JP3519053B2 - Cdma通信システムの4進複素準直交符号の生成及びこれを用いる帯域拡散装置及び方法 - Google Patents
Cdma通信システムの4進複素準直交符号の生成及びこれを用いる帯域拡散装置及び方法Info
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Description
符号化装置及び方法に係り、特に、4進複素準直交符号
を生成し、前記生成4進複素準直交符号を用いてチャネ
ル信号を拡散する装置及び方法に関する。
ple Access)通信システムはチャネルの容量を増大させ
るために直交符号を用いてチャネルを区分する方法を用
いている。このように直交符号を用いてチャネルを区分
する方法はIS−95/IS−95Aの順方向リンクに
適用することができ、逆方向リンクでも時間同期調整し
て適用することができる。
リンクで直交符号によるチャネルの区分を示している。
図1を参照すれば、チャネルは所定のWalsh直交符号W
i(i=0〜63)により区分される。前記IS−95/
IS−95Aの順方向リンクはR=1/2の畳み込み(c
onvolution code)符号を使用し、BPSK(Binary Phas
e Shift Keying)変調を行い、1.2288MHzの帯
域幅を有する。したがって、使用可能なチャネルの数は
1.2288MHz/(9.6KHz*2)=64であ
る。すなわち、前記IS−95/IS−95Aの順方向
リンクは64個のWalsh符号を用いてチャネルを区分す
ることができる。
は前記変調方法及び最少のデータ伝送率により決められ
る。しかしながら、次世代CDMA移動通信システムで
は性能を改善するために使用者に割り当てるチャネルの
数を増加させようとする。このため、次世代CDMA移
動通信システムはトラフィックチャネル、パイロットチ
ャネル及び制御チャネルを備えて容量を増大させる方式
を採択している。
用量が増大すると、使用可能な直交符号の数は制限され
る。この場合、使用可能な直交符号の数の制限によりチ
ャネルの容量増加は制限される。したがって、このよう
な問題点を解除するためには、前記直交符号に最少の干
渉を与え、可変データ伝送率に対しても最少の干渉を与
える準直交符号を使用することが望ましい。
目的は直交符号を用いるCDMA通信システムで前記直
交符号に最少の干渉を与える4進複素準直交符号を発生
するための準直交符号マスクを生成する装置及び方法を
提供することにある。
Phase Shift Keying)変調方式を用いるCDMA通信シ
ステムで準直交符号マスクとWalsh直交符号を用いてチ
ャネル区分のための準直交符号を生成する装置及び方法
を提供することにある。
ステムで4進複素準直交符号を用いてチャネル信号を拡
散する装置及び方法を提供することにある。
ステムで4進複素準直交符号を発生するための準直交符
号マスクを備え、前記準直交符号マスクのうち、いずれ
か一つを選択して準直交符号を生成した後、前記生成準
直交符号を用いて送信するチャネル信号を拡散する装置
及び方法を提供することにある。
いて、CDMA通信システムで4進複素準直交符号を生
成する方法はM−シーケンスと前記M−シーケンスとの
全体相関度特性のよい特定シーケンスとを生成する過程
と、前記M−シーケンスをWalsh符号に変換する方式と
同一の方法で特定シーケンスを列置換してマスク候補を
生成する過程と、前記マスク候補と前記マスク候補と同
一の長さを有するWalsh符号とを演算して準直交符号候
補群を生成する過程と、前記生成準直交符号候補群のう
ち、前記Walsh符号との部分相関度を満足する準直交符
号を選択し、前記選択準直交符号の生成に関連するマス
クを選択する過程とを備える。
通信システムのチャネル送信装置はチャネル符号化信号
を複素信号に変換する複素信号変換器と、4進複素準直
交符号のマスクを備え、前記4進複素準直交符号のマス
クとWalsh符号を演算して4進複素準直交符号を生成す
る生成器と、前記複素変換信号と前記4進複素準直交符
号を演算してチャネル拡散信号を発生するチャネル拡散
器と、前記チャネル拡散複素信号と複素PNシーケンス
を演算してPNマスキングチャネル信号を発生するPN
マスキング部とを備える。
の望ましい実施形態を詳しく説明する。下記の説明にお
いて、本発明の要旨をぼやかす公知の機能及び構成に対
する詳細な説明は省略する。
ムでチャネル容量の増大又は単一セル容量の極大化のた
めに直交符号に最少の干渉を与える準直交符号を生成す
ることを目的とする。
ケンス及びKerdockシーケンスのような数列から類推さ
れうる。前記数列はシーケンスがPNシーケンスとその
シーケンスとの相関度特性のよい数列の和として表現さ
れるという共通点を有している。このため、前記シーケ
ンスは準直交符号の発生に用いられる。Walsh直交符号
はPNシーケンスを適宜に列置換することにより得られ
る。この際、上述したようにあるシーケンスとPNシー
ケンスの和からなる数列を前記PNシーケンスの列置換
方式と同一に列置換すると、前記列置換数列はWalsh直
交符号とよい相関度特性を維持する。すなわち、よい相
関度特性を有する二つの数列を列置換するので、前記数
列の全体長さの観点からみると相関度は変わらず、依然
としてよい相関度特性を維持することができる。この
際、前記二つの数列の和からPNシーケンスを除いた数
列は後述する準直交符号のマスク候補群として与えられ
ることができる。このシーケンスが準直交符号のマスク
候補群として与えられるとき、全体相関度特性は基本的
に満足する。
rdockシーケンス(Family A sequence)を用いて複素準直
交符号を生成する過程を詳しく説明する。
すべきである。
足することが望ましい。
る。
のWalsh直交符号のk番目のシーケンスを示し(1≦k≦
N)、Si(t)は長さNのi番目の複素準直交符号を示す
(1≦i≦X)。ここで、Xは前記条件1−3を満足しな
がら、数式3を部分的に満足する準直交符号の数を示
す。この際、前記数式2の条件1はk番目の直交符号W
k(t)(1≦k≦N,1≦t≦N)とi番目の準直交符号S
i(t)(1≦i≦N,1≦t≦N)の全体相関度がθ
min(N)を超過しないべきであるということを示す。ま
た、前記数式2の条件2は準直交符号のi番目のライン
とi’番目のラインの全体相関度がθmin(N)を超過し
ないべきであるということを示し、前記数式2の条件3
は準直交符号のi番目のラインと直交符号のk番目のラ
インの長さNをM等分した(N/M)の各部分を部分相関
度を取るとき、相関度値がθmin(N/M)を超過しない
べきであるということを示す(ここで、M=2m ,M=
0,1,..,log2N)。
符号と4進複素準直交符号の全体相関度特性を示し、θ
min(N)=√Nであり、4進複素準直交符号が理論的にW
alsh直交符号との絶対相関値として有し得る最小の相関
値を示す。また、前記数式2の条件2は前記4進複素準
直交符号間の全体相関度特性を示す。前記数式2の条件
3はWalsh直交符号と4進複素準直交符号との部分相関
度特性を示し、前記数式3の条件4は複素準直交符号間
の部分相関度特性を示す。
Walsh直交符号との部分相関度を取る場合を示している
(ここで、M=2a ,0≦a≦log2N)。データのサービ
ス時にデータの伝送率が上昇しながら、直交符号の(N
/M)部分を伝送する。前記部分相関度はその時の相関
度特性を満足する。例えば、N=256の場合、θ
min(N/M)値は下記の表5の通りである。前記条件4
は準直交符号間の部分相関度を示すが、前記相関度特性
によるθmin(N/M)値は前記条件3における相関度特
性値と同一である。
4,M=2の場合、直交符号と準直交符号との部分相関
度は全体長さの半分、すなわち、長さ512で計算さ
れ、その部分相関度限界式は長さ512の全体相関度限
界式θmin(N)と同一である。下記の表6は長さNと最
小相関度値θmin(N)との関係を示している。
ーケンス、Goldシーケンス及びKerdockシーケンスなど
がある。すなわち、前記シーケンスファミリのいずれも
よい相関度特性を有する。上述したシーケンスファミリ
に対する全体相関度特性は広く知られている。
スに対する研究は活発に行われていない。しかしなが
ら、可変データ伝送率を支援するIS−95Bや次世代
CDMAシステムでは条件3を満たすことが非常に重要
である。
2m+1に対して2m+1 (>√L)である。したがって、前記
シーケンスは長さL=22m+1に対して相関度が最もよい
とは言えない。ここで、Lは前記シーケンスの長さを示
す。
を生成して長さL=22m+1に対して相関度が√Lとなる
ようにし、前記条件を満足する方法及び装置を提供す
る。本発明の実施形態では、前記4進複素準直交符号を
生成するためにKerdockシーケンスを用いると仮定す
る。
通信システムの拡散装置で用いるための4進複素準直交
符号を生成する過程を示した流れ図である。ここで、Wa
lsh符号はM-シーケンスから生成されうる。すなわち、
Walsh直交符号はM-シーケンスを列置換することにより
生成される。
ために511段階でM-シーケンスと全体相関度特性の
よい特定シーケンスを生成する。前記複素シーケンスを
生成するために、本発明の実施形態では4進数で表れる
Kerdockコードから生成されるKerdockコード集合を示す
ファミリAを用いる。この際、モジューロ−4(以下、
“mod 4”)演算の4進数集合で乗算演算の複素数集合
に対応する準同形思想(Homomorphism)H:n→jn,(j
=√-1)が存在する。すなわち、4進数{0,1,2,
3}を複素形態で表すと{1,j,−1,−j}とな
る。したがって、4進シーケンスを生成した後、前記準
同形思想により前記各4進シーケンスを変換する。
を用いて表すと次の通りである。
述した方式と類似した方法でトレース関数を用いて4進
シーケンスを生成することができる。
シーケンスを得るためにm次の2進原始多項式f(x)を
選択する。前記2進原始多項式f(x)を数式5のように
Hensel Liftを適用することにより4進係数を有する特
性多項式g(x)を生成する(参考文献“Finite Rings wit
h Identity”,B.R.MACDonald)。
GR(4m)を構成することができる。また、βをg(x)の
根とするとき、β=α mod2となる。I={0,1,
β,β2,..,βA(ただし、A=2m−2)}とする
とき、Galois ringGR(4m)の任意の元素αはα=γ+
2δ,γ,δ∈Iで表すことができる。また、Galoisri
ngにおける線形関数であるトレース関数は、
n”,T.Helleseth and P.V.Kumar)。
得るために、β及びトレース表現を用いて前記式を次の
数式7として表すが、数式7は前記Kerdockコードの一
般式である。
スを二倍にしてmod 4演算を行うことにより得られ
る値と同一である。本実施形態では、このシーケンス部
分を4進のM−シーケンスとして称する。この際、δに
0又はβi(0≦i≦2A(ただし、A=2m−2))を代
入し、第1列に0を挿入すると、4進のM−シーケンス
を得ることができる。したがって、前記511段階では
各々のi(0≦i≦2A(ただし、A=2m−2))に対し
て長さ2m-1のシーケンスSi(t)=T(βt+i)(t=
0,1,..,2m−2)と2進のM−シーケンスを二倍
にした4進のM−シーケンス2T(δβt)を生成する(Ke
rdockコード生成過程)。
を、
成する。この際、前記M−シーケンスの列置換関数は特
定シーケンスに適用して準直交符号を生成するためのマ
スクの生成に用いられる。すなわち、513段階では、
α=β mod 2、δ=βr、m(t)=tr(a(t+r))とする
と、列置換関数σは次のように定義される(Kerdockコ−
ドのT(γβt) γ∈{0,1,β,β2,..,βA(ただ
し、A=2m−2)}に対する列置換を定義)。
0を挿入し、γにβi(0≦i≦2A(ただし、A=2m−
2))を代入すると、前記条件1と条件2を同時に満足
する2m−1個の長さ2mの4進複素シーケンスを生成す
ることができる。したがって、前記T(γβt)に対して
γ=βiの場合のシーケンスを下記の数式9のようにSi
(t)として表現する。ここで、前記Si(t)は特定シーケ
ンスの関数となり、次のように表すことができる。
i(*)=0と仮定する。
のシーケンスを用いて図3に示したマトリックスQを生
成する。前記マトリックスの行は(2m−1)*2mとな
り、列は2mとなる。すなわち、515段階で生成され
た2m−1個の数列Si(t)=T(βt+i)(t=0,
1,..,2m−2)を用いて図5に示したように定義す
る(前記数列Si(t)の最前に0を挿入)。
ーケンスの置換時に使用する方法と同一の列置換を前記
マトリックスQに対して適用すると、長さ2mの条件1
及び条件2を満足する(2m−1)個のシーケンスを得る
ことができる。したがって、517段階では数式7のS
i(t)を513段階で用いられた方式と同一の方式で列置
換する。すなわち、517段階では、515段階で生成
された数列を513段階における列置換関数により列置
換させると、新たな数列を生成するが、これは下記の通
りである(列置換過程)。
を準直交符号の候補マスクシーケンスとして称する。
クシーケンスを用いて図4のようにWalsh直交符号と結
合(mod 4)して前記条件1及び条件2を満足する他の準
直交符号候補シーケンスを生成する。前記519段階で
は、517段階で生成された数列を用いて4進準直交符
号の候補群を次のように表す(準直交符号候補生成過
程)。 [Sij(t)|t=1,2,..,2m] Sij(t)=ei(t)+2Wj(t) (mod 4),i=0,1,2,..,2m−2,j=0,1,..,2m−1
1,..,2m-1]は直交符号であるWalshシーケンスを示し、
0,1のシンボルで表れると仮定する。前記式におい
て、ei(t)は数式7のT(γβt)を513段階で定義さ
れた列置換式により列置換したものである。したがっ
て、519段階を行うと、(2m−1)*2m個の準直交符
号の候補を得ることができる。
個の準直交符号候補から前記条件3を満足するシーケン
スを選択した後、使用された準直交符号のマスク候補を
準直交符号のマスクとして選択する。すなわち、519
段階の過程が完了すると、521段階で最終的に得られ
たマスク候補群Sij(t)のうち、条件3を満足するもの
を選択する。この際、選択方法は全てのWalsh直交符号
と全ての長さの相関度を計算して条件3を満足するかを
確かめた後、全てのWalsh直交符号に対する部分相関度
が満足すると、マスクとして選択する。
部分長さ64の全てのWalsh符号との部分相関度を計算
した後、前記部分相関度が8を超過するか否かを確かめ
る。前記部分相関度が8を超過しなければ、マスクとし
て選択せず、前記条件を満足すると、その準直交符号候
補に対して再度部分長さ32に対する部分相関度を計算
する。この際、前記部分相関度値が4√2を超過するか
を確かめて超過しなければ、マスクとして選択せず、前
記条件を満足すると、再度次の長さに対して同一の作業
を行う。上述した過程を部分長さ4まで行った後、前記
条件を通過したマスク候補を条件1−条件3を満足する
準直交符号の候補マスクとして選択する。
ンスの生成過程を具体的に説明すると次の通りである。
x3+ x + 1を使用すると仮定する。この際、前記2進原
始多項式f(x)= x3+ x +1を数式5でHensel Liftさせ
ると、4進係数を有する特性多項式はg(x2)=(-13)(x3+
x +1)(-x3- x +1)(mod 4)となる。これを整理すると、
g(x)=x3+ 2x2 + x +3となる。
求めるためにg(x)の根をβとする。すなわち、β3+2β
2+β+3=0である。便宜上、β,β2,β3,β4,β5,
β6,β7を求めると次の通りである。 γ=β0=1の場合、T(γβt)=T(βt)は次のように決
められる。
T(βt)を計算すると、t=0の場合はT(β)=T
(1)、t=1の場合はT(β2)=T(1)、t=2の場合
はT(β3)=T(1)、t=3の場合はT(β4)=T(1)、
t=4の場合はT(β5)=T(1)、t=5の場合はT(β
6)=T(1)、t=6の場合はT(β7)=T(1)なので、
γ=β0=1の場合の数列を一度シフトした結果と同一
である。
ス3221211とその数列をシフトした数列を求める
ことができる。ここでは、i回シフトした数列をSiと
して称する。また、これによるM−シーケンスとして1
001011を求めることができる。
ンス1001011を用いて数式
置換関数を求める。ここで、前記数式σ(t)は前記M−
シーケンスを連続して3項ずつグループ化して十進数に
変換することを示す。すなわち、一番目の3項は100
でこれを十進数に変換すると100=4となり、二番目
の3項は001でこれを十進数に変換すると001=1
となり、三番目の3項は010でこれを十進数に変換す
ると010=2となり、四番目の3項は101でこれを
十進数に変換すると101=5となり、五番目の3項は
011でこれを十進数に変換すると011=3となり、
六番目の3項は111でこれを十進数に変換すると11
1=7となり、七番目の3項は110でこれを十進数に
変換すると110=6となる。前記数式
関数は下記の表7の通りである。
ての4進数列の最前に“0”を追加するが、Si(t)に
よりdi(t)を示す表現を調べると、i=0の場合、す
なわち、d0(t)は511段階でγ=β0=1のとき、4
進シーケンスS0(t)の最前に“0”を追加した数列で
ある。すなわち、511段階で求められたようにS
0(0)=3,S0(1)=2,S0(2)=2,S0(3)=1,
S0(4)=2,S0(5)=1,S0(6)=1の場合、d
0(t)を計算すると、最前のビットを示すd0(0)は常時
“0”であり、d0(1)からd0(7)は下記の表8の通り
である。
は511段階でγ=β1=βのとき、4進シーケンスS1
(t)の最前に“0”を追加した数列である。すなわち、
511段階で求められたようにS1(0)=2,S1(1)=
2,S1(2)=1,S1(3)=2,S1(4)=1,S1(5)
=1,S1(6)=3の場合、d1(t)を求めると、最前の
ビットを示すd1(0)は常時“0”であり、d1(1)から
d1(7)は下記の表9の通りである。
進数列を列シフトした数列を列置換するが、先ず、前記
4進数列を列シフトした数列を示すと次の表10のよう
になる。
り、c2は二番目の列であり、ciはi番目の列を示
す。この際、表10に示した4進数列を513段階で求
められた列関数で列置換すると下記の表11のようにな
る。
列を列シフトした数列を列置換した数列が求められる
と、各々の数列の最前に“0”を挿入して下記の表12
のような長さ8の数列を生成する。この数列は長さ8の
準直交符号マスク関数の候補群となる。
号のシーケンスはマスク関数ei(t)により決められる。
すなわち、マスク関数ei(t)が条件1、条件2、条件3
を満足すると、2m−1個の4進複素直交符号が得られ
る。したがって、前記条件1、条件2、条件3を満足す
るマスクがk個存在すると、k×2m個の4進複素準直
交符号を得ることができる。下記の表13はM−シーケ
ンスによる前記4進複素準直交符号の個数を示す。表1
4は前記過程により求められるm=6に対する4進複素
準直交符号シーケンスのマスク関数ei(t)を示す。ま
た、表15、表16及び表17はそれぞれ前記過程によ
り求められるm=6,m=7,m=8及びm=9に対す
る4進複素準直交符号シーケンスのマスク関数ei(t)を
示す。ここで、0は1、1はj、2は−1、3は−jを
示す。
る状態でそれ以上の直交符号を要する場合、本発明の実
施形態による準直交符号を用いると、チャネルの容量を
増大させうる。この場合、前記Walsh直交符号と最少の
干渉を発生し、固定相関度値を提供する。例えば、準直
交符号とWalsh直交符号との相関値がN=64の場合は
8又は−8である。また、N=256の場合、これに対
する部分相関度(長さN=64の間)値も8又は−8であ
る。これは干渉量を正確に予測することができ、非常に
良好な特性を有するということを示す。
得るために前記過程からわかるように初期にm次の特性
多項式f(X)を選択するが、長さ128=27の複素準
直交数列を得るためには7次特性多項式を先に選択す
る。この際、長さ128の数列を得るためには、前記特
性多項式は原始多項式となるべきであるが(参考文献“S
hift Register Sequence”,Solomon W.Golomb)、18
個の7次原始多項式が存在する。したがって、表18−
表35は18個の7次原始多項式による前記相関度条件
1−3を満足する長さ128の全ての複素準直交数列の
マスク関数を示す。また、表18−表35に条件4に対
する結果も表記する。ここで、“e1+e2”は第1マ
スクと第2マスクとの部分相関度を示すが、表記数値は
第1マスクと第2マスクが前記条件4を満足する部分の
長さを示す。すなわち、表18において、“e1+e
2:64,128”はe1,e2マスクでそれぞれ生成
された準直交符号間の部分相関度が部分長さ64,12
8のみに対して前記条件4を満足するということを示
す。また、“e1+e3:32,64,128”はe
1,e3マスクでそれぞれ生成された準直交符号間の部
分相関度が部分長さ32,64,128のみに対して前
記条件4を満足するということを示す。したがって、数
値、前記部分相関度条件を満足する部分長さの種類が多
くなるほど、部分相関度特性は良好になる。下記の表か
らわかるように、特性多項式に応じて準直交数列間の部
分相関度が変わる。したがって、前記特性多項式の選択
において、準直交数列間の部分相関度のよい準直交数列
を生成する特性多項式を使用することが望ましい。
8の複素準直交数列のマスク関数の使用において、前記
マスク関数eiの代わりにWalsh数列WKに対してei+W
Kを複素準直交数列のマスクとして用いることもでき
る。この際、ei+WKにより生成される複素準直交数列
はeiにより生成される複素準直交数列と同一である。
したがって、実際使用可能なマスクの数は各々の特性多
項式に対して128×128×128×128=128
4である。
存在する。下記の表36−表51は16個の8次原始多
項式による三つの相関度条件を満足する長さ256の全
ての複素準直交数列のマスク関数を示す。また、長さ1
28の場合と類似に長さ256の複素準直交数列のマス
ク関数の使用において、前記マスク関数eiの代わりにW
alsh数列WKに対してei+WKを複素準直交数列のマス
クとして用いることができる。この際、ei+WKにより
生成される複素準直交数列はeiにより生成される複素
準直交数列と同一である。したがって、実際使用可能な
マスクの数は各々の特性多項式に対して256×256
×256×256=2564である。
で表れている。また、表36−表51の4進数のマスク
値を複素数で表すと、0は1、1はj、2は−1、3は
−iを示す。したがって、前記複素表現は1,j,−
1,−jのようになる。しかしながら、IS−95のよ
うに実際のCDMA通信システムで信号を伝送するため
の複素表現は1+j,−1+1,−1−j,1−jのよ
うになる。
と実際のCDMA通信システムで信号を伝送するための
複素表現を比較するための図である。したがって、前記
マスク値を実際のシステムにおける複素表現に変換する
ためには、0は1+j、1は−1+j、2は−1−j、
3は1−jで伝送する。これは図9の4進数の複素表現
である1,j,−1,−jを45゜回転させたものであ
り、4進数の複素表現に1+jを乗算することにより得
られる。前記4進数で表れるマスク値は1+j、−1+
1,−1−j,1−jの複素表現に変換されるが、これ
は実数部Iと虚数部Qに分けられる。下記の表52,表
53は表47,表32のマスク値を実数部Iと虚数部Q
に分けてヘキサ(hexa)値で表している。特に、表47,
表32はそれぞれ全長256,128に対して条件4の
部分相関度特性がよい。
を使用する全てのCDMAシステムのリンクに用いるこ
とができる。前記直交符号とともに前記4進複素準直交
符号を使用する場合、次のようなオプションを考慮する
ことができる。
ービスするシステムで、前記4進複素準直交符号をその
長さにかかわらず自由に使用することができる。また、
全ての4進複素準直交符号シーケンスを全体長さで使用
することもできる。
のうち、いずれか一つのグループを選択して二つの直交
セットを作成し、二つのグループのいずれも可変データ
伝送率でサービスすることができる。
一つのグループとして使用して可変データ伝送率を支持
するように許容することができる。この場合、前記4進
複素準直交符号グループの間にランダムコード特性が発
生することもある。
応用種類に応じて4進複素準直交符号を使用することが
望ましい。すなわち、Walsh直交符号のみを使用する場
合、変調側と復調側は相互約定直交符号番号をやりとり
する。したがって、直交符号と4進複素準直交符号を使
用する場合、相互約定直交符号番号とグループ番号(図
4のQ’マトリックスei(t)のiインデックス)をやり
とりすることが必要である。この場合、直交符号グルー
プをグループ0とし、2m−1までグループの番号を定
義する。
交符号グループのように可変データ伝送率を有するシス
テムに適用するときの方法を説明する。前記4進複素準
直交符号グループのエリメントは直交符号番号に対応す
るWalsh符号とグループ番号に対応する4進複素準直交
符号マスクとからなる。前記グループ番号は図4でどの
ei(t)が選択されたかを示す。前記4進複素準直交符号
グループで可変データ伝送率をサービスするためには、
所定の直交符号番号をWalsh直交符号グループのように
使用した後、長さNごとに所定のei(t)を加算すればよ
い。この際、信号0,1で表れると、加算を行い、1,
−1で表れると、乗算を行う。
95/IS−95Aの順方向リンクでWalsh直交符号と
4進複素準直交符号を用いてチャネルの容量を拡張する
例を示している。図6はWalsh直交符号で割り当てられ
るチャネルはIS−95システムで使用する方式をその
まま使用し、4進複素準直交符号を使用してチャネルの
容量を拡張する例を示している。しかしながら、前記Wa
lsh直交符号を共通チャネルに割り当て、残存するWalsh
直交符号と4進複素準直交符号をトラフィックチャネル
に任意に割り当てて使用することができる。ここで、前
記トラフィックチャネルは専用チャネルを示す。また、
図6において、4進複素準直交符号は長さ256の符号
を使用する例を示しているが、前記4進複素準直交符号
の長さは必要に応じて可変的に設定することができる。
0,1,..,63)で表記され、各チャネルは所定の
直交符号により区分されている。また、図6において、
4進複素準直交符号はSj(j=0,1,..,255)
で表記され、トラフィックチャネルに割り当てられてい
る。図6に示したように、IS−95/IS−95Aの
順方向リンクはWalsh直交符号を用いて64個のチャネ
ルを区分することができ、4進複素準直交符号は前記Wa
lsh直交符号の4倍に該当する256個のチャネルを区
分することができる。したがって、Walsh直交符号と4
進複素準直交符号を使用すると、4倍のチャネルを増加
させうる。
符号及び4進複素準直交符号を用いる帯域拡散器を備え
る移動通信システムの送信機の構成を示している。図7
に示した移動通信システムの構成はIS−95システム
とは異なり、チャネル拡散符号を4進複素準直交符号を
使用するチャネル送信機の構成を示している。
はデータビットストリームを複素信号に変換してその複
素信号を実数部Xiと虚数部Xqに分ける。第1及び第
2信号変換部711,713は前記複素信号変換器71
0からそれぞれ出力される複素データビットストリーム
Xi,Xqを入力して信号変換する。より詳しくは、前
記第1信号変換部711は入力ビットストリームXiで
0を+1信号に変換し、1を−1信号に変換し、変換信
号をデマルチプレクスして直交符号拡散及びPNマスキ
ング部719に出力する。前記第2信号変換部713は
入力ビットストリームXqで0を+1信号に変換し、1
を−1信号に変換し、変換信号をデマルチプレクスして
直交符号拡散及びPNマスキング部719に出力する。
直交符号インデックスとWalsh直交符号インデックスを
入力して準直交符号QOFiとQOFqを生成する。前
記4進複素準直交符号発生器715はその内部に図5の
ような過程により生成されて選択された準直交符号のマ
スクを貯蔵しており、前記複素準直交符号インデックス
により対応するマスクを選択する。また、前記4進複素
準直交符号発生器715はWalsh直交符号発生器を備
え、前記Walsh直交符号インデックスにより対応するWal
sh直交符号を生成する。その後、前記4進複素準直交符
号発生器715は前記選択された準直交符号マスク及び
Walsh直交符号を演算して4進複素準直交符号QOFi
とQOFqを生成する。
のPN符号PNi,PNqを発生してチャネル拡散及び
PNマスキング部719に印加する。前記チャネル拡散
及びPNマスキング部719は前記信号変換部711,
713の出力を設定チャネルで4進複素準直交符号QO
Fi,QOFqとそれぞれ乗算して拡散し、チャネル拡
散信号を前記PN符号PNi,PNqとそれぞれ乗算し
てPNマスキングしてYi,Yq信号を発生する。基底
帯域濾波器721は前記チャネル拡散及びPNマスキン
グ部719から拡散出力されるYi,Yqを基底帯域に
濾波して出力する。周波数遷移器723は前記基底帯域
濾波器721から出力される信号をRF信号に遷移させ
て無線送信信号に変換する。
i,QOFqを用いてチャネル拡散を行い、PNi,P
Nqを用いてPNマスキングを行うチャネル拡散及びP
Nマスキング部719の構成を示している。
ャネルの複素信号Xi,Xqを4進複素準直交符号QO
Fi,QOFqとそれぞれ乗算してチャネル拡散信号d
i,dqを出力する。この際、前記拡散器811から出
力される信号di+dqは4進複素準直交符号で拡散さ
れる信号であり、(Xi+jXq)*(QOFi+jQO
Fq)となる。複素乗算器813は前記拡散器811か
ら出力される拡散信号di,dqと前記PN符号発生器
815から出力されるPN符号PNi,PNqをそれぞ
れ複素数乗算してPNマスキングされたYi及びYqを
発生する。前記複素数乗算器813の出力信号はYi+
jYq=(di+jdq)*(PNi+jPNq)となる。
前記複素数乗算器813は図8に示したような複素数演
算動作を行って複素PNマスキングを行う。
る図7の4進複素準直交符号発生器715の構成例を示
した図である。前記4進複素準直交符号発生器715は
前記マスクの構造に応じて可変的に構成されうる。すな
わち、前記4進複素準直交符号発生器715はそのマス
クが4進値で生成されるか、I及びQ成分に分離して生
成されるか、又は符号及び方向に表現する場合に応じて
可変的に構成されることができる。本発明の実施形態に
おいて、図10は準直交マスクを表18のように4進数
値で出力するときの4進複素準直交符号発生器の構成を
示した図であり、図11は準直交マスクを表52のよう
にI,Qに分離して出力するときの4進複素準直交符号
発生器の構造を示している。
ンデックスが4進準直交マスク生成器1000に入力さ
れると、前記4進準直交マスク生成器1000は前記4
進準直交符号のインデックスによる4進数で表れるマス
クを出力する。前記4進準直交マスク生成器1000は
前記4進準直交符号のインデックスを用いて直接マスク
を生成することができる。また、前記4進準直交マスク
生成器1000に4進数で表れる4進準直交符号のマス
クを貯蔵し、受信される前記4進準直交符号のインデッ
クスに該当するマスクを選択して出力することもでき
る。また、前記Walsh直交符号インデックスがWalsh直交
符号生成器1010に入力されると、前記Walsh直交符
号生成器1010は前記Walsh直交符号インデックスに
該当するWalsh直交符号を生成して出力する。この際、
前記Walsh直交符号生成器1010から出力されるWalsh
直交符号は0,1となる。乗算器1031は前記Walsh
直交符号生成器1010から出力されるWalsh直交符号
を4進数で表現するために2を乗算した後、加算器10
33に出力する。前記加算器1033は前記4進準直交
マスク生成器1000から出力される4進準直交符号の
マスクと前記乗算器1031から出力されるWalsh直交
符号を加算して出力する。この際、前記加算器1033
は全ての入力信号が4進数なので、4進数の観点から入
力される二つの信号を加算する。前記加算器1033で
加算された信号は信号変換器1020に入力されて4進
準直交符号を4進複素準直交符号に変換するが、0は1
+jに、1は−1+jに、2は−1−jに、3は1−j
に変換して実数部はI信号QOFiとして出力し、虚数
部はQ信号QOFqとして出力する。
デックスがI成分のマスク生成器1100とQ成分のマ
スク生成器1105に入力されると、前記I成分のマス
ク生成器1100及びQ成分のマスク生成器1105は
それぞれ前記4進準直交符号インデックスに該当する
0,1で表れるI成分のマスク及びQ成分のマスクを生
成して出力する。この際、前記マスク生成器1100,
1105から出力されるI成分のマスク及びQ成分のマ
スクはそれぞれ加算器1133,1135に印加され
る。また、Walsh直交符号のインデックスがWalsh直交符
号生成器1110に印加されると、前記Walsh直交符号
生成器1110は前記Walsh直交符号インデックスに該
当するWalsh直交符号を生成して出力し、出力されるWal
sh直交符号はそれぞれ加算器1133,1135に印加
される。したがって、前記加算器1133は前記I成分
のマスクとWalsh直交符号を加算してI成分の準直交符
号を発生し、前記加算器1135はQ成分のマスクとWa
lsh直交符号を加算してQ成分の準直交符号を出力す
る。
交符号に最少の干渉を与える4進複素準直交符号を生成
することができ、直交符号を使用するチャネルを区分す
る移動通信システムで前記直交符号の制限にかかわら
ず、4進複素準直交符号を用いてチャネルの容量を増大
させることができる。
して説明したが、本発明はこの特定の実施形態に限るも
のでなく、各種の変形及び修正が本発明の範囲を逸脱し
ない限り、該当分野における通常の知識を持つ者により
可能なのは明らかである。 [図面の簡単な説明]
ネルを区分する特性を説明するための図である。
特性を説明するための図である。
を生成するときに用いるための準直交符号のマスク候補
に対するマトリックスQの構造を示した図である。
を生成するとき、準直交符号のマスク候補とWalsh直交
符号の演算により生成される4進複素準直交符号の候補
に対するマトリックスQ’の構造を示した図である。
を生成する過程を示した流れ図である。
ムでWalsh直交符号と準直交符号を用いてチャネルを区
分する例を示した図である。
ムで4進複素準直交符号を用いるチャネル拡散装置の構
成を示した図である。
キング部719の構成を示した図である。
ムで信号を送信するための複素表現とを比較するための
図である。
構成例を示した図であり、準直交符号マスクを表18の
ように4進数値として出力するときの4進複素準直交符
号発生器の構造を示した図である。
構成例を示した図であり、準直交符号マスクを表52の
ようにI,Q値として出力するときの4進複素準直交符
号発生器の構造を示した図である。
Claims (21)
- 【請求項1】 長さNのM−シーケンスと該M−シーケ
ンスに対する全体相関度が√Nを超過しない特定シーケ
ンスとを生成する過程と、 前記M−シーケンスをWalsh符号に変換する列置換方式
と同一の方法で前記特定シーケンスを列置換することに
よってマスク候補を生成する過程と、 前記マスク候補と前記マスク候補と同一の長さを有する
Walsh符号とをmod 4 演算して準直交符号候補群を生成
する過程と、 前記生成された準直交符号候補群のうち、前記Walsh符
号との部分相関度を満足する準直交符号を選択し、前記
選択された準直交符号の生成に関連するマスクを選択す
る過程とを備え、 前記マスクを選択する過程では、前記4進複素準直交候
補とWalsh直交符号の全体長さNをM等分した長さN/
Mの各部分の相関値が√(N/M)(M=2m,m=
0,1,..,log2N)を超過しない場合、前記4進準
直交符号候補を生成するマスクを前記4進複素準直交符
号のマスクとして選択することを特徴とするCDMA通
信システムの4進複素準直交符号の生成方法。 - 【請求項2】 前記特定シーケンスが4進複素準直交符
号マスクを生成するためのKerdockシーケンスであるこ
とを特徴とする請求項1に記載のCDMA通信システム
の4進複素準直交符号の生成方法。 - 【請求項3】 前記マスク候補を生成する過程が、 前記特定シーケンスをシフトして少なくとも二つのシフ
トした特定シーケンスを生成する過程と、 前記特定シーケンス及び前記シフトした特定シーケンス
をそれぞれ前記列置換方式で列置換してマスク候補を生
成する過程とを備えることを特徴とする請求項2に記載
のCDMA通信システムの4進複素準直交符号の生成方
法。 - 【請求項4】 前記特定シーケンスをシフトする過程
が、前記二つのシフトした特定シーケンスの前に0を挿
入する過程をさらに備えることを特徴とする請求項3に
記載のCDMA通信システムの4進複素準直交符号の生
成方法。 - 【請求項5】 前記列置換方式で用いられる列置換関数
σが 【数1】 であることを特徴とする請求項2に記載のCDMA通信
システムの4進複素準直交符号の生成方法。 - 【請求項6】 前記マスクを選択する過程が、前記選択
されたマスクで生成される4進複素準直交候補と選択さ
れない他のマスクで生成される4進複素準直交符号の全
体長さNをM等分した長さN/Mの各部分の相関値が√
(N/M)(M=2m,m=0,1,..,log2N)を
超過しない場合、前記4進準直交符号候補を生成するマ
スクを前記4進複素準直交符号のマスクとして選択して
貯蔵する過程をさらに備えることを特徴とする請求項1
に記載のCDMA通信システムの4進複素準直交符号の
生成方法。 - 【請求項7】 チャネル符号化信号を複素信号に変換す
る複素信号変換器と、 4進複素準直交符号のマスクを備え、前記4進複素準直
交符号のマスクとWalsh符号を加算して4進複素準直交
符号を生成する生成器と、 前記複素信号と前記4進複素準直交符号をそれぞれ演算
してチャネル拡散信号を発生するチャネル拡散器と、 前記チャネル拡散信号と複素PNシーケンスを演算して
PNマスキングチャネル信号を発生するPNマスキング
部とを備え、 ここで、前記4進準直交符号のマスクは、該マスクに対
応する4進複素準直交符号と他のマスクに対応する4進
複素準直交符号との全体長さNをM等分した長さN/M
の各部分の相関値が√(N/M)(M=2m,m=0,
1,..,log2N)を超過しないことによって特徴付け
られることを特徴とするCDMA通信システムのチャネ
ル送信装置。 - 【請求項8】 前記4進準直交符号のマスクは、全体長
さNのWalsh直交符号と前記4進複素準直交符号との全
体相関値が√Nを超過せず、前記4進複素準直交符号と
前記他のマスクに対応する4進複素準直交符号との全体
相関値が√Nを超過せず、前記4進複素準直交符号とWa
lsh直交符号の全体長さNをM等分した長さN/Mの各
部分の相関値が√(N/M)(M=2m,m=0,
1,..,log2N)を超過しないことを特徴とする請求
項7に記載のCDMA通信システムのチャネル送信装
置。 - 【請求項9】 前記4進複素準直交符号生成器が、 指定符号インデックスに対応する4進準直交符号のマス
クを生成する第1生成器と、 指定Walsh直交符号インデックスに対応するWalsh直交符
号を生成する第2生成器と、 前記4進準直交符号のマスクと前記Walsh直交符号を演
算して4進準直交符号を生成する加算器と、 前記4進準直交符号を4進複素準直交符号に変換する信
号変換器とを備えることを特徴とする請求項7に記載の
CDMA通信システムのチャネル送信装置。 - 【請求項10】 前記第2生成器が前記Walsh直交符号
を4進数に変換する演算器を備えることを特徴とする請
求項9に記載のCDMA通信システムのチャネル送信装
置。 - 【請求項11】 前記第1生成器が下記に示されるマス
クe1〜e4からなるマスクテーブルを備えることを特
徴とする請求項9に記載のCDMA通信システムのチャ
ネル送信装置。 【表1】 - 【請求項12】 前記第1生成器が下記に示されるマス
クe1〜e4からなるマスクテーブルで前記符号インデ
ックスに対応する4進準直交符号のマスクを出力するこ
とを特徴とする請求項9に記載のCDMA通信システム
のチャネル送信装置。 【表2】 - 【請求項13】 前記信号変換器が信号“0”は“1+
j”に、信号“1”は“−1+j”に、信号“2”は
“−1−j”に、信号“3”は“1−j”に変換するこ
とを特徴とする請求項11又は12に記載のCDMA通
信システムの4進準直交符号発生装置。 - 【請求項14】 前記4進複素準直交符号生成器が、 指定符号インデックスに対応するI及びQ成分の4進準
直交符号のマスクを生成する第1生成器と、 指定Walsh直交符号インデックスに対応するWalsh直交符
号を生成する第2生成器と、 前記4進準直交符号と前記I及びQ成分の4進準直交符
号のマスクを演算してI及びQ成分の4進準直交符号を
生成する加算器と、 前記I及びQ成分の4進準直交符号をI及びQ成分の4
進複素準直交符号に変換する信号変換器とを備えること
を特徴とする請求項7に記載のCDMA通信システムの
チャネル送信装置。 - 【請求項15】 前記第1生成器が前記符号インデック
スに対応する下記の表に示されるI及びQ成分の4進準
直交符号マスクe1〜e4を備え、前記指定符号インデ
ックスに対応するI及びQ成分の4進準直交符号マスク
を選択することを特徴とする請求項14に記載のCDM
A通信システムのチャネル送信装置。 【表3】 - 【請求項16】 前記第1生成器が前記符号インデック
スに対応する下記の表に示されるI及びQ成分の4進準
直交符号マスクe1〜e4を備え、前記指定符号インデ
ックスに対応するI及びQ成分の4進準直交符号マスク
を選択することを特徴とする請求項14に記載のCDM
A通信システムのチャネル送信装置。 【表4】 - 【請求項17】 4進複素準直交符号を用いてチャネル
信号を拡散するCDMA通信システムのチャネル送信装
置の4進複素準直交符号生成装置において、 指定符号インデックスに対応する4進準直交符号のマス
クを生成する第1生成器と、インデックスを付加されて予め貯蔵された複数の Walsh
直交符号の中から、 指定されたインデックスに対応する
Walsh直交符号を選択して出力する第2生成器と、 前記4進準直交符号のマスクと前記Walsh直交符号を演
算して4進準直交符号を生成する加算器とを備え、 ここで、前記4進準直交符号のマスクは、該マスクに対
応する4進複素準直交符号と他のマスクに対応する4進
複素準直交符号との全体長さNをM等分した長さN/M
の各部分の相関値が√(N/M)(M=2m,m=0,
1,..,log2N)を超過しないことによって特徴付け
られることを特徴とする4進複素準直交符号生成装置。 - 【請求項18】 4進複素準直交符号を用いてチャネル
信号を拡散するCDMA通信システムのチャネル送信装
置の4進複素準直交符号生成装置において、 指定符号インデックスに対応するI及びQ成分の4進準
直交符号のマスクを生成する第1生成器と、インデックスを付加されて予め貯蔵された複数の Walsh
直交符号の中から、 指定されたインデックスに対応する
Walsh直交符号を選択して出力する第2生成器と、 前記I及びQ成分の4進準直交符号のマスクと前記Wals
h直交符号を加算してI及びQ成分の4進準直交符号を
生成する加算器とを備え、 ここで、前記4進準直交符号のマスクは、該マスクに対
応する4進複素準直交符号と他のマスクに対応する4進
複素準直交符号との全体長さNをM等分した長さN/M
の各部分の相関値が√(N/M)(M=2m,m=0,
1,..,log2N)を超過しないことによって特徴付け
られることを特徴とする4進複素準直交符号生成装置。 - 【請求項19】 チャネル符号化信号を複素信号に変換
する過程と、 指定符号インデックスに対応する4進準直交符号のマス
クを生成し、前記生成されたマスクとWalsh直交符号を
加算して4進複素準直交符号を生成する過程と、 前記複素信号と前記4進複素準直交符号を演算してチャ
ネル拡散信号を発生する過程と、 前記チャネル拡散信号と複素PNシーケンスを演算して
PNマスキングチャネル信号を発生する過程とを備え、 ここで、前記4進準直交符号のマスクは、該マスクに対
応する4進複素準直交符号と他のマスクに対応する4進
複素準直交符号との全体長さNをM等分した長さN/M
の各部分の相関値が√(N/M)(M=2m,m=0,
1,..,log2N)を超過しないことによって特徴付け
られることを特徴とするCDMA通信システムのチャネ
ル送信方法。 - 【請求項20】 4進複素準直交符号を用いてチャネル
信号を拡散するCDMA通信システムのチャネル送信装
置の4進複素準直交符号生成方法において、 指定符号インデックスに対応する4進準直交符号のマス
クを生成する過程と、インデックスを付加されて予め貯蔵された複数の Walsh
直交符号の中から、 指定されたインデックスに対応する
Walsh直交符号を選択して出力する過程と、 前記4進準直交符号のマスクと前記Walsh直交符号を演
算して4進準直交符号を生成する過程とを備え、 ここで、前記4進準直交符号のマスクは、該マスクに対
応する4進複素準直交符号と他のマスクに対応する4進
複素準直交符号との全体長さNをM等分した長さN/M
の各部分の相関値が√(N/M)(M=2m,m=0,
1,..,log2N)を超過しないことによって特徴付け
られることを特徴とする4進複素準直交符号生成方法。 - 【請求項21】 4進複素準直交符号を用いてチャネル
信号を拡散するCDMA通信システムのチャネル送信装
置の4進複素準直交符号生成方法において、 指定符号インデックスに対応するI及びQ成分の4進準
直交符号のマスクを生成する過程と、インデックスを付加されて予め貯蔵された複数の Walsh
直交符号の中から、 指定されたインデックスに対応する
Walsh直交符号を選択して出力する過程と、 前記I及びQ成分の4進準直交符号のマスクと前記Wals
h直交符号を演算してI及びQ成分の4進準直交符号を
生成する過程とを備え、 ここで、前記4進準直交符号のマスクは、該マスクに対
応する4進複素準直交符号と他のマスクに対応する4進
複素準直交符号との全体長さNをM等分した長さN/M
の各部分の相関値が√(N/M)(M=2m,m=0,
1,..,log2N)を超過しないことによって特徴付け
られることを特徴とする4進複素準直交符号生成方法。
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