JP2000299680A - スペクトラム拡散多重接続無線システムの運用方法及び装置 - Google Patents

スペクトラム拡散多重接続無線システムの運用方法及び装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スペクトラム拡散多重接続セルラー無線シス
テムの手法の改善。 【解決手段】 直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）方式ス
ペクトラム拡散多重接続無線システムにおいて、帯域幅
全体が直交トーンに分割され、送信側で、音声情報を通
信する各ユーザによる使用に対して非常に小さい個数の
直交トーンが、又音声より高いビットレートのデータ情
報を通信する各ユーザに対して非常に小さい個数よりも
大きい個数の直交トーンが、ＯＦＤＭ送信機３０１のト
ーン割当ユニット３０７によって割り当てられ；割り当
てられた直交トーンが、利用可能なスペクトラム内で時
間とともに、トーン割当ユニット３０７によってホッピ
ングされ；割り当てられたトーンのホッピングが、無線
システムのダウンリンクでは割り当てられたトーンのホ
ッピングが高速で行われ；アップリンクでは低速で行わ
れる。受信側でも同様なトーン割り当て及びトーンホッ
ピングが行われる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、無線及びその他の
通信システムで用いられているような、直交周波数分割
多重（ＯＦＤＭ）に基づくスペクトラム拡散多重接続に
関する。
【０００２】
【従来の技術】無線通信システムは、ａ）システムが扱
うことのできるユーザの数、及びｂ）もしデータ通信サ
ービスが提供される場合には、そのデータレート（通信
速度）、をできるだけ効率よく最大化できることが望ま
しい。無線通信システムは、媒体を共用するシステムで
ある。すなわち、固定された利用可能な帯域幅をそのシ
ステムのユーザ全てで共用しなければならない。これら
のシステムはしばしば、受信地域が別個のセルに分割さ
れ、各セルが１つの基地局によって扱われるような、い
わゆるセルラーシステムの形で実現される。
【０００３】この技術分野で周知のように、セルラー無
線システムの２つの特に望ましい要件は、１）セル内の
干渉、すなわち同じセル内の２人のユーザの一方が起こ
し他方に影響を及ぼす干渉、ができるだけ小さいこと、
及び２）異なるセル間の干渉、すなわち或るセル内のユ
ーザが起こし別のセルのユーザに影響を及ぼす干渉、が
隣接するセルの全てのユーザに平均化されること、の２
つである。従来の技術によるディジタルセルラーシステ
ムは大抵、ＧＳＭ−ＩＳ−１３６又はＧＳＭ−ＩＳ−５
４規格（欧州電気通信標準化協会）に基づくシステムの
ような時間分割多重接続（ＴＤＭＡ）システム、又は例
えばＩＳ−９５規格に基づくシステムのような符号分割
多重接続（ＣＤＭＡ）システムである。
【０００４】従来の技術の狭帯域幅ＴＤＭＡシステムで
は、隣接する基地局は、利用可能なスペクトラム（周波
数帯域）のうちの異なる部分、例えば部分的に重なり合
うことのない部分を用いる。しかし、基地局間が相互に
十分な距離だけ離れていて基地局間にかなりの相互干渉
が生じるのを避けられるような基地局、すなわち、隣接
していない基地局は、利用可能なスペクトラムのうちの
同じ部分を用いる。このスペクトラムの重複使用に拘わ
らず、各セル内で使用可能なスペクトラムは、利用可能
なスペクトラム全体のうちの小部分に過ぎない。１つの
セル内の各ユーザは、自分独自の周波数帯と時間スロッ
トの組み合わせとを有する。したがって、ＴＤＭＡシス
テムではセル内の干渉がない。すなわち、これらのシス
テムは、上記のセルラー無線システムとして望ましい第
１の要件を備える。しかし、ＴＤＭＡシステムは、或る
与えられたユーザがそのセルの外部では少数のユーザと
しか干渉関係になく、したがって、スペクトラムの重複
使用は平均的干渉でなく最悪の場合の干渉に基づく、と
いう点で、上記のセルラー無線システムとして望ましい
第２の要件を備えていない。結果として、このシステム
はスペクトラム効率が低い。
【０００５】従来の技術の直接シーケンス（ＤＳ）方式
のＣＤＭＡシステムでは、全帯域幅が各基地局によって
使用されるが、各基地局は異なる拡散符号を用いる。こ
のようなＣＤＭＡシステムは、狭帯域幅ＴＤＭＡシステ
ムよりも高いスペクトラム効率を得られる見込みがあ
る。したがって、ＣＤＭＡシステムはセルラー無線シス
テムとして望ましい第２の要件を備える。しかし、ＣＤ
ＭＡシステムにおいて、セル内の基地局から送信される
信号は直交であるがチャネル分散が原因で受信機に受信
された信号は必ずしも直交ではないことから、ＣＤＭＡ
システムはセルラー無線システムとして望ましい第１の
要件を備えていない。この結果、同じセル内のユーザ間
に干渉が生じることになる。
【０００６】提案された従来の技術の周波数ホッピング
（一定時間ごとに搬送波周波数を変える）方式のＣＤＭ
Ａシステムは、それらのシステムが、上記のセルラー無
線システムとして望ましい第２の要件を得るためにも周
波数ホッピングを用いるという点を除いては、狭帯域Ｔ
ＤＭＡシステムに非常に類似している。詳しくは、各送
信機が狭帯域の信号を送信し、周期的に搬送周波数を変
更して周波数ホッピングを実現する。しかし、この手法
は、このホッピングが比較的低速であり、送信路におけ
るこのシステムが許容可能な与えられた遅れについて達
成できる干渉平均化の量を減少させるという欠点があ
る。
【０００７】米国特許第５，４１０，５３８号（issued
to Roche et al. on April 25, 1995）にマルチトーン
ＣＤＭＡシステムが開示されている。このようなシステ
ムは本質的に、１つのセル内で受信された信号が直交で
あることを確実にすることによりセル内の干渉を除去す
る直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）システムである。し
たがって、この米国特許のシステムは上記の、セルラー
無線システムとして望ましい要件を両方とも備える。し
かし、この米国特許のシステムはスペクトラムを多数の
トーンに区分するので、移動システムにおけるドプラー
シフトを非常に受けやすくなる。又、各移動ユーザが多
数のトーンで送信するので、移動送信機のピーク対平均
値比（peak-to-average ratio） が非常に高く、その結
果として移動局における電力効率が低下し、これにより
移動局において電力が、制限された資源となる場合がし
ばしばあるという欠点が生じる。
【０００８】米国特許第５，５４８，５８２号（issued
to Brajal et al. on August 20,1996）に一般的な広
帯域の直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）方式のスペクト
ラム拡散多重接続が開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明者の認識では、
この後者の米国特許（Brajal et al.） のシステムは、
セルラーシステムに用いる場合用に最適化されていな
い。すなわち、ａ）ホッピングパターン、ｂ）トーン割
り当て、又はｃ）帯域幅の再使用、を最適化する方法に
ついての教示が見られない。更に本発明者の認識では、
スペクトラムに関して効率的なシステム、すなわち、上
記の、セルラー無線システムの２つの特に望ましい要件
を達成するには、これらａ）ｂ）ｃ）のファクタを個々
に及び／又は集合的に最適化することが重要である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の原理
によれば、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）方式のスペ
クトラム拡散多重接続システムの帯域幅が直交トーンに
分割され、これら直交トーンの全てが各セル内で再使用
（重複使用）される。移動送信機におけるピーク対平均
値比を低減させるために、音声ユーザのような低ビット
レートのユーザは、基地局との通信で用いるために直交
トーンのうちの、望ましくは只１つのトーン、そうでな
くとも非常に小さい個数のトーン、を割り当てられる。
データユーザは同様に、データ通信のためにトーンを割
り当てられるが、個々のデータユーザに割り当てられる
トーンの個数はそのユーザに対するデータレートの関数
である。或る与えられたユーザに対するトーン割り当て
は、その利用可能な帯域内で必ずしも同一とは限らない
が、代わりに、ユーザそれぞれに割り当てられたトーン
が、時間とともにホッピングされる（すなわち、利用さ
れるトーンが或るトーンから別のトーンに変更され
る）。
【００１１】本発明の一態様によれば、トーンホッピン
グのパターンが、最大限の周波数ダイバーシチを得られ
るように、そして異なるセル間の干渉を平均化できるよ
うに設計される。これらは、例えば、相互直交ラテン方
格（mutually orthogonal latin square）の関数として
生成されたパターンを用いて行われる。更に具体的に
は、ダウンリンク、すなわち基地局から移動局へのチャ
ネルにおいて、各ユーザに割り当てられたトーンが比較
的高速で（例えば記号から記号へ）変化する。すなわ
ち、ユーザが１つのトーンから別のトーンへとホッピン
グ（跳び渡り）する。しかし、アップリンク、すなわち
移動局から基地局へのチャネルでは、高速のホッピング
は可能であるが非効率なので、望ましくは、アップリン
ク信号の効率的な変調を可能にするように低速のホッピ
ングが用いられる。しかし、アップリンクで低速のホッ
ピングを用いるときには、インタリーブ処理のような追
加技術を用いてセル間の干渉平均化の効果の減少を補償
する必要がある。
【００１２】本発明の別の態様によれば、データ通信に
は、送信レートを増加させるために、アップリンク及び
／又はダウンリンクにおいて電力制御が行われる。この
制御は例えば、、トーン当たりの割り当て電力と対応す
るチャネル減衰との関数としての、単位時間当たりトー
ン当たりに送信される記号の個数、すなわち、符号化レ
ート、を増加することによって行われる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の説明の前に、本発明動作
環境である直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）システムに
ついて概略的に理解する必要がある。
【００１４】直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）システム
は、異なるユーザからデータを同時に送信するために１
つの周波数帯域幅内の直交トーンを用いる。詳しくは、
記号伝送に利用可能な特定の記号時間長さＴ及び与えら
れた帯域幅Ｗに対して、利用可能な直交トーンの個数は
ＷＴで与えられる。本発明の一態様によれば、同じ帯域
幅Ｗが各セルにおいて再使用される。直交トーンの間隔
Δは１／Ｔで与えられる。記号伝送に利用可能な記号時
間長さＴに加えて、循環前置部（cyclic prefix） の伝
送のために追加の時間長さＴc が必要となる。この循環
前置部は、各記号時間長さの前に付けられ、チャネル応
答と送信に用いられるパルス形成フィルタとによっても
たらされる拡散を補償するために使用される。したがっ
て、用いられる合計時間長さはＴ＋Ｔc であるが、デー
タ伝送に利用可能な時間長さはＴだけである。
【００１５】図１は、帯域幅Ｗ内に間隔Δで存在する、
１つのセルで利用可能な直交トーンの例示図である。図
２は、記号伝送に利用可能な記号時間長さＴ、及び循環
前置部の伝送に要する追加時間Ｔc の時間領域図であ
る。各時間長さＴ内でデータが、各トーンでほぼ同時に
伝送されることに留意されたい。又、データ記号時間長
さの最後の部分はしばしば、図２に示すような仕方で循
環前置部として用いられる。
【００１６】図３は、ＯＦＤＭ送信機３０１を例示する
ブロック図である。図３のブロック図は高次の段階を示
すので、同ブロック図が従来の技術のＯＦＤＭ送信機又
は本発明の原理によるＯＦＤＭ送信機のいずれを表すか
は、図３の種々の構成要素の個々の実現状態による。
又、ＯＦＤＭ送信機３０１は、ダウンリンク送信機とし
て基地局で用いられる場合とアップリンク送信機として
移動局で用いられる場合とがある。それぞれの用途に必
要な個々の実施例については下で更に詳しく述べる。
【００１７】ＯＦＤＭ送信機３０１は、ａ）符号器３０
３、ｂ）データトーン化変調器３０５、ｃ）トーン割当
ユニット３０７及びｄ）循環前置部付加器３０９を有す
る。
【００１８】符号器３０３が、データソースから送信用
に情報ストリーム全体を受信し、特定の符号化方式によ
って符号化する。このような全情報ストリームは一般
に、もしＯＦＤＭ送信機３０１が基地局で用いられる場
合には１人よりも多い数のユーザのために生成された情
報ストリームからなり、もしＯＦＤＭ送信機３０１が移
動局で用いられる場合には１人のユーザのための情報ス
トリームのみからなる。用いられる符号化方式は、個々
の情報ストリームで送信される情報が音声か又はデータ
かで異なる。本技術分野の当業者には、１）例えば、従
来の畳み込み符号化又はブロック符号化を選択するこ
と、又は２）ＯＦＤＭシステムが配置される干渉環境の
モデルの関数として適切な符号化方式を案出することが
可能である。
【００１９】データトーン化変調器３０５（data-to-to
ne applier）が、符号器３０３の出力として供給された
情報ストリームを種々の利用可能なトーンに変調する。
符号化された情報ストリーム全体の中の個々の符号化さ
れた情報ストリームに対して、少なくとも１つのトーン
がトーン割当ユニット３０７によって割り当てられ、そ
のトーンが、符号器３０３から受信された個々の符号化
された情報ストリームの変調に用いられる。もし特定の
符号化された情報ストリームが音声である場合には、本
発明の一態様により、直交トーンのうちの、望ましくは
只１つのトーン、そうでなくとも非常に小さい個数のト
ーン、がその特定の符号化された情報ストリーム割り当
てられる。もし特定の符号化された情報ストリームがデ
ータである場合には、本発明の一態様により、その特定
の符号化された情報ストリームに割り当てられる直交ト
ーンの個数は、その特定の符号化された情報ストリーム
のユーザに対するデータレートの関数である。
【００２０】符号化された情報ストリームの各々に、ト
ーンが、トーン割当ユニット３０７によって割り当てら
れ、トーン割当ユニット３０７が割り当てをデータトー
ン化変調器３０５に送る。或る与えられたユーザに対す
る割り当ては、その利用可能な帯域内で必ずしも同一と
は限らないが代わりに、各ユーザに割り当てられたトー
ンが、時間とともにトーン割当ユニット３０７によって
ホッピングされる。
【００２１】循環前置部付加器３０９（cyclic prefix
prepender） が、上に述べたように循環前置部を各記号
時間長さに付加する。循環前置部はＯＦＤＭ送信機３０
１によって用いられるトーンに対してのみ付加される。
したがって、例えばもしＯＦＤＭ送信機３０１が、全て
のトーンを用いる基地局にある場合には、循環前置部
は、帯域幅Ｗ内の利用可能な全ての直交トーンを用い
る。もしＯＦＤＭ送信機３０１が、トーンのうちの只１
つのトーンを用いる移動局にある場合には、循環前置部
は、その特定のトーンのみを用いる。有利な点として、
循環前置部を用いることにより、受信機における等化処
理の必要性がなくなる。
【００２２】図４は、ＯＦＤＭ受信機４０１を例示する
ブロック図である。図３の場合のように、図４のブロッ
ク図は高次の段階を示すので、同ブロック図が従来の技
術のＯＦＤＭ受信機又は本発明の原理によるＯＦＤＭ受
信機のいずれを表すかは、図４の種々の構成要素の個々
の実現状態による。又、図示のように、ＯＦＤＭ受信機
４０１は、ダウンリンク受信機として基地局で用いられ
る場合とアップリンク受信機として移動局で用いられる
場合とがある。それぞれの用途に必要な個々の実施例に
ついては下で更に詳しく述べる。
【００２３】ＯＦＤＭ受信機４０１は、ａ）循環前置部
除去器４０９、ｂ）トーンデータ化抽出器４０５、ｃ）
トーン割当ユニット４０７及びｄ）復号器４０３を有す
る。
【００２４】ＯＦＤＭ受信機４０１、例えばアンテナ及
び増幅器の構成（図示しない）によって受信された信号
は、循環前置部除去器４０９に供給される。循環前置部
除去器４０９が、受信された信号の全時間長さの各々か
ら循環前置部を除去する。時間長さＴを有する残りの信
号が、トーンデータ化抽出器４０５（tone-to-data ext
ractor）に供給される。
【００２５】データストリーム全体を再構築するために
ＯＦＤＭ受信機４０１によって使用されている種々の利
用可能なトーン上で受信された各情報ストリームを、ト
ーンデータ化抽出器４０５が抽出する。ＯＦＤＭ受信機
４０１によって用いられるためのトーンが、トーン割当
ユニット４０７によって割り当てられ、トーン割当ユニ
ット４０７が割り当てをトーンデータ化抽出器４０５に
送る。或る与えられたユーザに対する割り当ては、その
利用可能な帯域内で必ずしも同一とは限らないが、代わ
りに、各ユーザに割り当てられたトーンが、時間ととも
にトーン割当ユニット４０７によってホッピングされ
る。その結果、ＯＦＤＭ送信機３０１のトーン割当ユニ
ット３０７と、連関するＯＦＤＭ受信機４０１のトーン
割当ユニット４０７とは一致する必要がある。このよう
な一致は一般に、例えば電話呼び出しセットアップ（up
on call set up）のような、事前設定（apriori arrang
ement） によって得られる。
【００２６】復号器４０３が、トーンデータ化抽出器４
０５から抽出された情報ストリーム全体を受信して、復
号化し、全出力情報ストリームを再生する。復号化はし
ばしば、情報ストリームを符号化するのに用いられた方
式の逆方式によって行われる。しかし、単に符号化方式
の逆方式を用いるよりもより信頼性の高い復号化出力を
得るために、チャネル及びその他の効果を考慮して復号
化方式に変更を加えてもよい。代わりに、チャネル応
答、干渉、及びその他の効果を考慮して、その受信され
た信号の復号化用に、特定のアルゴリズムを開発しても
よい。このような全出力情報ストリームには一般に、も
しＯＦＤＭ受信機４０１が基地局で用いられる場合には
１人よりも多い数のユーザのために生成された情報スト
リームからなり、もしＯＦＤＭ受信機４０１が移動局で
用いられる場合には１人のユーザのための情報ストリー
ムのみからなる。
【００２７】結果として得られた全出力情報ストリーム
は、更なる処理のため宛先へ送信される。例えば、もし
情報ストリームが音声で、ＯＦＤＭ受信機４０１が移動
局内にある場合には、情報ストリームは、ユーザに対し
て流される可聴信号に変換される。もし情報ストリーム
が音声で、ＯＦＤＭ受信機４０１が基地局内にある場合
には、その音声情報は、最終宛先へ例えば有線ネットワ
ークを介して送信するために分離される。
【００２８】図５は、基地局用のデータトーン化変調器
３０５の一実現例の詳細を示す。乗算器５０１の各々
（５０１−１、５０１−２、....、５０１−Ｎ）が、個
々の特定情報ストリームに、直交トーンの１つでありト
ーン生成器５０３によって生成される正弦波形を乗じ
る。その結果として変調された信号が加算器５０５によ
って合算される。一般に、データトーン化変調器３０５
は、例えば乗算器５０１、トーン生成器５０３、及び加
算器５０５の機能を行うプロセッサによって、直交トー
ンのディジタル表示を用いてディジタル的に実現され
る。
【００２９】図５に示すのと同じ概略構造が、移動局用
のデータトーン化変調器３０５の実現にも用いられる。
しかし、Ｎ個の乗算器を用いることにより、基地局がそ
のセル内で用いるＮ個の直交トーンの全範囲を扱う構成
の代わりに、その移動局が用いる最大個数の直交トーン
だけが、乗算器を必要とする。移動局の多くは厳密に音
声だけに用いられるので、必要とされる乗算器は１つだ
けである。しかし下で更に詳しく述べるように、各ユー
ザに対する割り当てが変化するので、移動局内のトーン
生成器はＮ個の直交トーンの全範囲を生成できることが
必要とされる。更に、もしトーンが１つだけ用いられる
場合には、加算機５０５は不要になる。
【００３０】上記のように、どの特定の情報ストリーム
に割り当てられたトーンも周期的に変更される。これは
この技術分野では「周波数ホッピング」として知られる
が、本説明ではこれを特に「トーンホッピング」と呼
ぶ。本発明の一態様によれば、トーンホッピングのパタ
ーンは、最大限の周波数ダイバーシチが得られるよう
に、又セル間の干渉が平均化されるように設計される。
これらの設計目的は、相互直交ラテン方格の関数として
生成されるホッピングパターンを用いることによって達
成できる。例えば、文献（Channel Coding Strategies
for Cellular Radioby Gregory J. Pottie and A. Robe
rt Calderbank published in IEEE Transactions on Ve
hicular Technology, Vol. 44, No. 4, pp. 763-770, N
ovember 1995）を参照されたい。
【００３１】本発明の一態様によれば、ダウンリンク、
すなわち基地局から移動局へのチャネルにおいて、各ユ
ーザに例えばトーン割当ユニット３０７（図３）によっ
て割り当てられたトーンが比較的高速で（例えば記号か
ら記号へ）変化する。すなわち、ユーザが１つのトーン
から別のトーンへとホッピングする。しかし、アップリ
ンク、すなわち移動局から基地局へのチャネルでは、高
速のホッピングは可能であるが非効率であるので、望ま
しくは、アップリンク信号の効率的な変調を可能にする
ように低速のホッピングが用いられる。
【００３２】高速のホッピングを用いるのが望ましい理
由は、干渉平均化の有利性を迅速に得るためである。高
速のホッピングは、ダウンリンクについては有効に用い
ることができる。その理由は、基地局によって送信され
全ての移動局によって共用されるパイロット信号を利用
できるからである。各移動局が、受信されたパイロット
信号を用いてその移動局自体とその基地局との間のチャ
ネルの特性を判定することができる。チャネル特性が判
ると、移動局はその知識を用いてコヒーレントな（干渉
性の）検出を行うことができる。コヒーレントな検出
は、与えられた信号対干渉比に対してよりよい動作性能
がえられるのでＯＦＤＭシステムにとって望ましい形式
である。特に、コヒーレントな検出で、受信された信号
の的確な復調をただ１つの記号を用いて行うことが可能
となる。
【００３３】アップリンクにおいては、パイロット信号
は利用できない。その理由は、各移動局がそれ自体のパ
イロット信号を生成しなければならず、又個々の移動局
が１つのパイロット信号を用いるには、利用可能な帯域
幅についていえばほとんど利用が不可能な程度にまでコ
スト高になるからである。その結果、各移動局と基地局
との間のアップリンクチャネル特性を基地局が判定する
ことができない。そしてアップリンクチャネル特性の知
識なしには、基地局がコヒーレントな検出を行うことが
できない。その結果、送信された信号の的確な復調を確
保するには、他の検出手法、例えば、異なる復調、又は
訓練記号に基づく復調が要求される。これら他の検出手
法では、ユーザがいくつもの記号に対して同じトーンに
留まることが要求され、ユーザが同じトーンに留まる対
象であるそのいくつもの（すなわちより多くの）記号に
よってチャネル使用効率を増大させる。
【００３４】セル間の干渉の平均化は、低速のホッピン
グが用いられるときには減少する。その理由は、干渉側
のユーザがより長い時間長さの間同じトーンに留まるか
らである。すなわち、干渉の影響を１つのセル内の移動
局の間に拡散するには更に長くの時間を要する。したが
って、アップリンクで低速のホッピングを用いるときに
は、セル間の干渉平均化の効果の減少を補償するため
に、インタリーブ処理のような追加技術を用いる必要が
ある。
【００３５】より具体的には、図６に示すように、イン
タリーブ処理ユニット６０１が、ＯＦＤＭ送信機３０１
内の符号器３０３とデータトーン化変調器３０５との間
に投入される。インタリーブ処理ユニット６０１の機能
は、１人のユーザに対して、例えばそのユーザが直交ト
ーンのうちの只１個のトーンを用いる音声ユーザである
場合のその特定の１個のトーンに対して、データトーン
化変調器３０５によって処理されるべき記号をインタリ
ーブ処理する機能である。すなわち、符号器３０３によ
って生成された全ての記号を順次送信する代わりに、こ
れらの記号が、順序に基づかずに別の仕方で送信され
る。その仕方とは、干渉に起因して記号のうちのどれか
が正しく受信されなかった場合に、受信機による誤り訂
正を望ましくは容易にしそうな仕方である。尚、個々の
ユーザ、又は個々のユーザ群に対するインタリーブ処理
のパターンはそれぞれ異なるパターンである。例えば、
信号の遅れはあまり許容できないが信号の誤りは少しは
許容できる音声ユーザに対しては、第１のインタリーブ
処理パターンを用い、より大きな遅れを許容できるが誤
りはあまり許容できないデータユーザに対しては第２の
インタリーブ処理パターンを用いるのが望ましい。又、
同じ１人のユーザの種々のトーンに割り当てられた情報
ストリームの間にもインタリーブ処理が行われる。
【００３６】図７に示すように、同様に、インタリーブ
解除ユニット７０１が、ＯＦＤＭ受信機４０１内のトー
ンデータ化抽出器４０５と復号器４０３との間に投入さ
れる。インタリーブ解除ユニット７０１は、インタリー
ブ処理されない情報ストリームを復元するために、イン
タリーブ処理ユニット６０１によって行われたインタリ
ーブ処理の逆の処理を行う。
【００３７】以上の説明は、本発明の一実施例に関する
もので、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々
の変形例を考え得るが、それらはいずれも本発明の技術
的範囲に包含される。尚、特許請求の範囲に記載した参
照番号は発明の容易な理解のためで、その技術的範囲を
制限するよう解釈されるべきではない。
【００３８】
【発明の効果】以上述べたごとく本発明によれば、直交
周波数分割多重（ＯＦＤＭ）方式のスペクトラム拡散多
重接続において、ａ）ホッピングパターン、ｂ）トーン
割り当て、及びｃ）帯域幅の再使用、をセルラー無線シ
ステム用に最適化する手法を提供したので、セルラー無
線システムの２つの特に望ましい要件である１）セル内
の干渉の最小化、及び２）異なるセル間の干渉の平均
化、を達成できる効率的なＯＦＤＭ方式スペクトラム拡
散多重接続のセルラー無線システムが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】１つのセルで帯域幅Ｗ内に間隔Δで存在する利
用可能な直交トーンの例示図である。
【図２】記号伝送に利用可能な記号時間長さＴ、及び循
環前置部の伝送に要する追加時間Ｔc の時間領域図であ
る。
【図３】直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）送信機を例示
するブロック図である。
【図４】直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）受信機を例示
するブロック図である。
【図５】基地局用のための図３のデータトーン適用器の
詳細ブロック図である。
【図６】直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）送信機の別例
のブロック図である。
【図７】直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）受信機の別例
のブロック図である。
【符号の説明】
３０１ 直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）送信機 ３０３ 符号器 ３０５ データトーン化変調器 ３０７ トーン割当ユニット ３０９ 循環前置部付加器 ４０１ ＯＦＤＭ受信機 ４０３ 復号器 ４０５ トーンデータ化抽出器 ４０７ トーン割当ユニット ４０９ 循環前置部除去器 ５０１−１、５０１−２、....、５０１−Ｎ 乗算器 ５０３ トーン生成器 ５０５ 加算器 ６０１ インタリーブ処理ユニット ７０１ インタリーブ解除ユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅ ｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ラジフ ラロイア アメリカ合衆国、08550 ニュージャージ ー、プリンストン ジャンクション、サウ ス ロングフェロー ドライブ 104 (72)発明者 ジュンイー リー アメリカ合衆国、08701 ニュージャージ ー、レイクウッド、パインハースト ドラ イブ ５、アパートメント ナンバー４ビ ー (72)発明者 ミカエラ シー バンデアビーン アメリカ合衆国、07738 ニュージャージ ー、リンクラフト、ウィロー グローブ ドライブ 114

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 セルラー直交周波数分割多重方式・スペ
    クトラム拡散多重接続無線システムの運用方法であっ
    て、 （ａ）低ビットレートの情報を通信する各ユーザによる
    使用に対して非常に小さい個数の直交トーンを割り当て
    るステップ（３０７，４０７）と、 （ｂ）該割り当てられたトーンを、利用可能なスペクト
    ラム内で時間とともにホッピングするステップ（３０
    ７，４０７）と、からなり、 該システムのダウンリンクにおいては該割り当てられた
    トーンのホッピングが高速で行われ、該システムのアッ
    プリンクにおいては該割り当てられたトーンのホッピン
    グが低速で行われる、ことを特徴とする、セルラー直交
    周波数分割多重方式・スペクトラム拡散多重接続無線シ
    ステムの運用方法。
  2. 【請求項２】 前記非常に少さい個数が、１つであるこ
    とを特徴とする請求項１の方法。
  3. 【請求項３】 前記低ビットレートの情報が音声である
    ことを特徴とする請求項１の方法。
  4. 【請求項４】 前記割り当てられたトーンのホッピング
    が、相互直交ラテン方格の関数であるパターンを用いて
    行われることを特徴とする請求項１の方法。
  5. 【請求項５】 前記方法が更に、 （ｃ）より高いビットレートの情報を通信する各ユーザ
    に対して前記非常に小さい個数よりも大きい個数の直交
    トーンを割り当てるステップ（３０７，４０７）からな
    ることを特徴とする請求項１の方法。
  6. 【請求項６】 前記より高いビットレートの情報がデー
    タであることを特徴とする請求項５の方法。
  7. 【請求項７】 前記ホッピングするステップが、 前記低ビットレートの情報を通信する各ユーザによる使
    用に対して割り当てられた前記トーンの他に、前記より
    高いビットレートの情報を通信する各ユーザの各々に対
    して割り当てられた前記トーンをもホッピングする（３
    ０７，４０７）ことを特徴とする請求項５の方法。
  8. 【請求項８】 前記データに対するトーン当たりの記号
    送信個数がトーン当たりの割り当てられた電力及びダウ
    ンリンク・チャネル減衰の関数であるように、前記デー
    タに対するダウンリンクにおいて電力制御が行われるこ
    とを特徴とする請求項６の方法。
  9. 【請求項９】 前記データに対するトーン当たりの記号
    送信個数がトーン当たりの割り当てられた電力及びアッ
    プリンク・チャネル減衰の関数であるように、データ通
    信に対するアップリンクにおいて電力制御が行われるこ
    とを特徴とする請求項６の方法。
  10. 【請求項１０】 セルラー直交周波数分割多重方式・ス
    ペクトラム拡散多重接続無線システムの運用方法であっ
    て、 （ａａ）データ通信時の使用に対して直交トーンを割り
    当てるステップ（３０７，４０７）と、 （ｂｂ）該割り当てられたトーンを、利用可能なスペク
    トラム内で時間とともにホッピングするステップ（３０
    ７，４０７）と、からなり、 該システムのダウンリンクにおいては該割り当てられた
    トーンのホッピングが高速で行われ、該システムのアッ
    プリンクにおいては該割り当てられたトーンのホッピン
    グが低速で行われる、ことを特徴とする、セルラー直交
    周波数分割多重方式・スペクトラム拡散多重接続無線シ
    ステムの運用方法。
  11. 【請求項１１】 前記データに対するトーン当たりの記
    号送信個数がトーン当たりの割り当てられた電力及びダ
    ウンリンク・チャネル減衰の関数であるように、データ
    通信に対するダウンリンクにおいて電力制御が行われる
    ことを特徴とする請求項１０の方法。
  12. 【請求項１２】 前記データに対するトーン当たりの記
    号送信個数がトーン当たりの割り当てられた電力及びア
    ップリンク・チャネル減衰の関数であるように、前記デ
    ータに対するアップリンクにおいて電力制御が行われる
    ことを特徴とする請求項１０方法。
  13. 【請求項１３】 セルラー直交周波数分割多重方式・ス
    ペクトラム拡散多重接続無線システムの運用方法であっ
    て、 （ａａａ）無線端末による基地局との通信での使用に対
    して非常に小さい個数の直交トーンを割り当てるステッ
    プ（３０７，４０７）と、 （ｂｂｂ）該割り当てられたトーンを、利用可能なスペ
    クトラム内で時間とともに、相互直交ラテン方格の関数
    であるパターンを用いてホッピングするステップ（３０
    ７，４０７）と、からなることを特徴とする、セルラー
    直交周波数分割多重方式・スペクトラム拡散多重接続無
    線システムの運用方法。
  14. 【請求項１４】 基地局との前記通信が音声情報の通信
    であることを特徴とする請求項１３の方法。
  15. 【請求項１５】 前記非常に少さい個数が、１つである
    ことを特徴とする請求項１３方法。
  16. 【請求項１６】 セルラー直交周波数分割多重方式・ス
    ペクトラム拡散多重接続無線システムの運用装置であっ
    て、 （Ａ）低ビットレートの情報を通信する各ユーザによる
    使用に対して非常に小さい個数の直交トーンを割り当て
    るための手段（３０７，４０７）と、 （Ｂ）該割り当てられたトーンを、利用可能なスペクト
    ラム内で時間とともにホッピングするための手段（３０
    ７，４０７）と、からなり、 該システムのダウンリンクにおいては該割り当てられた
    トーンのホッピングが高速で行われ、該システムのアッ
    プリンクにおいては該割り当てられたトーンのホッピン
    グが低速で行われる、ことを特徴とする、セルラー直交
    周波数分割多重方式・スペクトラム拡散多重接続無線シ
    ステムの運用装置。
  17. 【請求項１７】 前記非常に少さい個数が、１つである
    ことを特徴とする請求項１６の装置。
  18. 【請求項１８】 前記低ビットレートの情報が音声であ
    ることを特徴とする請求項１６の装置。
  19. 【請求項１９】 セルラー直交周波数分割多重方式・ス
    ペクトラム拡散多重接続無線システムで用いられ、コン
    ピュータによる読み取りが可能な形式でのソフトウエア
    を実行するプロセッサ装置であって、 該ソフトウエアが、機能モジュールの形で構成され、且
    つ、 該ソフトウエアが、 （ＡＡ）低ビットレートの情報を通信する各ユーザによ
    る使用に対して非常に小さい個数の直交トーンを割り当
    てるためのモジュールと、 （ＢＢ）該割り当てられたトーンを、利用可能なスペク
    トラム内で時間とともにホッピングするためのモジュー
    ルと、からなり、 該システムのダウンリンクにおいては該割り当てられた
    トーンのホッピングが高速で行われ、該システムのアッ
    プリンクにおいては該割り当てられたトーンのホッピン
    グが低速で行われる、ことを特徴とする、プロセッサ装
    置。
  20. 【請求項２０】 前記非常に少さい個数が、１つである
    ことを特徴とする請求項１９の装置。
  21. 【請求項２１】 前記低ビットレートの情報が音声であ
    ることを特徴とする請求項１９の装置。
  22. 【請求項２２】 その各セルが１つの周波数帯域を占有
    する一群の直交トーンを割り当てられた、セルラー直交
    周波数分割多重方式・スペクトラム拡散多重接続無線シ
    ステムの運用方法であって、 （ａａａａ）音声通信での使用に対して非常に小さい個
    数の直交トーンを割り当てるステップ（３０７，４０
    ７）と、 （ｂｂｂｂ）該割り当てられたトーンを、利用可能なス
    ペクトラム内で時間とともにホッピングするステップ
    （３０７，４０７）と、からなり、 該システムのダウンリンクにおいては該割り当てられた
    トーンのホッピングが高速で行われ、該システムのアッ
    プリンクにおいては該割り当てられたトーンのホッピン
    グが低速で行われ、 該セルラー直交周波数分割多重方式・スペクトラム拡散
    多重接続無線システムの前記各セルに対する、該一群の
    直交トーンによって占有された該１つの周波数帯域がほ
    ぼ同一である、ことを特徴とする、セルラー直交周波数
    分割多重方式・スペクトラム拡散多重接続無線システム
    の運用方法。
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