(57)【要約】【課題】ＭＣ−ＣＤＭＡ方式の送信装置及び受信装置について、異なるデータ系列を複数のアンテナから同一周波数を用いて同時に送信することによる伝送容量の大容量化を実現する装置を提供する。【解決手段】送信装置１は、複数の異なる送信データそれぞれに対して、エンコーディングインタリーブ手段１２と、マッピング手段１３と、ＳＤＭ（空間分割多重）用パイロット信号挿入手段１４と、ＭＣ−ＣＤＭＡ送信手段１５と、複数の送信アンテナ１６とを有する。一方、受信装置２は、送信装置の送信アンテナと同数の複数の受信アンテナ２１と、受信アンテナそれぞれによって受信した受信信号に対して、ガードインターバル手段２２１と、ＭＣ−ＣＤＭＡ受信手段２２とを有する。【選択図】　　　図３
2004072568.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の異なる送信データそれぞれに対して、
誤り訂正符号化し且つインタリーブを行う複数のエンコーディングインタリーブ手段と、
前記エンコーディングインタリーブ手段の出力信号をマッピングする複数のマッピング手段と、
前記マッピング手段の出力信号にパイロット信号を挿入する複数のパイロット信号挿入手段と、
前記パイロット信号挿入手段からの出力信号に、シリアル／パラレル変換手段、拡散手段、逆高速フーリエ変換手段、パラレル／シリアル変換手段及びガードインターバル手段を含む複数のＭＣ−ＣＤＭＡ送信手段と、
前記ＭＣ−ＣＤＭＡ送信手段の出力信号を送信する複数の送信アンテナと
を有することを特徴とする空間分割多重方式を適用したマルチキャリアＣＤＭＡ方式の送信装置。
【請求項２】
送信装置の送信アンテナと同数の複数の受信アンテナの受信信号それぞれに対して、
複数のガードインターバル手段と、
前記ガードインターバル手段の出力信号を、シリアル／パラレル変換手段、高速フーリエ変換手段、逆拡散手段、等化手段、伝播路推定手段、誤り訂正復号化し且つインタリーブを戻すデコーディングデインタリーブ手段及びパラレル／シリアル変換手段を含む複数のＭＣ−ＣＤＭＡ受信手段と
を有することを特徴とする空間分割多重方式を適用したマルチキャリアＣＤＭＡ方式の受信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＭＣ−ＣＤＭＡ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ｃａｒｒｉｅｒ　−　Ｃｏｄｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ）方式の送信装置及び受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高速伝送を行う無線通信システムは、マルチパスフェージングによる影響を受け易く、無線リンクの品質が劣化し易い。そのため、従来、マルチパスに起因するマルチパス干渉（ＭＰＩ：Ｍｕｌｔｉ　Ｐａｓｓ　Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）に耐性を有するＭＣ−ＣＤＭＡ方式が提案されていた。このＭＣ−ＣＤＭＡ方式は、ブロードバンド無線アクセス伝送を実現するために有効なものである。
【０００３】
ＭＣ−ＣＤＭＡとは、データを拡散させるチャネルの帯域幅は１．２５ＭＨｚであるが、下り回線については１．２５ＭＨｚの帯域幅のチャネルを３本束ねて広帯域として伝送する。これにより、静止時２Ｍｂｐｓの通信速度を実現する。これに対し、最初から連続する広帯域を使う方式は、ＤＳ（Ｄｉｒｅｃｔ　Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）−ＣＤＭＡと称される。
【０００４】
図１は、従来のＭＣ−ＣＤＭＡ方式の送信装置及び受信装置の機能構成図である。
【０００５】
送信装置１は、ＰＮ系列の送信データを出力するＰＮ発生部１１と、送信データを誤り訂正符号化し且つインタリーブを施すエンコーディングインタリーブ部１２と、マッピング部１３と、パイロット信号挿入部１４と、ＭＣ−ＣＤＭＡ送信部１５と、送信アンテナ１６とを有する。
【０００６】
ＭＣ−ＣＤＭＡ送信部１５は、シリアル／パラレル変換部１５１によって、シリアル／パラレル変換を行い、連続するＮｃ／ＳＦ個のシンボルを並列データ系列に転換する。次に、コピー部１５２によって、シンボル毎にＳＦ個だけコピーする。次に、拡散部１５３によって、ＳＦ個コピーされたシンボル毎に定数Ｃｉ，ｊ（ｉ＝１，２，…，Ｎｃ／ＳＦ，ｊ＝１，２，…，ＳＦ）を乗算する。Ｎｃは、サブキャリア数を表し、全てのｉに対してはチップ長がＳＦの拡散を表す。次に、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）部１５４によって、乗算された計Ｎｃ個のシンボルは、時間軸のデータに変換される。次に、パラレル／シリアル変換部１５５によって、パラレル／シリアル変換され、ガードインターバル（ＧＩ）部１５６によって、ガードインターバルが付加される。ガードインターバルは、遅延波による符号間干渉を回避するために用いられる。
【０００７】
受信装置２は、受信アンテナ２１と、ＭＣ−ＣＤＭＡ受信部２２と、デコーディングデインタリーブ部２３とを有する。
【０００８】
ＭＣ−ＣＤＭＡ受信部２２は、ガードインターバル部２２１によって、プリアンブル信号の相関を取り、ガードインターバルが削除される。次に、シリアル／パラレル変換部２２２によって、シリアル信号をパラレルに変換する。次に、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）部２２３によって、同一のデータを各サブキャリアに載せる。次に、逆拡散部２２４によって、定数Ｃｉ，ｊが乗算される。次に、伝播路推定器２２７によって、パイロットシンボルより得られた各サブキャリア毎のチャネル推定結果が送出される。次に、等化器２２５によって、伝播路推定器２２７から受信したチャネル推定結果を用いて、信号の伝搬路歪が補償され、整合フィルタよる積分操作により周波数軸上で逆拡散される。そして、逆拡散された信号は、パラレル／シリアル変換部２２６によって、パラレル／シリアル変換される。
【０００９】
最後に、デコーディングデインタリーブ部２３によって、シリアル信号を復調し、送信された１つの送信データが復元される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＭＣ−ＣＤＭＡ方式では、異なるデータ系列を複数のアンテナから同一周波数を用いて同時に送信することによる伝送容量の大容量化を実現することができないという問題があった。
【００１１】
そこで、本発明は、ＭＣ−ＣＤＭＡ方式の送信装置及び受信装置について、異なるデータ系列を複数のアンテナから同一周波数を用いて同時に送信することによる伝送容量の大容量化を実現する装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、複数の異なる送信データそれぞれに対して、誤り訂正符号化し且つインタリーブを行う複数のエンコーディングインタリーブ手段と、前記エンコーディングインタリーブ手段の出力信号をマッピングする複数のマッピング手段と、前記マッピング手段の出力信号にパイロット信号を挿入する複数のパイロット信号挿入手段と、前記パイロット信号挿入手段からの出力信号に、シリアル／パラレル変換手段、拡散手段、逆高速フーリエ変換手段、パラレル／シリアル変換手段及びガードインターバル手段を含む複数のＭＣ−ＣＤＭＡ送信手段と、前記ＭＣ−ＣＤＭＡ送信手段の出力信号を送信する複数の送信アンテナとを有することを特徴とする空間分割多重方式を適用したマルチキャリアＣＤＭＡ方式の送信装置である。
【００１３】
また、本発明によれば、送信装置の送信アンテナと同数の複数の受信アンテナの受信信号それぞれに対して、複数のガードインターバル手段と、前記ガードインターバル手段の出力信号を、シリアル／パラレル変換手段、高速フーリエ変換手段、逆拡散手段、等化手段、伝播路推定手段、誤り訂正復号化し且つインタリーブを戻すデコーディングデインタリーブ手段及びパラレル／シリアル変換手段を含む複数のＭＣ−ＣＤＭＡ受信手段とを有することを特徴とする空間分割多重方式を適用したマルチキャリアＣＤＭＡ方式の受信装置である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下では、図面を用いて、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１５】
図２は、ＳＤＭ（Ｓｐａｃｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ空間分割多重）方式の機能概略図である。
【００１６】
図２によれば、送信アンテナ及び受信アンテナが複数且つ同数のものであって、ＳＤＭ方式が適用されている。ＳＤＭは、異なるデータ系列を複数のアンテナから同一周波数帯域を用いて同時に送信することで、伝送容量を送信アンテナ数に応じて倍増することができるので、周波数利用効率の向上に有効な方式である。一方、ＳＤＭ自体では、遅延波に起因する周波数選択フェージングや、チャネル間の相互干渉による伝送品質劣化を生じ易いことが欠点として挙げられる。
【００１７】
本発明は、図１に表されたＭＣ−ＣＤＭＡ方式の送信装置及び受信装置に、高速無線通信を実現するためにＳＤＭ方式を適用したものである。即ち、各アンテナ間の伝搬経路の独立性を利用して伝送容量の大容量化を実現したものであり、送信装置及び受信装置が複数のアンテナを用いて同時に送信するものである。
【００１８】
図３は、本発明による送信装置及び受信装置の機能構成図である。以下では、図３の本発明の説明を簡略するために、図１のＭＣ−ＣＤＭＡ方式の機能構成と異なる部分のみを説明する。
【００１９】
図３の送信装置において、異なる送信データ系列はそれぞれ、エンコーディングインタリーブ部１２によって、誤り訂正符号化され且つインタリーブが行われる。エンコーディングインタリーブ部１２からの出力信号はそれぞれ、マッピング部においてマッピングされる。次に、マッピング部１３からの出力信号はそれぞれ、パイロット信号挿入部１４によって、パイロット信号が挿入される。そして、各信号はそれぞれ、ＭＣ−ＣＤＭＡ送信部１５に入力される。
【００２０】
次に、ＭＣ−ＣＤＭＡ送信部１５−１〜Ｍは、シリアル／パラレル変換後、Ｎ個のデータを直交Ｗａｌｓｈ　Ｈａｄａｍａｒｄ　ｃｏｄｅによって拡散する。拡散された信号は、逆高速フーリエ変換部１５４を用いてマルチキャリア変調され、パラレル／シリアル変換後、ガードインターバル部１５６によって、ガードインターバルが付加される。これにより、マルチパスに起因したマルチパス干渉（ＭＰＩ）の影響を低減することができる。そして、ＭＣ−ＣＤＭＡ送信部１５−１〜Ｍのそれぞれの出力信号は、異なる複数の送信アンテナ１６から同時に送信される。
【００２１】
図３の受信装置において、送信装置の送信アンテナ数と同数の複数の受信アンテナ１〜Ｍを有する。これら複数の受信アンテナ１〜Ｍから同時に受信した信号はそれぞれ、最初に、ガードインターバル部２２１において、受信信号のガードインターバル信号が除去される。次に、受信信号はそれぞれ、複数のＭＣ−ＣＤＭＡ受信部２２−１〜Ｍで処理される。各ＭＣ−ＣＤＭＡ受信部２２では、次に、その信号は、シリアル／パラレル変換部２２２において、複数の信号に変換される。次に、それら信号は高速フーリエ変換部２２３において、マルチキャリア信号に復調される。復調された信号は、逆拡散部２２４において、データ系列毎にＷａｌｓｈ　Ｈａｄａｍａｒｄ　ｃｏｄｅで逆拡散される。次に、等化器２２５において、同一データを有する全てのマルチキャリア信号を等化し、周波数ダイバーシチ効果を得る。
【００２２】
ここで、等化器２２５は、複数の送信信号が重畳された受信信号から、異なるデータ系列を分離するアルゴリズムとして、ＺＦ（Ｚｅｒｏ　Ｆｏｒｃｉｎｇ）、ＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｎ　Ｍｅａｎ　Ｓｑｕａｒｅ　Ｅｒｒｏｒ：最小二乗平均誤差法）、ＭＬＳＥ（Ｍａｘｉｍｕｎ　Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ　Ｓｅｑｕｅｎｃｅ　Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ　最尤系列推定法）等を用いる。
【００２３】
次に、伝播路推定器２２７は、重畳した受信信号からサブキャリアごとにチャネル推定結果に基づき送信信号を判定する。次に、デコーディングデインタリーブ部２２８によって、誤り訂正復号化し且つインタリーブが戻される。その後、パラレル／シリアル変換部２２６において、シリアル信号に変換する。そして、各ＭＣ−ＣＤＭＡ受信部２２から、それぞれのデータ系列のデータが出力される。
【００２４】
本発明によれば、ＳＤＭを使用することによりチャネル間干渉が発生するけれども、受信装置２の等化器２２５によってチャネル間の相互干渉を除去するよう構成される点に特徴がある。
【００２５】
前述した本発明におけるスペクトル拡散通信システムの送信装置及び受信装置の種々の実施形態において、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略が、当業者によれば容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。
【００２６】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明における空間分割多重方式を適用したマルチキャリアＣＤＭＡ方式の送信装置及び受信装置によれば、マルチパスフェージング環境下において、周波数ダイバーシチ効果を得ることができるＭＣ−ＣＤＭＡ方式に対して、同一帯域幅で伝送容量を送信アンテナ数に応じて増大することができるＳＤＭ方式を適用し、周波数利用効率の向上を図るものである。また、ＳＤＭ方式により、発生するチャネル間相互干渉の除去効果が得られ、無線リンクの回線品質及び伝送特性が改善される。これにより、高速且つ高品質なブロードバンドバンド無線アクセス伝送を実現することができる。
【００２７】
また、本発明によれば、ＳＤＭ自体について、遅延波に起因する周波数選択フェージングや、チャネル間の相互干渉による伝送品質劣化を生じ易いという欠点も補うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のＭＣ−ＣＤＭＡ方式の送信装置及び受信装置の機能構成図である。
【図２】本発明による送信装置及び受信装置の機能概略図である。
【図３】本発明による送信装置及び受信装置の機能構成図である。
【符号の説明】
１１　ＰＮ発生器
１２　エンコーディングインタリーブ部
１３　マッピング部
１４　パイロット信号挿入部
１５　ＭＣ−ＣＤＭＡ送信部
１５１　シリアル／パラレル変換部
１５２　コピー部
１５３　拡散部
１５４　逆高速フーリエ変換部
１５５　パラレル／シリアル変換部
１５６　ガードインターバル部
１６　送信アンテナ
２１　受信アンテナ
２２１　ガードインターバル部
２２２　シリアル／パラレル変換部
２２３　高速フーリエ変換部
２２４　逆拡散部
２２５　等化部
２２６　パラレル／シリアル変換部
２２７　伝播路推定部
２３、２２８　デコーディングデインタリーブ部
【図１】
2004072568.tif 000003
【図２】
2004072568.tif 000004
【図３】
2004072568.tif 000005