JP2007221319A

JP2007221319A - Ｃｄｍａ通信システム

Info

Publication number: JP2007221319A
Application number: JP2006037818A
Authority: JP
Inventors: Junhwan Lee; ジュンファンイ; Masao Nakagawa; 中川　正雄; Sonchan Ban; ソンチャンバン; Jong Hun Kim; ヨンフンキム
Original assignee: Keio University; Electronics and Telecommunications Research Institute ETRI
Current assignee: Keio University; Electronics and Telecommunications Research Institute ETRI
Priority date: 2006-02-15
Filing date: 2006-02-15
Publication date: 2007-08-30

Abstract

【課題】基地局側でＰｒｅ−Ｒａｋｅ処理を行う通信方式において、移動局で複雑なＲａｋｅ受信回路を設ける必要のないＣＤＭＡ通信システムを提供する。
【解決手段】本発明のＣＤＭＡ通信システムは、基地局１００及び移動局２００から成り、基地局１００側はＰｒｅ−Ｒａｋｅ処理を行うＰｒｅ−Ｒａｋｅ部１０４を有するシステムが前提となっている。移動局２００側において、複雑なＲａｋｅ受信処理を避けるために、移動局２００側ではＦＦＴ部２０３、ＦＤＥ部２０４、ＩＦＦＴ部２０５によって周波数領域での処理を行う。このために、基地局１００側には拡散部１０２で拡散されたシンボルにサイクルプリフィックスを付加するＣＰ挿入部１０３を、また移動局２００側にはサイクルプリフィックスを除去するＣＰ除去部２０２をそれぞれ設けた構成となっている。
【選択図】図４

Description

本発明は、基地局側でＰｒｅ−Ｒａｋｅ処理を行う通信方式において、移動局で複雑なＲａｋｅ受信回路を設ける必要のないＣＤＭＡ通信システムに関する。

ＣＤＭＡ（ＣｏｄｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）通信方式とは、各ユーザに個別の拡散符号を割り当て、それによって複数のユーザの通信を可能にする通信方式である。その特徴として、マルチパス（ｍｕｌｔｉｐａｔｈ）の積極的な利用ができること、多数のユーザ間での周波数資源の効率的利用ができること等が挙げられる。

無線通信においては、送信機から送信された信号は、送信機または受信機の移動に伴って生じるフェージング（ｆａｄｉｎｇ）や、遮蔽物による回析、減衰等の影響を受け、受信機では複数の信号として受信される。これら複数の受信信号のことを、マルチパスと呼び、また、マルチパス中の１つ１つの受信信号をパスと呼ぶ。図1は信号のフェージングの様子を模式的に示す図である。図1において、発信源であるアンテナから発信された信号が直接的に受信側に到達するパス（１）や、ビルなどに反射してから受信側に到達するパス（２）、（３）が存在することを示している。

ＴＤＭＡ（ＴｉｍｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）通信方式や、ＦＤＭＡ（ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）通信方式では、その様なマルチパスの内、１つを受信すべき信号（＝主信号）とした場合、他の信号は、その主信号を妨害する雑音とされていた。

これに対して、ＣＤＭＡ通信方式では、マルチパスを１つ１つのパスに分離して、全てのパスを主信号として処理するＲａｋｅ受信と呼ばれる受信方式が用いられ、このＲａｋｅ受信により、ＣＤＭＡ通信方式は、他の通信方式に比べて耐雑音性、耐フェージング特性に優れる等の特性を有している。Ｒａｋｅとは熊手の意味であり、複数のパスの信号をかき集めて処理することからこのように呼ばれている。図2は、マルチパス信号の受信タイミングと受信レベルとの関係を示す図である。図2に示すように、フェージングが生じると、時刻ｔ0で直接的に到達するパス（１）、それに遅れて時刻ｔ1、ｔ2で受信側に到達するパス（２）、（３）が存在するが、Ｒａｋｅ受信によれば、これらのパス（１）、（２）、（３）の全てを結合するようにして処理を行う。Ｒａｋｅ受信において、パス３つを結合するためにはＦｉｎｇｅｒと呼ばれる回路を３つ設ける必要がある。Ｒａｋｅ受信を行うと、上述のような利点もあるが、その反面、このようなＲａｋｅ受信を行うためには、受信側での受信回路が複雑になったり、受信側の消費電力が大きくなったりするという問題がある。

ところで、移動体通信システムにおける移動局（ＭｏｂｉｌｅＳｔａｔｉｏｎ）と基地局（ＢａｓｅＳｔａｔｉｏｎ）間の送受信には、移動局から基地局への上り回線（Ｕｐｌｉｎｋ）と基地局から移動局への下り回線（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ）とで異なる周波数帯を使用するＦＤＤ（ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＤｕｐｌｅｘ）方式と、上り回線と下り回線の周波数帯は同じであるが上下回線を非常に短い時間で切り換えるＴＤＤ（ＴｉｍｅＤｉｖｉｓｉｏｎＤｕｐｌｅｘ）方式の両方式があるが、周波数の利用効率がよいという観点からは後者の方式が優れており、この観点から、ＴＤＤ−ＣＤＭＡ方式が注目されている。

上り回線と下り回線と同一の周波数を用いると、移動局から基地局への信号を送信によって、パスのチャンネルが基地局側で推定することができるという利点がある。従って、基地局が移動局へと信号を送信する際には、パスのチャンネル特性が変わらないとすると、その特性を見越しておいて、移動局でＲａｋｅ受信を行う必要のないような送信信号を行うことが考えられる。

非特許文献１には、このような着想に基づいた、Ｐｒｅ−Ｒａｋｅシステムと呼ばれる通信方式が記載されている。このＰｒｅ−Ｒａｋｅシステムを、図3を参照しつつより詳細に説明する。図3は、従来のＰｒｅ−Ｒａｋｅシステムを説明するための図である。このＰｒｅ−Ｒａｋｅシステムにおいては、移動局側のＲａｋｅ受信回路等を省略し、移動局の回路を単純化し、併せて移動局の消費電力の低下を目指すものである。そこで、基地局から移動局へ送信する際には、移動局でＲａｋｅ受信を行う必要のないように送信信号を行うものであるが、具体的には、まず、図３（ａ）に示されるように、移動局から送信信号ｓ０を送信する。すると、前述したようにフェージングの影響で、例えば、基地局側では図３（ｃ）のようなｙ₀、ｙ₁、ｙ₂の３つのパスを受信したとする。すると、基地局側では、図３（ｂ）に示すような無線チャネルの特性を推定し、把握することができる。なお、Ｓ（ｎ）、ｈ（ｎ）、ｙ（ｎ）はそれぞれ、送信信号、伝達関数、受信信号を表すものとする。

ここで、このＰｒｅ−Ｒａｋｅシステムでは、ＴＤＤ方式が前提であるので、基地局と移動局との間は、共に同じ周波数を用いる。従って、基地局側で把握した無線チャネルの特性は、移動局への送信の際に活用することができる。このことを利用して、基地局は、移動局側でのＲａｋｅ受信を不要とするように、図３（ｄ）に示すような信号を送信する。すると、無線チャネル（図３（ｅ））を介して、移動局側では、図３（ｆ）のようなｙ₀、ｙ₁、ｙ₂、ｙ₄、ｙ₅の５つのパスを受信するが、この中で受信レベルが突出するｙ２のみを利用することによってＲａｋｅ受信をする必要がなくなる。

以上が、Ｐｒｅ−Ｒａｋｅシステムの概要であるが、このシステムをさらに発展させたものが、Ｐｒｅ−ＰｏｓｔＲａｋｅシステムである。非特許文献２には、このＰｒｅ−ＰｏｓｔＲａｋｅシステムが記載されている。Ｐｒｅ−ＰｏｓｔＲａｋｅシステムは、移動局側の回路が複雑となってしまってもよいので、よりよい受信特性を得ようという考えに基づいたシステムであり、図３（ｆ）のようなｙ０、ｙ１、ｙ２、ｙ３、ｙ４の５つのパスを受信したら、ｙ２のみを利用するのではなく、５つの受信パス全てをＲａｋｅ受信により結合して利用するものである。このようにすることにより、Ｒａｋｅ受信のための回路は必要となるが、非特許文献２においては４パスの場合に２ｄＢの特性向上が得られることが報告されている。
ＥｓｍａｉｌｚａｄｅｈＲ．，ＳｏｕｒｏｕｒＥ．ａｎｄＮａｋａｇａｗａＭ．，"Ｐｒｅ−ｒａｋｅＤｉｖｅｒｓｉｔｙＣｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｆｏｒＤｉｒｅｃｔＳｅｑｕｅｎｅＳｐｒｅａｄＳｐｅｃｔｒｕｍＭｏｂｉｌｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｎｓＳｙｓｔｅｍｓ，" ＩＥＩＣＥＴｒａｎｓ．ＯｎＣｏｍｍ．，ｐｐ１００８−１０１５、Ａｕｇ．１９９３Ａ．ＮＢａｒｒｅｔｏａｎｄＧ．Ｆｅｔｔｗｅｉｓ，"ＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＩｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｉｎＤＳ−ＳＰＲＥＡＤＳｐｅｃｔｒｕｍＣＤＭＡＳｙｓｔｅｍｓＵｓｉｎｇＡＰＲＥ−ＡＮＤＡＰＯＳＴ−ＲＡＫＥ，"ＢｒｏａｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，ｐｐ３９−４６，Ｆｅｂ．２０００

しかしながら、上記非特許文献２に開示されたＰｒｅ−ＰｏｓｔＲａｋｅシステムでは、従来のＲａｋｅ受信よりさらに増えたパスを扱わなければならず、従来のＲａｋｅ受信のための回路規模よりさらに大きなものが必要となる（上記の例の場合、Ｆｉｎｇｅｒが５つ必要となる）上に、移動局側での消費電力も増大し、当然移動局での電池の消耗等が早まる、という問題があった。

上記のような課題を解決するために、請求項１に係る発明は、基地局と移動局との間をＣＤＭＡ方式で無線通信を行うＣＤＭＡ通信システムにおいて、該基地局は、拡散符号を用いてシンボルを拡散する拡散部と、該拡散部で拡散されたシンボルにサイクルプリフィックスを付加するＣＰ挿入部と、該ＣＰ挿入部からの出力データにＰｒｅ−Ｒａｋｅ処理を施すＰｒｅ−Ｒａｋｅ部と、を有し、該移動局は、受信データからサイクルプリフィックスを除去するＣＰ除去部と、
該ＣＰ除去部からの出力データを高速フーリエ変換するＦＦＴ部と、該ＦＦＴ部からの出力データに周波数領域等化処理施すＦＤＥ部と、該ＦＤＥ部からの出力データを逆高速フーリエ変換するＩＦＦＴ部と、を有することを特徴とする。

また、請求項２に係る発明は、基地局と移動局との間をＣＤＭＡ方式で無線通信を行うＣＤＭＡ通信システムにおいて、該基地局は、拡散符号を用いてシンボルを拡散する拡散部と、該拡散部で拡散されたシンボルに高速フーリエ変換を施す第１ＦＦＴ部と、該第１ＦＦＴ部からの出力データを補償するための補償用データを生成する第２ＦＦＴ部と、該第２ＦＦＴ部の補償用データで補償されたデータを逆高速フーリエ変換する基地局側ＩＦＦＴ部と、該基地局側ＩＦＦＴ部からの出力データにサイクルプリフィックスを付加するＣＰ挿入部と、を有し、該移動局は、受信データからサイクルプリフィックスを除去するＣＰ除去部と、該ＣＰ除去部からの出力データを高速フーリエ変換するＦＦＴ部と、該ＦＦＴ部からの出力データに周波数領域等化処理施すＦＤＥ部と、該ＦＤＥ部からの出力データを逆高速フーリエ変換する移動局側ＩＦＦＴ部と、を有することを特徴とする。

また、請求項３に係る発明は、基地局と移動局との間をＣＤＭＡ方式で無線通信を行うＣＤＭＡ通信システムにおいて、該基地局は、拡散符号を用いてシンボルを拡散する拡散部と、該拡散部で拡散されたシンボルにサイクルプリフィックスを付加する第１ＣＰ挿入部と、該ＣＰ挿入部からの出力データにＰｒｅ−Ｒａｋｅ処理を施すＰｒｅ−Ｒａｋｅ部と、該Ｐｒｅ−Ｒａｋｅ部からの出力データからサイクリックプリフィックスを除去する第１ＣＰ除去部と、該第１ＣＰ除去部からの出力データにサイクルプリフィックスを付加する第２ＣＰ挿入部と、を有し、該移動局は、受信データからサイクリックプリフィックスを除去するＣＰ除去部と、該ＣＰ除去部からの出力データを高速フーリエ変換するＦＦＴ部と、該ＦＦＴ部からの出力データに周波数領域等化処理施すＦＤＥ部と、該ＦＤＥ部からの出力データを逆高速フーリエ変換するＩＦＦＴ部と、を有することを特徴とする。

また、請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のＣＤＭＡ通信システムにおいて、該ＦＤＥ部で施す周波数領域等化処理はＭＲＣ法に基づいて行われることを特徴とする。

また、請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のＣＤＭＡ通信システムにおいて、該ＦＤＥ部で施す周波数領域等化処理はＺＦ法に基づいて行われることを特徴とする。

また、請求項６に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のＣＤＭＡ通信システムにおいて、該ＦＤＥ部で施す周波数領域等化処理はＭＭＳＥＣ法に基づいて行われることを特徴とする。

基地局側でＰｒｅ−Ｒａｋｅ処理を行う通信方式において、移動局側で、ＦＦＴ、ＩＦＦＴを用いた周波数領域での処理を行うようにしたので、従来のような複雑なＲａｋｅ受信回路を設ける必要もなく、従って、移動局側での消費電力を低減することができるＣＤＭＡ通信システムを構築することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図４は、本発明の実施の形態に係るＣＤＭＡ通信システムのブロック図である。図4において、１００が基地局であり、２００が移動局であり、３００が無線チャネルである。

基地局１００において、１０１は送信データや制御信号等から成るデータ列を搬送波に重畳させるための変調を行う変調部であり、１０２は変調部１０１で変調された信号に拡散符号を乗ずることにより拡散処理を行う拡散部であり、１０３は拡散部１０２で拡散処理された信号にＣＰ（サイクルプリフィックス）を付加するＣＰ挿入部である。このＣＰ（サイクルプリフィックス）については後述する。１０４は不図示のチャネル推定部で推定されたチャネルの特性に基づいてＰｒｅ−Ｒａｋｅ処理を行うＰｒｅ−Ｒａｋｅ部であり、１０５はＰｒｅ−Ｒａｋｅ部１０４から出力された信号を無線週数に変換する処理を行う送信部である。

移動局２００において、２０１は受信処理を行う受信部、２０２は受信部２０１で得られた信号からＣＰ（サイクルプリフィックス）を除去するＣＰ除去部、２０３は入力された信号に高速フーリエ変換処理を施すＦＦＴ部、２０４はデータ信号の周波数劣化に対して周波数領域で信号の波形等化を行うＦＤＥ部、２０５は入力された信号に逆高速フーリエ変換処理を施すＩＦＦＴ部、２０６は拡散符号を乗ずることにより逆拡散処理を行う逆拡散部、２０７は基地局から移動局へ送信された送信データや制御信号を抽出するための復調部である。なお、ＦＤＥは、ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｏｍａｉｎＥｑｕａｌｉｚｅｒの略であり、周波数領域等化を示す。

発明が解決しようとする課題に記載したとおり、Ｐｏｓｔ―Ｒａｋｅ処理を行うためには、複数のパスを結合するためのＦｉｎｇｅｒが複数必要となるために回路規模が複雑となるが、本実施形態においては、このようなＦｉｎｇｅｒを用いることに代え、周波数領域での処理を行うことにより、移動局２００側をより単純に構成しようとするものである。

ここで、基地局１００が送信した信号をＳ（ｎ）、無線チャネル３００の伝達関数をｈ（ｎ）、移動局２００が受信する信号をｙ（ｎ）とすると、

の関係となる。ここで、「＊」は畳み込み積分（コンボリューション）を意味する。時間軸上でのコンボリューションは、周波数領域での巡回コンボリューションで表現できるので、式（１）の関係は、次のように表せる。（周波数領域での受信信号の表現をｙ’（ｎ）とした）

ここで、式（２）におけるｓ（ｎ）とｈ（ｎ）との間の記号は、ｓ（ｎ）とｈ（ｎ）との巡回コンボリューションをとることを示す。

本実施形態においては、移動局２００側で、受信した信号を周波数領域で扱うために、基地局１００側のＣＰ挿入部１０３でＣＰ（サイクルプリフィックス）を挿入する。ここで、サイクリックプリフィックス（ＣｙｃｌｉｃＰｒｅｆｉｘ：ＣＰ）は、信号の先頭に、該信号の末尾の部分を複写した信号のことであって、ＣＰ（サイクリックプリフィックス）は、移動局２００（受信）側のＦＦＴ部２０３で、信号のフーリエ変換を行う際に、無線チャネル３００の遅延分散によって発生した遅延波により、連続しない信号がフーリエ変換されることを防止するためにガードタイムを設けるために挿入されるものである。よって、ＣＰ（サイクリックプリフィックス）は、無線チャネルのパスの数に応じて挿入するものである。詳細な説明は省略するが、挿入するＣＰ（サイクリックプリフィックス）の数Nは、（Ｐｒｅ−Ｒａｋｅ部のタップ数）＋（無線チャネルの最大遅延によるＣＤＭＡのチップ数）−１によって求めることができる。

基地局１００における各部の動作について説明する。送信データや制御信号等から成るデータ列は変調部１０１に入力されると、例えばＢＰＳＫ（ＢｉｎａｒｙＰｈａｓｅＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）などの適当な方式による変調が行われる。次に、変調部１０１で変調されたデータは、拡散部１０２に入力され、１か−１の拡散符号が乗ぜられ拡散処理が行われる。このことを、図５に示す。図５は、シンボルＳ₀を時間Ｔｃの４つの拡散符号Ｃｎで拡散する様子を示す図である。このとき、前記のように拡散符号Ｃｎは、
［１，−１］∈ Ｃｎ（３）
を満たす。この例では、シンボルＳ₀は、拡散部１０２で、Ｓ₀Ｃ₀、Ｓ₀Ｃ₁、Ｓ₀Ｃ₂、Ｓ₀Ｃ₃のデータ列に拡散されている。

次に、これらのデータ列は、ＣＰ挿入部１０３でＣＰ（サイクルプリフィックス）が挿入されるが、前記の通りＣＰ（サイクルプリフィックス）の挿入操作は、信号の先頭に、該信号の末尾の部分を複写した信号を挿入する操作である。図６（ａ）に示すように、末尾のＳ₀Ｃ₂、Ｓ₀Ｃ₃のデータがコピーされて、データ列の先頭に挿入される。ＣＰ挿入部１０３でＣＰ（サイクルプリフィックス）が挿入されたデータ列は、Ｐｒｅ−Ｒａｋｅ部１０４で、無線チャネルの特性に基づいてＰｒｅ−Ｒａｋｅ処理が行われ、さらに送信部１０４において無線周波数に変換され発信される。

基地局１００の送信部１０４から送信されたデータは、無線チャネル３００を通過し、移動局２００の受信部２０１にて受信され処理され、ＣＰ除去部２０２へと入力される。ここで、無線チャネル３００の伝達関数を、仮に図６（ｂ）に示すようなものと仮定すると、受信部２０１で受信処理された後のデータ列は、図６（ｃ）に示すように、
ある時刻Ｔにおいて、
ｈ₀Ｓ₀Ｃ₂、ｈ₀Ｓ₀Ｃ₃、ｈ₀Ｓ₀Ｃ₀、ｈ₀Ｓ₀Ｃ₁、ｈ₀Ｓ₀Ｃ₂、ｈ₀Ｓ₀Ｃ₃
それからＴｃ遅れの時刻Ｔ＋Ｔｃにおいて、
ｈ₁Ｓ₀Ｃ₂、ｈ₁₀Ｓ₀Ｃ₃、ｈ₁Ｓ₀Ｃ₀、ｈ₁Ｓ₀Ｃ₁、ｈ₁Ｓ₀Ｃ₂、ｈ₁Ｓ₀Ｃ₃
となる。ここで、ＣＰ除去部で図６（ｃ）に示すようなデータ列を除去すると、それ以外の部分である点線Ａ内で囲まれたデータ列部分は、
ある時刻Ｔ’において、
ｈ₀Ｓ₀Ｃ₀＋ｈ₁₀Ｓ₀Ｃ₃
Ｔ’＋Ｔｃにおいて、
ｈ₀Ｓ₀Ｃ₁＋ｈ₁Ｓ₀Ｃ₀
Ｔ’＋２Ｔｃにおいて、
ｈ₀Ｓ₀Ｃ₂＋ｈ₁Ｓ₀Ｃ₁
Ｔ’＋３Ｔｃにおいて、
ｈ₀Ｓ₀Ｃ₃＋ｈ₁Ｓ₀Ｃ₂
となり、これらは巡回コンボリューションの関係（２）を満たしていることが分かり、これ以降のデータ処理を周波数領域で扱い得ることが分かる。

ＣＰ除去部２０２からの出力データは、ＦＦＴ部２０３で高速フーリエ変換処理され、データは周波数領域に変換される。その後、ＦＤＥ部２０４において、周波数領域での信号波形の等化を行う等化処理され、さらにＩＦＦＴ部２０６で逆高速フーリエ変換処理を施される。その後、逆拡散部２０６、復調部２０７を経て、受信データ列を得ることができる。

ここで、ＦＦＴ部２０３で高速フーリエ変換処理された後のＦＤＥ部２０４での処理について説明する。以降、周波数領域での表現形式として、

を用いて考えることとする。ここで、基地局１００が送信した信号をＳ（ｋ）、無線チャネル３００の伝達関数をＨ（ｋ）、移動局２００が受信する信号をＹ（ｋ）、ノイズをＮ（ｋ）とした。ｋは、基本周波数を示す。ＦＤＥ部２０４は、データ信号の周波数劣化に対して周波数領域で信号の波形等化を行うが、このとき用いる方法として、ＭＲＣ（ＭａｘｉｍｕｍＲａｔｉｏＣｏｍｂｉｎｉｎｇ）法、ＺＦ（ＺｅｒｏＦｏｒｃｉｎｇ）法、ＭＭＳＥＣ（ＭｉｎｉｍｕｍＭｅａｎＳｑｕａｒｅＥｒｒｏｒＣｏｍｂｉｎｉｎｇ）法等が知られており、それぞれを本実施家板においても利用することができる。それぞれの方法につき簡単に説明すると、ＭＲＣ（ＭａｘｉｍｕｍＲａｔｉｏＣｏｍｂｉｎｉｎｇ）法では、無線チャネル３００の伝達関数Ｈ（ｋ）が分かっているものとして、その共約関係にあるＨ^*（ｋ）を、式（４）の両辺に乗ずることにより、Ｓ（ｋ）を得ようとする方法である。ＺＦ（ＺｅｒｏＦｏｒｃｉｎｇ）法は、無線チャネル３００の伝達関数Ｈ（ｋ）が分かっているものとして、その逆数を、式（４）の両辺に乗ずることにより、Ｓ（ｋ）を得ようとする方法である。ＭＭＳＥＣ（ＭｉｎｉｍｕｍＭｅａｎＳｑｕａｒｅＥｒｒｏｒＣｏｍｂｉｎｉｎｇ）法は、式（４）の両辺に

を乗ずることにより、Ｓ（ｋ）を得ようとする方法である。

次に本発明の他の実施形態につき説明する。図7は、本発明の第2実施形態に係る通信システムのブロック図である。図7において、図４と同じ参照番号が付されているものは、図4と同様の構成である。この実施形態では、拡散部１０２とＣＰ挿入部１０３との間に、第1ＦＦＴ部１０６、第２ＦＦＴ部１０７、ＩＦＦＴ部１０８が設けられている点、及び、Ｐｒｅ−Ｒａｋｅ部１０４が省略されている点が図4記載のものと異なる。図7に示すように、拡散部１０２から出力された信号は、第1ＦＦＴ部１０６にて高速フーリエ変換される。この高速フーリエ変換された信号は、不図示の構成で推定された無線チャネルの伝達関数ｈ（ｎ）を第２ＦＦＴ部１０７で高速フーリエ変換された信号で補償される。この補償された信号を再びＩＦＦＴ部１０８で逆高速フーリエ変換することによって、無線チャネルの伝達関数ｈ（ｎ）の特性で補償された分、ＣＰ挿入部１０３で挿入するＣＰ（サイクルプリフィックス）の個数を減らすことができる。前述の通り移動局２００側で受信された後、ＣＰ（サイクルプリフィックス）は、ＣＰ除去部２０２にて破棄されるが、無線送信を行う際には、このような破棄されるデータの個数はなるべく少なくしておいた方が好ましい。この実施形態においては、無線チャネルの伝達関数に係る情報でデータ信号を補償してやることで、ＣＰ（サイクルプリフィックス）の数を減らすことができる。

第2実施形態に係る通信システムでは、第２ＦＦＴ部１０７がＰｒｅ−ｒａｋｅの役割を果たすことから、先の実施形態においては必須の構成要件であるＰｒｅ−Ｒａｋｅ部１０４を省略することができる。第２ＦＦＴ部１０７に入力される伝達関数ｈ（ｎ）は、先に説明した、ＭＲＣ（ＭａｘｉｍｕｍＲａｔｉｏＣｏｍｂｉｎｉｎｇ）法、ＺＦ（ＺｅｒｏＦｏｒｃｉｎｇ）法、ＭＭＳＥＣ（ＭｉｎｉｍｕｍＭｅａｎＳｑｕａｒｅＥｒｒｏｒＣｏｍｂｉｎｉｎｇ）法等のいずれかの一つに基づくものとすることができる。

次に本発明の他の実施形態につき説明する。図８は、本発明の第３実施形態に係る通信システムのブロック図である。図８において、図４と同じ参照番号が付されているものは、図4と同様の構成である。図4と異なる構成につき説明すると、この実施形態では、Ｐｒｅ−Ｒａｋｅ部１０４の前に新たなＣＰ挿入部、Ｐｒｅ−Ｒａｋｅ部１０４の後に新たなＣＰ除去部を設けた点が図４に係るものと異なっている。第2実施形態においては、第1ＦＦＴ部１０６、第２ＦＦＴ部１０７、ＩＦＦＴ部１０８等の複雑なハードウエアを新たに付加しなければ成らなかったが、この実施形態では、ＣＰ挿入部、ＣＰ除去部といった比較的単純なハードウエアの追加に留めることによって、送信部１０５から送信する送信データに付加するＣＰ（サイクルプリフィックス）の数を減らすことができる。

送信部１０５から送信する送信データに付加するＣＰ（サイクルプリフィックス）の数を減らす上での考え方を、図9を参照しつつ説明する。図9は、ＣＰ（サイクルプリフィックス）と仮想の伝達関数との関連性を示す図である。図９（ａ）は図4に示される実施形態の要部を、また、図９（ｂ）は図8に示される第3実施形態の要部を抜粋した図である。

図９（ａ）に示されるように、ＣＰ挿入部１０３とＣＰ除去部一点鎖線で囲まれた部分を伝達関数Ｐ（ｎ）の仮想のフィルタとみなすことができる。このとき、伝達関数Ｐ（ｎ）の前段のＣＰ挿入部１０３で挿入するＣＰ（サイクルプリフィックス）の個数及び伝達関数Ｐ（ｎ）の後段のＣＰ除去部２０２で除去するＣＰ（サイクルプリフィックス）の個数はともに、「（Ｐｒｅ−Ｒａｋｅ部のタップ数）＋（無線チャネルのパスの数）−１」である。この仮想の伝達関数Ｐ（ｎ）は、図９（ｂ）に示すように、仮想の伝達関数Ｑ（ｎ）とＲ（ｎ）の和としても表現することができる。この２つの伝達関数Ｑ（ｎ）、Ｒ（ｎ）のそれぞれ前後に、ＣＰ挿入部、ＣＰ除去部を設けるようにしたものが第3実施形態に係る発明である。

このようにすることによって、伝達関数Ｑ（ｎ）の前段の第1ＣＰ挿入部１０９で挿入するＣＰの個数及び伝達関数Ｑ（ｎ）の後段の第1ＣＰ除去部１１０で除去するＣＰの個数はともに、（Ｐｒｅ−Ｒａｋｅ部のタップ数）となり、伝達関数Ｒ（ｎ）の前段の第２ＣＰ挿入部１１１で挿入するＣＰの個数及び伝達関数Ｒ（ｎ）の後段のＣＰ除去部２０２で除去するＣＰの個数はともに、（無線チャネルのパスの数）となり、結局、送信部１０５から送信する送信データに付加するＣＰ（サイクルプリフィックス）の数を減らすことができる。

信号のフェージングの様子を模式的に示す図である。マルチパス信号の受信タイミングと受信レベルとの関係を示す図である。従来のＰｒｅ−Ｒａｋｅシステムを説明するための図である。本発明の実施の形態に係るＣＤＭＡ通信システムの概略のブロック図を示すものである。シンボルＳ₀を時間Ｔｃの４つのチップＣｎで拡散する様子を示す図である。（ａ）ＣＰ挿入部での処理、（ｂ）無線チャネルの伝達関数、（ｃ）ＣＰ除去部での処理をそれぞれ示す図である。本発明の第2実施形態に係るＣＤＭＡ通信システムのブロック図である。本発明の第３実施形態に係るＣＤＭＡ通信システムのブロック図である。ＣＰ（サイクルプリフィックス）と仮想の伝達関数との関連性を示す図である。

符号の説明

１００・・・基地局、１０１・・・変調部、１０２・・・拡散部、１０３・・・ＣＰ挿入部、１０４・・・Ｐｒｅ−Ｒａｋｅ部、１０５・・・送信部、１０６・・・第1ＦＦＴ部、１０７・・・第２ＦＦＴ部、１０８・・・ＩＦＦＴ部、１０９・・・第1ＣＰ挿入部、１１０・・・第1ＣＰ除去部、１１１・・・第2ＣＰ挿入部、２００・・・移動局、２０１・・・受信部、２０２・・・ＣＰ除去部、２０３・・・ＦＦＴ部、２０４・・・ＦＤＥ部、２０５・・・ＩＦＦＴ部、２０６・・・逆拡散部、２０７・・・復調部、３００・・・無線チャネル

Claims

基地局と移動局との間をＣＤＭＡ方式で無線通信を行うＣＤＭＡ通信システムにおいて、
該基地局は、拡散符号を用いてシンボルを拡散する拡散部と、
該拡散部で拡散されたシンボルにサイクルプリフィックスを付加するＣＰ挿入部と、
該ＣＰ挿入部からの出力データにＰｒｅ−Ｒａｋｅ処理を施すＰｒｅ−Ｒａｋｅ部と、を有し、
該移動局は、受信データからサイクルプリフィックスを除去するＣＰ除去部と、
該ＣＰ除去部からの出力データを高速フーリエ変換するＦＦＴ部と、
該ＦＦＴ部からの出力データに周波数領域等化処理施すＦＤＥ部と、
該ＦＤＥ部からの出力データを逆高速フーリエ変換するＩＦＦＴ部と、を有することを特徴とするＣＤＭＡ通信システム。
基地局と移動局との間をＣＤＭＡ方式で無線通信を行うＣＤＭＡ通信システムにおいて、
該基地局は、拡散符号を用いてシンボルを拡散する拡散部と、
該拡散部で拡散されたシンボルに高速フーリエ変換を施す第１ＦＦＴ部と、
該第１ＦＦＴ部からの出力データを補償するための補償用データを生成する第２ＦＦＴ部と、
該第２ＦＦＴ部の補償用データで補償されたデータを逆高速フーリエ変換する基地局側ＩＦＦＴ部と、
該基地局側ＩＦＦＴ部からの出力データにサイクルプリフィックスを付加するＣＰ挿入部と、を有し、
該移動局は、受信データからサイクルプリフィックスを除去するＣＰ除去部と、
該ＣＰ除去部からの出力データを高速フーリエ変換するＦＦＴ部と、
該ＦＦＴ部からの出力データに周波数領域等化処理施すＦＤＥ部と、
該ＦＤＥ部からの出力データを逆高速フーリエ変換する移動局側ＩＦＦＴ部と、を有することを特徴とするＣＤＭＡ通信システム。
基地局と移動局との間をＣＤＭＡ方式で無線通信を行うＣＤＭＡ通信システムにおいて、
該基地局は、拡散符号を用いてシンボルを拡散する拡散部と、
該拡散部で拡散されたシンボルにサイクルプリフィックスを付加する第１ＣＰ挿入部と、
該ＣＰ挿入部からの出力データにＰｒｅ−Ｒａｋｅ処理を施すＰｒｅ−Ｒａｋｅ部と、
該Ｐｒｅ−Ｒａｋｅ部からの出力データからサイクリックプリフィックスを除去する第１ＣＰ除去部と、
該第１ＣＰ除去部からの出力データにサイクルプリフィックスを付加する第２ＣＰ挿入部と、を有し、
該移動局は、受信データからサイクリックプリフィックスを除去するＣＰ除去部と、
該ＣＰ除去部からの出力データを高速フーリエ変換するＦＦＴ部と、
該ＦＦＴ部からの出力データに周波数領域等化処理施すＦＤＥ部と、
該ＦＤＥ部からの出力データを逆高速フーリエ変換するＩＦＦＴ部と、を有することを特徴とするＣＤＭＡ通信システム。
該ＦＤＥ部で施す周波数領域等化処理はＭＲＣ法に基づいて行われることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のＣＤＭＡ通信システム。
該ＦＤＥ部で施す周波数領域等化処理はＺＦ法に基づいて行われることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のＣＤＭＡ通信システム。
該ＦＤＥ部で施す周波数領域等化処理はＭＭＳＥＣ法に基づいて行われることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のＣＤＭＡ通信システム。