JPH1070521A - Ｃｄｍａチャンネルのシンボルスイッチング - Google Patents

Ｃｄｍａチャンネルのシンボルスイッチング

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JPH1070521A
JPH1070521A JP9115460A JP11546097A JPH1070521A JP H1070521 A JPH1070521 A JP H1070521A JP 9115460 A JP9115460 A JP 9115460A JP 11546097 A JP11546097 A JP 11546097A JP H1070521 A JPH1070521 A JP H1070521A
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ヘンリー アーヴィング リチャード
Diakoumis Parissis Gerakoulis
パリシス ジェラコーリス ダイアコーミス
Robert Raymond Ii Miller
レイモンド ミラー セカンド ロバート
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 衛星に内蔵された交換機等の空間及び重量制
限されるスイッチング装置の効率的使用を可能にする。 【解決手段】 衛星に内蔵されたデジタル交換機は、ア
ップリンクビームと、ビットレベルの代わりにシンボル
レベルで含まれるトラフィックチャンネルとを処理す
る。この装置において、交換機は、ユーザー１人当たり
を基礎とする中継器としてかつビームレベルの交換機と
して実行する。個々のユーザー信号（すなわちチャンネ
ル）はアップリンクビームから分離され、関連ダウンリ
ンクビームに再合成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、信号のマルチポイ
ント入力／出力スイッチングに関し、特にスペクトル拡
散信号（すなわちＣＤＭＡ）のスイッチングに関する。
特に、本発明は、衛星に内蔵された交換機等の空間及び
重量制限されるスイッチング装置の効率的使用を可能に
するために、シンボルレベルでのＣＤＭＡ信号のスイッ
チングに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】衛星
は、伝統的に、ビーム中の全チャンネルが共通の宛先を
共有する信号ビーム用のトランスポンダまたは空中中継
器として使用されている。この設備は、どんな信号スイ
ッチングも地上ベースとされるべきことを必要とする
“曲がり管”装置と呼ばれている。これは、交換処理が
地上ベースとされなければならない複数のスループット
チャンネルを扱うように、衛星の全ユーティリティを制
限する。スイッチングが地上ベースになっていると、衛
星に接続されたユーザーを互いにつなぐために２つの二
重ホップ送信（すなわち、衛星／地上／衛星）を通過し
なければならず、望ましくない信号遅延が大きくなって
しまう。
【０００３】“空中交換機”衛星は、両方のエンドユー
ザーが（例えば衛星皿型アンテナを介して）互いに直接
つながれるのを可能にする。衛星内に位置するスイッチ
ングにより、信号遅延は、地上ベースのスイッチングを
使用する曲がり管装置の信号遅延の半分に減少する。こ
れは、受け入れ可能な品質で音声呼を処理する衛星の能
力を大いに増大させる。
【０００４】望ましい空間及び重量特性を有する交換機
は“空中交換機”概念に欠くことができないものであ
り、さもなければ、むしろ大きくて重い衛星スイッチン
グ構成が必要とされる。このような交換機は、トラフィ
ックチャンネル上でエンドユーザーを直接つなぐ能力を
含まなければならない。トラフィックチャンネルは、特
にＣＤＭＡ装置では、ビーム内に束ねられているので、
アップリンクビームから抽出してダウンリンクビーム中
に構成され、ここで、共通の宛先を有する全ダウンリン
クチャンネルが同じ宛先を有するビーム中に結合され
る。
【０００５】デジタル化された被変調信号の信号スイッ
チングは、典型的に、スイッチング負荷を支援する拡張
処理回路を必要とするサンプリングされた波形レベルで
実行される。回路密度を増大させかつ相当な処理量を維
持するＶＳＬＩ技術の進歩によってさえ、サンプリング
された波形レベルにおけるスイッチングは、どんな適度
なサイズの衛星でもその容量を制限する衛星処理サイ
ズ、重量及び電力制約を必要とする。例えば、一定の遅
延が全デジタルビットストリームのために維持されなけ
ればならない。
【０００６】経済的かつサイズ／重量の観点から、衛星
信号処理装置が、“曲がり管及び空中交換”装置の利点
を提供し、さらに、それぞれに関連した欠点を回避する
ことが望ましい。
【０００７】
【課題を解決するための手段】サイズ、重量及び電力必
要条件なしにかなりの容量を有するデジタルスイッチン
グ装置が請求項１に定義されるように提供される。
【０００８】特にこの実施例では、衛星に内蔵されたデ
ジタル交換機は、アップリンクビームと、サンプリング
された波形レベルに代わるシンボルレベルで含まれるト
ラフィックチャンネルとを処理する。この装置では、交
換機は、ユーザーごとに基づく中継器としてかつビーム
レベルの交換機として実行する。個々のユーザー信号
（すなわちチャンネル）は、アップリンクビームから分
離され、関連ダウンリンクに再合成される。
【０００９】着信波形のサンプルが採用される。これら
のサンプルはユーザーごとに基づいて処理されて、シン
ボル情報が抽出される。次いで、このシンボル情報は関
連出力ビームに経路指示する交換処理に送られる。次い
で、出力基準処理装置はユーザーシンボルを結合し、ダ
ウンリンクへの伝送のためのサンプリングされた波形を
再構築する。
【００１０】
【発明の実施の形態】送信ユーザー端末を受信ユーザー
端末に接続するポイントツーポイント通信装置の一例は
図１に概略的に示される。例として個別の送信及び受信
端末１０１及び１０２が示されているが、これらの端末
は電話システムの送信ポイント及び受信ポイントでも良
い。これらの端末は、移動体に対抗するものとして空間
的に／地理的に固定されている。さらに、これらの端末
は双方向トランシーバーでも良い。簡単にするために一
方向のみが示されている。
【００１１】端末１０１−１は、衛星１０５にＲＦ Ｃ
ＤＭＡビーム信号を送る衛星皿型アンテナ１０３を含
む。端末１０２−１は、その付属衛星皿型アンテナ１０
４を介して衛星１０５からＲＦ ＣＤＭＡビーム信号を
受信する。各ビーム信号は複数のバンドを含む。図示さ
れているように、衛星は、他の送信端末１０１−Ｎから
ＲＦ ＣＤＭＡビーム信号を受信し、複数の受信端末１
０２−ＮにＲＦ ＣＤＭＡビーム信号を送信する。
【００１２】ビーム信号は各々、ヘッドパイロットにわ
たって、アクセス及びページングチャンネルと、複数の
音声及びデータトラフィックチャネルとを含む複数のバ
ンドを含む。パイロットチャンネルを介して同期が与え
られ、衛星との接続はアクセスチャンネルを介して開始
される。ページングチャンネルは、受信ユーザー端末と
の接続を開始するために衛星で使用される。
【００１３】地上端末と衛星の空中インターフェース
は、固定ポイントから引用された同期ＣＤＭＡビームを
含む。隣接ビームは、拡散コード（例えばゴールドコー
ド）の適用により互いに分離され、ビームを伴う個々の
チャンネルが各々割り当てられ、１組の直交ベクトルか
らユニークコードで拡散される。このアプリケーション
では、トラフィック容量をかなり制限する多重アクセス
干渉制限手段として、同期が重要である。全ビームを共
通基準点で同期させることによって、アップリンクビー
ムは、シンボルレベルにダウン復調することができ、原
ビット信号を、交換されたダウンリンク送信前に再生さ
せる。ダウンリンクビームは適切な宛て先ビームに向け
られ、ダウンリンク送信のために符号化される。
【００１４】着信アップリンクＣＤＭＡビームに基づい
て衛星で実行される主な処理は、ある基準点とのビーム
の同期と、ビームの復調である。サイズ及び重量を制限
するために、タイミング及び同期は、各ユーザーチャン
ネルで実行されないが、アップリンクユーザーを定期的
に分析して主プロセッサにタイミング情報を供給するた
めに多数のビームの間で共有されるタイミング及び同期
の共同管理に依存している。
【００１５】アップリンクビームの復調は、各チャンネ
ルが、図２に示されるようにＩＦ局部発振器２０２で励
起されるミキサー２０１に供給されるＩＦへのダウンコ
ンバージョンで始まる。混合された信号は、バンドパス
フィルタ２０３を介してアナログ／デジタルコンバータ
２０５に供給され、４Ｘオーバーサンプルレートでデジ
タル化されて８ビット分解能デジタルサンプルストリー
ムを生成する。８ビット デジタル領域シンボル信号
は、信号ストリーム中のシンボル間干渉を最小限にする
ルート レイズド コサインＩＳＩフィルタ２０９に供
給される。次いで、信号は、それぞれ、１ビット乗算器
／ミキサー２１１及び２１３と励起サイン及びコサイン
１ビット発生器２１２および２１４からなるクォドラチ
ャ復調器に供給される。この復調処理は、信号の同相
（Ｉ）及び９０°位相（Ｑ）成分を分離する。この実施
例では、４Ｘオーバーサンプリングが用いられているの
で、サイン及びコサイン波形を表すために１ビットのみ
が必要とされる。
【００１６】乗算器２１１及び２１３は、その後にそれ
ぞれ積分器２１７及び２１８が続き、４Ｘオーバーサン
プリングされた入力サンプルストリームを１Ｘシンボル
ストリームに変換するのに用いられる。このシンボルス
トリームは、現ビーム中の全ユーザーと、隣接ビーム中
の全干渉ユーザーと、チャンネル中のノイズとの和を表
わす。
【００１７】ビームＧＮからユーザーを抽出するため
に、ビーム符号発生器２２１及び２２３より供給される
ビーム符号が、それぞれ乗算器２２２及び２２４への供
給によりＩ及びＱシンボルストリームビットの１ビット
ずつに供給される。シンボルストリームへのこのＧＮビ
ーム符号の供給は、隣接ビーム中のユーザーに起因する
干渉を“白くする”。
【００１８】ビーム符号処理ステージからの出力はバス
２２５に供給され、バス２２５は、乗算器（２２２，２
２４）出力信号をトラフィックチャンネル再生装置に供
給する。トラフィックチャンネル再生装置は各々、特定
ユーザーのベースバンド シンボルストリームを抽出す
る。この処理は、特定ユーザーの符号による着信複合サ
ンプル信号の拡散解除と、その結果生じたベースバンド
信号の位相の検出とを含む。各トラフィックチャンネル
再生装置は、ユーザーの特定直交符号ビットを１ビット
ずつ着信複合サンプルストリームに供給するために、発
生器２３６−Ｎで発生するＷｉユーザー直交符号で励起
される乗算器／ミキサー２３５−Ｎを含む。出力サンプ
ルは加算器２３７−Ｎで累積され、符号の終わりでダン
プされる。ベースバンド シンボルレートで到来する出
力複合サンプルは位相デコーダ２４０−Ｌに供給され、
デコーダは復号サンプルストリームを符号化ベースバン
ド
【００１９】シンボルに変換する。これらのシンボル
は、宛先ビームに経路指示する交換機に送られる。最初
の交換機構成要素は、図３のＴＤＭ分離器３０２に接続
されるＴＤＭ集信器２４２である。
【００２０】ダウンリンクビーム処理は、図３に示され
るように、個々のベースバンド シンボルストリームを
受け入れて、適切な宛先ビームにおける適切に変調され
たチャンネルに変換する。ＴＤＭ分離器の出力はシンボ
ルエンコーダ３０３−Ｌに供給され、エンコーダは複合
変調平面上にシンボルをマッピングする。複合シンボル
は、Ｘ１２８シンボル中継器３０５−Ｎによりチップレ
ートで反復され、その結果、個々のユーザーの直交拡散
符号Ｗi 及びＷq を符号発生器３０７−Ｎから乗算器３
０９−Ｎに供給することができる。Ｉ及びＱ関連符号に
よる拡散からの結果は、加算器３１０及び３１１で別々
に、合成されたＩ及びＱサンプルストリームに加算され
る。ビーム符号ＧN は、発生器３１４及び３１５より乗
算器３１２及び３１３を介してＩ及びＱサンプルストリ
ームに供給され、次いでＸ４シンボル中継器３１７及び
３１８に供給されて、シンボル間干渉フィルタ３２１及
び３２３によるろ波のためにオーバーサンプリング ヘ
ッドルームを提供する。これらのフィルタは、図２のア
ップリンク回路のと同じルート レイズド コサイン形
態からなり、フィルタ３２１は同相サンプル用であり、
フィルタ３２３は９０°位相サンプル用である。
【００２１】同相サンプルは、乗算器３２６の１ビット
サイン発生器３２５より供給される信号で乗算される。
９０°サンプルは、乗算器３２８のコサイン発生器３２
７からの１ビットコサイン信号で乗算される。これらの
２つの信号は加算器３３１で加算され、加算器３３２を
介して出力リード３３３の送信機に送信するために供給
される。
【図面の簡単な説明】
【図１】アップリンクビームからダウンリンクビームに
結合され、その割り当てチャンネルと共通の宛先を有す
るチャンネルを有するアップリンク及びダウンリンクＣ
ＤＭＡビームを結合するために衛星を利用したマルチ
ピント ツ− ポイント通信装置の略図である。
【図２】アップリンクビーム処理回路の略図である。
【図３】ダウンリンクビーム処理の略図である。
フロントページの続き (72)発明者 ダイアコーミス パリシス ジェラコーリ ス アメリカ合衆国 07801 ニュージャーシ ィ，ドーヴァー，オーク ストリート 135 (72)発明者 ロバート レイモンド ミラー セカンド アメリカ合衆国 07960 ニュージャーシ ィ，コンヴェント ステーション，ブラッ ドレイ ロード 12

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 アップリンクＣＤＭＡビーム中のユーザ
    ーチャンネルをダウンリンクＣＤＭＡビームに結合する
    衛星ベース式スイッチング装置であって、 送信用地上局からアップリンクＣＤＭＡビームを受信
    し、該アップリンクビームから個別チャンネルを分離す
    る手段と、 前記アップリンクチャンネルからシンボルを抽出する手
    段と、 前記アップリンクチャンネルをシンボルレベルでスイッ
    チングする手段と、 アップリンクのシンボルレベルをダウンリンクＣＤＭＡ
    ビームに結合する手段と、 前記ダウンリンクＣＤＭＡビームを受信用地上局に送信
    する手段とからなる衛星ベース式スイッチング装置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の装置において、さらに、
    シンボルの表現をサンプリングし、前記サンプルを交換
    処理し、交換処理に続いて前記シンボルを再構成する手
    段を含むスイッチング手段からなる衛星ベース式スイッ
    チング装置。
  3. 【請求項３】 請求項１記載の装置において、さらに、
    ビット組合せからなるシンボルを得るために位相シフト
    キーイングでチャンネルを変調する手段を含む衛星ベー
    ス式スイッチング装置。
  4. 【請求項４】 各ビームが複数のユーザーチャンネルを
    含む着信被変調ビーム中のユーザーチャンネルを発信被
    変調ビームに結合するスイッチング装置であって、 着信ビームをサンプリングする手段と、 シンボル情報を抽出すすために前記サンプルをユーザー
    １人当たりを基礎として処理する手段と、 関連出力ビームへ経路指示するためにシンボル情報をス
    イッチングする手段と、 ユーザーシンボルを結合する手段と、 ビームのような発信伝送のために結合されたユーザーシ
    ンボルからサンプリングされた波形を再構成する手段と
    からなるスイッチング装置。
  5. 【請求項５】 ユーザーチャンネルを着信被変調ビーム
    から発信被変調ビームへ結合する方法であって、 着信ビームをサンプリングする工程と、 シンボル情報を抽出するためにユーザー１人当たりを基
    礎として前記サンプルを処理する工程と、 関連出力ビームに経路指示するために前記シンボル情報
    をスイッチングする工程と、 ユーザーシンボルを結合する工程と、 ビームのような発信伝送のために結合されたユーザーシ
    ンボルからサンプリングされた波形を再構成する手段と
    からなるスイッチング方法。
  6. 【請求項６】 ユーザーチャンネルを空中においてアッ
    プリンク被変調ビームから出力ダウンリンク被変調ビー
    ムへスイッチングする方法であって、 各ユーザーチャンネル中の情報を表わすシンボルを生成
    する工程と、 各アップリンクユーザーチャンネルのシンボルを、ユー
    ザーチャンネルの予め決められた宛先と共通の宛先を有
    するダウンリンクビームへスイッチングする工程とから
    なる空中でユーザーチャンネルをスイッチングする方
    法。
  7. 【請求項７】 請求項６記載の方法において、アップリ
    ンク着信被変調ビームをさらにサンプリングし、シンボ
    ル情報を抽出するためにユーザー１人当たりを基礎とし
    て前記サンプルを処理する工程を含む空中でユーザーチ
    ャンネルをスイッチングする方法。
  8. 【請求項８】 請求項６記載の方法において、ダウンリ
    ンクビームでの送信のためにスイッチングされたシンボ
    ルからサンプリングされた波形を再構成する工程を含む
    空中でユーザーチャンネルをスイッチングする方法。
  9. 【請求項９】 請求項６記載の方法において、位相シフ
    トキーイングでビット組合せを表わすシンボルを生成す
    る工程を含む空中でユーザーチャンネルをスイッチング
    する方法。
  10. 【請求項１０】 アップリンクビームから抽出されたア
    ップリンクユーザーチャンネルを、ダウンリンクビーム
    を構成する集められたアップリンクユーザーチャンネル
    の予め決められた宛先を伴う宛先を有するダウンリンク
    ビームへスイッチングする空中におけるスイッチング装
    置であって、アップリンクビームをサンプリングする手
    段と、 各ユーザーチャンネルを表わすシンボル情報を生成する
    ためにユーザー１人当たりを基礎として前記サンプルを
    処理する手段と、 予め決められた共通の宛先を有するアップリンクユーザ
    ーチャンネルを、それが入っているユーザーチャンネル
    の前記予め決められた宛先と共通の宛先を有するダウン
    リンクビーム中に集めるために前記シンボル情報をスイ
    ッチングする手段とからなる空中におけるスイッチング
    装置。
  11. 【請求項１１】 請求項１０記載の空中におけるスイッ
    チング装置において、アップリンクビームから個別チャ
    ンネルを分離する手段を含み、スイッチングする手段
    は、さらに、シンボルレベルのサンプルでスイッチング
    を処理する手段と、スイッチングに続いて符号を再構成
    する手段とを含む空中におけるスイッチング装置。
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US08/643,720 US5805579A (en) 1996-05-06 1996-05-06 Symbol switching of CDMA channels
US08/643720 1996-05-06

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JPH1070521A true JPH1070521A (ja) 1998-03-10

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ID=24582007

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JP (1) JPH1070521A (ja)
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AU (1) AU738832B2 (ja)
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