(57)【要約】 【課題】  複数の送受信系が同時に存在する環境下で、どれか１つの系について優先的に通信品質を向上させるのに好適な受信装置２５１等を提供する。【解決手段】  通信システム２０１の複数の送信装置２３１と受信装置２５１とは、各送信装置２３１に割り当てられた乱数列からＦＩＲフィルタを用いて生成された数列を拡散符号として符号分割多重通信を行い、当該ＦＩＲフィルタは、入力信号を複数の分割信号に分け、その総和をとるものであり、入力信号に対する各分割信号の遅延時間は等差数列、増幅率は等比数列をなし、受信装置２５１がある送信装置２３１からの伝送を優先して受け付けたい場合、他の送信装置２３１の増幅率とによって定められる所定の関数f(ρ)を最小化するρを公比として、当該受信装置２５１および送信装置２３１にて乱数列から拡散符号を生成して、符号分割多重伝送を行う。【選択図】  図２
2005136685.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの受信装置と、K (K>1)個の送信装置と、を有する通信システムであって、当該K個の送信装置のそれぞれについて、i (i = 0，…，K-1)番目の送信装置には、相関パラメータri (-1<ri<1)が割り当てられ、
（ａ）前記K個の送信装置のうち任意の送信装置（以下、これがi番目の送信装置であるものとする。）から前記受信装置へ情報が伝送される場合、当該受信装置と当該i番目の送信装置とは、
当該相関パラメータriと、
［数１］に示す長さN+M (N>1，M>1)の乱数系列x(i)であって［数２］に示す関係を満たすものと、
から、［数３］［数４］［数５］［数６］により計算され、［数７］に示される長さNの数列a(i)を、拡散符号として用いて変復調を行って、非同期符号分割多元接続通信により伝送を行い、
【数１】
2005136685.tif 000025
【数２】
2005136685.tif 000026
【数３】
2005136685.tif 000027
【数４】
2005136685.tif 000028
【数５】
2005136685.tif 000029
【数６】
2005136685.tif 000030
【数７】
2005136685.tif 000031
（ｂ）前記K個の送信装置のうちの任意の送信装置（以下、これがk番目の送信装置であるものとする。）から前記受信装置へ情報が伝送される場合、
他の送信装置に割り当てられた相関パラメータri (i = 0，…，K-1，ただしi≠k)から、［数８］［数９］により定義される関数f(ρ)を最小にするρ (-1<ρ<1)を、当該k番目の送信装置に対して割り当てる相関パラメータrk (-1<rk<1)とし、
【数８】
2005136685.tif 000032
【数９】
2005136685.tif 000033
［数１］においてi=kとし、［数３］［数４］［数５］においてi=kとし、［数６］と、当該割り当てられた相関パラメータrkと、を用いて、［数７］においてi=kとした長さNの拡散符号a(k)を用いて変復調を行って、非同期符号分割接続通信により伝送を行う
ことを特徴とする通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の通信システムであって、
前記乱数系列x(i)は、いずれも、p (p≧2)次のチェビシェフ多項式［数１０］による漸化式［数１１］により計算される
ことを特徴とするもの。
【数１０】
2005136685.tif 000034
【数１１】
2005136685.tif 000035
【請求項３】
請求項１または２に記載の通信システムであって、
当該受信装置は、
前記K個の送信装置から送信された変調済信号の総和を受信する受信部と、
当該相関パラメータrkを計算するパラメータ計算部と、
前記計算された相関パラメータrkと、当該乱数系列x(k)とから、当該長さNの拡散符号a(k)を計算する拡散符号計算部と、
前記計算された長さNの拡散符号a(k)により、当該k番目の送信装置から伝送された信号を、前記受信された変調済信号の総和から復調する復調部と、
を備えることを特徴とするもの。
【請求項４】
請求項３に記載の通信システムにおける受信装置。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか１項に記載の通信システムであって、
当該k番目の送信装置は、
当該受信装置に伝送すべき信号を受け付ける信号受付部と、
当該相関パラメータrkを計算するパラメータ計算部と、
前記計算された相関パラメータrkと、当該乱数系列x(k)とから、当該長さNの拡散符号a(k)を計算する拡散符号計算部と、
前記計算された長さNの拡散符号a(k)により、前記受け付けられた信号を変調する変調部と、
当該変調済信号を当該受信装置に送信する送信部と、
を備えることを特徴とするもの。
【請求項６】
請求項５に記載の通信システムにおける送信装置。
【請求項７】
K (K>1)個の送信装置と通信する受信方法であって、
当該K個の送信装置のそれぞれについて、i (i = 0，…，K-1)番目の送信装置には、相関パラメータri (-1<ri<1)が割り当てられ、
前記K個の送信装置のうち任意の送信装置（以下、これがi番目の送信装置であるものとする。）から情報の伝送を受ける場合、当該i番目の送信装置と、
当該相関パラメータriと、
［数１２］に示す長さN+M (N>1，M>1)の乱数系列x(i)であって［数１３］に示す関係を満たすものと、
から、［数１４］［数１５］［数１６］［数１７］により計算され、［数１８］に示される長さNの数列a(i)を、拡散符号として用いて変復調を行って、非同期符号分割多元接続通信により伝送を行い、
【数１２】
2005136685.tif 000036
【数１３】
2005136685.tif 000037
【数１４】
2005136685.tif 000038
【数１５】
2005136685.tif 000039
【数１６】
2005136685.tif 000040
【数１７】
2005136685.tif 000041
【数１８】
2005136685.tif 000042
前記K個の送信装置のうちの任意の送信装置（以下、これがk番目の送信装置であるものとする。）から情報の伝送を受ける場合、
他の送信装置に割り当てられた相関パラメータri (i = 0，…，K-1，ただしi≠k)から、［数１９］［数２０］により定義される関数f(ρ)を最小にするρ (-1<ρ<1)を、当該k番目の送信装置に対して割り当てる相関パラメータrk (-1<rk<1)とする割当工程と、
【数１９】
2005136685.tif 000043
【数２０】
2005136685.tif 000044
［数１２］においてi=kとし、［数１４］［数１５］［数１６］においてi=kとし、［数１７］と、当該割り当てられた相関パラメータrkと、を用いて、［数１８］においてi=kとした長さNの拡散符号a(k)を用いて復調を行って、非同期符号分割接続通信により伝送を受ける伝送受付工程と、
を備えることを特徴とする受信方法。
【請求項８】
請求項７に記載の受信方法であって、
前記乱数系列x(i)は、いずれも、p (p≧2)次のチェビシェフ多項式［数２１］による漸化式［数２２］により計算される
ことを特徴とする方法。
【数２１】
2005136685.tif 000045
【数２２】
2005136685.tif 000046
【請求項９】
請求項７または８に記載の受信方法であって、
前記伝送受付工程は、
前記K個の送信装置から送信された変調済信号の総和を受信する受信工程と、
当該相関パラメータrkを計算するパラメータ計算工程と、
前記計算された相関パラメータrkと、当該乱数系列x(k)とから、当該長さNの拡散符号a(k)を計算する拡散符号計算工程と、
前記計算された長さNの拡散符号a(k)により、当該k番目の送信装置から伝送された信号を、前記受信された変調済信号の総和から復調する復調工程と、
を備えることを特徴とする方法。
【請求項１０】
少なくとも１つの受信装置と通信するK (K>1)個の送信装置のいずれか１つにおいて使用される送信方法であって、
当該K個の送信装置のそれぞれについて、i (i = 0，…，K-1)番目の送信装置には、相関パラメータri (-1<ri<1)が割り当てられ、
前記K個の送信装置のうち任意の送信装置（以下、これがi番目の送信装置であるものとする。）から前記受信装置へ情報を伝送する場合、当該受信装置と当該i番目の送信装置とは、
当該相関パラメータriと、
［数２３］に示す長さN+M (N>1，M>1)の乱数系列x(i)であって［数２４］に示す関係を満たすものと、
から、［数２５］［数２６］［数２７］［数２８］により計算され、［数２９］に示される長さNの数列a(i)を、拡散符号として用いて変復調を行って、非同期符号分割多元接続通信により伝送を行い、
【数２３】
2005136685.tif 000047
【数２４】
2005136685.tif 000048
【数２５】
2005136685.tif 000049
【数２６】
2005136685.tif 000050
【数２７】
2005136685.tif 000051
【数２８】
2005136685.tif 000052
【数２９】
2005136685.tif 000053
前記K個の送信装置のうちの当該いずれか１つ（以下、これがk番目の送信装置であるものとする。）から前記受信装置へ情報を伝送する場合、
他の送信装置に割り当てられた相関パラメータri (i = 0，…，K-1，ただしi≠k)から、［数３０］［数３１］により定義される関数f(ρ)を最小にするρ (-1<ρ<1)を、当該k番目の送信装置に対して割り当てる相関パラメータrk (-1<rk<1)とする割当工程と、
【数３０】
2005136685.tif 000054
【数３１】
2005136685.tif 000055
［数２３］においてi=kとし、［数２５］［数２６］［数２７］においてi=kとし、［数２８］と、当該割り当てられた相関パラメータrkと、を用いて、［数２９］においてi=kとした長さNの拡散符号a(k)を用いて変調を行って、非同期符号分割接続通信により伝送を行う伝送工程と、
を備えることを特徴とする送信方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の送信方法であって、
前記乱数系列x(i)は、いずれも、p (p≧2)次のチェビシェフ多項式［数３２］による漸化式［数３３］により計算される
ことを特徴とする方法。
【数３２】
2005136685.tif 000056
【数３３】
2005136685.tif 000057
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載の送信方法であって、
前記伝送工程は、
当該受信装置に伝送すべき信号を受け付ける信号受付工程と、
当該相関パラメータrkを計算するパラメータ計算工程と、
前記計算された相関パラメータrkと、当該乱数系列x(k)とから、当該長さNの拡散符号a(k)を計算する拡散符号計算工程と、
前記計算された長さNの拡散符号a(k)により、前記受け付けられた信号を変調する変調工程と、
当該変調済信号を当該受信装置に送信する送信工程と、
を備えることを特徴とする方法。
【請求項１３】
コンピュータを、請求項４に記載の受信装置として機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項１４】
コンピュータを、請求項６に記載の送信装置として機能させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システム、受信装置、送信装置、受信方法、送信方法、ならびに、これらをコンピュータ上にて実現するプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＩＭＴ  ２０００  Ｗ−ＣＤＭＡシステム、ｌＣＤＭＡ２０００システム、無線ＬＡＮ  ＩＥＥＥ８０２.１１ｂなどのシステムによる無線通信技術が提案されている。このような無線通信においては、同じ周波数帯を複数の通信接続に用いるために、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）を利用している。
【０００３】
ＣＤＭＡでは、互いに異なる拡散符号を用いて通信情報を拡散変調することにより、複数の通信接続を同じ周波数帯に入れ込み、また、同じ周波数帯から所望の通信接続を分離することができる。
【０００４】
このほか、乱数列に適切なＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタを適用して得られる数列を拡散符号として採用する技術が知られている。以下の文献には、このような技術について開示されている。
【特許文献１】特開２００１−２９２１２９号公報
【特許文献２】特開２００２−２９０２７４号公報
【非特許文献１】M.B.Pursley, Performance Evaluation for Phase-Coded Spread-Spectrum Multiple-Access Communication, Part I: System Analysis, IEEE Trans.on Communications, Vol.com-25, No.8,１９７７年
【０００５】
[特許文献１][特許文献２]に開示される技術で用いられるＦＩＲフィルタは、１つの入力信号から複数の信号を得てこれらの総和をとるものであり、複数の信号のうちi番目の信号の入力信号に対する遅延時間をD[i]、増幅率をA[i]とすると、数列D[0]，D[1]，D[2]，…は公差Dの等差数列、数列A[0]，A[1]，A[2]，…は公比r (-1<r<1)の等比数列となるものである。
【０００６】
そして、複数の送受信系において同じD，r、異なる漸化式の初期値を使って、チェビシェフ多項式を用いた漸化式により生成した乱数列に上記のＦＩＲフィルタを使って数列を得て、当該数列を拡散符号として利用した場合、ビット誤り率が向上することがわかっている。
【０００７】
一方、[非特許文献１]においては、拡散符号を用いた符号分割多重通信において、ある拡散符号の組を用いた場合の、ユーザ同士の干渉ノイズを計算する手法が開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記のようなＦＩＲフィルタを用いる技術において、複数の送受信系が同時に存在する環境下で、どれか１つの系について優先的にビット誤り率等によって示される通信品質を向上させる技術が求められている。
【０００９】
本発明は、このような通信を行うのに好適な通信システム、受信装置、送信装置、受信方法、送信方法、ならびに、これらをコンピュータ上にて実現するプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以上の目的を達成するため、本発明の原理にしたがって、下記の発明を開示する。
【００１１】
本発明の第１の観点に係る通信システムは、少なくとも１つの受信装置と、K (K>1)個の送信装置と、を有し、当該K個の送信装置のそれぞれについて、i (i = 0，…，K-1)番目の送信装置には、相関パラメータri (-1<ri<1)が割り当てられ、以下のように構成する。
【００１２】
すなわち、K個の送信装置のうち任意の送信装置（以下、これがi番目の送信装置であるものとする。）から受信装置へ情報が伝送される場合、当該受信装置と当該i番目の送信装置とは、
当該相関パラメータriと、
［数３４］に示す長さN+M (N>1，M>1)の乱数系列x(i)であって［数３５］に示す関係を満たすものと、
から、［数３６］［数３７］［数３８］［数３９］により計算され、［数４０］に示される長さNの数列a(i)を、拡散符号として用いて変復調を行って、非同期符号分割多元接続通信により伝送を行う。
【００１３】
【数３４】
2005136685.tif 000003
【００１４】
【数３５】
2005136685.tif 000004
【００１５】
【数３６】
2005136685.tif 000005
【００１６】
【数３７】
2005136685.tif 000006
【００１７】
【数３８】
2005136685.tif 000007
【００１８】
【数３９】
2005136685.tif 000008
【００１９】
【数４０】
2005136685.tif 000009
【００２０】
一方、K個の送信装置のうちの任意の送信装置（以下、これがk番目の送信装置であるものとする。）から受信装置へ情報が伝送される場合、他の送信装置に割り当てられた相関パラメータri (i = 0，…，K-1，ただしi≠k)から、［数４１］［数４２］により定義される関数f(ρ)を最小にするρ (-1<ρ<1)を、当該k番目の送信装置に対して割り当てる相関パラメータrk (-1<rk<1)とする。
【００２１】
【数４１】
2005136685.tif 000010
【００２２】
【数４２】
2005136685.tif 000011
【００２３】
そして、［数３４］においてi=kとし、[数３６［数３７］［数３８］においてi=kとし、［数３９］と、当該割り当てられた相関パラメータrkと、を用いて、［数４０］においてi=kとした長さNの拡散符号a(k)を用いて変復調を行って、非同期符号分割接続通信により伝送を行う。
【００２４】
また、本発明の通信システムにおいて、乱数系列x(i)は、いずれも、p (p≧2)次のチェビシェフ多項式［数４３］による漸化式［数４４］により計算されるように構成することができる。
【００２５】
【数４３】
2005136685.tif 000012
【００２６】
【数４４】
2005136685.tif 000013
【００２７】
また、本発明の通信システムにおいて、当該受信装置は、受信部と、パラメータ計算部と、拡散符号計算部と、復調部と、を備え、以下のように構成することができる。
【００２８】
すなわち、受信部は、K個の送信装置から送信された変調済信号の総和を受信する。
【００２９】
一方、パラメータ計算部は、当該相関パラメータrkを計算する。
【００３０】
さらに、拡散符号計算部は、計算された相関パラメータrkと、当該乱数系列x(k)とから、当該長さNの拡散符号a(k)を計算する。
【００３１】
そして、復調部は、計算された長さNの拡散符号a(k)により、当該k番目の送信装置から伝送された信号を、受信された変調済信号の総和から復調する。
【００３２】
また、本発明の通信システムにおいて、当該k番目の送信装置は、信号受付部と、パラメータ計算部と、拡散符号計算部と、変調部と、送信部と、を備え、以下のように構成することができる。
【００３３】
すなわち、信号受付部は、当該受信装置に伝送すべき信号を受け付ける。
【００３４】
一方、パラメータ計算部は、当該相関パラメータrkを計算する。
【００３５】
さらに、拡散符号計算部は、計算された相関パラメータrkと、当該乱数系列x(k)とから、当該長さNの拡散符号a(k)を計算する。
【００３６】
そして、変調部は、計算された長さNの拡散符号a(k)により、受け付けられた信号を変調する。
【００３７】
一方、送信部は、当該変調済信号を当該受信装置に送信する。
【００３８】
本発明の他の観点に係る受信装置は、上記通信システムの受信装置である。
【００３９】
本発明の他の観点に係る送信装置は、上記通信システムの受信装置である。
【００４０】
本発明の他の観点に係る受信方法は、K (K>1)個の送信装置と通信し、当該K個の送信装置のそれぞれについて、i (i = 0，…，K-1)番目の送信装置には、相関パラメータri (-1<ri<1)が割り当てられ、割当工程と、伝送受付工程とを備え、以下のように構成する。
【００４１】
すなわち、K個の送信装置のうち任意の送信装置（以下、これがi番目の送信装置であるものとする。）から情報の伝送を受ける場合、当該i番目の送信装置と、
当該相関パラメータriと、
［数３４］に示す長さN+M (N>1，M>1)の乱数系列x(i)であって［数３５］に示す関係を満たすものと、
から、［数３６］［数３７］［数３８］［数３９］により計算され、［数４０］に示される長さNの数列a(i)を、拡散符号として用いて変復調を行って、非同期符号分割多元接続通信により伝送を行う。
【００４２】
一方、K個の送信装置のうちの任意の送信装置（以下、これがk番目の送信装置であるものとする。）から情報の伝送を受ける場合、割当工程では、他の送信装置に割り当てられた相関パラメータri (i = 0，…，K-1，ただしi≠k)から、［数３１］［数３２］により定義される関数f(ρ)を最小にするρ (-1<ρ<1)を、当該k番目の送信装置に対して割り当てる相関パラメータrk (-1<rk<1)とする。
【００４３】
そして、伝送受付工程では、［数３４］においてi=kとし、［数３６］［数３７］［数３８］においてi=kとし、［数３９］と、当該割り当てられた相関パラメータrkと、を用いて、［数４０］においてi=kとした長さNの拡散符号a(k)を用いて復調を行って、非同期符号分割接続通信により伝送を受ける。
【００４４】
また、本発明の受信方法において、乱数系列x(i)は、いずれも、p (p≧2)次のチェビシェフ多項式［数４３］による漸化式［数４４］により計算されるように構成することができる。
【００４５】
また、本発明の受信方法において、伝送受付工程は、受信工程と、パラメータ計算工程と、拡散符号計算工程と、復調工程と、を備え、以下のように構成することができる。
【００４６】
すなわち、受信工程では、K個の送信装置から送信された変調済信号の総和を受信する。
【００４７】
一方、パラメータ計算工程では、当該相関パラメータrkを計算する。
【００４８】
さらに、拡散符号計算工程では、計算された相関パラメータrkと、当該乱数系列x(k)とから、当該長さNの拡散符号a(k)を計算する。
【００４９】
そして、復調工程では、計算された長さNの拡散符号a(k)により、当該k番目の送信装置から伝送された信号を、受信された変調済信号の総和から復調する。
【００５０】
本発明の他の観点に係る送信方法は、少なくとも１つの受信装置と通信するK (K>1)個の送信装置のいずれか１つにおいて使用され、当該K個の送信装置のそれぞれについて、i (i = 0，…，K-1)番目の送信装置には、相関パラメータri (-1<ri<1)が割り当てられ、割当工程と、伝送工程と、を備え、以下のように構成する。
【００５１】
すなわち、K個の送信装置のうち任意の送信装置（以下、これがi番目の送信装置であるものとする。）から受信装置へ情報を伝送する場合、当該受信装置と当該i番目の送信装置とは、
当該相関パラメータriと、
［数３４］に示す長さN+M (N>1，M>1)の乱数系列x(i)であって［数３５］に示す関係を満たすものと、
から、［数３６］［数３７］［数３８］［数３９］により計算され、［数４０］に示される長さNの数列a(i)を、拡散符号として用いて変復調を行って、非同期符号分割多元接続通信により伝送を行う。
【００５２】
一方、K個の送信装置のうちの当該いずれか１つ（以下、これがk番目の送信装置であるものとする。）から受信装置へ情報を伝送する場合、割当工程では、他の送信装置に割り当てられた相関パラメータri (i = 0，…，K-1，ただしi≠k)から、［数４１］［数４２］により定義される関数f(ρ)を最小にするρ (-1<ρ<1)を、当該k番目の送信装置に対して割り当てる相関パラメータrk (-1<rk<1)とする。
【００５３】
さらに、伝送工程では、［数３４］においてi=kとし、［数３６］［数３７］［数３８］においてi=kとし、［数３９］と、当該割り当てられた相関パラメータrkと、を用いて、［数４０］においてi=kとした長さNの拡散符号a(k)を用いて変調を行って、非同期符号分割接続通信により伝送を行う。
【００５４】
また、本発明の送信方法において、乱数系列x(i)は、いずれも、p (p≧2)次のチェビシェフ多項式［数４３］による漸化式［数４４］により計算されるように構成することができる。
【００５５】
また、本発明の送信方法において、伝送工程は、信号受付工程と、パラメータ計算工程と、拡散符号計算工程と、変調工程と、送信工程と、を備え、以下のように構成することができる。
【００５６】
すなわち、信号受付工程では、当該受信装置に伝送すべき信号を受け付ける。
【００５７】
一方、パラメータ計算工程では、当該相関パラメータrkを計算する。
【００５８】
さらに、拡散符号計算工程では、計算された相関パラメータrkと、当該乱数系列x(k)とから、当該長さNの拡散符号a(k)を計算する。
【００５９】
そして、変調工程では、計算された長さNの拡散符号a(k)により、受け付けられた信号を変調する。
【００６０】
一方、送信工程では、当該変調済信号を当該受信装置に送信する。
【００６１】
本発明の他の観点に係るプログラムは、コンピュータ（ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、その他各種のソフトウェアラジオを含む。）を、上記の受信装置もしくは送信装置として機能させ、または、コンピュータに、上記の受信方法もしくは送信方法を実行させるように構成する。
【００６２】
また、本発明のプログラムは、コンピュータ読取可能な情報記録媒体（コンパクトディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ディジタルビデオディスク、磁気テープ、または、半導体メモリを含む。）に記録することができる。
【００６３】
本発明のプログラムを、記憶装置、計算装置、出力装置、通信装置などを備える汎用コンピュータ、携帯電話機、ＰＨＳ（Personal Handyphone System）装置、ゲーム装置などの携帯端末、並列計算機などの情報処理装置、ＡＳＩＣ、ＤＳＰ、ＦＰＧＡなどで実行することにより、上記の受信装置、送信装置、受信方法、ならびに、送信方法を実現することができる。
【００６４】
また、これらの装置とは独立して、本発明の情報記録媒体を店舗等で配布、販売したり、本発明のプログラムそのものをコンピュータ通信網を介して配布、販売したりすることができる。
【発明の効果】
【００６５】
本発明により、複数の送受信系が同時に存在する環境下で、どれか１つの系について優先的に通信品質を向上させるのに好適な受信装置、送信装置、受信方法、送信方法、ならびに、これらをコンピュータ上にて実現するプログラムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６６】
以下に本発明の実施形態を説明する。なお、以下にあげる実施形態は、説明のためのものであり、本発明の範囲を制限するものではない。したがって、当業者であれば、これらの各要素または全要素を、これと均等なものに置換した実施形態を採用することが可能であるが、これらの実施形態も、本発明の範囲に含まれる。以下では、まず、本発明の理論的背景について説明し、ついで、詳細な実施形態について説明する。
【００６７】
（理論的背景）
複数のユーザが存在する環境下で、i番目のユーザが符号長Nの拡散符号
a(i) = a(i)0，a(i)1，…，a(i)N-1
を使用している場合、ユーザiに対する他のユーザからの干渉ノイズの標準偏差σIは、[非特許文献１]によれば、［数４５］のように得ることができる。
【００６８】
【数４５】
2005136685.tif 000014
【００６９】
ここで用いられる部分相関係数Ck,i(m)は、［数４６］のように定義される。
【００７０】
【数４６】
2005136685.tif 000015
【００７１】
ここで［数４５］を見直すと、部分相関係数の添字はk,kもしくはi,iのみがあらわれていることがわかる。
【００７２】
ここで、乱数列
x(k)0，x(k)1，x(k)2，…
を考える（［数３４］参照）。この乱数列の平均がμ(k)であり、標準偏差がσ(k)であるとする（［数３７］［数３９］参照）。
【００７３】
このような乱数を用いて、拡散符号に用いる数列
a(k)0，a(k)1，a(k)2，…
を作る（［数３６］参照）。
【００７４】
すると、部分相関係数Ck,k(m)は、［数４７］のように求めることができる。
【００７５】
【数４７】
2005136685.tif 000016
【００７６】
したがって、その期待値E[Ck,k{（ｍ）]は、［数４１］により定義される関数e(・,・)を用いて、［数４８］にように求められる。
【００７７】
【数４８】
2005136685.tif 000017
【００７８】
これは、Mに応じて具体的に求めることができる。たとえば、M=1の場合を［数４９］に、M=2の場合を［数５０］に、それぞれ示す。
【００７９】
【数４９】
2005136685.tif 000018
【００８０】
【数５０】
2005136685.tif 000019
【００８１】
このように、任意のMについて、E[Ck,k](m) = e(rk,m)は解析的に具体的に記述可能な関数として得ることができる。
【００８２】
さて、読みやすくするために、［数４５］の右辺を関数e(・,・)を用いて書き直すと、［数５１］のようになる。
【００８３】
【数５１】
2005136685.tif 000020
【００８４】
上記のように、この値は、ユーザkが他のユーザから受ける干渉ノイズの分散値の期待値に相当する。したがって、これを最小化するようなrkを選択できれば、ユーザkが受ける干渉ノイズを最小化することができることとなる。
【００８５】
そこで、rk→ρ，m→hのように書き換え、［数５１］から係数1/6Nを省略したものを関数f(ρ)とおくと、［数５２］が得られる。
【００８６】
【数５２】
2005136685.tif 000021
【００８７】
これは上記の［数４２］と同じ関数である。このようなユーザk以外のユーザが利用しているriを用いて、関数f(ρ)を最小化するρを-1<ρ<1の範囲で探し、得られたρをrkとして採用すれば、ユーザkの干渉ノイズが最小となるのである。
【００８８】
f(ρ)は、解析的に具体的に記述可能な（多項式の四則演算によって記述が可能な）有理多項式関数であるので、これを微分することによって最小となるρを求めても良いし、数値計算を行ってグラフを描き、最小となるρの近似値を得ることとしても良い。
【００８９】
微分の技術を用いるとともに、微小項を省略することとして具体的に計算を行うと、M=1の場合、［数５３］の値が正であれば、ρ→-1が最適パラメータ、［数５３］の値が負であれば、ρ→+1が最適パラメータとなる。
【００９０】
【数５３】
2005136685.tif 000022
【００９１】
また、M→∞であり、Nが１に比べて十分に大きい場合は、微小項を省略すると、［数５４］を最小化するρをrkとして採用すれば良い。［数５５］は、［数５４］をρについて微分したものであるので、これらから最適なρを解析的に求めることができる。
【００９２】
【数５４】
2005136685.tif 000023
【００９３】
【数５５】
2005136685.tif 000024
【００９４】
図１は、実際に数値計算実験を行って描いたグラフを示す説明図である。
【００９５】
数値計算実験は、M→∞、ユーザ数K = 10、符号長Nが１よりも十分に長い場合において、他の９人のユーザが用いている増幅率がそれぞれ -0.2，-0.1，0.0，0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6 のときの、［数５３］に相当するグラフである。このように、各ユーザにおけるＦＩＲフィルタの増幅率（これは、相関パラメータに等しい。）が異なる環境を「ヘテロジニアス環境」と呼ぶ。横軸はρ（図中ではr1）に対応し、縦軸が［数５３］の値に対応するもので、E[σI]の値を示すものである。すなわち、［数５３］の値を大小関係は維持したまま、縦軸を適当にスケール変換したものが、本図のグラフに相当する。
【００９６】
この実験で得られた最適パラメータ値は、ρ ≒ 0.566005であり、このときの干渉ノイズの標準偏差の期待値E[σI]は、およそ 2.55072N となった。
【００９７】
一方、[特許文献１][特許文献２]に開示されるような技術（全ユーザのＦＩＲフィルタの増幅率が等しい「ホモジニアス環境」下の技術）においては、最適パラメータ値はρ = 2 - 31/2 ≒ 0.267949であり、本環境下でそのときの干渉ノイズの標準偏差の期待値E[σI]を求めると、およそ 2.59808N となった。
【００９８】
このように、上記原理にしたがって、ヘテロジニアス環境下であっても、他のユーザが利用しているＦＩＲフィルタの増幅率の値から、自身が利用すべき増幅率の最適値を求めることができ、これを用いた場合は、従来よりも干渉ノイズが小さくなることとなる。
【００９９】
なお、全ユーザが相関パラメータ（ＦＩＲフィルタの増幅率）として上記の最適パラメータ値を採用する場合は、ホモジニアス環境となり、上記のヘテロジニアス環境の特殊なパラメータ例に相当する。
【実施例１】
【０１００】
図２は、本発明の実施形態に係る通信システムの概要構成を示す模式図である。以下、本図を参照して説明する。
【０１０１】
通信システム２０１は、K (K>1)個の送信装置２３１と、少なくとも１つの受信装置２５１と、からなる。複数の送信装置２３１は、それぞれ、ＦＩＲフィルタの増幅率を適当に定めて乱数列から拡散符号を生成し、符号分割多重通信を行っている。そして、受信装置２５１は、各送信装置２３１が発する無線信号（変調済信号）が電波伝搬路を経て到達したもの総和を、受信信号として受信することとなる。
【０１０２】
このような環境下で、k (0≦k<K)番目の送信装置２３１から伝送される情報を受信装置２５１で受信する場合に、干渉ノイズの影響をできるだけ小さくしたい、という場合に、本発明の原理を適用することができる。
【０１０３】
（送信装置）
図３は、本実施形態のk番目の送信装置２３１の概要構成を示す模式図である。以下、本図を参照して説明する。
【０１０４】
送信装置２３１は、信号受付部３０１と、パラメータ計算部３０２と、拡散符号計算部３０３と、変調部３０４と、送信部３０５と、を備え、以下のように構成する。
【０１０５】
すなわち、信号受付部３０１は、当該受信装置に伝送すべき信号を受け付ける。
【０１０６】
一方、パラメータ計算部３０２は、他の送信装置が用いているＦＩＲフィルタの増幅率（これは、当該他の送信装置の相関パラメータに等しい。）ri (0≦i<K，i≠k)を受け付けて、上述した原理により、最適な相関パラメータrkを計算する。すなわち、［数４２］の関数に対して、数式処理の技術を用いて解析的に最小値をとる値ρを求めるか、あるいは、［数４２］の関数に対して具体的な数値を入力して計算を行って最小値をとる値ρを求め、当該ρ}をrkとして採用する。
【０１０７】
さらに、拡散符号計算部３０３は、ＦＩＲフィルタを用いて計算された相関パラメータrkと、乱数系列x(k)とから、当該長さNの拡散符号a(k)を計算する。
【０１０８】
乱数系列x(k)としては、その期待値が０であることが望ましいが、０でない場合には、その期待値μ(k)を系列に含まれる要素から減算したものを入力系列とすれば良い。すなわち、
x(k)0-μ(k)，x(k)1-μ(k)，x(k)2-μ(k)，…
を、拡散符号a(k)を求めるためのＦＩＲフィルタに入力する。
【０１０９】
また、乱数系列x(k)は、各ユーザごとに独立なものを採用することが好ましい。すなわち、［数３５］が成立するようなものを採用することが好ましい。このような乱数系列典型例として、チェビシェフ多項式［数４３］を用いた漸化式［数４４］により、乱数系列x(k)を求める手法がある。これによって得られる乱数系列は、カオス的な振舞いをし、初期値が異なれば互いに独立であり、無限精度で計算を行えば周期は無限大となり、有限精度で計算を行っても周期がきわめて長くなり、その期待値や分散が解析的に計算可能である、という好ましい性質を有する。
【０１１０】
さて、図４は、ここで用いるＦＩＲフィルタの概要構成を示す模式図である。
【０１１１】
ＦＩＲフィルタ４０１は、M個の遅延器４０２と、M個の増幅器４０３と、加算器４０４と、を備える。
【０１１２】
ここで、遅延器４０２は、それぞれ、入力信号（乱数系列x(k)に相当する。）を、所定の時間Dだけ遅延させる。Dとしては、当該ＦＩＲフィルタ４０１を含む電子回路で用いられるクロックの単位等を採用すれば良い。
【０１１３】
一方、増幅器４０３は、それぞれ、遅延器４０２から出力される遅延信号を受け付け、当該遅延信号の入力信号に対する遅延時間がTである場合には、(-r(k))T/D倍に増幅して出力する。
【０１１４】
さらに、加算器４０４は、増幅器４０３が出力する信号の総和を順次求めて、これを出力信号とする。
【０１１５】
このようにして得られた出力信号は、入力される乱数系列x(k)の分散によって適当に正規化する必要があり、この正規化された後の結果を、拡散符号として用いる。具体的には、［数３８］［数３９］により定義される値σ(k)，βkを用い、得られた出力信号を順次βk倍することによって正規化を行うのである。
【０１１６】
なお、当該ＦＩＲフィルタ４０１に対しては、長さN+Mの系列を入力したときに最後の長さMの系列を採用する。このような計算を数式で表現したものが、［数３６］である。
【０１１７】
そして、変調部３０４は、計算された長さNの拡散符号a(k)により、受け付けられた信号を変調する。変調部が行う拡散変調は、符号分割多重通信システムにおいて利用されている技術をそのまま応用することができる。
【０１１８】
最後に、送信部３０５は、当該変調済信号を当該受信装置に送信する。
【０１１９】
（受信装置）
図５は、本実施形態のk番目の送信装置２３１から伝送される情報を受信する受信装置２５１の概要構成を示す模式図である。以下、本図を参照して説明する。
【０１２０】
受信装置２５１は、受信部５０１と、パラメータ計算部３０２と、拡散符号計算部３０３と、復調部５０２と、を備え、以下のように構成することができる。
【０１２１】
すなわち、受信部５０１は、K個の送信装置から送信された変調済信号が電波伝搬路の影響を受けて当該受信装置２５１に到達したものの総和を受信する。
【０１２２】
一方、パラメータ計算部３０２は、当該相関パラメータrkを計算する。さらに、拡散符号計算部３０３は、計算された相関パラメータrkと、当該乱数系列x(k)とから、当該長さNの拡散符号a(k)を計算する。パラメータ計算部３０２、拡散符号計算部３０３が行う計算は、k番目の送信装置２３１が行う計算と同様である。
【０１２３】
そして、復調部５０２は、計算された長さNの拡散符号a(k)により、当該k番目の送信装置から伝送された信号を、受信された変調済信号の総和から復調する。復調部が行う拡散復調は、符号分割多重通信システムにおいて利用されている技術をそのまま応用することができる。たとえば、変調済信号の総和と拡散符号a(k)との相関をウィンドウをスライドさせながら計算して同期をとり、同期をとった結果から伝送信号を得る技術を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２４】
本発明により、複数の送受信系が同時に存在する環境下で、どれか１つの系について優先的に通信品質を向上させるのに好適な通信システム、受信装置、送信装置、受信方法、送信方法、ならびに、これらをコンピュータ上にて実現するプログラムを提供することができ、通信技術の分野に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】本発明の原理に対して数値計算実験を行って描いたグラフを示す説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係る通信システムの概要構成を示す説明図である。
【図３】本実施形態のk番目の送信装置の概要構成を示す説明図である。
【図４】ＦＩＲフィルタの概要構成を示す説明図である。
【図５】本実施形態のk番目の送信装置から伝送される情報を受信する受信装置の概要構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１２６】
２０１  通信システム
２３１  送信装置
２５１  受信装置
３０１  信号受付部
３０２  パラメータ計算部
３０３  拡散符号計算部
３０４  変調部
３０５  送信部
４０１  ＦＩＲフィルタ
４０２  遅延器
４０３  増幅器
４０４  加算器
５０１  受信部
５０２  復調部
【図１】
2005136685.tif 000058
【図２】
2005136685.tif 000059
【図３】
2005136685.tif 000060
【図４】
2005136685.tif 000061
【図５】
2005136685.tif 000062