(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スペクトラム拡散通信システムの送信装置によって実行される方法において、この方法は、
拡散符号のテーブル（３００）を分割して、少なくとも４つの情報信号のそれぞれに１対１に対応する少なくとも４つの拡散符号をそれぞれが有する、少なくとも２つのコードブックを設けるステップであって、いずれの拡散符号もビット値を示すとともに、前もって作成されているものである、ステップと；
少なくとも２つのコードブックの内の第１のコードブック（３１１）を第１のユーザ（３０１）に割り当てるステップと；
第１の情報信号（４０１）の代わりに、前記第１のコードブック中の該第１の情報信号のビット値に対応した位置にある、第１の拡散符号を前記第１のユーザに送信するステップと；
を含む方法。
【請求項２】
第２の情報信号の代わりに、前記第１のコードブック中の該第２の情報信号の値に対応した位置にある、第２の拡散符号を第１のユーザに送るステップと
を更に含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
第２のユーザ（３０２）に第２のコードブック（３１２）を割り当てるステップと；
第３の情報信号（４０４）の代わりに、前記第２のコードブック中の第１の拡散符号を前記第２のユーザに送信するステップと；
を更に含む請求項１記載の方法。
【請求項４】
第４の情報信号の代わりに、前記第２のコードブック（３１２）中の該第４の情報信号の値に対応した位置にある、第２の拡散符号を第２のユーザ（３０２）に送信するステップと
を更に含む請求項３記載の方法。
【請求項５】
単個の拡散符号が複数ビットの情報信号を送信することができることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記拡散符号は直交符号である請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記拡散符号は疑似ノイズ符号である請求項１記載の方法。
【請求項８】
単個の疑似ノイズ符号が複数ビットの情報信号を送信することができることを特徴とする請求項７記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、データ通信の技術に関するものである。より詳しくは、本発明はダイレクトシーケンスＣＤＭＡスペクトラム拡散通信システムにおいてコードブック索引付け法を用いることにより高ビット密度を達成する方法に関する。
【０００２】
（背景技術）
ダイレクトシーケンス・スペクトラム拡散（ＤＳＳＳ）技術は、拡散符号、拡散シーケンス、符号シーケンス、さらにはチップシーケンスとも呼ばれる疑似ノイズ搬送波と情報を送信するのに最小限必要な帯域幅よりはるかに広い送信帯域幅を使用することに基づく技術である。送信器は、情報を疑似ノイズ拡散シーケンスで変調することによって拡散する。受信器側では、情報を逆拡散することによってベース情報が復元される。この逆拡散は、拡散変調された受信信号を送信で用いられた拡散シーケンスと相関付けることによって行われる。ＤＳＳＳは、時には「直接拡散」方式とも呼ばれる。
【０００３】
疑似ランダム拡散符号信号のような変調信号は、情報信号のデータ転送速度よりはるかに大きい（搬送周波数と同様の）チップ速度を有する。効率的な拡散のためにはこの特性が必要である。疑似ランダム拡散シーケンスの各状態はチップと呼ばれる。拡散シーケンス（チップシーケンス）は情報信号の各ビットを直接変調し、これが直接拡散と呼ばれるゆえんである。元の情報信号を復元するためには、拡散信号の疑似ランダム性が必要である。拡散シーケンスは決定性シーケンスであるから、情報信号を抽出するのに受信器で正確にそっくり再現することができる。これが真にランダム性ならば、相関受信器を介して情報信号を抽出することは不可能であろう。
【０００４】
拡散動作は信号電力を拡散帯域幅全体にわたって一様に消尽させる。従って、スペクトラム拡散信号は、逆拡散信号がなければ如何なる受信器でもノイズ中に埋もれているように見えることになる。その結果、このような信号は、妨害することが難しいだけでなく、いずれかの帯域幅中に存在することを検出することも困難である。送信時に拾われた好ましくない信号は、始めに送信器が所望の信号を拡散したのと同じようにして受信器により拡散される。換言すれば、受信器は送信時に拾われた好ましくない信号を拡散する一方で、これと同時に所望の情報信号を逆拡散あるいは復調する。処理利得とは、送受信動作全体的におけるこのような干渉抑止を表すために用いられる用語である。送受信動作として見た場合、所望の信号は２回拡散変調されて元の信号が復元されるのに対し、帯域内干渉は１回だけしか拡散変調されないことにより全拡散帯域幅にわたって消尽される。
【０００５】
ＣＤＭＡ直接拡散は、互いに直交する拡散符号を使用することにより多重同時アクセスに対応させた従来の直接拡散法の改良形態である。ここで互いに直交するとは、集合中の任意の拡散符号の相互相関が小さい（理想的にはゼロ）という意味である。理想的な直交系では、直交性は単に信号の混合が存在しないということを意味するだけではなく、信号間の干渉がないということをも意味する。実際には、多重アクセスユーザの数は、各ユーザ信号が理想からのずれのために僅かな多重アクセス干渉成分を生じさせるから、拘束なしに増加することはできない。受信器の検出マージンは無限ではなく、結局のところ限界に達する。
【０００６】
（発明の要旨）
本発明は、ダイレクトシーケンスＣＤＭＡスペクトラム拡散通信システムで高ビット密度を達成するための方法にある。本発明の方法よれば、直交疑似ノイズ符号のテーブルが記憶装置に記憶される。次に、このテーブルは多数のコードブックに分割される。そして、それらの各コードブックが各ユーザに割り当てられる。コードブックに書き込まれた疑似ノイズ符号を用いて情報信号が拡散される。第１のユーザのための情報信号は、その第１のユーザに割り当てられたコードブックに書き込まれている疑似ノイズ符号によって拡散される。情報信号の値がコードブック中の疑似ノイズ符号の記憶位置と対応するような形でコードブック中の疑似ノイズ符号の記憶位置を使用することにより、一時に複数の情報信号ビットを送信することが可能である。次に、情報信号は、同じ疑似ノイズ符号を用いることによって逆拡散される。
【０００７】
以下、本発明添付図面に示す実施形態により説明するが、これらの実施形態はもっぱら例示説明のためのもので、限定的な意味を持つものではなく、また、図中類似の構成要素は同じ参照符号で示されている。
【０００８】
（発明の詳細な説明）
ここでは、直交拡散コードを各ユーザ信号毎に固定されたコードブックにグループ分けするこれまで開発されたことがない技術を開示し、説明する。データ従属性拡散符号が固定サイズのコードブックの索引付き要素である場合、この拡散符号で直接拡散することにより、送信信号の情報容量は従来のダイレクトシーケンス・スペクトラム拡散技術の場合より大きくなる。この情報容量の増加は、事実上送信電力や帯域幅を全く変えることなく達成される。これを実際に行うことは、コードブックによるコードブック・エントリ、そして複数のコードブック間でのエントリが直交集合から行われるので、比較的簡単で、受信側で直交性の特性が変わることはない。コードブック・サイズは、実装リソース、所望の多重アクセス・チャンネルの数、及び多重アクセス・チャンネル間のデータ転送速度差とのトレードオフで決定することができる。
【０００９】
大きな直交拡散符号の集合をより小さいコードブックにグループ分けし、その際各ユーザ信号に一意のコードブックを割り当てることにより、各ユーザ信号の各記号期間内に複数のビットを伝送することができる。このグループへのコードブックへのグループ分けは、データ従属性の索引と共に、各記号当たりビット数をさらに“ｎ”ビット多く伝送できるという結果をももたらす。ただし、“ｎ”は２を底とするコードブック・サイズの対数である。さらに、各コードブックは全直交符号集合の別個の部分集合であるから、多重アクセス能力が達成可能である。多数のユーザ信号は、各々、所与のユーザ信号に割り当てられたコードブックからの互いに異なる直交符号の集合によって拡散される。
【００１０】
図１（ａ）は、信号が拡散される様子を例示したものである。信号１００は、拡散シーケンス（図示省略）を用いて信号１０１に拡散される。図から理解できるように、信号の振幅は小さくなる一方、帯域幅は拡大される。振幅が縮小されることによって、信号はノイズと識別不可能に見えるようになり、正しい拡散シーケンスを処理する受信器によってしか復元することができなくなる。図１（ｂ）は拡散された信号１０１と共に送信時に拾われた干渉信号１０２を示す。拡散された変調後信号（変調された信号）１０１が元の拡散シーケンス（図示省略）を用いて復調されると、元の信号１００が再現されると共に、干渉信号１０２は信号１０３に拡散されることによりノイズになる。
【００１１】
図２（ａ）は、従来技術の信号拡散方法の一例を示したものである。情報信号２１０は、周知の方法を用いて疑似ノイズ符号２１１により変調される。情報信号中の各“１”毎に、疑似ノイズ符号２１１が送信される。他方、情報信号中の各“０”に対しては、疑似ノイズ符号２１１の逆が送信される。従って、このような変調を通して、信号は送信に備えて拡散され、送信信号２１２となる。例えば、情報信号２１０がビット列“１０１”で構成され、疑似ノイズ符号２１１が“０１０１１０１０”である場合、送信信号２１２は“０１０１１０１０  １０１００１０１  ０１０１１０１０”になる。この送信信号は、情報信号の“ｌ”を疑似ノイズ符号２１１（“０１０１１０１０１”）に対応させ、情報信号の“０”をこの疑似ノイズ符号の逆（“１０１００１０１”）に対応させることにより生成される。
【００１２】
図２（ｂ）は、コードブック索引付け法を用いた本発明の一実施形態の信号拡散方法を示したものである。上に述べたように、情報信号２１０はやはり拡散信号により変調されることによって、送信信号２１４が生成される。しかしながら、この場合は、疑似ノイズ符号を使用する代わりに、コードブック索引付け法が用いられる。コードブック索引付け法を用いることによって、上に述べたように、各疑似ノイズ符号毎に１ビットではなく複数の情報ビットを送信することができる。コードブック索引付けでは、送信される疑似ノイズ符号２１１中の複数の情報ビットをコード化するために疑似ノイズ符号２１１の位置が使用される。そのために、各疑似ノイズ符号当たり２つの情報ビットを送信する場合は、それらの２つの情報ビットは０から３までの４つの値を取り得るので、４エントリを有するコードブックが必要である。その情報ビットの値が３（ビット列が“１１”）ならば、コードブックに書き込まれた４番目の疑似ノイズ符号、すなわち位置“１１”の疑似ノイズ符号が使用される。図２（ｂ）では、図２（ａ）で用いられた同じ情報信号２１０（“１０１”）が使用される。この場合は、２進法の“１０１”は１０進数５に等しいので、コードブックに書き込まれた６番目の疑似ノイズ符号、位置“１０１”の疑似ノイズ信号が用いられる。この疑似ノイズ符号２１１を“０１０１１０１０”と仮定すると、送信信号は“０１０１１０１０”という疑似ノイズ符号になる。
【００１３】
図３は、複数のコードブックに分割された疑似ノイズ・テーブル３００を例示したものである。このテーブルは、行０〜１５の１６行を有する。ユーザ＃１（３０１）には第１のコードブック３１１が割り当てられる。このコードブック３１１は、テーブル内位置０〜３に疑似ノイズ符号Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤが書き込まれている。ユーザ＃２（３０２）には第２のコードブック３１２が割り当てられる。コードブック＃２（３１２）は、テーブル内位置４〜７に疑似ノイズ符号Ｅ、Ｆ、Ｇ及びＨが書き込まれている。最後に、ユーザ＃３（３０３）には第３のコードブック３１３が割り当てられる。コードブック＃３（３１３）は、テーブル内位置８〜１５に疑似ノイズ符号Ｉ〜Ｐが書き込まれている。この例においては、コードブック＃１（３１１）及びコードブック＃２（３１２）は各々４行があり、従って、ユーザ＃１（３０１）及びユーザ＃２（３０２）には各々４行が割り当てられる。しかしながら、コードブック＃３（３１３）には８行があり、そのためユーザ＃３（３０３）には８行が割り当てられる。ここに示すように、各コードブック中の行数は等しくなければならないことはなく、これらの行数は２のべき乗（すなわち２、４、８、１６、３２、６４、等。）でありさえすればよい。コードブック＃１（３１１）には４行が入っており、そのために各疑似ノイズ符号当たり２ビットのデータを送信することができる。これは、４行を定義するには２ビットが必要なためである。コードブック＃３（３１３）には８行が入っており、これらの８行の全てを定義するには３ビットが必要であるから、コードブック＃３（３１３）に書き込まれた各疑似ノイズ符号毎に３ビットのデータを送信することができる。
【００１４】
図４は、図３のテーブルのコードブックを使用して各疑似ノイズ符号毎に複数ビットのデータを送信する方法の一例を示したものである。情報信号４０１が“１０”で、これが第１のユーザの用の信号である場合は、その第１のコードブック中の位置２（すなわち“１０”）に書き込まれた疑似ノイズ符号が使用される。これは疑似ノイズ符号Ｃに対応し、そのために、送信信号４０３は疑似ノイズ符号Ｃとなる。同様に、情報信号４０４が“１０”で、第２のユーザ用の場合は、第２のコードブック中の位置２に書き込まれた疑似ノイズ符号が使用される。これは疑似ノイズ符号Ｇに対応し、そのために、送信信号４０６は疑似ノイズ符号Ｇになる。最後に、第３のユーザ用の信号の場合は、疑似ノイズ符号毎に３ビットの情報を送信することができる。従って、第３のユーザ＃３用の情報信号４０７が“０１０”ならば、第３のコードブック中の位置２に書き込まれた疑似ノイズ符号が使用される。これは疑似ノイズ符号Ｋに対応し、そのために、送信信号４０９は疑似ノイズ符号Ｋになる。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】  信号が拡散される様子を示す説明図である。
【図１ｂ】  干渉を伴う拡散された信号が元の信号とノイズに復調される様子を示す説明図である。
【図２ａ】  従来技術の一例の信号拡散方法を示す説明図である。
【図２ｂ】  コードブック索引付け法を用いた本発明の一実施形態の信号拡散方法を示す説明図である。
【図３】  複数のコードブックに分割された疑似ノイズ符号テーブルの説明図である。
【図４】  ３ユーザの場合に図３のテーブルのコードブック索引付けを用いて信号を拡散する方法を示す説明図である。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４】
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