(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が複数のスペクトラム拡散信号を有する複数の実質的に互いに別々のスペクトラム拡散信号群の中のスペクトラム拡散信号を有する一つの受信信号を追跡するマルチパスプロセッサであって、
第１の群の中の第１の複数のスペクトラム拡散信号を前記一つの受信信号から第１の複数の逆拡散ずみ信号、すなわち遅延量Ｔ０のタップを備えるタップ付き遅延手段により遅延を受けた複数のチッピング系列信号により前記一つの受信信号を逆拡散することによって各々を生成した第１の複数の逆拡散ずみ信号をそれぞれ生ずるように逆拡散する第１の逆拡散手段と、
前記第１の逆拡散手段に接続され前記第１の複数の逆拡散ずみ信号を第１の合成逆拡散ずみ信号の形に合成する第１の合成手段と、
第２の群の中の第２の複数のスペクトラム拡散信号を前記一つの受信信号から第２の複数の逆拡散ずみ信号、すなわち遅延量Ｔ０のタップを備え前記第１の逆拡散手段の前記タップ付き遅延手段との間で差遅延量ＴＤ１を有するタップ付き遅延手段による遅延を受けた複数のチッピング系列信号により前記一つの受信信号を逆拡散することによって各々を生成した第２の複数の逆拡散ずみ信号をそれぞれ生ずるように逆拡散する第２の逆拡散手段と、
前記第２の逆拡散手段に接続され前記第２の複数の逆拡散ずみ信号を第２の合成逆拡散ずみ信号の形に合成する第２の合成手段と、
前記第１の合成手段および前記第２の合成手段に接続され前記第１の合成逆拡散ずみ信号および前記第２の合成逆拡散ずみ信号を出力逆拡散ずみ信号の形に合成する出力合成手段と
を含むマルチパスプロセッサ。
【請求項２】
前記第１の逆拡散手段と前記第１の合成手段との間に接続され前記第１の複数の逆拡散ずみ信号を重みづけする第１の重みづけ手段と、
前記第２の逆拡散手段と前記第２の合成手段との間に接続され前記第２の複数の逆拡散ずみ信号を重みづけする第２の重みづけ手段と
をさらに含む請求項１記載のマルチパスプロセッサ。
【請求項３】
前記出力合成手段および前記第１の合成手段に接続され前記第１の合成逆拡散ずみ信号を重みづけする第３の重みづけ手段と、
前記出力合成手段および前記第２の合成手段に接続され前記第２の合成逆拡散ずみ信号を重みづけする第４の重みづけ手段と
をさらに含む請求項２記載のマルチパスプロセッサ。
【請求項４】
前記第１の重みづけ手段および前記第２の重みづけ手段が増幅器および減衰器の少なくとも一方を含む請求項２記載のマルチパスプロセッサ。
【請求項５】
前記第３の重みづけ手段および前記第４の重みづけ手段が増幅器および減衰器の少なくとも一方を含む請求項３記載のマルチパスプロセッサ。
【請求項６】
前記第１の逆拡散手段が、前記第１の複数のスペクトラム拡散信号をそれぞれ逆拡散して前記第１の複数の逆拡散ずみ信号を生ずる第１の複数の相関器を含み、
前記第２の逆拡散手段が、前記第２の複数のスペクトラム拡散信号をそれぞれ逆拡散して前記第２の複数の逆拡散ずみ信号を生ずる第２の複数の相関器を含む請求項１記載のマルチパスプロセッサ。
【請求項７】
前記第１の複数の相関器の各々が前記第１の複数の相関器の中のそれ以外の相関器の用いるチッピング系列信号の遅延時間とは異なる遅延時間のチッピング系列信号で逆拡散し、
前記第２の複数の相関器の各々が前記第２の複数の相関器の中のそれ以外の相関器の用いるチッピング系列信号の遅延時間とは異なる遅延時間であって、前記第１の複数の相関器の中のそれ以外の相関器で用いるチッピング系列信号の遅延時間とも異なる遅延時間のチッピング系列信号を用いて逆拡散する
請求項６記載のマルチパスプロセッサ。
【請求項８】
前記第１の逆拡散手段が、前記第１の複数のスペクトラム拡散信号をそれぞれ逆拡散して前記第１の複数の逆拡散ずみ信号を生ずる第１の複数の整合フィルタを含み、
前記第２の逆拡散手段が、前記第２の複数のスペクトラム拡散信号をそれぞれ逆拡散して前記第２の複数の逆拡散ずみ信号を生ずる第２の複数の整合フィルタを含む
請求項１記載のマルチパスプロセッサ。
【請求項９】
第３の群の中の第３の複数のスペクトラム拡散信号を第３の複数の逆拡散ずみ信号をそれぞれ生ずるように逆拡散する第３の逆拡散手段と、
前記第３の逆拡散手段に接続され前記第３の複数の逆拡散ずみ信号を第３の合成逆拡散ずみ信号の形に合成する第３の合成手段と
をさらに含み、
前記第３の合成手段に接続された前記出力合成手段が前記第１の合成逆拡散ずみ信号、前記第２の合成逆拡散ずみ信号および前記第３の合成逆拡散ずみ信号を前記出力逆拡散ずみ信号の形に合成する請求項１記載のマルチパスプロセッサ。
【請求項１０】
前記第１の逆拡散手段が、前記第１の複数のスペクトラム拡散信号をそれぞれ逆拡散して前記第１の複数の逆拡散ずみ信号を生ずる第１の複数の相関器を含み、
前記第２の逆拡散手段が、前記第２の複数のスペクトラム拡散信号をそれぞれ逆拡散して前記第２の複数の逆拡散ずみ信号を生ずる第２の複数の相関器を含み、
前記第３の逆拡散手段が、前記第３の複数のスペクトラム拡散信号をそれぞれ逆拡散して前記第３の複数の逆拡散ずみ信号を生ずる第３の複数の相関器を含む
請求項９記載のマルチパスプロセッサ。
【請求項１１】
前記第１の複数の相関器の各々が前記第１の複数の相関器の中のそれ以外の相関器の用いるチッピング系列信号の遅延時間とは異なる遅延時間のチッピング系列信号で逆拡散し、
前記第２の複数の相関器の各々が前記第２の複数の相関器の中のそれ以外の相関器の用いるチッピング系列信号の遅延時間とは異なる遅延時間であって、前記第１の複数の相関器の中のそれ以外の相関器で用いるチッピング系列信号の遅延時間とも異なる遅延時間のチッピング系列信号を用いて逆拡散し、
前記第３の複数の相関器の各々が、前記第３の複数の相関器の中のそれ以外の相関器の用いるチッピング系列信号の遅延時間とは異なる遅延時間であって、前記第２の複数の相関器の中のそれ以外の相関器で用いるチッピング系列信号の遅延時間とも異なり、前記第１の複数の相関器の中のそれ以外の相関器で用いるチッピング系列信号の遅延時間とも異なる遅延時間のチッピング系列信号を用いて逆拡散する
請求項１０記載のマルチパスプロセッサ。
【請求項１２】
前記第１の逆拡散手段が、前記第１の複数のスペクトラム拡散信号をそれぞれ逆拡散して前記第１の複数の逆拡散ずみ信号を生ずる第１の複数の整合フィルタを含み、
前記第２の逆拡散手段が、前記第２の複数のスペクトラム拡散信号をそれぞれ逆拡散して前記第２の複数の逆拡散ずみ信号を生ずる第２の複数の整合フィルタを含み、
前記第３の逆拡散手段が、前記第３の複数のスペクトラム拡散信号をそれぞれ逆拡散して前記第３の複数の逆拡散ずみ信号を生ずる第３の複数の整合フィルタを含む
請求項９記載のマルチパスプロセッサ。
【請求項１３】
前記第１の逆拡散手段と前記第１の合成手段との間に接続され前記第１の複数の逆拡散ずみ信号を重みづけする第１の重みづけ手段と、
前記第２の逆拡散手段と前記第２の合成手段との間に接続され前記第２の複数の逆拡散ずみ信号を重みづけする第２の重みづけ手段と、
前記第３の逆拡散手段と前記第３の合成手段との間に接続され前記第３の複数の逆拡散ずみ信号を重みづけする第３の重みづけ手段と
をさらに含む請求項９記載のマルチパスプロセッサ。
【請求項１４】
前記出力合成手段および前記第１の合成手段に接続され前記第１の合成逆拡散ずみ信号を重みづけする第３の重みづけ手段と、
前記出力合成手段および前記第２の合成手段に接続され前記第２の合成逆拡散ずみ信号を重みづけする第４の重みづけ手段と
をさらに含む請求項１３記載のマルチパスプロセッサ。
【請求項１５】
各々が複数のスペクトラム拡散信号を有する複数の実質的に互いに別々のスペクトラム拡散信号群の中のスペクトラム拡散信号を有する一つの受信信号を追跡するマルチパスプロセッサを用いる方法であって、
第１の群の中の第１の複数のスペクトラム拡散信号を前記一つの受信信号から第１の複数の逆拡散ずみ信号、すなわち遅延量Ｔ０のタップ付き遅延手段による遅延を受けた複数のチッピング系列信号により前記一つの受信信号を逆拡散することによって各々を生成した第１の複数の逆拡散ずみ信号をそれぞれ生ずるように逆拡散する過程と、
前記第１の複数の逆拡散ずみ信号を第１の合成逆拡散ずみ信号の形に合成する過程と、
第２の群の中の第２の複数のスペクトラム拡散信号を前記一つの受信信号から第２の複数の逆拡散ずみ信号、すなわち遅延量Ｔ０であって前記第１の逆拡散手段の前記タップ付き遅延手段との間で差遅延量ＴＤ１を有するタップ付き遅延手段による遅延を受けた複数のチッピング系列信号により前記一つの受信信号を逆拡散することによって各々を生成した第２の複数の逆拡散ずみ信号をそれぞれ生ずるように逆拡散する過程と、
前記第２の複数の逆拡散ずみ信号を第２の合成逆拡散ずみ信号の形に合成する過程と、
前記第１の合成逆拡散ずみ信号および前記第２の合成逆拡散ずみ信号を出力逆拡散ずみ信号の形に合成する過程と
を含む方法。
【請求項１６】
各々が複数のスペクトラム拡散信号を有する複数の実質的に互いに別々のスペクトラム拡散信号群の中のスペクトラム拡散信号を有する一つの受信信号を追跡するマルチパスプロセッサを用いる方法であって、
第１の群の中の第１の複数のスペクトラム拡散信号を前記一つの受信信号から第１の複数の逆拡散ずみ信号、すなわち遅延量Ｔ０のタップ付き遅延手段による遅延を受けた複数のチッピング系列信号により前記一つの受信信号を逆拡散することによって各々を生成した第１の複数の逆拡散ずみ信号をそれぞれ生ずるように逆拡散する過程と、
前記第１の複数の逆拡散ずみ信号を重みづけする過程と、
前記第１の複数の逆拡散ずみ信号を第１の合成逆拡散ずみ信号の形に合成する過程と、
第２の群の中の第２の複数のスペクトラム拡散信号を前記一つの受信信号から第２の複数の逆拡散ずみ信号、すなわち遅延量Ｔ０であって前記第１の逆拡散手段の前記タップ付き遅延手段との間で差遅延量ＴＤ１を有するタップ付き遅延手段による遅延を受けた複数のチッピング系列信号により前記一つの受信信号を逆拡散することによって各々を生成した第２の複数の逆拡散ずみ信号をそれぞれ生ずるように逆拡散する過程と、
前記第２の複数の逆拡散ずみ信号を重みづけする過程と、
前記第２の複数の逆拡散ずみ信号を第２の合成逆拡散ずみ信号の形に合成する過程と、
前記第１の合成逆拡散ずみ信号および前記第２の合成逆拡散ずみ信号を重みづけする過程と、
前記第１の合成逆拡散ずみ信号および前記第２の合成逆拡散ずみ信号を出力逆拡散ずみ信号の形に合成する過程と
を含む方法。
【請求項１７】
第３の群の中の第３の複数のスペクトラム拡散信号を第３の複数の逆拡散ずみ信号をそれぞれ生ずるように逆拡散する過程と、
前記第３の複数の逆拡散ずみ信号を第３の合成逆拡散ずみ信号の形に合成する過程と、
前記第１の合成逆拡散ずみ信号、前記第２の合成逆拡散ずみ信号および前記第３の合成逆拡散ずみ信号を前記出力逆拡散ずみ信号の形に合成する過程と
をさらに含む請求項１５記載の方法。
【請求項１８】
第３の群の中の第３の複数のスペクトラム拡散信号を第３の複数の逆拡散ずみ信号をそれぞれ生ずるように逆拡散する過程と、
前記第３の複数の逆拡散ずみ信号を重みづけする過程と、
前記第３の複数の逆拡散ずみ信号を第３の合成逆拡散ずみ信号の形に合成する過程と、
前記第３の合成逆拡散ずみ信号を重みづけする過程と、
前記第１の合成逆拡散ずみ信号、前記第２の合成逆拡散ずみ信号および前記第３の合成逆拡散ずみ信号を前記出力逆拡散ずみ信号の形に合成する過程と
をさらに含む請求項１６記載の方法。
【請求項１９】
前記第１の複数のスペクトラム拡散信号を逆拡散する過程が前記第１の複数のスペクトラム拡散信号をそれぞれ逆相関して前記第１の複数の逆拡散ずみ信号を生ずる過程を含み、
前記第２の複数のスペクトラム拡散信号を逆拡散する過程が前記第２の複数のスペクトラム拡散信号をそれぞれ逆相関して前記第２の複数の逆拡散ずみ信号を生ずる過程を含む請求項１５または請求項１６記載の方法。
【請求項２０】
前記第１の複数のスペクトラム拡散信号の各々を逆拡散する過程が、前記第１の複数のスペクトラム拡散信号の中のそれ以外のスペクトラム拡散信号の逆拡散に用いるチッピング系列信号の遅延時間とは異なる遅延時間のチッピング系列信号で逆拡散する過程を含み、
前記第２の複数のスペクトラム拡散信号の各々を逆拡散する過程が、前記第２の複数のスペクトラム拡散信号の中のそれ以外のスペクトラム拡散信号の逆拡散に用いるチッピング系列信号の遅延時間とは異なる遅延時間であって、前記第１の複数のスペクトラム拡散信号の中の各々のスペクトラム拡散信号の逆拡散に用いるチッピング系列信号の遅延時間とも異なる遅延時間のチッピング系列信号を用いて逆拡散する過程を含む
請求項１５または請求項１６記載の方法。
【請求項２１】
前記第１の複数のスペクトラム拡散信号を逆拡散する過程が前記第１の複数のスペクトラム拡散信号をフィルタ処理して前記第１の複数の逆拡散ずみ信号を生ずる過程を含み、
前記第２の複数のスペクトラム拡散信号を逆拡散する過程が前記第２の複数のスペクトラム拡散信号をフィルタ処理して前記第２の複数の逆拡散ずみ信号を生ずる過程を含む請求項１５または請求項１６記載の方法。
【請求項２２】
前記第１の複数のスペクトラム拡散信号を逆拡散する過程が前記第１の複数のスペクトラム拡散信号をそれぞれ逆相関して前記第１の複数の逆拡散ずみ信号を生ずる過程を含み、
前記第２の複数のスペクトラム拡散信号を逆拡散する過程が前記第２の複数のスペクトラム拡散信号をそれぞれ逆相関して前記第２の複数の逆拡散ずみ信号を生ずる過程を含み、
前記第３の複数のスペクトラム拡散信号を逆拡散する過程が前記第３の複数のスペクトラム拡散信号をそれぞれ逆相関して前記第３の複数の逆拡散ずみ信号を生ずる過程を含む請求項１７または請求項１８記載の方法。
【請求項２３】
前記第１の複数のスペクトラム拡散信号の各々を逆拡散する過程が、前記第１の複数のスペクトラム拡散信号の中のそれ以外のスペクトラム拡散信号の逆拡散に用いるチッピング系列信号の遅延時間とは異なる遅延時間のチッピング系列信号で逆拡散する過程を含み、
前記第２の複数のスペクトラム拡散信号の各々を逆拡散する過程が、前記第２の複数のスペクトラム拡散信号の中のそれ以外のスペクトラム拡散信号の逆拡散に用いるチッピング系列信号の遅延時間とは異なる遅延時間であって、前記第１の複数のスペクトラム拡散信号のスペクトラム拡散信号の逆拡散に用いるチッピング系列信号の遅延時間とも異なる遅延時間のチッピング系列信号を用いて逆拡散する過程を含み、
前記第３の複数のスペクトラム拡散信号の各々を逆拡散する過程が、前記第３の複数のスペクトラム拡散信号の中のそれ以外のスペクトラム拡散信号の逆拡散に用いるチッピング系列信号の遅延時間とは異なる遅延時間であって、前記第２の複数のスペクトラム拡散信号の中のスペクトラム拡散信号の逆拡散に用いるチッピング系列信号の遅延時間とも異なり、前記第１の複数のスペクトラム拡散信号の中のスペクトラム拡散信号の逆拡散に用いるチッピング系列信号の遅延時間とも異なる遅延時間のチッピング系列信号を用いて逆拡散する過程を含む
請求項１７または１８記載の方法。
【請求項２４】
前記第１の複数のスペクトラム拡散信号を逆拡散する過程が前記第１の複数のスペクトラム拡散信号を整合フィルタ処理して前記第１の複数の逆拡散ずみ信号を生ずる過程を含み、
前記第２の複数のスペクトラム拡散信号を逆拡散する過程が前記第２の複数のスペクトラム拡散信号を整合フィルタ処理して前記第２の複数の逆拡散ずみ信号を生ずる過程を含み、
前記第３の複数のスペクトラム拡散信号を逆拡散する過程が前記第３の複数のスペクトラム拡散信号を整合フィルタ処理して前記第３の複数の逆拡散ずみ信号を生ずる過程を含む
請求項１７または請求項１８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】
本発明はスペクトラム拡散通信に関し、より詳細にいうとマルチパスプロセッサ、可変帯域幅デバイスおよび送信電力制御システムに関する。
【０００２】
【関連技術の説明】
スペクトラム拡散変調は、ある情報の送信に最低限必要とされる帯域幅以上の帯域幅をその情報のスペクトラム拡散信号に占有させる通信手段を提供する。スペクトラム拡散は情報データ信号をその情報データ信号とは無関係のチッピング系列信号で変調することにより達成される。情報データ信号は、コンピュータなどのデータデバイスまたは情報データ信号の形にディジタル化する音声信号やビデオ信号などのアナログ信号を出力するアナログデバイスから供給される。チッピング系列信号は各々の持続時間ＴＣをデータビットまたはデータシンボルよりも実質的に短くしたチップ符号で構成する。情報データ信号を受信側でチッピング系列信号と同期受信することによってスペクトラム拡散信号を逆拡散し、データをスペクトラム拡散信号から再生する。
【０００３】
スペクトラム拡散変調は事業者向け環境用または都市環境用の通信システムとして多数の利点を備えている。例えば、意図的なおよび非意図的な干渉の低減、マルチパス問題の緩和、多数利用者共用通信システムへの多元接続の提供などである。事業者向けの用途としては、コンピュータ用のローカルエリアネットワークやパーソナル電話または通信網などがあるが、これらに限定されない。
【０００４】
基地局と多数の移動加入者局との間の交信にスペクトラム拡散変調を用いたセルラー通信網では移動加入者局の送信電力レベルを制御する必要がある。一つのセル内で基地局の近くに位置するときの移動加入者局はセルの外周付近に位置するときよりも低い送信電力レベルで送信しなければならない。この送信電力レベルの調整は基地局における各移動加入者局からの受信電力レベルが一定になるように行う。
【０００５】
都市部などの第１の地域では、基地局相互間を近距離にして各移動加入者局の送信電力レベルを低くする小セルでセルラー網を構成する。農村などの第２の地域では、基地局を互いに遠く分散させて各移動加入者局の所要送信電力レベルを相対的に高くする大セルでセルラー網を構成する。上記第１の地域から第２の地域へ移動する移動加入者局は、通常その移動先の地域の要求に合うように送信電力レベルを調整する。その調整を行わないと、スペクトラム拡散送信機で相対的に高い送信電力レベルを用いている移動加入者局が、人口の少ない大セル地域から人口稠密な多数小セル地域に移動した場合に、その移動先の小セル内やそれに隣接する小セルに望ましくない干渉を引き起こす。また、移動加入者局が建物の陰に移動し基地局への信号がその建物で遮られた場合は、移動加入者局の送信電力レベルを高くしなければならない。これらの調整は、大きいダイナミックレンジで、しかも基地局における受信電力レベルをほぼ一定にしその一定レベルからの誤差実効値を低く保ち偏差ピーク値を低く保つように迅速に行わなければならない。
【０００６】
したがって、移動加入者局のスペクトラム拡散送信機の送信電力レベル制御をセルラー通信網における動作時に自動的に行うスペクトラム拡散通信システムおよび方法が必要とされている。
【０００７】
【発明の概要】
本発明の概括的な目的はマルチパスフェージングを低下させ等価帯域幅およびデータ速度を低下させた大容量通信を提供することである。
【０００８】
本発明の第２の概括的な目的は可変および／または可調整信号帯域幅機能を備えるスペクトラム拡散送信機を提供することである。
【０００９】
本発明のもう一つの概括的な目的は、セル領域内の移動加入者局密度をそれら移動加入者局の送信電力を最小に保ちながら最大にするシステムおよび方法を提供することである。
【００１０】
本発明のもう一つの目的は、各セルの基地局における各移動加入者局からの受信電力レベルが互いに等しくなるように移動加入者局の送信電力レベルを制御する装置および方法を提供することである。
【００１１】
本発明のさらにもう一つの目的は、セルラー通信網における移動加入者局の送信電力レベルを自動的に適応的に制御するシステムおよび方法を提供することである。
【００１２】
本発明のさらにもう一つの目的は、スペクトラム拡散送信機が互いに異なる地域、すなわち各々が大きさおよび送信電力要件を異にする複数のセルから成る互いに異なる地域で動作できるようにするスペクトラム拡散通信システムおよび方法を提供することである。
【００１３】
マルチパス環境では、スペクトラム拡散信号は建物の壁面などの複数の表面で反射し、複数のスペクトラム拡散信号を発生するものとみられる。これら複数のスペクトラム拡散信号は各々が複数のスペクトラム拡散信号から成る複数のスペクトラム拡散信号群の形で通常現れる。これら複数のスペクトラム拡散信号群はスペクトラム拡散信号がマルチパス環境で反射した結果生じたものである。
【００１４】
複数の群として受信されるスペクトラム拡散信号を追跡するマルチパスプロセッサをこの発明は提供する。このマルチパスプロセッサは第１の複数の相関器と、第２の複数の相関器と、第１の加算器と、第２の加算器と、選択器または合成器とを備える。第１の加算器は第１の複数の相関器と選択器または合成器との間に接続してある。第２の加算器は第２の複数の相関器と選択器または合成器との間に接続してある。
【００１５】
第１の複数の相関器は第１の群の中の第１の複数のスペクトラム拡散信号を逆拡散して第１の複数の逆拡散信号を生ずる。第１の加算器はこれら第１の複数の逆拡散信号を加算または合成して第１の合成逆拡散信号を生ずる。
【００１６】
第２の複数の相関器は第２の群の中の第２の複数のスペクトラム拡散信号を逆拡散して第２の複数の逆拡散信号を生ずる。第２の加算器は第２の複数の逆拡散信号を加算または合成して第２の合成逆拡散信号を生ずる。
【００１７】
選択器は第１の合成逆拡散信号または第２の合成逆拡散信号のいずれかを選択する。選択された合成逆拡散信号は判定デバイスから出力逆拡散信号として出力される。合成器で第１の合成逆拡散信号を第２の合成逆拡散信号と合成または加算して出力逆拡散信号を生ずることもできる。
【００１８】
本発明はスペクトラム拡散送信機用の可変帯域幅スペクトラム拡散器をも含む。この可変帯域幅スペクトラム拡散器は拡散ずみ帯域幅を持つスペクトラム拡散信号を生ずる。また、この可変帯域幅スペクトラム拡散器は拡散帯域幅よりも小さいチッピング周波数のチッピング系列信号を用いる。
【００１９】
可変帯域幅スペクトラム拡散器はチッピング系列信号発生器と、スペクトラム拡散処理手段と、インパルス発生器と、フィルタとを備える。スペクトラム拡散処理手段はチッピング系列信号発生器に接続する。インパルス発生器はスペクトラム拡散処理手段に接続する。フィルタはインパルス発生器に接続する。
【００２０】
チッピング系列信号発生器はチッピング周波数のチッピング系列信号を生ずる。スペクトラム拡散処理手段はチッピング系列信号でデータ信号を処理して拡散ずみデータ信号を生ずる。インパルス発生器は、拡散ずみデータ信号に含まれる各チップに応答してインパルス信号を生ずる。フィルタは拡散ずみ帯域幅で各インパルス信号のスペクトラムをフィルタ処理する。
【００２１】
スペクトラム拡散処理手段は、排他的論理和ゲートや、積デバイスや、チッピング系列信号でデータをスペクトラム拡散処理するための周知のそれ以外のデバイスで具体化できる。フィルタに可変帯域幅フィルタを含めることができる。可変帯域幅フィルタは各インパルス信号のスペクトラムの拡散帯域幅を変化させ、または調整するために用いる。したがって、スペクトラム拡散信号は可変帯域幅フィルタの帯域幅に基づき選んだ帯域幅をもつよう設計できる。帯域幅はシステム要件に応じて可変にまたは調節可能にすることもできる。本明細書で用いる可変帯域幅という用語は、特定のシステムにおける時間条件ほかの要件に応じて可変である帯域幅を意味する。調節可能帯域幅は可変帯域幅に似ているが、選択された設定値を保つように調節できる帯域幅という意味で用いてある。
【００２２】
本発明は、スペクトラム拡散送信機の適応型送信電力制御（ＡＰＣ）も提供する。複数の移動加入者局がスペクトラム拡散変調を用いたセルラー通信網で作動する。移動加入者局は第１のスペクトラム拡散信号を送信する。基地局は第２のスペクトラム拡散信号を送信する。
【００２３】
基地局は自動利得制御（ＡＧＣ）手段と、基地局相関器手段と、比較手段と、電力レベル手段と、送信手段と、アンテナとを備える。基地局相関器手段はＡＧＣ手段に接続する。電力手段は基地局相関器手段と比較手段とに接続する。比較手段は電力レベル手段に接続する。アンテナは送信手段に接続する。
【００２４】
各移動加入者局は逆拡散手段と可変利得手段とを備える。
【００２５】
受信信号は、本明細書では、第１のスペクトラム拡散信号と干渉信号とを含むものと定義する。干渉信号は、本明細書では、雑音や他のスペクトラム拡散信号や第１のスペクトラム拡散信号と同一周波数の不都合な信号を含むものと定義する。
【００２６】
各受信信号についてＡＧＣ手段はＡＧＣ出力信号を生ずる。基地局相関器手段はＡＧＣ出力信号を逆拡散する。電力レベル手段は逆拡散ずみのＡＧＣ出力信号を処理して受信電力レベル信号を生ずる。比較手段は受信電力レベル信号をしきい値レベルと比較して送信電力コマンド信号を生ずる。送信電力コマンド信号はアナログ信号でもディジタル信号でも情報データビットと多重化したデータ信号でも構成できる。基地局の送信機手段は送信電力コマンド信号を第２のスペクトラム拡散信号として、または情報データビットと多重化したデータ信号として送信する。
【００２７】
各移動加入者局では、逆拡散手段が上記第２のスペクトラム拡散信号から送信電力コマンド信号を送信電力調整信号の形に逆拡散する。可変利得手段はこの送信電力調整信号を移動加入者局送信機からの第１のスペクトラム拡散信号の送信電力レベルの調整の基準として用いる。この送信電力レベルの調節は線形的にも非線形的にも行うことができる。
【００２８】
本発明はスペクトラム拡散変調を用いたセルラー通信網で動作する移動加入者局のスペクトラム拡散送信機の送信電力制御の方法も含む。移動加入者局は第１のスペクトラム拡散信号を送信する。基地局は移動局からの第１のスペクトラム拡散信号を捕捉する過程と、第１のスペクトラム拡散信号プラス雑音など干渉信号の受信電力レベルを検出する過程とを実行する。これらの過程は、受信信号からＡＧＣ出力信号を生ずることと、そのＡＧＣ出力信号を逆拡散することとを含む。逆拡散ずみのＡＧＣ出力信号を処理して受信電力レベル信号を生ずる。この方法は、さらに受信電力レベル信号をしきい値レベルと比較して送信電力コマンド信号を生ずることも含む。この送信電力コマンド信号を基地局から第２のスペクトラム拡散信号の一部として送信する。
【００２９】
この方法は移動加入者局で第２のスペクトラム拡散信号から送信電力コマンド信号を逆拡散し、この送信電力コマンド信号に応答して第１のスペクトラム拡散信号の送信電力レベルを調整する。
【００３０】
本発明の上記以外の目的および利点は次の説明に記載してあり、部分的にはその説明から自明であり、また本発明の実施により習得できる。また、本発明の目的および利点は請求の範囲に詳細に指摘した構成要素およびそれらの組合せにより実現でき、達成できる。
【００３１】
【好適な実施例の詳細な説明】
本発明の好適な実施例を同一の構成要素には同一の参照符号を付けて示した図面を参照して次に詳細に説明する。
マルチパスプロセッサ
マルチパス環境では、信号がいくつかの建物またはそれ以外の構造物で反射する。それらいくつかの建物からの反射によって、いくつかの信号またはいくつかの信号群が受信機に到達する結果になる。図１は一つの信号が時間的に互いにずれたいくつかの信号として到達する様子を示している。図２は一つの信号が時間的に互いにずれたいくつかの信号の二つの信号群として到達する様子を示している。受信機に到達する複数の信号が時間的に一様に分散して到達することは通常はない。すなわち、マルチパス環境では受信信号ｒ(ｔ）は二つ以上のスペクトラム拡散信号群を含み得る。
【００３２】
マルチパス環境では、一つのスペクトラム拡散信号は各々が複数のスペクトラム拡散信号を有する複数のスペクトラム拡散信号群を生ずるとみなされる。これら複数の信号群はスペクトラム拡散信号がマルチパス環境で反射した結果である。複数の信号群に応答しそれら信号群を処理する手段として、マルチパスプロセッサがスペクトラム拡散受信システムを改良する。
【００３３】
図３に示す構成例では、スペクトラム拡散信号を追跡するマルチパスプロセッサを示す。このマルチパスプロセッサはスペクトラム拡散受信システムの一部として用いられている。
【００３４】
マルチパスプロセッサは第１の逆拡散手段と、第２の逆拡散手段と、第１の合成手段と、第２の合成手段と、選択手段または出力合成手段とを備える。第１の合成手段は第１の逆拡散手段と選択手段または出力合成手段との間に接続してある。第２の合成手段は第２の逆拡散手段と選択手段または出力合成手段との間に接続してある。
【００３５】
第１の逆拡散手段は第１の信号群の中の第１の複数のスペクトラム拡散信号を含む受信信号を逆拡散する。このようにして第１の逆拡散手段は第１の複数の逆拡散信号を生ずる。第１の合成手段は第１の複数の逆拡散信号を合成、すなわち加算して第１の合成逆拡散信号を生ずる。
【００３６】
第２の逆拡散信号は第２の信号群の中の第２の複数の２スペクトラム拡散信号を含む受信信号を逆拡散する。これによって第２の逆拡散手段は第２の複数の逆拡散信号を生ずる。第２の合成手段は第２の複数の逆拡散信号を第２の合成逆拡散信号に合成、すなわち加算する。
【００３７】
選択手段は第１の合成逆拡散信号または第２の合成逆拡散信号を選択する。選択された合成逆拡散信号は選択手段から出力逆拡散信号として出力される。選択手段は第１の合成逆拡散信号および第２の合成逆拡散信号のうち信号強度の大きい方、平均２乗誤差の最小値、最尤度その他の選択基準に応答して動作させることができる。選択手段の代わりに出力合成手段を用い、第１の合成手段の出力と第２の合成手段の出力とを適当な重みづけのあとコヒーレントに合成または加算することもできる。
【００３８】
図３に示すとおり、第１の逆拡散手段に第１の複数のスペクトラム拡散信号をそれぞれ逆拡散する第１の複数の相関器を備えることもできる。第１の複数の相関器は、図示の例では第１の乗算器１１１と、第２の乗算器１１２と、第３の乗算器１１３と、第１のフィルタ１２１と、第２のフィルタ１２２と、第３のフィルタ１２３とを備え、第１のチッピング系列信号ｇ(ｔ）、第２のチッピング系列信号ｇ(ｔ−Ｔ０）、および第３のチッピング系列信号ｇ(ｔ−２Ｔ０）の供給を受ける。第２のチッピング系列信号ｇ(ｔ−Ｔ０）と第３のチッピング系列信号ｇ(ｔ−２Ｔ０）とは第１のチッピング系列信号ｇ(ｔ）と同じであるが時間Ｔ０および時間２Ｔ０だけそれぞれ遅れている。各チッピング系列信号の間には一定の遅延Ｔ０があることが好ましい。
【００３９】
入力に受信信号ｒ(ｔ）を加える。第１の乗算器１１１を入力と第１フィルタ１２１との間に接続し、第１のチッピング系列信号ｇ(ｔ）の信号源にも接続する。第２の乗算器１１２を入力と第２のフィルタ１２２との間に接続し、第２のチッピング系列信号ｇ(ｔ−Ｔ０）の信号源にも接続する。第３の乗算器１１３を入力と第３のフィルタ１２３との間に接続し、第３のチッピング系列信号ｇ(ｔ−２Ｔ０）の信号源にも接続する。第１のフィルタ１２１、第２のフィルタ１２２および第３のフィルタ１２３の出力は第１の加算器１２０に接続する。
【００４０】
種々の遅延を伴うチッピング系列信号の発生のための回路および装置は当業者に周知である。図４を参照すると、チッピング系列信号発生器４０１を電圧制御発振器４０２および複数の遅延素子４０３、４０４、４０５、４０６に接続してある。電圧制御発振器には、群遅延信号を供給する。この群遅延信号はある受信信号群の逆拡散にチッピング信号群が用いた遅延値に対応する。電圧制御発振器４０２は発振信号を生ずる。チッピング系列信号発生器４０１はこの発振信号から第１のチッピング系列信号ｇ(ｔ）を生じ、この第１のチッピング系列信号ｇ(ｔ）の初期位置は群遅延信号から判定される。第１のチッピング系列信号ｇ(ｔ）は複数の遅延素子４０３、４０４、４０５、４０６によって遅延を受けて、第２のチッピング系列信号ｇ(ｔ−Ｔ０）、第３のチッピング系列信号ｇ(ｔ−２Ｔ０）、第４のチッピング系列信号ｇ(ｔ−３Ｔ０）および以下同様の信号が生ずる。このように、第２のチッピング系列信号ｇ(ｔ−Ｔ０）および第３のチッピング系列信号ｇ(ｔ−２Ｔ０）は第１のチッピング系列信号ｇ(ｔ）の遅延出力として発生することができる。以上のほかに、受信回路の一部として、受信スペクトラム拡散信号に埋め込まれた特定のチッピング系列信号の捕捉のための捕捉追跡回路を設ける。
【００４１】
図３のマルチパスプロセッサに第１の重みづけデバイス１３１、第２の重みづけデバイス１３２および第３の重みづけデバイス１３３を備えるオプションも可能である。第１の重みづけデバイス１３１は第１のフィルタ１２１の出力と第１の重みづけ信号Ｗ１の信号源とに接続する。第２の重みづけデバイス１３２は第２のフィルタ１２２の出力と第２の重みづけ信号Ｗ２の信号源とに接続する。第３の重みづけデバイス１３３は第３のフィルタ１２３の出力と第３の重みづけ信号Ｗ３の信号源とに接続する。第１の重みづけ信号Ｗ１、第２の重みづけ信号Ｗ２および第３の重みづけ信号Ｗ３はオプションであり、第１の重みづけデバイス１３１、第２の重みづけデバイス１３２および第３の重みづけデバイス１３３の中でそれぞれプリセットすることもできる。また、第１の重みづけ信号Ｗ１、第２の重みづけ信号Ｗ２および第３の重みづけ信号Ｗ３をプロセッサまたはそれ以外の制御回路で制御することも可能である。第１のフィルタ１２１、第２のフィルタ１２２および第３のフィルタ１２３の出力は、それぞれ第１の重みづけデバイス１３１、第２の重みづけデバイス１３２および第３の重みづけデバイス１３３を通じて第１の加算器１２０に接続する。
【００４２】
同様に、第２の逆拡散手段に第２の複数のスペクトラム拡散信号の逆拡散のための第２の複数の相関器を備えることもできる。第２の複数の相関器は、図示の例では第４の乗算器１１４と、第５の乗算器１１５と、第６の乗算器１１６と、第４のフィルタ１２４と、第５のフィルタ１２５と、第６のフィルタ１２６とを備え、第４のチッピング系列信号ｇ(ｔ−ＴＤ１）、第５のチッピング系列信号ｇ(ｔ−Ｔ０−ＴＤ１）および第６のチッピング系列信号ｇ(ｔ−２Ｔ０−ＴＤ１）の供給を受ける。第４の乗算器１１４は入力と第４のフィルタ１２４との間に接続し、第４のチッピング系列信号ｇ(ｔ−ＴＤ１）の信号源にも接続する。第５の乗算器１１５は入力と第５のフィルタ１２５との間に接続し、第５のチッピング系列信号ｇ(ｔ−Ｔ０−ＴＤ１）の信号源にも接続する。第６の乗算器１１６は入力と第６のフィルタ１２６との間に接続し、第６のチッピング系列信号ｇ(ｔ−２Ｔ０−ＴＤ１）の信号源にも接続する。第４のチッピング系列信号ｇ(ｔ−ＴＤ１）、第５のチッピング系列信号ｇ（ｔ−Ｔ０−ＴＤ１）および第６のチッピング系列信号ｇ(ｔ−２Ｔ０−ＴＤ１）は第１のチッピング系列信号ｇ(ｔ）と同じであるが、それぞれ時間ＴＤ１、時間Ｔ０＋ＴＤ１、および時間２Ｔ＋ＴＤ１だけ遅延を受けている。これによって、第２の複数の相関器が第２の複数の逆拡散信号を生ずる。第４のフィルタ１２４、第５のフィルタ１２５および第６のフィルタ１２６の出力を第２の加算器１３０に接続する。
【００４３】
第４のフィルタ１２４、第５のフィルタ１２５および第６のフィルタ１２６の出力側に第４の重みづけデバイス１３４、第５の重みづけデバイス１３５および第６の重みづけデバイス１３６をオプションとして配置することも可能である。第４の重みづけデバイス１３４、第５の重みづけデバイス１３５および第６の重みづけデバイス１３６は、第４の重みづけ信号Ｗ４、第５の重みづけ信号Ｗ５および第６の重みづけ信号Ｗ６をそれぞれ生ずる信号源に接続する。第４の重みづけ信号Ｗ４、第５の重みづけ信号Ｗ５および第６の重みづけ信号Ｗ６はオプションであり、第４の重みづけデバイス１３４、第５の重みづけデバイス１３５および第６の重みづけデバイス１３６の中にそれぞれプリセットすることもできる。第４の重みづけ信号Ｗ４、第５の重みづけ信号Ｗ５および第６の重みづけ信号Ｗ６をプロセッサその他の制御回路で制御することもできる。第４のフィルタ１２４、第５のフィルタ１２５および第６のフィルタ１２６の出力は、第４の重みづけデバイス１３４、第５の重みづけデバイス１３５および第６の重みづけデバイス１３６をそれぞれ通して第２の加算器１３０に接続する。第１の加算器１２０および第２の加算器１３０の出力を判定デバイス１５０に接続する。判定デバイス１５０は選択器または合成器で構成できる。
【００４４】
重みづけデバイスは、大きさと位相を変える増幅器または減衰回路で構成できる。それら増幅器または減衰回路はアナログデバイスまたはディジタル回路で構成できる。これら増幅器回路または減衰回路は、利得を重みづけ信号で制御できるようにして調整可能型にすることができる。特定の重みづけデバイスで重みづけ信号を用いるオプションもある。特定の重みづけデバイスを固定増幅器利得などのように固定の重みまたはプリセットした量をもつ設計にすることもできる。
【００４５】
図５は通信チャネルのタップ付き遅延線モデルを示す図である。通信チャネルに入ってくる信号ｓ(ｔ）は、遅延時間Ｔ０をもつ複数の遅延素子４１１、４１２、４１３、４１４を通過する。信号ｓ(ｔ）は各遅延素子出力ごとに複数の複素減衰係数ｈｎでそれぞれ減衰を受け、加算器４１９に供給される。加算器４１９からの出力OUTPUTが通信チャネルからの出力である。
【００４６】
ある与えられた通信チャネルはインパルス応答のフーリエ変換である周波数応答を備える。
【００４７】
【式１】
0003693333.tif 000002
ここで、ａｉは通信チャネルのマルチパスの複素利得を表し、τｉは通信チャネルのマルチパスの遅延を表す。
【００４８】
通信チャネル周波数応答Ｈｃ(ｆ）を検討する。通信チャネル周波数応答は帯域Ｂを有する。以下の検討では、この帯域は一定になっており、通信チャネル周波数応答Ｈｃ(ｆ）は等価低域フィルタ関数である。通信チャネル周波数応答をフーリエ級数に展開すると、次のようになる。
【００４９】
【式２】
Ｈｃ(ｆ）＝Σｈｎｅ−ｊｎ２πｆ／Ｂ
ここで、ｈｎはフーリエ係数である。これは通信チャネルのタップ付き遅延線モデルであり、その場合、図３の受信装置はＴ０＝１/Ｂのとき整合フィルタとして作用し、重みＷｎは値ｈｎの複素共役値に設定されている。すなわち、Ｗｎ＝ｈｎである。
【００５０】
好ましくは、第１の複数の相関器の各相関器がチッピング系列信号ｇ(ｔ）、すなわち、第１の複数の相関器の他方の各々でそれぞれ用いたチッピング系列信号の各々の各遅延とは異なる遅延を有するチッピング系列信号ｇ(ｔ）で逆拡散する。第１の複数の相関器はチッピング系列信号ｇ(ｔ）、ｇ(ｔ−Ｔ０）、ｇ(ｔ−２Ｔ０）を使用する。ここで、Ｔ０はチッピング系列信号相互間の遅延である。遅延Ｔ０は各チッピング系列信号相互間で同一にしても異ならせても差し支えない。ここでは説明の便宜上遅延Ｔ０は同一としている。
【００５１】
同様に、第２の複数の相関器の各々は、第２の複数の相関器の他方の相関器の各々で用いた他のチッピング系列信号の各遅延とは異なる遅延をもつチッピング系列信号で逆拡散する。また、第２の複数の相関器の各々は、第１の複数の相関器のそれぞれで用いた各チッピング系列信号の各遅延とは異なる遅延ＴＤ１をもつチッピング系列信号で逆拡散する。このように、第２の複数の相関器はチッピング系列信号ｇ(ｔ−ＴＤ１）、ｇ(ｔ−Ｔ０−ＴＤ１）、ｇ(ｔ−２Ｔ０−ＴＤ１）を用いる。ここで、遅延ＴＤ１は第１の複数の相関器と第２の複数の相関器との間の遅延である。遅延ＴＤ１は第１の受信スペクトラム拡散信号群と第２の受信スペクトラム拡散信号群との間とほぼ等しい遅延である。
【００５２】
図６は相関器、すなわち入力信号ｓ(ｔ）に乗算器６７４で入力信号の遅延出力ｓ(ｔ−Ｔ）を乗算する相関器である。これら二つの信号の積をフィルタ６７５によってフィルタ処理し、その出力に自己相関関数Ｒ(Ｔ）を得る。方形波入力信号ｓ(ｔ）に対する自己相関関数Ｒ(Ｔ）を図７に示す。チップ時間Ｔｃにわたって相関関数Ｒ(Ｔ）は点ＡとＢの振幅が等しくなったとき最大になる。この機能を実行するための当業者に周知の回路を図８に示す。図８に示すとおり、逆拡散信号ｓ(ｔ）をチップ時間の半分Ｔｃ/２だけ遅延させ、チップ時間の半分Ｔｃ/２だけ進ませる。これら三つの信号の各々に受信信号ｒ(ｔ）を乗算する。遅延させた乗算出力および進めた乗算出力をフィルタ処理し、振幅検出にかける。二つのフィルタ処理出力を、進めた出力から遅延させた出力を減算することによって合成し、その差信号すなわち誤差信号を信号ｓ(ｔ）の逆拡散用のチッピング系列信号のタイミングの調整に用いる。したがって、遅延させた出力が進めた出力よりも進んでいれば、信号ｓ(ｔ）の逆拡散のためのチッピング系列信号は遅延を受ける。同じように、進めた出力が遅延させた出力よりも進んでいれば、信号ｓ(ｔ）を逆拡散するチッピング系列信号は進められる。
【００５３】
マルチパス環境を通過してきた受信信号ｒ(ｔ）からパイロット信号を推算するのに同じ手法を用いる。図９を参照すると、この図の下部に図３の相関器に対応する相関器を示す。この図の上部はパイロットチッピング系列信号ｇｐ(ｔ）の遅延出力で処理した受信信号を示す。図９において、受信信号ｒ(ｔ）は複数の乗算器６６１、６５１、６４１により、パイロット信号ｇｐ(ｔ）、およびパイロット信号の複数の遅延出力ｇｐ(ｔ−Ｔ０），・・・，ｇｐ(ｔ−ｋＴ０）と乗算される。複数の乗算器６６１、６５１、６４１の出力を複数のフィルタ６６２、６５２、６４２によってそれぞれフィルタ処理する。複数のフィルタ６６２、６５２、６４２の出力を第２の複数の乗算器６６３、６５３、６４３でそれぞれ乗算し、乗算出力を第２の複数のフィルタ６６４、６５４、６４４でそれぞれフィルタ処理する。第２の複数のフィルタ６６４、６５４、６４４の出力を複数の複素共役デバイス６６５、６５５、６４５を通して処理する。複数の複素共役デバイス６６５、６５５、６４５の出力はそれぞれ複数の重みＷ１、Ｗ２、Ｗｋである。これら複数の重みを第３の複数の乗算器６６６、６５６、６４６で複数の第１のフィルタ６６２、６５２、６４２の出力とそれぞれ乗算したあと、合成器６６７によって合成する。合成器６６７の出力には合成逆拡散パイロット信号が得られる。
【００５４】
第２の複数のパイロットフィルタ６６４、６５４、６４４の各々はフェージング帯域幅にほぼ等しい帯域幅を持っている。この帯域幅は通常は非常に狭く、数百ヘルツ程度である場合がある。
【００５５】
図１０を参照すると、合成器６６７の出力を第４の乗算器６６８で乗算し、第４の乗算器６６８からの複素信号の虚数成分を算定するための虚数部デバイス６６９を通過させる。虚数部デバイス６６９の出力はループ・フィルタ６７２を通過して電圧制御発振器６７３または数値制御発振器（NCO）に供給される。電圧制御発振器６７３の出力は第４の乗算器６６８と、第２の複数の乗算器６６３、６５３、６４３の各々とに供給される。
【００５６】
図１１を参照すると、上述の回路は受信信号と基準パイロットチッピング信号との間の相互相関関数を基準遅延の関数、すなわち遅れとして生ずることができる。図１１に示すとおり、これらの相互相関点は重心をもち得る。この重心は、図１２に示すとおり、相関関数の左側マスが右側マスに等しいとき判定される。図８に示すものと同様の回路を第４の乗算器６６８の出力に接続し、パイロットチャネルのチッピング系列信号の位置合わせに使用できる。
【００５７】
代替的実施例としては、図１３に示すとおり第１の逆拡散手段に第１の複数のスペクトラム拡散信号をもつ受信信号ｒ(ｔ）の逆拡散のための第１の複数の整合フィルタを備えることが可能である。第１の複数の整合フィルタの出力には、第１の複数の逆拡散信号が得られる。第１の複数の整合フィルタの各々はインパルス応答特性ｈ(ｔ）、ｈ(ｔ−Ｔ０）、ｈ(ｔ−２Ｔ０）をもち、他の整合フィルタから時間遅延Ｔ０だけオフセットしている。図１３を参照すると、図示の例では、第１の整合フィルタ１４１を入力と第１の重みづけデバイス１３１との間に接続し、その重みづけデバイス１３１経由で第１の加算器１２０に接続する。第２の整合フィルタ１４２は入力と第２の重みづけデバイス１３２との間に接続され、第２の重みづけデバイス１３２経由で第１の加算器１２０に接続する。第３の整合フィルタ１４３は入力と第３の重みづけデバイス１３３との間に接続され、デバイス１３３経由で第１の加算器１２０に接続する。前述のとおり、第１の重みづけデバイス１３１、第２の重みづけデバイス１３２および第３の重みづけデバイス１３３はオプションである。第１の重みづけデバイス１３１、第２の重みづけデバイス１３２、および第３の重みづけデバイス１３３は一般には第１の重みづけ信号Ｗ１の信号源、第２の重みづけ信号Ｗ２の信号源および第３の重みづけ信号Ｗ３の信号源にそれぞれ接続されている。第１の複数の整合フィルタは第１の複数の逆拡散信号を生成する。
【００５８】
同様に、第２の逆拡散手段には、第２の複数のスペクトラム拡散信号をもつ受信信号ｒ(ｔ）を逆拡散する第２の複数の整合フィルタを含めることが可能である。したがって、第２の複数の整合フィルタの出力には第２の複数の逆拡散信号が得られる。第２の複数の整合フィルタの各々はインパルス応答ｈ(ｔ−ＴＤ１）、ｈ(ｔ−Ｔ０−ＴＤ１）、ｈ(ｔ−２Ｔ０−ＴＤ１）などをもち、他の整合フィルタから遅延Ｔ０だけオフセットされ、第１の複数の整合フィルタから遅延ＴＤ１だけオフセットされている。第４の整合フィルタ１４４は入力と第４の重みづけデバイス１３４との間に接続され、そのデバイス１３４経由で第２の加算器１３０に接続してある。第５の整合フィルタ１４５は入力と第５の重みづけデバイス１３５との間に接続され、そのデバイス１３５を通して第２の加算器１３０に接続されている。第６の整合フィルタ１４６は入力と第６の重みづけデバイス１３６との間に接続され、そのデバイス１３６経由で第２の加算器１３０に接続する。前述のとおり、第４の重みづけデバイス１３４、第５の重みづけデバイス１３５、および第６の重みづけデバイス１３６はオプションである。第４の重みづけデバイス１３４、第５の重みづけデバイス１３５および第６の重みづけデバイス１３６を第４の重みづけ信号Ｗ４、第５の重みづけ信号Ｗ５および第６の重みづけ信号Ｗ６を生ずる信号源にそれぞれ接続する。また、相関器の実施例の場合と同じように、第１の加算器１２０と第２の加算器１３０とを判定デバイス１５０に接続する。判定デバイス１５０は選択器または合成器として実現できる。
【００５９】
本発明には、第３の信号群の中に配置されているスペクトラム拡散信号を逆拡散することも含めることが可能である。したがって、本発明には第３の逆拡散手段と第３の合成手段とを含めることが可能である。第３の合成手段は第３の逆拡散手段と選択手段との間に接続する。
【００６０】
図１４に示すとおり、第３の逆拡散手段は第３の信号群の中の第３の複数のスペクトラム拡散信号として受信した受信信号ｒ(ｔ）を逆拡散する。したがって、第３の逆拡散手段は第３の複数の逆拡散信号を生ずる。第３の合成手段は第３の複数の逆拡散信号を第３の合成逆拡散信号の形に合成する。選択手段は第１の合成逆拡散信号、第２の合成逆拡散信号および第３の合成逆拡散信号のうちの一つを選択する。選択手段の出力は出力逆拡散信号である。
【００６１】
図１４に示すとおり、第３の逆拡散手段には第３のスペクトラム拡散信号を逆拡散する第３の複数の相関器を備え得る。第３の複数の相関器は、図示の例では、第７の乗算器１１７と、第８の乗算器１１８と、第９の乗算器１１９と、第７のフィルタ１２７と、第８のフィルタ１２８と、第９のフィルタ１２９と、第７のチッピング系列信号ｇ（ｔ−ＴＤ２）、第８のチッピング系列信号ｇ(ｔ−Ｔ０−ＴＤ２）および第９のチッピング系列信号ｇ(ｔ−２Ｔ０−ＴＤ２）を生成する信号源とから構成する形で示してある。第７の乗算器１１７は入力と第７のフィルタ１２７との間に接続する。第８の乗算器１１８は入力と第８のフィルタ１２８との間に接続する。第９の乗算器１１９は入力と第９のフィルタ１２９との間に接続する。第７の乗算器１１７、第８の乗算器１１８および第９の乗算器１１９は、第７のチッピング系列信号の信号源、第８のチッピング系列信号の信号源および第９のチッピング系列信号の信号源にそれぞれ接続する。オプションとして、第７のフィルタ１２７、第８のフィルタ１２８および第９のフィルタ１２９の出力側に第７の重みづけデバイス１３７、第８の重みづけデバイス１３８および第９の重みづけデバイス１３９をそれぞれ配置することもできる。したがって、第７のフィルタ１２７の出力は第７の重みづけデバイス１３７を通して第３の加算器１４０に接続されている。第８のフィルタ１２８の出力は第８の重みづけデバイス１３８を通して第３の加算器１４０に接続されている。第９のフィルタ１２９の出力は第９の重みづけデバイス１３９を通して第３の加算器１４０に接続されている。第３の加算器１４０は判定デバイス１５０に接続してある。第３の複数の相関器の出力には第３の複数の逆拡散信号が得られる。
【００６２】
第３の複数の相関器の各々は第３の複数の相関器のそれ以外の相関器で用いる各チッピング系列信号の各遅延とは異なる遅延Ｔ０をもつチッピング系列信号ｇ(ｔ−ＴＤ２）、ｇ(ｔ−Ｔ０−ＴＤ２）、ｇ(ｔ−２Ｔ０−ＴＤ２）を用いて逆拡散するのが好ましい。また、第３の複数の相関器の各々は第２の複数の相関器の各々で用いる各チッピング系列信号の各遅延とは異なる遅延をもつチッピング系列信号を用いて逆拡散する。また、第３の複数の相関器の各々は第１の複数の相関器の各々で用いる各チッピング系列信号とは異なる遅延２ＴＤをもつチッピング系列信号を用いて逆拡散する。
【００６３】
図１５に示すとおり、第３の逆拡散手段に第３の複数のスペクトラム拡散信号を逆拡散する第３の複数の整合フィルタを備えることもできる。第３の複数の整合フィルタは第７の整合フィルタ１４７と、第８の整合フィルタ１４８と、第９の整合フィルタ１４９とを含む。第７の整合フィルタ１４７は入力と第７の重みづけデバイス１３７との間に接続し、そのデバイス１３７を通して第３の加算器１４０に接続する。第８の整合フィルタ１４８は入力と第８の重みづけデバイス１３８との間に接続しこのデバイスを通して第３の加算器１４０に接続する。第９の整合フィルタ１４９は入力と第９の重みづけデバイス１３９との間に接続しこのデバイス１３９を通して第３の加算器１４０に接続する。第３の加算器１４０は判定デバイス１５０に接続する。第３の複数の整合フィルタの出力には第３の複数の逆拡散信号が得られる。
【００６４】
本発明には第４の逆拡散手段と第４の合成手段とを、その第４の合成手段を第４の逆拡散手段と選択手段との間に接続して含めることができる。第４の逆拡散手段は第４の信号群の中の第４の複数のスペクトラム拡散信号を逆拡散する。第４の逆拡散手段の出力は第４の複数の逆拡散信号となる。第４の合成手段は第４の複数の逆拡散信号を第４の合成逆拡散信号の形に合成する。選択手段は第１の合成逆拡散信号、第２の合成逆拡散信号、第３の合成逆拡散信号および第４の合成逆拡散信号のうちの一つを出力逆拡散信号として選択する。
【００６５】
同じように、第４の逆拡散手段は第４の複数のスペクトラム拡散信号を逆拡散して第４の複数の逆拡散信号を生ずるための第４の複数の相関器または第４の複数の整合フィルタを備える。第４の複数の相関器の各々は第４の複数の相関器のそれ以外の相関器で用いる各チッピング系列信号の各遅延とは異なる遅延をもつチッピング系列信号を用いて逆拡散する。また、このチッピング系列信号は、第３の複数の相関器の各々で用いるチッピング系列信号とも、第２の複数の相関器の各々で用いるチッピング系列信号とも、第１の複数の相関器の各々で用いるチッピング系列信号とも異なる。この考え方が第５のスペクトラム拡散信号群にも、さらに一般化して複数のスペクトラム拡散信号群にも拡張できることは上述の説明に基づき当業者には容易に理解されよう。
【００６６】
整合フィルタの各々は弾性表面波（ＳＡＷ）デバイスまたはディジタル整合フィルタを用いて実現でき、また応用特定集積回路（ＡＳＩＣ）チップまたはディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）チップで具体化することもできる。これらのデバイスを用いて整合フィルタを設計する手法はこの技術分野では周知である。
【００６７】
マルチパスプロセッサは輻射線群から個々の信号経路を選択することができる。各重みづけデバイスの重みは相関器組で算出され、参照符号により各輻射線内のチッピング系列信号を追跡できる。
【００６８】
マルチパスプロセッサを用いた方法を複数の信号群の中のスペクトラム拡散信号の追跡に用いることもできる。その方法は第１の信号群の中の第１の複数のスペクトラム拡散信号として受信した受信信号ｒ(ｔ）を逆拡散して第１の複数の逆拡散信号を生ずる過程を含む。次に、これら第１の複数の逆拡散信号を第１の合成逆拡散信号の形に合成する。この方法は、第２の信号群の中の第２の複数のスペクトラム拡散信号として受信した受信信号ｒ(ｔ）を逆拡散して第２の複数の逆拡散信号を生ずる過程も含む。それら第２の複数の逆拡散信号を第２の合成逆拡散信号の形に合成する。さらに、この方法は上記第１の合成逆拡散信号および第２の合成逆拡散信号のいずれかを出力逆拡散信号として選択する過程も含む。
【００６９】
第１の複数のスペクトラム拡散信号を逆拡散する過程には、第１の複数の相関器または第１の複数の整合フィルタを用いて第１の複数のスペクトラム拡散信号の相関をとる過程または整合フィルタ処理する過程を含めることができる。第２の複数のスペクトラム拡散信号を逆拡散する過程には、第２の複数の相関器または第２の複数の整合フィルタを用いて第２の複数のスペクトラム拡散信号の相関をとる過程または整合フィルタ処理する過程を含めることができる。
【００７０】
この方法は第３の信号群の中の第３の複数のスペクトラム拡散信号を逆拡散して第３の複数の逆拡散信号を生ずる過程をさらに含むこともできる。それら第３の複数の逆拡散信号を第３の合成逆拡散信号の形に合成する。選択する過程は、第１の合成逆拡散信号、第２の合成逆拡散信号および第３の合成逆拡散信号のいずれか一つを出力逆拡散信号として選択する過程を含む。同様に、第３の複数のスペクトラム拡散信号を逆拡散する過程には第３の複数の相関器または第３の複数の整合フィルタを用いて相関をとる過程または整合フィルタ処理する過程を含めることができる。
【００７１】
第１の複数のスペクトラム拡散信号の各々を逆拡散する過程は、第１の複数のスペクトラム拡散信号のそれ以外のスペクトラム拡散信号の逆拡散に用いたチッピング系列信号の各々の遅延とは異なる遅延を有するチッピング系列信号で逆拡散する過程を含む。同様に、第２の複数のスペクトラム拡散信号の各々を逆拡散する過程は、第２の複数のスペクトラム拡散信号のそれ以外のスペクトラム拡散信号の逆拡散に用いたチッピング系列信号の各々の遅延とは異なる遅延を有するチッピング系列信号で逆拡散する過程を含む。また、第２の複数のスペクトラム拡散信号の各々を逆拡散する過程は、第１の複数のスペクトラム拡散信号のそれ以外のスペクトラム拡散信号の逆拡散に用いたチッピング系列信号の各々の遅延とは異なる遅延を有するチッピング系列信号で逆拡散する過程を含む。
【００７２】
この方法が第３の複数のスペクトラム拡散信号を逆拡散する過程を含む場合は、この方法には、第３の複数のスペクトラム拡散信号のそれ以外のスペクトラム拡散信号の逆拡散に用いたチッピング系列信号の各々の遅延とは異なる遅延を有するチッピング系列信号で逆拡散する過程を含む。また、遅延は第２の複数のスペクトラム拡散信号のスペクトラム拡散信号の逆拡散に用いた各チッピング系列信号ごとに異なり、第１の複数のスペクトラム拡散信号のスペクトラム拡散信号の逆拡散に用いたチッピング系列信号の各々の遅延とは異なる。
【００７３】
この方法は第４、第５または複数のスペクトラム拡散信号群に拡張できる。
可変帯域幅フィルタ
本発明はスペクトラム拡散送信機用の可変帯域幅スペクトラム拡散デバイスをも含む。可変帯域幅スペクトラム拡散デバイスは拡散ずみの帯域幅をもつスペクトラム拡散信号を生ずる。本明細書で用いる用語「拡散ずみの帯域幅」は、送信したスペクトラム拡散信号の帯域幅を意味する。可変帯域幅スペクトラム拡散デバイスは拡散帯域幅以下のチップ速度をもつチッピング系列信号を用いる。本明細書で用いる用語「チップ速度」は、チッピング系列信号の帯域幅を意味する。
【００７４】
可変帯域幅スペクトラム拡散デバイスは第１の発生手段と、第２の発生手段と、スペクトラム拡散処理手段と、フィルタ手段とを含む。スペクトラム拡散処理手段は第１の発生手段に接続してある。第２の発生手段はスペクトラム拡散処理手段とフィルタ手段との間に接続してある。
【００７５】
第１の発生手段はそのチップ速度をもつチッピング系列信号を生ずる。スペクトラム拡散処理手段はチッピング系列信号でデータ信号を処理して拡散ずみのデータ信号を生ずる。第２の発生手段は拡散ずみのデータ信号の各チップに応答してインパルス信号を生ずる。フィルタ手段は拡散ずみの帯域幅に等しい通過帯域で各インパルス信号のスペクトラムをフィルタ処理する。
【００７６】
図１６に図解したとおり、第１の発生手段はチッピング系列信号発生器１６１として具体化でき、第２の発生手段はインパルス発生器１６５として具体化でき、スペクトラム拡散処理手段は排他的論理和ゲート積デバイス１６４またはデータ信号をチッピング系列信号と混合するための当業者に公知の上記以外のデバイスで具体化でき、フィルタ手段はフィルタ１６６で具体化できる。
【００７７】
積デバイス１６４はチッピング系列信号発生器１６１に接続してある。インパルス発生器１６５は積デバイス１６４とフィルタ１６６との間に接続してある。
【００７８】
チッピング系列信号発生器１６１はチップ速度をもつチッピング系列信号を生ずる。積デバイス１６４はチッピング系列信号でデータ信号を処理し、図１７に示す拡散ずみデータ信号を生ずる。インパルス発生器１６５は図１７の拡散ずみデータ拡散信号の中の各チップに応答して図１８に示すインパルス信号を生ずる。図１８の各インパルス信号はインパルス帯域幅を有する。本明細書で用いる用語「インパルス帯域幅」はインパルス信号の帯域幅を意味する。インパルス信号は理論上は無限の帯域幅を有するが、実際にはインパルス信号は拡散帯域幅よりも大きい帯域幅を有する。
【００７９】
フィルタ１６６は拡散帯域幅に調整した帯域幅を有する。したがって、フィルタ１６６は拡散帯域幅をもつ拡散ずみデータ信号の各インパルス信号のスペクトラムを通過させる。フィルタ１６６はインパルス信号の各々について上記フィルタ処理を行う。
【００８０】
フィルタ１６６は好ましくは可変帯域幅フィルタを含む。この可変帯域幅フィルタは各インパルス信号のスペクトラムの拡散帯域幅の変更または調整に使える。したがって、スペクトラム拡散信号は可変帯域幅フィルタの帯域幅に基づいて選択した帯域幅をもつ設計にすることができる。この帯域幅は特定のシステム要件に応じて可変にすることも調節可能にすることもできる。本明細書で用いる可変帯域幅という用語は、時間条件、背景信号もしくは干渉、または特定のシステムにおける上記以外の要件に応じて変化させられる帯域幅を意味する。調節可能帯域幅は可変帯域幅と似ているが、本明細書では選択された設定値を保つように調節できる帯域幅を意味する。
【００８１】
第１の発生手段は、図１９に示すとおり、周波数領域チッピング系列信号発生器１６１と逆フーリエ変換デバイス１６２とを含む。周波数領域チッピング系列信号発生器１６１はチッピング系列信号の周波数領域表示を生ずるのに使用できる。逆フーリエ変換デバイス１６２はチッピング系列信号の周波数領域表示をチッピング系列信号に変換する。
【００８２】
第１の発生手段には、チッピング系列信号を蓄積するメモリ１６３をさらに含めることができる。
【００８３】
本発明は送信機用の可変帯域幅スペクトラム拡散方法も含む。この方法はチップ速度をもつチッピング系列信号を生ずる過程と、拡散ずみデータ信号を生ずるようにチッピング系列信号でデータ信号をスペクトラム拡散処理する過程とを含む。スペクトラム拡散信号の中の各チップをインパルス信号の発生に用いる。各インパルス信号を拡散帯域幅でフィルタ処理して所望の帯域幅信号を生ずる。
【００８４】
したがって、可変帯域幅スペクトラム拡散デバイスは、低チップ速度を用いながら、より広い帯域幅の信号を出力する。フィルタ処理した拡散ずみデータ信号ｓ(ｔ）のフィルタ１６６の出力における電力スペクトラム密度はそのフィルタの周波数応答Ｈ(ｆ）に比例する。
【００８５】
【式３】
ＰＳＤｓ（ｔ）＝ｋ｜Ｈ(ｆ)｜２
したがって、フィルタ１６６はフィルタ処理した拡散ずみデータ信号のスペクトラムの形状を制御する。
【００８６】
処理利得（ＰＧ）は、フィルタ処理した拡散ずみデータ信号の帯域幅Ｗを、フィルタ処理した拡散ずみデータ信号のチップ速度Ｒｂで除した値である。
【００８７】
【式４】
ＰＧ＝Ｗ／Ｒｂ
フィルタ処理した拡散ずみデータ信号の容量Ｎは次式、すなわち
【式５】
0003693333.tif 000003
で与えられる。容量はチップ速度ではなく帯域幅に左右される。チップ速度が帯域幅よりも大きければ容量の上限を達成できる。しかし、チップ速度が低い場合は、電力消費を節減でき、すなわち電力消費を決めるＣＭＯＳのクロック周波数を低くできる。
適応型電力制御システム
本発明は複数の移動加入者局がスペクトラム拡散変調を用いたセルラー通信網で動作することを前提にしている。セルラー通信網には各々が複数のセルを有する多数の地域がある。第１の地域の中のセルのサイズを第２の地域の中のセルのサイズと異ならせる。都市部などの第１の地域では、各々を小さい面積にした多数のセルから成り、各セル対応の基地局を互いに近接配置したセルラーアーキテクチャを備える。農村部などの第２の地域では、各々を大きい面積にした少数のセルから成るセルラーアーキテクチャを備える。セルのサイズは特定の地域の中でも互いに異ならせることができる。
【００８８】
移動加入者局は、第１の地域の都市部に位置する場合は、第２の地域の農村部に位置する場合よりも低い送信電力レベルで送信する必要がある。この要求は、基地局から移動加入者局までの距離が小さいことによる。一つのセルの中では、そのセルの基地局の近くに位置する移動加入者局は、そのセルの外周近くに位置するときよりも低い送信電力レベルで送信する必要がある。この送信電力レベルの調整は、基地局における各移動加入者局からの受信電力レベルが一定になるようにするために必要である。
【００８９】
適応型送信電力制御は、各ユーザの受信信号対雑音比（ＳＮＲ）を測定し、ユーザの総数と干渉がシステム容量以下である場合に高信頼性通信の達成に十分である共通値に全てのユーザのＳＮＲを一致させるようにユーザの送信電力を変化させる。この実施例では、全てのユーザは同じサービス、例えば３２ｋｂｓ音声データサービスを受けるものとしているが、互いに異なるサービスオプションを要求側ユーザのためにサポートしていることがこの明細書で述べるシステムの特徴である。この特徴は、設定点を各ユーザごとに互いに独立に調整することにより得られる。
【００９０】
適応型送信電力制御システムの基本動作の検討の際には二つの問題が生ずる。第１の問題は、ＳＮＲと送信負荷およびその費用とについて得られる送信電力関連の共通値であり、第２の問題はシステムの安定性である。安定性とは、静止状態からの攝動によりそのシステムが静止状態の回復に向けて反応することである。静止点は一つだけ存在するのが望ましい。「チャッタ」または発振が起こり得るからである。いかなる制御システムでも安定性への対応策が必要になるが、この発明の場合は、ユーザがお互いに影響しあい、その結果、制御変数、送信電力およびその結果のＳＮＲが動的に結合するので事情は若干複雑である。個々のユーザの信号を相互間でまたは他の信号源からの信号と区別しない共通ＡＧＣ機能によって全ての信号を処理することを認識すれば上記結果は自明である。
【００９１】
本発明の送信電力制御システムは閉ループ方式である。このシステムは相関器出力電力を各ユーザごとに測定し、その測定値を目標値または設定点と比較する。この電力測定値には望ましい信号成分と不要な電力または雑音との両方が含まれている。
【００９２】
ＡＧＣは各相関器への入力総電力を所定のレベルに保つ。このレベルはＡＰＣ動作の関数として変化することはない。すなわち、ＡＧＣのその役割はＡＰＣから独立している。また、いずれかのユーザまたはひと組のユーザからの受信電力の増加はＡＧＣによって「阻止」される。これができるのは、ＡＧＣの時定数がＡＰＣの時定数より小さい、すなわちＡＧＣのほうがＡＰＣより高速であるからである。ＡＧＣから利用できる総電力は一定であるので、一人のユーザに起因する部分増加はそれ以外の全てのユーザの犠牲を伴うことになる。これはシステムの見かけ上の安定性に対して有効であるが、ＡＧＣ制御信号を測定しそれによって総受信電力を測定するＡＧＣセンサは、ユーザごとの最小受信電力に対応する静止状態をシステムが求めるようにする。送信電力を最小にするとセル間干渉の最小化と電池電力節減とを達成できるので望ましい。余分の送信電力は全てのユーザが余分の電力を送信している限りＡＧＣで消失する。
【００９３】
図に示す実施例は代表的なものと理解されたい。より詳細に述べると、遠隔配置の送信機の送信電力を減衰器および可変利得増幅器で制御する方法はおそらく冗長である。これらの手段の一方または両方を制御の所要（ダイナミック）レンジに応じて用いることができる。また、制御はＩＦ周波数またはＲＦ周波数で行うことができる。
【００９４】
説明の便宜上、一つのセルの中の移動加入者局が第１のスペクトラム拡散信号を送信し、基地局が第２のスペクトラム拡散信号を送信するものとする。
【００９５】
図２０に示す構成例において、スペクトラム拡散送信機の適応型送信電力制御を行うシステムの一部として基地局のブロック図を示す。
【００９６】
図２０は、自動利得制御（ＡＧＣ）手段と、電力手段と、比較手段と、送信手段と、アンテナとを備える基地局適応型送信電力制御システムを示す。ＡＧＣ手段は自動利得制御（ＡＧＣ）増幅器２２８として示し、相関器手段は逆拡散器２３１として示し、電力手段は電力測定デバイス２３３で示す。比較手段は比較器２３９として示し、送信手段はアンテナ２２６に接続した電力増幅器２３７として示す。また、比較器２３９と電力増幅器２３７との間に接続したデルタ変調器２３５も示してある。
【００９７】
ＡＧＣ増幅器２２８は逆拡散器２３１に接続してある。電力測定デバイス２３３も逆拡散器２３１に接続する。比較器２３９は電力測定デバイス２３３の出力とＡＧＣ増幅器２２８とに接続してある。マルチプレクサ２３４を比較器２３９と電力増幅奇異２３７との間に接続する。デルタ変調器２３５を電力増幅器２３７とマルチプレクサ２３４との間に接続する。電力増幅器２３７はアンテナ５６に接続する。
【００９８】
電力測定デバイス２３３で測定した受信電力レベルの比較対象としてしきい値レベルを比較器２３９で用いる。
【００９９】
受信信号の各々について、ＡＧＣ増幅器２２８はＡＧＣ出力信号とＡＧＣ制御信号とを生ずる。ＡＧＣ出力信号は逆拡散器２３１により逆拡散され、第１のユーザの信号を生ずる。逆拡散器２３１からの逆拡散ずみＡＧＣ出力信号を合成器２４１によりＡＧＣ増幅器２２８からのＡＧＣ制御信号と合成する。ＡＧＣ増幅器２２８からのＡＧＣ制御信号は合成器２４２によりオフセットレベルＳ１だけオフセットし、重みづけデバイス２４３で重みづけすることができる。重みづけデバイス２４３は増幅器または減衰器で構成できる。
【０１００】
電力デバイス２３３からの受信電力レベルは合成器２４４によりオフセットレベルＳ２だけオフセットし、重みづけデバイス２４５で重みづけできる。重みづけデバイス２４５は増幅器または減衰器で構成できる。合成器２４１はＡＧＣ制御信号を受信レベル信号と合成し、調整ずみの受信電力レベルを生成する。比較器２３９は調整ずみの受信電力レベルをしきい値レベルと比較して比較信号を生ずる。比較信号はアナログまたはディジタルデータ信号で構成できる。比較信号は移動加入者局に送信電力の減少を指示する。例えば、上記調整ずみの受信電力レベルがしきい値以上である場合は、比較信号は移動加入者局に送信電力を減らさせるメッセージを送信する。調整ずみ受信電力レベルがしきい値以下である場合は、比較信号は移動加入者局に送信電力を増加させるメッセージを送信する。比較信号はデルタ変調器２３５により送信電力コマンド信号に変換される。
【０１０１】
送信電力コマンド信号は第２のスペクトラム拡散信号とともに、または別々に送信できる。例えば、第１のチップ系列を用いるスペクトラム拡散信号は第１のスペクトラム拡散チャネルと考えることができ、第２のチップ系列を用いるスペクトラム拡散信号は第２のスペクトラム拡散チャネルと考えることができる。上記送信電力コマンド信号は、第２のスペクトラム拡散信号と同じスペクトラム拡散チャネル、すなわち第１のスペクトラム拡散チャネルで送信できるが、その場合は、送信電力コマンド信号は第２のスペクトラム拡散信号の送信の際とは異なる時間間隔で送信する。このフォーマットは、移動加入者局が第２のスペクトラム拡散信号を用いて第１の系列との同期を捕捉することを可能にする。送信電力コマンド信号は第２のスペクトラム拡散信号とは異なる第２のスペクトラム拡散チャネル経由で送信することもできる。この場合は、送信電力コマンド信号を有する第２のスペクトラム拡散信号を第２のチッピング系列発生器と第２の積デバイスとによって捕捉する。送信電力コマンド信号は第２のスペクトラム拡散信号と時分割多重化したり周波数分割多重化したりすることも可能である。
【０１０２】
基礎相関器手段を第１の逆拡散器２３１として図２０に示す。図示の例のシステムでは、積デバイス、チップ系列発生器および帯域フィルタとして実現できる基礎相関器手段を備える。基礎相関器手段は弾性表面波デバイスなどの整合フィルタとして、またはディジタルシグナルプロセッサに実働化したディジタル整合フィルタとして実現できる。概括的には、基礎相関器手段は受信中のスペクトラム拡散信号のチップ系列を用いるか、それに整合させる。スペクトラム拡散信号を逆拡散する相関器と整合フィルタとはこの技術分野では周知である。
【０１０３】
通常は、ＡＧＣ回路２２８は低雑音増幅器２２７に接続し、アイソレータ２２５経由でアンテナ２２６に接続する。図２０は、複数の逆拡散器２２９乃至逆拡散器２３１を複数の移動加入者局からの複数のスペクトラム拡散チャネルを逆拡散するものとして示してある。同様に、逆拡散器２２９乃至２３１の各々の出力を逆拡散ずみＡＧＣ出力信号からのデータをそれぞれ復調する複数の復調器、すなわち図中の復調器２３０乃至２３２に接続する。したがって、複数のデータ出力を基地局で得られる。
【０１０４】
あるスペクトラム拡散チャネルについて、第１の逆拡散器２３１を図示のとおり電力デバイス２３３とマルチプレクサ２３４とに接続してある。電力デバイス２３３は、逆拡散ずみのＡＧＣ出力信号を受信電力レベルの形に信号処理する電力測定回路で通常は構成する。電力デバイス２３３はディジタル受信電力レベルを出力するＡ−Ｄ変換器回路を備えることができる。比較回路２３９として具体化してある比較手段は、信号処理ずみの受信電力レベルをしきい値と比較する。マルチプレクサ２３４は比較回路２３９経由で電力デバイス２３３の出力に接続する。マルチプレクサ２３４は必要に応じて適切なフレーム形成ビットを挿入する。
【０１０５】
送信手段は電力増幅器２３７に接続した直交位相偏移変調器（ＱＰＳＫ）またはデルタ変調器２３５として具体化できる。図２０に示すとおり、デルタ変調器２３５への入力は通常はｋ番目のチャネルからのデータと多重化した電力デバイス２３３からの電力コマンド信号である。複数のスペクトラム拡散チャネルのデータと適切な電力コマンド信号とを合成器２３６で合成し電力増幅器２３７で増幅する。電力増幅器２３７の出力はアイソレータ１２５経由でアンテナ２２６に接続する。
【０１０６】
電力コマンド信号は周期的に送信する。受信信号瞬時値と一定の所期信号との間の自乗平均誤差と誤差ピーク値とを低く保つために周期Ｔを２５０マイクロ秒にする。
【０１０７】
移動加入者局を図２１に示す。移動加入者局逆拡散手段は逆拡散器３３４として示し、可変利得手段は可変利得デバイス３４１として示してある。可変利得デバイス３４１は送信機３４２に接続するとともにアイソレータ３３６経由でアンテナ３３５に接続してある。逆拡散器３３４はアイソレータ３３６とデマルチプレクサ３３９とに接続してある。逆拡散器３３４の出力は復調器３４０にも接続してある。逆拡散器３３４はｋ番目のチャネルの逆拡散用の適切な相関器または整合フィルタで具体化できる。無線周波数（ＲＦ）増幅器やＲＦフィルタまたは中間周波数（ＩＦ）増幅器やＩＦフィルタなどの追加回路をこの技術分野で周知のとおり使用できる。
【０１０８】
アンテナ３３５で受信した第２のスペクトラム拡散信号はアイソレータ３３６経由で逆拡散器３３４に達する。逆拡散器３３４は所望のスペクトラム拡散チャネルのチップ系列に整合させてある。逆拡散器３３４の出力は所望のスペクトラム拡散チャネルからデータの復調のための復調器３４０を通過する。また、デマルチプレクサ３３９は逆拡散器３３４からの逆拡散ずみの信号から電力コマンド信号を多重化解除する。電力コマンド信号は可変利得デバイス３４１を駆動する。
【０１０９】
判定デバイス３４５と累算器３４６とをデマルチプレクサ３３９と可変利得デバイス３４１との間に接続する。ステップサイズアルゴリズムデバイス３４４は判定デバイス３４５の出力およびアキュムレータ３４６に接続する。
【０１１０】
ステップサイズアルゴリズムデバイス３４４は可変利得デバイス３４１の電力レベルを調整するアルゴリズムを蓄積している。使用可能な非線形アルゴリズムを図２２に示す。図２３は非線形アルゴリズムと線形ステップサイズアルゴリズムとを比較している。
【０１１１】
デマルチプレクサ３３９からの電力コマンド信号は可変利得デバイス３４１の電力レベルを図２３に示すステップサイズアルゴリズムのしきい値に基づいて判定デバイス３４５に増減させる。累算器は電力レベルの推移を追跡し、図２３のアルゴリズムに従って電力レベルのステップサイズの所要調整を算定する。
【０１１２】
可変利得デバイス３４１は可変利得増幅器、可変利得減衰器または上記可変利得デバイス３４１と同じ機能の任意デバイスで実現できる。可変利得デバイス３４１は上記電力コマンド信号に基づいて遠隔配置の送受信局の送信機の送信電力レベルを増減させる。
【０１１３】
図２０に図示する例では、電力測定回路のブロック図に基地局用の干渉消去を含む。すなわち、図２０に示すとおり、ＡＧＣ増幅器２２８を逆拡散器２３１に接続し、逆拡散器２３１の出力を電力測定回路２３３に接続する。また、ＡＧＣ増幅器２２８を比較器２３９経由で合成器２３６に接続する。
【０１１４】
受信信号には、電力ＰＣの第１のスペクトラム拡散信号と、図２０のＡＧＣ増幅器への入力での電力ＰＪの干渉信号など上記以外の入力信号とを含む。干渉信号は、一つ以上の不要信号、雑音、マルチパス信号および第１のスペクトラム拡散信号への干渉信号となる上記以外の信号に起因する。受信信号をＡＧＣ増幅器２２８によって正規化する。したがって、例示すると、ＡＧＣ増幅器２２８の電力出力はＰＣ＋ＰＪ＝１となり得る。正規化した受信信号を逆拡散器２３１で逆拡散し、特定の移動ユーザの信号を受信する。逆拡散器２３１のチップ系列発生器２３１は、第１のスペクトラム拡散信号で用いたものと同じチップ系列を用いてチップ系列信号を生ずる。逆拡散器２３１に整合フィルタを用いた場合は、その整合フィルタのインパルス応答を第１のスペクトラム拡散信号で用いたものと同じチップ系列に整合させる。逆拡散器２３１の出力は、第１のスペクトラム拡散信号の正規化電力に干渉信号の正規化電力を加え、その和をスペクトラム拡散信号の処理利得ＰＧで除したものである。電力測定回路２３３は第１のスペクトラム拡散信号の受信電力レベルを生ずる。比較器２３９は逆拡散ずみの受信信号をＡＧＣ制御信号で処理し、第１のスペクトラム拡散信号の電力制御信号を出力する。干渉信号の電力レベルは処理利得ＰＧだけ低減される。
【０１１５】
比較器２３９は、ＡＧＣ制御信号と逆拡散ずみの正規化受信信号との乗算、またはＡＧＣ制御信号の逆拡散ずみの正規化受信信号による対数処理によって、これら二つの信号を処理する。後者の場合は、受信信号の電力ＰＣ＋ＰＪの対数をとり、逆拡散ずみ正規化受信信号の対数をとる。これらの２対数を加算し、受信電力レベルを得る。
【０１１６】
本発明が効果的に動作するには、逆拡散ずみ信号をそれ以外の信号の変動や妨害に関係なくほぼ一定に保たなければならない。この目的を達成する好適な実施の態様を図２０の回路に示す。図２０は基地局で受信信号に複数の信号と雑音とが含まれていた場合に第１のスペクトラム拡散信号の電力を算定する手段を示す。図２０の回路を用いない場合は、雑音、マルチパス信号およびそれら以外の不要信号を含み得る干渉信号が基地局の受信機への入力で電力レベル測定値を上昇させ、第１のスペクトラム拡散信号を抑圧することが起こり得る。不要電力レベル測定値は遠隔配置の局に必要以上の電力を送信させ、基地局での受信電力量を増加させる。
【０１１７】
前述のとおりこのＡＰＣシステムは閉ループシステムである。ＡＰＣループは送信電力を更新ずみの速度で増減するコマンドを発生することによって動作する。この動作は実際には遠隔側送信機にフィードバックすべき情報量を制限するために行われる量子化プロセスである。増減量は事前に固定しておくことも、制御下の遠隔側端末でローカルに測定したチャネルの特性に応じて適応させることも可能である。より詳しく述べると、遠隔側端末はそこで受信したコマンドの系列を精査できる。例えば、長い増加コマンド系列は、ステップサイズを大きくできることを意味する。通常の手法では、二つの互いに相続くビットが互いに同じである場合に固定量または固定割合だけステップサイズを大きくする。例えば、二つの互いに相続くビットが互いに同じである場合はステップサイズを５０％だけ大きくし、それら二つのビットが互いに異なっている場合は５０％だけ小さくする。これはステップサイズのかなり粗い変動であり、所要送信電力の局部変動または時間的にすぐ近い変動に適応できることを狙っている。このプロセスによるとステップサイズは時間とともに大きく変動する。
【０１１８】
適応型ステップサイズアルゴリズムには別の見方も可能である。より詳しく述べると、ステップサイズはほぼ一定または所要送信電力の局部的変動に応答しないものと考えることができるが、その値はチャネル誘起制御動作のグローバル特性に基づいて自動的に調整できる。したがって、ほぼ非移動環境では一定のステップサイズを小さくし、移動環境ではステップサイズを大きくする必要がある。
【０１１９】
遠隔局の送信機の送信電力レベルの調整は、線形にも非線形にも行うことができる。次に述べるアルゴリズムはステップサイズをほぼ最適な一定値に落ち着かせる。受信側は互いに相続くＡＰＣビットを調べてこれらのビットの一致の場合は係数（１＋ｘ）だけステップサイズを大きくし、不一致の場合は係数（１＋ｘ）だけステップサイズを小さくする。この例では、パラメータｘは小さい（例えばｘ＝0.01）。この手順では局部的適応化は（ｘが小さいので）できないが、グローバル条件への適応が得られる。より詳細に述べると、送信されてきたＡＰＣビットストリームが互いに相続くビットの一致の傾向を示す場合は（すなわち、１または０の並びが明白になる）、システムがチャネル条件の変化に追従しておらず（すなわち、システムは低速に制約される）、ステップサイズを大きくする必要があることを示す。一方、互いに相続くビットが互いに同一でない傾向を示す場合、システムは互いに余分に隔たった二つの値の間の値でハンティングする。最適であるとみられる統計はこれらの極端な値の中間になる。すなわち、ＡＰＣビットストリームは互いに相続くビットのどのペアでパターン（０，０）、(０，１）、(１，０）および（１，１）を同様に含むと見えなければならない。上記アルゴリズムはシステム挙動がこの方向に向かうように駆動する。
【０１２０】
上記アルゴリズム（グローバル適応化）は、システムがチャネルのダイナミックスに対して高い更新速度を採っている場合にとくに効果的に働く。
【０１２１】
図２３に示すとおり、例えば線形調整を用いて送信電力レベルを上げるには、送信電力を基地局における受信電力レベルが十分に上がるまで１ボルトずつまたは基地局の指示するそれ以外の一定の増分ずつ増加させる。線形調整は所要電力調整が大幅である場合は時間がかかる。
【０１２２】
図２２に示すとおり、非線形調整の利用により送信電力を大きくするには、送信機電圧を、送信電力が所望レベルを超えるまで等比級数的に上げていく。次に送信電力を所望レベル以下になるまで幾何級数的に下げることもできる。好ましい手法はステップサイズ電圧を係数１.５で大きくし、係数０.５で小さくすることである。上記以外の非線形アルゴリズムも利用できる。図２３に示すとおり、このプロセスを所望信号レベルの達成まで所望電力レベル以上および以下の領域で誤差を小さくしながら繰り返す。非線形調整は線形調整による場合よりも大幅に高速の立上りと立下りを可能にするので、送信電力の大幅な調整を要する場合は非線形調整が好ましい。
【０１２３】
制御更新の速度１/Ｔの場合、システムは区分ごとに誤り状態（ＡＰＣビット）を判断する。更新速度は低い値１００Ｈｚから非常に高い値１００ｋＨｚまで変動する。システムの誤り状態の測定の機会は、新しいシンボルの受信の度ごとに生ずる。したがって更新速度はシンボル速度と等しくなる。そのような更新速度がサポートされてない場合は、利用できる誤り測定値を利用しそれら測定値を更新と更新の間に合成する（または平均化する）のが有利である。このようにすると、誤り信号自体の雑音のために生じ得る誤った方向の電力調整の可能性を最小にできる。
【０１２４】
更新速度の選択はＡＰＣ動作以外の要因、すなわちチャネル経由のＡＰＣビットの転送の容量の大きさおよび容量割当ての方法によって左右される。概括的には、更新を高速化すると、ＡＰＣビットをときどき誤って受信することを許容して更新速度を上げた場合も性能は向上する。より詳細に述べると、チャネル誘起誤りなしで更新速度を１ｋＨｚとした場合は誤り発生率が２５％で更新速度を１００ｋＨｚとした場合よりも性能は低くなる。これは制御ループの自己訂正による。更新速度を上げると、性能を制限する主要要因である制御の待ち時間がなくなる。
【０１２５】
スペクトラム拡散基地局は全ての入来信号を同時並行に受信する。したがって、ある信号がそれ以外の信号よりも高い電力レベルで受信されると、その信号の受信機の信号対雑音比は高くなり、したがってビット誤り率が低くなる。基地局は移動局の送信電力を上げるか下げるかを５００マイクロ秒ごとに移動局に伝えることによって、各移動局が正しい電力レベルで送信できるようにする。
【０１２６】
図２４は、通常のフェージング信号、すなわち互いに独立にフェージングを起こしている１０個の信号およびそれら信号のうちの一つと同じ電力の熱雑音とともに基地局で受信されるフェージング信号を示す。なお、フェージング持続時間は約５ミリ秒であり、これは時速６０マイル以上の車両速度に対応する。図２５乃至図２６は、特定の適応型電力制御アルゴリズムを用いた場合に得られる結果を示す。この場合、受信信号の電力の変動があれば、基地局は遠隔加入者局側に伝え、遠隔局側はその電力を±１ｄＢだけ変化させる。図２５は遠隔局側の適応型電力制御信号を示す。図２６は基地局側の受信電力を示す。なお、適応型電力制御は深いフェージングを追跡し、その結果として９ｄＢだけフェージングが生ずる。この電力レベル低下によりビット誤り率は１.４×１０−２になる。
【０１２７】
図２４に示したのと同じフェージングについて、別の適応型電力制御アルゴリズムを図２７乃至図２８に示すとおり採用したものとする。その場合では制御電圧により遠隔局ユニットがその送信電力を係数１.５だけ同じ方向に変化させるが、係数０.５だけ反対方向に変化させる。この特定の実施の形態では最小ステップサイズは０.２５ｄＢであり、最大ステップサイズは４ｄｂであった。なお、誤りは通常±２ｄＢに制限され、電力はときどき５ｄＢ乃至６ｄＢだけ減少して、ビット誤り率ＢＥＲ＝８×１０−４となり、これは前記アルゴリズムに比べて大幅に向上している。インターリーブ手法および前向き誤り訂正符号の利用により、頻度の低い電力低下に起因する誤りを訂正できる。
【０１２８】
動作の際には、セル内の移動局は第１のスペクトラム拡散信号を連続的にまたは反復周期的に送信する。そのセルの中の基地局はその第１のスペクトラム拡散信号を受信する。受信された第１のスペクトラム拡散信号は捕捉され、チップ系列発生器および積デバイスからのチップ系列信号で逆拡散される。逆拡散ずみの第１のスペクトラム拡散信号は帯域フィルタでフィルタ処理する。基地局は包絡線検波器により逆拡散ずみの第１のスペクトラム拡散信号を検出し、第１のスペクトラム拡散信号の受信電力レベルを測定し算定する。基地局は受信電力レベルから電力コマンド信号を生ずる。
【０１２９】
本発明は、スペクトラム拡散変調を用いたセルラー通信網で動作し、第１のスペクトラム拡散信号を送信する移動加入者局のためのスペクトラム拡散送信機の送信電力自動制御の方法も含む。この方法は、受信信号を受ける過程と、ＡＧＣ出力信号を生ずる過程と、ＡＧＣ出力信号を逆拡散する過程と、逆拡散ずみのＡＧＣ出力信号を信号処理して受信電力レベルを生ずる過程と、電力コマンド信号を生ずる過程と、その電力コマンド信号を第２のスペクトラム拡散信号として送信する過程と、第２のスペクトラム拡散信号からの電力コマンド信号を電力調整信号として逆拡散する過程と、第１のスペクトラム拡散信号の電力レベルを調整する過程とを含む。
【０１３０】
受信信号は第１のスペクトラム拡散信号と干渉信号を含み、基地局で受信される。ＡＧＣ出力信号は基地局で生成され、逆拡散ＡＧＣ出力信号として逆拡散される。逆拡散ずみのＡＧＣ出力信号は基地局で信号処理され、受信電力レベルを生ずる。
【０１３１】
受信電力レベルをしきい値と比較し、この比較を電力コマンド信号の発生に用いる。受信電力レベルがしきい値よりも大きい場合は、電力コマンド信号は送信電力を下げるように移動加入者局に指示する。受信電力レベルがしきい値より小さい場合は、電力コマンド信号は送信電力を上げるように移動加入者局に指示する。
【０１３２】
電力コマンド信号を第２のスペクトラム拡散信号として基地局から移動加入者局に送信する。この第２のスペクトラム拡散信号に応答して移動加入者局は電力コマンド信号を電力調整信号の形に逆拡散する。電力コマンド信号が移動加入者局に送信電力の増加を指示したか減少を指示したかに応じて、移動加入者局は電力調整信号に応答して、第１のスペクトラム拡散信号の送信電力レベルをそれぞれ上げ下げする。
【０１３３】
この方法には、ＡＧＣ出力信号を受信信号から生成する過程と、ＡＧＣ出力信号を逆拡散する過程とをさらに含めることもできる。受信信号は第１のスペクトラム拡散信号と干渉信号とを含む。受信信号を逆拡散ずみのＡＧＣ出力信号で処理して受信電力レベルを生ずる。次に、この方法は受信電力レベルをしきい値レベルと比較して比較信号を生ずる。この方法は第２のスペクトラム拡散信号を送信しながら送信機からの第１のスペクトラム拡散信号の送信電力レベルを電力調整信号により調整する。
【０１３４】
本発明のスペクトラム拡散システムおよび方法には本発明の範囲および真意を逸脱することなく多様な改変や変形が可能であることは当業者には理解されよう。本願特許請求の範囲の請求項の記載の範囲に含まれる限り、それら改変や変形は本発明の範囲に含めることを意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】いくつかのマルチパス信号を生じさせるチャネルインパルス応答を図解している。
【図２】いくつかのマルチパス信号の二つの群の発生の原因となる条件を図解する。
【図３】二つのスペクトラム拡散信号群として受信したスペクトラム拡散信号を逆拡散する相関器ふた組を用いたマルチパスプロセッサのブロック図。
【図４】遅延を伴うチッピング系列信号を生ずる手段のブロック図。
【図５】通信チャネルのタップ付き遅延線モデルを示す図。
【図６】相関器のブロック図。
【図７】図６の相関器から生ずる自己相関関数の概略図。
【図８】受信信号を追跡する手段のブロック図。
【図９】受信したスペクトラム拡散信号からパイロット信号を合成する手段のブロック図。
【図１０】スペクトラム拡散信号のパイロットチャネルに埋め込まれているパイロット信号を追跡する手段のブロック図。
【図１１】受信信号と基準チッピング系列信号との間の相互相関を基準遅延の関数として示す図。
【図１２】図１１の相互相関関数の重心を示す図。
【図１３】二つのスペクトラム拡散信号群として受信したスペクトラム拡散信号を逆拡散する整合フィルタふた組を用いたマルチパスプロセッサのブロック図。
【図１４】三つのスペクトラム拡散信号群として受信したスペクトラム拡散信号を逆拡散する相関器三組を用いたマルチパスプロセッサのブロック図。
【図１５】三つのスペクトラム拡散信号群として受信したスペクトラム拡散信号を逆拡散する整合フィルタ三組を用いたマルチパスプロセッサのブロック図。
【図１６】可変帯域幅スペクトラム拡散デバイスのブロック図。
【図１７】スペクトラム拡散ずみのデータ信号のチップを図解する。
【図１８】図１７のスペクトラム拡散ずみのデータ信号のチップに対応するインパルス信号を示す。
【図１９】図１６の可変帯域幅スペクトラム拡散装置の代替のブロック図。
【図２０】基地局のブロック図。
【図２１】移動加入者局のブロック図。
【図２２】非線形送信電力調整を示す図。
【図２３】線形および非線形送信電力調整を示す図。
【図２４】基地局で受信した等価送信電力の複数の信号についての送信中におけるフェージングを示す。
【図２５】固定ステップアルゴリズムの場合についての一斉通報送信電力の適応型電力制御信号を示す。
【図２６】固定ステップアルゴリズムの場合についての逆拡散出力電力を示す。
【図２７】可変ステップアルゴリズムの場合についての一斉通報送信電力の適応型電力制御信号を示す。
【図２８】可変ステップアルゴリズムの場合についての逆拡散出力電力を示す。
【符号の説明】
１１１，・・・１１６      乗算器
４１６，・・・４１８      乗算器
１２１，・・・１２６      フィルタ
１２０，１３０，４１９    加算器
１５０                    選択器／コンバイナ
４０１                    チッピング系列信号発生器
４０２                    電圧制御発振器
４０３，・・・４０６      遅延素子
４１１，・・・４１４      遅延素子
６４１，６５１，６６１    乗算器
６４２，６５２，６６２    フィルタ
６４４，６５４，６６４    フィルタ
６４５，６５５，６６５    複素共役デバイス
６６７                    合成器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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