができる。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば複
数の基地局で共通の拡散符号を用いて情報系列を拡散し
た後、基地局毎に送信タイミンングを異ならせて移動局
へ送信する構成とすることにより、N個の基地局があれ
ばN個の独立した通信チャネルを形成することが可能で
ある。従って、自己相関特性および相互相関特性の良好
な少ない拡散符号のみしか含まない符号系列を用いて
も、N倍の通信チャネルを得ることができるため、加入
者容量が大きく、またチャネル選択の自由度が高いCD
MA通信システムを実現できる。また、特定の拡散符号
を特定の基地局で使用するように配置するなどの拡散符
号マネージメントが不要となるため、システムマネージ
メント負荷が軽減され、より簡単で信頼性の高いシステ
ム構築が可能となる。
【0037】また、基地局の送信装置において複数の異
なる拡散符号を用いれば、これらの拡散符号を同時に用
いて複数の情報系列を同一の送信タイミンングで送信す
ることができ、より多数の通信チャネルが得られる。
【0038】さらに、空間的に離れた地点に位置する二
つの基地局の送信装置で同一の送信タイミンングを使用
するという送信タイミンングの空間的再利用を行うこと
により、システム全体としてより多くの通信チャネルを
使用することが可能となるため、より通信容量すなわち
加入者容量の大きいCDMA移動通信システムを実現す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における基地局の送信装置の
構成を示すブロック図
【図2】同実施例における基準シンボルタイミングの設
定例を示す図
【図3】同実施例における各基地局で使用する拡散符号
の例を示す図
【図4】同実施例における移動局に設置の受信装置の構
成を示すブロック図
【図5】図4におけるマッチドフィルタの相関出力の一
例を示す図
【図6】本発明の他の実施例における基準シンボルタイ
ミングの再利用を説明するための図
【図7】従来のCDMA通信システムにおける送信装置
の構成を示すブロック図
【符号の説明】
10…拡散符号生成回路 11〜1n…
乗算器 21…加算器 22…送信タ
イミング調整回路 23…制御部 24…同期タ
イミング発生回路 41…マッチドフィルタ 42…復調器 43…基準シンボルタイミング抽出回路 34…制御部
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年4月20日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 移動通信システム
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は移動通信システムに係
り、特に符号分割多重(CDMA)で通信を行う移動通
信システムに関する。
【0002】
【従来の技術】符号分割多重(CDMA)方式は、同一
周波数の下で送信すべき情報系列をチャネル毎に異なる
拡散符号で拡散して多重化を行う通信方式であり、例え
ば文献1:ジャテック出版発行 R.C.Dixon著「スペクト
ラム拡散通信方式」にその詳細な構成・機能が記述され
ている。ここでは、直接拡散CDMAと呼ばれる方式に
ついて概要を説明する。
【0003】図7に、典型的なCDMA通信システムに
おける送信装置の構成を示す。n個の情報系列S1,S
2…,Snは乗算器11,12,…,1nに入力され、
拡散符号生成回路2からの拡散符号C1,C2,…,C
nによってそれぞれ拡散される。乗算器11,12,
…,1nの出力信号は、加算器3によって同じタイミン
グで合成されることにより、送信信号が生成される。
【0004】一方、受信側において受信された信号は、
送信装置側で用いたのと同じ拡散符号C1,C2,…,
Cnによって逆拡散され、元の情報系列S1,S2…,
Snが生成される。
【0005】ここで、拡散符号C1,C2,…,Cnは
通常、自己相関特性の良好な符号系列(相関をとる二つ
の符号系列の時間オフセットをτとすると、τ=0のと
ころでのみ強い相関値をとり、他では相関値が小さい)
で、かつ相互相関特性が良好な符号系列、すなわち他の
拡散符号との相関が低い符号系列(相互相関値が任意の
時間オフセットである一定値より小さい符号系列)が選
ばれる。
【0006】一方、CDMA方式をマルチセルラ方式の
移動通信システムに適用する場合、拡散符号を複数のセ
ルで繰り返し利用する方式が提案されている(特公昭5
8−56290)。この方式によれば、使用できるチャ
ネル数が増加し、加入者容量の増大を図ることができる
と考えられる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したよう
な自己相関特性および相互相関特性が良好であるという
拡散符号の要求を満たす符号系列のクラスは少なく、ま
た各クラスに含まれる拡散符号の数も少ない。従って、
通信チャネル毎に異なる拡散符号を割り当てる従来のC
DMA通信システムでは、使用できる通信チャネル数が
少なく、加入者容量の大きい移動通信システムのような
無線通信システムには適さないという欠点があった。
【0008】また、マルチセルラ方式の移動通信システ
ムにおいて拡散符号を複数のセルで繰り返し利用する方
式では、拡散符号を十分離れたセルでなく、隣接セルな
どで繰り返し用いると、相互干渉により通信品質が劣化
するため、加入者容量の増大には限界があった。
【0009】本発明の目的は、限られた数の拡散符号を
用いて加入者容量の大きいCDMA方式の移動通信シス
テムを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、基地局と複数
の移動局との間で符号分割多重を用いて通信を行う移動
通信システムにおいて、基地局は、複数の基地局で共通
の拡散符号を用いて情報系列を拡散し、拡散した信号を
各基地局毎に異なる送信タイミングで移動局へ送信する
送信装置を有することを基本的な特徴とする。
【0011】一方、移動局は中心局の送信装置から送信
される信号のうち当該移動局に対して予め定められた送
タイミングで送信されてきた一つの信号を受信し、こ
の受信した信号を送信装置で用いた拡散符号と同じ拡散
符号を用いて逆拡散して情報系列を得る受信装置を有す
ることを特徴とする。
【0012】また、本発明は基地局の送信装置において
複数の異なる拡散符号を用いて複数の情報系列をそれぞ
れ拡散し、拡散した信号を同一の送信タイミングで移動
局へ送信することを特徴とする。
【0013】さらに、本発明は基地局を複数の地点に設
置し、これら複数の基地局のうち空間的に離れた地点に
位置する所定の少なくとも二つの基地局の送信装置で同
一の送信タイミングを使用することを特徴とする。
【0014】
【作用】このように本発明のCDMA移動通信システム
では、複数の基地局において共通の拡散符号を用いて情
報系列をそれぞれ拡散した後、基地局毎に異なる送信
イミングで複数の移動局へ送信する。この場合、基地局
間の送信タイミングの基準となる基準シンボルタイミン
グ間隔をある程度以上の時間に選べば、複数の基地局で
同じ拡散符号を使用しても相互干渉は生じない。これに
より、共通の拡散符号を用いる基地局の数をNとすれ
ば、同一の拡散符号に対してN個の独立した通信チャネ
ルが形成される。
【0015】一方、各移動局では、送信されてきた信号
のうち、当該移動局すなわち自局に対して予め定められ
た送信タイミングで送信されてきた信号のみを受信し、
これを送信装置で使用したのと同じ拡散符号を用いて逆
拡散することで、元の情報系列が容易に再生される。
【0016】また、基地局の送信装置において複数の異
なる拡散符号を用いれば、これらの拡散符号を同時に用
いて複数の情報系列を同一の送信タイミングで送信する
ことができ、より多数の通信チャネルが得られる。
【0017】さらに、空間的に離れた地点に位置する二
つの基地局の送信装置で同一の送信タイミングを使用す
るという、送信タイミングの空間的再利用を行うことに
より、システム全体としてより多くの通信チャネルを使
用することが可能となるため、通信容量すなわち加入者
容量はより一層増大する。
【0018】
【実施例】(実施例1)図1は、基地局に設けられる送
信装置の構成を示すブロック図であり、n台の移動局に
対して同時に送信を行う送信装置について示している。
【0019】この送信装置は、拡散符号生成回路10、
乗算器11,12,…,1n、加算器21、送信タイミ
ング調整回路22、制御部23および同期タイミング発
生回路24からなる。拡散符号生成回路10は、情報系
列S1,S2,…,Snにそれぞれ同期して拡散符号C
1,C2,…,Cnを生成する。乗算器11,12,
…,1nは、情報系列S1,S2,…,Snに拡散符号
生成回路10から供給される拡散符号C1,C2,…,
Cnをそれぞれ乗じることにより情報系列S1,S2,
…,Snを拡散する処理を行う。加算器21は、乗算器
11,12,…,1nの出力信号を加算して合成する。
送信タイミング調整回路22は、同期タイミング発生回
路24から供給される同期タイミング(基準タイミン
グ)を基に、制御部23から指示された基準シンボルタ
イミングで加算器21の出力信号を送信するように送信
タイミングを調整するものである。
【0020】次に、この送信装置の動作を説明する。送
信すべき情報系列S1,S2,…,Snは、乗算器1
1,12,…,1nにおいて拡散信号生成回路10から
の拡散符号C1,C2,…,Cnによりそれぞれ拡散さ
れた後、加算器21で加算合成される。加算器21の出
力信号は、送信タイミング調整回路22によって送信タ
イミングが調整されることにより、送信信号が生成され
る。生成された送信信号は、図示しない送信回路部より
出力され、無線回線を経てn台の移動局へ向けて送信さ
れる。ここで、送信タイミングは基準シンボルタイミン
グが複数の基地局同士で互いに一致しないように調整さ
れる。
【0021】図2に、各基地局における基準シンボルタ
イミングの設定例を示す。同図に示すように、情報系列
の1シンボル長Tsの期間内に複数の基準シンボルタイ
ミングT1,T2,…,TNを設定し、各基準シンボル
タイミングの基準タイミングAからの遅延量を基地局毎
に送信タイミング調整回路22で与える。すなわち、基
地局1はT1のタイミング、基地局2はT2のタイミン
グ、そして基地局NはTNのタイミングでそれぞれ送信
を行う場合、基準タイミングAに対してT1はd1、T
2はd2、そしてTNはdNなる遅延量を持つ。これら
の基準シンボルタイミングT1,T2,…,TNの間隔
は、移動局の受信におけるディレイスプレッドとガード
タイムの和に相当する値程度に設定される。
【0022】本実施例によると、図3に示すように各基
地局1,2,…,Nで共通の拡散符号C1〜Cnを使用
することが可能であり、これによって使用可能な通信チ
ャネル数を格段に増加させることができる。さらに、こ
のように各基地局で共通の拡散符号を使用できること
は、拡散符号マネジメントが簡単あるいは不要であると
いう、システム構築上大きな利点ともなる。
【0023】図4は、図1の送信装置から送信される信
号を受信するための、n台の移動局にそれぞれ設けられ
る受信装置の構成を示すブロック図であり、相関器とし
てマッチドフィルタを用いた例である。この受信装置は
マッチドフィルタ41、復調器42、基準シンボルタイ
ミング抽出回路43および制御部44からなる。マッチ
ドフィルタ41は、制御部44から与えられた拡散符号
と受信信号との相関を検出する。基準シンボルタイミン
グ抽出回路43は、マッチドフィルタ41の相関出力か
ら自局に対する信号の基準シンボルタイミングを抽出
し、そのタイミングを復調器42に通知する。
【0024】復調器42は、マッチドフィルタ41の出
力と基準シンボルタイミング抽出回路43の出力とから
元の情報系列Si(i=1,2,…,n)を再生する。
復調器42としては、例えば文献2:U.Grob,A.L.Welt
i,E.Zollinger,R.Kung and H.Kaufmann,"Microcellular
Direct-Sequence Spread-Spectrum Radio System Usin
g N-Path RAKE Receiver",IEEE JSAC,Vol.SAC-8,No.5,p
p.772-780,June,1990に記載されたRAKE復調器を用
いることができる。
【0025】制御部44は、マッチドフィルタ41に拡
散符号を与えると共に、基準シンボルタイミング抽出回
路43に対して基準シンボルタイミング抽出時に自局情
報を与える。
【0026】次に、この移動局に設けられる受信装置の
動作を説明する。受信信号、すなわち図1に示した構成
の基地局における送信装置から送信され、図4に示した
受信装置で受信された信号は、まずマッチドフィルタ4
1に入力される。マッチドフィルタ41は、制御部44
から図1の送信装置において拡散符号生成回路10で生
成された拡散符号と同一の拡散符号が与えられており、
この拡散符号と受信信号との相関をとることで逆拡散処
理を行って相関出力を発生する。
【0027】図5は、マッチドフィルタ41の相関出力
の一例であり、横軸は時間、縦軸は相関出力の絶対値で
ある。前述したように図4の受信装置の受信信号、すな
わち図1の送信装置から出力される送信信号は、基地局
毎に基準シンボルタイミングがT1〜TNのようにオフ
セットされて送信されているので、基準シンボルタイミ
ングT1〜TNに対応する時間位置において相関値の大
きいところが検出される。
【0028】基準シンボルタイミング抽出回路43は、
制御部44から予め自局に対して送信される信号の基準
シンボルタイミングに関する情報、例えば図2における
基準タイミングAと該タイミングAから基準シンボルタ
イミングTi(i=1,2,…,n)までの時間長の情
報が知らされており、この情報に従いマッチドフィルタ
41の出力から自局が受信すべき基準シンボルタイミン
グを認識する。そして基準シンボルタイミング抽出回路
43は、この基準シンボルタイミングが到来したことを
検出すると、それを復調器42へ通知する。復調器42
は、基準シンボルタイミング抽出回路43から通知され
た自局の基準シンボルタイミングでのマッチドフィルタ
41の出力から、自局に対する情報系列Siを再生す
る。
【0029】拡散符号を用いた直接拡散−符号分割多重
(DS−CDMA)方式では、同一の拡散符号系列を持
つ複数の移動局への信号を同時に送信しても、それらの
ディレイプロファイルが重ならなければ、各移動局にお
いて受信すべきプロファイルの部分のみを取り込んで情
報系列を再生することができる。このことは、マルチセ
ルラ方式の移動通信システムにおける隣接セル等、接近
した基地局同士で同じ拡散符号を用いても、基準シンボ
ルタイミングが重ならなければ各チャネルの情報系列を
独立に復調、復号できることを意味する。
【0030】従って、本実施例のようにN個の基地局で
基準シンボルタイミングを異ならせて設定すれば、一つ
の拡散符号を各セルで共用でき、N個分の独立した通信
チャネルが得られる。これにより、自己相関特性および
相互相関特性の良い限られた数の拡散符号を用いて、従
来のN倍の通信チャネルを得ることができることにな
り、加入者容量の大きいCDMA移動通信システムを実
現することができる。
【0031】なお、復調器32としては、例えば文献
3:Akihiro Higashi,Tadashi Matsumoto,"BER Perform
ance of Adaptive RAKE Diversity(ARD)in DPSK DS/CDM
A Mobile Radio",信学技報,SST92-16,1992年6 月や、特
願平4−83947「スペクトラム拡散受信機」に記載
されたARD受信機を用いることも可能である。このA
RD受信機を用いると、ディレイプロファイルの重なり
が多少あっても、重なり部分の影響を除去して、送信さ
れた情報系列を再生することが可能となる。これによ
り、各基地局の基準シンボルタイミング間の間隔をより
狭くして、通信チャネル数Nをさらに大きくとることが
できる。
【0032】本実施例では、相関器としてマッチドフィ
ルタを使用した例を示したが、複数の基準シンボルタイ
ミングを検出できる相関器であれば、スライディング相
関器を組み合わせたもの等も利用できる。
【0033】(実施例2)図6に、複数の基地局と、そ
れによってマルチセルラ方式の移動通信システム上で形
成される複数のセルおよび各基地局で使用する基準シン
ボルタイミングと拡散符号の例を示す。T1は基地局1
における基準シンボルタイミングであり、同様にTiは
基地局i(i=1,2,…,)における基準シンボルタ
イミングである。ここで、各基地局で送信する基準シン
ボルタイミングを異ならせれば、実施例1で説明したよ
うに、それらの各基地局間で互いに干渉が起こることは
ないので、異なる基地局間で同一の拡散符号C1〜Cn
を共通に使用できる。
【0034】さらに、文献4:「移動通信の基礎」電子
情報通信学会編に記載されているように、ある程度空間
的に距離が離れると、電波は自由空間で距離の2乗、市
街地では距離の約4乗に反比例して減衰するので、この
ような空間的に離れた地点間では同じ基準シンボルタイ
ミングを使っても互いに干渉を与えることはない。この
ことを利用して、同一の基準シンボルタイミングを空間
的に再利用することができる。すなわち、例えば図6に
示すように、基地局1から空間的に十分離れた基地局J
では、基地局1と同じ基準シンボルタイミングT1を送
信タイミングとして使用することが可能となる。
【0035】このように基準シンボルタイミングの空間
的再利用を行うことにより、移動通信システム全体とし
てより多くの通信チャネルを使用することができるよう
になる。従って、この基準シンボルタイミングの空間的
再利用と、実施例1で説明したような基準シンボルタイ
ミングのオフセットを併用することで、使用可能な通信
チャネル数がさらに増加し、加入者容量の非常に大きな
CDMA通信システムを実現することができる。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば複
数の基地局で共通の拡散符号を用いて情報系列を拡散し
た後、基地局毎に送信タイミングを異ならせて移動局へ
送信する構成とすることにより、N個の基地局があれば
N個の独立した通信チャネルを形成することが可能であ
る。従って、自己相関特性および相互相関特性の良好な
少ない拡散符号のみしか含まない符号系列を用いても、
N倍の通信チャネルを得ることができるため、加入者容
量が大きく、またチャネル選択の自由度が高いCDMA
通信システムを実現できる。また、特定の拡散符号を特
定の基地局で使用するように配置するなどの拡散符号マ
ネージメントが不要となるため、システムマネージメン
ト負荷が軽減され、より簡単で信頼性の高いシステム構
築が可能となる。
【0037】また、基地局の送信装置において複数の異
なる拡散符号を用いれば、これらの拡散符号を同時に用
いて複数の情報系列を同一の送信タイミングで送信する
ことができ、より多数の通信チャネルが得られる。
【0038】さらに、空間的に離れた地点に位置する二
つの基地局の送信装置で同一の送信タイミングを使用す
るという送信タイミングの空間的再利用を行うことによ
り、システム全体としてより多くの通信チャネルを使用
することが可能となるため、より通信容量すなわち加入
者容量の大きいCDMA移動通信システムを実現するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における基地局の送信装置の
構成を示すブロック図
【図2】同実施例における基準シンボルタイミングの設
定例を示す図
【図3】同実施例における各基地局で使用する拡散符号
の例を示す図
【図4】同実施例における移動局に設置の受信装置の構
成を示すブロック図
【図5】図4におけるマッチドフィルタの相関出力の一
例を示す図
【図6】本発明の他の実施例における基準シンボルタイ
ミングの再利用を説明するための図
【図7】従来のCDMA通信システムにおける送信装置
の構成を示すブロック図
【符号の説明】 10…拡散符号生成回路 11〜1n…
乗算器 21…加算器 22…送信タ
イミング調整回路 23…制御部 24…同期タ
イミング発生回路 41…マッチドフィルタ 42…復調器 43…基準シンボルタイミング抽出回路 34…制御部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基地局と複数の移動局との間で符号分割多
    重を用いて通信を行う移動通信システムにおいて、 前記基地局は、複数の基地局で共通の拡散符号を用いて
    情報系列を拡散し、拡散した信号を各基地局毎に異なる
    送信タイミンングで移動局へ送信する送信装置を有する
    ことを特徴とする移動通信システム。
  2. 【請求項2】基地局と複数の移動局との間で符号分割多
    重を用いて通信を行う移動通信システムにおいて、 前記基地局は、複数の基地局で共通の拡散符号を用いて
    情報系列を拡散し、拡散した信号を基地局毎に異なる送
    信タイミンングで移動局へ送信する送信装置を有し、 前記移動局は、前記基地局の送信装置から送信される信
    号のうち当該移動局に対して予め定められた送信タイミ
    ンングで送信されてきた一つの信号を受信し、この受信
    した信号を前記送信装置で用いた拡散符号と同じ拡散符
    号を用いて逆拡散して情報系列を得る受信装置を有する
    ことを特徴とする移動通信システム。
  3. 【請求項3】前記送信装置は、複数の異なる拡散符号を
    用いて複数の情報系列をそれぞれ拡散し、拡散した信号
    を同一の送信タイミンングで移動局へ送信することを特
    徴とする請求項1または2記載の移動通信システム。
  4. 【請求項4】前記基地局は複数の地点に設置され、これ
    ら複数の基地局のうち空間的に離れた地点に設置された
    少なくとも二つの基地局の送信装置で同一の送信タイミ
    ンングを使用することを特徴とする請求項1、2または
    3記載の移動通信システム。
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US08/256,230 US5568472A (en) 1992-11-04 1993-11-04 Code division multiple access mobile communication system
CA002126237A CA2126237C (en) 1992-11-04 1993-11-04 Code division multiple access mobile communication system
EP93924170A EP0620658B1 (en) 1992-11-04 1993-11-04 Code division multiplex access mobile communication system
PCT/JP1993/001592 WO1994010766A1 (en) 1992-11-04 1993-11-04 Code division multiplex access mobile communication system
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