(57)【要約】本発明にかかるＣＤＭＡ用通信装置にあっては、符号分割多重接続（ＣＤＭＡ：Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）を採用する通信システム内でマルチコード伝送を行うＣＤＭＡ用通信装置であって、拡散部（４）が、所定の送信データ系列を、互いに直交する複数の拡散符号を用いてチップレートのデータに拡散し、セグメントインタリーブ部（５）が、前記複数の拡散符号が直交を保つことができるチップ数となるセグメントサイズで、拡散後の１シンボル分のデータを複数に分割（セグメント）し、セグメント単位のインタリーブを行う。【特許請求の範囲】
【請求項１】
符号分割多重接続（ＣＤＭＡ：Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）を採用する通信システム内でマルチコード伝送を行うＣＤＭＡ用通信装置において、
所定の送信データ系列を、互いに直交する複数の拡散符号を用いてチップレートのデータに拡散する拡散手段と、
前記複数の拡散符号が直交を保つことができるチップ数となるセグメントサイズで、拡散後の１シンボル分のデータを複数に分割（セグメント）し、セグメント単位のインタリーブを行うセグメントインタリーブ手段と、
を備えることを特徴とするＣＤＭＡ用通信装置。
【請求項２】
さらに、前記セグメントインタリーブ後のデータを、前記拡散符号よりも長周期の拡散符号で再拡散する再拡散手段、
を備えることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のＣＤＭＡ用通信装置。
【請求項３】
さらに、前記セグメントインタリーブ後の隣接する複数セグメント間で、チップインタリーブを行うセグメント間チップインタリーブ手段、
を備えることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のＣＤＭＡ用通信装置。
【請求項４】
前記セグメント間チップインタリーブ手段は、
通信相手となる装置から受け取った伝送路の時間的な変化、同時使用する拡散符号番号、マルチレート伝送時最大の同時使用符号数、各拡散符号の送信電力比、に基づいて、符号間干渉量を推定し、許容干渉量に基づいて、セグメント間インタリーブの深さを決定することを特徴とする請求の範囲第３項に記載のＣＤＭＡ用通信装置。
【請求項５】
さらに、前記セグメント間チップインタリーブ後のデータを、前記拡散符号よりも長周期の拡散符号で再拡散する再拡散手段、
を備えることを特徴とする請求の範囲第３項に記載のＣＤＭＡ用通信装置。
【請求項６】
前記セグメント間チップインタリーブ手段は、
通信相手となる装置から受け取った伝送路の時間的な変化、同時使用する拡散符号番号、マルチレート伝送時最大の同時使用符号数、各拡散符号の送信電力比、に基づいて、符号間干渉量を推定し、許容干渉量に基づいて、セグメント間チップインタリーブの深さを決定することを特徴とする請求の範囲第５項に記載のＣＤＭＡ用通信装置。
【請求項７】
前記セグメントインタリーブ手段は、
通信を行う各装置において対応可能なセグメントインタリーブの深さ、または各装置の分類分けを示す指標に基づいて、セグメントインタリーブの深さを決定することを特徴とする請求の範囲第１項に記載のＣＤＭＡ用通信装置。
【請求項８】
符号分割多重接続（ＣＤＭＡ：Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）を採用する通信システム内で、所定の送信データ系列を互いに直交する複数の拡散符号を用いてチップレートのデータに拡散し、前記複数の拡散符号が直交を保つことができるチップ数となるセグメントサイズで拡散後の１シンボル分のデータを複数に分割（セグメント）し、セグメント単位のインタリーブ（セグメントインタリーブ）を行う送信側の通信装置と、マルチコード伝送を行うＣＤＭＡ用通信装置において、
前記拡散符号に対して前記セグメントインタリーブを行い、所定の受信処理を行った後の信号を、前記セグメントインタリーブ後の拡散符号系列を用いて逆拡散する逆拡散手段と、
逆拡散後のデータ系列に対して前記セグメント単位のデインタリーブを行い、その後、セグメント結合を行うセグメントデインタリーブ手段と、
を備えることを特徴とするＣＤＭＡ用通信装置。
【請求項９】
前記送信側の通信装置が、前記セグメントインタリーブ後のデータを前記拡散符号（第一次拡散符号）よりも長周期の拡散符号（第二次拡散符号）で再拡散する場合、
前記逆拡散手段は、前記第一次拡散符号と前記第二次拡散符号を合成した拡散符号系列を用いてセグメント単位に逆拡散を行うことを特徴とする請求の範囲第８項に記載のＣＤＭＡ用通信装置。
【請求項１０】
前記送信側の通信装置が、前記セグメントインタリーブ後の隣接する複数セグメント間でチップインタリーブ（セグメント間チップインタリーブ）を行う場合、
前記逆拡散手段は、前記セグメントインタリーブおよび前記セグメント間チップインタリーブの両方の処理に対応して並べ替えた拡散符号系列を用いてセグメント単位に逆拡散を行うことを特徴とする請求の範囲第８項に記載のＣＤＭＡ用通信装置。
【請求項１１】
前記送信側の通信装置が、さらに、前記セグメント間チップインタリーブ後のデータを、前記拡散符号（第一次拡散符号）よりも長周期の拡散符号（第二次拡散符号）で再拡散する場合、
前記逆拡散手段は、前記第一次拡散符号を前記セグメントインタリーブおよび前記セグメント間チップインタリーブの両方の処理に対応して並べ替えた拡散符号系列と、前記第二次拡散符号と、を合成した拡散符号系列を用いてセグメント単位に逆拡散を行うことを特徴とする請求の範囲第１０項に記載のＣＤＭＡ用通信装置。
【請求項１２】
さらに、復調結果が正しいことを識別するための誤り検出手段と、
前記復調結果が正しい割合を計算する統計処理手段と、
復調結果が正しい可能性を判断するための特定のしきい値と前記割合とを比較する比較手段と、
を備え、
前記比較の結果、復調結果が正しい可能性が高い場合、以降、特定のセグメントを結合しないことを特徴とする請求の範囲第８項に記載のＣＤＭＡ用通信装置。
【請求項１３】
復調結果が正しいことを識別するための誤り検出手段と、前記復調結果が正しい割合を計算する統計処理手段と、復調結果が正しい可能性を判断するための特定のしきい値と前記割合とを比較する比較手段と、を備えた受信側の通信装置から前記比較の結果を受信した場合、
前記セグメントインタリーブ手段は、
前記比較の結果、復調結果が正しい可能性が高い場合、セグメント分割を行った後、特定のセグメントの送信電力をＯＦＦとすることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のＣＤＭＡ用通信装置。
【請求項１４】
復調結果が正しいことを識別するための誤り検出手段と、前記復調結果が正しい割合を計算する統計処理手段と、を備えた受信側の通信装置から前記割合を受信した場合、
前記セグメントインタリーブ手段は、
復調結果が正しい可能性を判断するための特定のしきい値と前記割合とを比較し、復調結果が正しい可能性が高い場合、セグメント分割を行った後、特定のセグメントの送信電力をＯＦＦとすることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のＣＤＭＡ用通信装置。
【請求項１５】
受信側の通信装置から復調結果を受信した場合、
前記セグメントインタリーブ手段は、
復調結果が正しい割合を計算し、さらに、復調結果が正しい可能性を判断するための特定のしきい値と前記割合とを比較し、復調結果が正しい可能性が高い場合、セグメント分割を行った後、特定のセグメントの送信電力をＯＦＦとすることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のＣＤＭＡ用通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  この発明は、通信方式として符号分割多重接続（ＣＤＭＡ：Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）を採用する通信システムを構成するＣＤＭＡ用通信装置に関するものであり、特に、ＣＤＭＡ通信システムにおいてマルチコード伝送を行うＣＤＭＡ用通信装置に関するものである。
【背景技術】  以下、ＣＤＭＡ通信システムを構成する従来の通信装置について説明する。ＣＤＭＡ通信システムにおいては、無線リソースを有効に活用するため、種々の受信特性改善技術が検討されている。一方で、インターネットの拡大に伴うブロードバンド化が進み、一手法として、複数の符号を同時に使用する技術も重要になっている。
複数の符号を同時に使用する技術の一例として、Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅ−ｂａｎｄ  ＣＤＭＡ）移動無線システム（ＦＤＤ：Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）の通信装置について説明する（下記非特許文献１，２参照）。
まず、上記従来の通信装置の基本的な動作について説明する。通信装置では、送信するデータにＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｈｅｃｋ）を付けた後、誤り訂正符号化を行い、さらに、データ単位のインタリーブを行う。このインタリーブは、誤り訂正符号がバースト誤りに弱い性質を補うために有効である。その後、通信装置では、インタリーブ後のデータをＯＶＳＦ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｓｐｒｅａｄｉｎｇ  Ｆａｃｔｏｒ）・スクランブリングコードでチップレートのデータに拡散する。そして、一般に、拡散後の信号は、Ｄ／Ａ変換によりアナログ信号に変換され、さらに、搬送周波数にアップコンバートされ、ＲＦ部を経由して送信される。
しかしながら、上記のように、データ単位のインタリーブで送信されたデータでは、無線伝搬におけるフェージングやシャドーイングにより連続して短い時間で品質が劣化すると、１シンボルの全てのチップの品質が同時に劣化する。この場合、受信側の通信装置では、軟判定による誤り訂正復号に使用するデータセット（３ＧＰＰにおける１ＴＴＩ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｔｉｍｅ  Ｉｎｔｅｒｖａｌ）の情報）において、信頼度情報に大きな誤りが含まれ、十分な復号能力が得られない、という問題があった。
上記のような問題を解決する従来技術としては、たとえば、下記特許文献１に記載の「ＣＤＭＡ無線通信システム」がある。
下記特許文献１に記載の通信装置では、送信するデータにＣＲＣを付けた後、誤り訂正符号化を行い、さらに、データ単位のインタリーブを行う。その後、この通信装置では、インタリーブ後のデータをスクランブリングコードでチップレートのデータに拡散し、さらにチップインタリーブを行う。そして、チップインタリーブ後の信号は、Ｄ／Ａ変換によりアナログ信号に変換され、さらに、搬送周波数にアップコンバートされ、ＲＦ部を経由して送信される。
このように、下記特許文献１に記載の通信装置では、ＣＤＭＡ送信において、拡散したチップをインタリーブすることにより、フレーム内の各シンボルの品質を一定にするとともに、送信電力制御の速度を緩和させることでオーバーヘッドの削減と他セルへの干渉量を低減させている。
つづいて、上記従来の通信装置において、複数の符号を同時に使用する場合の技術について説明する。たとえば、従来の通信装置（ここでは移動局を想定する）においては、シンボルレート（無線送信する単位時間あたりの情報量：９６０ｋｓｐｓ（ｋ・ｓｙｍｂｏｌ／ｓｅｃｏｎｄ）を想定）が不足し、増加させる必要がある場合、同時に使用する拡散符号数を増やして対応する。すなわち、９６０ｋｓｐｓを２つ同時に使用する。そして、２つでも不足するときには３つ、３つでも足りないときは４つ、と使用符号数を増加して送信する。これをマルチコード伝送と呼ぶ。
具体的にいうと、たとえば、３ＧＰＰにおいては、送信制御用のＤＰＣＣＨ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ）の他に、複数の９６０ｋｓｐｓのＤＰＤＣＨ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｄａｔａ  Ｃｈａｎｎｅｌ）を多重することができる。一例として、３つのＤＰＤＣＨを多重する場合には、ＤＰＣＣＨとＤＰＤＣＨ＃２をＱＰＳＫ変調のＱ軸に割り付け、ＤＰＤＣＨ＃１と＃３をＩ軸に割り付ける。そして、各符号間の信号を直交させることにより符号間の干渉を無くす。以下に、ＤＰＤＣＨ＃１〜＃３に割り当てられた拡散符号の一例を示す。
ＤＰＣＣＨ＝＋１，＋１，＋１，…，＋１，＋１
ＤＰＤＣＨ＃１＝＋１，＋１，−１，−１
ＤＰＤＣＨ＃２＝＋１，＋１，−１，−１
ＤＰＤＣＨ＃３＝＋１，−１，＋１，−１
この場合、ＤＰＤＣＨ＃１と＃２は拡散符号が同一であるが、位相が異なることで直交し、ＤＰＤＣＨ＃１と＃３は位相が同一であるが拡散符号が直交している。
【非特許文献１】    ３ＧＰＰ（３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ）規格  ＴＳ２５．２１３  ４．２．１  ４．３．１．１  ４．３．２  ５．２．２
【非特許文献２】    ３ＧＰＰ規格  ＴＳ２５．２１２  ４．２
【特許文献１】    特開２０００−１０１４７８公報
しかしながら、前述した特許文献１に記載された通信装置では、マルチコード多重された信号において、チャネル利得の変動により符号の直交性が崩れ、受信特性を劣化させてしまう場合がある、という問題が知られており、それを回避するためには高度な復調処理を必要とする、という問題があった（信学技報ＳＳＴ２００２−２９、ｐｐ．１７−２２、Ｏｃｔ．２００２参照）。
ここで、マルチコード時の符号間干渉の一例として、実際に同期が理想的に取れている受信機における相関値がどうなるかについて説明する。たとえば、送信機ａが”＋１”という情報に対して４チップ（＋１，＋１，−１，−１）のＢＰＳＫ拡散変調を行い、送信機ｂが”＋１”という情報に対して４チップ（＋１，−１，＋１，−１）のＢＰＳＫ拡散変調を行い、送信機ｃが”＋”という情報に対して４チップ（−１，＋１，＋１，−１）のＢＰＳＫ拡散変調を行う場合の一例を想定する。また、各送信機は、変調後の情報を４倍に増幅して送信する。したがって、送信機ａ：＋４，＋４，−４，−４、送信機ｂ：＋４，−４，＋４，−４、送信機ｃ：−４，＋４，＋４，−４として送った信号は、加算されて＋４，＋４，＋４，−１２になる。このとき、伝搬路の影響を受けない場合、受信機では、＋４，＋４，＋４，−１２として送られてきた信号をそのまま受信する。そして、受信側が、送信機ａと同じ拡散符号：＋１，＋１，−１，−１を用いて逆拡散すると、＋４×（＋１）＋４×（＋１）＋４×（−１）−１２×（−１）＝１６＞０となり、＋１の送信信号を抽出することができる。同様に、受信機が、送信機ｂ，ｃと同じ拡散符号を用いて逆拡散すると、それぞれ１６＞０となり＋１の送信信号を抽出することができる。
しかしながら、チップインタリーブが行われていると、４つのチップの受信時間に差があるため、フェージングやシャドーイングにより４チップそれぞれの受信利得に差がでてくる。たとえば、簡易なケースとして、伝搬路の影響で電力の比が先頭チップから４：３：２：１になるケースを想定する。すなわち、＋４，＋４，−４，−４として送った送信機ａの信号が、＋４，＋３，−２，−１となるケースを想定する。本来であれば、受信側では、送信機ａの信号として、＋４×（＋１）＋３×（＋１）−２×（−１）−１×（−１）＝１０の相関電力を得ることができる。ところが、ここでは、送信機ｂの信号が＋４，−３，＋２，−１、送信機ｃの信号が−４，＋３，＋２，−１となるので、加算すると＋４，＋３，＋２，−３となり、受信側が、送信機ａと同じ拡散符号＋１，＋１，−１，−１を用いて逆拡散すると４×（＋１）＋３×（＋１）＋２×（−１）−３×（−１）＝８となり、＋１の送信信号を抽出することはできるが、本来受信すべき相関電力１０よりも相関電力が２だけ小さくなる。この差分が符号間干渉であり、送信機ｂの符号では４、送信機ｃの符号では６の符号間干渉が存在することになる。
さらに、従来の通信装置においては、たとえば、多重する符号間の相互相関、対象の符号とその他の符号の送信電力比に応じて、符号間干渉が大きくなることが知られている。
また、前述した特許文献１に記載された通信装置（受信機）では、逆拡散の対象となる１シンボル分がインタリーブで広がっている範囲にわたって、チップ単位でサンプリングされた受信データをメモリに蓄える必要があり、回路規模が大きくなる、という問題があった。
具体的にいうと、ＣＤＭＡでは、既知系列（３ＧＰＰ規格ではｐｉｌｏｔ信号という固定の信号）から伝搬路を推定し、位相変化分をもとに戻すための位相回転量・振幅補償量を算出する処理を行うが、その後の処理において、対象のチップが全て位相補償されてからでないと逆拡散を行うことができないため、逆拡散処理の前段にメモリが必要になる。
また、前述した特許文献１に記載された通信装置（受信機）では、受信信号の遅延プロファイルを推定するためのサーチ回路においても、レプリカとなる拡散符号をインタリーブするためのメモリが必要となり、回路規模が大きくなる、という問題があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、復号能力を改善しつつ複雑で高度な復調処理を不要とし、回路規模の縮小を実現し、かつ各コードの直交性を確保しつつマルチコード伝送を実現可能な通信装置を提供することを目的としている。
【発明の開示】
本発明にかかるＣＤＭＡ用通信装置にあっては、符号分割多重接続（ＣＤＭＡ：Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）を採用する通信システム内でマルチコード伝送を行うＣＤＭＡ用通信装置であって、所定の送信データ系列を、互いに直交する複数の拡散符号を用いてチップレートのデータに拡散する拡散手段と、前記複数の拡散符号が直交を保つことができるチップ数となるセグメントサイズで、拡散後の１シンボル分のデータを複数に分割（セグメント）し、セグメント単位のインタリーブを行うセグメントインタリーブ手段と、を備えることを特徴とする。
この発明によれば、送信側の通信装置にて、送信信号を拡散後、セグメントインタリーブを行う構成とし、受信側の通信装置においては、拡散に用いた拡散符号に対してセグメントインタリーブを行うことによって拡散符号系列を生成し、この拡散符号により所定の拡散率で逆拡散し、その後、セグメント単位にデインタリーブを行う構成とした。これにより、マルチコード伝送時であっても同時使用している符号間で干渉が発生しないようにすることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】  第１図は、本発明にかかるＣＤＭＡ用通信装置として動作する実施の形態１の送信側の通信装置の構成を示す図であり、第２図は、１つのデータを４つのセグメントに分割する場合の一例を示す図であり、第３図は、本発明にかかるＣＤＭＡ用通信装置として動作する実施の形態１の受信側の通信装置の構成を示す図であり、第４図は、受信側の通信装置における復調時の処理データフローを示す図であり、第５図は、拡散符号の一例を示す図であり、第６図は、拡散符号毎の送信電力を示す図であり、第７図は、本発明にかかるＣＤＭＡ用通信装置として動作する実施の形態２の送信側の通信装置の構成を示す図であり、第８図は、送信側の通信装置における変調時の処理データフローを示す図であり、第９図は、受信側の通信装置における復調時の処理データフローを示す図であり、第１０図は、本発明にかかるＣＤＭＡ用通信装置として動作する実施の形態３の送信側の通信装置の構成を示す図であり、第１１図は、セグメント間チップインタリーブの深さを動的に変化させる場合の処理シーケンスを示す図であり、第１２図は、実施の形態２の構成にセグメント間チップインタリーブを追加した場合の送信側の通信装置の構成を示す図であり、第１３図は、第１２図の送信側の通信装置における変調時の処理データフローを示す図であり、第１４図は、セグメントインタリーブの深さを第８図の１／２にした場合の処理フローを示す図であり、第１５図は、セグメントインタリーブの深さの決定方法を示す図であり、第１６図は、本発明にかかるＣＤＭＡ用通信装置として動作する実施の形態５の受信側の通信装置の構成を示す図であり、第１７図は、特定のセグメントを結合しない場合の、受信側の通信装置における復調時の処理データフローを示す図であり、第１８図は、特定のセグメントに対してセグメントデインタリーブを行わない構成とした場合の、受信側の通信装置における復調時の処理データフローを示す図であり、第１９図は、本発明にかかるＣＤＭＡ用通信装置として動作する実施の形態６の送信側および受信側の通信装置の構成を示す図であり、第２０図は、特定のセグメントの送信電力をＯＦＦとする場合の、送信側の通信装置における変調時の処理データフローを示す図であり、第２１図は、特定のセグメントの送信電力をＯＦＦとする場合の、送信側の通信装置における変調時の処理データフローを示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下に、本発明にかかるＣＤＭＡ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本発明が限定されるものではない。
実施の形態１．
第１図は、本発明にかかるＣＤＭＡ用通信装置として動作する実施の形態１の送信側の通信装置の構成を示す図である。第１図に示す送信側の通信装置は、ＣＲＣ付与部１と、誤り訂正符号化部２と、データ単位インタリーブ部３と、拡散部４と、セグメントインタリーブ部５と、Ｄ／Ａ部（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｎａｌｏｇ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）６と、Ｕ／Ｃ（Ｕｐ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）部７と、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）部８と、を備えている。
まず、送信側の通信装置の動作について説明する。この通信装置では、ＣＲＣ付与部１にて送信するデータにＣＲＣを付けた後、誤り訂正符号化部２にて誤り訂正符号化を行い、さらに、データ単位インタリーブ部３にてデータ単位のインタリーブを行う。その後、この通信装置では、拡散部４が、インタリーブ後のデータをスクランブリングコードでチップレートのデータに拡散し、さらにセグメントインタリーブ部５が、チップレートのデータをセグメントに分けてセグメント単位に送信順序を変更する。これをセグメントインタリーブと呼ぶ。そして、セグメントインタリーブ後の信号が、Ｄ／Ａ部６にてアナログ信号に変換され、さらに、Ｕ／Ｃ部７にて搬送周波数にアップコンバートされ、ＲＦ部８を経由して送信される。
ここで、本発明の特徴的な処理であるセグメントインタリーブについて説明する。第２図は、１つのデータを４つのセグメントに分割する場合の一例を示す図である。ここでは、各セグメントを、極力広い範囲に一様になるように配置する。セグメントの大きさは、複数の符号を用いて、同時に送信する信号が互いに直交できる数が必要である。また、１つのセグメントは時間的に連続送信される。
また、セグメントは、１シンボルよりできるだけ小さくし、同時に送信する複数の符号間で直交を保てる大きさにすることが望ましい。たとえば、ＢＰＳＫで４符号同時に送信するときには、４チップのセグメントにする。これにより、セグメント内の４チップがそれぞれ直交する符号を選択することが可能となり、さらに、セグメントは時間的に連続しているのでセグメント内のチャネル利得は均一とみなせる可能性が非常に高くなる。これを局所的コヒーレント状態と呼ぶ。
たとえば、送受信するマルチコード数：ｍ１からセグメントサイズを計算する処理をＴＴＩ毎に行う場合の一例を示す。送信側の通信装置では、送信するデータ量に基づいてｍ１を決定し、これに対応したレイヤ１シグナリングを送信する。３ＧＰＰでは、ＴＦＣＩ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｆｏｒｍａｔ  Ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）がこれに相当する。このとき、送信するセグメントサイズは、下記（１）式をマルチコード数：ｍ１が満たすときの２ｎとなる。
２ｎ−１＜ｍ１≦２ｎ              …（１）
したがって、受信側の通信装置では、ＴＦＣＩにより示されるマルチコード数：ｍ１から２ｎを算出し、このセグメントサイズにしたがって復調処理を行うことになる。
また、上記セグメントサイズ決定処理は、下りユーザが多重されているケースにも適用できる。たとえば、全ユーザのコード数の総和：ｍ２を別な無線チャネル（Ｌ１シグナリング）を用いて送信する。このとき、送信するセグメントサイズは、下記（２）式をマルチコード数：ｍ２が満たすときの２ｎとなる。
２ｎ−１＜ｍ２≦２ｎ              …（２）
ただし、全ユーザのシンボルレートの中で最も小さいＳＦ（Ｓｐｒｅａｄ  ｆａｃｔｏｒ：拡散率）が下記（３）式を満たしている必要がある。
ＭＩＮ＿ＳＦ（ｓｙｍｂｏｌ＿ｒａｔｅ（ｉ））≧２ｎ      …（３）
したがって、下りユーザが多重されているケースにおいても、受信側の通信装置では、レイヤ１シグナリングにより示されるマルチコード数：ｍ２から２ｎを算出し、このセグメントサイズにしたがって復調処理を行うことになる。
なお、送受信するシンボルレートが様々に変化する通信システムであるが、高速なレイヤ１シグナリングができない場合は、様々なＴＦＣＩの中で最も大きい同時送信符号数や、多重されているユーザの中で許容されているシンボルレートが最も大きなものから、セグメントサイズをマルチコード数：ｍ１，ｍ２とすることとしてもよい。
第３図は、本発明にかかるＣＤＭＡ用通信装置として動作する実施の形態１の受信側の通信装置の構成を示す図である。第３図に示す受信側の通信装置は、ＲＦ部１１と、Ｄ／Ｃ（Ｄｏｗｎ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）部１２と、Ａ／Ｄ部（Ａｎａｌｏｇ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１３と、ＲＡＫＥ受信器１４と、セグメントデインタリーブ部１５と、シンボル再生部１６と、データ単位デインタリーブ部１７と、誤り訂正部１８と、ＣＲＣチェック部１９と、を備え、上記ＲＡＫＥ受信器１４については、位相推定部２１と、Ｉ＆Ｄ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ＆  Ｄｕｍｐ）部２２と、位相補償部２３と、マルチパス合成部２４と、を備えている。
第４図は、受信側の通信装置における復調時の処理データフローを示す図である。ここでは、無線伝搬におけるフェージングにより、たとえば、ＳＩＲ（Ｓｉｇｎａｌ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｒａｔｉｏ）で示される受信品質が変化する場合を想定する。受信品質は、軟判定による誤り訂正復号に使用する信頼度情報に対応し、ここでは、時間的に信頼度情報のばらつきが発生している。
受信側の通信装置では、ＲＦ部１１を経由して受信した信号を、Ｄ／Ｃ部１２がベースバンドにダウンコンバートし、さらに、Ａ／Ｄ部１３がベースバンド信号をディジタル信号に変換する。Ａ／Ｄサンプリングデータは、少なくとも１チップ時間単位毎のサンプリングとなる。ＲＡＫＥ受信器１４では、Ｉ＆Ｄ部２２にてセグメント単位の逆拡散を行うので、位相推定部２１が、既知系列から位相推定を行う。そして、位相補償部２３が、位相推定結果に基づいてＩ＆Ｄ部２２による逆拡散後の信号の位相補償を行い、マルチパス合成部２４が、伝搬遅延の異なる信号を同相合成する。
つぎに、セグメントデインタリーブ部１５では、広い範囲に配置したセグメントを集めるデインタリーブ（並べ替え処理）を行う。シンボル再生部１６では、１シンボル分の信号を加算する。データ単位デインタリーブ部１７では、データ単位のデインタリーブ（並べ替え処理）を行う。誤り訂正部１８では、並べ替え後の信号に対して所定の誤り訂正を行い、ＣＲＣが付加された受信信号を得る。ここでは、符号間干渉を含まない信頼度情報で、かつバースト的な無線伝搬の変化でも信頼度情報を失わないで、誤り訂正を行うことにより、良好な受信特性を得る。ＣＲＣチェック部１９では、ＣＲＣの良否を判定後、受信データのみを上位レイヤに伝送する。
本実施の形態の受信側の通信装置においては、上記で説明したように、各セグメント内が局所的コヒーレント状態のため、セグメント単位に逆拡散しても符号間干渉が発生しない。これにより、従来チップインタリーブにより広い範囲に配置されていた１シンボル分のＡ／Ｄサンプリング後の情報を、メモリに蓄積しておく必要がなくなるので、回路規模を大幅に削減できる。なお、セグメント単位に逆拡散するためには、拡散符号を蓄積してセグメントインタリーブと同一の処理を行い、順番を換える必要がある。本制約は、従来のチップインタリーブでも発生している。
ここで、本実施の形態におけるマルチコード伝送時の受信特性について説明する。ここでは、１つのセグメントを４チップ（セグメントの大きさを４）とし、３つの符号を同時使用するケースを想定する。また、符号多重前の信号の電力値が１５８の場合を想定する。また、第５図は、拡散符号の一例を示す図であり、１６符号中、拡散符号番号＃１〜＃４から１符号、＃５〜＃８から１符号、＃９〜＃１２から１符号、＃１３〜＃１６から１符号を選択する。ここでは、拡散符号番号＃３，＃８，＃１０を等電力で同相多重した信号の例を用いて説明する。
たとえば、セグメント内は、平均して第ｎチップ×１．０１＝第（ｎ＋１）チップの振幅変化があり、セグメント間は、フェージングの影響で第ｎチップ×１．３３＝第（ｎ＋１）チップ程度の振幅変化があった場合、このときの相関電力は、第６図のようになり、拡散符号番号＃３，＃８，＃１０の１６チップの電力の合計値は、符号多重前の信号の電力値：１５８とほぼ等しくなっており、符号間干渉が発生していないことがわかる。また、もう一つ選択可能な符号の拡散符号番号＃１３〜＃１６には不要な相関がたっていないことが分かる。
以上のように、本実施の形態においては、送信側の通信装置にて、送信信号を拡散後、セグメントインタリーブを行う構成とし、受信側の通信装置においては、拡散に用いた拡散符号に対してセグメントインタリーブを行うことによって拡散符号系列を生成し、この拡散符号により所定の拡散率で逆拡散し、その後、セグメント単位にデインタリーブを行う構成とした。これにより、マルチコード伝送時であっても同時使用している符号間で干渉が発生しない。
また、セグメントインタリーブで各セグメントが分散されたことにより、フェージングやシャドーイングにより連続して短い時間で品質が劣化した場合であっても、１シンボルの全てのチップが同時に品質劣化することを回避でき、これにより、受信品質を向上させることができる。
また、セグメント内で直交が保たれており、受信処理の始めの段階でセグメント単位の逆拡散を実行できるので、位相推定の前段にチップ単位のメモリが不要となり、また、受信信号の遅延プロファイルを推定するためのサーチ回路においても、拡散符号をインタリーブするためのメモリが不要となり、装置全体の回路規模を縮小できる。
実施の形態２．
第７図は、本発明にかかるＣＤＭＡ用通信装置として動作する実施の形態２の送信側の通信装置の構成を示す図であり、この送信側の通信装置は、第一次拡散部４ａと、第二次拡散部４ｂと、を備えている。なお、先に説明した実施の形態１の第１図と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施の形態の送信側の通信装置では、データ単位インタリーブ部３にてインタリーブ処理を行った後、第一次拡散部４ａが、同時に送信する複数の符号間で直交を保てる拡散符号を用いてチップレートのデータに拡散する。その後、セグメントインタリーブ部５にてチップレートのデータをセグメントに分けてセグメント単位に送信順序を変更する。さらに、本実施の形態の送信側の通信装置では、第二次拡散部４ｂが、長周期の拡散符号を用いて再拡散する。
一般に、長周期の拡散符号にすることにより、上り（移動局→基地局）の場合、符号のリソース数を増加させても符号リソース管理が容易になることが知られている。また、マルチパス環境下においては、短周期の拡散符号だけではＲＡＫＥ合成が困難になるケースがあることが知られている。そこで、本実施の形態では、長周期拡散符号による拡散をセグメントインタリーブ後に行う。
第８図は、送信側の通信装置における変調時の処理データフローを示す図である。たとえば、ＳＦ＝１６、同時使用符号数＝３の場合、セグメントサイズは上記（１）式に基づいて４となる。したがって、送信側の通信装置では、第一次拡散部４ａが、たとえば、第５図に示す拡散符号を用いて、拡散符号番号＃１〜＃４から１符号、＃５〜＃８から１符号、＃９〜＃１２から１符号、＃１３〜＃１６から１符号、を第一次拡散符号として選択し、これを用いて拡散処理を行う。そして、セグメントインタリーブ部５が、各セグメントとして先頭から４チップ毎に分割し、セグメント単位のインタリーブを行う。このとき、先頭からの４チップ毎に選択した４つの符号は、どの組み合せでも直交を保てるので、局所的コヒーレントを実現できる。その後、第二次拡散部４ｂが、長周期の拡散符号で再拡散を行う。ここでも、同時使用する符号間において局所的コヒーレントが保たれる。
第９図は、受信側の通信装置における復調時の処理データフローを示す図である。なお、受信側の通信装置の構成は、先に説明した第３図と同様である。ここでは、実施の形態１の通信装置と異なる処理についてのみ説明する。本実施の形態の受信側の通信装置では、第一次拡散符号と第二次拡散符号とを合成した拡散符号でセグメント単位に逆拡散を行う。
以上のように、本実施の形態においては、送信側の通信装置が、同時に送信する複数の符号間で直交する拡散符号（第一次）を用いてチップレートのデータに拡散し、その後、チップレートのデータをセグメント単位に並べ替えて、さらに、並べ替え後のデータを長周期の拡散符号（第二次）を用いて再拡散する。一方で、受信側の通信装置が、第一次拡散符号と第二次拡散符号とを合成した拡散符号でセグメント単位に逆拡散を行う。これにより、本実施の形態では、実施の形態１と同様の効果が得られると同時に、さらに、拡散符号を蓄積してセグメントインタリーブと同一の処理で順番を並び替える必要がないので、回路規模を削減できる。
実施の形態３．
第１０図は、本発明にかかるＣＤＭＡ用通信装置として動作する実施の形態３の送信側の通信装置の構成を示す図であり、この送信側の通信装置は、セグメント間チップインタリーブ部３１を備えている。なお、先に説明した実施の形態１の第１図または実施の形態２の第７図と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施の形態の送信側の通信装置では、セグメントインタリーブ後に、セグメント間チップインタリーブ部３１が、局所的コヒーレント状態にある隣接する複数セグメント間でチップインタリーブを行う。これにより、セグメント内の各拡散符号の直交性を確保しつつ、少しでも広い範囲に配置することによるバースト誤りへの耐性を強化できる。
ここで、セグメント間チップインタリーブの深さを動的に変化させる方法について説明する。第１１図は、セグメント間チップインタリーブの深さを動的に変化させる場合の処理シーケンスを示す図である。
まず、受信側の移動局が、たとえば、３ＧＰＰ（ＷＣＤＭＡ−ＦＤＤ）におけるＤＰＣＨのｐｉｌｏｔ信号等の既知のチャネルを用いて伝送路推定を行う。ここでは、ＳＩＲ（または、受信電力値）や位相回転量の大きさを測定する。そして、この測定値を無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）に対して送信する（ステップＳ１）。
ＲＮＣでは、受け取った測定結果から推定した伝送路の時間的な変化，同時使用する拡散符号番号（基地局の場合は、報知チャネル、制御チャネル等に使用している符号を含む），マルチレート伝送時最大の同時使用符号数，各拡散符号の送信電力比、に基づいて、符号間干渉量を推定する（ステップＳ２）。そして、ＲＮＣでは、許容干渉量に基づいて、セグメント間チップインタリーブの深さを決定し（ステップＳ３）、その結果を基地局および移動局に対して通知する（ステップＳ３）。なお、ここでは、ＲＮＣにてセグメント間チップインタリーブの深さを決定しているが、この処理を基地局で行うこととしてもよい。また、符号間干渉量の判定基準は、所要通信品質を確保するためのＥｂ／Ｎ０（ノイズに対する情報１ビットのエネルギー）に依存し、たとえば、符号間干渉量が「小」であると判断するためには、チャネル利得の変化による符号間干渉が増加してもその影響が軽微であると判定できる必要がある。
また、上記第１１図の処理については、上位レイヤのメッセージに限らず、たとえば、レイヤ１のシグナリングにより伝送路の情報を通知することとしてもよい。この場合は、基地局にて符号間干渉量を推定し、その影響が軽微かどうかを判定することになるので、高速なフィードバックが可能となる。
一方で、本実施の形態の受信側の通信装置では、基本的に実施の形態１と同様の復調処理を行うが、Ｉ＆Ｄ部２２の処理が異なる。たとえば、従来のように送信するデータの全部を蓄積するメモリ（チップインタリーブ用）よりは小さくできるが、１セグメント分のデータを蓄積するメモリが必要である。また、逆拡散用の符号については、セグメントインタリーブ，セグメント間チップインタリーブの両方の処理に対応したものが必要となる。
以上のように、本実施の形態においては、送信側の通信装置が、セグメントインタリーブ後に、局所的コヒーレント状態にある隣接する複数セグメント間でチップインタリーブを行う構成とした。これにより、セグメントインタリーブのみを行った実施の形態１よりも広い範囲に各チップが配置されることになり、フェージングによるチャネル利得の変化を抑圧できる。
なお、本実施の形態においては、説明の便宜上、実施の形態１の構成（第１図）にセグメント間チップインタリーブを追加する構成としたが、これに限らず、実施の形態２の構成（第７図）にセグメント間チップインタリーブを追加する構成とした場合であっても、上記と同様の効果を得ることができる。第１２図は、実施の形態２の構成にセグメント間チップインタリーブを追加した場合の送信側の通信装置の構成を示す図であり、第１３図は、第１２図の送信側の通信装置における変調時の処理データフローを示す図である。
また、上記第１２図に対応する受信側の通信装置は、基本的に実施の形態１と同様の復調処理を行うが、Ｉ＆Ｄ部２２において、第一次拡散符号を上記セグメントインタリーブおよび上記セグメント間チップインタリーブの両方の処理に対応して並べ替えた拡散符号と、第二次拡散符号と、を合成した拡散符号を使用することができ、メモリを削除できるので、回路規模を縮小できる。
実施の形態４．
つづいて、実施の形態４の処理について説明する。なお、送信側および受信側の通信装置の構成は、実施の形態２と同様である。
第１４図は、セグメントインタリーブの深さを第８図の１／２にした場合の処理フローを示す図である。たとえば、第一次拡散後、セグメントインタリーブの深さ分の時間が経過すると、先頭のセグメント情報のメモリを解放できるようになるため、セグメントインタリーブの深さが深いほど第一次拡散後のデータを蓄積するためのメモリが大きくなる。これは受信側も同様である。
そこで、本実施の形態では、ハードウェア（メモリ）の制約の中で、最良の通信品質が得られる、最大のセグメントインタリーブの深さを採用する方法について説明する。
第１５図は、本実施の形態のセグメントインタリーブの深さの決定方法を示す図である。ここでは、前提として、ＲＮＣが、移動局，基地局で対応可能なセグメントインタリーブの深さを管理する。
まず、移動局と基地局は、通信を始める前に、基地局で対応可能なセグメントインタリーブの深さ、移動局で対応可能なセグメントインタリーブの深さ、をＲＮＣに通知する（ステップＳ１１）。または、対応可能なセグメントインタリーブの深さに相当する基地局のクラス、移動機のクラス、をＲＮＣに通知する（ステップＳ１１）。
ＲＮＣでは、これらの情報に基づいてメモリサイズの小さい方のセグメントインタリーブの深さを採用し（ステップＳ１２）、採用結果を移動局および基地局に通知する（ステップＳ１３）。なお、ここでは、ＲＮＣにてセグメントインタリーブの深さを決定しているが、この処理を基地局で行うこととしてもよい。すなわち、自装置に関する上記情報および移動局から通知される情報に基づいてメモリサイズの小さい方のセグメントインタリーブの深さを採用し（ステップＳ１２）、
また、基地局間のハンドオーバを行うときは、新規の基地局を追加する前に、ハンドオーバ先の基地局が、対応可能なセグメントインタリーブの深さをＲＮＣに通知し、ＲＮＣでは、ハンドオーバ元の基地局、ハンドオーバ先の基地局および移動局の中で、メモリサイズの最も小さい装置のセグメントインタリーブの深さを採用する。
以上のように、本実施の形態においては、ハードウェアの制約の中で最大のセグメントインタリーブの深さを採用する構成とした。これにより、ハードウェアの制約の中で最良の通信品質を実現できる。
実施の形態５．
第１６図は、本発明にかかるＣＤＭＡ用通信装置として動作する実施の形態５の受信側の通信装置の構成を示す図であり、この受信側の通信装置は、第３図におけるＲＦ部から誤り訂正部までの処理を行う相当復調／復号部４１と、復調結果が正しいことを識別するためのＣＲＣチェック部１９と、復調結果が正しい割合を計算する統計処理部４２と、特定のしきい値と前記正しい割合とを比較するしきい値比較部４３と、を備えている。ここでは、先に説明した実施の形態１と異なる処理についてのみ説明する。なお、送信側の通信装置の構成については、先に説明した実施の形態１、２または３のいずれかとなる。
まず、受信側の通信装置では、復調／復号部４１による処理結果をＣＲＣチェック部１９に送信し、ＣＲＣチェック部１９が、上記処理結果に対してＣＲＣチェックを行う。これにより、復調データが正しいかどうかを判断する。
つぎに、統計処理部４２では、複数回分の復調／復号結果を蓄積し、たとえば、ＣＲＣチェックにおいて正しいと判断した場合の回数と全受信数との比（上記復調結果が正しい割合）を算出する。そして、しきい値比較部４３では、内部に保有するしきい値と、上記復調結果が正しい割合と、を比較し、その比較結果を復調／復号部４１に通知する。たとえば、上記復調結果が正しい割合が上記しきい値以上の場合、復調／復号部４１では、以降、特定のセグメントを結合しない。一方で、上記復調結果が正しい割合が上記しきい値未満の場合、復調／復号部４１では、以降、セグメント数を増加させるための処理を行う。第１７図は、特定のセグメントを結合しない場合の、受信側の通信装置における復調時の処理データフローを示す図である。
以上のように、本実施の形態においては、復調データが正しい可能性の高い場合、以降、特定のセグメントを結合しない構成とした。これにより、復調処理を簡略化でき、さらに消費電力を削減できる。
なお、本実施の形態では、復調データが正しい可能性の高い場合に、以降、特定のセグメントを結合しないこととしたが、これに限らず、第１８図に示すように、特定のセグメントに対してセグメントデインタリーブを行わない構成とした場合であっても、また、特定のセグメントに対して逆拡散を行わない構成（図示せず）とした場合であっても、上記と同様の効果を得ることができる。
また、上記統計処理部４２においては、ＣＲＣチェックにおいて正しいと判断した場合の回数と全受信数との比を計算しているが、これに限らず、たとえば、最新の１秒間の受信数に対する移動平均を計算することとしてもよい。
実施の形態６．
第１９図は、本発明にかかるＣＤＭＡ用通信装置として動作する実施の形態６の送信側および受信側の通信装置の構成を示す図であり、送信側の通信装置は、前述した第１図（実施の形態１）または第７図（実施の形態２）と基本的に同様であり、受信側の通信装置は、前述した第１６図（実施の形態５）と基本的に同様である。ここでは、上記各実施の形態と異なる処理についてのみ説明する。
本実施の形態では、受信側の通信装置におけるしきい値比較部４３が、内部に保有するしきい値と、上記復調結果が正しい割合と、を比較し、その比較結果を送信側の通信装置のセグメントインタリーブ部５に通知する。たとえば、上記復調結果が正しい割合が上記しきい値以上の場合、セグメントインタリーブ部５では、以降、セグメント分割を行った後、特定のセグメントの送信電力をＯＦＦとする。一方で、上記復調結果が正しい割合が上記しきい値未満の場合、セグメントインタリーブ部５では、以降、送信電力がＯＦＦとなっているセグメント数を減らす。第２０図（第１図に対応）および第２１図（第７図に対応）は、特定のセグメントの送信電力をＯＦＦとする場合の、送信側の通信装置における変調時の処理データフローを示す図である。
上記のように、本実施の形態においては、復調データが正しい可能性の高い場合、以降、送信側の通信装置において、特定のセグメントの送信電力をＯＦＦとする構成とした。これにより、変調処理および復調処理を簡略化でき、さらにシステム全体の消費電力を削減できる。
なお、本実施の形態では、しきい値比較部４３が比較結果を送信側の通信装置に対してフィードバックする構成としたが、これに限らず、たとえば、統計処理部４２が、上記復調結果が正しい割合を、送信側の通信装置に対してフィードバックする構成としてもよい。この場合、送信側の通信装置が、しきい値との比較処理を行う。
また、復調結果を送信側の通信装置に対してフィードバックする構成としてもよい。この場合、送信側の通信装置が、復調結果が正しい割合を計算し、さらにしきい値との比較処理を行う。
【産業上の利用可能性】  以上のように、本発明にかかる通信装置は、通信方式としてＣＤＭＡを採用する通信システムに有用であり、特に、ＣＤＭＡ通信システムにおいてマルチコード伝送を行うＣＤＭＡ用通信装置として適している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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