JPH07264112A - 符号分割多元接続通信の干渉除去方法 - Google Patents

符号分割多元接続通信の干渉除去方法

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JPH07264112A
JPH07264112A JP6048960A JP4896094A JPH07264112A JP H07264112 A JPH07264112 A JP H07264112A JP 6048960 A JP6048960 A JP 6048960A JP 4896094 A JP4896094 A JP 4896094A JP H07264112 A JPH07264112 A JP H07264112A
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JP
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station
signal
received signal
replica
correlation coefficient
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JP6048960A
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Kouji Takeo
幸次 武尾
Shinichi Sato
慎一 佐藤
Takao Suzuki
孝夫 鈴木
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 符号分割多元接続移動通信システムのフォワ
ードリンクにおいて干渉波の除去を行い、移動局での通
話品質を向上させる。 【構成】受信信号レプリカRPが受信信号と等しくなる
ように相関係数S1 〜S2 を更新し、相関係数相関係数
S1 〜S3 で再拡散された信号A1S1、A2S2、A3S3
を用い干渉の除去を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、符号分割多元接続
(Code Division Multiple Access:CDMA)通信方式に基
づく移動通信システムでの、各局の同期タイミングが全
て等しい同期通信システムにおける移動局での干渉除去
に関するものである。フォワードリンクでは、基地局に
おいて、各移動局信号並びに制御信号のチップタイミン
グそしてビットタイミングを合わせて足し込んだ後、出
力する。このため、移動局で受信されるフォワードリン
ク信号の各局の同期タイミングは全て等しく、フォワー
ドリンクにおいては同期通信が可能である。
【0002】
【従来の技術】CDMA通信方式のフォワードリンク
(基地局から移動局への接続)では、基地局より各移動
局へ、同一周波数帯で同一の同期タイミングで信号が送
信される。このため、1つの移動局の信号にとっては、
他局の信号は全て干渉となる。基地局において、各移動
局信号に割り当てる送信パワーを全て等しいとすると、
各移動局の通話品質は、移動局数をNとすると、およ
そ、1/(N−1)で示される(次記文献1参照)。 文献1:Klein S.Gilhousen et al. "On the Capacity
of a Cellular CDMA System” IEEE Trans. on Vehicul
ar Tec. Vol.40, No.2, May 1991. 即ち、基地局と接続される移動局数が増えるほど干渉が
大きくなり、通話品質が劣下する。また、マルチパス環
境下において受信信号のパス間の遅延が1チップ以上と
なると、PNコードがずれるため、自局に対しても干渉
となり、通話品質を劣下させる。リバースリンクにおい
ては、これら他局干渉波、マルチパス干渉波を除去する
方式が、例えば次記文献2に開示されている。 文献2:Young C.Yoon et al. "A Spread-Spectrum Mul
ti-Access System with a Cascade of Co-Channel Inte
rference Cancellers for Multipath Fading Channels"
ISSSTA'92,1992. しかし、このような方式においては、例えば1チップ毎
に最小2乗法によりフィルタ内タップ係数を更新してい
くため、演算量が多くなり且つ復調時の遅延が増大す
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】以上の様に、CDMA
システムのフォワードリンクにおいては、移動局数の増
加やマルチパスの発生により通話品質が劣下する。この
ため品質劣下の原因となる干渉を低く抑える必要があ
る。また、干渉の除去においては、復調遅延が増大しな
いように、除去回路の演算量を抑制しなければならな
い。本発明では、同期通信システムにおいて、マルチパ
スを含む各移動局の受信信号レプリカを作り、受信信号
より取り除くことで、他局間及びマルチパス間干渉を除
去する方法を提案することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】この発明は、CDMA通
信方式に基づく移動通信システムでの、各移動局の同期
タイミングが全て等しい同期通信システムにおける移動
局での干渉除去に関するものであり、複数の処理サイク
ルからなるものである。1サイクル目においては、ベー
スバンドの受信信号と各移動局の拡散コードで相関をと
り、その結果を各局の相関係数として各局拡散コードに
掛け再拡散を行い、再拡散信号を全局足し合わせて受信
信号のレプリカを作成し、受信信号とレプリカの差より
誤差信号を求める。2サイクル目以降においては、前サ
イクルにおいて求めた誤差信号と各局の拡散コードで相
関をとり、その相関結果に応じて前サイクルで得られた
相関係数を補正更新し、各局拡散コードを掛け再拡散を
行い、再拡散信号を全局足し合わせて受信信号のレプリ
カを作成し、受信信号とレプリカの差より誤差信号を求
める。最終サイクルにおいては、前サイクルにおいて求
めた誤差信号と各局の拡散コードで相関をとり、その相
関結果に応じて前サイクルで得られた相関係数を補正更
新し、各局拡散コードを掛け再拡散を行い、受信信号か
ら自局以外の再拡散信号または自波以外の再拡散信号を
干渉として除去する。
【0005】
【作用】本発明では、他局間及び/又はマルチパス間干
渉を除去することで、移動局での通話品質を向上させ
る。本発明の概要を図1に示す。なお、図1では、基地
局と接続されている移動局数を3と仮定し、マルチパス
は考慮していない。図1を参照するに第1サイクルにお
いては、受信信号Rと各局の拡散コード例えばPNコー
ドとの相関を取ることによって各局の相関値(相関係
数)をS1 〜S3 得る。これを用いて再拡散を行う。各
局のPNコードをA1,A2,A3 とすると、S1A1、S2
A2、S3A3が各局の再拡散信号となる。これを全局足
し合わせてレプリカRPを作り、このレプリカRPと受
信信号Rとの差を取る。この差は、相関検波によるレプ
リカと受信信号との誤差である。第2サイクル以降にお
いては、誤差信号Eと各局のPNコードA1,A2,A3 と
の相関をとる。次いで、この相関値(誤差相関係数)ε
1,ε2,ε3 に応じて先の相関値S1,S2,S3 を、Si=
Siーεi(但しi=1〜3)の如く、補正更新する。
更に、補正された相関値S1,S2,S3 を用いてレプリカ
RPを作り、以上の動作を繰り返す。これにより、誤差
が零となる様に相関値を補正していく。即ち、実際の受
信信号Rと同等になる様にレプリカRPを作成してい
く。誤差が、零となったときもしくはある程度小さくな
ったとき、あるいは小さくなることが期待できる規定回
数繰り返した後、そのときの相関値S1,S2,S3 は各局
の伝搬路が推定されているものと見なす。最終サイクル
においては、第1局のデータを得たい場合、受信信号よ
り第2局及び第3局の再拡散信号S2A2、S3A3を引く
ことで、第1局の信号に対する干渉を除去することとな
る。第2局及び第3局に対しても同様の処置を取り得
る。以上は、マルチパスに対しても適用できる。
【0006】
【実施例】図2は本発明にかかる符号分割多元接続受信
装置の要部ブロック図であり、図3は図2における相関
・再拡散部4の機能ブロック図、図4は図2におけるは
誤差算出部6の機能ブロック図、図5は図2におけるI
C部7の機能ブロック図であり、図6は図2の動作を示
すフローチャートであり、これらの図を用いて、本発明
の一実施例を説明する。受信された信号は、先ず、搬送
波成分が取り除かれ、ベースバンド帯域に落とされる。
以下、受信信号はベースバンド帯域のものとする。ま
た、ベースバンド帯域に落とされる際、受信信号はI・
Q直交した2相の成分に分離されるが、図2ではI・Q
成分を合わせてRと表記している。図3〜図5では一方
のQ成分に対応する処理機能のみを示しているが、他方
のI成分に対するものも同様のものとなる。また、基地
局と接続されている移動局の数は3(移動局番号i=1
〜3)としている。
【0007】図2において、ベースバンド受信信号R
(図6のST1)は、レジスタ部2において、ビットの
同期タイミングをもって1ビット間蓄積される(図6の
ST2)。本発明は、各局の同期タイミングが全て等し
い同期通信システムを前提としているため、全局が同じ
タイミングで同期がとれることになる。レジスタ部2に
おいて、1ビット間蓄積されている間に、前データの伝
搬路推定、干渉除去、データ判定が行われる。受信信号
Rが1ビット間蓄積された後、スイッチ3をレジスタ部
2側に接続する(J=0、図6のST3)。なお、図6
におけるJは、繰り返し演算処理のサイクル番号を示
し、J=0は演算処理の開始タイミングまたは終了タイ
ミングを示す。第1サイクル目として(J=1、図6の
ST4)、受信信号Rを相関・再拡散部4に送り、相関
・再拡散を行う(図6のST5)。
【0008】図3に示す受信信号の一方の成分である受
信信号Qは、1ビット分の信号であり、先ずスイッチ1
1を接続することで、レジスタ12に蓄積される。これ
は、誤差算出時、または干渉除去時に使用される。スイ
ッチ11は、受信信号がレジスタ12に蓄積された後、
接続を切られる。次に相関部13〜15を用いて、受信
信号Qと各局PNコードとの相関がとられる。なお、各
局PNコードの情報は、基地局より制御信号を通して送
られる。相関係数Siは、受信信号Qと各局PNコード
を掛け合わせ、1ビット分累積することによって得、相
関係数更新部(CR)16〜18へ送られる。第1サイ
クル目(J=1)では、相関係数更新部(CR)16〜
18に蓄積されるのみで素通りし、乗算部22〜24に
おいて、相関係数Siを用いて再拡散を行う。再拡散信
号Qiは、PNコード発生部(PNi)19〜21で発
生される各局PNコードドAiに相関係数Siを掛け合
わせることで得られる。なお、この再拡散信号Qiは図
1におけるの再拡散信号AiSiの一方の成分に相当す
る。
【0009】次に、図2において、スイッチ5を誤差算
出部6側に接続し(図6のST6のyes)、再拡散信
号を誤差算出部6に送る(図6のST7)。誤差算出部
6においては、図4に示すように、先ず、加算部32で
再拡散信号Qiを全局分足し合わせ、受信信号Qのレプ
リカRPを作る。次に、減算部33において、レプリカ
RPと相関・再拡散部に蓄積されている受信信号Qとの
誤差を求め、誤差信号Eを作成し、2サイクル目に移
る。
【0010】図2において、スイッチ3を誤差算出部6
側に接続し、第2サイクル目として(J=2)、誤差信
号Eを相関・再拡散部4に送る。第2サイクル目におい
ては、図3に示すように、誤差信号Eは、1サイクル目
の受信信号Qと同様に、相関部13〜15で各局のPN
コードAiとの相関がとられ、その相関結果(誤差相関
係数)εiは、相関係数更新部(CR)16〜18に入
力される。相関係数更新部(CR)16〜18では、誤
差相関係数εiに応じて、次式で示すように、前サイク
ルで得られた相関係数Siの補正更新を行う。 Si=Siーα・εi この式におけるαは、誤差相関係数εi自体に更に誤差
が含まれ、それによる繰返し更新演算の発散が生じるの
を防止するための1より小さい定数であり、この実施例
では0.2とする。
【0011】次に、更新した相関係数Siを用いて、再
拡散を行う。再拡散は前サイクル同様に、PNコード発
生部(PNi)19〜21で発生させたPNコードAi
に相関係数Siを掛けることによって行う。その結果得
られる再拡散信号Qiは、図2の誤差算出部5に送ら
れ、図4に示した機能によって、全局足し合わせ、レプ
リカRPを作り、受信信号QからレプリカRPを引き、
2サイクル目の誤差信号Eを作る。
【0012】図2において、その誤差信号Eは、第3サ
イクル目(j=3、最終サイクル)として、更に相関・
再拡散部4に送られ、前サイクル同様に相関がとられ、
相関結果εiを用いて、相関係数Siの補正更新が行わ
れる。更に、各局PNコードAiにより再拡散を行う。
第3サイクル目では、スイッチ5は干渉除去部(Interf
erence Cancellation:IC)7側に接続され(図6のS
T6のno)、再拡散信号Qiは干渉除去除去部(I
C)7へ送られ、干渉の除去が行われる(図6のST
8)。
【0013】図5に示すように、第1移動局において
は、加算部41を用いて第2局と第3局の再拡散信号Q
2,Q3 を足し合わせ、これを第1局の干渉波とする。こ
の干渉波を減算部44を用いて受信信号Qから引くこと
で、干渉波が除去される。受信信号Qは相関・再拡散部
4のレジスタに蓄積された信号である。U1 は干渉が除
去された第1局の受信信号である。第2局に対しては、
加算部42、減算部45を用いて、第1局信号及び第2
局信号が除去され、第3局に対しては、加算部43、減
算部46を用いて、第1局信号及び第2局信号が除去さ
れる。
【0014】干渉が除去された各局の信号Uiは、図2
の相関・判定部8において、相関がとられ、I・Q合わ
せてデータの判定が行われる(図6のST9)。最後
に、次ビットの操作に備えて、サイクル数のクリアを行
う(図6のST10)。以上の操作は、レジスタ2に次
の1ビット分の信号が蓄積されるまでの1ビット間の時
間内に行われる。
【0015】各局の同期タイミングが一定でない非同期
通信システムでの干渉除去と比較すると、1ビット間で
全操作が行われることから、干渉除去に伴う遅延が1ビ
ットだけであり、遅延時間が少ない。また、同じ回路を
繰り返し使用するため、回路規模が小さいという利点が
ある。本実施例は、移動局数が3局の例を示したが、局
数が増加しても同様の操作が行われる。また、本実施例
は3サイクルの例を示したが、サイクル数は自由に設定
可能である。
【0016】図7は相関・再拡散部の他の例を示す機能
ブロック図である。マルチパス環境下においては、自局
の信号においても遅延時間が1チップ以上となると、P
Nコードがずれて干渉となるため、同様に伝搬路推定、
干渉除去を行うことが望ましい。この例はこれに対処す
るものであり、移動局数2、遅延波1とし、遅延は1チ
ップとしている。この例に対応する、図2のレジスタ部
2では、遅延波分を考慮し、1ビット+1チップの受信
信号が蓄積される。図7に示すように、相関部53、5
5では、第1波のタイミングで第1局及び第2局の相関
がとられる。相関係数更新部(CR)57、59では、
各局第1波の相関係数が更新される。その後の再拡散に
おいても、第1波のタイミングで1ビット分の再拡散が
行われる。相関部54、56では、第2波のタイミング
(本例では、第1波タイミングから1チップ遅延)で、
第1局及び第2局の相関がとられる。相関係数更新部
(CR)58、60では、各局第2波の相関係数が更新
される。PNコード発生部61〜64及び乗算部65〜
68及からなる再拡散部では、第2波のタイミングで各
局PNコードA1,A2 が掛けられ、再拡散される。第2
波再拡散信号Q11、Q21は、第1波再拡散信号Q1,Q2
より1チップ遅延した1ビット分の再拡散信号となる。
これらの再拡散信号を用い、干渉除去を行う。
【0017】なお、干渉除去後の判定においては、第1
波のみ、あるいは最も強度の大きい波の1波のみで判定
を行う、または数波を合成して判定する等の方法をとる
ことだできる。この例は、遅延波1(パス数2)、遅延
1チップの例を示したが、実際には、パス数、遅延時間
は、場所・時間により変動する。このため干渉除去に必
要だと思われるパス数を設定し、到来波のうち、強度の
強いものを設定パス数だけ選択し、除去するという方法
とることが望ましい。回路での各遅延時間は、選択され
た波に合わせられる。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明により自局
または自波以外の干渉波を除去することが可能となり、
移動局での通話品質向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の概要図
【図2】本発明にかかる符号分割多元接続受信装置の要
部ブロック図
【図3】図2における相関・再拡散部の機能ブロック図
【図4】図2における誤差算出部の機能ブロック図
【図5】図2における干渉除去(IC)部の機能ブロッ
ク図
【図6】図2の動作を示すフローチャート
【図7】図2における他の相関・再拡散部の機能ブロッ
ク図
【符号の説明】
2 レジスタ部 3 スイッチ 4 相関・再拡散部 5 スイッチ 6 誤差算出部 7 干渉除去部(IC) 8 相関・判定部 11 スイッチ 12 レジスタ 13〜15 相関部 16〜18 相関係数更新部(CR) 19〜21 PNコード発生部 22〜24 乗算部 32 加算部 33 減算部 41〜43 加算部 44〜46 減算部 Q ベースバンド帯Q相受信信号 Qi 再拡散信号 R ベースバンド帯受信信号 RP 受信信号レプリカ Si 相関係数 εi 誤差信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04B 1/707

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 各移動局の同期タイミングが全て等しい
    符号分割多元接続同期通信システムにおける移動局での
    干渉除去方法であって、 1ビットのベースバンド受信信号に対して複数サイクル
    の信号処理ステップを設け、 第1サイクルにおいては、前記受信信号と各移動局の拡
    散コードとで相関をとり、その結果得られた各局の相関
    係数に各局の拡散コードを掛けることによって再拡散を
    行い、その結果得られた再拡散信号を全局足し合わせて
    前記受信信号のレプリカを作成し、次いで前記受信信号
    と当該レプリカの差を取ることによって誤差信号を求
    め、 最終サイクルを除く第2サイクル以降の各サイクルおい
    ては、前サイクルにおいて求めた誤差信号と各局の拡散
    コードとで相関をとり、その結果得られた誤差相関係数
    に応じて前サイクルで得られた相関係数を補正更新し、
    更新した当該相関係数に各局拡散コードを掛けることに
    よって再拡散を行い、その結果得られた再拡散信号を全
    局足し合わせて前記受信信号のレプリカを作成し、次い
    で前記受信信号と当該レプリカの差を取ることによって
    誤差信号を求め、 最終サイクルにおいては、前サイクルにおいて求めた誤
    差信号と各局の拡散コードとで相関をとり、その結果得
    られた誤差相関係数に応じて前サイクルで得られた相関
    係数を補正更新し、更新した当該相関係数に各局拡散コ
    ードを掛けることによって各局の再拡散信号を得、次い
    で前記受信信号から自局以外の前記再拡散信号または自
    波以外の前記再拡散信号を除去することによって各局ま
    たは自波のベースバンド受信信号を得る、ことを特徴と
    した干渉除去方法。
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