JPH11266178A - 通信ネットワーク用非対称符号化／復号の方法および装置 - Google Patents

通信ネットワーク用非対称符号化／復号の方法および装置

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JPH11266178A
JPH11266178A JP10349579A JP34957998A JPH11266178A JP H11266178 A JPH11266178 A JP H11266178A JP 10349579 A JP10349579 A JP 10349579A JP 34957998 A JP34957998 A JP 34957998A JP H11266178 A JPH11266178 A JP H11266178A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】各処理ステーションでの復号及び再符号化に伴
う各ステーションの処理を軽減し、伝送効率を向上す
る。 【解決手段】 符号化信号は、送信用言符号化処理の順
序と異なった順序で中間ステーションおよび受信ステー
ションで処理される。すなわち、ＣＤＭＡ符号化信号の
回復は、スプレッディング・コードの適用の原スキーム
またはシーケンスのスプレッディング／デスプレッディ
ングの適用を必要としない。コードの適用は符号化され
た原信号を損なうことなく置換される。こうした適用で
は、すべての符号化スプレッディング関数がスプレッデ
ィング速度の増大に帰結するわけではない。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、通信信号の符号化
／復号に関し、特に通信信号へのコード適用のシーケン
スに関する。本発明は、特に通信信号のＣＤＭＡ符号化
および復号に関する。
【０００２】
【従来の技術、及び、発明が解決しようとする課題】通
信システムにおける信号の符号化は、多くのコードの適
用を必要とすることが多いが、そこでは複数のコードが
一連のオーバレイとして適用され、信号を多様な信号伝
送および交換の目的に合致させるよう条件付ける際様々
な目的を達成する。こうした符号化の例には、伝送チャ
ネルに合わせて最適化されたＣＤＭＡ信号を生成するた
めに適用されるスプレッディングおよびオーバースプレ
ッディングが含まれる。他のコード処理には誤り訂正、
信号相関または相関解除（ｄｅ−ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏ
ｎ）等が含まれる。
【０００３】これらの多数のコードの適用は、起点およ
び終端ステーションの間に配置された複数の処理ステー
ションによって処理されなければならないことが多い。
普通、信号は各処理ステーションで復号および再符号化
されなければならない。これは、各処理ステーションで
のかなりの処理労力に相当し、総合的な信号伝送の不効
率につながる。
【０００４】他の伝送処理（すなわち、ＣＤＭＡ）で
は、信号は連続する処理ステーションの多数の段階でス
プレッディングまたはデスプレッディングされる。こう
した処理は、スプレッディング処理によって総合スプレ
ッディング速度を変更することもしないこともある。連
続する層のスプレッディングを有するスプレッディング
適用は順次的に行われ、中間処理ステーションで原信号
を回復する必要がある場合、回復のためのデスプレッデ
ィングが逆のシーケンスで行われた後、再スプレッディ
ングが、送信機での元のスプレッディング操作とまった
く同じシーケンスで行われる。ここでも必要とされる処
理は、原信号の回復が必要でない場合にも実行され、伝
送効率を大きく低下させる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、送信ス
テーションに端を発する符号化信号は、交換、多重化、
逆多重化、信号の再生成等を促進するため、中間ステー
ションおよび受信ステーションで、原符号化処理の順序
と異なった順序で処理される。すなわち、ＣＤＭＡ符号
化信号の回復は、原符号化順序スキームまたはスプレッ
ディング・コードの適用シーケンスの逆の順序によるス
プレッディング／デスプレッディングの適用を必要とし
ない。これは、相関デスプレッディングが利用されるコ
ードを使用するすべての直接シーケンス法における様々
な種類のスプレッディングについて言える。さらに、周
波数ホッピング、時間ホッピング等といった他の適用に
関する同様の種類のコードにも置換される。
【０００６】例示としての実施形態では、コードの適用
は符号化された原信号を損なわずに置換される。この適
用では、符号化スプレッディング関数のすべてがスプレ
ッディング速度の増大につながるわけではない。理論的
には、コード適用の置換は、元の数値を保持しつつ反復
ルベーグ可積分関数の順序を置換する許容度によって予
測される。
【０００７】特定の例示としての実施形態では、受信信
号のデスプレッディング・コードの適用の特定のシーケ
ンスが、信号送信時のスプレッディング・コードの元の
適用から置換される。複数の信号プロセッサが、原信号
数値を保持しつつ多様なシーケンスを想定する。
【０００８】
【発明の実施の形態】従来の通信システムでは、受信Ｃ
ＤＭＡ信号の復号は送信用初期コード化の正確な逆対称
順序である。こうした従来の符号化装置を使用する通信
システムが図１に示されるが、そこには送信用信号を受
け入れる入力１０１が含まれ、それにスプレッディング
関数Ｆ1、Ｆ2〜Ｆnを提供する３つの符号化機能１０
２、１０３および１０４が続く。符号化信号は有線また
は無線であるチャネル１０６を通じて、複数の復号器１
０７、１０８および１０９と出力１１０を有する受信位
置に伝送される。復号器は各々逆復号関数を提供する。
復号関数Ｆn -1〜Ｆ2 -1およびＦ1 -1はコード化の初期シ
ーケンスの全く逆のシーケンスで提供される。このた
め、すべての処理のための復号が、コード化の逆対称順
序をトラバースするために必要な多数のステップで回復
されることが必要になる。符号回路および復号回路は当
業技術分野で周知であるので、詳細に開示する必要はな
いと考えられる。
【０００９】拡散スペクトル復号が置換されるシステム
が、図２の通信システムで示される。この場合、スプレ
ッディングとデスプレッディングの間のシーケンスの変
更を支援するある種類のスプレッディング関数が使用さ
れる。まず入力２０１に適用された信号が、符号器２０
２、２０３および２０４によりスプレッディング関数Ｆ
1、Ｆ2およびＦnによってこの順序で符号化される。適
用されたすべてのスプレッディング・コードがスプレッ
ディング速度の増大に帰結するわけではない。
【００１０】拡散ＣＤＭＡ信号は、チャネル２０５を通
じて、出力２１０に直列に接続された復号器２０７、２
０８および２０９を有する受信機に伝送される。復号関
数Ｆj1 -1、Ｆj2 -1およびＦjn -1は送信側の符号化関数の
順次的な逆の順序には接続されていない。しかし、各符
号器Ｆjについて、対応する復号器Ｆjkが存在する。こ
の装置では、コード化信号ユニットはすべての符号化レ
ベルで独立して回復できる。この順序の変更によって、
必要な場合処理関数について符号化信号のあるレベルを
抽出することが可能になる。
【００１１】相関コード化および復号の順序の置換の基
礎はトネリ・ホブソンの定理である。この定理はルベー
グ可積分関数の反復積分の順序の置換を管理する。これ
は次の結果として表される。Ｃ（（ｆ，Ｇ），Ｈ）
（ｔ）＝Ｃ（Ｃ（ｆ，Ｈ），Ｇ）（ｔ）ここで、ｆは受
信信号であり、Ｇは逆スプレッディング関数であり、Ｈ
は逆スプレッディング関数であり、Ｃは相関演算子であ
る。１つの相関演算子の置換が図６で示されるが、そこ
では、Ｈが後に続く逆スプレッディング関数Ｇと、Ｇが
後に続く同等のＨとの不変性が示される。
【００１２】符号化信号を伝送する際、伝送経路全体の
中の中間地点またはウェイステーションで処理を行うた
めに、ある中間コード化レベルまで信号を復号する必要
が頻繁に発生する。こうした処理を必要とする伝送シス
テムの例が図３に示される。伝送される信号が入力３０
１に適用され、符号器３０２および３０３でスプレッデ
ィング・コードＦ1およびＦ2によってスプレッディング
符号化される。次の符号器３０５は、別の独立したチャ
ネル入力を受信し、コーダ３０２の出力をさらに追加し
て符号化する。補助チャネルがリード線３０４に適用さ
れる。２つの信号は、スプレッディング・コードＦj -1
を適用することによってコーダ３０５で符号化される。
これらの信号は次のスプレッディング復号器３０７に伝
送され、チャネル1３１０を通じて伝送される前にスプ
レッディング・コードＦnが適用される。
【００１３】中間ステーションには、デスプレッディン
グ・コードＦn -1を適用する復号器３１２が含まれる。
一連のスプレッディング符号器３１３および３１５が直
列に接続される。これらの符号器はスプレッディング・
コードＦjおよびＦnを適用し、信号を再伝送する。符号
器３１３は符号器３１３の出力から伝送するための独立
した出力３１７を有する。
【００１４】スプレッディング符号器３１５の出力はチ
ャネル2３１６に適用され、スプレッディング・コード
Ｆjを適用するスプレッディング符号器３３１を含むも
う１つの中間宛先に伝送される。
【００１５】スプレッディング信号は伝送チャネルｎ３
３５を経由して、それぞれデスプレッディング・コード
Ｆ2 -1、Ｆn -1およびＦj -1を適用する一連のデスプレッ
ディング復号器３３７、３３９および３４１に伝送され
る。デスプレッディング出力信号は出力リード線３４３
に適用される。
【００１６】置換逆復号器操作を伴う直接シーケンスＣ
ＤＭＡの例が図４に示される。信号関数ＡおよびＢが入
力４０１に適用される。ＡはＸおよびＹを含み、ＢはＺ
およびＷを含む。これらはそれぞれ符号化関数Ｆ1およ
びＦ2を有する連続する符号化装置４０２および４０３
に適用される。ＡとＢは異なったＰＮシーケンスを有
し、Ａのシーケンスは＋、＋、−であり、Ｂのシーケン
スは＋、−、＋である。符号化信号はチャネル４０５に
よって、復号器４０７および４０８を含む受信機に伝送
される。復号器は複合処理の従来の逆シーケンスから置
換される。スプレッディング処理では、入力でＸ、Ｙ、
ＺおよびＷに関する最初の４つのスプレッディング・ウ
ォルシュ関数がＦ1として各クロック・パルスで適用さ
れる。これらはウォルシュＯＮシーケンスとして知られ
ている。適用可能なウォルシュ関数は以下である。
【００１７】 時間シーケンス・コード化の例が以下の表に示される。
コードは、１２タイミング・マーカー毎に繰り返す。
【００１８】 時間シーケンス・コード化の表 パターンはｍｏｄ１２を繰り返す 時間→ ０ １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １０ １１ １２ １３ Ｘ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ − − − − ＋ ＋ Ｙ ＋ ＋ − − ＋ ＋ − − − − ＋ ＋ ＋ ＋ Ｚ ＋ − − ＋ − ＋ ＋ − ＋ − − ＋ ＋ − Ｗ ＋ − ＋ − − ＋ − ＋ ＋ − ＋ − ＋ −
【００１９】周波数ホッピングＣＤＭＡ伝送システムに
適用されるコード化の置換の適用に関する特定の例示と
しての実施形態が図５に示される。通信システム中の４
つのユーザ（Ｘ、Ｙ、ＺおよびＷ）が示される。２つの
符号器５０３および５０４がユーザをホップ集合｛ｘ、
ｙ、ｚ、ｗ｝にマップする符号化関数Ｆ1およびＦ2と共
に示される。ある時間に示されるホップ集合は（ｎｘｙ
ｚｗ）である。符号化演算子Ｆ1の適用によって、ｎが
偶数のとき、ホップ・パターン（ｎｘｙｚｗ）が得ら
れ、ｎが奇数のとき、（ｎｙｘｗｚ）が得られる。Ｆ2
は（ｎａｂｃｄ）の形態の入力を有する。この実施形態
ではｎはｋ（ｍｏｄ４）に一致する。すなわちｋ＝０ま
たは１の場合、Ｆ2によって（ｎａｂｃｄ）が与えられ
る。ｋ＝２または３の場合、Ｆ2によって（ｎｃｄａ
ｂ）が与えられる。一方Ｆ1Ｆ2はｋ＝０の場合、（ｎｘ
ｙｚｗ）を与え、Ｆ1Ｆ2はｋ＝１の場合、（ｎｙｘｗ
ｚ）を与え、Ｆ1Ｆ2はｋ＝２の場合、（ｎｚｗｘｙ）を
与え、Ｆ1Ｆ2はｋ＝３の場合、（ｎｗｚｙｘ）を与え
る。Ｆ1とＦ2の両方は、どちらも各々その逆の数値に等
しく２つを連続して適用すると同一になるという点で対
合である。ｎ＝０、１、２、３について伝送される周波
数パターン（ｎａｂｃｄ）は、初めにＦ1を適用し次に
Ｆ2を適用することによって整合される。
【００２０】前記システムは、ＣＤＭＡシステムで一般
的な方法でクロックによって制御される。関数Ｆ1で
は、ＸおよびＹに関するクロック周波数が交換され、Ｚ
およびＷに関するクロック周波数が各クロック・パルス
について交換される。関数Ｆ2では、Ａの中のクロック
・パルス周波数が１つ置きにＢの中のクロック・パルス
周波数と交換される。これらの周波数交換は図５の数値
の表で示される。チャネル５０５を通じた伝送の後、復
号器５０６および５０７で置換された順序（Ｆ1 -1がＦ2
-1に先行する）で複合化が行われ、出力５１２に完全な
信号の回復が得られる。
【００２１】図５の例示としての実施形態の動作は、図
５の添付の表Ａ〜Ｄを検討することによって確認され
る。表Ａは、符号器５０３によって周波数ホップされる
信号ＡおよびＢの２つのグループの符号化演算を示す。
【００２２】 表Ａ ｍｏｄ４を繰り返す 時間→ ０ １ ２ ３ ４ ５ Ｘ ｘ ｙ ｚ ｗ ｘ ｙ Ｙ ｙ ｘ ｗ ｚ ｙ ｘ Ｚ ｚ ｗ ｘ ｙ ｚ ｗ Ｗ ｗ ｚ ｙ ｘ ｗ ｚ
【００２３】下位グループＡのＸとＹは、下位グループ
ＢのＷとＺとして置換される。クロック・パルス毎に交
替する出力が生成される。こうした置換が図５の表Ａに
示される。コーダ５０３の出力は、符号器５０４で、表
Ｂに示されるように２つのとき間単位毎にＡおよびＢの
数値を置換することによってさらに置換される。
【００２４】 表Ｂ 時間→ ０ １ ２ ３ ４ ５．．． Ａ Ｘ ｘ ｙ ｘ ｙ ｘ ｙ Ｙ ｙ ｘ ｙ ｘ ｙ ｘ Ｂ Ｚ ｚ ｗ ｚ ｗ ｚ ｗ Ｗ ｗ ｚ ｗ ｚ ｗ ｚ 周波数ホップされた伝送が表Ｃに示される。
【００２５】 表Ｃ ｍｏｄ４を繰り返す 時間→ ０ １ ２ ３ ４ ５ ．．． Ｘ ｘ ｙ ｚ ｗ ｘ ｙ Ｙ ｙ ｘ ｗ ｚ ｙ ｘ Ｚ ｚ ｗ ｘ ｙ ｚ ｗ Ｗ ｗ ｚ ｙ ｘ ｗ ｚ
【００２６】受信機では、復号器５０６はＦ2 -1の逆を
行うが、その最初のものは伝送動作に不適切である。Ｘ
およびＹ信号と、その後ＺおよびＷ信号が、表Ｄのよう
に個別に変更される時間単位によって置換される。
【００２７】 表Ｄ ０ １ ２ ３ ４ ５．．． Ａ Ｘ ｘ ｘ ｚ ｚ ｘ ｘ Ｙ ｙ ｙ ｗ ｗ ｙ ｙ Ｂ Ｚ ｚ ｚ ｘ ｘ ｚ ｚ Ｗ ｗ ｗ ｙ ｙ ｗ ｗ ＡおよびＢの下位グループは２つの時間単位毎に置換さ
れ、表Ｅに示すような結果を生じる。
【００２８】 表Ｅ ０ １ ２ ３ ４ ５．．． Ａ Ｘ ｘ ｘ ｘ ｘ ｘ ｘ Ｙ ｙ ｙ ｙ ｙ ｙ ｙ Ｂ Ｚ ｚ ｚ ｚ ｚ ｚ ｚ Ｗ ｗ ｗ ｗ ｗ ｗ ｗ
【図面の簡単な説明】
【図１】受信機での復号が送信前の符号化の逆対称順序
で行われる、拡散ＣＤＭＡ信号を使用する従来の技術通
信システムのブロック略図である。
【図２】送信前の符号化の逆対称順序と一致しない順序
のデスプレッディング関数を使用する受信機での復号を
伴う拡散ＣＤＭＡ信号を使用する通信システムのブロッ
ク略図である。
【図３】中間復号器と受信復号器での逆復号操作の置換
を伴う直接シーケンスＣＤＭＡを使用する一般化された
通信システムのブロック略図である。
【図４】受信復号器での逆復号操作の置換を伴う直接シ
ーケンスＣＤＭＡを使用する通信システムのブロック略
図である。
【図５】受信復号器での逆復号操作の置換を伴う周波数
ホッピングＣＤＭＡを使用する通信システムのブロック
略図である。
【図６】相関された符号化および復号関数の不変性を示
すブロック略図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アショク エヌ．ラドラパトナ アメリカ合衆国 ニュージャーシィ，バス キング リッジ，クノールクロフト ロー ド 34

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 伝送信号のスペクトル拡散ＣＤＭＡコー
    ド化シーケンスの逆と異なる復号シーケンスを有する復
    号順序でスペクトル拡散ＣＤＭＡ信号を相関復号する方
    法であって、 連続した一連の符号化ステップＦ1〜Ｆnで、伝送前にス
    プレッディング・コード信号によって符号化するステッ
    プと、 伝送チャネルを通じて前記信号を伝送するステップと、 前記伝送チャネルから前記信号を受信するステップと、 前記連続した一連の符号化ステップ以外のシーケンスで
    デスプレッディング・コードの復号ステップを適用する
    ことによって前記受信信号を復号するステップと、 各符号化スプレッディング・コードが対応する復号デス
    プレッディング・コードを有するステップと、 スプレッディングおよびデスプレッディング・コードが
    相関関連コードであるステップとを含む方法。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の方法において、さら
    に、 受信信号の復号が部分的であるステップと、 この復号が起点と終端との間に配置された多数の中間受
    信ステーションの中で分散されるステップとを含む方
    法。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載の方法において、さら
    に、 前記中間受信ステーションの中で符号化ステップと復号
    ステップを繰り返すステップを含む方法。
  4. 【請求項４】 請求項３に記載の方法において、さら
    に、 中間および終端ステーションで、送信起点の原スプレッ
    ディング周波数と異なったスプレッディングおよびデス
    プレッディングのレートを使用するステップを含む方
    法。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載の方法において、さら
    に、 中間受信ステーションでコーダを通じて追加チャネルを
    伝送経路に多重化するステップを含む方法。
  6. 【請求項６】 請求項４に記載の方法において、さら
    に、 各々異なったシーケンスの復号およびコード化を使用す
    る多数のチャネルを経由して伝送するステップを含む方
    法。
  7. 【請求項７】 周波数ホッピング・コードを相関復号お
    よび置換する方法であって、送信および受信コードが異
    なった置換シーケンスを有し、 連続した一連の周波数ホップ符号化ステップＦ1〜Ｆnに
    よって伝送信号を周波数ホッピングするステップと、 伝送チャネルを通じて一連の周波数ホップ信号を伝送す
    るステップと、 前記伝送チャネルから前記周波数ホップ信号を受信する
    ステップと、 前記伝送シーケンス以外のシーケンスを有する復号ステ
    ップを適用することによって受信信号を復号するステッ
    プとを含む方法。
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