JPH0879132A - スペクトル拡散方式通信装置 - Google Patents
スペクトル拡散方式通信装置Info
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Abstract
図る。 【構成】 ディジタル信号の伝送方式として直接スペク
トル拡散方式を用いた携帯電話基地局装置において、複
数のチャネルの信号を符号分割多重して伝送する場合、
多重化された信号の持つダイナミックレンジよりも小さ
い許容ダイナミックレンジの送信電力増幅器109を用
い、その前段に、送信電力増幅器109のダイナミック
レンジの不足の影響を最小になるような振幅制限レベル
に設定された振幅制限回路104を設ける。この振幅制
限回路は、演算用LSIを用いた構成にしても、ROM
読み出し方式による簡素化された構成にしてもよい。
Description
信装置に関する。
話基地局装置の構成を示している。各々の回線は、フレ
ーム組立回路501で各種の制御情報等を付随させた送
信フレームフォーマットに組み込まれた後、拡散回路5
02でその回線に割り当てられた拡散符号により拡散さ
れ、加算回路503で1系統にまとめられる。この装置
例においては、QPSK等の直交変調方式を用いるた
め、回線毎の拡散回路の出力および加算回路の出力は、
I成分とQ成分の2系統からなる。加算回路503の出
力は、D/A変換器504によりアナログ信号に変換さ
れ、ミキサ505で搬送波発振回路506からの搬送波
信号と混合されて変調信号に変換され、電力増幅回路5
07で増幅され、送信アンテナ508から送信される。
来のスペクトル拡散方式携帯電話基地局装置では、複数
のチャネルが多重された信号の振幅情報を忠実に送信レ
ベルに反映させることが必要とされ、送信電力増幅回路
の効率が低く、消費電力が大きいという問題があった。
また送信電力増幅回路の許容ダイナミックレンジを多重
信号に対して十分に確保できない場合には、多重信号の
大振幅の部分では帯域外スプリアスが増加するという問
題があり、これを避けようとすると多重信号の小振幅の
部分が失われ、その結果各回線間の干渉が増加し、誤り
率特性が著しく劣化するという問題があった。
るものであり、ダイナミックレンジを小さく設定しても
誤り率劣化等の悪影響を及ぼさずに消費電力の低減を図
ることのできる優れたスペクトル通信方式通信装置を提
供することを目的とする。
成するために、同一搬送波に複数のチャネルが符号分割
多重された信号のダイナミックレンジよりも小さなダイ
ナミックレンジの送信電力増幅器を用い、送信電力増幅
器の前段に、送信電力増幅器のダイナミックレンジの不
足の影響が最小になるような振幅制限レベルに設定した
振幅制限回路を設けたものである。
器の所要ダイナミックレンジを小さく設定することが可
能になり、誤り率劣化等を起こすことなく消費電力とコ
ストの低減を図ることができる。
スペクトル拡散方式を用いた携帯電話基地局装置の送信
部の構成を示すものである。図1において、101は各
回線毎に設けられたフレーム組立回路、102はフレー
ムに組み立てられた送信信号に拡散を施す拡散回路、1
03は各拡散回路102の出力を1系統にまとめるため
の加算回路、104は現在多重されている回線数に応じ
た最適な振幅制限レベルの振幅制限を行なう振幅制限回
路、105は振幅制限回路104に回線数情報を与える
制御装置、106は振幅制限された多重信号をアナログ
信号に変換するD/A変換器、107はミキサ、108
は搬送波発振回路、109はミキサ107により混合さ
れた送信信号を増幅する電力増幅回路、110は送信ア
ンテナである。
各々の回線は、フレーム組立回路101で各種の制御情
報等を付随させた送信フレームフォーマットに組み込ま
れた後、拡散回路102でその回線に割り当てられた拡
散符号により拡散される。回線毎の拡散回路102の出
力は、加算回路103で1系統にまとめられ、振幅制限
回路104に送られる。本実施例においては、QPSK
等の直交変調方式を用いるため、回線毎の拡散回路10
2の出力および加算回路103の出力はI成分とQ成分
の2系統からなる。振幅制限回路104では、現在多重
されている回線数の情報を制御装置105から受け取
り、多重されている回線数に応じた最適な振幅制限レベ
ルの振幅制限を行なう。振幅制限された多重信号は、D
/A変換器106によりアナログ信号に変換され、ミキ
サ107で搬送波発振回路106からの搬送波信号と混
合されて変調信号に変換され、電力増幅回路109で増
幅され、送信アンテナ110から送信される。
る。拡散符号としてM系列やGold系列などの2値の拡散
符号を使用した場合、拡散符号の要素を+1,−1とす
ると、N回線が多重された信号は−N,−N+2,…,
N−2,NのN+1値をとる。このため各回線の拡散符
号の相互相関特製を劣化させることなく多重するために
は、拡散から逆拡散までのプロセスでN+1値の振幅情
報が保存されている必要がある。しかし多重回線Nが大
きい場合には、N回線多重した信号の振幅の絶対値がN
付近の値をとる確率、すなわち全回線の拡散符号が同時
に+1または−1となる確率は非常に小さく、したがっ
て振幅制限による特性の劣化は非常に小さい。この性質
により、送信電力増幅器の許容ダイナミックレンジが多
重信号に対して十分に確保できない場合には、多重信号
のとりうる振幅のすべての範囲を送信電力増幅回路に入
力するよりも、発生頻度の少ない大振幅の部分は切り捨
て、小振幅の範囲を送信電力増幅回路に入力する方が誤
り率特性の点で有利である。さらに振幅制限を行なうレ
ベルには最適値が存在することが、計算機シミュレーシ
ョンで確認されている。本実施例では、多重回線数に応
じた最適な振幅制限レベルをあらかじめ計算機シミュレ
ーション等で求め、振幅制限回路104の内部に記憶さ
せておき、現在の多重回線数に対する最適な振幅制限を
行なわせる。
数によって異なるが、一般に符号分割多重方式では、多
重回線数が少ない場合には誤り率特性に余裕があるの
で、振幅制限レベルを多重し得る最大の回線数での最適
値に固定しても、振幅制限の効果は得られる。この場合
は、現在多重されている回線数の情報を制御装置から受
け取る必要はない。
4の構成を示す。振幅制限回路104の入力と出力は、
それぞれ直交する2成分(Iin201とQin202、I
out203とQout 204)によって表現される複素数
である。また、それら全ての成分は、数ビット幅のディ
ジタル信号で表現される。振幅制限回路104中の複素
振幅計算回路205は、入力201、202の複素振幅
Zinを計算する。複素振幅Zinは、式(1)で表され
る。
る。減衰係数計算回路206は、以下の式(2)、
(3)により、入力の振幅に応じた減衰係数Aを計算す
る。 if Zin≦Zmax , A=1 ・・・(2) if Zin>Zmax , A=Zmax /Zin ・・・(3) 最後に、乗算回路207、208により入力信号(Iin
201、Qin202)に減衰係数Aを乗算し、出力信号
(Iout 203、Qout 204)を得る。これにより、
出力の複素振幅Zout は、常に最大振幅Zmax 以下とな
る。複素振幅Zout は、式(4)で表される。 Zout =(Iout2+Qout2)1/2 =AZin ・・・(4)
における直接スペクトル拡散方式を用いた携帯電話基地
局装置の送信部の構成を示すものである。図3におい
て、301は各回線毎に設けられたフレーム組立回路、
302はフレームに組み立てられた送信信号に拡散を施
す拡散回路、303は各拡散回路302の出力を1系統
にまとめるための加算回路、304は現在多重されてい
る回線数に応じた最適な振幅制限レベルの振幅制限を行
なう振幅制限回路、305は振幅制限回路304に回線
数情報を与える制御装置、306は振幅制限された多重
信号をアナログ信号に変換するD/A変換器、307は
ミキサ、308は搬送波発振回路、309はミキサ30
7により混合された送信信号を増幅する電力増幅回路、
310は送信アンテナである。
各々の回線は、フレーム組立回路301で各種の制御情
報等を付随させた送信フレームフォーマットに組み込ま
れた後、拡散回路302でその回線に割り当てられた拡
散符号により拡散される。回線毎の拡散回路302の出
力は、加算回路303で1系統にまとめられ、振幅制限
回路304に送られる。本実施例においては、QPSK
等の直交変調方式を用いるため、回線毎の拡散回路30
2の出力および加算回路303の出力はI成分とQ成分
の2系統からなる。振幅制限回路304では、現在多重
されている回線数の情報を制御装置305から受け取
り、多重されている回線数に応じた最適な振幅制限レベ
ルの振幅制限を行なう。振幅制限された多重信号は、D
/A変換器306によりアナログ信号に変換され、ミキ
サ307で搬送波発振回路306からの搬送波信号と混
合されて変調信号に変換され、電力増幅回路309で増
幅され、送信アンテナ310から送信される。
る。上記第1の実施例における振幅制限回路104の構
成は、ディジタル乗算器やディジタル加算器などの演算
用LSIを多数含んでいる。そのため、回路構成が非常
に複雑であり、装置のコストと消費電力が大きい。そこ
で、本実施例では、図4に示すように、上記第1の実施
例における振幅制限回路104をROMに置き換え、入
力値に対応した出力値をそのROMから読み出すという
回路構成にすることにより、多数の演算用LSIを必要
とした振幅制限回路が、ROMのみで構成可能となり、
装置の規模が小さくなり、コストと消費電力を低減する
ことができる。
つのROM405、406で構成される。ROM−I4
05とROM−Q406のアドレスバスには、入力信号
Iin401、Qin402を接続する。ROM−I405
とROM−Q406のデータバスからは、出力信号Iou
t 403、Qout 404を取り出す。Iin401、Qin
402、Iout 403、Qout 404は、数ビットで表
現されるディジタル信号である。例としてNビットの信
号であるとすると、ROM−I405、ROM−Q40
6には、2N本のアドレスバスとN本のデータバスを持
つROMを使用する。
号Iin401、Qin402のすべての組み合わせに対応
する出力Iout 403の値を予め計算して格納してお
く。ROM−Q406には、発生しうる入力信号Iin4
01、Qin402のすべての組み合わせに対応する出力
Qout 404の値を予め計算して格納しておく。そして
これらの出力値を、図3の制御装置305からの回線数
情報によって切り替えて出力する。
る出力Iout 403、Qout 404の値の計算方法を以
下に示す。 if Zin≦Zmax , Iout =Iin Qout =Qin if Zin>Zmax , Iout =AIin=Iin・Zmax /Zin Qout =AQin=Qin・Zmax /Zin・・・(5) 以上の計算式により、Zin>Zmax のときは、振幅がZ
max である信号が出力される。
入力信号Iin401、Qin402を与えるだけで、任意
の入力信号に一意に対応する出力信号Iout 403、Q
out404を得ることができる。
に、同一搬送波に複数のチャネルが符号分割多重された
信号のダイナミックレンジよりも小さなダイナミックレ
ンジの送信電力増幅器を用い、送信電力増幅器の前段
に、送信電力増幅器のダイナミックレンジの不足の影響
が最小になるような振幅制限レベルに設定した振幅制限
回路を設けたので、基地局送信電力増幅器の所要ダイナ
ミックレンジを小さく設定することが可能になり、誤り
率劣化等を起こすことなく消費電力とコストの低減を図
ることが可能になる。
方式携帯電話基地局装置の構成を示すブロック図
構成を示すブロック図
方式携帯電話基地局装置の構成を示すブロック図
構成を示すブロック図
の構成を示すブロック図
Claims (3)
- 【請求項1】 ディジタル信号の伝送方式として直接拡
散スペクトル拡散方式を用い、複数のチャネルが符号分
割多重された信号が持つダイナミックレンジよりも、許
容ダイナミックレンジの小さい送信電力増幅器を用い、
前記送信電力増幅器の前段に、前記送信電力増幅器のダ
イナミックレンジの不足の影響を小さくするような振幅
制限レベルに設定された振幅制限回路を設けたことを特
徴とするスペクトル拡散方式通信装置。 - 【請求項2】 振幅制限回路が、複素振幅計算回路およ
び減衰係数計算回路により計算された減衰係数を入力信
号に乗算する乗算回路を備えた請求項1記載のスペクト
ル拡散方式通信装置。 - 【請求項3】 振幅制限回路が、予め計算された入力値
に対応する出力値を格納したROMを備えた請求項1記
載のスペクトル拡散方式通信装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21103894A JP3335777B2 (ja) | 1994-09-05 | 1994-09-05 | スペクトル拡散方式通信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP21103894A JP3335777B2 (ja) | 1994-09-05 | 1994-09-05 | スペクトル拡散方式通信装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0879132A true JPH0879132A (ja) | 1996-03-22 |
JP3335777B2 JP3335777B2 (ja) | 2002-10-21 |
Family
ID=16599346
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21103894A Expired - Fee Related JP3335777B2 (ja) | 1994-09-05 | 1994-09-05 | スペクトル拡散方式通信装置 |
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- 1994-09-05 JP JP21103894A patent/JP3335777B2/ja not_active Expired - Fee Related
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