JPH07297806A - スペクトル拡散通信のための符号分割多元接続復調方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多数のセルを用意して行うＣＤＭＡセル電話
システムの復調装置における、メーク・ビフォアー・ブ
レーク（ＭＢＫ）時の受信ビット誤り率を低減する。 【構成】 多数のセルサイト部１０１に対応した基地局
部１０２が移動端末部１０３の信号を受信し、基地局１
０２で受信した移動端末部１０３の信号を比較する統括
局１０４でＭＢＫの状態である基地局１０２を指定し
て、基地局１０２の復調装置のスペクトル拡散信号のベ
ースバンド受信信号から各局の受信ベースバンドデータ
をシーケンシャルにイテレーションすることによる推定
により、自セルサイト及びＭＢＫの状態である他セルサ
イトの他局からの干渉信号を除去し、自局の復調信号の
ビット誤り率を軽減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、符号分割多元接続（Ｃ
ＤＭＡ）通信、特にパーソナル通信システム（ＰＣＳ）
及びディジタルセルラのような移動通信におけるＣＤＭ
Ａ通信に用いるものであって、他局からの干渉による影
響を軽減するようにしたCDMA復調方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ＣＤＭＡ通信における復調装置は、例え
ば次記文献に示されている。

【０００３】文献１： Young C. Yoon, Ryuji Kohno a
nd Hideki Imai 著："A Spread-Spectrum Multiaccess
System with Cochannel InterferenceCancellation for
Multipath Fading Channels", IEEE Journal on Selec
tedAreas in Communications, Vol.11, No.7, Septenbe
r 1993年 発行 文献２： Allen Salmasi and Klein S.Gilhousen
著："On the system design aspects of Code Division
Multiple Access (CDMA)applied to Digital Cellular
and Personal Communications Networks",pp.57-61, 4
1st IEEE Vehicular Technology Conference, May 19-2
2 1991年発行 文献１においては、ＣＤＭＡ通信における他の送信局か
らの干渉を除去している。この文献の送信側において
は、送信データ＋１、−１に対して相互相関値の極めて
小さいゴールド（Ｇｏｌｄ）符号による送信局有の拡散
コードで拡散変調して被拡散信号に変換し、搬送波で変
調することによりＲＦ帯域の信号に変換する。

【０００４】全送信局においてＲＦ帯域に変換した信号
はそれぞれマルチパスの影響を受けたものが加算され、
それと同時にホワイトノイズが加算して受信機に送信さ
れる。

【０００５】受信機において受け取られたＲＦ帯域の受
信信号はアンテナから受けた受信信号を保存するレジス
タに全送信局の数だけ分配する。

【０００６】まず初めに各局ごとの搬送波と送信局固有
のコードを掛けて相関演算し、硬判定演算よりｉ局の送
信推定データである＋１か−１を推定する。

【０００７】各局ごとに推定したデータは再び搬送波と
送信局固有のコードを掛けてＲＦ帯域の信号に変調し、
各局ごとに同期したデータと推定されるマルチパスのも
のについて、マルチパスによる時間だけ遅延させたデー
タに対してレイリー（Ｒａｙｌｅｉｇｈ）分布を基とし
た伝搬路に対応した振幅推定値を掛ける。

【０００８】あるｉ局の送信データを再び推定するため
に、ｉ局のマルチパスを受けたＲＦ帯域の受信信号とｉ
局以外のマルチパスを考慮した全ての局のＲＦ帯域の受
信信号を加算した値をこれと同期した受信アンテナより
受けたＲＦ帯域の受信信号値を保存してあるレジスタフ
ァイルの出力から引いた値を用いて、搬送波と送信局固
有のコードを掛けて相関演算し、硬判定することにより
ｉ局の送信推定データである＋１か−１を推定する。

【０００９】再度、各局ごとに推定したデータは搬送波
と送信局固有のコードを掛けてＲＦ帯域の信号に変調
し、各局ごとに同期したデータと推定されるマルチパス
のものについて、マルチパスによる時間だけ遅延させた
データに対してＲａｙｌｅｉｇｈ分布を基とした伝搬路
に対応した振幅推定値を掛ける。そして、ｉ局のマルチ
パスを受けたＲＦ帯域の受信信号とｉ局以外の全ての局
のＲＦ帯域の受信信号を加算した値をこれと同期した受
信アンテナより受けたＲＦ帯域の受信信号値を保存して
あるレジスタファイルの出力から引いた値を用いて、搬
送波と送信局固有のコードを掛けて相関演算し、硬判定
することによりｉ局の送信推定データである＋１か−１
を推定する。この推定方法を全局並列処理構成で合計３
度繰り返し、他局の干渉を除去する。

【００１０】文献２では、移動端末が複数個に分割され
たセルの１つと通信し、各セルサイトが１つの統括局で
制御され、この端末が別のセルサイトを介して通信を行
えるＣＤＭＡセル電話システムにおいて、端末がセルサ
イトの移行を決定し、移行先のセルサイトを識別するハ
ンドオフ要求をおくるとき、このハンドオフ要求に応答
して移行先セルサイトと移行前セルサイトの両方の端末
と相手との通信を同時に行い、端末にハンドオフ要求に
対して移行前セルサイトと端末との呼を切断する応答を
通知するメーク・ビフォアー・ブレーク（make before
break:ＭＢＫ）方式を用いて、端末がセルサイトの移行
の移行に伴う通話の瞬断を回避し、現在のセルサイトと
別のセルサイトとの復調データを合成することにより、
ダイバシチ効果により復調誤り率を軽減している。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記文
献１においては、多数のセルを用意してを行うＣＤＭＡ
セル電話システムにおいて、ＭＢＫ方式を用いて、移動
端末がセルサイトの移行に伴う通話の瞬断を回避すると
きにおいて、現在セル内で通信サービスを行っている局
の他に、今までセル内で通信サービスを行っていなかっ
た信号をもサービスする必要となるが、ＭＢＫ方式につ
いては考慮されていない。従って、ＭＢＫ方式によって
増えた、今までセル内で通信サービスを行っていなかっ
た信号をサービスすることができず干渉信号として残る
ので、データの復調時に誤りの原因となり、誤り率を増
大させる。

【００１２】さらに、上記文献２においては、多数のセ
ルを用意してを行うＣＤＭＡセル電話システムにおいて
は、現在セル内で通信サービスを行っている信号の他
に、今までセル内で通信サービスを行っていなかった信
号をもサービスする必要があるため、サービスする信号
の数が多くなる。したがって、各送信局が非同期で拡散
コードとして疑似ランダム符号のような非直交符号を用
いた場合、ある局が送信する信号は他の局にとっては干
渉として受信データに加算されると同時に、他のセルか
らの通信の信号が自局のセルに混入するため、干渉が増
えることとなる。よって、送信局数が多くなると、干渉
量が多くなり、ダイバシチ効果が得にくくなり、受信デ
ータに誤りが発生するため、通信品質の劣化、またはサ
ービスする信号の数を減らす必要性が発生する。

【００１３】従って、本発明の目的は、ＭＢＫの実行時
において他局の干渉によるデータ誤りを低減することに
ある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明では、上記問題点
を解決するために、多数のセルを用意して行うＣＤＭＡ
セル電話システムにおいて、統括局から受信側にＭＢＫ
状態にある移動端末の情報を受け取り、現在セルサイト
内で受信している移動端末と、他セルサイトのＭＢＫ状
態にある移動端末から、他局である干渉信号を検出し、
これを除去し、相関検波により復調データを得る方法に
関するものである。

【００１５】本発明では、受信側を統括する統括局で
は、各セルサイトの基地局より得られた、それぞれサー
ビスをしている移動端末の受信レベルを判定することに
より、ＭＢＫを必要とする基地局の受信側に対して、他
のセルサイトから移行しようとする移動端末の情報を知
らせる統括手段を有する。

【００１６】また、前記現在セルサイト内で受信してい
る移動端末と、統括局より制御されたＭＢＫ状態にある
前記他セルサイトのＭＢＫ状態にある移動端末から到来
する受信信号とデータ用の拡散符号との相関を、マルチ
パスに合わせた時間で行い、マルチパスの振幅・位相を
用いてマルチパスを合成することにより受信信号を生成
し、再びマルチパスに合わせて再拡散した推定干渉信号
を生成する信号推定手段を有する。

【００１７】また、前記信号推定手段より得た、推定干
渉信号を各送信局用の受信信号から除去する干渉除去手
段を有する。

【００１８】また、前記干渉除去手段より干渉信号を除
去した受信データを相関検波計算手段とを有し、上記の
手段により、復調を行い、受信データの復調を行う。

【００１９】

【作用】図１において、広域の範囲をサービスをＣＤＭ
Ａ移動帯無線通信でサービスするため、多数のセルサイ
ト部を配置する。

【００２０】前記セルサイトにおいて、移動端末から送
信される信号を十分通話受信可能な位置に基地局を配置
する。また、送信側である移動端末が、送信局固有の拡
散コードを用いて拡散し、これをベースバンドの送信信
号として無線回線を介して送信し、かつ受信側である、
ある１つのセルサイトにおける基地局が前記送信データ
を受信しているとする。

【００２１】統括手段は、移動端末が現在、送受信して
いるセルサイトから別のセルサイトに向かって移動して
いるときにおいて、現在、送受信している基地局から遠
ざかるため、移動端末の受信信号レベルは低下する。こ
のとき、前記基地局は移動端末が他のセルサイトに移る
状況にあることをセルサイトを統括する統括局に情報を
送る。

【００２２】そして統括局は、移動端末が前記基地局の
周辺に配置したセルサイトの基地局に移動端末の情報を
送り、前記周辺に配置したセルサイトの基地局は、統括
局から得た移動端末の情報を基に受信信号レベルを測定
し、当該測定値を統括局に送る。

【００２３】統括局は、前記周辺に配置したセルサイト
の基地局から得た移動端末の受信レベルを比較し、一番
信号レベルの高い基地局を選択し、当該選択された基地
局に対してＭＢＫの状態にする。

【００２４】統括局によって選択された受信側であるＭ
ＢＫの状態に前記基地局においては、統括局から、ＭＢ
Ｋ状態が必要である移動端末の情報を得る。

【００２５】信号推定手段は、ＭＢＫ状態が必要である
基地局が、統括局から得た移動端末の情報を基に現在サ
ービスしている移動端末と同様に、他のセルサイトのＭ
ＢＫ状態にある移動端末から到来する受信信号とデータ
用の拡散符号との相関を、マルチパスに合わせた時間で
行い、マルチパスの振幅・位相を用いてマルチパスを合
成することにより復調し、再びマルチパスに合わせて再
拡散することにより、他局に対して干渉信号となる、ベ
ースバンドの復調データを生成する。

【００２６】除去手段は、前期信号推定手段より得た、
それぞれの移動端末から得た再拡散したベースバンドの
復調データを、干渉信号として、他局からの干渉信号を
受信信号より除去する。

【００２７】それぞれの移動端末から得た再拡散したベ
ースバンドの復調データを、干渉信号として除去時に
は、他局からの干渉信号を受信信号より推定して除去す
るので、推定誤差が生じ、一度の除去では正確に他局か
らの信号を除去することはできない。特に送信局数が多
い場合、推定誤差が大きくなる。干渉除去部を数段カス
ケードに接続することによって、この問題は解決する。
即ち、１段目である程度干渉除去された信号を、再び復
調することによって、１段目より誤りの少ない復調信号
を得ることができる。この復調信号をもう一度拡散する
ことによって、１段目より推定誤差の少ない干渉信号を
生成し、再び受信信号から除去する。さらに次段以降も
同様である。

【００２８】相関演算手段は、前記信号推定手段と前記
干渉除去手段を最終段であるＫ段目の干渉除去が終わっ
た受信信号を、相関検波によって復調し、データを出力
する。他局からの干渉信号は除去されているので、干渉
除去を用いない復調方式よりも誤り率の少ない復調デー
タを得ることができる。

【００２９】よって上記より、統括局からメーク・ビフ
ォアー・ブレーク（ＭＢＫ）状態であることを示すmake
-before-breakコントロール信号により、受信側おい
て、現在セルサイト内で受信している移動端末と、統括
局より制御されたＭＢＫ状態にある他のセルサイトの移
動端末からの干渉信号を検出し、これを除去し、相関検
波により復調データを得る方法を実現する。

【００３０】

【実施例】本発明を多数のセルを用意して行うＣＤＭＡ
セル電話システムにおいて、ＭＢＫ時に適用した実施例
を図面を用いて説明する。

【００３１】図１にＣＤＭＡセル電話システムの概略の
全体図を示す。

【００３２】１０１−１〜１９はセルサイト部、１０２
−１〜７は基地局部、１０３は移動端末部、１０４は統
括局である。ここで、セルサイト部１０１−８〜１９に
おいて、基地局は記述していないが、実際にはセルサイ
ト１つに対して１つの基地局があるとする。

【００３３】次に図２のフローチャートを参照して図１
の動作を説明する。

【００３４】図１において、広域の範囲をサービスをＣ
ＤＭＡ移動帯無線通信でサービスするため、多数のセル
サイト部１０１−１〜１９を配置する。

【００３５】予め、基地局１０２−１〜７及びセルサイ
ト部１０１−８〜１９に用いる基地局（図示せず）はセ
ルサイト部１０１−１〜１９において十分通話受信可能
な位置に配置する。

【００３６】また、移動端末１０３がまずセルサイト部
１０１−１において送受信しているとする。

【００３７】次に、移動端末１０３がセルサイト部１０
１−１からセルサイト部１０１−２に移動していると
き、基地局１０２−１から移動端末１０３は遠ざかるた
め、移動端末１０３の受信信号レベルは低下する（図２
のステップＳＴ１）。

【００３８】このとき、セルサイト部１０１−１は移動
端末１０３が他のセルサイトに移る状況にあることをセ
ルサイト部１０１−１〜１９を統括する統括局１０４に
情報を送る（図２のステップＳＴ２）。

【００３９】統括局１０４は、移動端末１０３がセルサ
イト１０２−１の隣接のセルサイト１０１−２〜７の基
地局１０２−２〜７及びセルサイト１０２−８〜１９の
基地局に移動端末１０３の情報を送る（図２のステップ
ＳＴ３）。

【００４０】隣接のセルサイト１０１−２〜７の基地局
１０２−２〜７及びセルサイト１０２−８〜１９の基地
局は、統括局１０４から得た移動端末１０３の情報を基
に受信信号レベルを測定する。

【００４１】基地局１０２−２〜７及びセルサイト１０
２−８〜１９の基地局は、移動端末１０３の受信信号レ
ベルを統括局１０４に送る（図２のステップＳＴ４）。

【００４２】統括局１０４は、基地局１０２−２〜７及
びセルサイト１０２−８〜１９の基地局から得た移動端
末１０３の受信レベルを比較し、一番信号レベルの高い
基地局を選択する（ここでは基地局１０２−２を選択し
たと仮定する。）統括局１０４は、セルサイト１０１−
１、２に配置された基地局１０２−１、２に対してＭＢ
Ｋの状態にする（図２のステップＳＴ５）。

【００４３】図３に受信部の構成を示す。３０１は受信
アンテナ、３０２は無線復調部、３０３−１〜Ｎはセル
サイト信号推定部第１段、３０４は干渉除去部第１段、
３０５−１〜Ｎはセルサイト信号推定部第２段、３０６
は干渉除去部第２段、３０７−１〜Ｎはセルサイト信号
推定部第Ｋ段、３０８は干渉除去部第Ｋ段、３０３−１
〜Ｎはセルサイト相関演算部である（ここでは、ＭＢＫ
状態にある前記基地局１０２−２について説明す
る。）。ここで、３０３−１〜Ｎはセルサイト信号推定
部第１段、３０５−１〜Ｎはセルサイト信号推定部第２
段、３０７−１〜Ｎはセルサイト信号推定部第Ｋ段は、
それぞれのセルサイトから到来する送信信号分であるＭ
局分の信号推定器を有する構成とする。また、セルサイ
ト信号推定部３０３−１〜Ｎ、３０５−１〜Ｎ、３０７
−１〜Ｎは、自分のセルサイトで今まで送受信していた
移動端末以外に関しては、前記統括局からＭＢＫ情報に
より受けた移動端末のみ受信を可能とする。

【００４４】次に図２のフローチャートを参照して図３
の動作を説明する。

【００４５】図３において、受信アンテナ３０１より入
力された受信信号は、受信無線部３０２によって直交し
た２つのベースバンド信号に変換される。このベースバ
ンド信号は、マルチパス伝送路によるパスの位置、位相
変化によって送信側とパスの位置、位相が異なって出力
される。また、送信局によって位相が異なる。これらの
信号はセルサイト信号推定部第１段３０３−１〜Ｎに出
力する。

【００４６】セルサイト信号推定部第１段３０３−１〜
Ｎは、前記ベースバンド信号は、マルチパス伝送路によ
るパスの位置に応じて送信信号に用いた拡散信号を用い
て相関演算を行い、ダイバシチ合成により受信信号から
復調データを得る。

【００４７】また、前記復調データは他局から見た場
合、干渉信号と成るので、当該復調データを再びベース
バンド信号に戻すため、送信信号に用いた拡散信号を用
いて再拡散を行い、ベースバンドの復調データを生成す
る（図２のステップＳＴ６）。干渉除去部第１段３０４
は、前記セルサイト信号推定部第１段３０３−１〜Ｎの
それぞれのベースバンド受信データを基に他局の信号を
除算することにより干渉信号を除去する（図２のステッ
プＳＴ７）。この構成を図４に示す。

【００４８】図４に上記図３で示した干渉除去部の構成
を示す。４０１−１〜５、４０２−１〜５、４０３−１
〜５、４０４−１〜５、４０５−１〜５、４０６−１〜
５は除算部である。

【００４９】除算演算部４０１−１〜５は、セルサイト
２第１局の受信信号をセルサイト２第Ｍ局、セルサイト
１第１局、セルサイト１第Ｍ局、セルサイトＮ第１局、
セルサイトＮ第Ｍ局を推定するため用意した受信信号か
ら減算し、他局からの干渉を除去する。

【００５０】同様に、除算演算部４０２−１〜５、除算
演算部４０３−１〜５、除算演算部４０４−１〜５、除
算演算部４０５−１〜５、除算演算部４０６−１〜５
は、それぞれ受信データから他局からの干渉を除去す
る。

【００５１】再び図３に戻り、セルサイト信号推定部第
２段３０５−１〜Ｍ、セルサイト信号推定部第Ｋ段３０
７−１〜Ｍ、及び干渉除去部第２段３０６、干渉除去部
第Ｋ段３０８は、前記セルサイト信号推定部第１段３０
３−１〜Ｍ及び干渉除去部第１段３０４と同等の動作、
つまりそれぞれの局の受信データのベースバンドを推定
し、そのデータを元に他局の干渉信号の除去を行い、セ
ルサイト信号推定部第１段３０３−１〜Ｍと干渉除去部
第１段３０６は、干渉除去部第１段３０４との組み合わ
せで除去しきれなかった干渉信号を除去する（図２のス
テップＳＴ８）。

【００５２】セルサイト相関演算部３０９−１〜Ｎは、
干渉除去部３０８より他局の信号を除去したそれぞれの
受信ベースバンド信号は、マルチパス伝送路によるパス
の位置に応じて送信信号に用いた拡散信号を用いて相関
演算を行い、ダイバシチ合成により復調信号を出力する
（図２のステップＳＴ９）。

【００５３】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
る符号分割多元接続方法を用いると、ＭＢＫ状態が必要
である基地局は、統括局から得た移動端末の情報を基に
現在サービスしている移動端末と同様に、他のセルサイ
トのＭＢＫ状態にある移動端末からの到来する受信信号
とデータ用の拡散符号との相関を、マルチパスに合わせ
た時間で行い、マルチパスの振幅・位相を用いてマルチ
パスを合成して復調し、再びマルチパスに合わせて再拡
散し、推定干渉信号を生成し、推定干渉信号を受信信号
から除去する干渉除去部で処理をカスケードに行うこと
により、相関検波による復調を行い、受信データの復調
することによって、干渉量を減らすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＣＤＭＡセル電話システムの概略の全体図

【図２】図１及び図３の動作を説明するためのフローチ
ャート

【図３】受信部ののブロック図

【図４】干渉除去部のブロック図

【符号の説明】

１０１−１〜１９ セルサイト部 １０２−１〜７ 基地局部 １０３ 移動端末部 １０４ 統括部 ２０１ 受信アンテナ ２０２ 無線復調部 ２０３−１〜Ｍ セルサイト信号推定部第１段 ２０４ 干渉除去部第１段 ２０５−１〜Ｍ セルサイト信号推定部第２段 ２０６ 干渉除去部第２段 ２０７−１〜Ｍ セルサイト信号推定部第Ｋ段 ２０８ 干渉除去部第Ｋ段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 拓朗 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数のセルを用意して、送信データを、
   送信局固有の拡散コードを用いて拡散し、これをベース
   バンドの送信信号として無線回線を介して送信する符号
   分割多元接続セル電話システムの中で、メーク・ビフォ
   アー・ブレーク方式を用いて、移動端末がセルサイトの
   移行に伴う通話の瞬断を回避する方法であって、 多数のセルサイトに配置した受信局より得られた移動端
   末の受信レベルを受け取り、前記移動端末の受信レベル
   を比較し、メーク・ビフォアー・ブレーク状態にある、
   移行しようとするセルサイトの受信局に対して、移動端
   末の情報を知らせる統括手段と、 前記統括手段からメーク・ビフォアー・ブレーク状態に
   ある信号を受け取った受信局にて、現在受信している移
   動端末の他局と他のセルサイトのメーク・ビフォアー・
   ブレーク状態にある他局からの干渉信号を検出する信号
   推定手段と、 当該干渉信号を除去する干渉除去手段と、 前記信号推定手段と前記干渉信号除去手段を複数回実行
   するにより、当該干渉信号を当該受信信号から除去した
   信号を、相関検波により復調データを得る相関演算手段
   とを有することを特徴とした符号分割多元接続復調方
   法。