JPH04504344A - マスタコードの同期化に基づいて音声によって活性化されるコード分布多元接続通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 マスタコードの同期化に基づいて 音声によって活性化されるコード 分割多元接続通信システム 本発明は伝送搬送波がユーザーの音声によって活性化されるコード分割多元接続 通信システムに関する。

移動衛星業務に有効な帯域幅が制限されているため、業務のためのチャンネルの 有効な数は、潜在的なユーザーの共通のトラヒックを吸収するのに不十分である 。大きな問題点は、一定の信号対雑音比を得るための使用周波数帯に対して送信 される情報の点におけるシステムの効率である。

コード分割多元接続システムは、興味ある利点が実証されているが、このシステ ムの貧弱な効率に関係する長い捕捉時間のため、今までデータ電送のために衛星 移動通信にのみ適用されていた。

最近、ユーザーの音声による搬送波の活性化を利用することによって、ＣＤＭＡ 移動通信システムの通信チャンネルの効率を大きくすることが提案されてきた。

前記技術は、当時のユーザーの平均数を減少させ、その結果、通信チャンネル間 の妨害のレベルを減少させた（１９８８年５月３日−５日、カリフォルニア、パ サデナ、移動衛星会議の議事録のアイ　エム　ヤコブらによる「移動衛星システ ムのためのＣＤＭＡとＦＤＭＡとの比較」）。

前記文書では、提案された技術の理論上の利点について討論されているが、シス テムがどのように動かせるかについて示されていないし、スペクトル拡散捕捉時 間と実時間音声通信に必要なものとの両立を維持するように、非連続モードでシ ステムを動かす解決法を何ら明らかにしていない。前述の文書では、呼出しブロ ワキングを制御する解決法も何ら提案していない。

本発明の目的は、前記実際上の問題を解決し、データだけでなく衛星電話メツセ ージの送信を可能とするように、ＣＤＭＡシステムの効率を改善することである 。

本発明によれば、ユーザーの端末においてユーザーの音声によって活性化される 搬送波を用いたコード分割多元接続通信システムにおいて、ユーザーの端末とマ スクステーションとの同期化を行うためのプロセスが提供され、順方向回線での 同期化は、マスクコード（ＭＣ）を通信信号と同じ周波数および同じ搬送波で送 信することによって行われ、マスクコード（ＭＣ）は、リターン回線信号より高 い電力レベルで連続的に送信され、音声送信のためにユーザーの音声によって活 性化される搬送波は、音声の休止の間中断される。

ユーザーの音声は、音声プロセッサによって圧縮され、階層符号化の原理に従っ て、２つのデータの流れに小区分される。

本発明は、また、各々のユーザーの端末が、マスタコードを受信しかつ回線を設 置するために使用されるユーザーコードの局部的復製を作るために準備されるコ ード発生器を制御するのに適用されるコード捕捉追尾装置を含む、コード分割多 元接続衛星通信システムを目的とする。

本発明は、衛星通信システムにおける同期化の問題を、送信搬送波の音声による 活性化の技術を使うて解決する。ブロッキングの可能性は、移動端末において複 雑化を最小限に抑えた階層符号化を採用することによって減少する。本発明の利 点は、ＣＤＭＡ通信システムにおいて、音声による活性化の使用によって引き起 こされる同期化の問題を解決するという点にあり、この特徴は、追加ハードウェ アの減少と共に得られる。提案された解決法のおかげで、本発明によって、衛星 移動通信システムを、等価周波数分割多元接続システムより優れた効率、低い妨 害レベルおよび良質のサービスで動かすことが可能となる。

本発明は、移動通信システムのみならず、同期化が難しい問題となる、いかなる 通信システムにも適用される。たとえば、衛星継電システムや小型固定端末を使 用した衛星通信システムが挙げられる。

そのようなシステムでは、本発明によって提案されたマスタコードの同期化を使 用することによって、データ信号受信回線の捕捉時間をかなり減少させることが 可能となり、システムの効率を大きくすることにつながる。

本発明は、添付された図面を参照して、以下により詳細に明らかにされる。

図１は本発明による通信端末のブロック図である。

図２は本発明による接地マスクステーションのブロック図である。

図３は通信端末において、搬送波がユーザーの音声によって活性化されるプロセ スを示す図である。

図４は本発明によるコードの捕捉追尾システムの操作を図解する。

好ましい実施例の概説 目的を説明するために以下に示す通信システムは、透明な（ｔｒａｎｓｐａｒｅ ｎｔ）衛星トランスポンダを使用し、集中マスクステーションを通して接地ネッ トワークにアクセスする移動ネットワークである。アクセスシステムは、コード 分割多元接続によって、両方の方向に起こる。

各々の移動通信端末は、圧縮されたディジタル情報（音声のメツセージ、データ 、信号方式）を送信し受信する可能出力を有する。

各々の端末には、２つのユーザーコード（ＰＮコード）が割り当てられる。１つ はＴチャンネル用であり、１つはＱチャンネル用である。非直角位相チャンネル コード（ｉｎ−ｑｕａｄｒａｔｕｒｅｃｈａｎｎｅｌ　ｃｏｄｅ）は、復調器に おけるＩチャンネルとＱチャンネルとの信号の間の部分的な相関に関する問題を 避けるために、同相チャンネルコードに関するコード期間の半分に遅らせる。

各々の通信端末において、ユーザーの音声を表す信号は、音声プロセッサによっ て圧縮され、パー　セ（ｐｅｒ　ｓｅ　（１９８５年１０月７日−１２日、スウ ェーデン、ストックホルム、国際宇宙飛行連合の第３６回会議議事録のアール　 ビオラおよびピー　マンダリニによる「トラヒックの再配置の可能性に必要なも のに調和する可変速度音声ユーザ」参照））として知られる階層符号化の原理に 従って、２つのデータの流れに小区分される。このプロセスに従って、第１のデ ータの流れは、基礎音声のパラメータを含み、第２のデータの流れは、音声の質 を改善するデータを送信する。前記プロセスは、スペクトル拡散システムまでは 実施されない。そのようなシステムにおける２つのコード化されたデータの流れ の小区分によれば、活性のコードの数を減らすことによって、すなわち１つのコ ードをユーザーの指定された数に割り当てることによって、マスクステーション においてブロッキングの確率を減らしかつ妨害レベルを制御することが可能とな る０本発明によるユーザーの端末のブロック図を図１に示す。各々の端末は、従 来の変調回路および復調回路を含むが、本発明の１つの特色によれば、送信搬送 波はユーザーの音声により活性化され、すなわち、搬送波は音声の休止によって 中断する。それによって、回線における妨害レベルが減少する。

送信回路は、音声の信号を送信できるように圧縮するためだけでなく、ユーザー の音声の活量を探知するための働きを存する装置２１を含む。いわゆるハイブリ ッドボコーダは、この働きに特に適している。目的は、調査中の音声信号のより よい表現を与える一組のパラメータで、音源の記述を強めることである。この技 術は、ビーニス　アタルおよびジエイ　アール　レムデの研究（１９８２年ＩＥ ＥＥ、ＩＣＡＳＰＩＩ事録（７）６１４−６１７ページの低いビット伝送速度で 自然音声を作るためのＬＰＧ励磁の新しいモデル）に基づく。

音声周波信号は、最初に音声認識袋！２２の助けで、ボコーダ２１においてディ ジタル化される。ボコーダ２１の出力側に接続される遅延回路２３は、音声認識 装置２２による音声の認識に必要な遅れを償うのに十分な遅延を導くために働（ 。ディジタル信号は、■およびＱのビットの流れを作るために、ユーザ２４で回 旋的に符号化される。それらのビットの流れは、論理回路２５で各々のＰＮコー ドにロジック的に加えられる。そして、それらは変調器２６において搬送波の変 調に使われる。音声認識装置２２によって制御されるディジタルスイッチ２７は 、音声の休止の間の変調信号の伝送を中断する。しかし、以下に明らかにするよ うに、あまりに長い音声の休止が探知される時、たとえば休止が約４秒以上の時 には、マスクステーションの復調器が拘束されうる継続時間の間、強制的な搬送 波の活性化が変調器２６において行われる。符号化され変調された信号は、イン ターフェース１０を通して、送信アンテナへ送られる。

ユーザーの端末１００の受信回路は、復調器１６、デコーダ１７およびディジタ ル／アナログ変換装置１８と、本発明によれば、以下に述べるように同期化を行 うためのコード捕捉回路１０−１４とも含む。ユーザーの端末の全ての操作は、 中央プロセッサ１５によって管理される。

同期化 搬送波の音声による活性化に関する同期化の問題は、順方向回路とリターン回線 とにおいて異なった方法をとる本発明によって解決される。

順方向の回線では、マスクステーションは、マスタコードを全ての可能な通信端 末１００へ中断せずに送信する。マスタコードＭＣは、通常の信号と同しクロッ ク周波数と同し搬送周波数で送信される。マスタコードは、リターン回線の信号 よりも高出力レヘルで中断せずに送信される。前記マスタコードは、通信端末に おけるＰＮコードと同じ長さとコード速度とを有するがそれと直交するコードに よって拡散する、低いデータ速度の搬送波よりなる。メソセージは、一般的なふ ノドワークステータス情報（たとえば有効なＰＮコード）を含む。

図２はマスクステーションのブロック図を示す、アンテナ３ｏは、２方向ライン ２０１を通って、受信した信号を送信した信号から分離するためのグイプレクサ ３１に結合される。受信回路２０２は、ＲＦ無線周波信号をＩＦ中間周波信号に 低（変換するための変換装置３３が接続される増幅器３２を含む。ＩＦ傷信号、 異なった復調器３５に用いられるために、スブリフタ３４において分割される。

これらの復調器は、追尾されるＰＮコードに対してのみ、互いに異なっている。

復調された信号は、全ての通信管理機能を行う中央プロセッサ４０へ送られる。

送信回路２０２は、異なったＰＮコードを使用することによって互いに区別され るいくつかの変調器３６を含む、マスク変調器４１は、マスタコードＭＣを伝送 するためのものである。異なって変調された信号は、結合器３７において結合さ れ、それから、変換装置３８によってＲＦ無線周波数帯域へ高く変換される。増 幅器３９で増幅された後、ＲＦ倍信号ダイプレクサ３１を通ってアンテナ３゜へ 送られる。

マスクコードの搬送周波数と順方向の進路は、音声によって活性化された信号と 同じなので、２つの信号に影響する遅延とド・７プラー効果もまた同しである。

望まれる同期化を行うために、本発明は、各々のユーザーの端末にコード捕捉お よび追尾システムを提供する。前記コード捕捉および追尾システムは、図１を再 び参照して述べられる。各々の端末１００は、マスクステーションによって中断 せずに送信されるマスクコードＭＣに、連続的に拘束される。インターフェース １０がらの出力は、衛星切換え信号とマスクコードＭＣとを含むＩＦ中間周波数 の信号である。後者はライン１０１を通って、コード捕捉回路１１へ送られ、ク ロックパルスＣＫおよび始動パルスＳＴを得るマスタコード追尾ループ１２へ送 られる。これらのＣＫおよびＳＴパルスは、ＩおよびＱ通信チャンネルのための ユーザーコードＰＮの同期複製を発生させるユーザーコード複製発生器１３を制 御するために使われる。これらのＰＮコードは、パー　セ（ｐｅｒ　ｓｅ）とし て知られる方法で、２値修復のために復調器１６に適用する前に、ライン１０２ ．１０３および１０４において受信されるＩＦ傷信号圧縮するために使われる。

修復されたビットの流れは、デコーダ１７に用いられる。同じ出力は、ディジタ ル／アナログ変換装置１８に用いられる音声の信号を生じる。前記変換装置の出 力は、音声の周波数の信号を発する。デコーダ１７の他の出力は、データ信号Ｄ ＡＴＡを送る。

ユーザーの端末において生じるマスタコード追尾ループのおかげで、ユーザーコ ードＰＮの同期複製は、専用捕捉追尾サブシステムを全く必要としないで、ユー ザーの端末において発生する。同様の考え方は、コスタスループによって復調器 に供給される搬送波に適用される。簡単な拡散器およびコード複製発生器がこの 問題を解決する。さらに、音声信号に関してマスタコードに対してより大きな余 裕をもつようにシステムが設計される。この方法によって、重いフェージング状 態が存在しても、ユーザーの端末を拘束したままでおくことが可能となるであろ う。メツセージは深いフェージングによって部分的に妨害されうるが、復調器の 回復は、再同期時間によってもう遅れないであろう。

あいに＜、Ｉ＠力方向回線において同期化を確保するマスクコードは、リターン の回線においては、分散ネットワーク位相のために同期化を確保するのに使用す ることはできない。リターンの回線のために本発明が提供する解決法は、長い音 声の休止が起こる時の強制的な搬送波の活性化に基づくものであり、それによっ て、連続した会話の間の過度に長い中断を避け、接地マスクステーションにおけ る信号の捕捉時間のかなりの増加を避ける。

本発明による強制的な搬送波の活性化プロセスを図３に示す。区域Ａには、代表 的な音声の休止３０１および３０２によって間がおかれた３つの連続したユーザ ーの会話３００が示されている。休止３０１は、あらかしめ定めた継続時間、た とえば４秒より短いと推定され、一方、休止３０２は、前記継続時間より長いと 推定される。

区域Ｂでは、参照数字３０３は、音声認識装置２２（図１）からの出力信号を表 し、その信号は会話３００が探知された時に作られる。

先に述べたように、信号３０３は搬送波を活性化し、この活性化は、通常の音声 の休止（たとえば休止３０１）の間中断される。しかし、休止があらかじめ定め た継続時間（たとえば上述した例では４秒）を超える時には、前記のあらかじめ 定めた継続時間が経過するとすぐに強制的な搬送波の活性化が行われる。そのよ うな状態は、休止３０２の間に起こる信号３０４によって表される。この強制的 な活性化は、マスクステーションの復調器が拘束されうる継続時間の間行われる 。この強制的な搬送波の活性化は、ユーザーの端末の中央プロセッサ１５によっ て命令され制御される。

リターンの回線のために行われる同期化のプロセスを、図４を参照して以下に述 べる。

時間ｔｏでは、ユーザーの端末は待機中であり、絶え間なく受信されるマスタコ ードＭＣに同期化される（図Ａ）。

時間ｔ１では、呼出しが受信されているためか、ユーザーが呼出しをしようとす るために、ユーザーの端末は活性化される（図Ｂ）。

搬送波は、その時に使用できる可能性のあるＰＮコード（コードＰＮｊ）のうち の１つを使って活性化される（図Ｄ）。このコードＰＮｊは、受信されたマスタ コードＭＣに含まれたメソセージを復号することによって、端末に使用できる。

コードＰＮｊを通信する復調器は、遅延の不安定さを見つけるために、予想され るドツプラー周波数の完全な範囲を絶え間なく探索する。

時間ｔ２（図Ｅ）では、ユーザーのＰＮコードの捕捉位相が終わり、マスタステ ージシンの復調器ｊのＰＮコード追尾ループは、マスクステーションにおいてユ ーザーメツセージを復号させるために、復調器の拘束状態を表わす。それから、 コードＰＮｊを使う要求は、受は入れられる。時間ｔ３では、マスクステーショ ンは、ユーザーコードＰＮｊを使う順方同回線の活性化によって、！！！１ｉＡ ｃＫ（図Ｆ）をユーザーの端末に送る。

追尾位相ＴＲＫ　（図Ｅ）を構成する、ユーザーの端末とマスクステーションと の間におけるこの予備メツセージ交換の終わりに、リターン回線の搬送波は、時 間ｔ４（図Ｄ）で非活性化され、その結果、順方向回線の搬送波は、時間ｔ５（ 図Ｆ）で非活性化される。

この時間より始まって、ユーザーは、音声の伝送と受信のために、２方向の回線 を用意できる（図Ｇ）。

ＰＮコード追尾ループは、あらかじめ定めた継続時間ＨＬＤ　（図Ｅ）を超えな い継続時間の間、最後の有効な遅延の測定まで保持されるであろう。あらかじめ 定めた時間ＨＬＤ内にマスクステーションにおいて信号が探知されなければ（図 ４で説明するケース）、時間ｔ６に探索のプロセスが始められる。探索の範囲は 、時間とともに直線的に増加する。傾きは移動の最大増分遅延偏差を考えて計算 される。

時間ｔ７では、会話３００が起こり（図Ｃ）、それによって、リターンの回線で 再び搬送波を活性化させる（図Ｅ）。

時間ｔ８（図Ｅ）では、マスクステーションは、再び拘束され、次の音声の休止 の間にリターン回線が切られるまで、ユーザーメツセージを追尾し復調するであ ろう。

保持位相ＨＬＤ　（図Ｅ）は、上に述べたのと同じ順序で再始動する０強制的な 活性化のタイムアウトに基づくあらかじめ定めた時間の後で拘束されない場合に は、マスクステーションの復調器は、会話が終わったことを判断し、マスタステ ージシンの中央プロセッサ４０は、コードＰＮｊが他のユーザーに再び使用可能 となることを伝え、探索のプロセスが再始動するであろう。

前記に説明された本発明の実施例は、説明の目的で与えられた例であり、本発明 はこれに限定されるものではない０本発明の範囲内であらゆる修正、変更または 等価の配列が考えられる。

ＦＩＧ、　１ 国際調査報告 国際調査報告

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．コード分割多元接続通信システムにおいて、ユーザーの端末でのユーザーの 音声によって活性化される搬送波で、ユーザーの端末とマスタステーションとの 間の同期化を行うプロセスであって、順方向の回線での同期化は、通信信号と同 じクロック周波数および同じ搬送波でマスタコード（ＭＣ）を送信することによ って行われ、マスタコード（ＭＣ）は、リターンの回線の信号よりも高出力レベ ルで中断せずに送信され、音声の送信のためにユーザーの音声によって活性化さ れる搬送波は、音声の休止の間中断される、プロセス。
2. ２．ユーザーの音声は、音声プロセッサ（２１）によって圧縮され、階層符号化 の原理に従って、２つのデータの流れに小区分される、請求項１のプロセス。
3. ３．各々のユーザーの端末（１００）で、音声の信号のための搬送波は、ユーザ ーの音声によって活性化されかつ音声の休止の間中断され、集中マスタステーシ ョン（２００）は、異なったユーザーの端末（１００）の間のユーザーコード（ ＰＮ）の分布を管理するのに適用される中央プロセッサ（４０）を含み、さらに 前記中央プロセッサ（４０）は、すべての端末（１００）へのマスタコード（Ｍ Ｃ）の送信を制御し、そのマスタコードは、順方向の回線において各々のユーザ ーの端末の同期化を行うのに使われる、コード分割多元接続衛星通信システム。
4. ４．各々のユーザーの端末（１００）は、マスタコード（ＭＣ）を受信するのに 適用されるコード捕捉および追尾装置（１１，１２）を含み、回線に用いられる ユーザーコード（ＰＮ）の複製を作るのに適用されるコード発生器を制御する、 請求項３のシステム。