(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンコードされた拡散コードを使用することによって、直接シーケンス・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ビット密度を高める方法であって、
第１疑似ノイズコードを用意する段階、及び
前記第１疑似ノイズコードの一つのビットであって、送信すべき第１信号の値に一致する位置にあるビットを反転することによって、該送信すべき第１信号が前記第１疑似ノイズコードによって拡散される段階
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１疑似ノイズコードは、第１ユーザーに対応していることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
疑似ノイズコードのテーブルを記憶する段階を更に含み、前記テーブルにおいて、前記擬似ノイズコードは、直交擬似ノイズコードとされていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記テーブルは、第２ユーザーに対応する第２疑似ノイズコードを更に含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
第１疑似ノイズコードを保持する第１保持手段、及び
前記第１疑似ノイズコードの一つのビットであって、送信すべき第１信号の値に一致する位置にあるビットを反転することによって、該送信すべき第１信号が前記第１疑似ノイズコードによって拡散されるよう構成された第１変調装置
を備えたことを特徴とする直接シーケンス・スペクトラム拡散通信システム。
【請求項６】
第２疑似ノイズコードを保持する第２保持手段、及び
前記第２疑似ノイズコードの一つのビットを反転することを含んでおり、その反転されるビットの位置が送信されるべき第２信号の値と一致するようにして、送信されるべき第２信号を前記第２疑似ノイズコードに拡散する第２変調装置
を、さらに備えたことを特徴とする請求項５に記載の直接シーケンス・スペクトラム拡散通信システム。
【請求項７】
前記第１信号を復調するための第１復調装置、及び前記第２信号を復調するための第２復調装置を、さらに備えたことを特徴とする請求項６に記載の直接シーケンス・スペクトラム拡散通信システム。
【請求項８】
前記第１復調装置は、前記第１疑似ノイズコードの各位置のビットを反転させた複数の反転済み疑似ノイズコードに対応する複数の復調値を有した第１相関装置に基づき前記第１信号を復調するとともに、前記第２復調装置は、前記第２疑似ノイズコードの各位置のビットを反転させた複数の反転済み疑似ノイズコードに対応する複数の復調値を有した第２相関装置に基づき前記第２信号を復調することを特徴とする請求項７に記載の直接シーケンス・スペクトラム拡散通信システム。
【請求項９】
前記第１疑似ノイズコードは、第１ユーザーに対応するとともに、前記第２疑似ノイズコードは、第２ユーザーに対応することを特徴とする請求項６に記載の直接シーケンス・スペクトラム拡散通信システム。
【請求項１０】
前記第１保持手段は、直交擬似ノイズコードのテーブルを備えることを特徴とする請求項５に記載の直接シーケンス・スペクトラム拡散通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、データ通信の分野に関する。特に本発明は、直接シーケンス・スペクトラム拡散通信システムにおいて、エンコードされた拡散コードを使用してビット密度を高める方法について記述する。
【０００２】
（発明の背景）
直接シーケンス・スペクトラム拡散（ＤＳＳＳ）技術は、拡散コード、拡散シーケンス、コードシーケンス、チップシーケンスと言われる擬似ノイズ搬送波、、および情報の送信に最小限必要とされるものより格段に広い伝送帯域幅の使用を基盤としている。送信器は、擬似ノイズ拡散シーケンスで変調することにより情報を拡散する。受信器側では、その情報をベース情報に復元するために逆拡散する。この逆拡散は、拡散変調された受信信号と送信に使われた拡散シーケンスとの相関をとることによって実現される。ＤＳＳＳは、略して「直接拡散」と呼ばれることもある。
【０００３】
擬似ランダム拡散コード信号のような変調信号は、情報信号のデータ速度よりも高い（搬送波周波数と相似する）チップ速度を処理するものであり、この特徴は、効率的な拡散にとって必要なものである。各擬似ランダム拡散シーケンスの状態はチップと言われる。拡散シーケンス（チップシーケンス）は、各ビット情報を直接変調するので、直接拡散とも言われる。拡散信号を擬似ランダムとするのは、元の情報信号を復元する上で必要とされる。拡散シーケンスは、決定論的なものであるため、情報信号を引出すときに受信器側で正確に復元することができる。それが本当にランダムであるとすると、相関受信器による情報信号の復元は不可能となろう。
【０００４】
拡散オペレーションによって、信号電力は拡散帯域幅を通じて均一に使用されるような状態とされる。このように、拡散スペクトラム信号は、逆拡散信号とされない限り、どの受信器に対してもノイズに隠され状態となる。そのため、通信の妨害となりにくいというだけでなく、どの帯域幅においてもその存在は検知されにくい。送信中に拾われる不要な信号は、当初送信器が所要信号を拡散したのと同じ方法で受信器によって拡散される。即ち、受信器は伝送時に拾った不要な信号を拡散する一方で、それと同時に、所要情報信号の逆拡散、つまり復調を行う。処理ゲインというのは、送受信オペレーション全体でのこの干渉抑制を表すために使われる用語である。送受信オペレーションとして見ると、所要信号は、２度拡散変調され元の信号に戻されるが、帯域内干渉は拡散変調される１度だけであるため、全拡散帯域幅にわたって使用される。
【０００５】
（発明の概要）
エンコードされた拡散コードを使用することによって、直接シーケンス・スペクトラム拡散通信システムにおけるビット密度を高める方法。まず、エンコードされた擬似ノイズコード作られる。次に、エンコードされた擬似ノイズコードは、これにより第一信号を変調することによって、上記第一信号を拡散するために使用される。
本発明は、例によって説明されるが、添付図面に示される形態に限定されるものではない。尚、図面において同じ参照番号は、同じ構成であることを示す。
【０００６】
（発明の詳細な説明）
開示された技術では、拡散コードをエンコードするために、直接シーケンス・スペクトラム拡散技術における拡散コードのオーバーサンプリングの性質を利用している。エンコードは、拡散シーケンスの内でシングルチップ（シングルステート）を変更することによって実現される。これは、シンボル（拡散シーケンスの長さ）当り「ｎ−１」ビットを追加するもので、このｎは、拡散コード長の２を底とした対数である。情報容量は、送信能力に何ら変更を加えることなく、上記した１つのような従来の直接シーケンス・スペクトラム拡散技術を越えて大幅に増加される。加えて、その実施は比較的簡単であり、理論上理想的である相関特性が若干変化するだけである。
【０００７】
情報容量が増大されることにより、スペクトラム拡散技術の利点を損なうことなく、スペクトラム拡散変調に内在する余剰帯域幅を使用することが可能となる。拡散コードのオーバーサンプルの性質によりそこに更なる情報を組込むことが可能となる。それぞれの拡散コードシンボルは、多数のチップによって表現されているので、長さ「ｎ」のチップ１つだけを変更しても、その基盤となる拡散スペクトラム技術の全体効率に与える影響は最小限で済む。
【０００８】
図１（a）は、信号が拡散される時、信号に何が起こるかに関する例を示す。信号１００は、拡散シーケンス（図示せず）を使用して信号１０１に拡散される。図から分るように、信号振幅は減少しているが、その帯域幅は拡大されている。振幅を押さえることによって、信号はノイズとの区別が付かないようになり、適切な拡散処理を行う受信器によってのみ復元することができる。図１（ｂ）は、拡散信号１０１と送信過程で拾われた干渉信号１０２とを示している。拡散変調された信号１０１が元の拡散シーケンス（図示せず）を使用して復号化される際、元の信号１００の復元とともに、干渉信号１０２が信号１０３に拡散されるためノイズは低減される。
【０００９】
図２（a）は、信号を拡散する従来方法の例に関する線図である。情報信号２１０は、公知の方法を使用して、擬似ノイズコード２１１により変調される。情報信号の「１」の各々に対し、擬似ノイズコード２１１が送信される。情報信号の各「０」に対しては、擬似ノイズコード２１１の逆数が送信される。このように、上記変調を通じて、信号は、送信のため送信信号２１２に拡散される。例えば、情報信号２１０が、ビット「１０１」で、また擬似ノイズコード２１１が「０１０１１０１０」から成る場合、送信信号２１２は、「０１０１１０１０  １０１００１０１  ０１０１１０１０」となる。この送信信号は、擬似ノイズコード２１１（「０１０１１０１０１」）に相当する「１」と擬似ノイズコードの逆数（「１０１００１０１」）に相当する「０」によって作られている。
【００１０】
図２（ｂ）は、エンコードされた擬似ノイズ拡散コードを使用して信号を拡散する方法の例に関する線図である。上記したように、情報信号２１０は、送信信号２１４を作るために、ここでも拡散信号によって変調される。しかし、このケースにおいては、擬似ノイズコードを使う代わりに、エンコードされた擬似ノイズ拡散コードが使用される。エンコードされた循環擬似ノイズ拡散コードを使用することによって、上記したように、複数ビットの情報は、単一ビット毎でなく各擬似ノイズコード毎に送信される。エンコードされた疑似ノイズコードは、擬似ノイズコード内の1ビットを反転することによって作られ、この反転された擬似ノイズコードのビットは、送られる情報信号の値に一致するものである。一例として、２ビットの情報が各擬似ノイズコード毎に送られるとすると、この２ビットの情報は０から３の範囲の値を持っているので、４ビットの擬似ノイズコードが必要とされる。情報ビットの値が３（このビットは「１１」）である場合には、ここでのビットに０から３までの番号を付けたとすると、擬似ノイズコードの３番目のビットが反転される。１ビットの擬似ノイズコード反転によってなされるエンコード・オペレーションは、相関を維持した状態で、送信データのビット密度を高めることができる。相当な長さを持つ一連の拡散コードのどれであっても、１ビットを反転するということはその相関特性に大きな影響を与えるため、例え１ビットの反転でさえこれら相当なコード長に対して依然強い相関を持っている。例えば、図２（ｂ）において、同じ僅かな情報信号２１０（「１０１」）と擬似ノイズコード２１１（「０１０１１０１０」）が使われるとする。このケースでは、２進数「１０１」は、数５に等しく、エンコードされた疑似ノイズコードは、「０１１１１０１０」である。ここにおいて、エンコードされた疑似ノイズコードは、５番のビットが反転された擬似ノイズコードである。このように、エンコードされた疑似ノイズコードは、「１０１」に対応し、従って送信信号は、エンコードされた疑似ノイズコード「０１１１１０１０」となる。
【００１１】
図３は，送信信号の受信及び復号化を示す。図２（ｂ）からの送信信号２１４が受信される際、この信号２１４は、その擬似ノイズコード３１８用の相関器と比較される。各相関器は、１ビットが反転された状態の擬似ノイズコード３１８である。ここにおいて、反転されたビットの位置が信号の値を示す。送信信号は、同時に各相関器と比較するようにしてもよい。一致していることが分ると、（反転されたビットが発見された位置に対応する）相関器に対応する値が読取られる。この値は、元の信号の値である。この方法において、信号は復号化つまり逆拡散される。送信信号「０１１１１０１０」の例を使うと、それが各相関器と比較されるた際、相関器３１５に対応していることが分る。ここで、相関器３１５は、５番のビットが反転された状態の擬似ノイズコード３１８である。従って、復号化信号３２０は、数値「５」に等しく２進数信号で言えば「１０１」に相当する。
【００１２】
以上の説明においては、８ビットの擬似ノイズコードが３ビット情報の送信に使用されたが、他の値のものを使用できるのは言うまでもない。例えば、２ビットの情報を同時に送信するには、４ビットの擬似ノイズコードが必要となる。同様に、４ビットの情報を送信するには、１６ビットの擬似ノイズコードが必要となり、５ビットの情報には、３２ビット擬似ノイズコードが必要となり、更に、６ビットの情報には、６２ビット擬似ノイズコードが必要となるという関係にある。
【００１３】
図４は、複数ユーザーの活動領域において上記変調及び復調プロセスを実施したブロック図を示す。送信装置４００は、直交拡散コード４１０等のテーブルを持つ。直交コードの使用により、２人のユーザーが重複することなく異なる拡散コードを割当てることができる。例えば、第一拡散コード（コード１）４１１をユーザー１  ４５０に対応させ、第二拡散コード（コード２）４１２をユーザー２  ４６０に対応させ、更にコードｎ４１５をユーザーｎ  ４９０にというようにすることができる。信号が送られる際、要求ユーザ４２０に対する擬似ノイズコードが選択される。そして、情報信号４３０は、上記したように、エンコードされた擬似ノイズコード４４０を使って拡散された後、送信される。次に、送信された信号は、複数のユーザーによって受信される。各ユーザー（４５０、４６０）は、上記したような、信号値に応じて反転された１ビットを有し、これらユーザー（４１１、４１２）に割当てられた擬似ノイズコードに対応する相関器（４５１、４６１）を保有している。その信号が当該ユーザーを対象にしたものである場合には、相関器が適合すると判断し、信号は逆拡散つまり復調されることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  拡散された信号を示す線図（ａ）と元の信号とノイズとに復調された、干渉を持つ拡散信号を示す線図（ｂ）である。
【図２】  信号を拡散する従来方法の例（ａ）と、エンコードされた擬似ノイズコードを使用して信号を拡散する方法（ｂ）の例を示す。
【図３】  図２の拡散変調された信号の受信と復号に関するブロック図である。
【図４】  図２及び３のエンコード拡散の方法を実施した複数ユーザーシステムに関するブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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