JP3293781B2 - スペクトラム拡散ダイバーシティ送受信機 - Google Patents

スペクトラム拡散ダイバーシティ送受信機

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JP3293781B2 JP27143298A JP27143298A JP3293781B2 JP 3293781 B2 JP3293781 B2 JP 3293781B2 JP 27143298 A JP27143298 A JP 27143298A JP 27143298 A JP27143298 A JP 27143298A JP 3293781 B2 JP3293781 B2 JP 3293781B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ダイバーシティ送
受信機に関し、特に厳しいマルチパスフェージングが問
題となるデジタル無線伝送においてスペクトラム拡散に
よる符号化多重を行なうスペクトラム拡散ダイバーシテ
ィ送受信機に関する。
【0002】
【従来の技術】フェージング回線における無線伝送で
は、通常ダイバーシティ受信が必要となる。フェージン
グは、フラットフェージングと選択制フェージングに大
別することができる。フラットフェージングとは、マル
チパス伝搬は発生していないが、直接受信波そのものが
伝搬途中にて振幅・位相の変動を受けるものである。他
方、選択性フェージングとは、マルチパス伝搬が発生
し、その各々のマルチパスによる到来波が独立の振幅・
位相の変動を受けるものである。この場合、受信信号
は、複数のマルチパス波の合成波となる為、位相変動の
状況によりある周波数にて逆相合成となることがある。
すなわち、受信スペクトラムに周波数選択的なフェード
(ノッチ)が発生する。フラットフェージングの場合に
は、受信レベルの変動が問題となり、受信波形そのもの
は歪みを受けない。しかしマルチパスによる選択性フェ
ージングの場合は、受信レベル変動に加えて受信波形に
歪みが発生する。
【0003】以上のようなフェージング回線に対して
は、従来からダイバーシティ受信および適応等化技術が
用いられている。これらには種々の方式があるが、ここ
ではマルチパス歪みに対して効果的であるとされるスペ
クトラム拡散通信を従来技術として扱うことにする。ス
ペクトラム拡散は本来、軍用の妨害波に対してロバスト
通信を行うことを目的としてきた。一方、遅延時間の長
いマルチパス波は所望の主波信号との相関が低くなる。
この場合スペクトラム拡散を適用すると、マルチパス波
は拡散符号と相関が取れなくなり、逆拡散操作において
抑圧される。すなわち、スペクトラム拡散はマルチパス
波をも干渉妨害とみなすことで一種の適応等化器である
と言える。
【0004】しかし遅延時間の短いマルチパス波は主波
信号との相関が高くなり、逆拡散による抑圧は期待でき
ない。この場合、マルチパス波と主波との遅延時間が小
さい為、マルチパス波と主波の間で逆位相の関係になっ
た場合にはレベル低下すなわち、フェードアウトが発生
し得る。このようなフェードアウトに対処するには、複
数の伝搬経路の無相関性を利用したダイバーシティ受信
が不可欠となる。
【0005】図6を用いてダイバーシティ受信の説明を
行う。図6では、送信機401から受信機402に対し
て送信を行う場合であり、送信機401から送信された
電波は、3つのの異なるパス401〜403を介して受
信機402に到達する。
【0006】ここで、送信機401は無指向性アンテナ
1個を用いて送信を行うと仮定する。無指向性アンテナ
から放射された電波は、図6のパス404の直接伝搬経
路と、パス403とパス405の反射を含む経路を伝搬
する。そして、無指向性アンテナから放射された電波が
異なる経路を伝搬することによりマルチパス伝搬が発生
する。この場合、経路が空間的に相違する為、フェージ
ングはそれぞれ、独立となり、受信電界レベルの時間的
な変動は図7(a)、図7(b)および図7(c)のよ
うになる。
【0007】この図7において、図7(a)はパス40
3における受信電界レベルの変動を示した図、図7
(b)はパス404における受信電界レベルの変動を示
した図、図7(c)はパス405における受信電界レベ
ルの変動を示した図である。
【0008】このようなモデルに対してダイバーシティ
受信は、それぞれのダイバーシティブランチのうち、フ
ェードアウトしていない部分を選択または合成を行い、
フェードアウトの確率を減らす。このようなダイバーシ
ティ受信は伝搬経路の無相関性を利用している為、空間
ダイバーシティまたはパスダイバーシティと呼ばれてい
る。このパスダイバーシティを実現する手段としては、
通常、複数アンテナを用いたアダプティブアレイなどが
用いられる。すなわちアダプティブアレイの指向性制御
により複数のマルチパス到来波を抽出し、最大比合成す
ればダイバーシティ合成が可能となる。
【0009】しかし一般に空間ダイバーシティではアン
テナが複数個必要となり、コスト面で不利となる。特に
マイクロ波通信ではアンテナの価格が大であり、装置も
大規模となる為、安易にアンテナの数を増やすわけには
いかない。
【0010】この空間ダイバーシティの欠点を改善する
為、スペクトラム拡散による符号化多重と時間ダイバー
シティを利用したスペクトラム拡散ダイバーシティ送受
信機が特開平8−191289号公報に記載されてい
る。この従来のスペクトラム拡散ダイバーシティ送受信
機を図8および図9に示す。
【0011】図8は従来のスペクトラム拡散ダイバーシ
ティ送受信機における送信装置の構成を示したブロック
図、図9は従来のスペクトラム拡散ダイバーシティ送受
信機における受信装置の構成を示したブロック図であ
る。
【0012】この従来のスペクトラム拡散ダイバーシテ
ィ送受信機における送信装置は、図8を参照すると、誤
り訂正符号器101と、それぞれ遅延時間がτMとなる
M−1個の遅延素子1031〜103M-1と、M個のイン
ターリーブ回路1021〜102Mと、M個の変調器10
1〜105Mと、スペクトラム拡散回路1061〜10
Mと、合成回路107と、送信機108と、送信アン
テナ109とから構成されている。
【0013】誤り訂正符号器101は、1系列の送信デ
ータに対して誤り訂正符号化を行なっている。
【0014】遅延素子1031〜103M-1は、誤り訂正
符号器101の出力に対してそれぞれτMとなる遅延時
間を与えることにより、誤り訂正符号器101の出力を
Mブランチに分岐している。
【0015】インターリーブ回路1021〜102Mは、
誤り訂正符号器101の出力および各遅延素子1031
〜103M-1からの出力に対して、それぞれインターリ
ーブを行なっている。
【0016】変調器1051〜105Mは、各インターリ
ーブ回路1021〜102Mの出力に対して、それぞれ変
調を行なっている。
【0017】スペクトラム拡散回路1061〜106
Mは、変調器1051〜105Mの出力に対して、それぞ
れ異なる拡散符号によりスペクトラム拡散を行なってい
る。
【0018】合成回路107は、スペクトラム拡散回路
1061〜106Mからの出力どうしを合成して符号多重
化して出力している。
【0019】送信機108は、合成回路107からの符
号化多重信号を送信アンテナ109から送信している。
【0020】また、この従来のスペクトラム拡散ダイバ
ーシティ送受信機における受信機は、図9を参照する
と、受信アンテナ110と、受信機111と、分岐回路
112と、スペクトラム逆拡散回路1131〜113
Mと、M個の復調器1141〜114Mと、M個のデイン
ターリーブ回路1181〜118Mと、遅延時間がηNと
なるM個の遅延素子1161〜116Mと、多数決判定回
路117と、誤り訂正復号器119とから構成されてい
る。
【0021】受信機111は、図8に示した送信装置か
ら送信されてきた符号化多重信号を受信している。
【0022】分岐回路112は、受信機111において
受信された信号をM分岐して、Mブランチ信号として出
力している。
【0023】スペクトラム逆拡散回路1131〜113M
は、分岐回路112からのMブランチ信号に対して、送
信装置において拡散される際に用いられた拡散符号と同
じ拡散符号によりスペクトラム逆拡散を行なっている。
【0024】復調器1141〜114Mは、スペクトラム
逆拡散回路1131〜113Mにおいて逆拡散されたMブ
ランチの各受信信号に対して、それぞれ復調を行なって
いる。
【0025】デインターリーブ回路1181〜118
Mは、復調器1141〜114Mにより復調された信号に
対して、それぞれデインターリーブを行なっている。
【0026】遅延素子1161〜116Mは、デインター
リーブ回路1181〜118Mからの出力に対して、それ
ぞれηMとなる遅延時間を与えている。ここで、遅延時
間が与えられているのは、送信装置において加えられた
遅延差を取り除き、各ブランチの信号のタイミングを合
わせるためである。
【0027】多数決判定回路117は、1161〜11
Mは、遅延素子1161〜116Mからの各ブランチ信
号に対し、多数決判定を行なっている。
【0028】誤り訂正復号器119は、多数決判定回路
117の出力信号に対して、送信装置における誤り訂正
符号器101に対応した誤り訂正復号を行なって受信デ
ータとして出力している。
【0029】次に、この従来のスペクトラム拡散ダイバ
ーシティ送受信機の動作を図8、図9を参照して説明す
る。
【0030】図8の送信装置では送信データに誤り訂正
符号器101により誤り訂正が施された後、この信号は
ブランチ数Mのマルチブランチに分岐される。そして、
遅延素子1031、1032によりブランチ間に遅延差を
持たせ各ブランチを時間ダイバーシティとして利用す
る。インタリーブ回路1021〜102Mにより各ブラン
チにてそれぞれ独立のインタリーブを行い、変調器10
1〜105Mにおいてそれぞれ変調を行う。さらにスペ
クトラム拡散回路1061〜106Mにてスペクトラム
(符号)拡散が行なわれ、合成回路107で各ブランチ
の送信信号が合成される。ここで各ブランチは同一周波
数帯の信号であり、これを合成したものは符号化多重信
号となる。合成回路107の出力信号は送信機108に
より無線周波数帯の信号に変換され送信アンテナ109
で送信される。
【0031】一方図9の受信装置では、受信アンテナ1
10で受信された受信信号は受信機111において、無
線周波数帯の信号からスペクトラム拡散の周波数帯の信
号に変換され、分岐回路112においてM分岐される。
分岐回路112においてM分岐されたMブランチの受信
信号はM個の送信側に対応したスペクトラム逆拡散回路
1131〜113Mに入力され、スペクトラム逆拡散が行
なわれる。この過程により、符号化多重された受信信号
が対応するブランチ毎に抽出されることになる。そし
て、抽出分離された受信信号はそれぞれM個のデインタ
ーリーブ回路1141〜114Mに入力され、デインター
リーブが行われる。そして、Mブランチ受信信号は遅延
素子1161〜116Mにより送信側で加えられた遅延差
が取り除かれ、各ブランチの信号のタイミングが合わせ
られる。受信信号出力は多数決判定回路117において
多数決判定が行われ、その出力信号はさらに誤り訂正復
号器119に通され、最終的な誤り訂正を受ける。
【0032】以上の図8、図9に示す従来例では、マル
チパスフェージングなどに起因するバースト誤りをイン
ターリーブにより単にランダム化するだけでなく、遅延
差処理により時間ダイバーシティを行い、フェージング
に対して回線品質の向上を図る。さて時間ダイバーシテ
ィの合成手段であるが、デジタル信号の場合は最終的に
切替手段によらざるを得ない。しかし図8、図9の従来
例では多数決判定を行うことにより、より確からしい判
定を行う機能を有し、伝送品質の向上を図る効果があ
る。
【0033】しかし、この従来例ではダイバーシティブ
ランチの合成を各ブランチの多数決により判定を行って
いる。例えばブランチ数が10の場合、3個のブランチ
がデジタル信号の「1」を示し、残り7個のブランチが
デジタル信号の「0」を示した場合は、多数決判定回路
117は「0」と判定する。しかし「1」のブランチが
5個で、「0」のブランチも5個あった場合はどちらが
正しい判定か区別がつかなくなるという問題がある。ま
たブランチ毎の誤り確率もランダムである為、「1」が
正しい信号であるにも関わらず、大半のブランチが
「0」に誤る可能性もある。この場合は多数決判定回路
117は単純に大多数の「0」を判定出力してしまう。
従って、従来のスペクトラム拡散ダイバーシティ送受信
機では、多数決判定において誤りが発生する可能性があ
り、この場合にはビット誤り率特性が悪化してしまう。
【0034】また、この従来例ではダイバーシティブラ
ンチ毎にインターリーブ回路102 1〜102Mおよびデ
インターリーブ回路1181〜118Mを必要とし、装置
規模がかなり大きくなるという問題があった。
【0035】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のスペク
トラム拡散ダイバーシティ送受信機では、下記のような
問題点があった。
【0036】(1)多数決判定において誤りが発生する
可能性があり、この場合にはビット誤り率特性が悪化し
てしまう。
【0037】(2)ダイバーシティブランチ毎に複数の
インターリーブ回路および複数のデインターリーブ回路
が必要となるため、装置規模が大きくなってしまう。
【0038】本発明の目的は、装置規模を縮小するとと
もにビット誤り率特性が向上したスペクトラム拡散ダイ
バーシティ送受信機を提供することを目的とする。
【0039】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のスペクトラム拡散ダイバーシティ送受信機
は、送信装置が、1系列の送信データに対して誤り訂正
符号化を行う誤り訂正符号化手段と、前記誤り訂正符号
化手段からの出力信号に対してインターリーブを行うイ
ンターリーブ手段と、前記インターリーブ手段からの出
力信号に対して、それぞれ異なる遅延時間を与えること
によりNブランチに分岐する複数の遅延手段と、前記各
遅延手段からのNブランチの出力信号に対して符号化率
R=N/Mの畳込み符号化を行い、Mビットの並列デー
タ出力信号として出力している畳込み符号化手段と、前
記畳込み符号化手段から出力されたMビットの並列デー
タ出力信号に対しそれぞれ変調を行う複数の変調手段
と、前記変調手段の各ブランチ出力に対しそれぞれ異な
る拡散符号によりスペクトラム拡散を行う複数のスペク
トラム拡散手段と、前記各スペクトラム拡散手段からの
出力どうしを合成して符号化多重する合成手段と、前記
符号化多重信号を送信する送信手段とを有し、受信装置
が、送信装置から送信されてきた符号化多重信号を受信
する受信手段と、前記受信手段により受信された受信信
号をM分岐して、Mブランチ信号として出力している分
岐手段と、前記Mブランチ信号に対して、送信装置にお
いて拡散される際に使用された拡散符号と同一の拡散符
号によりそれぞれスペクトラム逆拡散を行うスペクトラ
ム逆拡散手段と、前記スペクトラム逆拡散手段により逆
拡散されたMブランチの受信信号に対しそれぞれ復調を
行う復調手段と、前記復調されたMブランチの受信信号
を並列データ入力として符号化率R=N/Mのビタビ復
号を行うビタビ復号手段と、前記ビタビ復号手段により
出力されたNビットの並列データ出力信号に対し、各ブ
ランチ毎に異なる遅延時間をそれぞれ与えて遅延調整を
行う複数の遅延手段と、前記遅延手段による各ブランチ
信号に対し多数決判定を行い判定データとして出力して
いる多数決判定手段と、前記多数決判定手段における判
定データに対してデインターリーブを行うデインターリ
ーブ手段と、前記デインターリーブ手段の出力に対して
送信装置の誤り訂正手段に対応した誤り訂正復号を行う
誤り訂正復号手段とを有する。
【0040】本発明のスペクトラム拡散ダイバーシティ
送受信機は、マルチパスフェージングなどに起因した瞬
断などで生じるバースト誤りを誤り訂正とインターリー
ブにより訂正するだけでなく、遅延差処理を与えること
でブランチ間の時間相関性を減らしてダイバーシティ送
受信を行うことにより各ブランチ間にも畳込み符号化を
施し、単なるダイバーシティだけでなくダイバーシティ
を誤り訂正の手段として利用するようにしたものであ
る。さらに各ブランチ間の多数決を取る多数決判定処理
を行うことにより、複数のダイバーシティブランチ信号
を最も確かな1列のデータ系列に変換し、ビット誤りを
等価的に訂正している。さらに受信装置では、送信装置
における誤り訂正に対応した誤り訂正復号を行い、回線
品質の向上を図る。
【0041】従って、スペクトラム拡散通信において、
固定の複数アンテナまたはアダプティブアレイなどによ
る空間ダイバーシティもしくは周波数ダイバーシティを
用いなくても、符号化多重によるダイバーシティ受信が
可能となる。よって、ビット誤り率を向上することがで
きる。また、インターリーブ回路、デーインターリーブ
回路は、ブランチ数に関係無くそれぞれ1つですむた
め、装置規模を削減することができる。
【0042】本発明の他のスペクトラム拡散ダイバーシ
ティ送受信機は、上記のスペクトラム拡散ダイバーシテ
ィ送受信機に対して、送信装置における誤り訂正符号化
手段とインターリーブ手段とが削除され、受信装置にお
ける誤り訂正復号手段とデインターリーブ手段とが削除
されたものである。
【0043】本発明では、ブランチ間畳込み符号化およ
び多数決判定によるビット誤り訂正効果のみを用いるよ
うにして、誤り訂正機能、インターリーブ機能を削除し
たものである。本発明では、誤り訂正機能を省いたこと
により誤り訂正付加ビットが不要となり、信号帯域を削
減することができ、周波数効率を向上することができ
る。
【0044】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して詳細に説明する。
【0045】(第1の実施形態)図1は本発明の第1の
実施形態のスペクトラム拡散ダイバーシティ送受信機に
おける送信装置の構成を示すブロック図、図2は本発明
の第1の実施形態のスペクトラム拡散ダイバーシティ送
受信機における受信装置の構成を示すブロック図、図1
における畳込み符号器104の構成を示したブロック図
である。図8、図9中と同番号は同じ構成要素を示す。
【0046】本実施形態のスペクトラム拡散ダイバーシ
ティ送受信機における送信装置は、図1を参照すると、
誤り訂正符号器101と、インターリーブ回路102
と、それぞれ遅延時間が異なる2個の遅延素子10
1、1032と、符号化率R=3/4の畳込み符号器1
04と、4個の変調器10511〜1054と、4個のス
ペクトラム拡散回路1061〜1064と、合成回路10
7と、送信機108と、送信アンテナ109とから構成
されている。
【0047】本実施形態の送信装置は、図8に示した従
来のスペクトラム拡散ダイバーシティ送受信機の送信装
置に対して、ダイバーシティブランチ数M=4とし、M
個のインターリーブ回路1021〜102Mを1個のイン
ターリーブ回路102に置き換えるとともに誤り訂正符
号器101と遅延素子1031、1032との間に設ける
ようにし、変調器1051〜105Mの前に畳込み符号器
104が追加されたものである。
【0048】畳込み符号器104は、インターリーブ回
路102からの出力信号および遅延素子1031、10
2からの出力信号をそれぞれ並列データ入力S1
2、S3として入力し、畳込み符号化を行なった後に並
列データ出力V1、V2、V3、V4として出力している。
【0049】また、畳込み符号機104は、図3を参照
すると、9個のフリップフロップ回路2011〜2019
と、4個のMOD2加算器2021〜2024とから構成
されている。
【0050】フリップフロップ回路2011〜201
9は、それぞれX0、X1、X2、・・・、X8に対応して
いて、並列データ入力S1、S2、S3を予め定められた
接続により順次記憶している。
【0051】MOD2加算器2021〜2024は、フリ
ップフロップ回路2011〜2019の出力信号のうちの
予め定められた出力信号どうしに対して、2を法とする
加算(modulo2加算)を行う このMOD2加算では、下記のような演算が行われる。
【0052】 0+0=0、0+1=1、1+0=1、1+1=0 図3に示す畳込み符号器104は拘束長K=9の場合を
示しており、一般に下記生成多項式による符号化が行わ
れる。
【0053】 V1の生成多項式:G1(X)=X2+X5+X7+X8 ・・・・・ (1) V2の生成多項式:G2(X)=X1+X5+X6+X8 ・・・・・ (2) V3の生成多項式:G3(X)=1+X3+X4+X5+X7 ・・・・ (3) V4の生成多項式:G4(X)=1+X1+X2+X3+X4+X6 ・・ (4)
【0054】上記(1)〜(4)式においてXnはXのn乗と
いう巾乗を示す。図2において例えば、V1の生成多項
式は式(1)にて表現されるが、V1の出力はX2、X5、X
7、X 8に対応したフリップフロップ2013、2016
2018、2019の出力がMOD2加算器2021にて
MOD2加算(排他的論理和演算:EXCLUSIVE OR)され
たものとなっている。V2、V3、V4についても式(2)〜
(4)の生成多項式に示す箇所のフリップフロップ出力の
MOD2加算を行って出力データが得られる。
【0055】また、本実施形態のスペクトラム拡散ダイ
バーシティ送受信機における受信装置は、図2を参照す
ると、受信アンテナ110と、受信機111と、分岐回
路112と、4個のスペクトラム逆拡散回路1131
1134と、4個の復調器1141〜1144と、符号化
率R=3/4のビタビ復号器115と、3個の遅延素子
1161〜1163と、多数決判定回路117と、デイン
ターリーブ回路118と、誤り訂正復号器119とから
構成されている。
【0056】また、本実施形態の受信装置は、図9に示
した従来のスペクトラム拡散ダイバーシティ送受信機の
受信装置に対して、ダイバーシティブランチ数M=4と
し、M個のデインターリーブ回路1181〜118Mを1
個のデインターリーブ回路1118に置き換えるととも
に多数決判定回路117と誤り訂正復号器119との間
に設けるようにし、遅延素子1161〜116Mの前にビ
タビ復号器115が追加されたものである。
【0057】ビタビ復号器115は、復調器1141〜
1144において復調されたMブランチの受信信号を並
列入力データW1〜W4として入力し、符号化率R=3/
4のビタビ復号を行なって並列出力データY1〜Y3とし
て出力している。
【0058】次に、本実施形態のスペクトラム拡散ダイ
バーシティ送受信機の動作について図4および図5を参
照して詳細に説明する。
【0059】先ず、送信装置では、誤り訂正符号器10
1とインターリーブ回路102により送信データに対す
る誤り訂正符号化が行われる。この誤り訂正符号化はバ
ースト誤りを訂正する為のものである。そして、インタ
ーリーブ回路102の出力信号が3分岐され、第2ブラ
ンチと第3ブランチの信号は遅延素子1031、1032
により遅延時間が与えられる。これは時間ダイバーシテ
ィを行う為のものであり、従来例において説明したもの
と同様の効果を得るためのものである。本実施形態の特
徴は、これら複数ブランチの信号を並列入力データとす
る畳込み符号化を行うことである。畳込み符号器104
は符号化率R=3/4とした場合の一例を示しており、
内部の回路は図2に示される。
【0060】畳込み符号化器104による符号化率R=
3/4の畳込み符号化は、3列の入力データ系列S1
3が4列のデータ系列V1〜V4として出力される。そ
して、畳込み符号器104からの出力信号は4個の変調
器1051〜1054にてそれぞれ1次変調が行われる。
変調器1051〜1054から出力される変調波はスペク
トラム拡散回路1061〜1064によりそれぞれ独立の
ランダム系列によりスペクトラム拡散が行われる。これ
ら4個ののスペクトラム拡散回路1061〜1064の出
力信号を合成回路107にて合成すると、4ブランチの
ダイバーシティ送信信号について符号化多重が行われる
ことになる。そして、合成回路107において符号化多
重された符号化多重信号は送信機108により周波数変
換および増幅されて送信アンテナ109に供給され無線
送信波として放射される。
【0061】従来例では複数ブランチに分岐する前に誤
り訂正符号化を行っており、ダイバーシティ・ブランチ
信号は単に符号化多重されて送信される。これに対し、
本実施形態ではダイバーシティ・ブランチそのものにも
畳込み符号化という誤り訂正手段を追加し、その為ブラ
ンチ数は増加するが、より強固な誤り訂正機能を持たせ
ている点が従来例と相違する。特に本実施形態にて提案
する誤り訂正方式をダイバーシティブランチ間誤り訂正
と称する。
【0062】本実施形態の受信装置では、受信アンテナ
110で受信された受信波は受信機111にて無線周波
数帯からスペクトラム拡散信号帯域に周波数変換され、
分岐回路112にて4ブランチに分岐される。そして、
分岐された4ブランチの信号はそれぞれ、4個のスペク
トラム逆拡散回路1131〜1134にてスペクトラム逆
拡散すなわち符号分割多重波の分離が行われる。そし
て、スペクトラム逆拡散回路1131〜1134から出力
された4ブランチの出力信号は復調器1141〜1144
にて送信側1次変調に対応した復調が行なわれる。そし
て、4ブランチの復調信号はビタビ復号器115に並列
データ系列W1〜W4として入力される。この並列データ
系列W1〜W4は送信側で符号化した並列データ系列
1、V2、V 3、V4に該当しており、ビタビ復号器11
5にて符号化率R=3/4の復号が行われる。ここで畳
込み符号化による誤り訂正が実施されたことになり、伝
送系で発生したビット誤りは訂正される。復号されたデ
ータ系列はY1、Y2、Y3として出力されそれぞれ3個
の遅延素子1161〜1163に入力される。これは送信
装置において、遅延素子1031、1032により与えら
れた時間ダイバーシティの為の遅延差を吸収する為のも
のである。すなわ受信装置におけるの3個の遅延素子1
161〜1163の出力においては各ブランチのタイミン
グが揃い、多数決判定回路117にて多数決判定が可能
となる。そして、多数決判定により判定されたブランチ
の信号はデインターリーブ回路118にて送信側インタ
ーリーブの逆操作が行なわれ、データ系列は正しい順序
に並び替えられる。デインターリーブ回路118の出力
信号は誤り訂正復号器119に入力され、送信装置の誤
り訂正符号器101に対応した誤り訂正が行なわれ、受
信データとして出力される。以上説明したように本実施
形態では3ブランチのダイバーシティ信号に第2のダイ
バーシティ・ブランチ間誤り訂正手段として符号化率3
/4の畳込み符号化を行っている。そのため、ダイバー
シティブランチを単なるダイバーシティだけでなく、誤
り訂正手段にも活用しているので、多数決判定回路11
7の前段にてビット誤り率を改善することができる。
【0063】従って、従来のスペクトラム拡散ダイバー
シティ送受信機では多数決判定回路117において、多
数決が2分されてどちらが正しい判定か判断がつかない
場合にはビット誤りを生じる確率が高かったが、本実施
形態では多数決を行う前に第2の誤り訂正手段により、
多数決判定においては大多数か少数かを明確に出来、ビ
ット誤りを抑圧できる効果が発揮される。
【0064】また従来例ではインターリーブ回路および
デインターリーブ回路をダイバーシティブランチに応じ
て複数個持つ必要があったが、本実施形態ではインター
リーブ操作をダイバーシティブランチの外側に移動した
ことにより、その個数をそれぞれ1個だけ持てば良い。
なお畳込み符号器104およびビタビ復号器115は近
年、LSI化が行われていてかなり小規模となってい
る。そのため、畳込み符号器104およびビタビ復号器
115が設けられたことによる装置規模の増加は微々た
るものである。それよりもインターリーブ/デインター
リーブ回路の縮小の効果の方が遙かに大きい。
【0065】以上は符号化率3/4を例に取って説明し
たが、一般に符号化率R=N/Mに対して適用が可能で
ある。この場合は図1のインターリーブ回路102の出
力信号をN分岐し、畳込み符号器104からのM本の並
列出力をダイバーシティブランチとすれば良い。ただし
この場合は変調器105およびスペクトラム拡散回路1
06をM個用意する必要がある。
【0066】(第2の実施形態)次に、本発明の第2の
実施形態のスペクトラム拡散ダイバーシティ送受信機に
ついて説明する。
【0067】図4は本発明の第2の実施形態のスペクト
ラム拡散ダイバーシティ送受信機における送信装置の構
成を示すブロック図、図5は本発明の第2の実施形態の
スペクトラム拡散ダイバーシティ送受信機における受信
装置の構成を示すブロック図である。
【0068】本実施形態のスペクトラム拡散ダイバーシ
ティ送受信機における送信装置は、図4を参照すると、
それぞれ遅延時間が異なる2個の遅延素子1031、1
032と、符号化率R=3/4の畳込み符号器104
と、4個の変調器10511〜1054と、4個のスペク
トラム拡散回路1061〜1064と、合成回路107
と、送信機108と、送信アンテナ109とから構成さ
れている。
【0069】また、本実施形態のスペクトラム拡散ダイ
バーシティ送受信機における受信装置は、図5を参照す
ると、受信アンテナ110と、受信機111と、分岐回
路112と、4個のスペクトラム逆拡散回路1131
1134と、4個の復調器1141〜1144と、符号化
率R=3/4のビタビ復号器115と、3個の遅延素子
1161〜1163と、多数決判定回路117とから構成
されている。
【0070】本実施形態のスペクトラム拡散ダイバーシ
ティ送受信機における送信装置は、図1に示した第1の
実施形態のスペクトラム拡散ダイバーシティ送受信機に
おける送信装置に対して、誤り率訂正符号器101と、
インターリーブ回路102が削除されたものとなってい
る。
【0071】また、本実施形態のスペクトラム拡散ダイ
バーシティ送受信機における受信装置は、図2に示した
第1の実施形態のスペクトラム拡散ダイバーシティ送受
信機における受信装置に対して、誤り率訂正復号器11
9と、デインターリーブ回路118が削除されたものと
なっている。
【0072】誤り訂正符号器101、インターリーブ回
路102、誤り訂正復号器119、デインターリーブ回
路118による誤り訂正手段の削除に関しては特開平0
8−19128号公報において既に述べられている。そ
れによると多数決判定回路117が既に誤り訂正に近い
効果を持つ為とされている。しかし本実施形態ではさら
に畳込み符号化によるブランチ間誤り訂正手段によって
ビット誤りを極力抑えていることと、多数決判定回路1
17の併用によりビット誤り率が改善されている。従っ
て誤り訂正符号器101およびインターリーブ回路10
2を削除したとしても高い回線品質を得ることができ
る。
【0073】本実施形態では、誤り訂正機能を省いた分
の誤り訂正付加ビットが不要となり、信号帯域を削減す
ることができ、第1の実施形態と比較して周波数効率が
高いという効果も有している。
【0074】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、下記の
ような効果を有する。 (1)Nブランチのダイバーシティ信号に畳込み符号化
による誤り訂正手段を新たに追加することにより、ダイ
バーシティブランチを単なるダイバーシティだけでな
く、誤り訂正手段にも活用しているので、ビット誤り率
を改善することができる。
【0075】(2)送信装置におけるインターリーブ回
路および受信装置におけるデインタリーブ回路をそれぞ
れブランチ数に関係無く1つとすることができるので、
装置規模を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態のスペクトラム拡散ダ
イバーシティ送受信機における送信装置の構成を示すブ
ロック図である。
【図2】本発明の第1の実施形態のスペクトラム拡散ダ
イバーシティ送受信機における受信装置の構成を示すブ
ロック図である。
【図3】図1における畳込み符号器104の構成を示し
たブロック図である。
【図4】本発明の第2の実施形態のスペクトラム拡散ダ
イバーシティ送受信機における送信装置の構成を示すブ
ロック図である。
【図5】本発明の第2の実施形態のスペクトラム拡散ダ
イバーシティ送受信機における受信装置の構成を示すブ
ロック図である。ダイバーシティ受信の説明図
【図6】ダイバーシティ受信の説明を行うための図であ
る。
【図7】パス403における受信電界レベルの変動を示
した図(図7(a))、パス404における受信電界レ
ベルの変動を示した図(図7((b))、パス405に
おける受信電界レベルの変動を示した図(図7(c))
である。
【図8】従来のスペクトラム拡散ダイバーシティ送受信
機における送信装置の構成を示すブロック図である。
【図9】従来のスペクトラム拡散ダイバーシティ送受信
機における受信装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
101 誤り訂正符号器 102、1021〜102M インターリーブ回路 1031〜103M-1 遅延素子 104 畳込み符号器(符号化率R=3/4) 1051〜105M 変調器 1061〜106M スペクトラム拡散回路 107 合成回路 108 送信機 109 送信アンテナ 110 受信アンテナ 111 受信機 112 分岐回路 1131〜113M スペクトラム拡散回路 1141〜114M 復調器 115 ビタビ復号器(符号化率R=3/4) 1161〜116M 遅延素子 117 多数決判定回路 118、1081〜108M デインターリーブ回路 119 誤り訂正復号器 2011〜2019 フリップフロップ回路 2021〜2024 MOD2加算器 401 送信機 402 受信機 403〜405 パス(伝搬経路)
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 1/02 H03M 13/23 H04J 13/00

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1系列の送信データに対して誤り訂正符
    号化を行う誤り訂正符号化手段と、 前記誤り訂正符号化手段からの出力信号に対してインタ
    ーリーブを行うインターリーブ手段と、 前記インターリーブ手段からの出力信号に対して、それ
    ぞれ異なる遅延時間を与えることによりNブランチに分
    岐する複数の遅延手段と、 前記各遅延手段からのNブランチの出力信号に対して符
    号化率R=N/Mの畳込み符号化を行い、Mビットの並
    列データ出力信号として出力している畳込み符号化手段
    と、 前記畳込み符号化手段から出力されたMビットの並列デ
    ータ出力信号に対しそれぞれ変調を行う複数の変調手段
    と、 前記変調手段の各ブランチ出力に対しそれぞれ異なる拡
    散符号によりスペクトラム拡散を行う複数のスペクトラ
    ム拡散手段と、 前記各スペクトラム拡散手段からの出力どうしを合成し
    て符号化多重する合成手段と、 前記符号化多重信号を送信する送信手段とを有する送信
    装置。
  2. 【請求項2】 送信装置から送信されてきた符号化多重
    信号を受信する受信手段と、 前記受信手段により受信された受信信号をM分岐して、
    Mブランチ信号として出力している分岐手段と、 前記Mブランチ信号に対して、送信装置において拡散さ
    れる際に使用された拡散符号と同一の拡散符号によりそ
    れぞれスペクトラム逆拡散を行うスペクトラム逆拡散手
    段と、 前記スペクトラム逆拡散手段により逆拡散されたMブラ
    ンチの受信信号に対しそれぞれ復調を行う復調手段と、 前記復調されたMブランチの受信信号を並列データ入力
    として符号化率R=N/Mのビタビ復号を行うビタビ復
    号手段と、 前記ビタビ復号手段により出力されたNビットの並列デ
    ータ出力信号に対し、各ブランチ毎に異なる遅延時間を
    それぞれ与えて遅延調整を行う複数の遅延手段と、 前記遅延手段による各ブランチ信号に対し多数決判定を
    行い判定データとして出力している多数決判定手段と、 前記多数決判定手段における判定データに対してデイン
    ターリーブを行うデインターリーブ手段と、 前記デインターリーブ手段の出力に対して送信装置の誤
    り訂正手段に対応した誤り訂正復号を行う誤り訂正復号
    手段とを有する受信装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の送信装置と、請求項2記
    載の受信装置とから構成されているスペクトラム拡散ダ
    イバーシティ送受信機。
  4. 【請求項4】 1系列の送信データに対して、それぞれ
    異なる遅延時間を与えることによりNブランチに分岐す
    る複数の遅延手段と、 前記各遅延手段からのNブランチの出力信号に対して符
    号化率R=N/Mの畳込み符号化を行い、Mビットの並
    列データ出力信号として出力している畳込み符号化手段
    と、 前記畳込み符号化手段から出力されたMビットの並列デ
    ータ出力信号に対しそれぞれ変調を行う複数の変調手段
    と、 前記変調手段の各ブランチ出力に対しそれぞれ異なる拡
    散符号によりスペクトラム拡散を行う複数のスペクトラ
    ム拡散手段と、 前記各スペクトラム拡散手段からの出力どうしを合成し
    て符号化多重する合成手段と、 前記符号化多重信号を送信する送信手段とを有する送信
    装置。
  5. 【請求項5】 送信装置から送信されてきた符号化多重
    信号を受信する受信手段と、 前記受信手段により受信された受信信号をM分岐して、
    Mブランチ信号として出力している分岐手段と、 前記Mブランチ信号に対して、送信装置において拡散さ
    れる際に使用された拡散符号と同一の拡散符号によりそ
    れぞれスペクトラム逆拡散を行うスペクトラム逆拡散手
    段と、 前記スペクトラム逆拡散手段により逆拡散されたMブラ
    ンチの受信信号に対しそれぞれ復調を行う復調手段と、 前記復調されたMブランチの受信信号を並列データ入力
    として符号化率R=N/Mのビタビ復号を行うビタビ復
    号手段と、 前記ビタビ復号手段により出力されたNビットの並列デ
    ータ出力信号に対し、各ブランチ毎に異なる遅延時間を
    それぞれ与えて遅延調整を行う複数の遅延手段と、 前記遅延手段による各ブランチ信号に対し多数決判定を
    行い出力データとして出力している多数決判定手段とを
    有する受信装置。
  6. 【請求項6】 請求項4記載の送信装置と、請求項5記
    載の受信装置とから構成されているスペクトラム拡散ダ
    イバーシティ送受信機。
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