JPH10285138A - 通信システム、送信装置及び受信装置 - Google Patents

通信システム、送信装置及び受信装置

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JPH10285138A
JPH10285138A JP9053797A JP9053797A JPH10285138A JP H10285138 A JPH10285138 A JP H10285138A JP 9053797 A JP9053797 A JP 9053797A JP 9053797 A JP9053797 A JP 9053797A JP H10285138 A JPH10285138 A JP H10285138A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 品質の劣化が少なく伝送効率の高い通信シス
テム、送信装置と受信装置を提供する。 【解決手段】 接続制御データはDPSK変調され、パ
イロット信号と掛合わされ、同時に、ユーザデータとも
掛合わされる。両信号は拡散帯域上へ拡散される。その
後、キャリア変調されて送信される。復調器を経て拡散
帯域上の信号に復調された信号は、逆拡散装置によって
逆拡散されユーザ信号が復号される。この信号には、接
続制御データ成分が含まれている。また、逆拡散装置に
よりパイロット信号を含む接続制御用データが復号され
る。復号された接続制御用データがユーザ信号と掛け合
わされ、ユーザ信号から接続制御用データ成分が取り除
かれる。接続制御用データはDPSK復調されて出力さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は通信システム、送信
装置及び受信装置に関し、例えば、パーソナル通信シス
テム(以下、PCSと呼ぶ)やデジタルセルラのような
移動体通信システム、それに用いられる移動局及び基地
局に適用し得、また、移動を可能とする無線交換装置の
送受信装置に適用し得るものである。
【0002】
【従来の技術】従来の移動体通信システムでは、通信工
業会/電子工業会の国際規格として発表された「"Mobil
e Station-Base Station Compatibility Standard for
Dual-Mode Wideband Spread Spactrum Cellular Syate
m" TIA/EIA/IS-95 」と題する規格(文献1)、及び、
そのジョイント テクニカル コミッティで出され
た「"W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Acces
s} Air Interface Compatibility Standard for 1.85 t
o 1.99 GHz PCS Applications" IS-655 」と題する規格
(文献2)に従ったものが多く用いられている。
【0003】上記文献1には、各移動局に対するパワー
制御データを通話チャネル上に時分割で間引き送信し、
接続制御データをユーザデータである音声データのフレ
ーム中に割り当てて送信する手段が記述されている。
【0004】図2及び図3にはそれぞれ、基地局から移
動局への下りリンクのための典型的な構成、及び、移動
局から基地局への上りリンクのための典型的な構成を示
している。
【0005】図2に示す下りリンクの構成において、基
地局BSと移動局MSとは無線伝搬路107を介して接
続されるものである。基地局BSは、パイロット信号
“0”が入力されるパイロット信号拡散装置101、接
続制御データとユーザデータとを時分割多重する時分割
多重フレーム生成装置102、ユーザ信号拡散装置10
3、加算器104、キャリア変調器105及びアンテナ
106を有する。一方、移動局MSは、アンテナ10
8、キャリア復調器109、ユーザ信号逆拡散装置11
0、パイロット信号逆拡散装置112、積算器111、
共役変換回路113及び時分割分離フレーム分解装置1
14を有する。
【0006】図3の上りリンクの構成において、移動局
MSと基地局BSとは無線伝搬路206を介して接続さ
れるものである。移動局MSは、制御データとユーザデ
ータが入力される時分割多重フレーム生成装置201、
ウォルシュ拡散装置202、ユーザ信号拡散装置20
3、キャリア変調器204及びアンテナ205を有す
る。一方、基地局BSは、アンテナ207、キャリア復
調器208、ユーザ信号逆拡散装置209、ウォルシュ
拡散装置210及び時分割分離フレーム分解装置211
を有する。
【0007】以上の構成において、下りリンクでは、基
地局BSの時分割多重フレーム生成装置102が、上り
リンクでは、移動局MSの時分割多重フレーム生成装置
201が、データ領域が168ビットでなる1フレーム
に、ユーザデータ(以下、音声データとして説明する)
と接続制御データとを適宜多重して出力する。そのデー
タの多重分配方法は、音声データの伝送レートの観点か
ら定義され、9600ビット毎秒を基準とし、音声デー
タのみの伝送、音声データが1/2で接続制御データが
1/2、音声データが1/4で接続制御データが3/
4、音声データが1/8で接続制御データが7/8、接
続制御データのみの伝送の5種類に分けられ、1フレー
ム当たりの音声データビット数と接続制御データビット
数とはそれぞれ、171/0、80/88、40/12
8、16/152、0/168となっている(なお、誤
り訂正方法等の影響で168の整数分の1にはなってい
ない)。以上のフレームフォーマットを用い、音声デー
タの情報量に応じて接続制御データを調整している。
【0008】下りリンクにおいて、時分割多重フレーム
生成装置102からの多重データはユーザ信号拡散装置
103において拡散されて加算器104に与えられる。
この加算器104には、データを含まない共通のパイロ
ットチャネルをパイロット信号拡散装置101が拡散し
た信号も与えられる。これら両拡散信号が加算器104
で多重された後、キャリア変調器105で伝搬路変調さ
れてアンテナ106から移動局MSに向けて送信され
る。無線伝搬路107を介して移動局MSのアンテナ1
08で捕捉された受信信号は、キャリア復調器109で
伝搬路復調された後、ユーザ信号逆拡散装置110及び
パイロット信号逆拡散装置112に与えられ、それぞれ
逆拡散される。パイロット信号逆拡散装置112からの
複素数信号でなるパイロット信号は、共役変換回路11
3によって共役変換されて積算器111に与えられて、
ユーザ信号逆拡散装置110からの出力信号に積算さ
れ、これにより、伝搬路のフェージングによる位相回転
の補正が行なわれ、位相シフトキーイング(以下、PS
Kと呼ぶ)で復調され、その後、時分割分離フレーム分
解装置114によって接続制御データとユーザデータと
に分離される。
【0009】一方、上りリンクにおいて、時分割多重フ
レーム生成装置201からの多重データはウォルシュ変
換装置202によってM−aryによるウォルシュ変換
され、その後、ユーザ信号拡散装置203で拡散され、
キャリア変調器204で伝搬路変調されてアンテナ20
5から基地局BSに向けて送信される。無線伝搬路20
6を介して基地局BSのアンテナ207で捕捉された受
信信号は、キャリア復調器208で伝搬路復調された
後、ユーザ信号逆拡散装置209に与えられて逆拡散さ
れる。その後、ウォルシュ逆拡散装置210によってウ
ォルシュ逆拡散された後、時分割分離フレーム分解装置
211によって接続制御データとユーザデータとに分離
される。
【0010】上りリンクにおいては、上述のように、ウ
ォルシュ関数を用いた拡散、逆拡散が行なわれることに
より、パイロット信号を用いない非同期方式の通信が採
用されている。この方式は、情報ビット系列を直交符号
系列に拡散変換し、受信側において系列の相関値が最も
大きいものを選ぶ方式である。
【0011】図4は、上記文献2に記述されている上り
リンクの構成を示すブロック図である。
【0012】図4において、移動局MSは、パイロット
信号拡散装置301、接続制御信号拡散装置302、ユ
ーザ信号拡散装置303、加算機304、キャリア変調
器305及びアンテナ306を有する。
【0013】移動局MSにおいて、パイロット信号、接
続制御データ及びユーザデータはそれぞれ、対応する拡
散装置301、302及び303で拡散された後、加算
器304で重畳され、さらに、キャリア変調器305で
伝搬路変調されてアンテナ306から基地局BSに向け
て送信される。なお、ユーザデータ(音声データ等)の
情報信号は同相(I相)成分と直交(Q相)成分とに各
々異なる拡散符号で拡散される。無線伝搬路307を介
して基地局BSのアンテナ208で捕捉された受信信号
は、キャリア復調器309で伝搬路復調された後、ユー
ザ信号逆拡散装置301、接続制御信号逆拡散装置31
2及びパイロット信号逆拡散装置314に与えられて逆
拡散される。パイロット信号逆拡散装置314からの複
素数信号でなるパイロット信号は、共役変換回路315
によって共役変換されて積算器311及び313に与え
られ、ユーザ信号逆拡散装置310及び接続制御信号逆
拡散装置312からのそれぞれの出力信号に積算され、
これにより、接続制御データとユーザデータとが得られ
る。パイロット信号を利用しているのは、文献1に記載
の下りリンクの場合と同様な理由による。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】従来の移動体通信シス
テムでは、通話チャネル上に音声データと接続制御デー
タとを多重して送信しているので、音声データの伝送速
度が低下してしまう。
【0015】また、通話チャネルの全てに時分割多重化
装置が必要になること、及び、接続制御データと音声デ
ータのフレーム中への割り当てのための制御用の処理装
置が必要になることから、ハードウエアの構成が複雑に
なり、装置の規模が大きくなってしまう。
【0016】フレーム化ではさらに伝送遅延が大きくな
る。また、音声を検出する装置が必要になり、通信シス
テム全体の設計及び構成が難しいものとなる。
【0017】また、各移動局への通信を一斉に行なう下
りリンクにおいてはパイロット信号が共通に用いられ、
上りリンクに比較して効率的ではあるが、システムの基
地局より上位装置において同期を必要とし、システム管
理に負担がかかる。
【0018】一方、移動局から基地局への各々送信を行
なうM−ary拡散の非同期方式はパイロット信号を用
いないため、情報を拡散したものであるシンボルの誤り
が多くなり、それを訂正するために冗長なM−ary拡
散が必要になり、伝送速度が遅くなる。
【0019】上記文献2で述べられている移動体通信シ
ステムにおいては、上述の課題はかあり取り除かれてい
るが、I相、Q相の情報チャネルに多重して、パイロッ
トチャネル、制御チャネルが送信されているため、各々
異なるチャネルに干渉になるだけではなく、同一基地局
に接続している他の移動局にも干渉を及ぼすことにな
る。
【0020】そのため、品質の劣化が少なく伝送効率の
高い通信システム、送信装置及び受信装置が望まれてい
る。さらには、装置構成を複雑化することなく、品質の
劣化が少なく伝送効率の高い通信システム、送信装置及
び受信装置が望まれている。
【0021】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、第1の本発明の送信装置は、(1) 第1のデータを差
動位相シフトキーイング変調する変調手段と、(2) この
変調手段の出力を第1の拡散符号により拡散帯域上へ拡
散する第1の拡散手段と、(3) 第2のデータと変調手段
の出力とを掛け合わせる論理演算手段と、(4) この論理
演算手段の出力を上記第1の拡散符号と異なる第2の拡
散符号により拡散帯域上へ拡散する第2の拡散手段と、
(5) 第1の拡散手段の出力と第2の拡散手段の出力を加
算重畳する加算手段とを有する。
【0022】この送信装置において、第1のデータとし
ては、接続制御用のデータと無線伝搬路のフェージング
によるランダムな位相回転を補正するためのベースバン
ド帯域上のパイロット信号とが掛け合わされたデータと
することや、無線伝搬路のフェージングによるランダム
な位相回転を補正するためのベースバンド帯域上のパイ
ロット信号に予め割り当てられたデータパターンを含む
接続制御用のデータとすることができる。
【0023】また、上記課題を解決するために、第2の
本発明の受信装置は、(1) 拡散帯域上に復調されたデー
タに対して、第1の拡散符号により逆拡散を行ない、第
1のデータ成分を抽出する第1の逆拡散手段と、(2) 拡
散帯域上に復調されたデータに対して、第1の拡散符号
と異なる第2の拡散符号により逆拡散を行ない、第2の
データ成分を抽出する第2の逆拡散手段と、(3) 第1の
逆拡散手段からの第1のデータ成分に対して、差動位相
シフトキーイング復調を行ない、第1のデータを復号す
る第1の復号手段と、(4) 第1の逆拡散手段からの第1
のデータ成分を、第2の逆拡散手段からの第2のデータ
成分に掛け合わせ、伝送路のフェージングによるランダ
ムな位相回転を補正して第2のデータを復号する第2の
復号手段とを有する。
【0024】上記課題は、第1の本発明の送信装置と、
第2の本発明の受信装置とを有する第3の本発明の通信
システムによって解決することができる。
【0025】また、上記課題は、第1の本発明の送信装
置と第2の本発明の受信装置とを共に有する複数の通信
装置間を、無線伝送路を用いて接続した、第4の本発明
の符号分割多重アクセス通信システムによって解決する
ことができる。
【0026】この第4の本発明の通信システムにおい
て、第1の通信装置に第2の通信装置の信号を捕捉を確
立した後に、第1の通信装置が第2の通信装置に対して
逆リンクを用いて信号捕捉完了を知らせるメッセージを
送信する手段を備え、第2の通信装置にそのメッセージ
受信後に第2のデータ(例えばユーザデータ)を送信す
る手段を備えることで、上記課題は解決される。
【0027】また、第3又は第4の本発明の通信システ
ムにおいて、上記通信装置が複数個用いられ同一周波数
帯域上において通信する場合に、第1の通信装置が第2
の通信装置の信号を捕捉を確立した後に、第1の通信装
置に第2の通信装置に対して逆リンクを用いて信号捕捉
完了を知らせるメッセージを送信する手段を備え、第2
の通信装置にそのメッセージ受信後に第1のデータ(接
続制御データ)を送信する手段を備えることで、上記課
題は解決される。
【0028】以上のように、本発明では、例えば、従来
制御チャネル上に割り当てられていた接続制御データを
パイロットチャネル上のベースバンドデータに掛け合わ
せ、パイロットチャネルと制御チャネルを一つにしてい
る。しかし、単に掛け合わせただけでは、パイロット信
号本来の目的である無線伝送路のフェージングによるラ
ンダムな位相回転を補正できなくなってしまう。しか
し、本発明では、上記のように音声等のユーザデータを
送信する伝送チャネル上のベースバンド帯域のユーザデ
ータにも接続制御データを掛け合わせているので、パイ
ロット信号が接続制御データを積算されて反転する場合
にも、伝送チャネル上でも同様にデータの反転が生じ、
結果として伝送チャネル上のデータは位相シフトキーイ
ング(PSK)によって復調可能となる。さらに、接続
制御データ自身は差動位相シフトキーイング(DPS
K)により変調しているので、接続制御データ自身の復
調可能性も保証される。
【0029】DPSKはPSKと比較して一般的に信号
雑音比(SNR)に対する誤り確率特性が劣化するが、
接続制御データは伝送チャネル上のデータと比較して低
い速度の情報なので必要に応じて符号化率(符号化前の
情報ブロック長/符号化後の情報ブロック長)がより低
い誤り訂正符号化方式を適用することで、この問題は解
決される。
【0030】以上のように、品質の劣化が少なく伝送効
率の高い通信を行なうことが可能になる。
【0031】
【発明の実施の形態】以下、本発明による通信システ
ム、送信装置及び受信装置を、PCSやデジタルセルラ
のような符号分割多重アクセス方式に従う移動体通信シ
ステム、その移動局及び基地局に適用した一実施形態を
図面を用いて詳述する。
【0032】なお、PCSの上りリンク及び下りリンク
のいずれにも、この実施形態を適用可能であるが、以下
では、上りリンクに適用したとして説明を行なう。ま
た、下りリンクは、従来と同様な図2に示す構成であっ
ても良い。
【0033】図1は、この実施形態に係るPCSの上り
リンクでの移動局MS及び基地局BSの構成を示すブロ
ック図である。
【0034】図1において、移動局MSは、3個の排他
的論理和(XOR)演算器401、403及び405、
パイロット信号拡散装置402、1ビット遅延回路40
4、ユーザ信号拡散装置406、加算器407、キャリ
ア変調器408、並びに、アンテナ409を有する。
【0035】一方、移動局MSに対して無線伝搬路41
0を介して接続される基地局BSは、アンテナ411、
キャリア復調器412、ユーザ信号逆拡散装置413、
積算器414、パイロット信号逆拡散装置415、共役
変換回路416、積算器417及び1ビット遅延回路4
18を有する。
【0036】移動局MSにおいて、接続制御データはX
OR演算器403及び1ビット遅延回路404に与えら
れる。この1ビット遅延回路404で1ビット期間だけ
遅延された接続制御データもXOR演算器403に与え
られ、これにより、XOR演算器403によって、入力
された接続制御データの相前後する2ビットの差分値が
得られ、XOR演算器401及び405に与えられる。
従って、接続制御データについて見れば、差動位相シフ
トキーイング(DPSK)変調されていることになる。
【0037】パイロット信号(例えばオール“0”)は
XOR演算器401に入力され、XOR演算器401に
おいて、XOR演算器403の出力との排他的論理和が
求められた後、パイロット信号拡散装置402において
拡散されて加算器407に与えられる。一方、ユーザデ
ータはXOR演算器405に入力され、XOR演算器4
05において、XOR演算器403の出力との排他的論
理和が求められた後、ユーザ信号拡散装置406におい
て拡散されて加算器407に与えられる。そして、加算
器407において、両拡散信号が多重された後、キャリ
ア変調器408で伝搬路変調されてアンテナ409から
基地局BSに向けて送信される。
【0038】無線伝搬路410を介して基地局BSのア
ンテナ411で捕捉された受信信号は、キャリア復調器
412で伝搬路復調された後、ユーザ信号逆拡散装置4
13及びパイロット信号逆拡散装置415に与えられ、
それぞれの逆拡散装置413、415において逆拡散さ
れる。
【0039】すなわち、キャリア復調器412を経て拡
散帯域上の信号に復調された信号は、ユーザ信号逆拡散
装置413によってユーザ信号用拡散符号により拡散帯
域上から逆拡散され、ユーザ信号が復号される。この信
号にはXOR演算器405で掛け合わされた接続制御デ
ータ成分が含まれている。また、キャリア復調器412
を経て拡散帯域上の信号に復調された信号は、パイロッ
ト信号逆拡散装置415に供給され、パイロット信号用
拡散符号により、接続制御データ成分を含むパイロット
信号が復号される。
【0040】復号された接続制御データ成分を含むパイ
ロット信号が共役変換回路416によって共役変換され
て積算器414に与えられ、この積算器414によって
復号済みのユーザ信号と掛け合わされ、ユーザ信号から
接続制御用データ成分が取り除かれると共に、伝搬路の
フェージングによる位相回転の補正が行なわれて、ユー
ザデータとして出力される。一方、復号された接続制御
データ成分を含むパイロット信号は、積算器417と、
その出力を1ビット期間だけ遅延させて積算器417に
フィードバックする1ビット遅延回路418との機能に
よって、差動位相シフトキーイング復調され、接続制御
データとして出力される。
【0041】図1に示す移動体通信システムにおいて
は、常に“0”であるパイロット信号がXOR演算器4
01に供給されている。従って、XOR演算器401か
らはもう一方の演算入力であるXOR演算器403の出
力がそのまま出力されることになる。すなわち、パイロ
ット信号として“0”を常時入力する状態では、図1の
システム構成は、図5に示すようなXOR演算器401
を省略したシステム構成に置き換えることができる。
【0042】図5において、移動局MSの構成は接続制
御データ及びそれを所定時間(1ビット)だけ遅延した
信号が入力されるXOR演算器501、接続制御データ
を所定時間だけ遅延する遅延回路502、接続制御信号
拡散装置503、XOR演算器504、ユーザ信号拡散
装置505、加算器506、キャリア変調器507及び
アンテナ508で構成される。
【0043】一方、基地局BSの構成は、図1と同様
に、アンテナ510、キャリア復調器511、ユーザ信
号逆拡散装置512、積算器513、接続信号逆拡散装
置514、共役変換回路515、積算器516及び1ビ
ット遅延回路517で構成される。
【0044】なお、図5に示す各構成要素の機能は、上
述したように、図1に示す対応する構成要素と同様であ
るので、その説明は省略する。
【0045】図4又は図5に示す移動体通信システムで
は、システムは独立したパイロット信号を送らず、接続
制御信号をパイロット信号として扱っていることにな
る。送信信号がキャリア変調されるときは、論理
“0”、“1”はそれぞれ実数の“+1”、”−1”が
割り当てられ、論理値における排他的論理和は実数にお
ける積算に置き換えられる。
【0046】次に、以上のような構成を有する移動局M
Sと基地局BSとが有効に動作するための通信シーケン
スについて説明する。
【0047】移動局MSは電源スイッチを投入後、基地
局BSの拡散符号の部分系列を走査し、拡散符号の周期
区間において、パイロット信号のパワーが最も大きいタ
イミングを検索し、そのタイミングにおいて逆拡散を行
ない、基地局BSのパイロット信号の捕捉を行なう。基
地局BSのパイロット信号の捕捉完了後に、同期チャネ
ル等のブロードキャスト情報を捕捉し、基地局BSへの
アクセスを行なうのに必要な情報を得て、移動局MSが
基地局BS上のシステムに接続していることを通知する
ためのアクセスを行なう。このアクセスには信号捕捉完
了を知らせるメッセージが含まれる。
【0048】ここでは、アクセスとは、ユーザの認証手
続きや、当該移動局MSへの呼び出しのための情報送信
を行なうことをいう。アクセスは基地局BSから指定さ
れた拡散符号を用いて送信を行なう。なお、アクセス信
号は接続制御信号であるが、図5のシステムの場合に
は、ユーザデータとして送信し、接続制御データにはパ
イロット信号として全てのビットが“0”のデータを同
時に送信する。
【0049】基地局BSは、自身が送信しているブロー
ドキャスト情報に従い、アクセスの受信状態にしてお
く。アクセスの受信とは、ここでは基地局BSが移動局
MSにブロードキャスト情報において指定したパイロッ
ト信号用の拡散符号の部分系列を走査し、受信電力があ
る閾値以上になったときにアクセスが受信したとするこ
とをいう。基地局BSからは呼び出し用のチャネルを用
いて通信を行なう。
【0050】信号捕捉完了を知らせるメッセージの受信
後、基地局BSから移動局MSへの着呼の呼び出し、移
動局MSから基地局BSへの発呼要求を経て、基地局B
Sと移動局MSとの通信がユーザチャネルを用いて行な
われている場合は、移動局MSは、ユーザ信号と、デー
タの重畳されていないパイロット信号としての接続制御
信号とを送信する。接続制御データの送信が必要なとき
は、そのままDPSKで接続制御データを送信する。そ
の接続制御データはユーザデータに同時に重畳される。
このように基地局BSと移動局MSとの通信がユーザチ
ャネルを用いて行なわれている場合は、接続制御データ
を送信する必要がないので、接続制御データは常に全て
のビットが“0”のデータと同じくなり、パイロット信
号用のパターンと一致し、図5の移動体通信システムに
おいては、図1の移動体通信システムのように、パイロ
ット信号を独立して発生していないけれども、実質的に
パイロット信号を送信しているのと同じ動作をさせるこ
とができる。
【0051】接続制御データの送受信については、例え
ば、ISDNのLAPDに用いられているハイレベルデ
ータリンク制御手段(以下、HDLCと呼ぶ)を使用す
る。その主な特徴は、以下の2点である。
【0052】(1) フレームの開始及び終了を知らせるフ
ラグ(開始/終了フラグ)として“01111110”
を送受信する。
【0053】(2) 送信側では、上記の開始/終了フラグ
以外のフレーム中に“1”が連続して5個現れると、そ
の次には必ず“0”を1個送る“0挿入”を行ない、受
信側では、開始フラグ受信後は、“1”が連続して5個
受信された後の“0”を無視する“0削除”を行なう。
【0054】基地局BSは、移動局MSからの接続制御
データの受信の方法として、接続制御チャネルをDPS
Kで復調して復調データの監視を行なう復調データ系列
からフレームの開始フラグが確認されたときに、接続制
御チャネルの通信を開始する。そして、フレーム受信中
は“0削除”を行ない、終了フラグが確認されたときに
接続制御チャネルの通信を終了する。
【0055】従来の技術の説明で記載した文献1では、
下りリンクにおいて、パイロットチャネルが供給される
が、図1又は図5に示す実施形態の構成を下りリンクに
適用した場合には、この共有されるパイロットチャネル
上に基地局BS共通のブロードキャスト情報をDPSK
によって重畳することが可能である。
【0056】一般に、基地局BSのパイロットチャネル
は下記2つの役割をもっている。
【0057】(1) 移動局MSが、各基地局BSから送信
されるパイロットチャネルの信号強度を監視することに
より、近傍に複数存在する基地局BSの中から通信に最
も適当な基地局BSを検出するために用いる。
【0058】(2) 移動局MSが、通信の確立している基
地局BSから送信されている信号がフェージングによっ
て受けるランダムな位相回転を補正し、かつ通信を効率
的に行なうために用いる。
【0059】上記(1) の役割のために移動局MSが基地
局BSからのパイロットチャネルの信号強度を監視する
一般的な手段としては、フェージングによるランダムな
位相回転の影響を避けるために逆拡散された信号のI相
成分とQ相成分の平方和をパイロットチャネルの信号強
度を表す信号として用いている。また、上記(2) の役割
を達成するために、文献1及び2に示す従来の技術で
は、パイロットチャネルが全て“0”のデータを持つも
のとして変調されている。これは、送信される以前の変
調データの位相成分が一定に保たれていることを意図し
て設計されるからである。
【0060】しかしながら、I相成分とQ相成分の平方
和をパイロットチャネルの信号強度を表す信号として用
いるためには、パイロットチャネルが全て“0”のデー
タを持つことは必ずしも必要ではない。これは、I相成
分とQ相成分の平方和をとることによって元の信号で複
素平面上に表れる信号は、全て実数軸の正方向に変換さ
れるので、信号強度成分である平方和とパイロットチャ
ネル上に変調されているデータとは独立して観測できる
からである。
【0061】この実施形態においては、図4に示すよう
に、パイロット信号を直接送信していないけれども、接
続制御データの信号強度を観測すれば、上記(1) の役割
のパイロットチャネルの信号強度の監視を行なうことが
できる。
【0062】また、文献1及び2に示す従来例で同期チ
ャネル上に変調されていたブロードキャスト情報は、こ
の実施形態では接続制御データとしてDPSKで排他的
論理和演算されて送信信号に重畳される。具体的には、
文献1、2でいうパイロットチャネル、ページングチャ
ネル、トラフィックチャネルのような全てのデータ上に
同時に重畳される。
【0063】従って、フェージングによるランダムな位
相回転を受ける環境にあって、パイロット信号がブロー
ドキャスト情報に従って反転等のデータ変調を受けたと
しても、ページイグチャネル及びトラフィックチャネル
のような他のチャネル上の信号も同様なフェージングに
よるランダムな位相回転と反転等のデータ変調を受ける
ので、ページングチャネル、トラフィックチャネルのよ
うな他のチャネル上のデータの復調が可能となる。
【0064】ブロードキャスト情報は、電源投入後にパ
イロットチャネルの信号強度を観測し、最も大きいタイ
ミングでDPSKを受信すれば得られる。ここで、ブロ
ードキャスト情報は、前述のHDLC手順を用いて再生
することができる。
【0065】次に、本発明を、無線交換装置の送受信装
置に適用した一実施形態を図面を参照しながら説明す
る。
【0066】図6は、この無線交換装置の構成を示すブ
ロック図である。無線交換装置60a〜60Cにはそれ
ぞれ、多数の端末装置61が接続されている。無線交換
装置60aと無線交換装置60bとの間は無線伝搬路6
2bで結ばれ、無線交換装置60aと無線交換装置60
Cとの間は無線伝搬路62aで結ばれ、無線交換装置6
0bと無線交換装置60Cとの間は無線伝搬路62cで
結ばれている。なお、図6においては無線交換装置とし
て60a〜60Cの3つの無線交換装置を示したが、実
際上はより多くの無線交換装置が互いに無線伝搬路で接
続されていることは言うまでもない。
【0067】無線交換装置60aに接続された1つの端
末装置から、他の無線交換装置60b又は60cに接続
された1つの端末装置に対して通信要求が起こされたと
きには、無線伝搬路62a〜62cからなる伝送網を用
いて無線交換装置60aと無線交換装置60bとの間、
又は、無線交換装置60aと無線交換装置60cとの間
を接続し、無線交換装置60b又は無線交換装置60c
に接続された端末装置との接続を行なう。この図6にお
いては、説明を簡単にするために、端末装置61と無線
交換装置60a〜60c間に設けられる中継局等の設備
の記述は省略されている。この無線交換装置は移動も可
能な上、交換装置の増設も容易である。
【0068】各無線交換装置は、図6の無線交換装置6
0cに詳しく記述したように、図5に示したものほぼ同
じ構成の回線変復調装置を複数内蔵し、回線変復調装置
63a〜63yにはそれぞれ、1つの端末装置が接続さ
れる。
【0069】各回線変復調装置63a、…、63yは、
回線変復調装置63aについて詳細を示すように、アド
レス変換&誤り訂正回路601と、XOR演算器60
2、603、遅延回路604、ユーザ信号用の拡散装置
605、接続制御信号用の拡散装置606、加算器60
7、キャリア変調器608、アンテナ609、キャリア
復調器610、ユーザ信号用の逆拡散装置611、接続
信号の逆拡散装置612、共役変換回路613、積算器
614、615及び1ビット遅延回路616で構成され
る。
【0070】回線変復調装置63a〜63yの動作は、
基本的に図5に示す回路の動作と同じである。端末装置
61からのユーザデータは、図5で説明したように、X
OR演算器602と遅延回路604によってDPSK変
調された接続制御データと、XOR演算器602によっ
て排他的論理和演算された後、拡散装置605によって
拡散される。DPSK変調された接続制御データも拡散
装置606によって拡散処理され、それぞれの信号が加
算器607によって加算多重された後、キャリア変調器
608によって変調されて他の回線変復調装置へ伝送さ
れる。
【0071】一方、受信信号はキャリア復調器610で
復調された後、逆拡散装置611、612によってそれ
ぞれ逆拡散され、接続制御データは積算器614及び1
ビット遅延回路616によって元の信号に再生(DPS
K復調)される。また、ユーザデータは、共役変換回路
613によって共役変換されたパイロット信号と、積算
器615によって積算されることにより位相シフトキー
イング(PSK)復調される。
【0072】ここで、受信側の回線経路の区別のため
に、各逆拡散装置には予め割り当てられた拡散符号が用
いられる。交換の方法としては、送信の拡散装置内の拡
散符号をと同じ拡散符号を受信側の拡散符号に割り当て
る。
【0073】受信側は逆拡散装置の出力がある閾値を越
えたら回線が接続されたと判断し、物理レイヤを動作さ
せる。アドレス変換&誤り訂正回路601において、上
位レイヤの動作を行なう。ネットワークレイヤの機能と
して、端末から送られてきたデータの送信先のアドレス
を解析変換し、拡散装置605、拡散装置606に変換
されたアドレスを送る。この変換されたアドレスは、例
えば、拡散符号を生成する回路のある時間のレジスタ初
期値が用いられる。データリンクレイヤの機能として、
誤り訂正装置601を上り下り両回線に接続しているの
は、誤り再送を実施するためであり、無線回線によって
生じた伝送誤りをなくし、データ系列の順序を保証する
ためである。
【0074】送信側のアクセス方式は、例えばスロッテ
ドアロハ方式を用いると、拡散符号の周期をスロットと
することで送信の拡散と受信の逆拡散の同期が容易に行
なわれ、ピュアアロハ方式と比較して伝送効率が良くな
る。
【0075】さらに、伝送効率を良くするためには、交
換接続のための制御信号を送信するチャネルを確保し、
受信回線状況を放送し、あるいは、接続指示を相手局に
与えることで接続を制御する。これをフロー制御と呼
ぶ。送信を希望する局は受信局に対して送信要求メッセ
ージをパケット化して送信する。このパケット送信につ
いては、スロッテドアロハとなるが、パケット長を短く
することで衝突確率を低くするこができる。送信要求メ
ッセージが受信局に到達すると送信要求メッセージに要
求された通りの伝送チャネルを受信側は確保し、送信局
に送信許可メッセージを送信する。送信側は送信許可メ
ッセージに応じて送信を実施する。スケジュールを実施
することで伝送効率を高くすることが可能となる。
【0076】このように、本発明の実施形態によれば、
通話チャネル上では、ユーザデータのみが送信されるの
で、ユーザデータの伝送速度が高速に保たれる。一方、
接続制御データは、DPSKによってパイロット信号上
に変調されるが、適当な能力の誤り訂正符号化が用いら
れ、SNR誤り特性が適度に保たれる。これら2つのデ
ータ送信(ユーザデータと接続制御データ)が実現でき
ることにより、品質の劣化が少なく伝送効率の高い符号
分割多重アクセス通信を行なうことが可能になる。
【0077】また、時分割多重化装置によって、接続制
御データはユーザデータに多重されることがなくなり、
ユーザデータ用のチャネル全てに時分割多重化装置や接
続制御データとユーザデータのフレーム中への割り当て
のための制御用の処理装置が不要となる。よって、ハー
ドウエアの構成が単純になるので、装置の規模が大きく
ならずに済む。フレーム化制御のための遅延も小さく抑
えられ、装置の構成が音声検出装置に依存しなくなり、
通信システム全体の設計及び構成が容易になる。
【0078】なお、上記実施形態においては、本発明
を、移動体通信システム、それに用いられる移動局及び
基地局や、移動を可能とする無線交換装置の送受信装置
に適用した場合を示したが、他の通信システムに本発明
を適用できることは勿論である。例えば、1対1の通信
システムにも適用でき、従って、符号分割多重アクセス
通信システムに限定されるものではない。
【0079】また、上記各実施形態においては、パイロ
ット信号以外の送信データが2個のものを示したが、3
個以上の場合にも本発明を適用することができる。図1
に示した構成をベースとする場合であれば、送信データ
の増加に合わせて、XOR演算器405、ユーザ信号拡
散装置406、ユーザ信号逆拡散装置413及び積算器
414の組数を増加させれば良い。なお、特許請求の範
囲においては、送信データが2個であるような記述を行
なっているが、上記のような3個以上の場合を含むもの
とする。
【0080】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、品質の
劣化が少なく伝送効率の高い通信を行なうことが可能に
なり、また、装置構成を簡単にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態の通信システムの構成を示すブロック
図である。
【図2】従来の下りリンクの構成を示すブロック図であ
る。
【図3】従来の上りリンクの構成を示すブロック図であ
る。
【図4】他の従来の上りリンクのシステムを示すブロッ
ク図である。
【図5】図1の通信システムの変形例を示すブロック図
である。
【図6】本発明を無線交換機に適用した実施形態の通信
システムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
401…排他的論理和(XOR)演算器、402…パイ
ロット信号拡散装置、403、405…XOR演算器、
404、418…1ビット遅延回路、406…ユーザ信
号拡散装置、407…加算器、408…キャリア変調
器、409、411…アンテナ、410…無線伝送路、
412…キャリア復調器、413…ユーザ信号逆拡散装
置、414、417…積算器、415…パイロット信号
逆拡散装置、416…共役変換回路。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1のデータを差動位相シフトキーイン
    グ変調する変調手段と、 この変調手段の出力を第1の拡散符号により拡散帯域上
    へ拡散する第1の拡散手段と、 第2のデータと上記変調手段の出力とを掛け合わせる論
    理演算手段と、 この論理演算手段の出力を上記第1の拡散符号と異なる
    第2の拡散符号により拡散帯域上へ拡散する第2の拡散
    手段と、 上記第1の拡散手段の出力と上記第2の拡散手段の出力
    を加算重畳する加算手段とを有することを特徴とする送
    信装置。
  2. 【請求項2】 上記第1のデータが、接続制御用のデー
    タと、無線伝搬路のフェージングによるランダムな位相
    回転を補正するためのベースバンド帯域上のパイロット
    信号とを掛け合わせたデータであることを特徴とする請
    求項1に記載の送信装置。
  3. 【請求項3】 上記第1のデータが、無線伝搬路のフェ
    ージングによるランダムな位相回転を補正するためのベ
    ースバンド帯域上のパイロット信号に予め割り当てられ
    たデータパターンを含む接続制御用のデータであること
    を特徴とする請求項1に記載の送信装置。
  4. 【請求項4】 拡散帯域上に復調されたデータに対し
    て、第1の拡散符号により逆拡散を行ない、第1のデー
    タ成分を抽出する第1の逆拡散手段と、 拡散帯域上に復調された上記データに対して、上記第1
    の拡散符号と異なる第2の拡散符号により逆拡散を行な
    い、第2のデータ成分を抽出する第2の逆拡散手段と、 上記第1の逆拡散手段からの第1のデータ成分に対し
    て、差動位相シフトキーイング復調を行ない、第1のデ
    ータを復号する第1の復号手段と、 上記第1の逆拡散手段からの第1のデータ成分を、上記
    第2の逆拡散手段からの第2のデータ成分に掛け合わ
    せ、伝送路のフェージングによるランダムな位相回転を
    補正して第2のデータを復号する第2の復号手段とを有
    することを特徴とする受信装置。
  5. 【請求項5】 請求項1〜3のいずれかに記載の送信装
    置を有する第2の通信装置と、請求項4に記載の受信装
    置を有する第1の通信装置とを備えることを特徴とする
    通信システム。
  6. 【請求項6】 請求項1〜3のいずれかに記載の送信装
    置と請求項4に記載の受信装置とを有する、少なくとも
    第1及び第2の通信装置を備えていることを特徴とする
    符号分割多重アクセス方式に従う通信システム。
  7. 【請求項7】 第1の上記通信装置は第2の上記通信装
    置の信号の捕捉を確立した後に、上記第2の通信装置に
    対して逆リンクを用いて信号捕捉完了を知らせるメッセ
    ージを送信する手段を備えると共に、上記第2の通信装
    置は上記メッセージ受信後に請求項1における上記第2
    のデータを送信する手段を備えることを特徴とする請求
    項5又は6に記載の通信システム。
  8. 【請求項8】 第1の上記通信装置は第2の上記通信装
    置の信号の捕捉を確立した後に、上記第2の通信装置に
    対して逆リンクを用いて信号捕捉完了を知らせるメッセ
    ージを送信する手段を備えると共に、上記第2の通信装
    置は上記メッセージ受信後に請求項1における上記第1
    のデータを送信する手段を備えることを特徴とする請求
    項5又は6に記載の通信システム。
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