JPH06177860A - Cdmaシステムのためのサインシーケンスのプレコーディング - Google Patents
CdmaシステムのためのサインシーケンスのプレコーディングInfo
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- JPH06177860A JPH06177860A JP5214640A JP21464093A JPH06177860A JP H06177860 A JPH06177860 A JP H06177860A JP 5214640 A JP5214640 A JP 5214640A JP 21464093 A JP21464093 A JP 21464093A JP H06177860 A JPH06177860 A JP H06177860A
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Abstract
スシステムにおける、例えば直接シーケンスCDMAシ
ステム内での多重アクセス干渉を低減するための技術を
提供することを目的とする。 【構成】 本件発明の送信機は、複数の受信機に一又は
複数の情報信号を反映する信号を伝送するためのコード
分割多重アクセス送信機であって、この送信機は、第1
の信号を形成するためにサインシーケンス信号を情報信
号に加える一又は複数の手段と、第2の信号を形成する
ために一又は複数の第1の信号を結合するための手段
と、第2の信号を反映する信号を送信するための手段と
を含み、情報信号に加えられるサインシーケンス信号が
前記サインシーケンス信号と受信機によって情報信号を
受信するために使用されるサインシーケンス信号との間
の相関を反映するエラー関数に基づくことを特徴とす
る。
Description
重アクセス(Code Division Multiple Access 、CDM
A)システムの分野、より詳細には、このようなシステ
ム、例えば、直接シーケンスCDMAシステム内での多
重アクセス干渉(multiple access interfrence 、MA
I)の低減に関する。
l cellular radio system )内においては、各セル(ce
ll)が一つのベースステーション(base station)及び
複数のモービルユーザ(mobile user )を含むローカル
地理領域である。各モービルユーザはべースステーショ
ンのみと直接に通信し、モービルユーザ間の直接の通信
は存在しない。ベースステーションは、他の事項も行な
うが、特に、モービルユーザが別の位置内のユーザと通
信することができるようにするための中継機能を遂行す
る。このため、例えば、ベースステーションはモービル
ユーザの送信の同一セル内の別のモービルユーザへの結
合、別のセル内のモービルユーザへの結合のための別の
ベースステーションへの結合、或は普通の公衆交換電話
網への結合を提供する。このようにして、モービルユー
ザは任意の他のアドレス可能なユーザに向けての或はこ
れからの情報の送受信を行なうことができる。
A)技法はパーソナル通信分野、例えば、デジタルセル
ラー無線の分野において広い注目を集めている。DS−
CDMAセルラーシステム内においては、時間及び周波
数領域の両方が一つのセル内の全てのユーザによって同
時に共有される。この時間及び周波数領域の同時的な共
有は、それぞれ、複数のユーザ通信が各ユーザに対する
一意の時間スロット或は周波数バンドの使用によって達
成される時間分割及び周波数分割多重アクセスシステ
ム、つまりTDMA及びFDMAから区別されるべきで
ある。
は、ベースステーションは周波数の単一のバンドを使用
して別個のユーザに別個の情報信号を同時に送信する。
一つの周波数バンド内に同時に送信された個々の情報信
号は各受信ユーザによってそれら情報信号の伝送におけ
るベースステーションの一意のサインシーケンス(sign
ature sequences )の使用を通じて識別及び分離され
る。伝送に先だって、ベースステーションは各情報信号
にその信号を受信することを意図するユーザに割り当て
られたサインシーケンス信号を掛ける。一つの周波数バ
ンド内に同時に伝送されたこれら信号から一つの伝送さ
れた信号を回復するために、受信モービルユーザは(全
ての送信された信号を含む)受信された信号にそれの固
有のサインシーケンス信号を掛け、結果を積分する。こ
うすることによって、ユーザはそれに向けられた信号を
セル内の他のユーザに向けられた他の信号とは別個のも
のとして識別する。
法の詳細はK.S.Gilhousen (ギルハウゼン)らによって
Vol.40 I.E.E.E. Trans. Vehicular Tech.303−1
2(1991年5月号)に掲載の論文『セルラーCDM
Aシステムの容量に関して(On the Capacity of a Cel
lular CDMA System )』において示されている。加え
て、パーソナル通信領域におけるDS−CDMAの使用
に関する議論がJ.T.Taylor(テイラー)及びJ.K.Omura
(オオムラ)によってVol.29 No.2 I.E.E.E. Communica
tions 48−51(1991年2月号)に掲載の論文
『広帯域技術:パーソナル通信サービスの周波数割り当
てジレンマに対する解決策(Spread Spectrum Technolo
gy : A Solution to the Personal Communications Ser
vices Frequency Allocation Dilemma)において示され
ている。
れた情報を(他のユーザへの同時的な伝送に起因する干
渉なしに)分離する能力はそのセル内の全てのユーザに
対する直角(orthogonal)サインシーケンスの入手の可
能性に依存する。ある与えられたバンド幅及び多数のユ
ーザを持つある与えられたDS−CDMAセルラーシス
テム内においては、全てのユーザに対して互いに直角な
セットのサインシーケンスを提供することは不可能なこ
とがある。そのセル内の全てのユーザに対して完全に互
いに直角なサインシーケンスが提供できない場合は、多
重アクセス干渉(multiple access interference、MA
I)が起こる。MAIはそのセル内の全ての他の伝送さ
れた信号から要求される情報信号を完全に分離する能力
のなさに起因するタイプの“クロストーク(cross-tal
k)”干渉であると考えることができる。
そのDS−CDMAシステム内のユーザの総数にほぼ比
例する。ユーザの数の増加は通信エラーの数を増加させ
るために、多数のユーザを持つDS−CDMAセルラー
システムの性能は本質的にMAIのレベルによって制約
される。ユーザの数が使用できる互いに直角なサインシ
ーケンスの数を超えるような状況においてMAIを低減
するために、従来のDS−CDMAシステムは“良好な
(good)”相互相関特性を持つ二進サインシーケンスを
使用する。これは互いに直角に近いサインシーケンスを
意味する。しかしながら、ある与えられたシステムバン
ド幅に対して使用できる良好な相互相関特性を持つ二進
サインシーケンスの数には限界がある。これはシステム
のユーザの数(つまり、容量)にある限界を課す。セル
ラーのユーザの数及びパーソナル通信システムは次の数
年間の内に急速に成長することが期待されるために、こ
のようなシステムの容量を増加するための新たな技法が
必要とされている。
ム、例えば、セルラー無線システム内の送信機、例え
ば、ベースステーションからの伝送を受信するユーザに
よって経験されるMAIを低減するための技法を提供す
る。本技法は、ベースステーションの所で情報信号を広
げる(spreading )ために使用されるユーザサインシー
ケンスのプレコーディンク(precoding )を伴う。プレ
コードされたサインシーケンスの使用は受信機によって
経験されるMAIの平均レベルをいちじるしく低減す
る。受信機による受信された信号のディスプレッデング
(despreading )は元の(つまり、プレコードされてな
い)サインシーケンスによって達成される。こうして、
受信機の修正は必要とされない。MAIのレベルはDS
−CDMAシステム内のユーザの数を制約する要因であ
るために、本発明は、DS−CDMAシステム内のユー
ザの数を増加することを可能にする。
-sequence )コード分割多重アクセス送信機である。こ
の送信機は複数の受信機に複数の情報信号を反映する信
号を送信する。この送信機は第一の信号を形成するため
に情報信号にサインシーケンス信号を加えるための一つ
或は複数の手段、第二の信号を形成するために複数の第
一の信号を結合するための手段、及び第二の信号を反映
する信号を送信するための手段を含む。この送信機はさ
らに第一の信号にスケール係数を加えるためにサインシ
ーケンスを加えるための手段に各々が結合された複数の
手段を含む。
号はサインシーケンス信号と受信機によって情報信号を
受信するために使用されたサインシーケンス信号との間
の相関を反映するエラー関数に基づく。情報信号に加え
られるためのこれらサインシーケンス信号は、例えば、
エラー関数の実質的な最小化のようなエラー基準を実現
する。
信機によって使用されたサインシーケンス信号の相関の
加重された総和から成る。情報信号に加えるためのサイ
ンシーケンス信号及び受信機によって使用されるサイン
シーケンス信号はセットの直角シーケンス信号に基づ
く、ここで、これら直角シーケンス信号の数は、情報信
号に加えるためのサインシーケンス信号の数或は受信機
によって使用されるサインシーケンス信号の数のいずれ
よりも小さい。
施例は(“プロセッサ(processors)”と呼ばれる機能
ブロックを含む)個々の機能ブロックから構成されるも
のとして示される。これらブロックが表わす機能は共有
或は専用ハードウエアの使用を通じて提供されるが、こ
れらハードウエアには、これに限られるものではない
が、ソフトウエアを実行できる能力を持つハードウエア
が含まれる。(“プロセッサ(processor )”という用
語の使用はソフトウエアを実行する能力を持つハードウ
エアを排他的に意味するものと理解されるべきではな
い。)説明としての実施例は、デジタル信号プロセッサ
(digital signal processor、DSP)ハードウエア、
例えば、AT&T DSP16或はDSP32C、及び
以下に説明される動作を遂行するためのソフトウエアを
含む。本発明のVLSLハードウエア実施例、並びにハ
イブリッドDSP/VLSI実施例も提供される。
≦K)をK個のモービルユーザ(mobile users)に伝送
するための一例としての従来の技術によるDS−CDM
Aベースステーションシステムを示す。DS−CDMA
セルシステム(DS-CDMA cellular systems)内のベース
ステーション(base station)はこれらがそれに情報信
号を送る各モービルユニットに対して一意のサインシー
ケンス(signature sequence)を使用する。図面に示さ
れるように、各情報信号bk (t)には、掛算器回路
(multiplier circuit)5の動作によってサインシーケ
ンス信号ak (t)が掛けられる。これら量の積bk
(t)ak (t)はスケール係数Vk を加える増幅器7
に提供される。これらK個の信号に対するスケールされ
た積の各々は伝送のための一つの結合された信号に総和
される。この結合された信号は従来の伝送回路10によ
って処理され(例えば、変調、パワー増幅され)、アン
テナ12を介してセルのK個のユーザの各々に伝送され
る。
スak (t)、(ここで、kは特定のモービルユーザを
指定する)は一連の正及び負の長方形パルスの形式をと
る。各長方形パルス(或はチップ(chip))は継続期間
Tc 及び規模±1を持つ。サインシーケンスak (t)
は以下のようにシーケンスのサインビット或は記号an k
と関連する。
位振幅の長方形パルスであり、nはこのシーケンスのn
番目のデータ記号を指定する。
は、それぞれ式(42)の関係にあるものとする。
ットに対して、サインシーケンスの100以上のパルス
が存在する。結果として、掛算器5によって情報信号に
サインシーケンスを加えることによって伝送される信号
のバンド幅が100倍以上増加する。バンド幅のこの増
加のために、信号スプレディング(signal spreading)
と呼ばれる(信号スプレディングのために、DS−CD
MAは広帯域スペクトル通信(spread spectrum commun
ications)と呼ばれる無線伝送技法のクラスに入る。
伝送のための一例としての情報信号bk (t)を表わ
す。信号bk (t)は一連の長方形パルスの形式をと
る。これらの各パルスはTの継続期間及び±1の振幅を
持つ。T/Tc の比はNである。情報信号bk (t)は
シーケンスの情報ビット(或は記号)bn kと以下のよう
な関係を持つ。
ット振幅の長方形パルスであり、nはシーケンスのn番
目のデータ記号を指定する。図2bはb0 k及びb1 kとし
て示される二つの情報ビットに基づく信号を表わす。
例としての伝送された信号(ここで、ベースステーショ
ンは一つのモービルユニットにのみ伝送を行なってい
る)が図2cに示される(説明を明快にするために、搬
送波信号は示されない)。図面からわかるように、伝送
される信号は図2bに示される情報信号と図2aのサイ
ン信号の積である。一例としての情報信号ビット
(b0 k、b1 k)のシーケンスは+1に−1が続くもので
あるために、伝送される信号は図2aのサインシーケン
ス(これがT秒間続く)、及びこれに続くこのシーケン
スの負として現われる。
対して)伝送される信号は以下のように表わすことがで
きる。
連する伝送遅延である。伝送遅延はベースステーション
の所で1≦k≦Kに対してτk =0となるように除去さ
れる。このような遅延を持たないDS−CDMAシステ
ムは同期(synchronous )であるといわれる。遅延の除
去は当分野において周知の従来の技法である。非同期
(asynchronous)DS−CDMAシステムにおいては、
遅延τk はランダム量である。
るDS−CDMA伝送において通常使用されるセットの
サインシーケンスak (t)(ここで、1≦k≦K)は
プレコーディングプロセッサ(precoding processor )
2によってモービルユーザによって経験されるMAIが
低減されるように、例えば、最小にされるように修正さ
れる。図4に示されるように、修正されたサインシーケ
ンスはck (t)(ここで、1≦k≦K)と呼ばれ、こ
れらは元のサインシーケンスak (t)(ここで1≦k
≦K)に基づく。伝送に修正されたサインシーケンスを
使用したベースステーションからの伝送信号の受信機は
受信された信号をディスプレッド(despread)するため
に通常のシーケンスak (t)を使用する。
ck (t)は、修正されたサインシーケンスck (t)
の使用のためにベースステーションによって要求される
バンド幅及び平均伝送パワー(average transmitted po
wer )が変更されないように選択される。
“シーケンス(sequence)”は連続した時間関数である
信号、例えば、ck (t)を指すために使用される。用
語“シーケンス記号(sequence symbols)”は時間の離
散関数である信号、例えば、cn kを指すために使用され
る。ただし、これら両方とも、それぞれ、アナログ及び
デジタル信号の意味において、リアルな“信号”であ
る。このため、例えば、信号ck (t)は信号cn kのデ
ジタルアナログ変換によって生成することができる。
例が図5に示される。この実施例は図1のそれと類似す
るが、修正されたスケール係数V及びプレコード化され
たサインシーケンスck (t)を使用する点が異なる。
この実施例は以下のような信号rc (t)を送信する。
がシーケンスak (t)を使用する図1の従来のシステ
ムのそれと同一となるように決定される。
連する従来のスケール係数である。
使用するためにシーケンスak (t)からシーケンスc
k (t)を決定する過程において、ck (t)及びak
(t)と関連するエラー関数(error function)が指定
される。ak (t)が与えられると、ck (t)がエラ
ー基準(error criterion )が満たされるように選択さ
れる。以下に説明されるように、これら説明のための実
施例に対するエラー基準は最小のエラーであり、他の基
準を使用することもできる。
k (t)の決定において使用される。これらエラー関数
の第一の関数ε’は全てのK個のユーザによって経験さ
れるMAI信号エネルギが最小になるようにシーケンス
ck (t)を選択することに関する。関数ε’は一般的
な非同期ケースにおいては以下のように表現することが
できる。
及びi∈I2 、τi <τk と定義され、そして
の部分相互相関(partial cross-correlation )であ
る。式(7)はk番目のユーザに対するエラー関数を表
わす(ここで、この式の右側の第一の項はユニティ
(1)とk番目のサインシーケンスak (t)とその修
正されたバージョンck (t)との間の相互相関との差
の二乗であり;右側の残りの二つの項はk番目のユーザ
に対するMAIノイズパワーを表わす)。サインシーケ
ンスck (t)はε’を最小化するシーケンスとして選
択される。
が最小にされる一方で伝送される信号の振幅が最大にさ
れるようにシーケンスck (t)を選択することに関す
る。
であり、Pc は、修正されたシーケンス(これは一定で
ある)を使用するシステムの平均伝送パワーである。式
(9)の右側の第一の項は第一のエラー関数に対する式
(6)のそれに対するのと同一である。
ルを最小にするためのシーケンスck (t)を得るため
の第一のエラー関数の使用は、そのモービルユーザの所
で要求される振幅も最小にする。このようなケースにお
いては、MAIが存在する場合は通常はノイズのあまり
重要なソースでない背景ガウスノイズが要求される信号
レベルの低減のためにシステム性能を劣化させる。第二
のエラー関数ε”はしたがって要求される信号を最小に
することなしにMAIを低減することを追及する。こう
して、この説明のための実施例はこの第二の関数ε”を
組み入れる。
(t)、そしてユーザの所でak (t)を使用する同期
DS−CDMAシステム内のMAIを除去するために必
要な条件は、i=1、2、...、Kに対して、以下の
ように表わすことができる。
きはδikは0であり;そしてnは整数の時間インデック
スである。これら条件は離散信号にて以下のように表わ
すことができ、
目の要素がak n+1-1である次元KxNのマトリックスで
ある。Aの各ロウはk番目のユーザの従来のサインシー
ケンス記号an k(t)である。Ci はi番目のユーザに
対する
ある。Ii はそのi番目の位置に1/Tc の値を持ち、
その他の所はゼロの値を持つカラムベクトルである。
現の特別なケースである。
しく、MAIが除去されてないときはゼロでないエラー
ベクトルである。式(14)は同期ケースに対して一般
的な式(9)を以下のように書き直すために使用するこ
とができる。
(15)からの総平均エラーε”は各ユーザに対して個
々にサイン記号の修正されたシーケンスを考慮すること
によって最小化することができる。式(15)はユーザ
ベースにて、i=1、2、...、Kに対して以下のよ
うに書き直すことができる。
ty matrix )であり、Ci ”は上に説明の形式のカラム
ベクトルである。シーケンスCi ”の決定において、修
正されたシーケンス記号の値にはいかなる制約も必要と
されない。
れたコードシーケンスCi ”をベースステーションの送
信機によってセル内の各ユーザに対して使用されるため
に決定することができる。項(AT A+λ/2N・I)
-1はセル内の全てのユーザに対して一度決定する必要が
あるだけで、サブスクリプトiによって示されるように
項AT Ii のみがユーザによって異なる。
のシーケンスは以下のように書き直された式(1)の関
係に従ってサインシーケンスck (t)を提供するため
に使用される。
Tc(t)は時間間隔[0、Tc]内での単位振幅の長方
形パルスである。
信し、記号an kをプレコーディングプロセッサ2に提供
するアナログデジタル(A/D)コンバータ回路13を
含む。プロセッサ2は修正されたサインシーケンス記号
cn kを決定し、これらを格納のためにメモリ3に提供す
る。これら修正されたサインシーケンス記号はメモリ3
からプロセッサ2によって検索され、デジタルアナログ
(D/A)コンバータ15に提供されるが、D/Aコン
バータは修正されたサインシーケンスck (t)を掛算
器5に提供する。上に説明のように、プロセッサ2は下
に説明のように動作するようにプログラムされたデジタ
ル信号プロセッサ、例えば、AT&TのDSP32Cと
して実現することができる。プロセッサ2によって実行
されるためのソフトウエアはプログラムメモリ4内に格
納され、図8及び9内にブロック流れ図形式にて示され
る。メモリ3及び4は、それぞれ、任意の適当なメモリ
媒体、例えば、従来の半導体ランダムアクセス読み出し
専用メモリにて実現することができる。A/D及びD/
Aコンバータ13、15は当分野において周知である。
てA/Dコンバータ13からK個の従来のサインシーケ
ンス記号an k(ここで、n=1、2、3、...)を表
わす信号を受信する。全てのK個のユーザに対するこれ
らサインシーケンス記号はプロセッサ2によって上に説
明のようにマトリックスAを形成するために使用される
(図8のステップ100を参照)。マトリックスAはメ
モリ3内に格納される。
々に対して式(17)を評価する。プロセッサ2は、こ
れを全てのユーザに対して式(17)に共通のマトリッ
クスB=(AT A+λ/2N・I)-1を評価することに
よって遂行する(ステップ105を参照)。マトリック
スBはメモリ3内に格納される。マトリックスBがいっ
たん評価されると、各ユーザに対する修正されたサイン
シーケンス記号のシーケンスから構成されるCi ”が評
価される。これはマトリックスBにベクトルAT Ii を
掛けることによって遂行されるが、ここで、サブスクリ
プトiはi番目のユーザを表わし、1≦i≦Kである
(ステップ110及び115を参照)。修正されたサイ
ンシーケンス記号のベクトルCi ”はメモリ3内に格納
される(ステップ120を参照)。
応じて、プロセッサ2によって掛算器5に修正されたサ
インシーケンスck (t)を提供するために検索され
る。これは、図9に示されるように、ある与えられた時
間nにおいて全てのkに対する記号cn kを検索すること
によって遂行される(ステップ155を参照)。これら
記号はシーケンスck (t)の生成のためにD/Aコン
バータ13に同時に供給される(ステップ160参
照)。D/Aコンバータ13は式(18)を実現する。
記号cn kは各時間値nにおいてそれらの記号の継続期間
N=T/Tc だけ検索される(ステップ165及び17
0を参照)。
されるが、これは式(5)に従って利得Vを加える。利
得プロセッサ8の出力は総和回路(summing circuit )
9によって従来の方式で総和される。総和信号rc
(t)は、次に、伝送回路10によって処理され、アン
テナ12を使用してユーザに送信される。
ん評価され、メモリ3内に格納されると、再度評価され
る必要はない。つまり、ある与えられたユーザに対し
て、伝送されるべき各情報ビットに対して同一の修正さ
れたシーケンス記号が採用される。
ケンスはデータビット信号の継続期間である周期Tを持
つ周期性の信号である。ただし、本発明は、サインシー
ケンスが周期性でない、或はTよりも大きな周期、例え
ば、Tの整数倍の周期を持つような状況に対しても適用
できる。
k番目のユーザへの伝送のための6つの一連のデータビ
ットを反映する情報信号bK (t)を表わす。各ビット
を表わす長方形のパルスは各々継続期間Tを持つ。この
図面はまたサインシーケンス信号ak (t)を示すが、
これは4Tの周期を持つ。修正されたサインシーケンス
ck (t)を決定するために、本発明に従ってbk
(t)を伝送するために使用するために必要とされるこ
とは、単に、Tの継続期間のak (t)の各間隔をこれ
があたかも周期Tを持つサインシーケンス信号であるか
のように扱うことのみである。このため、例えば、図6
のbk (t)のビット1の伝送においては、間隔(0、
T]を通じてのシーケンスak (t)が、上に説明され
るように、この間隔(0、T]に対する修正されたサイ
ンシーケンスck (t)を提供するためにプレコードさ
れる。このシーケンスは上に説明のようにビット1を反
映するbk (t)の部分の乗算のために使用される。b
k (t)のビット2の伝送においては、間隔(T、2
T]を通じてのシーケンスak (t)がその間隔(T、
2T]に対する修正されたサインシーケンスck (t)
を提供するためにプレコードされる。この修正されたサ
インシーケンスは上に説明のようにビット2を反映する
bk (T)部分の乗算のために使用される。このプロセ
スが継続期間Tの残りの二つの間隔に対してak (t)
の一つの周期(つまり、4T)内で反復される。
ビット1とともに使用するために決定された修正された
サインシーケンスが再使用される。bk (t)のビット
6はビット2とともに使用するために決定された修正さ
れたサインシーケンスを使用して伝送される。続くデー
タビットのために必要となる修正されたサインシーケン
スは十分なメモリがある場合は格納される。そうでない
ときは、これらシーケンスは必要なときに計算される。
てではなくε’に基づいて提供することもできる。この
ようなケースにおいては、以下のように式(6)を書き
直すために式(14)が使用される。
リックスAの疑似逆数(pseudoinvers)である。マトリ
ックスA# は以下によって与えられる。
ックス(unitary matrices)であり、Σ-1は以下の要素
を持つWxW対角線マトリックス(diagonal matrix )
である。
2 、...、はAの固有値(eigenvalues )である。マ
トリックスX、Y、Σ-1、及びAはAの特異値分解(si
ngular value decomposition)によって以下のように関
連付けられる。
られる。
同期DS−CDMAシステムに関する。このようなシス
テムにおいては、i番目のユーザに対する修正されたサ
インシーケンスは従来のサインシーケンスの加重された
総和として表わされる。
セットの整数であり、wimは重みベクトルWi の要素で
ある。
ε”を満足させるベクトルである。あるエラーベクトル
Vi が与えられると、i=1、2、...Kに対して、
ル(unit vector )であり、その(2i−1)番目の位
置においては1であり、その他の位置においてはゼロで
あり、そしてAi は:
K;そしてτlim <τk に対してはτ=T+τlim 、τ
lim ≧τk に対してはτ=τlim であるため、エラー関
数ε”は:
式(25)に示される様に重みを因数に分解(factorin
g out )することによって派生できることに注意する。
i番目のユーザに対しては、式(27)は以下のように
書き直すことができる。
2、...Kに対して、以下によって与えられる。
プロセッサは修正されたサインシーケンスを重みベクト
ルに対して式(29)を評価し、式(24)内にこれら
重みを加えることによって提供することになる。全ての
遅延τi はベースステーションの所でプレコーディング
プロセッサによって使用されるために入手できる。
でも使用される。このケースにおいては、ε’を最小に
する重みベクトルは、i=1、2、...Kに対して、
の疑似逆数である。
大きなセットの修正されたサインシーケンスを提供する
ためにセットの直角サインシーケンスを使用することに
関する。この大きなセットはDS−CDMAシステムの
容量を拡張する一方でMAIの許容レベルを保持するた
めに使用される。
1、2、...N)と呼ばれるセットのN個の直角サイ
ンシーケンス記号を考える。セットの直角サインシーケ
ンス信号hk (t)はhn kに基づいて以下のように生成
される。
幅(unit amplitude)の長方形パルスであり、Tc はシ
ーケンスhn kのチップの継続期間であり、Kはユーザの
数である。
ーザは以下のサインシーケンスaK(t)を持つ:
二つのランダムに選択された疑似ノイズ波形(pseud-no
ise waveforms )であり、システムユーザの総数KはN
よりも大きく、2Nに等しいかこれよりも小さい。
シーケンスci (t)は、以下のように、i=1、
2、...Kに対して、サインシーケンスam (t)の
重み付けされた総和として表わされる(ここで、サブス
クリプトmはkを置換する)。
M(≦2N)は修正されたサインシーケンスを形成する
ために使用されたサインシーケンスの数である。
1、2、...、Kは上に説明されたエラー関数ε”を
満足するベクトルである。あるエラーベクトルVi が与
えられた場合、i=1、2、...、Kに対して:
その他の位置はゼロを持つMx1単位ベクトルであり、
Aは以下によって与えられるlm番目の要素を持つKx
Mマトリックスである。
シーケンス相互相関のMxMマトリックスである。
して、式(34)のように重みを因数分解することによ
って派生することができることに注意する。i番目のユ
ーザに対しては、式(36)は以下のように書くことが
できる。
る。
が与えられると、式(33)を使用して修正されたシー
ケンスci (t)を決定することができる。
ともできる。このケースにおいては、ε’を最小にする
重みベクトルは、i=1、2、...Kに対して、以下
によって与えられる。
を示す。プレコーディングプロセッサ11は直角サイン
シーケンス記号hn k(ここで、1≦k≦N)を受信し、
掛算器5への出力としてD/Aコンバータ15を介して
K個の修正された直角サインシーケンス記号cn iを提供
する(ここで、1≦i≦K≦2N)。プロセッサ11は
最初に式(32)に従ってhk (t)記号シーケンスに
基づいてK個のサインシーケンスを決定する。次に、プ
ロセッサ11は式(40)に従って重みベクトルWi ”
を決定する。これら重みベクトルはメモリ3内に格納さ
れる。最後に、プロセッサ11は、各ユーザに対して、
式(33)に従ってwi 及びak に対する値に基づいて
修正されたサインシーケンス記号cn i(t)を決定す
る。別の方法としては、cn iに対する値がメモリ3内に
格納され、プロセッサ11によって掛算器5による使用
が必要なときに検索される。修正されたシーケンスci
(t)に対する値は必要なときに掛算器5に提供され
る。式(32)、(40)及び(33)に従ってプロセ
ッサ11の動作を指揮するソフトウエアはプログラムメ
モリ13内に格納される。この実施例のバランスは図5
との関連で上に説明のようである。スケール係数Vに対
する値は式(5)に従って得ることができる。
munity)はプレコードされたDS−CDMAシステム内
に組み込まれるチャネルコードの使用によって向上させ
ることができる。情報データ信号はこれがサインシーケ
ンスによって広げられる前に符号化される。
するための一例としての従来の技術によるDS−CDM
Aベースステーションシステムを表わす図である。
めの一例としてのサインシーケンスを示す図である。b
はDS−CDMAベースステーションの送信機によって
伝送されるための一例としての情報信号を表わす図であ
る。cは図2aのサインシーケンスと図2bの情報信号
との積を表わす図である。
モービルユニット受信機を表わす図である。
関連でプレコーディング構成を示す図である。
である。
て使用されるための1データビットよりも長い期間を持
つサインシーケンスを表わす図である。
である。
シーケンス記号を提供するためのプロセッサの動作の流
れ図を表わす図である。
CDMAベースステーションによって使用されるための
サインシーケンス記号を提供するためのプロセッサの動
作の流れ図を表わす図である。
Claims (30)
- 【請求項1】 複数の受信機に一つ或は複数の情報信号
を反映する信号を伝送するためのコード分割多重アクセ
ス送信機であって、この送信機が: a.第一の信号を形成するためにサインシーケンス信号
を情報信号に加えるための一つ或は複数の手段; b.第二の信号を形成するために一つ或は複数の第一の
信号を結合するための手段;及び c.第二の信号を反映する信号を送信するための手段を
含み; ここで、情報信号に加えられるサインシーケンス信号が
前記サインシーケンス信号と受信機によって情報信号を
受信するために使用されるサインシーケンス信号との間
の相関を反映するエラー関数に基づくことを特徴とする
送信機。 - 【請求項2】 前記のエラー関数がさらに送信された信
号の振幅を反映することを特徴とする請求項1の送信
機。 - 【請求項3】 情報信号に加えるための前記のサインシ
ーケンス信号がエラー基準を実現するための送信機であ
ることを特徴とする請求項1の送信機。 - 【請求項4】 前記のエラー基準がエラー関数の実質的
な最小化であることを特徴とする請求項3の送信機。 - 【請求項5】 前記第一の信号にスケール係数を加える
ためにサインシーケンス信号を加えるための手段に各々
が結合された複数の手段がさらに含まれることを特徴と
する請求項1の送信機。 - 【請求項6】 前記の相関が受信機によって情報信号を
受信するために使用されるサインシーケンス信号の相関
の重み付けされた総和から成ることを特徴とする請求項
1の送信機。 - 【請求項7】 前記の情報に加えるためのサインシーケ
ンス信号及び前記の受信機によって使用されるサインシ
ーケンス信号がセットの直角シーケンス信号に基づくこ
とを特徴とする請求項1の送信機。 - 【請求項8】 前記の直角シーケンス信号の数が情報信
号に加えるためのサインシーケンス信号の数或は受信機
によって使用されるサインシーケンス信号の数より小さ
いことを特徴とする請求項7の送信機。 - 【請求項9】 コード分割多重アクセス送信機によって
使用されるためのサインシーケンス信号を提供するため
の信号生成器であって、この信号生成器がエラー関数に
基づいてサインシーケンス信号を形成するための手段を
含み、このエラー関数が前記サインシーケンス信号と送
信された信号を受信するために受信機によって使用され
るサインシーケンス信号との間の相関を反映することを
特徴とする信号生成器。 - 【請求項10】 前記エラー関数がさらに伝送された信
号の振幅を反映することを特徴とする請求項9の信号生
成器。 - 【請求項11】 前記エラー関数に基づくサインシーケ
ンス信号がエラー基準を実現することを特徴とする請求
項9の信号生成器。 - 【請求項12】 前記エラー基準がエラー関数の実質的
な最小化であることを特徴とする請求項11の信号生成
器。 - 【請求項13】 前記の相関が受信機によって情報信号
を受信するために使用されたサインシーケンス信号の相
関の加重された総和から成ることを特徴とする請求項9
の信号生成器。 - 【請求項14】 前記サインシーケンス信号及び前記受
信機によって使用されたサインシーケンス信号がセット
の直角シーケンス信号に基づくことを特徴とする請求項
9の信号生成器。 - 【請求項15】 前記直角シーケンス信号の数が情報信
号に加えるためのサインシーケンス信号の数或は受信機
によって使用されたサインシーケンス信号の数よりも小
さいことを特徴とする請求項14の信号生成器。 - 【請求項16】 コード分割多重アクセス送信機によっ
て使用されるためのサインシーケンス信号を反映する情
報を格納するためのメモリデバイスであって、前記の情
報が前記サインシーケンス信号と送信された信号を受信
するために受信機によって使用されたサインシーケンス
信号との間の相関を反映するエラー関数に基づくことを
特徴とするメモリデバイス。 - 【請求項17】 前記のエラー関数がさらに伝送された
信号の振幅を反映することを特徴とする請求項16のメ
モリデバイス。 - 【請求項18】 前記の送信機によって使用されるため
のサインシーケンス信号がエラー基準を実現することを
特徴とする請求項16のメモリデバイス。 - 【請求項19】 前記のエラー基準が前記のエラー関数
の実質的な最小化であることを特徴とする請求項18の
メモリデバイス。 - 【請求項20】 前記の相関が受信機によって伝送され
た信号を受信するために使用されたサインシーケンス信
号の相関の加重された総和から成ることを特徴とする請
求項16のメモリデバイス。 - 【請求項21】 前記の送信機によって使用されるため
のサインシーケンス信号及び受信機によって使用される
サインシーケンス信号がセットの直角シーケンス信号に
基づくことを特徴とする請求項16のメモリデバイス。 - 【請求項22】 前記の直角シーケンス信号の数が前記
の送信機によって使用されるためのサインシーケンス信
号の数或は前記の受信機によって使用されたサインシー
ケンス信号の数のいずれよりも小さいことを特徴とする
請求項21の送信機。 - 【請求項23】 コード分割多重アクセスシステム内に
おいて複数の受信機に一つ或は複数の情報信号を反映す
る信号を送信するための方法であって、この方法が: a.情報信号を受信することになっている各受信機に対
して、第一の信号を形成するために情報信号にサインシ
ーケンス信号を加えるステップ; b. 第二の信号を形成するために一つ或は複数の第一
の信号を結合するステップ;及び c.前記の第二の信号を反映する信号を送信するステッ
プを含み; ここで、前記の情報信号に加えられるサインシーケンス
信号が前記のサインシーケンス信号と前記の情報信号を
受信するために受信機によって使用されたサインシーケ
ンス信号との間の相関を反映するエラー関数に基づくこ
とを特徴とする方法。 - 【請求項24】 前記のエラー関数がさらに伝送された
信号の振幅を反映することを特徴とする請求項23の方
法。 - 【請求項25】 前記の情報信号に加えられるべきサイ
ンシーケンス信号がエラー基準を実現するシーケンス信
号であることを特徴とする請求項23の方法。 - 【請求項26】 前記のエラー基準が前記のエラー関数
の実質的な最小化であることを特徴とする請求項25の
方法。 - 【請求項27】 前記の第一の信号にスケール係数を加
えるためにサインシーケンス信号を加えるための手段に
各々が結合された複数の手段がさらに含まれることを特
徴とする請求項23の方法。 - 【請求項28】 前記の相関が受信機によって情報信号
を受信するために使用されたサインシーケンス信号の相
関の加重された総和から成ることを特徴とする請求項2
3の方法。 - 【請求項29】 前記の情報信号に加えるためのサイン
シーケンス信号及び前記の受信機によって使用されたサ
インシーケンス信号がセットの直角シーケンス信号に基
づくことを特徴とする請求項23の方法。 - 【請求項30】 前記の直角シーケンス信号の数が前記
の情報信号に加えられるための直角シーケンス信号の数
或は前記の受信機によって使用されたサインシーケンス
信号の数のいずれよりも小さいことを特徴とする請求項
29の方法。
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