(57)【要約】【課題】コード多重数の増減にかかわらず、従来技術よりも回路規模を低減可能な符号分割多重接続用通信装置を得ること。【解決手段】本発明の符号分割多重接続用通信装置にあっては、マルチパス環境において、異なる拡散コードにより拡散された複数の信号を多重化した信号（受信信号）を受信する構成を備え、さらに、パス検出タイミングとパス毎の伝送路特性推定値とを用いて、各受信信号に対して遅延調整、位相補償、およびＲＡＫＥ合成のための重み付けを行い、重み付け処理後の各信号の合成結果をＲＡＫＥ合成信号として出力するＲＡＫＥ合成部２２と、前記ＲＡＫＥ合成信号を、前記異なる拡散コードにより逆拡散し、その結果として得られる受信シンボルを判定する逆拡散／判定部２３と、を備える構成とした。【選択図】      図２
2004172650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる拡散コードにより拡散された複数の信号を多重化した信号（受信信号）を、マルチパス環境で受信する符号分割多重接続用通信装置において、
所定の処理により得られる、各パスの検出タイミング（パス検出タイミング）とパス毎の伝送路特性推定値とを用いて、各受信信号に対して遅延調整、位相補償、およびＲＡＫＥ合成のための重み付けを行い、重み付け処理後の各信号の合成結果をＲＡＫＥ合成信号として出力するＲＡＫＥ合成手段と、
前記ＲＡＫＥ合成信号を、前記異なる拡散コードにより逆拡散し、その結果として得られる受信シンボルを判定する逆拡散／判定手段と、
を備えることを特徴とする符号分割多重接続用通信装置。
【請求項２】
前記ＲＡＫＥ合成手段は、
前記伝送路特性推定値に基づいて有効なパスを選択するパス選択手段、
を備え、
選択されたパスに対応する受信信号をＲＡＫＥ合成の対象とすることを特徴とする請求項１に記載の符号分割多重接続用通信装置。
【請求項３】
前記パス選択手段は、
前記伝送路特性推定値の振幅が所定のしきい値以上の場合にそのパスを有効なパスとして選択し、前記伝送路特性推定値の振幅が所定のしきい値より小さい場合にそのパスを有効なパスとして選択しないことを特徴とする請求項２に記載の符号分割多重接続用通信装置。
【請求項４】
前記ＲＡＫＥ合成手段は、
前記位相補償およびＲＡＫＥ合成のための重み付けを時分割に行えるように、前記パス検出タイミングを調整して順に出力するタイミング調整手段と、
所定量の受信信号を保持するとともに、前記パス検出タイミングにしたがって対応する受信信号を順に出力する受信信号保持／出力手段と、
前記パス毎の伝送路特性推定値に基づいて、受信信号の位相補償およびＲＡＫＥ合成のための重み付けを受信順に行う位相補償手段と、
前記位相補償手段出力の信号を累積加算し、その加算結果をＲＡＫＥ合成信号として出力する合成手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の符号分割多重接続用通信装置。
【請求項５】
送信側の通信装置が拡散信号にスクランブルをかけている場合、
前記逆拡散／判定手段は、
前記ＲＡＫＥ合成信号から前記スクランブルを除去するスクランブル除去手段を備え、
スクランブル除去後の信号を逆拡散することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の符号分割多重接続用通信装置。
【請求項６】
送信側の通信装置が拡散信号にスクランブルをかけている場合、
前記逆拡散／判定手段は、
前記ＲＡＫＥ合成信号から前記スクランブルを除去するスクランブル除去手段を備え、
高速アダマール変換により、スクランブル除去後の信号から各拡散コードに対応した逆拡散後の受信シンボルを得ることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の符号分割多重接続用通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車電話，携帯電話などの無線通信分野における符号分割多重接続（ＣＤＭＡ：Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）用通信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下、通信方式としてＣＤＭＡ方式を採用する従来の通信システム（以下、ＣＤＭＡ通信システムと呼ぶ）について説明する。
【０００３】
ＣＤＭＡ通信システムでは、送信側の通信装置が、複数の信号を相互に異なる拡散符号により拡散し、拡散後の複数の信号を同一周波数および同一時間に多重化して送信し、受信側の通信装置にて、多重化された受信信号を分離する。以降、このような送信側および受信側の通信装置の動作を具体的に説明する（非特許文献１参照）。
【０００４】
送信側の通信装置では、まず、符号化されたシリアル信号をパラレル信号に変換し、拡散コード毎に対応した処理部にて変調処理および拡散処理を行う。その後、拡散処理が施された複数の信号は、多重化された状態で送信される。また、送信側の通信装置では、受信側においてパス検出や伝送路特性推定を行うときに必要なパイロットシンボルを、さらに別の拡散コードにて拡散し、それを多重化した状態で送信する。なお、パイロットシンボルは受信側で既知の信号系列である。
【０００５】
一方、受信側の通信装置では、パイロットシンボルを逆拡散し、得られた受信シンボルに基づいて伝送路特性を推定する。また、その他の拡散コードによって拡散された信号は、拡散コード毎にマルチパスに対応したフィンガにて逆拡散され、その結果、受信シンボルが得られる。また、受信側の通信装置では、上記伝送路特性の推定値に基づいて各フィンガから出力される受信シンボルの位相補償を行い、さらに、位相補償後の受信シンボルに対してＲＡＫＥ合成を行う。そして、ＲＡＫＥ合成後のシンボルをパラレル／シリアル変換して出力する。
【０００６】
【非特許文献１】
大川他著、“ＤＳ−ＣＤＭＡにおける２Ｍｂｐｓマルチコード伝送特性”（１９９８年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会Ｂ−３４５）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記、従来の通信システムにおいては、拡散コード毎に、マルチパスに対応したフィンガにて逆拡散および位相補償を行い、さらにＲＡＫＥ合成を行っているため、送信信号のコード多重数の増加に比例して回路規模が増大する、という問題があった。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コード多重数の増減にかかわらず、従来技術よりも回路規模を低減可能なＣＤＭＡ用の通信装置を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる符号分割多重接続用通信装置にあっては、マルチパス環境において、異なる拡散コードにより拡散された複数の信号を多重化した信号（受信信号）を受信する構成を備え、さらに、所定の処理により得られる、各パスの検出タイミング（パス検出タイミング）とパス毎の伝送路特性推定値とを用いて、各受信信号に対して遅延調整、位相補償、およびＲＡＫＥ合成のための重み付けを行い、重み付け処理後の各信号の合成結果をＲＡＫＥ合成信号として出力するＲＡＫＥ合成手段と、前記ＲＡＫＥ合成信号を、前記異なる拡散コードにより逆拡散し、その結果として得られる受信シンボルを判定する逆拡散／判定手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、逆拡散前にＲＡＫＥ合成を行う。すなわち、パス毎に受信信号の遅延調整および位相補償を行うフィンガの数が、多重化された信号数に依らず、ＲＡＫＥ合成対象のパス数と等しくなり、さらに、逆拡散処理も、ＲＡＫＥ合成後の信号に対してのみ行う。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる符号分割多元接続（ＣＤＭＡ：Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）用通信装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかるＣＤＭＡ用通信装置（受信側）の構成例を示す図である。アンテナ１を介して高周波の受信信号を受け取ったアナログ受信処理部２では、ベースバンド信号へのダウンコンバートやゲインコントロールなどの処理を行う。アナログ／ディジタル変換器（Ａ／Ｄ）３では、受信ベースバンド信号を、アナログ信号からディジタル信号への変換（Ａ／Ｄ変換）を行う。ディジタル受信処理部４では、ディジタルの受信信号を復調する。
【００１３】
図２は、上記ディジタル受信処理部４の構成例を示す図である。なお、送信側の通信装置では、従来技術と同様に、受信側で既知のパイロットシンボル（拡散された信号）を多重化している。
【００１４】
パス検出部２０では、受信信号に多重化されているパイロットシンボルを利用して、伝搬路において発生したマルチパスの各パスに対応した受信信号のタイミングを検出し、その結果をパス検出タイミングとして出力する（たとえば、石岡他著、“Ｗ−ＣＤＭＡ方式対応パスサーチＬＳＩ”（１９９９年電子情報通信学会総合大会Ｂ−５−１２１）記載の技術参照）。
【００１５】
伝送路特性推定部２１では、受信信号に多重化されているパイロットシンボルを利用して、伝送路特性推定値を計算する（例えば、永易他著、“ＤＳ−ＣＤＭＡ受信機における周波数オフセット補正方式”（１９９９年電子情報通信学会総合大会Ｂ−５−１２３）記載の技術参照）。なお、ここでは、パス検出部２０にて検出した各パスに対応する伝送路特性推定値を計算する。
【００１６】
ＲＡＫＥ合成部２２では、パス検出部２０の出力するパス検出タイミングと、それに対応した伝送路特性推定値と、を受け取り、受信信号のＲＡＫＥ合成を行う。
【００１７】
逆拡散／判定部２３では、ＲＡＫＥ合成部２２の出力するＲＡＫＥ合成信号を、多重化されている各信号に対応した拡散コードにより逆拡散し、得られた受信シンボルを判定する。
【００１８】
つぎに、上記ＲＡＫＥ合成部２２の構成および動作を詳細に説明する。上記ＲＡＫＥ合成部２２は、各パスに対応した受信信号の位相補償を行うフィンガ部２４−１，２４−２，…，２４−Ｐと、各パスのタイミングに応して位相補償された受信信号を合成する合成部２５、から構成される。また、フィンガ部２４−１，２４−２，…，２４−Ｐのそれぞれは、対応するパスのタイミングに受信信号を調整する遅延部２８と、対応する伝送路特性推定値に基づいて伝送路において加えられた位相回転を補償し、さらに、ＲＡＫＥ合成のための重み付けを行う位相補償部２９、から構成される。
【００１９】
ＲＡＫＥ合成部２２の処理は、たとえば、次式（１）のように表すことができる。
Ｘ（ｎ）＝  Σ（（ｒ（ｎ＋Ｔ（ｉ）））×ＣＯＮＪＧ（Ｈ（ｎ，ｉ）））…（１）
【００２０】
なお、合成部２５による総和は、ｉ＝１，２，…，Ｐで計算し、ここでいうＰはフィンガ部の個数に相当する。また、検出したパス数がフィンガ部の個数より少ない場合は、検出したパスに対応するフィンガ部の出力のみ総和を計算する。また、ＣＯＮＪＧ（ａ）は、複素数ａの複素共役を表す。また、ｒ（ｎ）は、ＲＡＫＥ合成部２２に入力するｎ番目の受信信号を表し、Ｔ（ｉ）は、パス検出部２０からｉ番目のフィンガ部に入力するパスのタイミングを表し、Ｈ（ｎ，ｉ）は、伝送路特性推定部２１からｉ番目のフィンガ部に入力する伝送路特性推定値を表し、Ｘ（ｎ）は、ＲＡＫＥ合成部２２が出力するＲＡＫＥ合成信号を表す。
【００２１】
つぎに、上記逆拡散／判定部２３の構成および動作を詳細に説明する。上記逆拡散／判定部２３は、多重化されている信号数に相当するＫ個の逆拡散部２６−１，２６−２，…，２６−Ｋと、判定部２７、から構成される。
【００２２】
逆拡散部２６−１，２６−２，…，２６−Ｋでは、対応する拡散コードにより逆拡散処理を行い、受信シンボルを計算する。たとえば、拡散率が１６の場合は、次式（２）のように処理を行う。
Ｓ（ｋ，ｍ）＝Σ（Ｘ（１６×ｍ＋ｉ）×Ｃ（ｋ，ｉ））      …（２）
【００２３】
なお、（２）式における総和は、ｉ＝１，２，…，１６で計算する。また、Ｘ（ｎ）は、ＲＡＫＥ合成部２２が出力するＲＡＫＥ合成信号を表し、Ｃ（ｋ，ｉ）は、ｋ番目の逆拡散部において逆拡散する信号に対応した拡散コードを表し、Ｓ（ｋ，ｍ）は、ｋ番目の逆拡散部の出力する受信シンボルを表す。
【００２４】
判定部２７では、逆拡散部２６−１，２６−２，…，２６−Ｋの出力する受信シンボルに対して、パラレル／シリアル変換処理を行うとともに、判定処理を行い、その判定結果を出力する。ｍシンボル目の判定結果は、たとえば、ＱＰＳＫ変調の信号を判定する場合、次式（３）のように表すことができる。
Ｒｅ［Ｓ（１，ｍ）］，Ｉｍ［Ｓ（１，ｍ）］，Ｒｅ［Ｓ（２，ｍ）］，Ｉｍ［Ｓ（２，ｍ）］，…，Ｒｅ［Ｓ（Ｋ−１，ｍ）］，Ｉｍ［Ｓ（Ｋ−１，ｍ）］，Ｒｅ［Ｓ（Ｋ，ｍ）］，Ｉｍ［Ｓ（Ｋ，ｍ）］          …（３）
【００２５】
なお、Ｒｅ［ａ］は複素数ａの実部を表し、Ｉｍ［ａ］は複素数ａの虚部を表す。また、変調方式１６ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）などの多値変調の場合は、ビット毎の軟判定値を計算し、その結果を出力する。
【００２６】
以上のように、本実施の形態においては、逆拡散前にＲＡＫＥ合成を行う構成としたため、コード多重数が多い場合であっても、従来技術よりも回路規模を低減できる。たとえば、従来技術におけるフィンガ部の数は、ＲＡＫＥ合成対象のパス数Ｐと多重化された信号数Ｋとの積になり、さらに、各フィンガ部にて逆拡散処理が必要になる。一方、本実施の形態におけるフィンガ部の数は、多重化された信号数Ｋに依らず、ＲＡＫＥ合成対象のパス数Ｐと等しくなり、さらに、逆拡散処理も、ＲＡＫＥ合成後の信号に対してのみ行うこととなる。
【００２７】
実施の形態２．
図３は、実施の形態２のＲＡＫＥ合成部の構成例を示す図である。本実施の形態のＲＡＫＥ合成部３１は、前述した図２のＲＡＫＥ合成部２２と比較して、パス選択部３２が付加された点が異なる。なお、通信装置の構成およびディジタル受信処理部４におけるＲＡＫＥ合成部２２以外の構成については、先に説明した実施の形態１における図１および図２と同様である。ここでは、実施の形態１と異なる動作についてのみ説明する。
【００２８】
パス選択部３２では、パス検出部２０の出力するパス検出タイミングと、伝送路特性推定部２１の出力する伝送路特性推定値と、を受け取り、伝送路特性推定値に基づいてＲＡＫＥ合成するパスを選択する。そして、選択したパスに対応するフィンガ部２４−１，２４−２，…，２４−Ｐに対して、パス検出タイミングと伝送路特性推定値とを出力する。なお、パスを選択する基準としては、たとえば、伝送路特性推定値の振幅が予め設定したしきい値以上の場合に有効なパスとして選択し、伝送路特性推定値の振幅がしきい値より小さい場合には有効なパスとして選択しない。
【００２９】
このように、本実施の形態においては、予め設定した基準に基づいて有効なパスを選択することによって、品質の悪いパスを合成しないこととした。これにより、実施の形態１と同様の効果に加えて、さらにＲＡＫＥ合成後の信号の品質を大幅に向上させることができる。
【００３０】
実施の形態３．
図４は、実施の形態３のＲＡＫＥ合成部の構成例を示す図である。なお、通信装置の構成およびディジタル受信処理部４におけるＲＡＫＥ合成部２２以外の構成については、先に説明した実施の形態１における図１および図２と同様である。ここでは、実施の形態１と異なる動作についてのみ説明する。
【００３１】
パス割当部４２では、パス検出部２０の出力するパス検出タイミングと、伝送路特性推定部２１の出力する伝送路特性推定値と、を受け取り、記憶部４３と位相補償部４４が時分割処理によって各パスに対応する受信信号を位相補償できるように、パス検出タイミングと伝送路特性推定値とをそれぞれ記憶部４３および位相補償部４４に出力する。すなわち、１チップ分のＲＡＫＥ合成を完了させる時間内に、以下の順に各パスに対応した出力を行う。
【００３２】
１時刻目：パス検出タイミング→Ｔ（１），伝送路特性推定値→Ｈ（ｎ，１）
２時刻目：パス検出タイミング→Ｔ（２），伝送路特性推定値→Ｈ（ｎ，２）
３時刻目：パス検出タイミング→Ｔ（３），伝送路特性推定値→Ｈ（ｎ，３）
：
Ｐ時刻目：パス検出タイミング→Ｔ（Ｐ），伝送路特性推定値→Ｈ（ｎ，Ｐ）
【００３３】
記憶部４３では、一定量の受信信号を記憶するとともに、パス割当部４２の出力するパス検出タイミングにしたがって受信信号を出力する。すなわち、ｉ番目の時刻には、受信信号ｒ（ｎ＋Ｔ（ｉ））を出力する。
【００３４】
位相補償部４４では、パス割当部４２の出力する伝送路特性推定値に基づいて、記憶部４３の出力する受信信号の、伝送路において加えられた位相回転を補償し、ＲＡＫＥ合成のための重み付けを行う。すなわち、ｉ番目の時刻には、受信信号ｒ（ｎ＋Ｔ（ｉ））と伝送路特性推定値Ｈ（ｎ，ｉ）とを受け取り、次式（４）の結果を出力する。
Ｙ（ｎ，ｉ）＝ｒ（ｎ＋Ｔ（ｉ））×ＣＯＮＪＧ（Ｈ（ｎ，ｉ））…（４）
【００３５】
合成部４５では、１チップ分のＲＡＫＥ合成が完了するまで、位相補償部４４が順に出力する位相補償後の受信信号Ｙ（ｎ，１），Ｙ（ｎ，２），…，Ｙ（ｎ，Ｐ）を累積加算し、すべての加算を完了した後に、次式（５）のＲＡＫＥ合成信号Ｘ（ｎ）を出力する。
Ｘ（ｎ）＝Σ（Ｙ（ｎ，ｉ））      …（５）
【００３６】
このように、本実施の形態においては、ＲＡＫＥ合成を時分割で行うこととした。これにより、実施の形態１と同様の効果に加えて、さらに回路を小規模化できる。
【００３７】
実施の形態４．
図５は、実施の形態４の逆拡散／判定部の構成例を示す図である。本実施の形態の逆拡散／判定部５１は、前述した図２の逆拡散／判定部２３と比較して、スクランブル除去部５２が追加された点が異なる。なお、通信装置の構成およびディジタル受信処理部４における逆拡散／判定部２３以外の構成については、先に説明した実施の形態１における図１および図２と同様である。ここでは、実施の形態１と異なる動作についてのみ説明する。
【００３８】
たとえば、送信側の通信装置側が拡散信号にスクランブルをかけている場合は、逆拡散前にスクランブルを除去する必要がある。これを先に説明した従来技術の構成に適用すると、逆拡散後にＲＡＫＥ合成を行っているので、フィンガ毎にスクランブルの除去を行う構成が必要となる。
【００３９】
これに対し、本実施の形態では、ＲＡＫＥ合成部２２の後段に配置したスクランブル除去部５２が、そのスクランブルを除去し、その除去結果を各逆拡散部に対して出力する。
【００４０】
このように、本実施の形態においては、ＲＡＫＥ合成後にスクランブルを除去し、その後に逆拡散を行う構成とした。これにより、実施の形態１と同様の効果に加えて、さらに、フィンガ毎にスクランブルの除去を行う構成を必要とする従来技術と比較して、小規模な回路の追加でスクランブルを除去できる。
【００４１】
なお、本実施の形態においては、ＲＡＫＥ合成後に限らず、位相補償前もしくは位相補償後にスクランブリングを除去することとしてもよい。また、本実施の形態では、逆拡散／判定部５１を先に説明した実施の形態１の構成に適用することとしたが、これに限らず、実施の形態２または３の構成に適用することとしてもよい。
【００４２】
実施の形態５．
図６は、実施の形態５の逆拡散／判定部の構成例を示す図である。本実施の形態の逆拡散／判定部６１は、前述した図５の逆拡散部２６−１，２６−２，…，２６−Ｋの代わりに、高速アダマール変換部６２と選択／並び替え処理部６３とを備える。なお、高速アダマール変換部６２と選択／並び替え処理部６３以外の構成については、先に説明した実施の形態４と同様である。ここでは、実施の形態４と異なる動作についてのみ説明する。
【００４３】
高速アダマール変換部６２では、既知の高速アダマール変換（たとえば、特開平０６−３０１７１１号公報記載の技術参照）により、１シンボル分のＲＡＫＥ合成信号から、一括して各拡散コードに対応した逆拡散後のシンボルを計算する。そして、選択／並び替え処理部６３では、必要なシンボルを選択し、必要に応じて並び替えを行い、その結果を出力する。
【００４４】
このように、本実施の形態においては、各拡散コードに対応した逆拡散処理を個別に行うのではなく、高速アダマール変換により一括処理を行うことによって受信シンボルを得る構成とした。これにより、多重コード数が多い場合であっても、効率良く受信シンボルを生成することができ、さらに、回路のさらなる小規模化を実現できる。
【００４５】
【発明の効果】
以上、説明したとおり、本発明によれば、逆拡散前にＲＡＫＥ合成を行う構成とした。すなわち、パス毎に受信信号の遅延調整および位相補償を行うフィンガの数が、多重化された信号数に依らず、ＲＡＫＥ合成対象のパス数と等しくなり、さらに、逆拡散処理も、ＲＡＫＥ合成後の信号に対してのみ行う構成とした。これにより、コード多重数が多い場合であっても、従来技術よりも回路規模を低減できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるＣＤＭＡ用通信装置（受信側）の構成例を示す図である。
【図２】実施の形態１のディジタル受信処理部の構成例を示す図である。
【図３】実施の形態２のＲＡＫＥ合成部の構成例を示す図である。
【図４】実施の形態３のＲＡＫＥ合成部の構成例を示す図である。
【図５】実施の形態４の逆拡散／判定部の構成例を示す図である。
【図６】実施の形態５の逆拡散／判定部の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１  アンテナ、２  アナログ受信処理部、３  アナログ／ディジタル変換器（Ａ／Ｄ）、４  ディジタル受信処理部、２０  パス検出部、２１  伝送路特性推定部、２２，３１，４１  ＲＡＫＥ合成部、２３，５１，６１  逆拡散／判定部、２４−１，２４−２，２４−Ｐ  フィンガ部、２５  合成部、２６−１，２６−２，２６−Ｋ  逆拡散部、２７  判定部、３２  パス選択部、４２  パス割当部、４３  記憶部、４４  位相補償部、４５  合成部、５２  スクランブル除去部、６２  高速アダマール変換部、６３  選択／並び替え処理部。
【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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