JPH08506715A

JPH08506715A - 複合波形形成方法および装置

Info

Publication number: JPH08506715A
Application number: JP7516180A
Authority: JP
Inventors: スチャッフナー，テリー・マイケル; コットジン，マイケル・ディー; バン・デン・ヒューベル，アンソニー・ピー
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1993-12-06
Filing date: 1994-10-31
Publication date: 1996-07-16
Anticipated expiration: 2013-08-13
Also published as: CN1380763A; KR0181319B1; EP0714575A4; US6172994B1; CN1080053C; FI953753A0; JP2785489B2; CN1117333A; WO1995016319A1; AU8096594A; HU215613B; EP0714575A1; US5418813A; CA2153685C; HU9502228D0; HUT73077A; FI953753A

Abstract

(57)【要約】複合波形を形成する方法および装置が提供される。この複合波形は、複数の入力デジタル情報信号（２０１）を符号化することによって形成される。続いて、この複数の符号化入力デジタル情報信号（２３１，２３５，２３７）を、通信媒体（１０３）を通じてテジタル結合器（１０５）に通信する。デジタル結合器（１０５）は、複数の符号化入力デジタル情報信号を結合する。最後に、デジタル的に結合された情報信号にスペクトル整形を行い、複合波形（１０７）を形成する。これらの複合波形形成原理は、帯域分割符号化システムにおけるデジタル的にエンコードされる音声サブバンドや、直接シーケンス・コード分割多重アクセス（ＤＳ−ＣＤＭＡ）通信システムの送信機におけるチャンネル情報に適用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】複合波形形成方法および装置技術分野本発明は通信システムに関し、更に特定すれば、複合波形（coｍposite ｗave form）形成方法および装置に関するものである。発明の背景通信システムは多くの形式を取る。一般的に、通信システムの目的は、ある地点に位量する情報源から、ある距離離れた別の地点に位置するユーザの目的地まで、情報を保持する信号を送信することである。通信システムは、一般的に、送信機、チャンネル、および受信機の３基本構成要素から成る。送信機は、チャンネルを通じた送信に適した形状に、情報信号を処理する機能を有する。この情報信号の処理を変調と呼ぶ。チャンネルの機能は、送信機出力と受信機入力との間に物理的な接続を設けることである。受信機の機能は、受信信号を処理し、原情報信号の予測値を生成することである。この受信信号の処理を復調と呼ぶ。双方向通信チヤンネル（two-way communication channel）には２種類、即ち、二地点チャンネルおよび一点対多点チャンネルがある。二地点チャンネルの例には、ワイヤライン（例えば、局所電話送信）、マイクロ波リンク、および光ファイバが含まれる。一方、一点対多点チャンネルは、１つの送信機から同時に多くの受信局に到達する能力を与える（例えば、セルラ無線電話通信システム）。これら一点対多点システムは、多重アクセス・システム（ＭＡＳ）とも呼ばれている。通信チャンネル上に情報信号を送信するためには、アナログおよびデジタル送信方法が用いられる。デジタル方法を用いる方が、アナログ方法よりもいくつかの動作の点で有利である。即ち、チャンネル・ノイズおよび妨害に強く、システム動作に柔軟性があり、異なる種類の情報信号の送信に共通フォーマットが使え、暗号の使用によって通信の機密保持が改良され、そして容量が増大する点があげられる。これらの利点は、システムの複雑度が増大するという犠牲の下で達成されるものである。しかしながら、超大規模集積（ＶＬＳＩ）技術を用いることによって、費用効率よくハードウエアを構築する方法が開発されている。バンドパス通信チャンネル上で情報信号（アナログまたはデジタル）を送信するためには、チャンネル上での効率的な送信に適した形状に、情報信号を操作しなければならない。情報信号の修正は、変調と呼ばれるプロセスによって達成される。このプロセスは、変調波のスペクトルが割り当てられたチャンネル帯域と一致するように、情報信号に応じてキャリア波のパラメータを変更する必要がある。対応して、受信機は、チャンネルを通じた伝搬の後の劣化した送信信号から、元の情報信号を再生しなければならない。この再生は、復調として知られているプロセスを用いることによって達成される。復調は、送信機で用いられる変調プロセスの逆である。効率的な送信を可能にすることに加えて、それ以外にも変調を行う理由がある。特に、変調を用いることによって、多重化、即ち複数の情報源からの単一チャンネルを通じた同時送信が可能になることがあげられる。また、情報信号をノイズや妨害を受けにくい形状に変換するためにも、変調を用いることができる。多重化通信システムでは、システムは典型的に多くの遠隔ユニット（即ち加入者ユニット）で構成される。各加入者ユニットは、通信チャンネル上で常に連続的なサービスを必要とするのではなく、短いまたは離散的な時間間隔で通信チャンネルを必要とする。したがって、通信システムは、同一通信チャンネル上で多くの遠隔ユニットと短い時間間隔で通信する特性を、組み込むように設計されてきた。かかるシステムは、時分割多重アクセス通信システムと呼ばれている。直接シーケンス（ＤＳ：Ｄirect Seqｕeｎce）コード分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）システムは、全ての加入者ユニットが同一周波数帯上で同時に情報信号を送信するＭＡＳである。同様に、基地局は特定の加入者ユニットのために意図された情報信号も送る際にも、当該基地局から発せられる他の加入者ユニットへの送信と同じ周波数帯上でかかる情報信号を送信する。必然的に、基地局からの送信帯域は、情報信号の情報レートよりもかなり大きくなる。即ち、キャリア帯域は、メッセージ帯域と比較して大きくなる。殆どのＭＡＳは、送信すべき情報信号として、音声のデジタル表現を用いている。このタイプの情報信号は、典型的に、音声符号化器（speech coder）によって生成される。情報信号はコンピユータ・モデムまたはデータ・ネットワークのように、データ信号から得ることもできることは、当業者には認められよう。基地局は、典型的に、多くの情報信号を入力として受け入れる。加えて、各入力信号は、陸上基地がある電話機（land based telephone）か移動加入者ユニットのいずれかから発せられる。各情報信号は、１つの修正された情報信号が比較的早いテータ・レートで基地局のアンテナに送信されるように多重化される。情報信号の入力からアンテナからの送信の間の種々の段階は、高いデータ・レートが採用されるため、そして基地局内で信号搬送用導体が密接配置されているために、ノイズの影響を受け易くなる。その結果、容量性または誘導性のクロストーク（ crosstalk）がしばしば生じるという影響が現れる。結果として、情報信号に発生するエラーやノイズを最少に抑えつつ、使用可能なキャリア帯域をできるだけ多く利用することが望ましい。ＣＤＭＡシステムの基地局には、移動機の加入者が音声信号を捕獲および追跡するのを助ける、パイロット・チャンネルを送信するものがある。従来のＣＤＭＡシステムは、音声およびデータ・チャンネルを供給するために用いられるプリント回路基板と同一のプリント回路基板によって、パイロット・チャンネル発生機能を備えている。一方、各基板の出力信号は、デジタル信号からアナログ信号に変換される。次に、これらの信号は、機能的に異なる結合回路（functionally distinct combining circuit）によって結合される。従来のＣＤＭＡシステムは、パイロット・チャンネルと音声チャンネルとを別個のアナログ／デジタル変換器に送出していた。このために、パイロット・チャンネルと音声チャンネルとの間に時間的な非対称性（time skew）が混入される。時間的非対称性が十分に大きいと、移動加入者ユニットのコヒーレントな復調器（coherent demodulator）において位相誤差が生じ、音声チャンネルの性能を低下させることになる。しかしながら、先に述べた従来のＣＤＭＡ通信システムを考慮しても、ＣＤＭＡだけでなく他のタイプの通信システムにも適用可能な、改善されたデジタル情報信号結合技法が必要とされている。発明の概要複合波形を形成する方法および装置が提供される。この複合波形は、複数の入力デジタル情報信号を符号化することによって形成される。続いて、この複数の符号化入力デジタル情報信号は、通信媒体を通じてデジタル結合器に通信される。デジタル結合器は、複数の符号化入力デジタル情報信号を結合する。最後に、デジタル的に結合された情報信号のスペクトルを整形して、複合波形が形成される。かかる複合波形形成原理は、帯域分割符号化システムにおいてデジタル的にエンコードされた音声サブバンドや、直接シーケンス・コード分割多重化アクセス（ＤＳ−ＣＤＭＡ）通信システムの送信機におけるチャンネル情報に適用することができる。図面の簡単な説明第１図は、本発明にしたがって、情報を供給するモデム・チャンネル・カード（ＭＣＣ）を、アンテナに修正情報信号を供給するベースバンド分配および結合器（ＢＤＣ）に接続した、好適実施例を示すブロック図である。第２図は、第１図に示された、本発明による好適実施例のＭＣＣの一部を示す詳細ブロック図である。第３図は、第１図に示された、本発明による好適実施例のＭＣＣの他の部分の詳細ブロック図である。第４図は、第１図に示された、本発明による好適実施例のＢＤＣを示す詳細ブロック図である。第５図は、本発明にしたがって、音声符号化器にデジタル結合原理を適用する別の好適実施例を示すブロック図である。好適実施例の詳細な説明改善されたデジタル情報信号結合技法に対する要望は、以下に記載するように、音声情報信号を２段階で修正する方法および装置によって満足される。情報信号は、デジタル・ビットで構成され、これがエンコーダに入力される。エンコーダは、かかるビットをより高いデータ・レートにエンコードする。続いて、無線通信加入者ユニットの送信機の電力制御を統括するデータとして、フォワード・エラー補正（forward error correction）を、得られた信号に導入する。加えて、信号をスクランブルする。更に、直交ウオルシユ・コード（Walsh code）が信号をカバーする（cover）。第１段階の結果、前記情報信号が他の加入者ユニットからの多数の他の情報信号と結合される。得られた信号は、次に第２段階に伝達される。第２段階は、等しい数の第１段階から発せられた大多数の信号を結合する。第２段階に入力される信号数は、第１段階において結合される信号数と比較すると大きい。最後に、発生された信号はデジタル的に拡散され、帯域制限フィルタによって漉波される。第２段階から出力された信号は、アナログ信号に変換される。このアナログ信号はバンド・パス・フィルタを通され（band pass filtered）、ＲＦキャリアに変調され、増幅され、各セクタα、βまたはγについて３つの１２０°セクタ・セル・アンテナ（sector cell antennae）によって送信される。各チャンネルを別個に漉波するのに対して、帯域制限フィルタを集中化させることによって、回路全体が縮小化し、量子化ノイズも低減する。加えて、デジタル／アナログ変換に先だって全チャンネルが結合されるので、必要なデジタル／アナログ変換器が少なくて済む。最終的な処置として、結合された音声チャンネルとパイロット・チャンネルに、単一のデジタル／アナログ変換器を経由させることにより、パイロット・チャンネルとは別個のデジタル／アナログ変換器に音声チャンネルを通過させる従来技術のシステムに特有の、パイロット・チャンネルと音声チャンネルとの間の時間的な非対称性（time skew）を減少させることができる。次に第１図を参照すると、３セクタ基地局のシステム・アーキテクチャを見ることができる。３つのモデム・チャンネル・カード（ＭＣＣ）１０１が示されている。しかしながら、基地局では典型的にこれ以上のＭＣＣ（例えば１２枚のＭＣＣ）が用いられていることを、当業者は認めよう。各ＭＣＣ１０１は入力として、４つのデジタル的にエンコードされた音声信号を受け取る。各音声信号は、毎秒９．６キロビット（Ｋｂｐｓ）の速度で到達する。ＭＣＣ１０１はこの信号に種々の処理を施し、多重化信号１０３を毎秒１．２８８メガシンボル（Ｍｓｙｍ／ｓ）の速度で、ベースバンド分配および結合器（ＢＤＣ）カードに通信する。各ＢＤＣ１０５は、第１ＭＣＣ多重化信号の速度に一致する速度で、数個の他の信号（例えば、第１図に示した３信号の他に１７信号）を受け入れる。ＢＤＣ１０５は、疑似ノイズ（ＰＮ）拡散（pseudo-noise spreading）を行い、信号にアップサンプル・フィルタ処理（upsample filter）を施すことによって、直交位相シフト・キーイング（ＱＰＳＫ：quadrature phase shift keying ）によってアナログ・キャリア信号を変調するのに適した、直交位相のチャンネル対１０７を生成する。ＢＤＣにおける信号処理に続いて、信号の増幅のような処理を更に行う。更に、当技術では公知の手段によって、得られた信号をロー・パス・フィルタに通し、更に増幅する。増幅された信号を、ＢＤＣに動作的に（ operatively）結合されている１本のアンテナ（例えば、セクタα）によって放射する。次に、ＭＣＣ１０１のデジタル変調器部分２２０を示す第２図を参照する。デジタル的にエンコードされた音声信号２０１は、９．６Ｋｂｐｓの速度でエンコーダに入力される。エンコーダは、データ速度を所定倍に高める。好適実施例では、所定の倍数は２であり、したがって出力速度を１９．２Ｋｓｙｍ／ｓとする。エンコーダからの出力は、テータ・シンボルの形状となっている。データ・シンボル２０５は、次にインターリーバ２０７に入力される。インターリーバ２０７のブロックでは、入力データ・シンボル２０５をインターリーブする。インターリーバ２０７では、テータ・シンボルが列毎にマトリクスに入力され、行毎にマトリクスから出力される。インターリーブされたデータ・シンボル２１３は、入力されたのと同じテータ・シンボル速度（例えば、１９．２ｋｓｙｍ／ｓ）で、インターリーバ２０７によって出力される。インターリーブ・テータ・シンボル２１３は、パンクチュアリング・アルゴリズム（puncturing algorithm）２１１に出力される。パンクチュアリング・アルゴリズムは、１．２５ミリ秒毎に１回周期的な電力調節コマンドを受信する。電力調節コマンドは１ビット以上の情報である。パンクチュアリング・アルゴリズムは、１つ以上のインターリーブ・データ・シンボルを、各電力調節コマンドで上書きする。電力調節コマンドによる上書きは、消去として扱われ、移動ユニットの受信機内でデコードされるように、エラー訂正によって訂正される。結果的に得られたインターリーブ・テータ・シンボル２１３は、スクランブラ２１５に出力される。スクランブラは、音声チャンネルにおける通信の機密保持を強化するものである。スクランブラは、長いＰＮコードを用い、インターリーブ・データ・シンボルの排他的ＯＲを取ることによって、機密保持を強化する。スクランブラはその結果をスクランブル・データ・シンボルとして出力する。ウオルシュ・コード・スプレッダ２１９は、固有のユーザ・コードを発生し、これがスクランブル・データ・シンボルを更に拡散させる。ウオルシュ・コードは、当技術では公知の技法によって発生される。好適実施例は、次数６４のウオルシュ関数によって発生されたウオルシュ・コードを用いる。ウオールシユ・コード拡散の効果は、シンボル・レートを６４倍に高めることである。ウオールシュ・コード・スプレッダ２１９は、１．２８８Ｍｓｙｓ／ｓの速度でシンボル２２１を出力する。次に第３図を参照すると、第２図に示されたデジタル変調器部分２２０以外のＭＣＣ１０１の他の部分の詳細図が示されている。利得調節コマンド２２３が、ウオルシュ・コード拡散信号２２１に挿入され、加入者の基地側（即ち、アップリンク）電力制御のための適切な命令を、加入者ユニットに供給する。ウオルシュ・コード拡散信号２２１は、乗算器２２５によって、チャンネルのための適切な利得を乗算される。この利得は、チャンネルの順方向電力制御レベルと現行の送信ビット速度とに基づいている。結果的に得られた信号は、符号付９ビット２の補数の整数（ninebit signed two'ｓ complement integer）からなる乗算信号２２７である。符号付き９ビット２の補数の整数は、並列／直列変換器２２９に入力され、これか単一チャンネル直列ビット・ストリーム２３１を生成する。次に、特定の音声チャンネルの単一チャンネル直列ビット・ストリーム２３１が、他の音声チャンネルの他のいくつかの直列ビット・ストリーム２３５，２３７と共に、直列加算器２３３に入力される。好適実施例のＭＣＣ１０１は、このようにして、４つの単一チャンネル直列ビット・ストリームを加算する。直列加算器２３３の出力２３９は、スプリッタ２４１によって、アンテナ・セクタ成分（antenna sector components）α，β，γに分割され、これらが多重化信号として、通信媒体（即ち、基地局直列ワイヤライン・バックプレーン（base station serial wireli ne baackplane））を通じて信号修正の第２段階に通信される。各多重化信号は主ＢＤＣ１０５に分配され、主ＢＤＣ１０５が、３つのセル・サイト・セクタα ，β，γの各々への無線周波数送信の準備のために、音声チャンネルの結合および信号の修正を完成する。本発明の範囲または精神から逸脱することなく、これ以上またはこれ以下のアンテナ・セクタを実施することも可能であることは、当業者には認められよう。次に第４図を参照すると、各基地局セル・サイトに用いられる３つのＢＤＣの１つである、アンテナ・セクタＢＤＣ１０５が示されている。３つのＢＤＣ回路の各々は、単一のプリント回路基板上に実施し、基地サイトにおける素子の複雑性を減少させることが好ましい。各ＢＤＣ回路はセクタα，βまたはγのいずれかに対応する。直列モデュロ−２加算器（modulo-2 adder）３０１が、いくつかの多重化信号２３９（例えば、２０個のアンテナ・セクタ信号）を入力として受け入れる。加えて、パイロット・チャンネル（pilot channel）が結合信号３１３に付加される。パイロット・チャンネルはデータ変調を含まず、特定のセル・サイトまたはセクタの全ユーザが捕獲（acguisition）または追跡（tracking）の目的で用いる、非変調スペクトラム拡散信号として特徴付けられる。パイロット信号を発生する際、全てゼロから成るウオルシユ「０」（Ｗ₀）シーケンスを用いて、パイロット信号を変調しないようにする。パイロット利得レジスタ３１７がウオルシユ「０」（Ｗ₀）シーケンスを発生する。パイロット利得レジスタ３１７の出力は、直列モデュロー２加算器３０１に入力される。直列モデュロー２加算器３０１は、パイロット増加信号（pilotaugmented signal）３２１を出力する。パイロット増加信号３２１は、直列／並列変換器３１５によって、直列から並列信号に変換される。デジタル直交位相シフト・キーイング（ＱＰＳＫ）拡散が、次に行われるプロセスである。４つ以上または以下の位相シフト信号を用いて、パイロット増加信号３２１を変調してもよいことは（例えば、バイフェーズ・シフト・キーイング（ＢＰＳＫ）を用いることもできる）、当業者には認められよう。より正確に言えば、Ｍ値位相シフト・キー変調方式（M-ary phase shift keyed modulatingsc heme）では、いかなる数の位相シフト信号を用いてもよく、ここで「Ｍ」は変調方式によって利用される位相数を表わす。複素ＱＰＳＫ‐ＰＮスプレッダ３２３が、同位相（Ｉ）および直交（Ｑ）チャンネルを供給し、これらは、二進乗算器３２５によって、パイロット増加信号３２１と乗算される。結果として、２つの出力、即ちＩ−チャンネルとＱ−チャンネルとが生成される。Ｉ−チャンネル３２７およびＱ−チャンネル３２９の各々は、同一の帯域制限有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタ３３１によって濾波される。ＦＩＲフィルタ３３１は、入力信号を４回アップサンプルし（upsample ）、結果をロー・パス・フィルタにかけることによって、濾波Ｉ−チャンネル３３３と濾波Ｑ−チャンネル３３５の２信号を生成する。更に信号を処理して増幅ＲＦ信号を生成することは、当技術では公知である。濾波Ｉ−チャンネルおよび濾波Ｑ −チャンネルはアナログ信号に変換される。加えて、濾波Ｉ−チャンネルおよび濾波Ｑ−チャンネルには、パンド・パス・フィルタによるスペクトル整形（spec trallyshape）が行われる。続いて、これらの信号をＲＦキャリアに変調し、増幅し、それぞれセクタα，β，γのいずれかのためのセクタ・アンテナによって送信される。本発明の教示は、異なる情報源から受信された符号化音声情報を効率的に結合する計算を行うためにも適用可能であることは、当業者には認められよう。かかる結合は、電話（telephony）や陸上移動コンソール（land mobile console）の用途で必要とされており、別個に受信されたユーザの音声を、単一の複合信号に結合し、全受信者に同時に聴取できるようにすることが望ましい。電話では、コンフエレンシング（conferencing）によって、２人以上のユーザが同時に会話したり、他の各相手が話すのを聴取することができる。陸上移動機では、コンソール・オペレータが、音声（voice）を用いて複数の無線周波数を同時に監視することがあり、受信した波形を重ね合わせて（superimposed）聴取する必要がある。この機能は、Ｎ−方向コンフェレンシング（N-way conferencig）としても知られており、ここでＮは結合される独立チャンネルの数である。本発明は、特に、符号化された形状で受信される音声情報の結合に適用することができる。１つの一般的な音声符号化装置は、例えば、帯域分割符号化装置（ subband coder）である。かかる符号化装置の一実施例が、例えば、Kotzin et al.による米国特許第４，９７９，１８８号に記載されており、本願に利用可能である。帯域分割音声符号化装置は、情報のスペクトル帯（spectral band）を別個に符号化することによって、送信機と受信機との間で情報の伝達を行うものであることは、当技術では公知である。帯域分割符号化装置では、異なるスペクトル・サブバンドに対応する音声サンプルは、元の入力から分離され、符号化され、送信される。かかる符号化装置は、ノイズ・マスキングのような複数の付加技法を用いて、再生される音声の音質を改善する。 Kotzin et al.の米国特許４９７９１８８号に関連して、ここでは第５図として含ませてあるが、単一の符号化された受信入力から、かかる再生音声を形成するために利用可能な、かかるデコーダの一好適実施例が示されている。送信チャンネルからの情報５０２は５０４でデマルチプレクス（demultiplex）され、別個のスペクトル・サブバンドに関連する種々のベースバンド・サンプル、および種々の付帯情報（side information）に情報を分割する。付帯情報は、とりわけ、ベースバンド・サンプルを適切な再生フィルタリングに割り当てられるようにし、前述の改善技法を可能にするために用いられる。サンプルには適当なスケーリング（scaling）が行われ、ノイズ・サンブルは不使用サブハンドに供給されることがある。これは、割り当てデコーダ５３８において行われる。サブバンド・サンプルは、補間段５４０−５５５を通じて、適切なスペクトル整形フィルタ５５６−５７１に送られる。スペクトル整形は、多位相エイリアシング防止ＦＩＲフィルタ・バンク（polyphase anti -aliasing FIR fitler bank）によって行うことができる。独立したサブバンド出力を結合して、再生音声出力（５７２）を形成する。Ｎ−方向コンフェレンシングを提供する直接的な手法は、各独立入力について１回、即ち、図示のデコーダをＮ回繰り返すことであろう。次に、その出力を単純に結合すれば、複合波形を形成することができる。この代替好適実施例を適用すれば、この直接的な手法によって、Ｎ−方向コンフェレンシングを提供する際の計算の厄介さを大幅に減少させることができる。基本的な概念は、大量の計算を行う前に、即ち、補間およびテコーダ・フィルタ・バンク段の前に、多数の音声入力を結合することである。各独立チャンネルはそれ自体のテマルチプレクサ５０４を有しており、これが付帯情報からサブバンド・サンプルを分離する。割り当てデコーダ５３８が、受信された付帯情報に関連して、スケーリングを行い、サンプルを適切なスペクトル・サブバンド・チャンネルに送出する。他の不使用サブバンドのために、付加ノイズ充填サンプル（ additional noise fill sample）を備えてもよい。デマルチプレクサ５０４および割り当てデコーダ５３８は、第５図では、１つの音声のみについて示されている。とりわけ、付帯情報によって、フィルタ・サンプルの適正な割り当ておよび振幅のスケーリングを行うことができるので、この音声入力に対するフィルタ・サンプルが補間器５４０−５５５およびスペクトル整形器５５６−５７１に適正に送出され、音声再生が可能となる。しかしながら、第５図に示すように、補間５４０−５５５およびスペクトル整形５５６−５７１の前に、（Ｎ−１）個の他の音声入力からの適正にスケーリングされたサンプルが、共に結合される（５３９）。これは、可能なサブバンド各々について別個に行われる。実際の音声サンプルおよびノイズ充填も、同様に扱うことができる。中間点で、Ｎ−方向コンフェレンシングの設定（scenario）のために結合を最適化する修正も可能である。例えば、サブバンド入力の各々を、かく信号内のエネルギによって調整することができる。これは、余分な残留ノイズの蓄積を減少させるように作用しつつ、しかも全ての音声入力を同時に結合可能とする。上述の技法を用いることによる節約はかなりの量となる。高々１組の復号化フィルタのみを用意すればよいのに対して、従来の技法を用いるとその数のＮ倍が必要である。ここに記載した原理は、以下のように要約することができる。まず第１図を参照すると、複数の入力デシタル情報信号の符号化（１０１）を含む、複合波形形成方法が示されている。各入力デジタル情報信号は、デジタル的に符号化された音声、データ・パケット、またはそれらの組み合わせのいずれかである。或いは、各入力デジタル情報信号は、帯域分割符号化装置の特定のサブバンドから得ることもできる。更に、各入力デジタル情報信号は、独立した情報源のスペクトルを分割した部分を表わすデジタル・サンプル（即ち、コンフェレンス回路における異なる音声）で構成することができる。続いて、この複数の符号化入力デジタル情報信号を、通信モデム１０３を介して、デジタル結合器１０５に通信する。複数の符号化入力デジタル情報信号は、デジタル結合器１０５によって、デジタル的に結合され、このデジタル的に結合された情報信号のスペクトルを整形し、複合波形１０７を形成する。より正確に言えば、チャンネル情報をデジタル的に結合する、直接シーケンス・コード分割多重アクセス（ＤＳ−ＣＤＭＡ）送信機が第１図〜第４図に示されている。この送信機は、それぞれ第１および第２入力デジタル情報信号をチャンネル符号化（channel coding）する、第１および第２チャンネル・エンコーダ１０１を含む。各入力デジタル情報信号は、デジタル的にエンコードされた音声、データ・パケット、またはそれらの組み合わせを含むことができる。各チャンネル・エンコーダ１０１は、チャンネル符号化されたデジタル情報信号を、セルの各セクタに対するセクタ成分α，β，γに分割するスプリッタ２４１を含む。また、各チャンネル・エンコーダ１０１は、チャンネル符号化デジタル情報信号の電力利得を調整する利得制御器２２５を含むこともできる。更に、各チャンネル・エンコーダ１０１は、チャンネル符号化デジタル情報信号を並列信号から直列信号に変換する変換器２２９も含む。更に、各チャンネル・エンコーダ１０１は、各入力デジタル情報信号２０１に、畳み込みエンコーディング２０３、ブロック・インターリーブ２０７、長疑似ノイズ・コード・スクランブル２１５、およびウオールシュ・コード拡散２１９を行うための装置も含む。最後に、各チャンネル・エンコーダ１０１は、アップリンク電力制御情報をデジタル情報信号に挿入するパンクチュアリング・アルゴリズムを実施する機構２１１を含むこともできる。加えて、結合器１０５が、第１および第２チャンネル・エンコーダ１０１に動作的に結合され、第１および第２チャンネル符号化入力デジタル情報信号の各セクタ成分を、別個に直列に合算３０１する。結合器１０５は、パイロット制御チャンネル３１７を、第１および第２チャンネル符号化入力デジタル情報信号に加算する機構３１８を含む。加えて、結合器１０５は、デジタル的に結合されたチャンネル符号化デジタル情報信号の各セクタ成分を、直列信号から並列信号に変換する変換器３１５を含む。変調器３２５が変換器３１５に動作的に結合され、デジタル的に結合された入力デジタル情報信号の各セクタ成分に別個にＭ進位相シフト・キーイングを行う。加えて、フィルタ３３１が変調器３２５に動作的に結合され、Ｍ進位相シフト・キーイングされたデジタル情報信号の各セクタ成分に対して別個にベースバンド・スペクトル整形を行い、ダウンリンク送信信号の帯域を制限する。ＤＳ−ＣＤＭＡ送信機は、更に、フィルタ３３１に動作的に結合されたアナログ送信部分を含む。この送信部分は、Ｍ進位相シフト・キーイングされたデジタル情報信号を、無線周波数ダウンリンク送信信号にアップコンバートし、無線周波数ダウンリンク送信信号の電力を増幅し、増幅された無線周波数ダウンリンク送信信号をアンテナから放射する。本発明をある程度特定して記載しかつ示したが、本実施例の開示は例として行われただけであり、部分および段階の構成および組み合わせにおいて多数の変更が、主張された本発明の精神および範囲から逸脱することなく、当業者には実施可能であろう。例えば、上述の好適実施例の通信システムの変調器、アンテナおよび復調器の部分は、無線通信チャンネルを通じて送信されるＣＤＭＡスペクトル拡散信号を対象とした。しかしながら、当業者には理解されるだろうが、ここに記載し特許請求するエンコーディングおよびデコーディング技法は、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）および周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）に基づくもののような、他の種類の送信システムに用いるために改造することもできる。加えて、通信媒体（即ち、無線チャンネル）は、電子データ・バス、ワイヤライン、光ファイバ・リンク、衛星リンク、またはその他の種類の通信チャンネルとすることもできる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者バン・デン・ヒューベル，アンソニー・ピーアメリカ合衆国フロリダ州パークランド、ノース・ウェスト・セブンティファースト・テラス6355

Claims

【特許請求の範囲】１．複合波形形成方法であって：（ａ）複数の入力デジタル情報信号を符号化する段階；（ｂ）前記複数の符号化入力デジタル情報信号を、通信媒体を通じて、デジタル結合器に通信する段階；（ｃ）前記複数の符号化入力デジタル情報信号を、デジタル結合器を用いて、デジタル的に結合する段階；および（ｄ）前記デジタル的に結合された情報信号をスペクトル整形し、複合波形を形成する段階；から成ることを特徴とする方法。２．直接シーケンス・コード分割多重アクセス（ＤＳ−ＣＤＭＡ）通信システムにおいてチャンネル情報をデシタル的に結合する方法であって：（ａ）複数の入力デジタル情報信号をチャンネル符号化する段階；（ｂ）前記複数のチャンネル符号化入力デジタル情報信号をデジタル結合器に通信する段階；（ｃ）前記複数のチャンネル符号化入力デジタル情報信号を、前記デジタル結合器を用いて、デジタル的に結合する段階；（ｄ）前記デジタル的に結合された入力デジタル情報信号に、Ｍ値位相シフト・キーイングを行う段階；および（ｅ）前記Ｍ値位相シフトキーイングされたデジタル情報信号に、ベースバンド・スペクトル整形を行い、ダウンリンク送信信号の帯域を制限する段階；から成ることを特徴とする方法。３．各入力デジタル情報信号は、デジタル的にエンコードされた音声およびデータ・パケットから成る群から選択された情報であることを特徴とする請求項２記載の方法。４．前記チャンネル符号化段階は：（ａ）畳み込みエンコーディング、ブロック・インターリーブ、長疑似ノイズ（ＰＮ）コード・スクランブル、およびウオルシュ・コード拡散を、各入力デジタル情報信号に行うこと；および（ｂ）アップリンク電力制御情報を各デジタル情報信号に挿入するために、パンクチュアリング・アルゴリズムを実施すること；の少なくとも１つを特徴とする請求項２記載の方法。５．（ａ）更に、前記複数のチャンネル符号化デジタル情報信号の各々を、セルの各セクタに対するセクタ成分に分割する段階を前記通信段階の前に含み、前記デジタル的に結合し、Ｍ値位相シフト・キーイングし、ベースバンド・スペクトル整形を各セクタ成分について別個に行うこと；（ｂ）前記通信段階の前に、前記チャンネル符号化デジタル情報信号の電力利得を調節すること；（ｃ）前記デジタル的に結合する段階は、パイロット制御チャンネルを前記複数のチャンネル符号化入力デジタル情報信号に加算することを特徴とすること；および（ｄ）前記Ｍ値位相シフト・キーイングされたデジタル情報信号を、無線周波数ダウンリンク送信信号にアップコンバートし、前記無線周波数ダウンリンク送信信号の電力を増幅し、増幅された無線周波数ダウンリンク送信信号を、アンテナから放射すること；の少なくとも１つを更に特徴とする請求項２記載の方法。６．（ａ）更に、前記通信段階の前に、前記複数のチャンネル符号化デジタル情報信号を、並列信号から直列信号に変換する段階を含むことを特徴とし；（ｂ）前記デジタル的に結合する段階は、前記複数のチャンネル符号化デジタル情報信号を直列に加算する段階を含み；および（ｃ）更に、前記Ｍ値位相シフト・キーイングの前に、前記デジタル的に結合されたチャンネル符号化デジタル情報信号を直列信号から並列信号に変換する段階を含むことを特徴とする；請求項２記載の方法。７．チャンネル情報をデジタル的に結合する直接シーケンス・コード分割多重アクセス（ＤＳ−ＣＤＭＡ）送信機であって：（ａ）第１および第２入力デジタル情報信号をそれぞれチャンネル符号化する第１および第２チャンネル手段；（ｂ）前記第１および第２チャンネル手段に動作可能に結合され、前記第１および第２チャンネル符号化入力デジタル信号をデジタル的に結合する結合手段；（ｃ）前記結合手段に動作可能に結合され、前記デジタル的に結合された入力デジタル情報信号に、Ｍ値位相シフト・キーイングを行う変調手段；および（ｄ）前記変調手段に動作可能に結合され、前記Ｍ値位相シフト・キーイングされたデジタル情報信号にベースバンド・スペクトル整形を行い、ダウンリンク送信信号の帯域を制限するフィルタ手段；から成ることを特徴とする送信機。８．各入力デジタル情報信号は、デジタル的にエンコードされた音声およびデータ・パケットから成る群から選択された情報であることを特徴とする、請求項７記載の直接シーケンス・コード分割多重アクセス（ＤＳ−ＣＤＭＡ）送信機。９．各チャンネル手段は、（ａ）前記入力デジタル情報信号に、畳み込みエンコーディング、ブロック・インターリーブ、長疑似ノイズ（ＰＮ）コード・スクランブル、およびウオルシユ・コード拡散を行う手段；および（ｂ）アップリンク電力制御情報を前記デジタル情報信号に挿入するパンクチュアリング・アルゴリズムを実施する手段；の少なくとも一方を特徴とする、請求項７記載の直接シーケンス・コード分割多重アクセス（ＤＳ−ＣＤＭＡ）送信機。１０．更に：（ａ）（ｉ）各チャンネル手段は、各チャンネル符号化デジタル情報信号を、セルの各セクタに対するセクタ成分に分割する手段を含み；（ｉｉ）前記結合手段は、各セクタ成分を別個にデジタル的に結合する手段を含み；（ｉｉｉ）前記変調手段は、各セクタ成分に、別個にＭ値位相シフト・キーイングを行う手段を含み；および（ｉｖ）前記フィルタ手段は、各セクタ成分に別個にベースバンド・スペクトル整形を行う手段を含むこと；（ｂ）各チャンネル手段は、前記チャンネル符号化デジタル情報信号の電力利得を調節する手段を含むこと；（ｃ）（ｉ）各チャンネル手段は、前記チャンネル符号化デジタル情報信号を並列信号から直列信号に変換する手段を含み；および（ｉｉ）前記結合手段は、前記第１および第２チャンネル符号化デジタル情報信号を直列的に加算する手段と、前記デジタル的に結合されたチャンネル符号化デジタル情報信号を直列信号から並列信号に変換する手段とを含むこと；（ｄ）前記結合手段は、パイロット制御チャンネルを前記第１および第２チャンネル符号化入力デジタル情報信号に付加する手段を含むこと；ならびに（ｅ）Ｍ値位相シフト・キーイングされたデジタル情報信号を無線周波数ダウンリンク送信信号にアップコンバートし、該無線周波数ダウンリンク送信信号を電力増幅し、該増幅された無線周波数ダウンリンク送信信号をアンテナから放射する、アナログ送信部；の少なくとも１つを特徴とする、請求項７記載の直接シーケンス・コード分割多重アクセス（ＤＳ−ＣＤＭＡ）送信機。