(57)【要約】【課題】搬送波周波数の変動による位相雑音を除去可能とする。【解決手段】ＲＦ受信部１１は、互いの共役関係にある２つの信号がそれぞれ異なる第１，第２の拡散信号により拡散された信号を受信する。第１の逆拡散器１２は、第１の拡散符号を用いた逆拡散により、受信信号に逆拡散処理を施す。第２の逆拡散器１３は、第２の拡散符号を用いた逆拡散により、受信信号に逆拡散処理を施す。共役演算器１６は、第２の逆拡散器の出力信号が検波された後の信号に共役演算を施す。そして、加算器１７は、第２の逆拡散器の信号信号が検波された後の信号と、共役演算器の出力信号とを加算する。【選択図】　　　図２
2004032169.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の拡散符号を用い、入力信号に拡散処理を施す第１の拡散器と、
上記入力信号に共役演算を施す共役演算器と、
上記第１の拡散符号とは異なる第２の拡散符号を用い、上記共役演算後の信号に拡散処理を施す第２の拡散器と、
上記第１の拡散器と第２の拡散器による拡散処理後の信号を同時に送信する送信器とを備える
ことを特徴とする送信装置。
【請求項２】
請求項１記載の送信装置であって、
上記送信器は、上記第１の拡散器と第２の拡散器による拡散処理後の信号を加算する加算器を備え、当該加算後の信号を送信することを特徴とする送信装置。
【請求項３】
入力信号が第１の拡散符号により拡散された信号と、入力信号の共役信号が上記第１の拡散符号とは異なる第２の拡散符号により拡散された信号とを、受信する受信器と、
上記第１の拡散符号を用い、受信信号に逆拡散処理を施す第１の逆拡散器と、
上記第２の拡散符号を用い、受信信号に逆拡散処理を施す第２の逆拡散器と、
上記第２の逆拡散器による逆拡散処理後の信号に共役演算を施す共役演算器と、
上記第１の逆拡散器による逆拡散処理後の信号と上記共役演算器による共役演算後の信号とを加算する加算器とを備える
ことを特徴とする受信装置。
【請求項４】
請求項３記載の受信装置であって、
上記第１の逆拡散器による逆拡散処理後の信号を検波する第１の検波器と、
上記第２の逆拡散器による逆拡散処理後の信号を検波する第２の検波器とを備え、
上記共役演算器は、上記第２の検波器による検波後の信号に上記共役演算を施し、
上記加算器は、上記第１の検波器による検波後の信号と上記共役演算後の信号とを加算することを特徴とする受信装置。
【請求項５】
請求項３記載の受信装置であって、
上記第１の逆拡散器による逆拡散処理後の信号を検波する第１の検波器と、
上記共役演算器による共役演算後の信号を検波する第２の検波器とを備え、
上記加算器は、上記第１の検波器による検波後の信号と上記第２の検波器による検波後の信号とを加算することを特徴とする受信装置。
【請求項６】
第１の拡散符号を用いて入力信号に拡散処理を施し、入力信号の共役信号を第１の拡散符号とは異なる第２の拡散符号を用いて拡散処理し、それら拡散処理後の信号を同時に送信する送信装置と、
上記送信装置から送られてきた信号を受信し、第１の拡散符号と第２の拡散符号を用いて受信信号に各々逆拡散処理を施し、上記第２の逆拡散符号による逆拡散処理後の信号に共役演算を施し、上記第１の逆拡散符号による逆拡散処理後の信号と上記共役演算後の信号とを加算する受信装置とを備える
ことを特徴とする送受信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、拡散処理を用いてスペクトル拡散させた信号の送信及び受信を行う、送信装置及び受信装置、送受信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話等の移動体通信端末は、多値変調及び拡散処理を採用することにより、限られた周波数帯域を用いて多数の情報を送出可能にすると共に秘話性と耐ノイズ特性を高めることを可能にしている。
【０００３】
図５及び図６を用いて、従来の移動体通信端末が備えている送受信装置の概略構成を説明する。なお、図５は送信側、図６は受信側の構成を示している。
【０００４】
図５に示す送信側において、端子１０１にはＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ　Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）等の多値変調が行われた後の、複素数で表されるデータ系列（以下、送信シンボルと表記する）が供給される。当該送信シンボルは、拡散器１０２へ送られる。
【０００５】
拡散器１０２は、上記送信シンボルを所定の拡散符号系列により拡散する。当該拡散器１０２での拡散により帯域拡大されたデータ系列（以下、チップ：ｃｈｉｐと表記する）は、ＲＦ送信部１０３へ送られる。
【０００６】
ＲＦ送信部１０３は、上記チップのデータ系列からなる送信ベースバンド信号により搬送波を変調して送信ＲＦ信号を生成する。そして、ＲＦ送信部１０３は、当該送信ＲＦ信号を、図示しないアンテナから送信する。
【０００７】
一方、図６に示す受信側において、ＲＦ受信部１１０は、図示しないアンテナにより受信したＲＦ信号を復調して受信ベースバンド信号に変換し、逆拡散部１１１へ送る。
【０００８】
逆拡散器１１１は、上記受信ベースバンド信号を、送信側で使用されたのと同じ拡散符号系列によって逆拡散する。当該逆拡散器１１１での逆拡散により得られたデータ系列（以下、逆拡散シンボルと表記する）は、検波器１１２へ送られる。
【０００９】
検波器１１２は、逆拡散シンボルを検波し、その検波後のシンボルを受信シンボルとして、端子１１３から後段の図示しない信号処理部へ送出する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記図５，図６の構成を備えた送受信装置は、水晶振動子やＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ　Ｌｏｃｋｅｄ　Ｌｏｏｐ）回路を備えた発振器，周波数シンセサイザなどを備えており、それら発振器や周波数シンセサイザにより、変調や復調の際に用いられる搬送波周波数等を生成している。
【００１１】
しかしながら、上記発振器や周波数シンセサイザは、温度変化や湿度変化などにより、その特性が変動し、当該特性変動により上記搬送波周波数が変動してしまうことがある。特に、送信側と受信側の搬送波周波数が互いに変動してしまうと、受信シンボルは位相方向への変動を受けることになる。そして、当該位相方向への変動は、受信側での復調時における雑音に対するマージンを減少させることになる。このように、受信時の雑音に対するマージンが減少すると、エラーレートが増大して通信の品質が低下する原因になり、さらには通信の効率も低下してしまう。特に、多値変調等の場合は、上記位相方向の変動（位相雑音）による影響が強く現れてしまうため、通信品質と効率を上げるために、高精度な検波、復調を実現できる高性能な発振器や周波数シンセサイザが必要となり、コストアップの要因となっている。
【００１２】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、搬送波周波数等の変動による位相雑音を除去可能として高品質且つ高効率の通信を実現すると共に、装置のコストダウンをも可能とする、送信装置及び受信装置、送受信システムを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の送信装置は、第１の拡散符号を用いて入力信号に拡散処理を施す第１の拡散器と、入力信号に共役演算を施す共役演算器と、第１の拡散符号とは異なる第２の拡散符号を用い、共役演算後の信号に拡散処理を施す第２の拡散器と、第１の拡散器と第２の拡散器による拡散処理後の信号を同時に送信する送信器とを備えている。
【００１４】
また、本発明の受信装置は、本発明の送信装置から送られてきた信号を受信する受信器と、第１の拡散符号と第２の拡散符号を用いて受信信号にそれぞれ逆拡散処理を施す第１，第２の逆拡散器と、第２の逆拡散器による逆拡散処理後の信号に共役演算を施す共役演算器と、第１の逆拡散器による逆拡散処理後の信号と共役演算器による共役演算後の信号とを加算する加算器とを備える。
【００１５】
また、本発明の送受信システムは、本発明の送信装置と受信装置からなる。
【００１６】
すなわち本発明によれば、送信装置からは、入力信号が第１の拡散符号により拡散された信号と、入力信号の共役信号が第２の拡散信号により拡散された信号とが同時に送信されており、受信装置は、受信信号を第１，第２の逆拡散符号により逆拡散し、さらに第２の逆拡散符号による逆拡散処理後の信号に共役演算を施すことで、互いに共役関係にある２つの信号を復元し、さらにそれらを加算することで、送信側と受信側の搬送波周波数の変動による位相誤差成分を除去している。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態として、携帯電話等の移動体通信端末に使用される通信装置を例に挙げて説明する。
【００１８】
図１，図２は本発明実施の形態の送受信装置の概略構成を示している。図１は本実施の形態の送受信装置の送信側の構成を、図２は受信側の構成を示している。
【００１９】
先ず、図１に示す送信側において、入力端子１には、ＱＡＭ等の多値変調が行われた後の、複素数で表されるデータ系列（以下、送信シンボルＡと表記する）が供給される。当該送信シンボルＡは、共役演算器２及び第１の拡散器３へ送られる。
【００２０】
第１の拡散器３は、上記送信シンボルＡを第１の拡散符号系列Ｃ１，ｋにより拡散する。この第１の拡散器３での拡散により帯域拡大されたデータ系列Ｃ１，ｋ・Ａ（以下、第１のチップＣ１，ｋ・Ａと表記する）は、加算器５へ送られる。
【００２１】
共役演算器２は、上記送信シンボルＡの共役ｃｏｎｊ（Ａ）（以下、共役シンボルｃｏｎｊ（Ａ）と表記する）を求め、その共役シンボルｃｏｎｊ（Ａ）を第２の拡散器４へ送る。
【００２２】
第２の拡散器４は、上記共役シンボルｃｏｎｊ（Ａ）を第２の拡散符号系列Ｃ２，ｋにより拡散する。この第２の拡散器４での拡散により帯域拡大されたデータ系列Ｃ２，ｋ・ｃｏｎｊ（Ａ）（以下、第２のチップＣ２，ｋ・ｃｏｎｊ（Ａ）と表記する）は、加算器５へ送られる。
【００２３】
なお、第１の拡散器３と第２の拡散器４は、それぞれ同じ構成を有するものである。但し、第１の拡散器３で用いられる第１の拡散符号系列Ｃ１，ｋと第２の拡散器４で用いられる第２の拡散符号系列Ｃ２，ｋは、それぞれ互いに異なるＰＮ（ｐｓｅｕｄｏｒａｎｄｏｍ　ｎｏｉｓｅ）符号系列である。
【００２４】
加算器５は、第１の拡散器３から送られてきた第１のチップＣ１，ｋ・Ａと、第２の拡散器４から送られてきた第２のチップＣ２，ｋ・ｃｏｎｊ（Ａ）とを、順次加算し、式（１）に示す加算結果ＴｋをＲＦ送信部６へ送る。
【００２５】
【数１】
2004032169.tif 000003
【００２６】
ＲＦ送信部６は、上記加算器５からの加算結果Ｔｋ、すなわち送信ベースバンド信号Ｔｋにより搬送波を変調して送信ＲＦ信号を生成し、その送信ＲＦ信号を図示しないアンテナから送信する。
【００２７】
一方、図２に示す受信側において、ＲＦ受信部１１は、図示しないアンテナにより受信したＲＦ信号をベースバンド信号（以下、受信ベースバンド信号と表記する）に変換し、第１の逆拡散部１２及び第２の逆拡散器１３へ送る。
【００２８】
ここで、温度変化や湿度変化などにより、送信側と受信側の双方の局部搬送波周波数に変動が生じると、受信ベースバンド信号には位相の変動（位相雑音）が現れることになる。すなわち、送信ベースバンド信号Ｔｋに対応する受信ベースバンド信号をＲｋとし、送信ベースバンド信号Ｔｋに加わる位相変動（位相雑音）をφｋとし、送信ベースバンド信号Ｔｋに加わる伝送路特性をαｋとすると、上記受信ベースバンド信号Ｒｋは、下記式（２）により表される。なお、上記伝送路特性αｋは、伝送路特性の測定用のチャンネルを使用して所定の測定パターンを送受信することにより得られた値であり、複素数により表される。
【００２９】
【数２】
2004032169.tif 000004
【００３０】
第１の逆拡散器１２は、上記受信ベースバンド信号Ｒｋを、式（３）に示すように、送信側の第１の拡散器３で使用したのと同じ第１の拡散符号系列Ｃ１，ｋによって逆拡散し、それにより得られたシンボルＳ１（以下、第１の逆拡散シンボルＳ１と表記する）を第１の検波器１４へ送る。式（３）中のＳＦは、上記拡散後のチップレートとシンボルレートとの比、すなわち拡大率（拡散符号長）である。
【００３１】
【数３】
2004032169.tif 000005
【００３２】
なお、１シンボル時間中での伝送路特性の変動が非常に小さく、その変動を無視できるとすると、上記伝送路特性αｋは、一定値αｃｏｎｓｔ（αｃｏｎｓｔ＝α１＝α２＝…＝αＳＦ）で置き換えることができる。上記伝送路特性αｋを一定値αｃｏｎｓｔで置き換えると、上記式（３）は式（４）のように表すことができる。
【００３３】
【数４】
2004032169.tif 000006
【００３４】
第２の逆拡散器１３は、上記受信ベースバンド信号Ｒｋを、式（５）に示すように、送信側の第２の拡散器４で使用したのと同じ拡散符号系列Ｃ２、ｋによって逆拡散し、それにより得られたシンボルＳ２（以下、第２の逆拡散シンボルＳ２と表記する）を第２の検波器１５へ送る。
【００３５】
【数５】
2004032169.tif 000007
【００３６】
また、この式（５）においても上述同様に、伝送路特性αｋは、一定値αｃｏｎｓｔ（αｃｏｎｓｔ＝α１＝α２＝…＝αＳＦ）で置き換えることができる。上記伝送路特性αｋを一定値αｃｏｎｓｔで置き換えると、上記式（５）は式（６）のようになる。
【００３７】
【数６】
2004032169.tif 000008
【００３８】
第１の検波器１４は、上記第１の逆拡散器１２から送られてきた逆拡散シンボルＳ１を、上記一定値の伝送路特性αｃｏｎｓｔの共役により補償し、式（７）に示す演算により、検波結果のシンボルＳ１・ｃｏｎｊ（αｃｏｎｓｔ）（以下、第１の検波シンボルＳ１・ｃｏｎｊ（αｃｏｎｓｔ）と表記する）を得る。なお、当該式（７）は、計算を簡略化するためαｃｏｎｓｔ２の絶対値を１としている。この第１の検波器１４からの第１の検波シンボルＳ１・ｃｏｎｊ（αｃｏｎｓｔ）は、加算器１７へ送られる。
【００３９】
【数７】
2004032169.tif 000009
【００４０】
また、第２の検波器１５は、第２の逆拡散器１３から送られてきた第２の逆拡散シンボルＳ２を、上記伝送路特性αｃｏｎｓｔの共役により補償し、式（８）に示す演算により、検波結果のシンボルＳ２・ｃｏｎｊ（αｃｏｎｓｔ）（以下、第２の検波シンボルＳ２・ｃｏｎｊ（αｃｏｎｓｔ）と表記する）を得る。なお、上記式（７）と同様、この式（８）の場合も、計算を簡略化するためにαｃｏｎｓｔ２の絶対値は１とする。この第２の検波器１５からの第２の検波シンボルＳ２・ｃｏｎｊ（αｃｏｎｓｔ）は、共役演算器１６へ送られる。
【００４１】
【数８】
2004032169.tif 000010
【００４２】
共役演算器１６は、式（９）に示すように、第２の検波器１５から送られてきた第２の検波シンボルＳ２・ｃｏｎｊ（αｃｏｎｓｔ）の複素共役ｃｏｎｊ（Ｓ２・ｃｏｎｊ（αｃｏｎｓｔ））（以下、複素共役シンボルｃｏｎｊ（Ｓ２・ｃｏｎｊ（αｃｏｎｓｔ））と表記する）を求め、当該複素共役シンボルｃｏｎｊ（Ｓ２・ｃｏｎｊ（αｃｏｎｓｔ））を加算器１７へ送る。
【００４３】
【数９】
2004032169.tif 000011
【００４４】
加算器１７は、第１の検波器１４からの第１の検波シンボルＳ１・ｃｏｎｊ（αｃｏｎｓｔ）と、共役演算器１６からの複素共役シンボルｃｏｎｊ（Ｓ２・ｃｏｎｊ（αｃｏｎｓｔ））とを、式（１０）に示すように加算する。そしてこの加算器１７の出力は、受信シンボルとして出力端子１８から後段の図示しない信号処理部へ送られる。なお、式（１０）中のＲｅは実部であることを表している。
【００４５】
【数１０】
2004032169.tif 000012
【００４６】
この式（１０）において、第一項目を見ると、φｋで表される位相方向の誤差が除去されていることがわかる。なお、式（１０）の第二項については無視できるレベルであるため、ここでは問題とならない。ここで、前記図８に示した従来の送受信装置の受信側で検波された受信シンボルは、図２の第１の検波器１４からの検波シンボルをｓｑｒｔ（２）したものと同じであり、その値と本実施の形態の送受信装置の加算器１７から出力された式（１０）の受信シンボルとを比較すれば、本実施の形態の受信装置は、位相誤差を除去できていることがわかる。なお、ｓｑｒｔ（２）とは、ｘ２＝２としたときのｘの値に相当する。
【００４７】
特に数式による比較は省略するが、図３には、本実施の形態の送受信装置の加算器１７後の受信シンボルの各データ２０が複素平面上にプロットされたグラフを示し、図４には、図６に示した従来の送受信装置の検波器１１２での検波後の受信シンボルの各データ２１が複素表面上にプロットされたグラフを示す。この図３と図４を見ればわかるように、本実施の形態の送受信装置は、従来の送受信装置と比較して、位相方向の分散が少なくなっており、位相誤差が軽減されていることがわかる。
【００４８】
以上説明したように、本実施の形態の送受信装置は、送信側において、送信シンボルＡとその共役シンボルｃｏｎｊ（Ａ）をそれぞれ異なる第１，第２の拡散符号系列Ｃ１，ｋ，Ｃ２，ｋにより拡散し、それらを合成した送信ベースバンド信号Ｔｋにより搬送波を変調して送信し、一方、受信側において、受信ベースバンド信号Ｒｋを、送信側と同じ第１，第２の拡散符号系列Ｃ１，ｋ，Ｃ２，ｋによりそれぞれ逆拡散した後に各々検波し、さらに第１の検波シンボルＳ１・ｃｏｎｊ（αｃｏｎｓｔ）と複素共役シンボルｃｏｎｊ（Ｓ２・ｃｏｎｊ（αｃｏｎｓｔ））とを加算することで、搬送波周波数変動による位相雑音を除去しているため、エラーレートを低減でき、高品質且つ高効率の通信が可能となっている。また、本実施の形態の送受信装置は、発振器や周波数シンセサイザの性能に関して許容度が高まるため、送受信器のコストダウンが可能となる。
【００４９】
なお、上述した実施の形態の説明は、本発明の一例である。このため、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることはもちろんである。
【００５０】
例えば、図２に示した受信側の第２の検波器１５と共役演算器１６の配置順は、逆であっても良い。但し、図２に示した配置順の構成は、最も演算量を少なくすることができる。
【００５１】
また、受信側の第１の検波器１４と第２の検波器１５は、一つの検波器を時分割使用することで代用することもできる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、送信装置は、入力信号とその共役信号をそれぞれ異なる第１，第２の拡散信号により拡散した信号を同時に送信しており、一方、受信装置は、受信信号を第１，第２の逆拡散符号により逆拡散し、さらに第２の逆拡散符号による逆拡散後の信号に共役演算を施すことで、互いに共役関係にある２つの信号を復元し、さらにそれらを加算することにより、搬送波周波数の変動による位相雑音を除去し、高品質且つ高効率の通信を実現すると共に、装置のコストダウンをも実現している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態の送受信装置の送信側の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本実施の形態の送受信装置の受信側の概略構成を示すブロック図である。
【図３】本実施の形態の送受信装置による検波後の受信シンボルのデータを複素平面上にプロットしたグラフである。
【図４】従来の送受信装置による検波後の受信シンボルのデータを複素表面上にプロットしたグラフである。
【図５】従来の送受信装置の送信側の概略構成を示すブロック図である。
【図６】従来の送受信装置の受信側の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…入力端子、２，１６…共役演算器、３…第１の拡散器、４…第２の拡散器、５，１７…加算器、６…ＲＦ送信部、１１…ＲＦ受信部、１２…第１の逆拡散器、１３…第２の逆拡散器、１４…第１の検波器、１５…第２の検波器、１８…出力端子
【図１】
2004032169.tif 000013
【図２】
2004032169.tif 000014
【図３】
2004032169.tif 000015
【図４】
2004032169.tif 000016
【図５】
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【図６】
2004032169.tif 000018