(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アップリンク通信経路およびダウンリンク通信経路の両方でスペクトラム拡散符号を用いる通信システムであって、
前記ダウンリンク通信経路に割り当てられ、第１のデータ速度を有する第１の帯域幅と、
前記アップリンク通信経路に割り当てられ、前記第１の帯域幅とは不等で第２のデータ速度を有する第２の帯域幅と
を含み、前記第１の帯域幅が前記第２の帯域幅の整数倍であり、前記スペクトラム拡散符号を、前記ダウンリンク通信経路経由で伝送されてきた信号の第２のスペクトラム拡散符号系列の繰返しの度ごとに前記アップリンク経由伝送の信号の第１のスペクトラム拡散符号系列を打ち切ることによって、互いに重ならせる
通信システム。
【請求項２】
基地局と加入者局ユニットとをさらに含む請求項１記載の通信システム。
【請求項３】
前記アップリンク通信経路が前記加入者局ユニットから前記基地局に向けて形成され、前記ダウンリンク通信経路が前記基地局から前記加入者局ユニットに向けて形成される請求項２記載の通信システム。
【請求項４】
前記基地局が前記アップリンク通信経路および前記ダウンリンク通信経路にそれぞれ接続された一対の符号発生器を有する請求項３記載の通信システム。
【請求項５】
前記基地局の前記符号発生器を互いに独立のクロック発生器でそれぞれ制御する請求項４記載の通信システム。
【請求項６】
前記互いに独立のクロック発生器の各々が互いに異なるクロック周波数で動作する請求項５記載の通信システム。
【請求項７】
前記基地局が、データ読出しおよびデータ書込みを互いに異なる速度で行うことのできるモデムをさらに含む請求項６記載の通信システム。
【請求項８】
前記加入者局ユニットが前記アップリンク通信経路および前記ダウンリンク通信経路にそれぞれ接続された一対の符号発生器を有する請求項３記載の通信システム。
【請求項９】
前記加入者局ユニットの前記符号発生器を互いに独立のクロック発生器でそれぞれ制御する請求項８記載の通信システム。
【請求項１０】
前記互いに独立のクロック発生器が互いに異なるクロック周波数で動作する請求項９記載の通信システム。
【請求項１１】
前記加入者局ユニットが、データ読出しおよびデータ書込みを互いに異なる速度で行うことのできるモデムをさらに含む請求項１０記載の通信システム。
【請求項１２】
基地局と加入者局ユニットとの間の通信方法であって、
前記基地局から前記加入者局ユニットに至るダウンリンク通信経路に第１の帯域幅を割り当てる過程と、
前記加入者局ユニットから前記基地局に至るアップリンク通信経路に第２の帯域幅を割り当てる過程と、
第１の速度でダウンリンクデータに符号系列を適用する過程と、
その整数倍が前記第１の速度に等しい第２の速度でアップリンクデータに符号系列を適用する過程と、
前記ダウンリンク符号系列の繰返しの度ごとに前記アップリンク符号系列を打ち切ることにより前記アップリンク通信経路の前記符号系列を前記ダウンリンク通信経路の符号系列に重ねる過程と
を含む通信方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】
この発明は概括的には無線ディジタル通信システムに関する。より詳細にいうと、この発明は加入者局ユニットと基地局との間の通信を互いに異なる伝送周波数帯域幅を用いて行う符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）通信システムに関する。
【０００２】
【従来技術の説明】
ＣＤＭＡ通信システムは無線周波数（ＲＦ）スペクトラムの限られた帯域幅を効率的に利用し、時分割多元接続や周波数分割多元接続など他の手法による通信システムよりも少ない歪でより多くの情報を伝送することを可能にする。
【０００３】
ＣＤＭＡ通信システムでは、送信機で情報信号を擬似ランダム拡散符号、すなわちそのシステムの占める帯域全体にわたってその情報信号をスペクトラム拡散する拡散符号と混合する。そのスペクトラム拡散された信号をＲＦ信号にアップコンバートして送信する。同一の擬似ランダム符号で識別される受信機が伝送されてきた上記スペクトラム拡散ずみの信号をダウンコンバートし、そのダウンコンバート出力をもとの情報信号のスペクトラム拡散に用いたのと同じ擬似ランダム符号と混合してもとの情報信号を再生する。
【０００４】
従来技術によるＣＤＭＡ通信システムを図１に示す。この通信システムは、公衆交換網（ＰＳＴＮ）経由の有線電話回線または無線リンクにより相互に接続した複数の基地局２０１、２０２、・・・、２０ｎを有する。これら基地局２０１、２０２、・・・、２０ｎの各々は、対応のセル内に位置する移動加入者局および固定加入者局２２１、２２２、・・・、２２ｎとスペクトラム拡散ＣＤＭＡ伝送を用いて交信する。
【０００５】
従来技術による通常のＣＤＭＡシステムでは、基地局が加入者局ユニットへの送信に用いるダウンリンク帯域幅は加入者局ユニットが基地局への送信に用いるアップリンク帯域幅と同じである。音声通信の場合のようにアップリンクとダウンリンクの伝送データ量がほぼ等しい場合は、上記の対称的周波数帯域割当ては妥当である。しかし、アップリンクおよびダウンリンクに互いに等しい伝送帯域幅を割り当てると、無線通信事業者に利用可能な有限のＲＦスペクトラムの利用効率が悪くなる場合もある。例えば、インターネットを利用する個人は、アドレスや検索条件や質問に対するタイプ入力の回答など限られたデータ量を送信するのが普通である。一方、インターネット通信プロバイダはユーザの申込みに答えて多量の文書データ、画像データほかのデータを送信することが多い。この場合、基地局から加入者局へのダウンリンクに広いダウンリンク伝送帯域幅を割り当て、加入者局から基地局へのアップリンクに狭いアップリンク伝送帯域幅を割り当てることによって、インターネット通信プロバイダへの全割当て帯域幅の利用効率を高めることができる。アップリンク帯域幅とダウンリンク帯域幅とを等しくした場合と同じ合計帯域幅を非対称帯域幅通信でも用いるが、非対称帯域幅通信では、ダウンリンク帯域幅を大きくすることにより、少量のデータを低速で送信するアップリンクチャネルの性能を損なうことなく、データをより高速でダウンリンク送信できる。
【０００６】
従来技術による通常のＣＤＭＡ通信システムでは、29,877,120クロックサイクルごとに反復する擬似ランダム拡散符号系列を加入者局ユニットで発生する。反復符号系列ひと組をこの技術分野ではエポックと呼ぶ。従来技術による擬似ランダム符号系列発生システム２００を図２に示す。データクロック２０２を、233,415チップの擬似ランダム符号系列を発生する第１の符号発生器２０４と、１２８チップの擬似ランダム符号系列を発生する第２の符号発生器２０６とに供給する。これら二つの符号発生器の出力を合成して、長さ233,415チップ×１２８チップ、すなわち長さ29,877,120チップの擬似ランダム符号系列を生ずる。この符号系列の末尾で符号発生器２０４および２０６は系列のはじめから符号発生を再開する。
【０００７】
加入者局ユニットの送信開始時には、そのユニットの擬似ランダム符号系列は無制約状態にある。その符号系列のエポックは基地局が発生している擬似ランダム符号系列と同期していない。したがって、基地局は加入者局ユニットの擬似ランダム符号の始点をサーチする必要があり、その処理に時間がかかる。
【０００８】
図３はアップリンク用拡散符号系列１２０のエポック始点、およびダウンリンク用拡散符号系列１００のエポック始点を示し、ダウンリンク用クロック周波数がアップリンク用のものの２倍であることを示す。すなわち、上記擬似ランダム拡散符号系列のクロック周波数をアップリンクとダウンリンクとで異ならせてある。図３に示すとおり、アップリンク用拡散符号系列のエポック始点１２２および１２４はダウンリンク用拡散符号系列の一つおきのエポック始点、すなわち始点１０２および１０６と重なる。したがって、ダウンリンクデータを復号化しようとしている加入者局ユニットはダウンリンク用拡散符号系列のエポック始点を一義的に把握できない。すなわち、アップリンク用拡散符号系列のエポック始点１２２で始まるダウンリンク送信にとっては、ダウンリンク用拡散符号系列のエポック始点は１０２でも１０４でもあり得る。したがって、加入者局ユニットは上記始点の発見の目的で符号系列全部をサーチしなければならなくなる。この処理は許容できないほどに長い時間を要し、非対称帯域幅の利用を無意味にする。
【０００９】
したがって、アップリンク帯域幅とダウンリンク帯域幅とを互いに異ならせた場合にもアップリンク用およびダウンリンク用擬似ランダム拡散符号系列を同期状態に保つＣＤＭＡシステムが求められている。
【００１０】
【発明の概要】
この発明は、アップリンク伝送帯域幅とダウンリンク伝送帯域幅とが互いに異なる場合のＣＤＭＡ通信を容易にする。伝送周波数帯域の非対称的割当ては、アップリンクチャネルとダウンリンクチャネルの伝送情報量が不均衡である場合に有利である。このシステムでは、広いほうの帯域幅を狭いほうの帯域幅の整数倍にする。このシステムは、互いに別々にクロック駆動を受けられる二つの擬似ランダム符号系列発生器、二つの互いに独立なデータクロック、および互いに異なる速度でデータの読出し書込みが可能なモデムインタフェースを各々が有する基地局と加入者局装置とを備える。アップリンク擬似ランダム拡散符号とダウンリンク擬似ランダム拡散符号とを、高速リンク用の一つの符号系列の末尾で低速リンク用の符号系列を打ち切ることによって重ならせる。
【００１１】
この発明の目的と利点は現時点における好ましい実施例の詳細な説明を参照すれば明らかになろう。
【００１２】
【好ましい実施例の説明】
同じ構成要素には同じ参照数字を付けて示した添付図面を参照してこの発明を説明する。
【００１３】
この発明は、アップリンク帯域幅とダウンリンク帯域幅とを互いに異なる大きさにし、一方を他方の整数倍にしたＣＤＭＡ通信システムの信号授受を可能にする。図３に示すとおり、上記信号授受の一方、例えばダウンリンクの擬似ランダム符号系列１００のエポックが他方、例えばアップリンクの符号系列１２０のエポックよりも短い場合にエポック始点が不確定になる問題が生ずる。この問題には、狭帯域幅側の擬似ランダム符号系列を広帯域幅側の擬似ランダム符号系列のエポックの末尾で打ち切ることによって対処する。
【００１４】
図４はダウンリンククロック周波数および帯域幅をアップリンクの２倍にしたアップリンク擬似ランダム符号系列４２０およびダウンリンク擬似ランダム符号系列４００のエポック始点を示す。図示のとおり、アップリンク擬似ランダム符号系列ひと組４３０のエポック始点４２２および４２４はダウンリンク擬似ランダム符号系列ひと組４１０の一つおきのエポック始点４０２および４０６と重なる。各擬似ランダム系列のエポック始点相互間の重なりを維持するために、この発明は狭帯域幅信号の擬似ランダム符号系列を繰返し周波数の高いダウンリンク符号系列の次の始点４２６で打ち切る。このようにして、この発明では、狭帯域低速度側の通信が、擬似ランダム符号系列ひと組４３０の中にあるチップの数の一部を含む打ち切りずみ擬似ランダム系列４２８を生ずる。図４に示した例では、ダウンリンク帯域幅対アップリンク帯域幅の比は２：１である。したがってアップリンク擬似ランダム符号系列４２８は系列ひと組４３０の中のチップ数のちょうど半分のチップを含む。帯域幅比が３：１の場合は、狭帯域幅側の符号系列は広帯域幅側の符号系列ひと組の三分の一の数のチップを含み、上記以外の帯域幅比についても同様である。
【００１５】
図５を参照すると、この発明による打ち切りずみ符号系列を発生できる擬似ランダム符号系列発生器５００が示してある。この擬似ランダム符号系列発生器５００はデータクロック５０２と、カウンタ５０８と、リセット装置５１０と、二つの擬似ランダム符号発生器５０４および５０６とを有する。当業者には認識されるとおり、所要クロックサイクル数は広帯域幅側で定まる。したがって、カウント数入力線５１２経由でカウント数をカウンタ５０８に入力する。カウンタ５０８にはデータクロック入力５０２からのクロックをクロックサイクル数の計数のために加える。所要クロックサイクル数に達すると、カウンタ５０８はリセット装置５１０に信号を送り、それによって二つの符号系列発生器５０４および５０６はリセットされる。
【００１６】
符号発生器５０４の発生する擬似ランダム符号系列は223,415チップを含む。この符号系列は除数３、５、７、９、１３および１９で等分できる。符号発生器５０６の発生する擬似ランダム符号系列は１２８チップを含む。この符号系列は１２８までの２の倍数で等分できる。したがって、29,877,120チップの擬似ランダム符号系列ひと組は、２、３、４、５、ほか１２８と223,415との因数の組合せで等分できる。これら因数に合致するアップリンク帯域幅対ダウンリンク帯域幅比については、アップリンクエポックとダウンリンクエポックとの正確な重なりができる。この発明は、通信の狭帯域幅側が、擬似ランダム符号系列のエポックを広帯域幅側が符号系列のエポックを完結させると同時に打ち切ることを可能にする。
【００１７】
この発明によって構成した基地局３００を図６に示す。基地局３００は受信部３０２と、送信部３０４と、モデムインタフェースユニット３１８とを備える。モデムインタフェースユニット３１８は基地局３００の受信部３０２および送信部３０４とユーザとの間のインタフェースを構成する。モデムインタフェースユニット３１８は、互いに異なる速度でのデータ読出しおよびデータ書込みを可能にする構成とクロック駆動とを備える。この構成は互いに異なる可調整クロック周波数を用いることによって可能になる。その構成の詳細は当業者に周知である。
【００１８】
加入者局ユニットからの信号をアンテナ３０６で受信して、その受信信号を帯域フィルタ３０８で濾波する。フィルタ３０８の出力を一定周波数（Ｆｃ）の局部発振器を用いミキサ３１０でベースバンド信号にダウンコンバートする。次に、ミキサ３１０の出力を、Ｒｘ擬似ランダム符号系列発生器３１４の中のミキサ３１２で擬似ランダム符号系列と混合してモデム向けにスペクトラム拡散復号化する。次に、ミキサ３１２の出力をモデムインタフェースユニット３１８に供給する。
【００１９】
送信の場合は、ベースバンド信号をモデムインタフェースユニット３１８から受ける。この信号としては、３２ｋｂ／ｓＡＤＰＣＭ信号が望ましい。このＡＤＰＣＭ信号またはＰＣＭ信号をＴｘ擬似ランダム符号系列発生器３２４の中のミキサ３２２に加える。ミキサ３２２はこのＡＤＰＣＭ信号またはＰＣＭ信号をＴｘ擬似ランダム符号系列と乗算する。ミキサ３２２の出力を低域フィルタ３２６に加える。次に、フィルタ３２６の出力をミキサ３２８に加えて適宜アップコンバートする。次に、アップコンバートした出力を帯域フィルタ３３０経由で広帯域ＲＦ増幅器３３２に送り、アンテナ３３４に供給する。図には二つのアンテナ３０６および３３４を示したが、好ましい実施例はダイプレクサと一つだけの送受信共用アンテナとを備える。
【００２０】
ディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）３３６は捕捉処理とＲｘおよびＴｘ擬似ランダム符号系列発生器３１４および３２４とを制御する。この発明によると、これらＲｘおよびＴｘ擬似ランダム符号系列発生器３１４および３２４をＤＳＰ３３６により互いに別個に独立にクロック駆動する。すなわち、これらＲｘおよびＴｘ擬似ランダム符号系列発生器３１４および３２４のデータクロック（図示してない）は互いに別々で互いに独立である。
【００２１】
リンクを確立するには、基地局３００および加入者局ユニットの両方がアップリンク拡散符号系列１２０およびダウンリンク拡散符号系列１００のチップ周波数を把握している必要がある。基地局３００と加入者局ユニットとの間のこの情報の交換は、この情報を含むメッセージを呼接続の度ごとに互いに送信しあうことによって行うことができる。アップリンク拡散符号系列１２０用およびダウンリンク拡散符号系列１００用のチップ周波数を含む上記情報を、加入者局ユニットおよび基地局３００にプログラムするシステムパラメータとすることもできる。
【００２２】
特定の実施例を一部詳述する形でこの発明を上に説明してきたが、それら詳述部分は例示であって限定ではない。この明細書に開示した発明の真意および範囲を逸脱することなくこの発明の構成および動作態様に多数の変形が可能であることは当業者に認識されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術によるＣＤＭＡ通信システムの説明図。
【図２】従来技術による擬似ランダム符号系列発生器のブロック図。
【図３】従来技術によるシステムにおける不等帯域幅アップリンクおよびダウンリンクの拡散符号系列エポックの説明図。
【図４】従来技術によるシステムにおける不等帯域幅アップリンクおよびダウンリンクの拡散符号系列エポックの説明図。
【図５】この発明によって構成した擬似ランダム符号系列発生器のブロック図。
【図６】この発明によって構成した基地局のブロック図。
【符号の説明】
２０１・・・２０ｎ        基地局
２２１・・・２２ｎ        加入者局ユニット
２００                  従来技術によるシステム
２０２                  データクロック
２０４，２０６          符号発生器
１００                  ダウンリンク拡散符号系列
１２０                  アップリンク拡散符号系列
１０２，１０４，１０６，１０８    エポック始点
１２２，１２４          エポック始点
４００                  ダウンリンク拡散符号系列
４１０                  ダウンリンク拡散符号系列ひと組
４２０                  アップリンク拡散符号系列
４３０                  アップリンク拡散符号系列ひと組
４０２，４０４，４０６            エポック始点
４２２，４２６，４２４            エポック始点
４２８                  打ち切りずみ擬似ランダム符号系列
５００                  擬似ランダム拡散符号系列発生器
５０４，５０６          擬似ランダム符号発生器
５０８                  カウンタ
５１０                  リセット装置
３００                  基地局
３０２                  受信部
３０４                  送信部
３１８                  モデムインタフェースユニット
【図１】
0003985522.tif 000002
【図２】
0003985522.tif 000003
【図３】
0003985522.tif 000004
【図４】
0003985522.tif 000005
【図５】
0003985522.tif 000006
【図６】
0003985522.tif 000007