JPH09232994A - 通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 セルのリユースが１に近くなり、セル内の加
入者を増大でき、周波数の利用効率を増大できる通信装
置を提供すること。 【解決手段】 複数の周波数チャネルを有する送信器と
その周波数チャネルに対応して検波する検波器等を有す
る受信機の構成において、入力データを長周期の符号に
よって拡散する機能と、短周期の符号によって拡散する
機能を有し、その各々によって拡散された信号を複数の
周波数チャネルを用いて変調して送信する送信機能と、
各々の周波数チャネル信号に対して復調する機能と短周
期拡散信号と相関検波を行う機能とさらに長周期拡散信
号と相関検波を行う機能とを有する受信機能とから成る
通信装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】移動通信方式、特に通信装置
の構成に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の通信方式は「V.Vandendr
ope, “Multitone Spectrum MultipleAccess Communica
tions System in a Multipath Rician Fading Channel"
1EEETransactions on Vehicular Technology Vol.44, N
o.2, May 1995」の第328頁第１図に開示されたものがあ
り、入力データに誤り訂正を適用し、符号化されたデー
タをシリアル，パラレル変換を介して複数の周波数チャ
ネルに変換し、各チャネル毎に変調する。各変調された
チャネルを合成し、拡散コードを用いてスペクトル変調
して送信する構成であった。

【０００３】他に、「T.Muller 他 “Comparison of di
fferent Detection Algorithms forOFDM-CDMA in Broad
band Rayleigh fading"のIEEEVTC95」の第835頁第１図
に開示されたものがある。これは入力データをwalshマ
トリクスで変換し、IFFTで変換して出力する構成であっ
た。構成を第１図に示す。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
最初の構成では、同じ拡散コードを各周波数チャネルに
用いているため、システム内に収容可能な加入者の数
は、その適用するコードのみの相互相関特性および自己
相関特性で決定され、十分な加入者を得ることはできな
い。また、各チャネルを周波数変調した後で、スペクト
ル拡散変調しているため回路構成をデジタル化するのが
困難であった。

【０００５】従来の第２の構成では、入力データにwals
h変換のみを適用するため、walsh符号以上の加入者を収
容できず、特にセルラシステムに適用した場合は隣接す
るセル間で、同じwalsh符号同士が干渉する問題点があ
った。構成を第２図に示す。

【０００６】本発明はこのような問題点を解決する通信
装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】添付図面を参照して本発
明の要旨を説明する。

【０００８】複数の周波数チャネルを有する送信器とそ
の周波数チャネルに対応して検波する検波器等を有する
受信機の構成において、入力データを長周期の符号によ
って拡散する機能と、短周期の符号によって拡散する機
能を有し、その各々によって拡散された信号を複数の周
波数チャネルを用いて変調して送信する送信機能と、各
々の周波数チャネル信号に対して復調する機能と短周期
拡散信号と相関検波を行う機能とさらに長周期拡散信号
と相関検波を行う機能とを有する受信機能とから成るこ
とを特徴とする通信装置に係るものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】最良と考える本発明の実施の形態
（発明をどのように実施するか）を、図面に基づいてそ
の作用効果を示して簡単に説明する。

【００１０】本発明の送信器の構成において、入力デー
タを各通信者固有の符号を用いて拡散する。この符号は
多くの通信者へ割り当てられるように長い周期のＭ系列
符号を一般に用いる。拡散された信号を、変換器を用い
て拡散信号に変換する。

【００１１】この変換は直交符号による拡散，Ｍアレー
による変換，或いは相互相関特性の優れたゴールド短周
期の符号が用いられる。拡散された信号はこの変換器に
よって拡散される。拡散された信号はシリアルパラレル
変換器によって複数のチャネルに分割される。

【００１２】従って、１つのチャネルのデータ速度は、
チャネルの数分だけ低くなる。この各チャネルの信号を
直交したキャリア周波数で変調して出力する。

【００１３】受信器の構成において、複数の通信者によ
って送られた信号を同時に受信する受信データを送信と
同じ数のチャネルに分け、各信号を送信器と同じ短周期
符号で相関をとる。この結果、全てのチャネルにおい
て、各通信者に対応した短周期符号毎に各通信者のデー
タが復調される。

【００１４】復調された各通信者毎にパラレルシリアル
変換し、各通信者に割り当てられた長周期符号で相関を
とることで通信者毎にデータが複号化される。

【００１５】

【実施例】本発明の具体的な実施例について図面に基づ
いて説明する。

【００１６】第一実施例 １．構成の説明 図３はこの発明の第一実施例を示す移動局側の送信器構
成図であって、入力データ31は拡散コード32によって拡
散される。

【００１７】拡散されたデータは変換器33によって拡散
信号に変換される。変換符号としては例えばアダマール
符号，Ｍアレー符号化，短周期のゴールド符号が用いら
れる。変換された信号はシリアルパラレル変換器34によ
って複数のチャネルＮにデータが変換される。変換され
たデータの速度はシリアルパラレル変換器の入力データ
速度１に対してほぼ１／Ｎとなる。各チャネルはフィル
タ35を介して各々のキャリア周波数36によって変調され
合成器37を通して出力信号38として送出される。

【００１８】図４はこの発明の第一実施例を示す基地局
側の受信機構成図であって、無線回線等の回線を通して
受信された信号41は、分配器42を通って送信側と同じ数
のチャネルに分配される。

【００１９】各チャネルの信号は送信と同じ受信キャリ
ア周波数43で乗積されフィルタ44を通ってベースバンド
信号に復調される。ベースバンド信号は変換器45により
変換されて、分配器46を通って同一の移動局の信号毎に
まとめ、各移動局毎にパラレルシリアル変換器47を介し
てシリアルデータに戻され、拡散符号と同じ符号48を用
いて相関がとられ復調データ49として復調される。

【００２０】図５はこの発明の第一実施例を示す基地局
側の送信器の構成図であって、各ユーザ毎に異なった入
力データ51は、乗積器（ＥＸＯＲ）52で各ユーザに対応
した拡散コード52により拡散される。

【００２１】この拡散コード52は、変換器34によってユ
ーザ毎の信号に対応して拡散される。変換符号としては
図３と同じアダマール符号，Ｍアレー符号化，短周期の
ゴールド符号が用いられる。

【００２２】変換された信号はシリアルパラレル変換器
53によりパラレル信号に変換される。

【００２３】パラレル信号は分配器55によって各チャネ
ルに分配される。その出力はフィルタ56を通って各チャ
ネル毎に直交した送信キャリア周波数57で変調され、合
成器58を通して出力信号を59として出力される。

【００２４】図６はこの発明の第一実施例を示す、基地
局側の受信器の構成である。

【００２５】送信器より送出された信号は無線回線を介
して受信信号61として受信される。受信信号61は分配器
62により信号が分配されて、受信キャリア信号63により
各信号は乗積されてフィルタ64を通ってベースバンド信
号に復調される。変換器65により分離された各ユーザ信
号は分配器66によって各ユーザ毎の信号にまとめてか
ら、パラレルシリアル変換器67によりシリアル信号に変
換されて、各ユーザ毎の拡散コード68により乗積相関が
行われ復調データ69として出力される。

【００２６】２．動作の説明 図３の送信器の構成におけるタイムチャートの一例を図
７に示す。入力データ(ａ)に、乗積（ＥＸＯＲ）するＭ
系列符号である拡散コード(ｂ)は長い周期のＭ系列符号
を用い、各ユーザ毎にその符号を変えることにより多く
加入者に異なった符号を割り当てることができる。入力
データのパルス幅をＴ_Iとする。拡散コードのパルス幅
をＴ_Sとする。ここでは入力データのパルス幅Ｔ_Iと拡散
コードのパルス幅Ｔ_Sとすると、Ｍ系列符号による拡散
利得はＴ_I／Ｔ_Sとなる。拡散された信号(ｃ)は短周期拡
散符号(ｄ)で拡散する。

【００２７】拡散されたデータを(ｅ)に示す。拡散は乗
積（ＥＸＯＲ）で行う。この信号は与えられたＫ本のチ
ャネルに対応して、シリアル・パラレル変換される。こ
こでは一例として４チャネルに変換した。データをシリ
アル・パラレル変換された信号を、どのチャネルに割り
当てるかは、あらかじめ送受信間で決定しておく。

【００２８】図６では、短周期拡散符号による拡散デー
タ(ｅ)上で１の区間のデータを第１チャネルに割り当て
る。

【００２９】図７(ｆ)に第１チャネルに割り当てた１部
の結果を示す。２の区間も同様に２チャネル目に割り当
てる第３，４の区間も同様の方法で割り当てる。第２，
３，４の割り当て結果は図示していない。

【００３０】短周期拡散符号の長さがＫとすると、この
拡散によって得られる拡散利得はＫとなる。図７の例で
はｋ＝４となる。どの短周期拡散符号をどのチャネルに
用いるかは、あらかじめ送受信間で決定しておく。短周
期拡散符号で直交変換され、シリアルパラレル変換され
た各チャネル信号は、チャネル毎のキャリア周波数で変
調される。キャリア周波数としては図７(ｆ)の入力デー
タ速度を周波数間隔とすることにより直交させることが
できチャネル間干渉を減少する。各チャネル信号は増幅
器等を介して送信される。受信器のタイムチャートは図
７の送信器のタイムチャートを逆の手順とすることで求
められる。

【００３１】また、干渉除去のためにガードインターバ
ルを用いても良い。これは本発明における必須用件では
ない。

【００３２】図４の基地局の受信器の復調器では、送信
側と同じ数のチャネルに受信信号を分配して、送信と同
じキャリア周波数で乗積してベースバンドの復調データ
を得る。次に短周期拡散符号の相関によって各々のベー
スバンド信号の復調データを得る。この場合、短周期の
符号をマッチドフィルタによっても容易に復調できる。
また、相関器を複数用いて、レイク受信器の構成で、マ
ルチパスの影響によって異なった時間で受信した信号を
合成することにより、パスダイバシティ効果を得て、受
信電力を増大することもできる。分配器において、どの
相関出力が、同一のチャネルの信号に対応するかを決定
して分配する。各、同一のチャネルのデータをパラレル
・シリアル変換することによりチャネル毎のシリアルデ
ータとして出力する。このデータを各ユーザ毎のＭ系列
信号で相関をとることで、ユーザ間識別を行う。

【００３３】図５に示した基地局の送信側の構成は多ユ
ーザの信号を同時に送信する以外は、基本的に移動局の
構成と同様である。ユーザ毎の入力データは各ユーザ毎
の割り当てられた長周期のＭ系列符号により各々拡散さ
れる。拡散されたユーザ信号は短周期拡散符号によって
拡散される。拡散された信号はシリアル・パラレル変換
器によりパラレルデータに変換される。ユーザ毎の変換
されたデータのうち、例えば最初のパラレル信号を第１
のチャネルに合成して入力する。どのパラレル信号をど
のチャネルに割り当てるかは、予め決めておく。

【００３４】先の例に従って説明すると、どのチャネル
信号に、どの短周期拡散符号によって変換されたデータ
を用いるかを予め決める。変換された出力は各チャネル
で直交した周波数で変調して出力する。各々のチャネル
信号は合成して出力される。このチャネル信号の中に、
伝播路特性の振幅と位相を決定するためのパイロット信
号を送出することも可能である。また、データの同期を
確立するためのパイロット信号を送出することも可能で
ある。

【００３５】図６の移動機の受信器では、基地局からの
送信信号を受信して、基地局の各チャネルのキャリア周
波数と同様の周波数でチャネル毎に乗積する。乗積され
た信号を、予め決められた符号、短周期拡散符号を用い
て変換する。変換された信号を分配器で各ユーザ毎の信
号に分配する。分配された信号をパラレルシリアル変換
して、各ユーザに割り当てられた長周期のＭ系列符号で
相関演算を行って、データの受信を行う。

【００３６】今までの説明では、誤り訂正及びインター
リーブについて述べていないが、データに誤り訂正及び
インターリーブを適用すれば、誤りを少なくユーザデー
タの送信が可能である。この場合、誤り訂正，インター
リーブをデータ入力の後に入れることも可能だし、シリ
アルパラレル変換器の後に入れることも可能である。音
声をデータとして送信する場合、有音区間と無音区間を
識別して有音区間が隣接のチャネル間で隣接しないよう
にすることによりチャネル間干渉量を減少して送信でき
誤りの少ない伝送ができる。また、本発明に有音区間の
みを送信する方式を適用することで、全体の干渉を減少
でき、データ誤りの少ない伝送が可能である。

【００３７】本発明での短周期拡散符号としては、アダ
マール変換，ソードソロモン符号等の誤り訂正符号，或
いは相互相関特性の大きなゴールド符号，Ｍアレーによ
る直交変換方式等を用いても同様の結果を得ることがで
きる。

【００３８】本発明の長周期拡散符号と入力データの乗
積としては、スクランブラを用いても同様の結果を得る
ことができる。

【００３９】３．効果の説明 この第一実施例のように構成すると、マルチキャリア特
有の性質である、一ユーザのデータを複数のマルチキャ
リア信号に分割して送信することから一つのチャネル周
波数に対するデータ速度を落とすことができ、高速のフ
ェージングに対して劣化を低く抑えることができる。セ
ルラ構成のシステムに用いた場合、隣接セル間におい
て、前述したアダマール符号とキャリア周波数を異なっ
た組み合わせとすることで、同一のキャリア周波数を隣
接セル間で使用可能となる。

【００４０】また、隣接セル間で同一の短周期拡散符号
を同一のキャリア周波数で変調した信号を用いた場合
は、隣接チャネル間で干渉する。この場合は隣接チャネ
ル間で寡った符号で拡散する装置を図４の分配器45とフ
ィルタ46の間に設ける。従って、セルのリユースが１に
近くなり、セル内の加入者を増大できる。このことは周
波数の利用効率を増大できることを示している。

【００４１】第二実施例 １．構成の説明 図８に伝搬路等化器を入れた第二実施例を示す。構成は
図４と同様であるが、変換器の後に、無線伝搬路の特性
に対して伝搬路等化を行う等化器を挿入する。

【００４２】２．動作の説明 無線回線においては、同一時間で送信した送信信号をマ
ルチパスの影響により受信時に異なった時間で受信す
る。これが位相，振幅に変動を与え、符号間干渉雑音と
なって信号対雑音比を劣化させ、システム全体の加入者
容量を減少することとなる。データ伝送速度の遅い場合
は、伝送路等化器を用いることにより干渉雑音量を減少
できる。

【００４３】３．効果の説明 この第二実施例のように構成すると、マルチパス伝搬路
の影響によって、波形歪を生じて受信された信号の波形
等化を行うことにより伝搬路による影響を取り除き、受
信側の検波で誤りの少ない検波を行うことができる。

【００４４】第三実施例 １．構成の説明 複数の相関器によって構成されたレイク検波器を有する
構成を第三実施例とする。構成は図８と同様である。図
８における伝播路等化器の代わりにレイクを挿入する。
レイク受信器は複数の相関器とより構成されている。

【００４５】２．動作の説明 各相関器はマルチパス無線伝搬路の各パスに対して各々
検波を行い、ダイバシティ合成を行う。

【００４６】３．効果の説明 この第三実施例のように構成すると、拡散速度がマルチ
パス信号の各遅延時間に比して十分に早い場所には、各
パス毎に検波を行うことが可能であり、伝搬路を等化す
るより検波特性が向上する。

【００４７】利用形態の説明 本実施例は無線回線で使用する装置とした例を説明した
が、無線変調信号の代わりに光りでベースバンド信号を
変調した光りファイバを用いた光通信装置にも適用可能
である。また、無線変調信号の代わりに有線回線に用い
るモデムアナログ変調を用いた有線通信装置にも適用可
能である。

【００４８】キャリア周波数で変調を行ったが、振動子
を用いることで水中通信装置への適用も可能である。

【００４９】

【発明の効果】本発明は上述のように構成したから、送
信器の１チャネル当たりのデータ伝送速度は低く、しか
も各送信器からの信号は短周期の直交符号によって相関
なく伝達でき、耐雑音特性に優れた通信装置が実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来例のマルチキャリア変調器の構成を示す説
明図である。

【図２】従来例のマルチキャリア変調器の構成を示す説
明図である。

【図３】第一実施例の移動局の送信器の構成を示す説明
図である。

【図４】第一実施例の移動局の受信器の構成を示す説明
図である。

【図５】第一実施例の基地局の送信器の構成を示す説明
図である。

【図６】第一実施例の基地局の受信器の構成を示す説明
図である。

【図７】第一実施例の送信器タイムチャートである。

【図８】本発明による等化器を入れた移動機の受信器の
構成を示す説明図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡邊 壮一 新潟県柏崎市大字安田1799−２ コーポ安 田203号 (72)発明者 阿部 武雄 新潟県新潟市寺尾朝日通７−23

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の周波数チャネルを有する送信器と
   その周波数チャネルに対応して検波する検波器等を有す
   る受信機の構成において、入力データを長周期の符号に
   よって拡散する機能と、短周期の符号によって拡散する
   機能を有し、その各々によって拡散された信号を複数の
   周波数チャネルを用いて変調して送信する送信機能と、
   各々の周波数チャネル信号に対して復調する機能と短周
   期拡散信号と相関検波を行う機能とさらに長周期拡散信
   号と相関検波を行う機能とを有する受信機能とから成る
   ことを特徴とする通信装置。