(57)【要約】【課題】Ｗ−ＣＤＭＡ方式のコード分割多重通信に必要な多種類の拡散符号を発生させる拡散コード発生器の、演算量と回路規模を大幅に削減すること。【解決手段】セカンダリーコード系列やオルタナティブコード系列は、プライマリコード系列を基準として、その位相をシフトしたものであることに着目し、その位相シフトを、行列演算部１２０ａ，１２０ｂにおける行列演算にて実現する。また、行列演算に必要となる最小限のオフセット行列は、行列格納部１１０ａ，１１０ｂに格納しておき、このオフセット行列を切り換えることにより、所望種類のコードを瞬時に発生させる。【選択図】　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準となる符合系列の位相をシフトさせて得られる、位相シフト量が異なる複数の２次的な符号系列を発生させる場合に、
前記基準となる符号系列を、巡回シフトレジスタを用いて発生させるステップと、
前記複数の２次的な符号系列の各々を発生させるために必要な最小限度のシフト行列を用いて、発生した前記基準となる符合系列に対して行列演算を施し、前記複数の２次的な符号系列を生成するステップと、
を有することを特徴とする符号発生方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法を用いて、Ｗ−ＣＤＭＡ通信の規格で規定されるセカンダリ符号グループおよびコンプレスドモード時における拡散符号を発生させることを特徴とする符号発生方法。
【請求項３】
Ｗ−ＣＤＭＡ通信の規格で規定される、プライマリ拡散符号、セカンダリ拡散符号グループおよびコンプレストモード時における拡散符号を発生させる拡散符号発生器であって、
前記プライマリ拡散符号を発生させる目的で使用される、巡回シフトレジスタと、
前記プライマリ拡散符号、セカンダリ拡散符号グループおよびコンプレストモード時における拡散符号を発生させるために必要なシフト行列を格納している行列格納部と、
この行列格納部に格納されているシフト行列のいずれかを用いて、前記巡回シフトレジスタから出力される符合に対して行列演算を施し、これにより、前記プライマリ拡散符号、セカンダリ拡散符号グループおよびコンプレストモード時における拡散符号のいずれかを発生させる行列演算部と、
を有することを特徴とする拡散符号発生器。
【請求項４】
請求項３において、
前記拡散符号はゴールド符号であって、前記巡回シフトレジスタとして、第１および第２のＭ系列符号用の２つの巡回シフトレジスタが設けられており、かつ、各巡回シフトレジスタに設定する設定値を求める際、前記第１のＭ系列符号用の巡回シフトレジスタについては、初期値とリセット値のみを求め、前記第２のＭ系列符号用の巡回シフトレジスタについては、初期値のみを求めることを特徴とする拡散符号発生器。
【請求項５】
請求項３または請求項４記載の拡散符号発生器を用いて、複数の拡散符号の同時発生あるいは拡散符号の瞬時の切り替えを行う、Ｗ−ＣＤＭＡ方式のマルチコード多重通信が可能な受信機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、符号発生方法および拡散符号発生器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
符号分割多重通信方式を行うＷ−ＣＤＭＡ携帯電話機では、スクランブリングコードが階層化されており、図９に示すように、基地局ごとに割り振られるプライマリスクランブリングコードに対して、同一セル内でのコード資源確保のため、セカンダリスクランブリングコードが下位の階層の拡散コードとして使用される。
【０００３】
このような階層化されたスクランブリングコードを利用すると、図１０に示すように、例えば、一人のユーザーが、同時に複数の通信チャネルを利用して通信を行うことができる。
【０００４】
各ユーザーが共通して受信する共通チャネルと、各ユーザが、個別に受信する個別チャネルが異なった拡散コードによって基地局より送信される可能性があるため、図１０に示すように、基地局からの割り当てに応じてプライマリスクランブリングコードとセカンダリスクランブリングコードを同時に発生させ、また、受信できるようにする必要がある。
【０００５】
また、ＧＳＭ方式等の他方式とのハンドオーバーを実現するためコンプレスモードと呼ばれる受信状態が存在する。
【０００６】
その際は、瞬間的に無線フレームの切り替わりにおいて、コンプレストモード用オルタナティブスクランブリングコードと呼ばれる拡散コードに切り替えを行い受信する必要がある。
【０００７】
コンプレストモードにおける拡散符号の切り替えの様子を、図８に示す。図８において、時刻ｔ１〜ｔ３が他方式（ＧＳＭ方式）とのハンドオーバーを行う期間であり、時刻ｔ１〜ｔ２において、通常のコードＣ０とは異なる、コンプレストモード用オルタナティブスクランブリングコードＣ１を用いて受信処理を行い、時刻ｔ２〜ｔ３では、ＧＳＭ方式の基地局からの信号を受信する。
【０００８】
このように、様々な種類の拡散コードを同時に発生させたり、通信モードに応じて使用する拡散コードを瞬時に切り替える必要があり、これを実現するために、複数の巡回シフトレジスタ（リニア・フィードバック・シフトレジスタ）を装備し、それぞれのシフトレジスタの初期状態を演算する処理を行い、また、コンプレストモードにおいては、受信しているチャネルは同じであるにもかかわらず、コンプレストモードに入るたびに途切れ目なし瞬時に拡散コードを切り替え、コンプレスドモード用のリニアフィードバッグシフトレジスタの初期値演算を行っている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、発生させたいコード毎に巡回シフトレジスタを設けることは、ハードウエア量の増大を招き、また、各巡回シフトレジスタに設定するための初期値を計算するのが面倒であり、さらに、その演算結果を保持しておくメモリ容量を多く必要であり、ハードウエア実装上のボトルネックとなる。
【００１０】
また、インターシステムハンドオーバー（他方式とのハンドオーバー）に使用する、オルタナティブスクランブリングコードに関してもそれぞれを発生するための巡回シフトレジスタが必要であり、各シフトレジスタに関して初期値演算が必要であり、同様の問題がある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明では、Ｗ−ＣＤＭＡのコード割り当ての法則性に着目し、一つの巡回シフトレジスタを共通に利用することで、一つのプライマリスクランブリングコードに対応したセカンダリスクランブリングコードや、オルタナティブスクランブリングコードを効果的に発生する構成とすることで、回路規模を大幅に縮小すると共に、同一セル内のチャネルを複数受信したり、コード資源確保のためにセカンダリスクランブリングコードへの切り替えを行ったり、或いはコンプレスドモードにおける切れ目なしのコード切り替えを行う際に、あらためて巡回シフトレジスタの初期値演算を行うことを不要とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１３】
（実施の形態１）
Ｗ−ＣＤＭＡ通信方式で使用される拡散符号（スクランブリングコード）は、図１に記載されるように、２系統のＭ系列発生器１００，２００から発生するＭ系列符号を、排他的論理和回路３００により加算することによって生成されるゴールド符号である。
【００１４】
また、ＩＴＵＴ．２５．２１３等に記載されるＷ−ＣＤＭＡの規格によれば、使用する拡散符号は、プライマリ符号、セカンダリ符号グループおよびコンプレスドモード時におけるオルターナティブ拡散符号であり、これらの符号は、図７に示すように階層化されている。
【００１５】
すなわち、使用される拡散符号は、図１の２つのＭ系列発生器１００のうちの一方（符号１００）に設けられる巡回シフトレジスタの、初期値に対する位相オフセット量によって一義的に表現される。
【００１６】
つまり、その位相オフセット量は、図７に示すように、拡散コードの種類によって決められている。
【００１７】
プライマリスクランブリングコードは、シフト量１６ｎ（ｎは０〜５１１の整数：ｎは設定値）であらわされ、セカンダリスクランブリングコードは、それぞれのプライマリスクランブリングコードもしくはセカンダリスクランブリングコードに対してｎ＝１〜１５に対応したシフト量を持ったものである。
【００１８】
また、コンプレスドモード時に使用するオルタナティブスクランブリングコードは、プライマリスクランブリングコードに対して８１９２もしくは１６３８４ステップオフセットしたものである。
【００１９】
よって、あるプライマリスクランブリングコードに対して、同時に発生もしくは瞬間的に拡散コードを切り替える必要があるのは、１６通り×３の４８通りに限定される。
【００２０】
一方拡散コード発生器のある位相オフセットをつけて発生するには、それぞれの拡散コードを発生するためのシフトレジスタを持ち、それぞれの初期値を演算することが考えられるが、初期値演算が全てのオフセット量に対応する必要があるため行列演算等により求めなくてはならない。
【００２１】
例えば、行列演算を用いて拡散コードの初期値を求める際の演算式は、Ｗ−ＣＤＭＡの移動機の受信に使用するゴールド系列発生用の巡回シフトレジスタ（生成多項式は、Ｓｎ＋１＝Ｓｎ＋７＋Ｓｎ＋０である）において１６クロック分のオフセット演算を行いたい場合には、以下のような演算を行う。
【数１】
2004048274.tif 000003
オフセットに合わせて、何種類かの行列を準備し、これらを繰り返し使用することによって発生したい拡散コードごとに演算を行わなくてはならない。
【００２２】
また、拡散コードごとに初期値演算結果を保持しておく必要がある。拡散コードを発生するシフトレジスタのビット数分が必要となり、回路規模を増大させる原因となる。そこで、本実施の形態では、図１のようにシフトレジスタの各値とオフセット行列演算により求めることを検討する。
【００２３】
拡散コードを発生するには、これらの行列全てが必要ではなく、巡回シフトレジスタの最終ビットさえ求められればよいため、一般に以下のような演算により求めることができる。
【数２】
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【００２４】
この式よりわかるように、拡散コードを発生するためには、最下項のみがあればよい。
【００２５】
これは、Ｗ−ＣＤＭＡの移動機の受信において、ＱＰＳＫの受信のためのＱｃｈ用拡散コードはＩｃｈの拡散コードを１６３８３９ステップオフセットしたものを使用しており、その演算で用いているものと同じ考え方である。
【００２６】
この最下項のみをシフトレジスタの値に掛け合わせることによって求めることを以後オフセット演算と呼ぶ。
【００２７】
以上のような前提の下、本実施の形態では、図１のＭ系列発生器１００の内部構成を、図２に示すようなものとする。
【００２８】
図２では、プライマリコードの発生のための巡回シフトレジスタ１１８を一つだけ設ける構成とし、セカンダリコードやオルターナティブコード（ＱＰＳＫ変調信号のＩチャネル，Ｑチャネルの区別も含む）は、その巡回シフトレジスタ１１８から発生するコードに対して、シフト行列を用いた行列演算を施して、発生させるようにした。
【００２９】
つまり、図２の回路は、一つの通信チャネル（例えば、チャネル♯１）に対応する、Ｉ用およびＱ用の、プライマリコード（の生成の基礎となるＭ系列符号），セカンダリコード（の生成の基礎となるＭ系列符号），オルターナティブコード（の生成の基礎となるＭ系列符号）を発生させる。
【００３０】
図示されるように、図２の回路は、巡回シフトレジスタ１１８および、この巡回シフトレジスタに設定する初期値等を演算する初期値演算回路１１７と、シフト行列格納部１１０ａ，１１０ｂ（上述した、４８（＝１６×３）通りのパターンに対応する最小限のシフト行列（最下項の行列）を格納している）と、選択信号に応じて必要なシフト行列を選択する選択部１１４ａ，１１４ｂと、タイミング調整のためのラッチ１１６ａ，１１６ｂと、Ｉ用オフセット行列演算部１２０ａ，Ｑ用のオフセット行列演算部１２０ｂと、を有する。
【００３１】
本発明は、ＣＤＭＡ通信に用いられる多数の拡散符号は、基本的には、長周期の基準となる符号系列の位相をシフトして得られることに着目し、その拡散コードの割当方法（拡散コードの階層性）に沿うように、無理なく回路を配置して、無駄な動作を排除し、きわめてコンパクトな回路を構成するものである。
【００３２】
ちなみに、図２の回路を、従来の手法（各コード毎に巡回シフトレジスタを設ける手法）にて構成した場合、図３に示す回路（参照符号４００〜４０５）のように、コードの種類毎に巡回シフトレジスタ４２３ａ，ｂ等、初期値演算回路４２０ａ，ｂ等（メモリ４２２ａ，ｂ等を含む）が必要になり、しかも、各コードは、さらにＩ用，Ｑ用に区別されるため、回路規模が膨大となる。
【００３３】
また、初期値演算量が増え、演算に用いられるメモリの容量も増え、システムＬＳＩのＤＳＰコア等の設計上、大きな障害となることは明らかである。
【００３４】
図４に、図１に対応する、本発明のゴールド符号発生器の具体例を示す。
【００３５】
図４において、Ｍ系列発生器１００，２００、ならびに排他的論理和回路３００は、太い点線で囲んで示している。
【００３６】
Ｍ系列発生器１００は、図２に示した基本構成を採用している。
【００３７】
すなわち、初期値演算回路１３３と、初期値選択部１３５と、巡回シフトレジスタ部１３４（排他的論理和回路１３６を含む）と、オフセット行列格納部１３０と、選択部１３７と、タイミング調整用のラッチ部１３８と、Ｉチャネル用オフセット行列演算部１４０，１４４，１４８と、Ｑチャネル用オフセット行列演算部１４２，１４６，１５０とを具備する。
【００３８】
また、一方のＭ系列発生器２００は、固定された動作を行うのみであり、
初期値選択部１６０と、巡回シフトレジスタ部１６２（排他的論理和回路１６４を含む）と、オフセット行列格納部１６６と、オフセット行列発生器１６８と、を具備する。
【００３９】
巡回シフトレジスタ１３４，１６２に与える初期値（巡回シフトレジスタ１３４用のリセット値（ゼロ位相値）“Ａ”，ゴールド符号発生開始時の値（発生開始値）“Ｂ”，巡回シフトレジスタ１６２用のゴールド符号発生開始時の値（発生開始値）“Ｃ”）は、初期値選択信号Ｓ１に同期して、選択される。なお、これに限定されるものではなく、選択タイミングを個別のタイミング制御信号で制御するようにしてもよい。
【００４０】
また、ラッチ部１３８へのオフセット行列のロードタイミング（すなわち、オフセット行列演算部への行列供給タイミング）は、ロードタイミング信号Ｓ２により制御される。
【００４１】
図５は、本実施の形態にかかる符号分割多重通信用拡散符号発生のフレームフォーマットを示す図である。
【００４２】
拡散コードを任意の位相より発生させるためには、巡回シフトレジスタの初期値演算が必要である。
【００４３】
拡散コードはゴールド系列をＷ−ＣＤＭＡの無線フレームである１０ｍｓ、すなわち３８４００ｃｈｉｐ発生したところで打ち切る構成を採る為、拡散コードを途中の位相より発生開始した場合は、逆に途中で、巡回シフトレジスタ１３４，１６２を初期位相“Ａ”（時刻Ｔ２のリセット状態）に戻す必要がある。
【００４４】
また、拡散コード（ゴールド符号）を発生開始する時点（時刻ｔ３）における巡回シフトレジスタ１３４，１６２の初期値（発生開始値）“Ｂ”“Ｃ”を求める必要がある。
【００４５】
また、巡回シフトレジスタ１６２については、拡散コードが初期位相（時刻Ｔ２のリセット状態）になる場合は、必ずオール１の状態となるように設計されているため（すなわち、リセット値はオール“１”である）、演算で求める必要はない。
【００４６】
したがって、図４の初期値演算回路１３３が求めるのは、“Ａ”，“Ｂ”，“Ｃ”の３つの初期値でよいことになる。
【００４７】
よって、初期値演算回路１３３には、図５に示すように、プライマリスクランブリングコードの設定番号（ｎの値：図７参照）を特定することで定まる、巡回シフトレジスタ１３４の初期状態（時刻ｔ１）から初期位相（時刻ｔ２）までの位相シフト量（ＳＨ１）と、巡回シフトレジスタ１３４に対する初期位相（時刻ｔ２）から実際の拡散符号の発生開始（時刻時刻ｔ３）までの位相シフト量（ＳＨ２）と、巡回シフトレジスタ１６２に対する初期位相（時刻ｔ２）から実際の拡散符号の発生開始（時刻時刻ｔ３）までの位相シフト量（ＳＨ３）の各情報を与えればよいことになる。
【００４８】
つまり、プライマリスクランブリングコードの設定値（ｎ）は０〜５１１までとするため、巡回レジスタ１３４の初期値は、１６×プライマリスクランブリングコード番号＋初期位相からのオフセット量分だけ位相シフトさせるという演算にて求めることができる。
【００４９】
巡回シフトレジスタ１６２の初期値は、初期位相からのオフセット量分だけ位相をシフトさせるという演算により求めることができる。
【００５０】
巡回シフトレジスタ１３４の初期位相値は、１６×プライマリスクランブリングコード番号分だけ巡回シフトレジスタの位相を行列演算等によりオフセットさせて求める。
【００５１】
拡散コードの初期位相からのオフセット量に関して、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の受信においては、通常共通チャネルであるＣｏｍｍｏｎ　Ｐｉｌｏｔ　Ｃｈａｎｎｅｌを受信をする。このチャネルは１５ｋｓｐｓすなわち拡散率２５６である。任意のタイミングから受信をする際もこのチャネルのシンボル単位を境界としたタイミングのみしか、受信タイミングが移動することはないことを利用すれば、初期位相からのオフセット量を２５６ｃｈｉｐ毎に限定でき、さらに初期値演算回路の回路規模を削減することが出来る。
【００５２】
具体的には、巡回シフトレジスタ１３４に関しては、プライマリスクランブリングコードのオフセット量である１６ステップを最小単位とし、巡回シフトレジスタ１６２に関しては、２５６ステップを最小単位とした初期値演算のみでよいことになり、実に簡単な初期値演算で済む。
【００５３】
次に、オフセット行列演算回路の構成について、図６を用いて説明する。
【００５４】
上述の行列式からわかるように、行列演算は、積和演算で実現でき、かつ、拡散コードは、“０”，“１”の配列であるから、乗算は、通常の論理積演算、加算は排他的論理和にて表現することができる。
【００５５】
したがって、図６に示すように、オフセット行列演算部１４０（１４２〜１５０）は、複数のアンドゲート３００と、排他的論理和回路３０２で構成することができる。
【００５６】
各アンドゲート３００には、巡回シフトレジスタ１３４の各タップのデータならびにオフセット行列が供給されるようにする。
【００５７】
このように、オフセット演算は簡便な論理回路にて実現できる。
【００５８】
以上説明したとおり、本発明の拡散符号発生器によれば、構成を大幅に簡素化することができるが、さらに、整然とした回路配置を実現できるため、ＬＳＩのレイアウト設計上、きわめて有利であるという、効果も得ることができる。
【００５９】
つまり、図４に示す回路構成は、ＰＬＡ（プログラマブル・ロジックアレイ）に似た、きわめて整然とした回路配置をもち、ほぼそのまま、チップ上にレイアウトすることができる。
【００６０】
つまり、シフトレジスタのような横長の素子により必然的に生じるスペースに、オフセット行列演算部を配置し、左横にオフセット行列を供給する手段を設け、符号は右横から得るような構成は、きわめて統一された整然とした回路ブロックの配置を可能とする。
【００６１】
したがって、高集積度が要求されるシステムＬＳＩのＤＳＰコア等の設計上、有利である。
【００６２】
以上説明したように、本発明の拡散符号発生器は、極めてコンパクトな構成をもつと共に、プライマリスクランブリングコードからセカンダリスクランブリングコードに切り替えるような場合、シフトレジスタの初期値の再演算を行わず、オフセット演算に必要なオフセット行列を切り替えることのみで対応でき、瞬時に拡散コードの切り替えを行うことができる。これにより、通信途中で初期値演算を行うことなく、瞬間的に拡散コードの切り替えを行うことができる。したがって、携帯電話機の高性能化を図ることができる。
【００６３】
以上の説明では、Ｗ−ＣＤＭＡ方式について説明を行ったが、マルチコード、無瞬断コード変更を必要とする他のアプリケーション（特に、基準となる符合系列の位相をシフトさせて多数の符号が生み出されるようなシステム全般のアプリケーション）についても、広く適用することができる。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、Ｗ−ＣＤＭＡのように多チャンネル同時受信、瞬時の拡散コード切り替えが要求されるようなシステムであっても、拡散コードの性質を利用することで、初期値演算量を削減し、制御の簡略化、回路規模の削減を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ゴールド符号発生器の基本構成を示すブロック図
【図２】本発明の拡散符号発生器の基本的な構成を示すブロック図
【図３】比較例（本発明を使用しない拡散符号発生器の例）における問題点を説明するための図
【図４】本発明の拡散符号発生器の具体的な構成の一例を示すブロック図
【図５】巡回シフトレジスタに設定する初期値の算出について説明するための図
【図６】オフセット行列演算部の具体的な回路構成例を示す図
【図７】Ｗ−ＣＤＭＡ通信方式における拡散符号の割当を説明するための図
【図８】コンプレストモード時の拡散符号の変更を説明するための図
【図９】Ｗ−ＣＤＭＡ方式の符号分割多重通信における、拡散符号の使用例を説明するための図
【図１０】Ｗ−ＣＤＭＡ方式のコード多重通信システムにおける送受信の概念を示す図
【符号の説明】
１００，２００　Ｍ系列発生器
１１０ａ，１１０ｂ　行列格納部
１１７　初期値演算回路
１１８　巡回シフトレジスタ
１１４ａ，１１４ｂ　選択部
１１６ａ，１１６ｂ　ラッチ
１２０ａ，１２０ｂ　Ｉチャネル用，Ｑチャネル用のオフセット行列演算部
【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】
2004048274.tif 000012
【図９】
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【図１０】
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