JPH1065574A - スペクトル拡散信号送信装置 - Google Patents
スペクトル拡散信号送信装置Info
- Publication number
- JPH1065574A JPH1065574A JP8217614A JP21761496A JPH1065574A JP H1065574 A JPH1065574 A JP H1065574A JP 8217614 A JP8217614 A JP 8217614A JP 21761496 A JP21761496 A JP 21761496A JP H1065574 A JPH1065574 A JP H1065574A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- band
- chip
- nyquist
- limiting filter
- spread spectrum
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Reduction Or Emphasis Of Bandwidth Of Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 周波数利用効率（同一周波数に収容するユー
ザ数）を高くする。 【解決手段】 入力データを拡散符号で直接拡散し（１
２），その拡散出力を搬送波帯とし、これを幅狭帯域制
限フィルタ２１で帯域制限して出力する。フィルタ２１
の帯域幅ｆBWはチップ周期Ｔｃのナイキスト帯域ｆNQ＝
１／（２Ｔｃ）以下、例えば１／２（図１Ｂ，曲線２
２）に選定されている。
ザ数）を高くする。 【解決手段】 入力データを拡散符号で直接拡散し（１
２），その拡散出力を搬送波帯とし、これを幅狭帯域制
限フィルタ２１で帯域制限して出力する。フィルタ２１
の帯域幅ｆBWはチップ周期Ｔｃのナイキスト帯域ｆNQ＝
１／（２Ｔｃ）以下、例えば１／２（図１Ｂ，曲線２
２）に選定されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は直接スペクトル拡
散信号を用いる符号分割多元接続方式において、一定の
周波数帯域内により多くのユーザの収容を可能とし、周
波数利用効率の高効率化を計る送信装置に関する技術で
ある。
散信号を用いる符号分割多元接続方式において、一定の
周波数帯域内により多くのユーザの収容を可能とし、周
波数利用効率の高効率化を計る送信装置に関する技術で
ある。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来の直接スペクトル拡散方式の
変調器の構成を示す。入力端子１１よりシンボル周期Ｔ
s の伝送データＡが帯域拡散回路１２に入力され、拡散
符号発生回路１３から、シンボル周期Ｔs をＮ個（Ｎは
２以上の整数、通常は数十乃至数百）に分割した期間Ｔ
c を１チップとする拡散符号Ｂが生成され、入力伝送デ
ータＡは帯域拡散回路１２において拡散符号Ｂと乗算さ
れて帯域拡散信号Ｃが出力される。この帯域拡散信号Ｃ
は変調回路１４に入力され、搬送波発生回路１５で生成
した搬送波周波数の信号を変調する。搬送波周波数の信
号とされた帯域拡散信号Ｅは帯域制限フィルタ１６によ
って帯域制限されて伝送される。ここで従来の帯域制限
フィルタ１６の中心周波数より片側の半値周波数帯域幅
はチップの符号間干渉が生じないような伝送が行われる
ためにチップのナイキスト帯域１／（２Ｔc ）またはこ
れより広帯域の帯域制限特性が用いられている。
変調器の構成を示す。入力端子１１よりシンボル周期Ｔ
s の伝送データＡが帯域拡散回路１２に入力され、拡散
符号発生回路１３から、シンボル周期Ｔs をＮ個（Ｎは
２以上の整数、通常は数十乃至数百）に分割した期間Ｔ
c を１チップとする拡散符号Ｂが生成され、入力伝送デ
ータＡは帯域拡散回路１２において拡散符号Ｂと乗算さ
れて帯域拡散信号Ｃが出力される。この帯域拡散信号Ｃ
は変調回路１４に入力され、搬送波発生回路１５で生成
した搬送波周波数の信号を変調する。搬送波周波数の信
号とされた帯域拡散信号Ｅは帯域制限フィルタ１６によ
って帯域制限されて伝送される。ここで従来の帯域制限
フィルタ１６の中心周波数より片側の半値周波数帯域幅
はチップの符号間干渉が生じないような伝送が行われる
ためにチップのナイキスト帯域１／（２Ｔc ）またはこ
れより広帯域の帯域制限特性が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図３に示した直接スペ
クトル拡散変調器では伝送データの帯域幅を、より高速
の拡散符号で帯域拡散して伝送を行うため周波数効率が
悪い。複数ユーザ（利用者）で符号分割による多元接続
を行う場合でも、他ユーザの信号を完全に直交化するこ
とは難しいため、本質的には従来のＦＤＭＡシステムや
ＴＤＭＡシステムより周波数利用効率が悪くなる。しか
し、回線設定の柔軟性やソフトハンドオーバの適用性な
どが注目され、またボイスアクチベーションの適用によ
り、ＦＤＭＡやＴＤＭＡでは、移動局が１つの無線基地
局Ｓ１との送受信から他の無線基地局Ｓ２との送受信へ
の切替え、いわゆるハンドオーバ（ゾーン切替え）は瞬
時的に行われるが、ＣＤＭＡでは無線基地局Ｓ１との送
受信状態から無線基地局Ｓ２との送受信状態に徐々に切
替えるソフトハンドオーバが行える。またＦＤＭＡやＴ
ＤＭＡにおいても送話時のみ送信機を動作する、いわゆ
るＶＯＸ（Voice Operating Transmission) を行って消
費電力を小とすることを行っているが、その送信を停止
している間において、その使用チャネルを他の利用者が
有効利用することはなく、チャネルは固定的に割当てら
れている。しかし、ＣＤＭＡではもともと同一周波数チ
ャネルに対し、複数の拡散符号を用いて多重利用するも
のであるから、ＶＯＸにより同時に使用されている周波
数帯の利用者が少ない程、干渉が少なくなり、消費電力
を小とするという効果以外に、他の方式では得られない
効果が得られる。
クトル拡散変調器では伝送データの帯域幅を、より高速
の拡散符号で帯域拡散して伝送を行うため周波数効率が
悪い。複数ユーザ（利用者）で符号分割による多元接続
を行う場合でも、他ユーザの信号を完全に直交化するこ
とは難しいため、本質的には従来のＦＤＭＡシステムや
ＴＤＭＡシステムより周波数利用効率が悪くなる。しか
し、回線設定の柔軟性やソフトハンドオーバの適用性な
どが注目され、またボイスアクチベーションの適用によ
り、ＦＤＭＡやＴＤＭＡでは、移動局が１つの無線基地
局Ｓ１との送受信から他の無線基地局Ｓ２との送受信へ
の切替え、いわゆるハンドオーバ（ゾーン切替え）は瞬
時的に行われるが、ＣＤＭＡでは無線基地局Ｓ１との送
受信状態から無線基地局Ｓ２との送受信状態に徐々に切
替えるソフトハンドオーバが行える。またＦＤＭＡやＴ
ＤＭＡにおいても送話時のみ送信機を動作する、いわゆ
るＶＯＸ（Voice Operating Transmission) を行って消
費電力を小とすることを行っているが、その送信を停止
している間において、その使用チャネルを他の利用者が
有効利用することはなく、チャネルは固定的に割当てら
れている。しかし、ＣＤＭＡではもともと同一周波数チ
ャネルに対し、複数の拡散符号を用いて多重利用するも
のであるから、ＶＯＸにより同時に使用されている周波
数帯の利用者が少ない程、干渉が少なくなり、消費電力
を小とするという効果以外に、他の方式では得られない
効果が得られる。
【０００４】このような点で従来のＦＤＭＡシステムや
ＴＤＭＡシステムより周波数利用効率を改善することが
可能なため、実用化に向けて多く検討されている。この
発明は直接拡散を用いる符号分割多元接続システムの周
波数利用効率をハードウェア規模の変更なしに改善する
スペクトル拡散信号送信装置を提供することを目的とす
る。
ＴＤＭＡシステムより周波数利用効率を改善することが
可能なため、実用化に向けて多く検討されている。この
発明は直接拡散を用いる符号分割多元接続システムの周
波数利用効率をハードウェア規模の変更なしに改善する
スペクトル拡散信号送信装置を提供することを目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するために、従来はチップ波形の忠実な伝送を行う
ためにチップのナイキスト帯域と等しいか、またはこれ
より広帯域の帯域制限フィルタを用いていたのに対し
て、スペクトル拡散通信の特徴である処理利得に期待
し、チップの符号間干渉を許容してチップのナイキスト
帯域以下の狭帯域な帯域制限が行われることを特徴とす
る。
達成するために、従来はチップ波形の忠実な伝送を行う
ためにチップのナイキスト帯域と等しいか、またはこれ
より広帯域の帯域制限フィルタを用いていたのに対し
て、スペクトル拡散通信の特徴である処理利得に期待
し、チップの符号間干渉を許容してチップのナイキスト
帯域以下の狭帯域な帯域制限が行われることを特徴とす
る。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、この発明を適用したスペク
トル拡散信号送信装置の実施例について、図１を参照し
て説明する。図１Ａにおいて、図３と対応する部分に同
一符号を付けてある。この発明では変調回路１４よりの
変調された搬送波信号Ｅは幅狭帯域制限フィルタ２１に
よってナイキスト帯域制限より小さく帯域制限され送信
信号Ｆとなって伝送される。ここで、幅狭帯域制限フィ
ルタ２１の半値帯域幅ｆBWは、例えば図１Ｂに曲線２２
として示すように、チップのナイキスト帯域ｆNQ＝Ｎa
／Ｔs （Ｎａは拡散率）より狭帯域に帯域制限される。
図１Ｂでは一例としてナイキスト帯域ｆNQ＝Ｎa ／Ｔs
のほぼ半分ｆBW＝ｆNQ／２に帯域制限が行われている。
図１Ｂ中の曲線２３は従来の帯域制限フィルタ１６の周
波数特性である。
トル拡散信号送信装置の実施例について、図１を参照し
て説明する。図１Ａにおいて、図３と対応する部分に同
一符号を付けてある。この発明では変調回路１４よりの
変調された搬送波信号Ｅは幅狭帯域制限フィルタ２１に
よってナイキスト帯域制限より小さく帯域制限され送信
信号Ｆとなって伝送される。ここで、幅狭帯域制限フィ
ルタ２１の半値帯域幅ｆBWは、例えば図１Ｂに曲線２２
として示すように、チップのナイキスト帯域ｆNQ＝Ｎa
／Ｔs （Ｎａは拡散率）より狭帯域に帯域制限される。
図１Ｂでは一例としてナイキスト帯域ｆNQ＝Ｎa ／Ｔs
のほぼ半分ｆBW＝ｆNQ／２に帯域制限が行われている。
図１Ｂ中の曲線２３は従来の帯域制限フィルタ１６の周
波数特性である。
【０００７】この図１Ｂの曲線２２と同一幅ｆBWの帯域
制限を、図３に示した従来の装置で行う場合は、帯域拡
散回路１２において、拡散率Ｎb をＮa ／２とし、ナイ
キスト帯域制限フィルタ１６での半値帯域幅ｆBWが図１
Ｃに示すように、ナイキスト帯域ｆNQ＝Ｎb ／Ｔs と等
しくなるようにすることになる。つまり従来装置で同一
帯域とするためには、拡散率を下げる必要があるが、こ
の発明では拡散率を下げることなく、帯域幅ｆBWだけを
狭くし、逆に言えば帯域幅ｆBWが従来と同一の場合は拡
散率を従来よりも高くしている。
制限を、図３に示した従来の装置で行う場合は、帯域拡
散回路１２において、拡散率Ｎb をＮa ／２とし、ナイ
キスト帯域制限フィルタ１６での半値帯域幅ｆBWが図１
Ｃに示すように、ナイキスト帯域ｆNQ＝Ｎb ／Ｔs と等
しくなるようにすることになる。つまり従来装置で同一
帯域とするためには、拡散率を下げる必要があるが、こ
の発明では拡散率を下げることなく、帯域幅ｆBWだけを
狭くし、逆に言えば帯域幅ｆBWが従来と同一の場合は拡
散率を従来よりも高くしている。
【０００８】一例として、送受信フィルタにナイキスト
フィルタとして一般的なルートコサインロールオフフィ
ルタを用い、直接拡散信号を帯域制限して多重化した場
合のビット誤り率の計算機シミュレーションによる結果
を以下に示す。ロールオフフィルタのロールオフ率は0.
５とし、帯域幅は拡散率Ｎb ＝３１に対してナイキスト
フィルタとなる帯域幅ｆBW＝Ｎb ／Ｔs に固定する。こ
こで、伝送データのシンボル周期Ｔs は一定とする。拡
散率を例えばＮa ＝４０とするとｆBWは一定でなので、
チップのナイキスト帯域ｆNQで規格化した帯域幅ｆBW／
ｆNQは0.７７５となる。Ｎb ＝３１はＣＤＭＡを行うに
は実用的ではないが、少ないユーザ数で多重化干渉劣化
を評価できるように設定している。シミュレーションを
簡単にするため拡散符号はランダム（つまり符長が無限
大）とし、干渉ユーザのチップおよびキャリアの位相が
揃っていること、さらに受信側のキャリアとチップの位
相およびシンボルクロックなどの同期が全て完全にとれ
ていると仮定した、変調形式はＤＱＳＫ，検波を遅延検
波とした。
フィルタとして一般的なルートコサインロールオフフィ
ルタを用い、直接拡散信号を帯域制限して多重化した場
合のビット誤り率の計算機シミュレーションによる結果
を以下に示す。ロールオフフィルタのロールオフ率は0.
５とし、帯域幅は拡散率Ｎb ＝３１に対してナイキスト
フィルタとなる帯域幅ｆBW＝Ｎb ／Ｔs に固定する。こ
こで、伝送データのシンボル周期Ｔs は一定とする。拡
散率を例えばＮa ＝４０とするとｆBWは一定でなので、
チップのナイキスト帯域ｆNQで規格化した帯域幅ｆBW／
ｆNQは0.７７５となる。Ｎb ＝３１はＣＤＭＡを行うに
は実用的ではないが、少ないユーザ数で多重化干渉劣化
を評価できるように設定している。シミュレーションを
簡単にするため拡散符号はランダム（つまり符長が無限
大）とし、干渉ユーザのチップおよびキャリアの位相が
揃っていること、さらに受信側のキャリアとチップの位
相およびシンボルクロックなどの同期が全て完全にとれ
ていると仮定した、変調形式はＤＱＳＫ，検波を遅延検
波とした。
【０００９】以上の条件下で拡散率Ｎａを変化した場合
のビット誤り率のフロア（ＡＷＧＮ環境，Ｅb ／Ｎo ＝
４０dB，Ｅb ：１ビット電力、Ｎo ：雑音電力密度）を
求めた結果を図２に示す。図２より６ユーザの場合ｆBW
／ｆNQ＝0.７７５（この発明が適用されている）の誤り
率はＰｅ＝4.２ｅ−３であり、ｆBW／ｆNQ＝1.０（従来
の装置）の誤り率Ｐｅ＝6.７ｅ−３に比べ３６％の改善
となる。この結果と遅延検波の誤り率理論式Ｐｅ＝0.５
・exp （−Ｅｂ／Ｉ０）よりＥｂ／Ｉ０（Ｉ０：干渉波
電力密度）を求めると、ｆBW／ｆNQ＝0.７７５でのＥｂ
／Ｉ０（真価）＝4.７８，ｆBW／ｆNQ＝1.０でのＥｂ／
Ｉ０（真価）＝4.３２とそれぞれなり、前者は後者より
他ユーザ干渉電力が約１０％少ない。これより、ｆBW／
ｆNQ＝0.７７５に狭帯域化すれば収容ユーザ数を約１０
％増加できることがわかる。このようにｆBW／ｆNQを１
以下に狭帯域化するとｆBW／ｆNQ＝0.７７５程度までは
ビット誤り率が改善するが、これはチップのナイキスト
帯域以下に狭帯域化したために生じたチップの符号間干
渉による劣化よりも拡散率増加によるユーザ間干渉電力
密度の低減効果が大きいためと考えられる。さらにｆBW
／ｆNQ＝0.７７５以下に狭帯域とする場合はビット誤り
率はほとんど変化がないが、チップの符号間干渉による
波形歪みによって同期特性が劣化することが考えられる
ため必要以上の狭帯域化は逆効果となると考えられる。
これらの点から好ましいｆBW／ｆNQは0.９〜0.７程度で
ある。
のビット誤り率のフロア（ＡＷＧＮ環境，Ｅb ／Ｎo ＝
４０dB，Ｅb ：１ビット電力、Ｎo ：雑音電力密度）を
求めた結果を図２に示す。図２より６ユーザの場合ｆBW
／ｆNQ＝0.７７５（この発明が適用されている）の誤り
率はＰｅ＝4.２ｅ−３であり、ｆBW／ｆNQ＝1.０（従来
の装置）の誤り率Ｐｅ＝6.７ｅ−３に比べ３６％の改善
となる。この結果と遅延検波の誤り率理論式Ｐｅ＝0.５
・exp （−Ｅｂ／Ｉ０）よりＥｂ／Ｉ０（Ｉ０：干渉波
電力密度）を求めると、ｆBW／ｆNQ＝0.７７５でのＥｂ
／Ｉ０（真価）＝4.７８，ｆBW／ｆNQ＝1.０でのＥｂ／
Ｉ０（真価）＝4.３２とそれぞれなり、前者は後者より
他ユーザ干渉電力が約１０％少ない。これより、ｆBW／
ｆNQ＝0.７７５に狭帯域化すれば収容ユーザ数を約１０
％増加できることがわかる。このようにｆBW／ｆNQを１
以下に狭帯域化するとｆBW／ｆNQ＝0.７７５程度までは
ビット誤り率が改善するが、これはチップのナイキスト
帯域以下に狭帯域化したために生じたチップの符号間干
渉による劣化よりも拡散率増加によるユーザ間干渉電力
密度の低減効果が大きいためと考えられる。さらにｆBW
／ｆNQ＝0.７７５以下に狭帯域とする場合はビット誤り
率はほとんど変化がないが、チップの符号間干渉による
波形歪みによって同期特性が劣化することが考えられる
ため必要以上の狭帯域化は逆効果となると考えられる。
これらの点から好ましいｆBW／ｆNQは0.９〜0.７程度で
ある。
【００１０】
【発明の効果】以上述べたように、この発明のスペクト
ル拡散信号送信装置によれば、チップのナイキスト帯域
以下に帯域制限するため、チップ波形は歪み、チップの
符号間干渉による劣化が生じる。しかし、従来と同じ周
波数帯域を使用するものとして比較すれば、チップ周期
を短く拡散率を大きくすることができるため処理利得
（拡散利得）が増え、他ユーザの干渉電力密度を低減す
る効果がある。この符号間干渉による劣化より処理利得
の増加の効果が大きいため、多元接続した場合のビット
誤り率を改善することができ、すなわち一定周波数帯域
に収容するユーザ数を増加する効果がある。前述したＣ
ＤＭＡの特徴を十分いかすことができる。
ル拡散信号送信装置によれば、チップのナイキスト帯域
以下に帯域制限するため、チップ波形は歪み、チップの
符号間干渉による劣化が生じる。しかし、従来と同じ周
波数帯域を使用するものとして比較すれば、チップ周期
を短く拡散率を大きくすることができるため処理利得
（拡散利得）が増え、他ユーザの干渉電力密度を低減す
る効果がある。この符号間干渉による劣化より処理利得
の増加の効果が大きいため、多元接続した場合のビット
誤り率を改善することができ、すなわち一定周波数帯域
に収容するユーザ数を増加する効果がある。前述したＣ
ＤＭＡの特徴を十分いかすことができる。
【図１】Ａはこの発明によるスペクトル拡散信号送信装
置の実施例を示すブロック図、Ｂは図１Ａ中の帯域制限
フィルタ２１の特性図、Ｃは対応する従来の帯域制限フ
ィルタの特性図である。
置の実施例を示すブロック図、Ｂは図１Ａ中の帯域制限
フィルタ２１の特性図、Ｃは対応する従来の帯域制限フ
ィルタの特性図である。
【図２】拡散率を変化した場合のビット誤り率のシミュ
レーション結果を示す図。
レーション結果を示す図。
【図３】従来のスペクトル拡散信号送信装置を示すブロ
ック図。
ック図。
Claims (1)
- 【請求項１】 シンボル周期Ｔs の伝送データをＮ個
（Ｎは２以上の整数）に分割した期間Ｔc を１チップと
する拡散符号を生成する拡散符号生成回路と、前記拡散
符号によって伝送データのスペクトラムを直接拡散する
スペクトラム直接拡散信号生成回路と、搬送波周波数を
発生する搬送波発生回路と、前記スペクトラム直接拡散
信号生成回路により生成されたスペクトラム直接拡散信
号で搬送波生成回路の生成搬送波信号を変調する変調回
路と、前記変調回路により生成された変調信号を帯域制
限する帯域制限フィルタからなる送信装置において、前
記帯域制限フィルタはその片側半値帯域幅がチップ期間
Ｔc のナイキスト帯域１／（２Ｔc ）以下に選定されて
いることを特徴とするスペクトル拡散信号送信装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8217614A JPH1065574A (ja) | 1996-08-19 | 1996-08-19 | スペクトル拡散信号送信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8217614A JPH1065574A (ja) | 1996-08-19 | 1996-08-19 | スペクトル拡散信号送信装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1065574A true JPH1065574A (ja) | 1998-03-06 |
Family
ID=16707060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8217614A Pending JPH1065574A (ja) | 1996-08-19 | 1996-08-19 | スペクトル拡散信号送信装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1065574A (ja) |
-
1996
- 1996-08-19 JP JP8217614A patent/JPH1065574A/ja active Pending
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