JPH0795177A - 符号分割多元接続通信システム - Google Patents

符号分割多元接続通信システム

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JPH0795177A
JPH0795177A JP5232868A JP23286893A JPH0795177A JP H0795177 A JPH0795177 A JP H0795177A JP 5232868 A JP5232868 A JP 5232868A JP 23286893 A JP23286893 A JP 23286893A JP H0795177 A JPH0795177 A JP H0795177A
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JP
Japan
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communication system
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cross
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JP5232868A
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English (en)
Inventor
Manabu Mukai
学 向井
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】CDMA方式において、多重による影響を受け
ることの無いチャネルを設けることによって、全チャネ
ルが同時に通信不能に陥ることを回避できる安定した通
信システムを提供することを目的とする。 【構成】符号発生器3は、プリファ−ドペアのそれぞれ
のM系列の後に“−1”のビットを付加して新たな系列
を生成し、その要素どうしを掛算して相互相関値のない
第1の符号を生成するとともに、前記新たな系列の片方
のM系列の内容を逐次ビットシフトさせた後に要素どう
しを掛算して相互相関値を有する複数の第2の符号を生
成する。そして、これら生成された第1及び第2の符号
を使用してCDMA通信を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は符号分割多元接続(CD
MA)方式を使用した無線通信システムに関する。
【0002】
【従来の技術】現在、周波数の有効利用あるいは干渉や
劣悪な無線通信環境への耐性などの観点から、CDMA
方式が自動車/携帯電話,コ―ドレス電話,無線LAN
などの無線通信システムの方式として検討されている。
CDMA方式では複数のユ―ザ,通信回線を同一周波数
内に重畳し、符号の種類によって無線通信回線(チャネ
ル)を分離している。CDMA方式に用いる符号として
は、M系列,Gold符号,直交符号などのように符号
の特性によって各符号の識別が可能な符号が用いられて
いる。
【0003】M系列は自己相関特性が良く、また相関相
互値の上界が示されているために、直接拡散スペクトル
拡散通信方式の符号として用いられる。しかし、M系列
は系列長によってその数が決まっており、通信方式とし
てCDMAを使用する場合にはその符号の数は充分では
ない。またM系列の長さはpn −1(一般的にはp=
2)であり、装置化に際してこのような符号長はクロッ
ク分周器の構成が一般的に複雑なものとなるという欠点
を有している。
【0004】ところで、プリファ―ドペアの関係にある
2つのM系列を組み合わせてGold符号を生成するこ
とができる。ここで、Gold符号の数はもとのM系列
の長さをLとするとL+2であり、多数の符号を生成す
ることが可能である。以下にGold符号生成の手順を
示す。
【0005】M1 (k) ,M2 (k) :プリファ―ドペアの
関係にあるM系列,k=1〜Lの整数 g1 (k) =M1 (k) M2 ([{k-1 }mod L ]+1) g2 (k) =M1 (k) M2 ([k mod L ]+1) g3 (k) =M1 (k) M2 ([{k+1 }mod L ]+1) : : gL (k) =M1 (k) M2 ([{k+L-2 }mod L ]+1) gL+1 (k) =M1 (k) gL+2 (k) =M2 (k) ここでGold符号生成に使用したM系列自身も、これ
らの符号の組の中に入る。Gold符号もM系列と同様
にある相互相関値を持ち、CDMA方式で多重を行う場
合にはその多重数は相互相関に関係する干渉量によって
決定される。また自己相関特性はM系列より劣化する
が、符号シンボルが0シフトの相関ピ―クの値が他のシ
フトの相関値よりもかなり大きい。これらM系列やGo
ld符号では、符号間に相互相関値が必ずあるのでチャ
ネル多重数が多すぎると、どのチャネルも通信不能に陥
る可能性があるという欠点を有していた。
【0006】ところで、Gold符号の長さはそれを生
成したM系列の長さと等しいので依然として符号長はp
n −1(=L)である。先に挙げた理由により、このよ
うな長さの符号は扱いにくい為に、1シンボル付加する
ことによってその長さをpnとすることができる。
【0007】 g1 (k) =g1 (k) g2 (k) =g2 (k) … gL+1
(k) =M1 (k) g1 (L+1) =a g2 (L+1) =a gL+1
(L+1) =a a:付加シンボル(2元符号の場合は‘0’または
‘1’) さて、CDMA通信を行う場合は、それぞれの符号の相
互相関値が小さいことが望ましい。相互相関値が小さく
なるような符号の組み合わせとして、直交符号がある。
これらの符号同士は相互相関値が0であるため、CDM
A通信にこの符号を用いれば多重による通信特性劣化は
生じない。しかし、直交符号はその自己相関特性が良く
ないため、符号の同期をとることが困難であり、何らか
の手段を用いて符号同期を行う必要があるという欠点を
有する。
【0008】これに対して、直交符号と自己相関特性の
良い符号(M系列等)とを組み合わせて生成した符号を
用いたCDMA通信システムがある。このような符号に
おいては、符号間の相互相関値を零に保ったままM系列
の自己相関特性を利用して符号の同期をとることが可能
である。しかし、このような符号を用いたCDMA通信
システムでは逆拡散時に直交符号とM系列に対する2段
階の処理が必要であるため装置が複雑化し、また組み合
わせ後の符号の特性はもはやもとの符号の性質は保証さ
れないので、他のM系列と直交符号との組み合わせによ
って生成した符号の干渉への対策が必要であるという欠
点を有する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
符号を用いていたCDMA通信システムでは、符号がM
系列やGold符号では、多重による干渉によって全て
の符号によるチャネルが復調不能となり通信システムが
制御不能となる危険性を有しており、符号が直交符号で
は符号同期をとることが難しく、符号が直交符号と自己
相関特性の良い符号との組み合わせの場合には、通信装
置の複雑化や他の組み合わせの符号から干渉への対策が
必要であるという欠点を有していた。
【0010】本発明のCDMA通信システムはこのよう
な課題に着目してなされたものであり、その目的とする
ところは、符号を組み合わせることなく同期をとること
が可能であり、かつ多重時に符号間の相互相関値による
干渉によって全チャネルが同時に通信不能に陥ることの
無いCDMA通信システムを提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のCDMA通信システムは、プリファ−ド
ペアのそれぞれのM系列の後に“−1”のビットを付加
して生成された新たな系列の要素どうしを掛算してでき
る相互相関値のない第1の符号と、前記新たな系列の片
方のM系列の内容を逐次ビットシフトさせた後に要素ど
うしを掛算してできる相互相関値を有する複数の第2の
符号とを使用して無線通信を行う。
【0012】
【作用】すなわち、本発明においては、まず、プリファ
−ドペアのそれぞれのM系列の後に“−1”のビットを
付加して新たな系列を生成し、生成された系列の要素ど
うしを掛算して相互相関値のない第1の符号を生成す
る。次に、前記新たな系列の片方のM系列の内容を逐次
ビットシフトさせた後に要素どうしを掛算して相互相関
値を有する複数の第2の符号を生成し、前記第1の符号
と第2の符号を使用してCDMA通信を行う。
【0013】この発明によれば、CDMA通信システム
で使用する符号は鋭い自己相関ピ―クを持つので符号同
期を容易にとることができ、しかもある1つの符号は他
の符号と直交しているため、多重によって干渉が増加し
通信ができないような状況においても1つのチャネルは
接続可能であるため通信システムが全く制御不能となる
ことが無くなり、安定したシステムが実現できる。
【0014】
【実施例】以下に図面を参照して本発明の一実施例を参
照に説明する。この実施例は、少なくとも1つは他の符
号との間に相関値を持たない符号の組を使用することを
特徴とする。次に、このような相互相関値をもたない符
号の生成方法を説明する。
【0015】まずGold符号を生成するのと同様に、
プリファ―ドペアのM系列の組を用意する。ここでこれ
らの符号系列をM系列1,M系列2とし符号のシンボル
を以下のように示す。
【0016】 1 (L) M2 (L) L:符号系列長(=pn -1,n=正の整
数,p=符号の位数)ここで2元符号を考え、さらに一般
によく行われているように、符号の元を‘1’,‘0’
から‘1’,‘−1’と表す。これらの符号はM系列の
性質により、その総和は1となる。すなわち
【0017】
【数1】 の式を満たす。ここで符号長Lは2n −1であるから、
さらに1シンボル(a:‘1’または‘−1’)追加し
て符号長がL+1(=2n )となるような新たな符号を
つくる(これらをC1 ,C2 と示す)。先のM系列と同
様そのシンボルを示すと次のようになる。 符号1(M系列1に1シンボル追加) 符号2(M系列2に1シンボル追加) C1 (1) =M1 (1) C2 (1) =M2 (1) C1 (2) =M1 (2) C2 (2) =M2 (2) C1 (3) =M1 (3) C2 (3) =M2 (3) C1 (4) =M1 (4) C2 (4) =M2 (4) ・ ・ ・ ・ ・ ・ C1 (L) =M1 (L) C2 (L) =M2 (L) C1 (L+1) =a C2 (L+1) =a M系列の性質から、これらの符号の総和は次のように示
される。
【0018】
【数2】
【0019】 さてこれらの符号を用いて、Gold符号と同様な符号
生成手順をすれば次のような符号を得ることができる。
これらの符号をSi (k) で示すと(i=1〜L+1の整
数)、符号の各要素は次のように示される。
【0020】 S1 (1) =C1 (1) C2 (1) S2 (1) =C1 (1) C2 (2) S1 (2) =C1 (2) C2 (2) S2 (2) =C1 (2) C2 (3) S1 (3) =C1 (3) C2 (3) S2 (3) =C1 (3) C2 (4) ・ ・ ・ ・ ・ ・ S1 (L+1) =C1 (L+1) C2 (L+1) S2 (L+1) =C1 (L+1) C2 (1) Si (1) =C1 (1) C2 ([{i-1 }mod {L+1 }]+1) Si (2) =C1 (2) C2 ([{i } mod {L+1 }]+1) Si (3) =C1 (3) C2 ([{i+1 }mod {L+1 }]+1) ・ ・ ・ Si (L+1) =C1 (L+1) C2 ([{i+L }mod {L+1 }]+1) 次にこれらの符号とC1 との相互相関値を求める。相互
相関値は符号の各シンボルの乗算結果の総和であるので
次のようになる。
【0021】
【数3】
【0022】 = {C1 (1) C2 ([{i-1 }mod {L+1 }]+1)C1 (1) +{C1 (2) C2 ([{i } mod {L+1 }]+1)C1 (2) +{C1 (3) C2 ([{i+1 }mod {L+1 }]+1)C1 (3) ・ ・ ・ +{C1 (L+1) C2 ([{i+L }mod {L+1 }]+1)C1 (L+1) = C1 (1) 22 ([{i-1 }mod {L+1 }]+1) +C1 (2) 22 ([{i } mod {L+1 }]+1) +C1 (3) 22 ([{i+1 }mod {L+1 }]+1) ・ ・ ・ +C1 (L+1) 22 ([{i+L }mod {L+1 }]+1) = C2 ([{i-1 }mod {L+1 }]+1) +C2 ([{i } mod {L+1 }]+1) +C2 ([{i+1 }mod {L+1 }]+1) ・ ・ ・ +C2 ([{i+L }mod {L+1 }]+1) =a+1 ここでaを“−1”とすると、相互相関値は0となり、
1 とSi は直交することが示された。
【0023】以上の説明をまとめると以下のようにな
る。 (1) まず、プリファードペアのM系列を用意する。 (2) 次に、それぞれのM系列の後に“−1”のビットを
付加して新たな系列を生成する。
【0024】(3) 次に、生成された新たな系列の要素ど
うしを掛算して相互相関値のない符号を生成する。 一方、相互相関値のある符号を生成する場合は、上記
(2) で生成された新たな系列の片方のM系列の内容を逐
次1ビットずつシフトさせた後に要素どうしを掛算すれ
ばよい。
【0025】これらの符号の自己相関特性,相互相関特
性はM系列あるいはGold符号のそれからは大きく劣
化しない。以下に、上記した方法で生成された相互相関
の無い符号(C1 )および相互相関のある符号(Si
を用いて同期多重するCDMA通信システムを考える。
【0026】図1は本実施例に関わるCDMA通信シス
テムの構成図である。同図において、送信部100は情
報源1と拡散部2と符号発生器3とRF部4とからな
り、受信部200はRF部4と逆拡散処理部5と同期部
6と受信信号判定部7とからなる。
【0027】送信側において、情報源1は通信データを
発生する。符号発生器3は相互相関の無い符号(C1
あるいは相互相関のある符号(Si )を発生する。拡散
部2は情報源1からの通信データを、符号発生器3によ
って発生された符号によって拡散してRF部4に伝送す
る。
【0028】受信側において、受信された受信信号はR
F部4を介して逆拡散処理部5に供給される。逆拡散処
理部5は相関器あるいはマッチドフィルタからなり、受
信信号を逆拡散する。受信信号判定部7は同期部6から
の同期信号に基づいて逆拡散デ―タの判定を行う。
【0029】図2に本実施例によるCDMA通信システ
ムの複数チャネルの多重時の特性の一例を示す。この図
から本方式によって多重した場合に、相互相関のある符
号による符号のチャネルは(図2中破線),他の符号S
iの相互相関値に対応する干渉を受けてその誤り率特性
を劣化することが判る。
【0030】一方、相互相関の無い符号によるチャネル
(図2中実線)は他の符号Siから干渉を受けないの
で、多重による劣化は生じずその変調方式に依存した特
性を示す。
【0031】この通信システムの一実施例として、相互
相関の無い符号によるチャネルを制御チャネルに割り当
てる方法が考えられる。この方法によって、CDMA多
重により干渉が大きすぎて全く通信ができなくなる状況
でも制御チャンネルは通信を行うことができるので、通
信システムが制御不能に陥る危険を回避する事ができ
る。
【0032】この通信システムの別の実施例として、本
実施例による方法をCDMA通信システムの基地局から
移動局に対する通信に用い、相互相関の無い符号を放送
チャルに用いることも可能である。
【0033】この通信システムのさらに別の実施例とし
て、相互相関の無い符号のチャネルのみ他のチャネルよ
りも大きな電力で送信する。このような方法を用いても
相互相関のあるチャネルには影響を与えず、また相互相
関の無い符号のチャネルを確実に受信することが可能と
なる。
【0034】この通信システムのさらに別の実施例とし
て、相互相関の無い符号のチャネルを、通信システムの
状況を観察するためのチャネルとして使用し、各通信端
末機が個別に、そのシステムの状況の情報によって最適
な通信を行う。この様に制御を行うことによって確実で
安定した通信を行うことが可能となる。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
相互相関値のある符号系列と相互相関値の無い符号系列
の組をCDMA通信の符号に用いることによってチャネ
ル多重数に影響されないチャネルを作ることができる。
【0036】さらにチャネル多重数に影響されないチャ
ネルを通信システムの制御チャネル,通信システム通信
状況報知チャネルに用いれば、通信システムがチャネル
多重による干渉によって全チャネルの通信が不能になる
危険性を回避することができ、確実で安定した通信を行
うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用されるCDMA通信システムの一
実施例の構成を示すブロック図である。
【図2】本実施例の符号を説明するための符号多重時の
誤り率特性である。
【符号の説明】
1…情報源、2…拡散部、3…符号発生器、4…RF
部、5…逆拡散処理部、6…同期部、7…受信信号判定
部。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プリファ−ドペアのそれぞれのM系列の
    後に“−1”のビットを付加して生成された新たな系列
    の要素どうしを掛算してできる相互相関値のない第1の
    符号と、 前記新たな系列の片方のM系列の内容を逐次ビットシフ
    トさせた後に要素どうしを掛算してできる相互相関値を
    有する複数の第2の符号とを使用して無線通信を行うこ
    とを特徴とする符号分割多元接続通信システム。
  2. 【請求項2】 前記第1の符号を用いるチャネルを、通
    信システムを制御するためのチャネル、又は通信システ
    ムの状況を報知する報知チャネルとして用いることを特
    徴とする符号分割多元接続通信システム。
JP5232868A 1993-09-20 1993-09-20 符号分割多元接続通信システム Pending JPH0795177A (ja)

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JP5232868A JPH0795177A (ja) 1993-09-20 1993-09-20 符号分割多元接続通信システム

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