WO2005122421A1 - Cdma通信装置およびcdma通信方法 - Google Patents

Cdma通信装置およびcdma通信方法 Download PDF

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WO2005122421A1
WO2005122421A1 PCT/JP2004/017286 JP2004017286W WO2005122421A1 WO 2005122421 A1 WO2005122421 A1 WO 2005122421A1 JP 2004017286 W JP2004017286 W JP 2004017286W WO 2005122421 A1 WO2005122421 A1 WO 2005122421A1
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component
spreading
signal
chip
cdma communication
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PCT/JP2004/017286
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Inventor
Shoichi Fujita
Takao Nihei
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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Publication date
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    • H04L25/0202Channel estimation
    • H04L25/0224Channel estimation using sounding signals
    • H04L25/0226Channel estimation using sounding signals sounding signals per se
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04L27/261Details of reference signals
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    • H04L5/0014Three-dimensional division
    • H04L5/0016Time-frequency-code
    • HELECTRICITY
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    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/003Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
    • H04L5/0048Allocation of pilot signals, i.e. of signals known to the receiver

Definitions

  • the present invention relates to a CDMA (Code Division Multiple Access) communication device and a CDMA communication method.
  • CDMA Code Division Multiple Access
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
  • CDMA Code Division Multiple Access
  • OFDM-CDMA scheme that combines the two is adopted.
  • a communication device employing the conventional OFDM-CDMA system receives a signal and performs FFT (Fast Fourier Transform) processing on the received signal to perform time-to-frequency conversion. After that, the frequency response of the transmission path for each subcarrier is estimated using the known pilot symbols included in the received signal, and the obtained estimation value is used to perform transmission path compensation on the information symbols in the transmission frame. .
  • FFT Fast Fourier Transform
  • pilot symbol In order to perform transmission path compensation for information symbols as described above, at least one pilot symbol is inserted in one frame.
  • Channel compensation compensates for amplitude and phase fluctuations in the channel at the time the pilot symbol is transmitted. Therefore, in digital mobile communications in which the state of the channel changes, pilot symbols are inserted. The shorter the interval, the more accurate transmission path compensation can be performed. For this reason, for example, as shown in FIG. 1, a plurality of pilot symbol powers indicated by “P” in the figure may be inserted in one frame.
  • pilot symbol is a known symbol that does not include information to be transmitted. Therefore, the more pilot symbols are inserted, the lower the transmission efficiency is.
  • phase noise is added to the signal by a synthesizer that generates a frequency.
  • the phase noise generally fluctuates rapidly with time, for example, every symbol.
  • the transmitting side performs code division multiplexing of an information signal and a known pilot signal used for detecting a residual phase error, performs IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) processing, and performs time-frequency conversion. To send. Then, the receiving side performs FFT processing on the received signal to perform time-frequency conversion, compensates for the transmission path, and then extracts the above-mentioned known pilot signal that is code division multiplexed by despreading processing. Then, the residual phase error of the known pilot signal power is detected, and the phase compensation of the information signal is performed using the detected phase error.
  • IFFT Inverse Fast Fourier Transform
  • the known pilot signal for residual phase error detection that is code division multiplexed is a temporally continuous signal, so that phase error detection can be performed for each symbol. Therefore, according to the method disclosed in Patent Document 1, it is possible to follow a fast time variation such as the phase noise described above, in which the response changes for each symbol.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-144724
  • the above-described conventional method requires code division multiplexing of a known pilot signal in addition to an information signal, and thus has a problem that transmission efficiency is reduced. That is, the known pilot signal is a signal that is code division multiplexed only to detect a residual phase error, and is a signal that does not include information to be transmitted, like a pilot symbol. Therefore, the method of code division multiplexing of the information signal and the known pilot signal This leads to a decrease in efficiency. This problem also occurs in single-carrier CDMA using only one carrier.If many known signals such as pilot symbols are transmitted to remove phase noise, transmission efficiency will decrease. .
  • An object of the present invention is to provide a CDMA communication apparatus and a CDMA communication method capable of improving resistance to phase noise without lowering transmission efficiency. Means for solving the problem
  • a CDMA communication apparatus includes a spreading means for spreading a symbol using a spreading code to obtain a plurality of chips, and an in-phase component for half of a plurality of chips corresponding to one symbol. And a conversion means for converting at least one of the orthogonal components.
  • a CDMA communication apparatus includes a receiving means for receiving a signal including a plurality of chips obtained by spreading symbols, and an in-phase component and a half-number chip among a plurality of chips corresponding to one symbol.
  • the configuration employs a conversion means for converting at least one of the orthogonal components, and a despreading means for despreading a plurality of chips corresponding to the symbols using a spreading code.
  • a CDMA communication method comprises the steps of: spreading a symbol using a spreading code to obtain a plurality of chips; and in-phase components and quadrature components of half of a plurality of chips corresponding to one symbol. And / or converting at least one of the components.
  • a CDMA communication method includes a step of receiving a signal including a plurality of chips obtained by spreading symbols, and an in-phase component and a quadrature component with respect to a half of a plurality of chips corresponding to one symbol. And a step of despreading a plurality of chips corresponding to the symbols using a spreading code.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a frame configuration including pilot symbols
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a CDMA communication apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram showing an internal configuration of a coordinate conversion unit according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of symbol positions of a transmission signal on an IQ plane
  • FIG. 5 is a diagram showing a state of a transmission signal after spread-coordinate conversion according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram showing a state at the time of receiving a received signal according to Embodiment 1.
  • FIG. 7 is a diagram showing a state after the coordinate transformation of the received signal according to the first embodiment “despreading”
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of symbol position fluctuation due to phase noise
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of a change in a symbol position due to phase noise according to the first embodiment.
  • FIG. 10 is a block diagram showing an internal configuration of a coordinate conversion unit according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of symbol positions of a transmission signal on an IQ plane
  • FIG. 12 is a diagram showing a state of a transmission signal after spread-coordinate conversion according to the second embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram showing a state at the time of receiving a received signal according to Embodiment 2.
  • FIG. 14 is a view showing a state after the coordinate transformation of the received signal according to the second embodiment “despreading”
  • FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of a CDMA communication apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 16 is a block diagram showing an internal configuration of a diffusion unit according to Embodiment 3.
  • FIG. 17 is a block diagram showing a configuration of a CDMA communication apparatus according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 18 is a diagram showing a state at the time of receiving a received signal according to Embodiment 4.
  • FIG. 19 is a diagram showing a state after the coordinate transformation of the received signal according to the fourth embodiment “despreading”
  • FIG. 20A is a diagram showing an example of a conventional reception constellation
  • FIG. 20B is a diagram showing an example of a reception constellation according to Embodiment 4.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the CDMA communication apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the CDMA communication device shown in FIG. 2 is largely divided into a transmitting side and a receiving side.
  • the transmitting side includes a spreading section 110-1-1 and 110-n, a coordinate conversion section 120-1-1 and 120-n, a multiplexing section 130,
  • Spreading sections 110-1 to 110-n perform spreading processing by multiplying transmission signal 111 by corresponding spreading code 111, respectively.
  • the spreading process includes a process in which the same signal is superimposed on all the subcarriers constituting the OFDM signal.
  • spreading section 110-1—110-n applies a spreading code (1, 1,..., 1) to each transmission signal 1 n (where the spreading factor is equal to the number of subcarriers). Is performed.
  • the coordinate conversion units 120-1 to 120-n convert the coordinates of the signal after the spreading process on the IQ plane according to a predetermined rule. Specifically, the coordinate conversion units 120-1-120-n exchange the in-phase component (hereinafter, referred to as "I component”) and the quadrature component (hereinafter, referred to as "Q component”) for each chip.
  • I component in-phase component
  • Q component quadrature component
  • FIG. 3 is a block diagram showing the internal configuration of the coordinate conversion unit 120-1. As shown in the figure, the coordinate conversion unit 120-1 has a switch 122-1 and a switch 124-1. Note that the coordinate conversion units 120-2-120-n also have the same configuration!
  • the switch 122-1 is switched for each chip, exchanges the I component and the Q component after diffusion processing output from the spreading section 110-1 for each chip, and outputs the I output.
  • Switch 124-1 is switched for each chip, and replaces the Q component and I component after diffusion processing output from spreading section 110-1 for each chip, and outputs the Q output.
  • the switch 122-1 and the switch 124-1 are switched in synchronization with each other, and when outputting one force component, the other outputs the Q component. That is, for one chip, the I component is output from the switch 122-1, and the Q component is output from the switch 124-1, and for the next chip, the Q component is output from the switch 122-1, and the switch is output.
  • the I component is output from 124—1.
  • Switching between the switches 122-1 and 124-1 is performed at an accurate chip timing, for example, when a switching signal is input also from an external force. When using the switching signal, when processing the first chip of each transmission frame, Causes the connections of switch 122-1 and switch 124-1 to return to the initial state.
  • multiplexing section 130 multiplexes n coordinate-converted signals output from coordinate conversion sections 120-1 and 120-n with known signals for channel compensation. I do.
  • the multiplexing unit 130 multiplexes one known signal in one frame. Therefore, it is possible to minimize a decrease in transmission efficiency due to the known signal.
  • SZP conversion section 140 performs SZP conversion on the signal output from multiplexing section 130, and outputs m parallel signals to be superimposed on m subcarriers.
  • IFFT section 150 converts I parallel signals output from SZP conversion section 140 into m parallel signals.
  • Radio transmitting section 160 performs predetermined radio transmission processing (DZA conversion, up-conversion, etc.) on the OFDM signal output from IFFT section 150, and transmits the signal via an antenna.
  • DZA conversion, up-conversion, etc. predetermined radio transmission processing
  • Radio receiving section 210 receives an OFDM signal via an antenna, and performs a predetermined radio reception process (down conversion, AZD conversion, etc.) on the received OFDM signal.
  • a predetermined radio reception process down conversion, AZD conversion, etc.
  • FFT section 220 performs FFT processing on the signal output from radio reception section 210, and outputs m signals for each subcarrier.
  • the transmission path compensation units 230-1-1 230-m perform transmission path compensation on m signals for each subcarrier using the known signal superimposed on each subcarrier.
  • PZS conversion section 240 performs PZS conversion on m signals output from transmission path compensation sections 230-1-230-m, and outputs serial signals.
  • the coordinate conversion units 250-1-1250-n convert the coordinates of the serial signal output from the PZS conversion unit 240 on the IQ plane according to a predetermined rule. Specifically, the I component and the Q component are exchanged for each chip so that the coordinate transformation performed by the coordinate transformation units 120-1-1120-n on the transmission side is restored. That is, the coordinate conversion units 250-1-250-n have the same configuration as the coordinate conversion units 120-1-120-n described above.
  • the despreading units 260-1 through 260-n respectively apply the corresponding spreading codes 1 to n to the n coordinate-converted signals output from the coordinate conversion units 250-1 to 250-n. By multiplying, a despreading process is performed, and a received signal is output.
  • FIGS. 4 to 7 show the operation of the CDMA communication apparatus configured as described above.
  • FIG. 4 is a diagram showing a coordinate position of the symbol (X, y) on the IQ plane of the transmission signal 1.
  • This symbol (X, y) is spread by multiplying by spreading code 1 by spreading section 110-1.
  • the spreading code 1 (1, —1)
  • the symbol (X, y) is chip l (x, y), chip 2 (x, y), chip 3 (x, — y) and chip 4 (x, — y).
  • each chip is coordinate transformed into (X, y), (y, x), (-X, y), and (one y, — x), as shown in FIGS. 5A-5D.
  • These chips after coordinate conversion are multiplexed by the multiplexing unit 130 with a known signal for transmission path compensation for each frame, and are SZP-converted into four parallel signals by the SZP conversion unit 140. . Then, the IFFT section 150 superimposes the four parallel signals on the four subcarriers, respectively, to generate an OFDM signal.
  • the OFDM signal is transmitted via the antenna after being subjected to wireless transmission processing by wireless transmission section 160.
  • frequency conversion for increasing the frequency of the baseband to the radio frequency band is performed.
  • the frequency conversion uses a synthesizer that generates the desired frequency. Due to the phase noise of this synthesizer, each subcarrier (here, 4 subcarriers) included in the OFDM signal has the same amount of phase. Change.
  • the transmitted signal is received by radio receiving section 210 via the antenna of the CDMA communication apparatus on the receiving side.
  • the reception signal is subjected to radio reception processing by radio reception section 210.
  • phase noise caused by frequency conversion (down-conversion) from a radio frequency band to a baseband band is also performed. Is added. Since the phase noise added in the radio transmission unit 160 and the radio reception unit 210 includes a component that changes very quickly, it cannot be compensated for by one known signal per frame.
  • the signal after the radio reception processing is subjected to FFT processing by FFT section 220, and signals for each of the four subcarriers are output to transmission path compensating sections 230-1 and 230-4, respectively. Then, the transmission path compensation is performed by the transmission path compensation sections 230-1 and 230-4 using the known signals included in the signals of the respective subcarriers.
  • a signal for each subcarrier in which only amplitude fluctuation and phase fluctuation in the transmission path are compensated is output from transmission path compensating sections 230-1-1 230-4, and PZS-converted by PZS converting section 240. You.
  • the serial signal obtained by the P / S conversion is input to the coordinate conversion unit 250-1.
  • each of the chips after the coordinate conversion shown in FIGS. 5A to 5D is input to the coordinate conversion unit 250-1 while being shifted to the position of the black circle shown in FIGS. 6A to 6D.
  • the coordinates of the black circles shown in FIGS. 6A to 6D are subjected to coordinate transformation by the coordinate transformation unit 250-1 so as to undo the coordinate transformation of the coordinate transformation unit 120-1.
  • the black circle shown in FIG. 6A is output as it is
  • the black circle shown in FIG. 6B is output with the I component and the Q component interchanged
  • the black circle shown in FIG. 6C is output as it is.
  • the black circle shown in 6D is output with the I and Q components interchanged.
  • the coordinate conversion unit 250-1 has the same configuration as the coordinate conversion unit 120-1 and realizes such a coordinate conversion by a switch that switches every one chip timing. I have.
  • the four chips after coordinate transformation are despread by despreading section 260-1 by multiplying by spreading code 1 (1, 1, 1, 1). That is, each chip moves to the position of the black circle shown in FIGS. 7A to 7D, is added, and is output as received signal 1.
  • received signal 1 output from despreading section 260-1 is one in which phase fluctuation due to phase noise that cannot be completely compensated for by channel compensation section 230-1-230-4 is compensated. . Further, since a known signal is not used for compensating for phase fluctuation due to phase noise, transmission efficiency is not reduced. Further, since the influence of the phase noise is eliminated, the synthesizers provided in the wireless transmission unit 160 and the wireless reception unit 210 can reduce the cost of a device that does not need to have high performance.
  • the coordinate conversion units 120-1-1120-n and the coordinate conversion units 250-1-1250-n perform coordinate conversion with a simple configuration of only switches. Therefore, there is almost no increase in circuit scale due to coordinate transformation. That is, in the present embodiment, the influence of phase noise can be effectively removed with a small circuit scale.
  • FIG. 8 shows a symbol position of a transmission signal before spreading and a symbol position of a reception signal after despreading in a conventional CDMA communication apparatus.
  • the code division multiplex number is 4, the spreading factor is 8, and the phase fluctuation due to phase noise is 30 deg.
  • FIG. 8A shows the variation of the symbol position of a signal that has been spread 'and despread by spreading code 1 (1, 1, 1, 1,-1,-1,-1,-1).
  • FIG. 8B shows the variation of the symbol position of the signal despread by the spreading code 2 (1, -1, -1, 1, 1, -1, -1, -1, 1), and FIG.
  • FIG. 8D shows the spread code 4 (1, 1, -1, -1, -1, -1, 1, 1) shows the fluctuation of the symbol position of the signal spread and despread.
  • the white circles indicate the symbol positions of the transmission signal before spreading and the black circles indicate the symbol positions of the reception signal after despreading.
  • FIG. 9 shows the symbol positions of the transmitted signal before spreading and the symbol positions of the received signal after despreading in the CDMA communication apparatus according to the present embodiment. The conditions are the same as in FIG.
  • the I component and the Q component of the spread transmission signal are exchanged for each chip, superimposed on a plurality of subcarriers, and transmitted.
  • the side reverses the interchange of the I and Q components and performs despreading, canceling out phase fluctuations caused by phase noise generated during frequency conversion. ⁇
  • the effect of phase noise can be removed, and the resistance to phase noise can be improved without lowering the transmission efficiency.
  • a feature of the second embodiment of the present invention is that only one of the I component and the Q component of the spread transmission signal is inverted for each chip.
  • the configuration of the CDMA communication apparatus according to the present embodiment is the same as that of CDMA communication apparatus according to Embodiment 1 (FIG. 2), and a description thereof will not be repeated.
  • the internal configuration of the coordinate conversion unit 120-1 is as shown in FIG.
  • the coordinate conversion unit 120-1 has an inverter 126-1 and a switch 128-1.
  • the coordinate conversion units 120-2-2-120-n and the coordinate conversion units 250-1-250-n also have the same configuration.
  • Inverter 126-1 inverts the sign of the Q component after spreading processing output from spreading section 110-1.
  • Switch 128-1 is switched for each chip, and the Q component after diffusion processing output from spreading section 110-1 or the inverted Q component output from inverter 126-1 is used as the Q output. Output.
  • Coordinate transforming section 120-1 outputs the I component after diffusion processing output from spreading section 110-1 as it is as an I output, while for the Q component, switch 128-1 switches every one chip. By switching to, the sign is inverted for each chip and output. The switching of the switch 128-1 is performed at an accurate chip timing, for example, when a switching signal is input from the outside. When the switching signal is used, the connection of the switch 128-1 is returned to the initial state when processing the first chip of each transmission frame.
  • FIG. 11 is a diagram showing a coordinate position of the symbol (X, y) on the IQ plane of the transmission signal 1.
  • This symbol (X, y) is spread by a spreading code 1 by the spreading section 110-1.
  • the spreading code 1 (1, 1, -1, —1)
  • the symbol (X, y) is chip 1 (X, y), chip 2 (X, y), chip 3 (— X, — y) and chip 4 (one x, — y).
  • These four chips are coordinate-transformed by the coordinate conversion unit 120-1. Specifically, first, X, which is the I component of chip 1, is output as it is as an I output, and at the same time, y, which is the Q component of chip 1, is also output as a Q output from switch 128-1. Then, the switch 128 1 is switched, and the I component X of the chip 2 is output as it is as the I output. At the same time, the sign of the Q component y of the chip 2 is inverted by the inverter 126-1, and the y is Output from 8-1 as Q output. [0067] Similarly, switch 128-1 is switched for each chip, and I output and Q output are output, respectively. As a result, each chip is coordinate transformed into (X, y), (x, — y) (-X, — y), and (—x, y), as shown in FIGS. 12A-12D.
  • each of the chips after coordinate conversion is superimposed on four subcarriers, an OFDM signal is generated, and radio transmission section 160 adds phase noise.
  • the transmitted signal is received by radio receiving section 210 via the antenna of the CDMA communication apparatus on the receiving side, and is subjected to FFT processing as in Embodiment 1, and a known signal is used for each subcarrier. Thus, transmission path compensation is performed.
  • the signal after transmission path compensation is subjected to PZS conversion by PZS conversion section 240, and the obtained serial signal is input to coordinate conversion section 250-1.
  • each of the chips after the coordinate conversion shown in FIGS. 12A to 12D is input to the coordinate conversion unit 250-1 while being shifted to the position of the black circle shown in FIGS. 13A to 13D. This is because the phase of the subcarrier fluctuated by ⁇ as a result of adding the phase noise of the frequency conversion in the radio transmitting section 160 and the radio receiving section 210.
  • the coordinates of the black circles shown in FIGS. 13A to 13D are subjected to coordinate transformation by the coordinate transformation unit 250-1 so as to undo the coordinate transformation of the coordinate transformation unit 120-1. Specifically, first, the black circle shown in FIG. 13A is output as it is, the black circle shown in FIG. 13B is output with only the Q component inverted, and the black circle shown in FIG. 13C is output as it is, and FIG. The black circles shown are output with only the Q component inverted.
  • the coordinate conversion unit 250-1 has a configuration similar to that of the coordinate conversion unit 120-1, and such a coordinate conversion is performed by an inverter and a switch that switches every one chip timing. Has been realized.
  • each chip moves to the position of the black circle shown in FIGS. 14A to 14D, is added, and is output as received signal 1.
  • received signal 1 output from despreading section 260-1 is a signal in which phase fluctuation due to phase noise that cannot be completely compensated for by channel compensation section 230-1-230-4 has been compensated. . Further, since a known signal is not used for compensating for phase fluctuation due to phase noise, transmission efficiency is not reduced. Further, since the influence of the phase noise is eliminated, the synthesizers provided in the wireless transmission unit 160 and the wireless reception unit 210 can reduce the cost of a device that does not need to have high performance.
  • the coordinate transformation units 120-1-1120-n and the coordinate transformation units 250-1-1250-n have a simple configuration including only an inverter and a switch. Since the coordinate conversion is performed, there is almost no increase in the circuit scale due to the coordinate conversion. That is, in the present embodiment, the influence of phase noise can be effectively removed with a small circuit scale.
  • the Q component of the spread transmission signal is inverted in code every other chip, superimposed on a plurality of subcarriers, and transmitted.
  • the code is inverted again every other chip for only the Q component and despread, so phase fluctuations caused by phase noise generated during frequency conversion are canceled out, and the fluctuations are fast, and only transmission path compensation using a known signal is performed.
  • the effects of phase noise that cannot be fully compensated can be removed, and the resistance to phase noise can be improved without lowering the transmission efficiency.
  • the sign of the Q component is inverted every other chip, but the same effect can be obtained by inverting the sign of the I component every other chip.
  • a feature of Embodiment 3 of the present invention is that, at the time of spreading a transmission signal, a modified spreading code in which half of the bits constituting the spreading code are inverted with respect to only one of the I component and the Q component. The point is to multiply the number.
  • FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of the CDMA communication apparatus according to the present embodiment.
  • the same parts as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
  • the spreading section 110-1—110-n and the despreading section 260-1—260-n of the CDMA communication apparatus shown in FIG. In addition, the coordinate conversion units 120-1—120—n and the coordinate conversion units 250—1—250—n are deleted in place of the despreading units 320-1—320—n.
  • Spreading sections 310-1 to 310-n spread the I component of transmission signal 111 with spreading code 111.
  • Spreading sections 310-1—310-n invert the sign of half of each bit of spreading code 111 and spread the Q component of transmission signal 111 by the obtained modified spreading code 111.
  • FIG. 16 is a block diagram showing the internal configuration of spreading section 310-1. As shown in the figure, spreading section 310-1 has multiplier 312-1, multiplier 314-1 and spreading code conversion section 316-1. Note that the diffusion units 310-2-310-n also have the same configuration.
  • Multiplier 312-1 performs spreading by multiplying I component of transmission signal 1 by spreading code 1, and outputs the spread I component as an I output.
  • Multiplier 314-1 performs spreading by multiplying the Q component of transmission signal 1 by a modified spreading code 1 obtained by deforming spreading code 1, and outputs the spread Q component as a Q output.
  • Spreading code conversion section 316-1 inverts the sign of half of the bits of spreading code 1, and generates modified spreading code 1. For example, if the spreading code 1 is (1, 1, -1, -1), the spreading code conversion unit 316-1 inverts the codes of the second and fourth bits, and generates (1,- 1, 1, 1) are output to the multiplier 314-1.
  • despreading sections 320-11-320-n despread the I component of the serial signal output from PZS conversion section 240 with spreading codes 111-n.
  • the despreading unit 3 20—1—320—n inverts the code of half the bits of each of the spreading codes 111 and despreads the Q component of the serial signal with the resulting modified spreading code 111. I do.
  • the despreading units 320 — 111 — 320-n have the same configuration as the spreading unit 310-1, and the same deformation as the corresponding spreading unit 310 — 111 — 310 — n Use a spreading code.
  • the spread signal is not subjected to coordinate transformation on the IQ plane.
  • the signal output from spreading section 310-11-310-n becomes the coordinate according to the second embodiment.
  • the signal is the same as the signal output from the converter 120-1-1120-n.
  • phase noise is added to each chip in common, and the corresponding spreading section 310-1 is added by despreading sections 320-1 to 320-n.
  • despreading sections 320-1 to 320-n By performing despreading using the same spreading code and modified spreading code as 310-n, phase noise for each symbol is canceled out and removed.
  • a known signal is not used for compensating for phase fluctuation due to phase noise, transmission efficiency is not reduced.
  • the synthesizers provided in the radio transmission unit 160 and the radio reception unit 210 do not need to have high performance, and the cost of the apparatus can be reduced.
  • the CDMA communication apparatus only partially converts a spreading code which does not require a new coordinate conversion unit or the like.
  • the increase can be further suppressed. That is, in the present embodiment, the influence of phase noise can be effectively removed with a smaller circuit scale.
  • the transmitting side transmits using the spreading code as it is. While the I component of the signal is spread, the Q component of the transmission signal is spread using a modified spreading code obtained by inverting the code of half the bits of the spreading code, and the receiving side uses the same spreading code and Since despreading is performed using a modified spreading code, phase fluctuations caused by phase noise generated during frequency conversion are canceled out, and the fluctuations are fast and the effects of phase noise, which cannot be compensated for by channel compensation using only known signals, are eliminated. Thus, the resistance to phase noise can be improved without lowering the transmission efficiency.
  • the effect of the present invention on the phase noise common to all subcarriers as well as the phase noise described above is not limited to the phase noise of the synthesizer. It is obvious. That is, for example, the carrier frequency error of the OFDM signal due to the frequency difference between the synthesizer of the transmitting device and the synthesizer of the receiving device is added as a common phase rotation amount to each subcarrier, and is thus suppressed by the present invention. It comes out.
  • Embodiment 4 of the present invention is that the I component and the Q component of the transmission signal spread in the time axis direction are replaced for each chip.
  • FIG. 17 is a block diagram showing a configuration of the CDMA communication apparatus according to the present embodiment.
  • the internal configuration of the coordinate conversion unit 120-1 according to the present embodiment is the same as that of the first embodiment (FIG. 3), and includes a switch 122-1 and a switch 124-1. Therefore, a signal composed of an I output and a Q output in which the I component and the Q component are exchanged for each chip is output from the coordinate transformation unit 120-1 of the present embodiment. Similarly, a signal consisting of an I output and a Q output in which the I component and the Q component are exchanged for each chip is output from the coordinate conversion unit 120-0-2-120-n.
  • Addition section 410 code-multiplexes and adds the n coordinate-converted signals output from coordinate conversion sections 120-1-120-n.
  • Multiplexing section 420 time-division-multiplexes a known signal in frame units on a signal obtained by code-multiplexing n signals.
  • the channel compensation unit 430 performs channel compensation using a known signal that is time-division multiplexed on a frame basis of the received signal.
  • the operation of the CDMA communication apparatus configured as described above will be described using specific examples with reference to Figs.
  • the spreading factor is 4
  • the spreading code 1 is (1, 1, 1, —1).
  • symbol (X, y) of transmission signal 1 in the present embodiment is at the coordinate position on the IQ plane shown in FIG. This symbol (X, y) is spread by a spreading code 1 by the spreading section 110-1.
  • the spreading code 1 (1, 1, -1, —1)
  • the symbol (X, y) is used for chip 1 (X, y), Chip 2 (X, y), chip 3 (—x, — y), and chip 4 (one x, — y) are spread to four chips.
  • each chip includes (X, y), Coordinates are converted to (y, x), (one x, — y), and (-y, x).
  • the four chips are output to the multiplexing unit 420 in time series.
  • the multiplexing section 420 time-division multiplexes the known signal on a chip basis in a time series on a frame basis.
  • the frame signal formed by time-division multiplexing of the known signal is transmitted by the wireless transmission section 160 via an antenna after being subjected to wireless transmission processing.
  • Embodiment 1 since spreading in the frequency axis direction is performed, chips 114 are superimposed on different subcarriers and subjected to radio transmission processing at the same time after coordinate conversion. Since chips are spread in the time axis direction, the chips 14 to 14 are subjected to radio transmission processing in time series after coordinate conversion.
  • the frequency is added to each chip 14 during frequency conversion in radio transmission section 160.
  • the phase noise is not exactly the same, but a slightly different phase noise is added to each chip due to the time variation.
  • a known signal multiplexed on a frame basis by the transmission path compensator 430 is used as a received signal having a chip power to which a slightly different phase noise is added on both the transmitting side and the receiving side.
  • transmission path compensation is performed.
  • the signal after the transmission path compensation is input to the coordinate conversion unit 250-1.
  • each of the chips after the coordinate conversion shown in FIGS. 5A to 5D is different from the first embodiment, and is shifted to the position of the black circle shown in FIGS. 18A to 18D, respectively. Entered into 1. This is because, as a result of adding the phase noise of the frequency conversion in the radio transmission unit 160 and the radio reception unit 210, the carrier phase is only ⁇ 0 - ⁇ ⁇
  • the coordinate conversion is performed so that the coordinate conversion of the coordinate conversion unit 120-1 is restored. Specifically, first, the black circle shown in FIG. 18A is output as it is, the black circle shown in FIG. 18B is output with the I component and the Q component interchanged, and the black circle shown in FIG. 18C is output as it is. The black circle shown in Figure 18D is output with the I and Q components swapped.
  • coordinate conversion section 250-1 has the same configuration as coordinate conversion section 120-1, and such a switch is provided by a switch that switches at each chip timing. The target conversion is realized.
  • each chip moves to the position of the black circle shown in FIGS. 19A to 19D, is added, and is output as the received signal 1.
  • each chip 14 is transmitted and received in time series.
  • the amount of phase variation of chips 1-4 is not necessarily equal. Therefore, the phase fluctuations of each chip 14 do not completely cancel each other, but only reduce each other.
  • the time variation of the phase noise is large in the time order of the symbol period! /, But is negligibly small in the time order of the chip period in which the symbols are spread in the time axis direction.
  • a component having a large fluctuation in the order of the chip period in the component constituting the phase noise such a component can be ignored since it is not a main component.
  • the main component of the phase noise fluctuates slowly in the order of the chip period. Therefore, even in the case of performing spreading in the time axis direction as in the present embodiment, most phase fluctuations can be canceled by coordinate transformation.
  • received signal 1 output from despreading section 260-1 has a phase variation due to phase noise that cannot be completely compensated for by transmission path compensating section 430.
  • transmission efficiency is not reduced.
  • the synthesizers provided in the radio transmission unit 160 and the radio reception unit 210 can reduce the cost of the device that does not need to have high performance.
  • the coordinate conversion units 120-1-1120- ⁇ and the coordinate conversion units 250-1-1250- ⁇ according to the present embodiment perform coordinate conversion with a simple configuration using only switches. Therefore, there is almost no increase in circuit scale due to coordinate transformation. That is, in the present embodiment, the influence of phase noise can be effectively removed with a small circuit scale.
  • FIG. 20 shows an example of a constellation of a received signal when no coordinate conversion is performed.
  • FIG. 20 ⁇ shows a constellation of a received signal when coordinate conversion according to the present embodiment is performed.
  • An example of a chillon is shown.
  • the number of code division multiplexes is 4, the spreading factor is 8, the modulation format is 16QAM (Quadrature Amplitude Modulation), the chip rate is 10MHz, and the SZN (Signal / Noise: Ratio) to 20 dB! / ⁇ .
  • a sinusoidal variation with a frequency of 2 kHz and a rotation amount of plus or minus 2 Odeg is added as a phase variation due to phase noise.
  • each received signal candidate point is hard to be discriminated due to phase fluctuation.
  • each received signal candidate point can be clearly identified.
  • the transmitting side exchanges the I component and the Q component of the spread transmission signal for each chip and transmits, and the receiving side transmits the I component and the Q component. Since the permutation is reversed and despreading, the phase fluctuation caused by the phase noise generated during the frequency conversion is canceled out, and the fluctuation is so fast that it cannot be compensated by only the transmission line compensation using the known signal! Can be eliminated, and resistance to phase noise can be improved without lowering transmission efficiency.
  • the present invention is effective not only for the phase noise of the synthesizer but also for various phase fluctuations, as in the first, second, and third embodiments. You. That is, for example, a carrier frequency error caused by a frequency difference between the synthesizer of the transmitting device and the synthesizer of the receiving device can be suppressed by the present invention.
  • the in-phase component or the quadrature component is converted every other chip.
  • the present invention is not limited to this. In short, all that is required is that half of the chips superimposed on all subcarriers or chips included in one frame be converted.
  • one coordinate conversion unit is provided for one spreading code.
  • chips corresponding to each spreading code are collectively multiplexed after code multiplexing.
  • a configuration for performing coordinate conversion may be adopted. In this case, for example, in FIG. 17, the order of the coordinate conversion unit and the addition unit is switched, and the chips spread by the spreading units 110-1 to 110-n are directly output to the addition unit 310, and the code multiplexed chip power is output. It is only necessary to configure so that the coordinate conversion is performed by one coordinate conversion unit.
  • the CDMA communication apparatus and the CDMA communication method according to the present invention can improve the resistance to phase noise without lowering the transmission efficiency.
  • chips of one symbol are superimposed on a plurality of subcarriers. This is useful for CDMA communication devices and CDMA communication methods that employ the OFDM scheme for simultaneous transmission.

Abstract

 伝送効率を低下させることなく位相雑音に対する耐性を向上させることができるCDMA通信装置。この装置において、拡散部(110−1)~(110−n)は、それぞれ送信信号1~nに対して拡散処理を行う。座標変換部(120−1)~(120−n)は、拡散処理後の信号の同相成分と直交成分とを1チップごとに入れ替える。多重部(130)は、n個の座標変換後の信号と伝送路補償のための既知信号とを多重する。座標変換部(250−1)~(250−n)は、送信側の座標変換部(120−1)~(120−n)による座標変換を元に戻すように、P/S変換部(240)から出力されるシリアルな信号の同相成分と直交成分とを1チップごとに入れ替える。逆拡散部(260−1)~(260−n)は、座標変換部(250−1)~(250−n)から出力されるn個の座標変換後の信号に対して逆拡散処理を行い、受信信号1~nを出力する。  

Description

明 細 書
CDMA通信装置および CDMA通信方法
技術分野
[0001] 本発明は、 CDMA (Code Division Multiple Access:符号分割多元接続)通信装置 および CDMA通信方法に関する。
背景技術
[0002] ディジタル移動体通信システムにお 、ては、複数のキャリアを用いてデータの送受 信を行う CDMA通信の 1つとして、 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)方式と CDMA方式とを組み合わせた OFDM— CDMA方式が採用されることがある。
[0003] 従来の OFDM— CDMA方式を採用した通信装置は、信号を受信すると、受信信 号に対して FFT (Fast Fourier Transform:高速フーリエ変換)処理を行って時間一周 波数変換する。その後、受信信号に含まれる既知のパイロットシンボルを用いて、各 サブキャリアに対する伝送路の周波数応答を推定し、得られた推定値を用いて、伝 送フレーム内の情報シンボルに対する伝送路補償を行う。
[0004] このように情報シンボルの伝送路補償を行うため、 1フレーム内には少なくとも 1つ のパイロットシンボルが挿入される。伝送路補償は、パイロットシンボルが伝送された 時点の伝送路における振幅および位相の変動を補償するものであるため、伝送路の 状態が変化するディジタル移動体通信にぉ ヽては、パイロットシンボルが挿入される 間隔が短い方が、より正確な伝送路補償を行うことができる。このため、例えば図 1〖こ 示すように、図中「P」で示すパイロットシンボル力 1フレーム内に複数挿入されること がある。
[0005] しかし、パイロットシンボルは、情報シンボルと異なり、伝達すべき情報を含まな ヽ既 知のシンボルであるため、パイロットシンボルを多く挿入すればするほど、伝送効率が 低下すること〖こなる。
[0006] 一方、一般に、ディジタル移動体通信システムに用いられる通信装置においては、 アンテナを介して送受信される信号につ!ヽて、ベースバンド帯と無線周波数帯との周 波数変換処理が行われる。このとき、信号には、周波数を発生させるシンセサイザに よる位相雑音が加えられる。位相雑音は、一般に時間変動が早ぐ例えば 1シンボル ごとに変動する。通信装置が受信信号の伝送路補償を行う場合には、伝送路におけ る振幅'位相の変動のみならず、位相雑音も含めて補償を行うことにより、受信性能を 向上させることができる。
[0007] しかし、 1シンボルごとに変動するような時間変動が早い位相雑音を補償するため には、 1フレーム内に多くのパイロットシンボルを挿入する必要が生じ、上述したように 、伝送効率を低下させることになる。
[0008] そこで、位相雑音による性能劣化を抑制する方法として、例えば特許文献 1に開示 された方法がある。この方法では、送信側は、情報信号と残留位相誤差の検出に使 用する既知パイロット信号とを符号分割多重し、 IFFT (Inverse Fast Fourier Transform:逆高速フーリエ変換)処理を行って時間 周波数変換して送信する。そし て、受信側は、受信信号に対して FFT処理を行って時間 -周波数変換し、伝送路補 償を行った後、符号分割多重されている上記の既知パイロット信号を逆拡散処理に より抽出し、その既知パイロット信号力 残留位相誤差を検出し、検出した位相誤差 を用いて情報信号の位相補償を行う。ここで、符号分割多重された残留位相誤差検 出用の既知パイロット信号は、時間的に連続した信号であるため、 1シンボルごとの 位相誤差検出が可能である。したがって、特許文献 1に開示された方法によれば、上 述の位相雑音など、 1シンボルごとに応答が変化するような速い時間変動にも追従す ることがでさる。
特許文献 1:特開 2001—144724号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0009] し力しながら、上述した従来の方法においては、情報信号に加えて既知パイロット 信号の符号分割多重が必要となるため、伝送効率が低下するという問題がある。す なわち、既知パイロット信号は、残留位相誤差を検出するためだけに符号分割多重 される信号であり、パイロットシンボルと同様に、伝達すべき情報を含まない信号であ る。したがって、情報信号と既知パイロット信号とを符号分割多重する方法は、伝送 効率の低下を招くことになる。また、この問題は、 1つのキャリアのみを用いるシングル キャリア CDMAでも同様に発生するものであり、位相雑音を除去するためにパイロッ トシンボルなどの既知信号を多く伝送すると、伝送効率は低下することになる。
[0010] 本発明の目的は、伝送効率を低下させることなく位相雑音に対する耐性を向上さ せることができる CDMA通信装置および CDMA通信方法を提供することである。 課題を解決するための手段
[0011] 本発明の CDMA通信装置は、拡散符号を用いてシンボルを拡散して複数のチッ プを得る拡散手段と、 1シンボルに対応する複数のチップのうち、半数のチップにつ いて同相成分および直交成分の少なくともいずれか一方を変換する変換手段と、を 有する構成を採る。
[0012] 本発明の CDMA通信装置は、シンボルが拡散されて得られる複数のチップを含む 信号を受信する受信手段と、 1シンボルに対応する複数のチップのうち、半数のチッ プについて同相成分および直交成分の少なくともいずれか一方を変換する変換手 段と、拡散符号を用いて前記シンボルに対応する複数のチップを逆拡散する逆拡散 手段と、を有する構成を採る。
[0013] 本発明の CDMA通信方法は、拡散符号を用いてシンボルを拡散して複数のチッ プを得るステップと、 1シンボルに対応する複数のチップのうち、半数のチップについ て同相成分および直交成分の少なくともいずれか一方を変換するステップと、を有す るよつにした。
[0014] 本発明の CDMA通信方法は、シンボルが拡散されて得られる複数のチップを含む 信号を受信するステップと、 1シンボルに対応する複数のチップのうち、半数のチップ について同相成分および直交成分の少なくともいずれか一方を変換するステップと、 拡散符号を用いて前記シンボルに対応する複数のチップを逆拡散するステップと、 を有するようにした。
発明の効果
[0015] 本発明によれば、伝送効率を低下させることなく位相雑音に対する耐性を向上させ ることがでさる。
図面の簡単な説明 [0016] [図 1]パイロットシンボルを含むフレーム構成の一例を示す図
[図 2]本発明の実施の形態に係る CDMA通信装置の構成を示すブロック図
[図 3]本発明の実施の形態 1に係る座標変換部の内部構成を示すブロック図
[図 4]IQ平面上における送信信号のシンボル位置の例を示す図
[図 5]実施の形態 1に係る送信信号の拡散'座標変換後の状態を示す図
[図 6]実施の形態 1に係る受信信号の受信時の状態を示す図
[図 7]実施の形態 1に係る受信信号の座標変換 '逆拡散後の状態を示す図
[図 8]位相雑音によるシンボル位置の変動の例を示す図
[図 9]実施の形態 1に係る位相雑音によるシンボル位置の変動の例を示す図
[図 10]本発明の実施の形態 2に係る座標変換部の内部構成を示すブロック図
[図 11]IQ平面上における送信信号のシンボル位置の例を示す図
[図 12]実施の形態 2に係る送信信号の拡散'座標変換後の状態を示す図
[図 13]実施の形態 2に係る受信信号の受信時の状態を示す図
[図 14]実施の形態 2に係る受信信号の座標変換 '逆拡散後の状態を示す図
[図 15]本発明の実施の形態 3に係る CDMA通信装置の構成を示すブロック図
[図 16]実施の形態 3に係る拡散部の内部構成を示すブロック図
[図 17]本発明の実施の形態 4に係る CDMA通信装置の構成を示すブロック図
[図 18]実施の形態 4に係る受信信号の受信時の状態を示す図
[図 19]実施の形態 4に係る受信信号の座標変換 '逆拡散後の状態を示す図
[図 20A]従来の受信コンスタレーシヨンの一例を示す図
[図 20B]実施の形態 4に係る受信コンスタレーシヨンの一例を示す図
発明を実施するための最良の形態
[0017] 以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
[0018] (実施の形態 1)
図 2は、本発明の実施の形態 1に係る CDMA通信装置の構成を示すブロック図で ある。図 2に示す CDMA通信装置は、大きく送信側と受信側とに分かれている。
[0019] 送信側は、拡散部 110— 1一 110— n、座標変換部 120— 1一 120— n、多重部 130、
S/P (Serial/Parallel:直/並列)変換部 140、 IFFT (Inverse Fast Fourier Transform)部 150、および無線送信部 160を有している。一方、受信側は、無線受 信部 210、 FFT(Fast Fourier Transform)部 220、伝送路補償部 230— 1— 230— m 、 PZS (Parallel/Serial:並 Z直列)変換部 240、座標変換部 250—1— 250— n、およ び逆拡散部 260— 1一 260— nを有して!/、る。
[0020] 拡散部 110— 1一 110— nは、それぞれ送信信号 1一 nに対して、対応する拡散符号 1一 nを乗ずることにより、拡散処理を行う。なお、ここでの拡散処理とは、 OFDM信 号を構成するすべてのサブキャリアに同一の信号を重畳する場合の処理を含んでい る。この場合は、拡散部 110-1— 110-nは、各送信信号 1一 nに対して、拡散符号( 1, 1, · · · , 1) (ただし、拡散率はサブキャリア数に等しい)を乗ずる処理を行う。
[0021] 座標変換部 120— 1一 120— nは、拡散処理後の信号の IQ平面上における座標を 所定の規則に従って変換する。具体的には、座標変換部 120-1— 120-nは、同相 成分 (以下、「I成分」という)と直交成分 (以下、「Q成分」という)とを 1チップごとに入 れ替える。座標変換部 120— 1一 120— nによる座標変換については、後に詳述する
[0022] 図 3は、座標変換部 120— 1の内部構成を示すブロック図である。同図に示すように 、座標変換部 120— 1は、スィッチ 122— 1およびスィッチ 124— 1を有している。なお、 座標変換部 120— 2— 120— nも同様の構成を有して!/、る。
[0023] スィッチ 122— 1は、 1チップごとに切り替わり、拡散部 110— 1から出力される拡散処 理後の I成分および Q成分を 1チップごとに入れ替え、 I出力として出力する。
[0024] スィッチ 124— 1は、 1チップごとに切り替わり、拡散部 110— 1から出力される拡散処 理後の Q成分および I成分を 1チップごとに入れ替え、 Q出力として出力する。
[0025] スィッチ 122—1およびスィッチ 124—1は、互いに同期して切り替わっており、一方 力 成分を出力する場合には他方が Q成分を出力する。すなわち、あるチップに関し て、スィッチ 122— 1から I成分が出力され、スィッチ 124— 1から Q成分が出力される場 合、次のチップに関しては、スィッチ 122— 1から Q成分が出力され、スィッチ 124— 1 から I成分が出力される。これらスィッチ 122— 1およびスィッチ 124— 1の切り替えは、 例えば切替信号が外部力も入力されることによって、正確なチップタイミングで行わ れる。なお、切替信号を用いる場合には、各伝送フレームの先頭チップの処理時に は、スィッチ 122— 1およびスィッチ 124— 1の接続が初期状態に戻るようにする。
[0026] 再び図 2を参照して、多重部 130は、座標変換部 120— 1一 120— nから出力される n個の座標変換後の信号と伝送路補償のための既知信号とを多重する。なお、多重 部 130は、 1フレームに 1つの既知信号を多重する。したがって、既知信号による伝 送効率の低下を最小限に抑えることができる。
[0027] SZP変換部 140は、多重部 130から出力される信号を SZP変換し、 m個のサブキ ャリアに重畳するための m個のパラレルな信号を出力する。
[0028] IFFT部 150は、 SZP変換部 140から出力される m個のパラレルな信号に対して I
FFT処理を行ってサブキャリアに重畳し、 OFDM信号を出力する。
[0029] 無線送信部 160は、 IFFT部 150から出力される OFDM信号に対して所定の無線 送信処理 (DZA変換、アップコンバートなど)を行い、アンテナを介して送信する。
[0030] 無線受信部 210は、アンテナを介して OFDM信号を受信し、受信した OFDM信 号に対して所定の無線受信処理 (ダウンコンバート、 AZD変換など)を行う。
[0031] FFT部 220は、無線受信部 210から出力される信号に対して FFT処理を行ってサ ブキャリアごとの m個の信号を出力する。
[0032] 伝送路補償部 230— 1一 230— mは、それぞれのサブキャリアに重畳されている既 知信号を用いて、サブキャリアごとの m個の信号について伝送路補償を行う。
[0033] PZS変換部 240は、伝送路補償部 230— 1一 230— mから出力される m個の信号 を PZS変換し、シリアルな信号を出力する。
[0034] 座標変換部 250— 1一 250— nは、 PZS変換部 240から出力されるシリアルな信号 の IQ平面上における座標を所定の規則に従って変換する。具体的には、送信側の 座標変換部 120— 1一 120— nによる座標変換を元に戻すように、 I成分と Q成分とを 1 チップごとに入れ替える。つまり、座標変換部 250-1— 250-nは、上述した座標変 換部 120—1—120— nと同様の構成を有して 、る。
[0035] 逆拡散部 260— 1— 260-nは、座標変換部 250— 1— 250—nから出力される n個の 座標変換後の信号に対して、それぞれ対応する拡散符号 1一 nを乗ずることにより、 逆拡散処理を行い、受信信号 1一 nを出力する。
[0036] 次 、で、上記のように構成された CDMA通信装置の動作にっ 、て、図 4から図 7を 参照しながら具体的に例を挙げて説明する。以下の説明においては、符号分割多重 数を 1 (すなわち、上記の n= l)、および拡散率を 4とし、拡散符号 1を(1, 1, -1, -1 )とする。
[0037] 図 4は、送信信号 1の IQ平面上におけるシンボル (X, y)の座標位置を示す図であ る。このシンボル (X, y)は、拡散部 110— 1によって拡散符号 1が乗ぜられて拡散され る。上述のように、拡散符号 1 = (1, —1)であるため、シンボル (X, y)は、チッ プ l (x, y)、チップ 2 (x, y)、チップ 3 ( x, — y)、およびチップ 4 ( x, — y)の 4チップ へ拡散される。
[0038] そして、これら 4チップは、座標変換部 120— 1によって座標変換される。具体的に は、まず、チップ 1の I成分である Xがスィッチ 122— 1から I出力として出力され、同時 に、チップ 1の Q成分である yがスィッチ 124— 1から Q出力として出力される。そして、 スィッチ 122—1およびスィッチ 124— 1力 S切り替わり、チップ 2の Q成分である yがスィ ツチ 122— 1から I出力として出力され、同時に、チップ 2の I成分である Xがスィッチ 12 4-1から Q出力として出力される。
[0039] 以下、同様に、スィッチ 122— 1およびスィッチ 124— 1が 1チップごとに切り替えられ 、それぞれ I出力および Q出力が出力される。結果として、図 5A— 5Dに示すように、 それぞれのチップは (X, y)、 (y, x)、 (-X, y)、および (一 y, — x)へと座標変換され る。
[0040] これらの座標変換後のチップは、多重部 130によって、 1フレームごとに伝送路補 償のための既知信号と多重され、 SZP変換部 140によって、 4つのパラレルな信号 へ SZP変換される。そして、 IFFT部 150によって、 4つのパラレルな信号は、それぞ れ 4つのサブキャリアに重畳され、 OFDM信号が生成される。 OFDM信号は、無線 送信部 160によって、無線送信処理が行われた上でアンテナを介して送信される。
[0041] このとき、 OFDM信号に対する無線送信処理として、ベースバンド帯の周波数を無 線周波数帯まで高くする周波数変換 (アップコンバート)が行われる。周波数変換に は、所望の周波数を発生させるシンセサイザが用いられる力 このシンセサイザの位 相雑音により、 OFDM信号に含まれる各サブキャリア (ここでは 4サブキャリア)は、そ れぞれ同じ量だけ位相が変化する。 [0042] そして、送信された信号は、受信側の CDMA通信装置のアンテナを介して無線受 信部 210によって受信される。受信信号は、無線受信部 210によって、無線受信処 理が行われるが、この際にも、送信側と同様に、無線周波数帯からベースバンド帯へ の周波数変換 (ダウンコンバート)に起因する位相雑音が加えられる。これらの無線 送信部 160および無線受信部 210において加えられる位相雑音は、非常に変動が 速い成分を含んでいるため、 1フレームに 1つの既知信号では補償することができな い。
[0043] 無線受信処理後の信号は、 FFT部 220によって FFT処理され、 4つのサブキャリア ごとの信号がそれぞれ伝送路補償部 230— 1一 230— 4へ出力される。そして、伝送 路補償部 230— 1一 230— 4によって、それぞれのサブキャリアの信号に含まれる既知 信号が用いられて伝送路補償が行われる。
[0044] ここで、上述したように、 1フレームには 1つの既知信号のみが多重されているため、 比較的変動が遅いフ ージングなどによる振幅変動および位相変動は、伝送路補償 部 230— 1一 230— 4によって補償されることになる。しかし、変動が速い位相雑音によ る位相変動は、伝送路補償部 230— 1一 230— 4では補償することができな 、。
[0045] したがって、伝送路における振幅変動および位相変動のみが補償されたサブキヤリ ァごとの信号が伝送路補償部 230— 1一 230— 4から出力され、 PZS変換部 240によ つて、 PZS変換される。 P/S変換によって得られたシリアルな信号は、座標変換部 250— 1へ入力される。
[0046] このとき、図 5A— 5Dに示した座標変換後の各チップは、それぞれ図 6A— 6Dに示 す黒丸の位置へずれた状態で座標変換部 250— 1へ入力される。これは、無線送信 部 160および無線受信部 210における周波数変換の位相雑音が加えられた結果、 サブキャリアの位相がそれぞれ Δ Θだけ変動したことによっている。
[0047] そして、これらの図 6A— 6Dに示す黒丸の座標は、座標変換部 250— 1によって、 座標変換部 120— 1の座標変換を元に戻すように座標変換される。具体的には、まず 、図 6Aに示す黒丸は、そのまま出力され、図 6Bに示す黒丸は、 I成分と Q成分とが 入れ替えられて出力され、図 6Cに示す黒丸は、そのまま出力され、図 6Dに示す黒 丸は、 I成分と Q成分とが入れ替えられて出力される。 [0048] 上述したように、座標変換部 250— 1は、座標変換部 120— 1と同様の構成を有して おり、 1チップタイミングごとに切り替わるスィッチによって、このような座標変換を実現 している。
[0049] 座標変換後の 4チップは、逆拡散部 260— 1によって拡散符号 1 (1, 1, 1, 1)が 乗ぜられて逆拡散される。すなわち、各チップは、図 7A— 7Dに示す黒丸の位置に 移動した上で加算され、受信信号 1として出力される。
[0050] ここで注目すべきなのは、 1チップおきに I成分と Q成分とを入れ替える座標変換を 行っているため、図 7A— 7Dの位相変動分を加算すると、相殺して 0になる点である 。すなわち、図 7A— 7Dにおいて、白丸で示した点は、位相雑音によって Δ 0だけ 位相が変動して黒丸で示した位置に移動するが、位相雑音が加えられる前に座標変 換が行われて 、るため、図 7Aおよび 7Cに対応するチップと図 7Bおよび 7Dに対応 するチップとでは、位相雑音による位相変動の向きが逆となっており、互いに相殺す ることになる。
[0051] したがって、逆拡散部 260— 1から出力される受信信号 1は、伝送路補償部 230— 1 一 230— 4によって補償しきれない位相雑音による位相変動が補償されたものとなつ ている。また、位相雑音による位相変動の補償には、既知信号を用いることがないた め、伝送効率を低下させることがない。さらに、位相雑音の影響が除去されるため、 無線送信部 160および無線受信部 210に備えられるシンセサイザは高性能である必 要がなぐ装置の低コストィ匕を図ることができる。
[0052] また、上述したように、本実施の形態に係る座標変換部 120— 1一 120— nおよび座 標変換部 250— 1一 250— nは、スィッチのみの簡便な構成で座標変換を行うため、座 標変換を行うことによる回路規模の増大はほとんど無い。つまり、本実施の形態にお いては、小さい回路規模で位相雑音の影響を効果的に除去することができる。
[0053] 次に、図 8および図 9を用いて、本実施の形態に係る CDMA通信装置による位相 雑音除去の効果にっ 、て説明する。
[0054] 図 8は、従来の CDMA通信装置における、拡散前の送信信号のシンボル位置と逆 拡散後の受信信号のシンボル位置とを示したものである。条件としては、符号分割多 重数を 4、および拡散率を 8とし、位相雑音による位相変動を 30degとしている。 [0055] 図 8Aは、拡散符号 1 (1, 1, 1, 1,— 1,— 1,— 1,— 1)によって拡散'逆拡散された 信号のシンボル位置の変動を示し、同様に、図 8Bは、拡散符号 2 (1, -1, -1, 1, 1 , -1, -1, 1)によって拡散 '逆拡散された信号のシンボル位置の変動を示し、図 8C は、拡散符号 3 (1, -1, 1, -1, 1, -1, 1,—1)によって拡散'逆拡散された信号の シンボル位置の変動を示し、図 8Dは、拡散符号 4 (1, 1, -1, -1, -1, -1, 1, 1)に よって拡散'逆拡散された信号のシンボル位置の変動を示している。図 8A— 8Dに おいては、いずれも白丸が拡散前の送信信号のシンボル位置を示し、黒丸が逆拡散 後の受信信号のシンボル位置を示して 、る。
[0056] 一方、図 9は、本実施の形態に係る CDMA通信装置における、拡散前の送信信号 のシンボル位置と逆拡散後の受信信号のシンボル位置とを示したものである。条件 は、図 8と同様である。
[0057] 図 8および図 9から明らかなように、従来の CDMA通信装置においては、受信信号 に位相雑音の影響が現れ、結果としてシンボル誤りが発生するのに対し、本実施の 形態に係る CDMA通信装置においては、位相雑音による位相変動がほとんど見ら れず、良好な受信が可能となっている。
[0058] このように、本実施の形態によれば、送信側では、拡散した送信信号の I成分およ び Q成分を 1チップごとに入れ替えて複数のサブキャリアに重畳して送信し、受信側 では、 I成分および Q成分の入れ替えを元に戻して逆拡散するため、周波数変換の 際に生じる位相雑音に起因した位相変動が相殺され、変動が速く既知信号による伝 送路補償のみでは補償しきれな ヽ位相雑音の影響を除去することができ、伝送効率 を低下させることなく位相雑音に対する耐性を向上させることができる。
[0059] (実施の形態 2)
本発明の実施の形態 2の特徴は、拡散後の送信信号の I成分または Q成分の一方 の成分のみについて、 1チップごとに反転させる点である。
[0060] 本実施の形態に係る CDMA通信装置の構成は、実施の形態 1に係る CDMA通 信装置(図 2)と同じであるため、その説明を省略する。ただし、座標変換部 120— 1の 内部構成は、実施の形態 1とは異なり、図 10に示すようになつている。同図に示すよ うに、座標変換部 120-1は、反転器 126— 1およびスィッチ 128— 1を有している。な お、座標変換部 120— 2— 120— nおよび座標変換部 250— 1— 250—nも同様の構成 を有している。
[0061] 反転器 126 - 1は、拡散部 110 - 1から出力される拡散処理後の Q成分の符号を反 転する。
[0062] スィッチ 128— 1は、 1チップごとに切り替わり、拡散部 110— 1から出力される拡散処 理後の Q成分または反転器 126 - 1から出力される反転された Q成分を Q出力として 出力する。
[0063] 座標変換部 120— 1は、拡散部 110— 1から出力される拡散処理後の I成分をそのま ま I出力として出力する一方、 Q成分に関しては、スィッチ 128— 1が 1チップごとに切り 替わることにより、 1チップごとに符号を反転させて出力する。スィッチ 128— 1の切り 替えは、例えば切替信号が外部から入力されることによって、正確なチップタイミング で行われる。なお、切替信号を用いる場合には、各伝送フレームの先頭チップの処 理時には、スィッチ 128-1の接続が初期状態に戻るようにする。
[0064] 次 、で、上記のように構成された CDMA通信装置の動作にっ 、て、図 11から図 1 4を参照しながら具体的に例を挙げて説明する。以下の説明においては、符号分割 多重数を 1 (すなわち、 n= l)、および拡散率を 4とし、拡散符号 1を (1, 1, 1, 1) とする。
[0065] 図 11は、送信信号 1の IQ平面上におけるシンボル (X, y)の座標位置を示す図で ある。このシンボル (X, y)は、拡散部 110— 1によって拡散符号 1が乗ぜられて拡散さ れる。上述のように、拡散符号 1 = (1, 1, -1,—1)であるため、シンボル (X, y)は、 チップ 1 (X, y)、チップ 2 (X, y)、チップ 3 (— x, — y)、およびチップ 4 (一 x, — y)の 4チ ップへ拡散される。
[0066] そして、これら 4チップは、座標変換部 120— 1によって座標変換される。具体的に は、まず、チップ 1の I成分である Xがそのまま I出力として出力され、同時に、チップ 1 の Q成分である yもスィッチ 128— 1から Q出力として出力される。そして、スィッチ 128 1が切り替わり、チップ 2の I成分である Xがそのまま I出力として出力され、同時に、 チップ 2の Q成分である yの符号が反転器 126— 1によって反転され、 yがスィッチ 12 8—1から Q出力として出力される。 [0067] 以下、同様に、スィッチ 128— 1が 1チップごとに切り替えられ、それぞれ I出力およ び Q出力が出力される。結果として、図 12A— 12Dに示すように、それぞれのチップ は (X, y)、 (x, — y) (-X, — y)、および (― x, y)へと座標変換される。
[0068] 以下、実施の形態 1と同様に、座標変換後のチップは、それぞれ 4つのサブキャリア に重畳され、 OFDM信号が生成され、無線送信部 160において位相雑音が加えら
[0069] 送信された信号は、受信側の CDMA通信装置のアンテナを介して無線受信部 21 0によって受信され、実施の形態 1と同様に、 FFT処理され、サブキャリアごとに既知 信号が用いられて伝送路補償が行われる。
[0070] 伝送路補償後の信号は、 PZS変換部 240によって、 PZS変換され、得られたシリ アルな信号は、座標変換部 250-1へ入力される。
[0071] このとき、図 12A— 12Dに示した座標変換後の各チップは、それぞれ図 13A— 13 Dに示す黒丸の位置へずれた状態で座標変換部 250— 1へ入力される。これは、無 線送信部 160および無線受信部 210における周波数変換の位相雑音が加えられた 結果、サブキャリアの位相がそれぞれ Δ Θだけ変動したことによっている。
[0072] そして、これらの図 13A— 13Dに示す黒丸の座標は、座標変換部 250— 1によって 、座標変換部 120— 1の座標変換を元に戻すように座標変換される。具体的には、ま ず、図 13Aに示す黒丸は、そのまま出力され、図 13Bに示す黒丸は、 Q成分のみが 反転されて出力され、図 13Cに示す黒丸は、そのまま出力され、図 13Dに示す黒丸 は、 Q成分のみが反転されて出力される。
[0073] 上述したように、座標変換部 250— 1は、座標変換部 120— 1と同様の構成を有して おり、反転器および 1チップタイミングごとに切り替わるスィッチによって、このような座 標変換を実現している。
[0074] 座標変換後の 4チップは、逆拡散部 260— 1によって拡散符号 1 (1, 1, 1, 1)が 乗ぜられて逆拡散される。すなわち、各チップは、図 14A— 14Dに示す黒丸の位置 に移動した上で加算され、受信信号 1として出力される。
[0075] ここで注目すべきなのは、 1チップおきに Q成分の符号を反転する座標変換を行つ ているため、図 14A— 14Dの位相変動分を加算すると、相殺して 0になる点である。 すなわち、図 14A— 14Dにおいて、白丸で示した点は、位相雑音によって Δ 0だけ 位相が変動して黒丸で示した位置に移動するが、位相雑音が加えられる前に座標変 換が行われているため、図 14Aおよび 14Cに対応するチップと図 14Bおよび 14Dに 対応するチップとでは、位相雑音による位相変動の向きが逆となっており、互いに相 殺すること〖こなる。
[0076] したがって、逆拡散部 260— 1から出力される受信信号 1は、伝送路補償部 230— 1 一 230— 4によって補償しきれない位相雑音による位相変動が補償されたものとなつ ている。また、位相雑音による位相変動の補償には、既知信号を用いることがないた め、伝送効率を低下させることがない。さらに、位相雑音の影響が除去されるため、 無線送信部 160および無線受信部 210に備えられるシンセサイザは高性能である必 要がなぐ装置の低コストィ匕を図ることができる。
[0077] また、上述したように、本実施の形態に係る座標変換部 120— 1一 120— nおよび座 標変換部 250— 1一 250— nは、反転器およびスィッチのみの簡便な構成で座標変換 を行うため、座標変換を行うことによる回路規模の増大はほとんど無い。つまり、本実 施の形態においては、小さい回路規模で位相雑音の影響を効果的に除去すること ができる。
[0078] このように、本実施の形態によれば、送信側では、拡散した送信信号の Q成分のみ について 1チップおきに符号を反転させて複数のサブキャリアに重畳して送信し、受 信側では、再度 Q成分のみについて 1チップおきに符号を反転させて逆拡散するた め、周波数変換の際に生じる位相雑音に起因した位相変動が相殺され、変動が速く 既知信号による伝送路補償のみでは補償しきれない位相雑音の影響を除去すること ができ、伝送効率を低下させることなく位相雑音に対する耐性を向上させることがで きる。
[0079] なお、本実施の形態においては、 Q成分の符号を 1チップおきに反転させるものと したが、 I成分の符号を 1チップおきに反転させても同様の効果を得ることができる。
[0080] (実施の形態 3)
本発明の実施の形態 3の特徴は、送信信号の拡散時に、 I成分または Q成分の一 方の成分のみに対して、拡散符号を構成する半数のビットを反転させた変形拡散符 号を乗算する点である。
[0081] 図 15は、本実施の形態に係る CDMA通信装置の構成を示すブロック図である。同 図において、図 2と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図 15に示す CDMA通信装置は、図 2に示す CDMA通信装置の拡散部 110—1— 110-nおよ び逆拡散部 260-1— 260-nをそれぞれ拡散部 310-1— 310-nおよび逆拡散部 3 20-1一 320— nに代え、座標変換部 120—1— 120— nおよび座標変換部 250—1— 250— nを削除したものである。
[0082] 拡散部 310-1— 310-nは、拡散符号 1一 nによって送信信号 1一 nの I成分を拡散 する。また、拡散部 310-1— 310-nは、拡散符号 1一 nそれぞれの半数のビットの符 号を反転し、得られた変形拡散符号 1一 nによって送信信号 1一 nの Q成分を拡散す る。
[0083] 図 16は、拡散部 310— 1の内部構成を示すブロック図である。同図に示すように、拡 散部 310 - 1は、乗算器 312 - 1、乗算器 314 - 1、および拡散符号変換部 316 - 1を 有している。なお、拡散部 310-2— 310-nも同様の構成を有している。
[0084] 乗算器 312— 1は、拡散符号 1を送信信号 1の I成分に乗算することによって拡散し 、拡散された I成分を I出力として出力する。
[0085] 乗算器 314 - 1は、拡散符号 1を変形して得られる変形拡散符号 1を送信信号 1の Q成分に乗算することによって拡散し、拡散された Q成分を Q出力として出力する。
[0086] 拡散符号変換部 316 - 1は、拡散符号 1の半数のビットの符号を反転し、変形拡散 符号 1を生成する。拡散符号変換部 316 - 1は、例えば拡散符号 1が(1, 1, -1, -1 )であれば 2番目と 4番目のビットの符号を反転し、変形拡散符号 1として(1, -1, 1 , 1)を乗算器 314-1へ出力する。
[0087] 再び図 15を参照して、逆拡散部 320— 1一 320— nは、拡散符号 1一 nによって PZ S変換部 240から出力されるシリアルな信号の I成分を逆拡散する。また、逆拡散部 3 20— 1— 320— nは、拡散符号 1一 nそれぞれの半数のビットの符号を反転し、得られ た変形拡散符号 1一 nによってシリアルな信号の Q成分を逆拡散する。逆拡散部 320 — 1一 320-nは、拡散部 310-1と同様の構成を有しており、 Q成分の逆拡散には、 対応する拡散部 310 - 1一 310 - nと同一の変形拡散符号を用いる。 [0088] 本実施の形態においては、実施の形態 1, 2とは異なり、拡散後の信号を IQ平面上 で座標変換することはない。しかし、送信信号の Q成分を拡散する拡散符号の半数 のビットについて符号を反転することにより、結果として、拡散部 310— 1一 310— nか ら出力される信号は、実施の形態 2の座標変換部 120— 1一 120— nから出力される 信号と同一のものになる。
[0089] 例えば実施の形態 2においては、拡散符号 1を(1, 1, -1, -1)とした場合、シンポ ル(X, y)は図 12A— 12Dに示す(X, y)、 (x, — y)、(― x, — y)、および (― x, y)の 4 チップへと座標変換された力 本実施の形態においても、多重部 130へ入力される チップはまったく同様になる。
[0090] すなわち、本実施の形態においては、上述したように、シンボル (X, y)の I成分には 、拡散符号 1 = (1, 1,—1,—1)がそのまま乗算されて (X, X, -X, X)が得られる。 一方、シンボル (X, y)の Q成分には、変形拡散符号 1 = (1, 1, 1, 1)が乗算され て (y, -y, -y, y)が得られる。したがって、拡散部 310-1— 310-nから出力される4 つのチップは、実施の形態 2と同じく(X, y)、(X, — y)、(一 x, — y)、および (一 x, y)と なる。
[0091] 以後の動作は、実施の形態 2と同様であり、それぞれのチップに共通して位相雑音 が付加され、逆拡散部 320-1— 320-nによって、対応する拡散部 310-1— 310-n と同一の拡散符号および変形拡散符号を用いた逆拡散が行われることにより、シン ボルごとの位相雑音が相殺され除去される。また、位相雑音による位相変動の補償 には、既知信号を用いることがないため、伝送効率を低下させることがない。さらに、 位相雑音の影響が除去されるため、無線送信部 160および無線受信部 210に備え られるシンセサイザは高性能である必要がなく、装置の低コストィ匕を図ることができる
[0092] また、上述したように、本実施の形態に係る CDMA通信装置には、座標変換部な どを新たに設ける必要がなぐ拡散符号を部分的に変換するのみであるため、回路 規模の増大をさらに抑制することができる。つまり、本実施の形態においては、より小 さい回路規模で位相雑音の影響を効果的に除去することができる。
[0093] このように、本実施の形態によれば、送信側では、拡散符号をそのまま用いて送信 信号の I成分を拡散する一方、拡散符号の半数のビットの符号を反転させて得られる 変形拡散符号を用いて送信信号の Q成分を拡散し、受信側では、送信側と同一の 拡散符号および変形拡散符号を用いて逆拡散するため、周波数変換の際に生じる 位相雑音に起因した位相変動が相殺され、変動が速く既知信号による伝送路補償 のみでは補償しきれな 、位相雑音の影響を除去することができ、伝送効率を低下さ せることなく位相雑音に対する耐性を向上させることができる。
[0094] なお、本実施の形態にお!、ては、半数のビットの符号を反転させた変形拡散符号 を Q成分のみに乗算するものとしたが、 I成分のみに変形拡散符号を乗算しても同様 の効果を得ることができる。
[0095] また、上記各実施の形態においては、シンセサイザの位相雑音に対する効果につ いて説明した力 本発明が位相雑音に限らず全サブキャリアに共通な位相変動に対 して効果を有することは明らかである。すなわち、例えば、送信装置のシンセサイザと 受信装置のシンセサイザとの周波数差に起因する OFDM信号の搬送波周波数誤 差は、各サブキャリアに共通の位相回転量となって加わるため、本発明により抑圧す ることがでさる。
[0096] (実施の形態 4)
本発明の実施の形態 4の特徴は、時間軸方向に拡散された送信信号の I成分およ び Q成分を、 1チップごとに入れ替える点である。
[0097] 図 17は、本実施の形態に係る CDMA通信装置の構成を示すブロック図である。同 図において、図 2と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。また、本実 施の形態の座標変換部 120— 1の内部構成は、実施の形態 1 (図 3)と同様であり、ス イッチ 122-1およびスィッチ 124-1を有する構成となっている。したがって、本実施 の形態の座標変換部 120— 1からは、 I成分と Q成分とが 1チップごとに入れ替えられ た I出力および Q出力からなる信号が出力されることになる。同様に、座標変換部 12 0— 2— 120— nからも、 I成分と Q成分とが 1チップごとに入れ替えられた I出力および Q出力からなる信号が出力される。
[0098] 加算部 410は、座標変換部 120-1— 120-nから出力される n個の座標変換後の 信号をコード多重して加算する。 [0099] 多重部 420は、 n個の信号がコード多重されて得られた信号に、フレーム単位で既 知信号を時間分割多重する。
[0100] 伝送路補償部 430は、受信信号のフレーム単位で時間分割多重されている既知 信号を用いて、伝送路補償を行う。
[0101] 次いで、上記のように構成された CDMA通信装置の動作について、図 18および 図 19を参照しながら具体的に例を挙げて説明する。以下の説明においては、符号 分割多重数を 1 (すなわち、 n= l)、および拡散率を 4とし、拡散符号 1を (1, 1, 1, — 1)とする。なお、本実施の形態における送信信号 1のシンボル (X, y)は、実施の形 態 1と同様に図 4に示す IQ平面上の座標位置にあるものとする。このシンボル (X, y) は、拡散部 110 - 1によって拡散符号 1が乗ぜられて拡散される。上述のように、拡散 符号 1 = (1, 1, -1,—1)であるため、シンボル (X, y)は、実施の形態 1と同様に、チ ップ 1 (X, y)、チップ 2 (X, y)、チップ 3 (— x, — y)、およびチップ 4 (一 x, — y)の 4チップ へ拡散される。
[0102] そして、これらの 4チップは、座標変換部 120— 1によって座標変換される。本実施 の形態の座標変換部 120— 1の内部構成は、実施の形態 1 (図 3)と同様であるので、 図 5A— 5Dに示すように、それぞれのチップは、(X, y)、 (y, x)、(一 x, — y)、および( -y, x)へと座標変換される。
[0103] これらの座標変換後のチップは、加算部 410によって、他の拡散符号 2— nによつ て拡散され座標変換されたチップとコード多重される力 ここでは n= lであるため、 4 つのチップが時系列に多重部 420へ出力される。そして、多重部 420によって、時系 列に配置されたチップにフレーム単位で既知信号が時間分割多重される。既知信号 が時間分割多重されて形成されたフレーム信号は、無線送信部 160によって、無線 送信処理が行われた上でアンテナを介して送信される。
[0104] ここで、実施の形態 1においては、周波数軸方向拡散が行われるため、チップ 1一 4 は座標変換後にそれぞれ異なるサブキャリアに重畳されて同時に無線送信処理され る力 本実施の形態においては、時間軸方向拡散が行われるため、チップ 1一 4は座 標変換後に時系列に無線送信処理される。
[0105] したがって、無線送信部 160における周波数変換時に各チップ 1一 4に加えられる 位相雑音は完全に同一ではなぐ時間変動によって多少異なる位相雑音がそれぞ れのチップに加えられる。
[0106] 同様に、送信された信号が受信側の CDMA通信装置のアンテナを介して無線受 信部 210によって受信される時も、各チップが時系列に無線受信処理されるため、時 間変動によって多少異なる位相雑音がそれぞれのチップにカ卩えられる。
[0107] このように、送信側および受信側の双方で多少異なる位相雑音が加えられたチップ 力もなる受信信号は、伝送路補償部 430によって、フレーム単位で多重されている既 知信号が用いられることにより伝送路補償が行われる。そして、伝送路補償後の信号 は、座標変換部 250-1へ入力される。
[0108] このとき、図 5A— 5Dに示した座標変換後の各チップは、実施の形態 1とは異なり、 それぞれ図 18 A— 18Dに示す黒丸の位置へずれた状態で座標変換部 250 - 1へ入 力される。これは、無線送信部 160および無線受信部 210における周波数変換の位 相雑音が加えられた結果、キャリアの位相がそれぞれチップごとに Δ 0 - Δ Θ だけ
1 4 変動したことによっている。
[0109] そして、これらの図 18A— 18Dに示す黒丸の座標は、座標変換部 250—1によって
、座標変換部 120— 1の座標変換を元に戻すように座標変換される。具体的には、ま ず、図 18Aに示す黒丸は、そのまま出力され、図 18Bに示す黒丸は、 I成分と Q成分 とが入れ替えられて出力され、図 18Cに示す黒丸は、そのまま出力され、図 18Dに 示す黒丸は、 I成分と Q成分とが入れ替えられて出力される。
[0110] 実施の形態 1で述べたように、座標変換部 250-1は、座標変換部 120-1と同様の 構成を有しており、 1チップタイミングごとに切り替わるスィッチによって、このような座 標変換を実現している。
[0111] 座標変換後の 4チップは、逆拡散部 260— 1によって拡散符号 1 (1, 1, 1, 1)が 乗ぜられて逆拡散される。すなわち、各チップは、図 19A— 19Dに示す黒丸の位置 に移動した上で加算され、受信信号 1として出力される。
[0112] ここで注目すべきなのは、 1チップおきに I成分と Q成分とを入れ替える座標変換を 行っているため、図 19A— 19Dの位相変動分を加算すると、前後のチップに関する 位相変動が互いに打ち消しあって総量が小さくなる点である。すなわち、図 19A— 1 9Dにおいて、白丸で示した点は、位相雑音によってそれぞれ Δ θ Θ だけ位
1 4 相が変動して黒丸で示した位置に移動するが、位相雑音が加えられる前に座標変換 が行われているため、図 19Aおよび 19Cに対応するチップ 1, 3と図 19Bおよび 19D に対応するチップ 2, 4とでは、位相雑音による位相変動の向きが逆となっており、互 いに打ち消しあうことになる。
[0113] なお、上述したように、本実施の形態においては、時間軸方向拡散が行われており 、各チップ 1一 4が時系列に送受信されるため、実施の形態 1とは異なり、各チップ 1 一 4の位相変動量は必ずしも等しくはない。したがって、各チップ 1一 4の位相変動が 完全に相殺されるわけではなぐ互いに低減しあうのみである。
[0114] ただし、一般に位相雑音の時間変動は、シンボル周期の時間オーダーでは大き!/、 ものの、シンボルを時間軸方向に拡散したチップ周期の時間オーダーでは無視でき る程度に小さい。また、位相雑音を構成する成分にチップ周期の時間オーダーでの 変動が大きい成分があつたとしても、そのような成分は主成分ではないため無視する ことができる。すなわち、位相雑音の主成分は、チップ周期の時間オーダーでは緩や 力な時間変動をしている。このため、本実施の形態のように時間軸方向拡散を行う場 合でも、座標変換により大部分の位相変動を打ち消すことができる。
[0115] したがって、逆拡散部 260— 1から出力される受信信号 1は、伝送路補償部 430によ つて補償しきれな 、位相雑音による位相変動が補償されたものとなって 、る。また、 位相雑音による位相変動の補償には、既知信号を用いないため、伝送効率を低下さ せることがない。さらに、位相雑音の影響が除去されるため、無線送信部 160および 無線受信部 210に備えられるシンセサイザは高性能である必要がなぐ装置の低コス ト化を図ることができる。
[0116] また、上述したように、本実施の形態に係る座標変換部 120— 1一 120— ηおよび座 標変換部 250— 1一 250— ηは、スィッチのみの簡便な構成で座標変換を行うため、座 標変換を行うことによる回路規模の増大はほとんど無い。つまり、本実施の形態にお いては、小さい回路規模で位相雑音の影響を効果的に除去することができる。
[0117] 図 20Αに、座標変換を行わない場合の受信信号のコンスタレーシヨンの一例を示し 、図 20Βに、本実施の形態に係る座標変換を行った場合の受信信号のコンスタレ一 シヨンの一例を示す。これらの図においては、符号分割多重数を 4、拡散率を 8、変 調形式を 16QAM (QuadratureAmplitude Modulation:直交振幅変調)、チップレート を 10MHz、および変調信号の SZN (Signal/Noise:信号対雑音比)を 20dBとして!/ヽ る。また、位相雑音による位相変動として周波数が 2kHzで回転量がプラスマイナス 2 Odegの正弦状の変動を付カ卩して 、る。
[0118] これらの図を比較すれば明らかなように、座標変換を行わない図 20Aにおいては、 それぞれの受信信号候補点が位相変動により判別し難くなつているのに対し、座標 変換を行う図 20Bにおいては、それぞれの受信信号候補点が明確に判別できる。
[0119] このように、本実施の形態によれば、送信側では、拡散した送信信号の I成分およ び Q成分を 1チップごとに入れ替えて送信し、受信側では、 I成分および Q成分の入 れ替えを元に戻して逆拡散するため、周波数変換の際に生じる位相雑音に起因した 位相変動が打ち消され、変動が速く既知信号による伝送路補償のみでは補償しきれ な!、位相雑音の影響を除去することができ、伝送効率を低下させることなく位相雑音 に対する耐性を向上させることができる。
[0120] なお、本実施の形態においては、 I成分および Q成分を 1チップごとに入れ替える構 成について説明したが、実施の形態 2と同様に I成分または Q成分の一方の成分の みを 1チップごとに反転させる構成としても、時間軸方向に拡散された信号の位相変 動を補償することができる。
[0121] また、本実施の形態においても上記実施の形態 1, 2, 3と同様に、本発明がシンセ サイザの位相雑音に限らず様々な位相変動に対して効果を有することは明らかであ る。すなわち、例えば、送信装置のシンセサイザと受信装置のシンセサイザとの周波 数差に起因する搬送波周波数誤差は、本発明により抑圧することができる。
[0122] さらに、上記各実施の形態においては、 1チップおきに同相成分または直交成分を 変換する構成としたが、本発明はこれに限定されず、例えば 2チップおきやランダム に変換しても良ぐ要するに全サブキャリアに重畳されるチップまたは 1フレームに含 まれるチップの半数のチップが変換されれば良 、。
[0123] また、上記各実施の形態においては、 1つの拡散符号に対して 1つの座標変換部 を設ける構成としたが、各拡散符号に対応するチップをコード多重した後にまとめて 座標変換を行う構成にしても良い。この場合には、例えば図 17において、座標変換 部と加算部の順序を入れ替え、拡散部 110— 1一 110— nによって拡散されたチップ が直接加算部 310へ出力され、コード多重されたチップ力 つの座標変換部で座標 変換されるように構成すれば良 ヽ。
[0124] 本明細書は、 2003年 6月 30日出願の特願 2003— 186906および 2004年 6月 10 日出願の特願 2004— 172996に基づく。これらの内容はすべてここに含めておく。 産業上の利用可能性
[0125] 本発明に係る CDMA通信装置および CDMA通信方法は、伝送効率を低下させ ることなく位相雑音に対する耐性を向上させることができ、特に 1シンボル分のチップ を複数のサブキャリアに重畳して同時に送信する OFDM方式を採用した CDMA通 信装置および CDMA通信方法などに有用である。

Claims

請求の範囲
[1] 拡散符号を用いてシンボルを拡散して複数のチップを得る拡散手段と、
1シンボルに対応する複数のチップのうち、半数のチップについて同相成分および 直交成分の少なくともいずれか一方を変換する変換手段と、
を有する CDMA通信装置。
[2] 前記変換手段は、
前記半数のチップについて前記同相成分と前記直交成分とを入れ替える請求項 1 記載の CDMA通信装置。
[3] 前記変換手段は、
前記半数のチップにつ!、て前記同相成分または前記直交成分の!/、ずれか一方の みの符号を反転させる請求項 1記載の CDMA通信装置。
[4] 前記拡散手段は、
前記拡散符号を用いてシンボルの前記同相成分または前記直交成分の!/、ずれか 一方を拡散して複数のチップの同相成分または直交成分の 、ずれか一方を取得し、 前記変換手段は、
前記拡散符号を構成する半数のビットの符号を反転させて変形拡散符号を生成す る拡散符号変換部と、
前記同相成分または前記直交成分の前記拡散手段によって拡散されて 、な 、 ヽ ずれか他方に前記変形拡散符号を乗算する乗算器と、
を有する請求項 1記載の CDMA通信装置。
[5] 前記変換手段は、
1チップおきに同相成分および直交成分の少なくともいずれか一方を変換する請求 項 1記載の CDMA通信装置。
[6] シンボルが拡散されて得られる複数のチップを含む信号を受信する受信手段と、
1シンボルに対応する複数のチップのうち、半数のチップについて同相成分および 直交成分の少なくともいずれか一方を変換する変換手段と、
拡散符号を用いて前記シンボルに対応する複数のチップを逆拡散する逆拡散手 段と、 を有する CDMA通信装置。
[7] 請求項 1記載の CDMA通信装置を有する基地局装置。
[8] 請求項 6記載の CDMA通信装置を有する基地局装置。
[9] 請求項 1記載の CDMA通信装置を有する通信端末装置。
[10] 請求項 6記載の CDMA通信装置を有する通信端末装置。
[11] 拡散符号を用いてシンボルを拡散して複数のチップを得るステップと、
1シンボルに対応する複数のチップのうち、半数のチップについて同相成分および 直交成分の少なくともいずれか一方を変換するステップと、
を有する CDMA通信方法。
[12] シンボルが拡散されて得られる複数のチップを含む信号を受信するステップと、
1シンボルに対応する複数のチップのうち、半数のチップについて同相成分および 直交成分の少なくともいずれか一方を変換するステップと、
拡散符号を用いて前記シンボルに対応する複数のチップを逆拡散するステップと、 を有する CDMA通信方法。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4655232B2 (ja) * 2007-04-27 2011-03-23 ソニー株式会社 復調装置および方法
KR100885300B1 (ko) * 2007-07-03 2009-02-23 한국전자통신연구원 주파수 다이버시티를 가지는 주파수 선택적 기저대역의주파수 변복조 장치 및 방법, 이를 이용한 송수신 장치
CN102916926A (zh) * 2011-08-05 2013-02-06 中兴通讯股份有限公司 数据发送方法、还原方法和装置
US8971465B2 (en) 2012-03-30 2015-03-03 Qualcomm Incorporated Receiver-side estimation of and compensation for signal impairments
US9143365B2 (en) 2013-01-30 2015-09-22 Qualcomm Incorporated Channel estimation using averaging and interpolation
US9225453B2 (en) * 2013-04-09 2015-12-29 Futurewei Technologies, Inc. Optimizing optical systems using code division multiple access and/or orthogonal frequency-division multiplexing

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09153883A (ja) * 1995-11-30 1997-06-10 Nec Corp スペクトル拡散送受信機
JPH11298370A (ja) * 1998-04-06 1999-10-29 Maruyasu Ind Co Ltd スペクトル拡散通信システムおよびスペクトル拡散通信用送信装置
JP2000252874A (ja) * 1999-03-01 2000-09-14 Sharp Corp スペクトル拡散通信装置
JP2002501322A (ja) * 1998-01-05 2002-01-15 インテル・コーポレーション エンコード拡散コードを使用し直接シーケンスにおけるビット密度を高める方法
JP2003008547A (ja) * 2001-06-11 2003-01-10 Korea Electronics Telecommun ゼロ相関区間を有する三元拡散コード発生装置及びその方法
JP2003037526A (ja) * 2001-07-26 2003-02-07 Sony Corp スペクトラム拡散信号の拡散符号同期検出方法および装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09153883A (ja) * 1995-11-30 1997-06-10 Nec Corp スペクトル拡散送受信機
JP2002501322A (ja) * 1998-01-05 2002-01-15 インテル・コーポレーション エンコード拡散コードを使用し直接シーケンスにおけるビット密度を高める方法
JPH11298370A (ja) * 1998-04-06 1999-10-29 Maruyasu Ind Co Ltd スペクトル拡散通信システムおよびスペクトル拡散通信用送信装置
JP2000252874A (ja) * 1999-03-01 2000-09-14 Sharp Corp スペクトル拡散通信装置
JP2003008547A (ja) * 2001-06-11 2003-01-10 Korea Electronics Telecommun ゼロ相関区間を有する三元拡散コード発生装置及びその方法
JP2003037526A (ja) * 2001-07-26 2003-02-07 Sony Corp スペクトラム拡散信号の拡散符号同期検出方法および装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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