JPH11234167A - スペクトル拡散信号復調装置 - Google Patents
スペクトル拡散信号復調装置Info
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- JPH11234167A JPH11234167A JP7817196A JP7817196A JPH11234167A JP H11234167 A JPH11234167 A JP H11234167A JP 7817196 A JP7817196 A JP 7817196A JP 7817196 A JP7817196 A JP 7817196A JP H11234167 A JPH11234167 A JP H11234167A
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- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/69—Spread spectrum techniques
- H04B1/707—Spread spectrum techniques using direct sequence modulation
- H04B1/7097—Interference-related aspects
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- H04B1/7107—Subtractive interference cancellation
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- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Noise Elimination (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 復調対象信号の数が増加した場合でも、近似
的な相互相関除去を可能とし、また、一段当たりの除去
特性を向上させ、少ない段数でより相互相関除去に近い
特性が得られるスペクトル拡散信号復調装置を提供する
ことにある。 【解決手段】 相関器11、12、…、1Kは、入力信
号に対して、それぞれ設定された拡散符号と相関値を求
め、その相関値をそれぞれのシンボルタイミングに合わ
せてラッチし、1シンボルの期間に渡ってラッチされた
相関値を保持し、出力する。乗算器31、32、…、3
Kは、入力信号に対して、設定された係数f1 、f2 、
…、fk をそれぞれ乗じて出力する。係数f1 、f2 、
…、fk の大きさfを、0<f<1の適当な値に選ぶこ
とによって、相互干渉除去回路21〜2Nの段数が従来
のものより少なくても、干渉成分は急速に減少し、やが
て消滅する。
的な相互相関除去を可能とし、また、一段当たりの除去
特性を向上させ、少ない段数でより相互相関除去に近い
特性が得られるスペクトル拡散信号復調装置を提供する
ことにある。 【解決手段】 相関器11、12、…、1Kは、入力信
号に対して、それぞれ設定された拡散符号と相関値を求
め、その相関値をそれぞれのシンボルタイミングに合わ
せてラッチし、1シンボルの期間に渡ってラッチされた
相関値を保持し、出力する。乗算器31、32、…、3
Kは、入力信号に対して、設定された係数f1 、f2 、
…、fk をそれぞれ乗じて出力する。係数f1 、f2 、
…、fk の大きさfを、0<f<1の適当な値に選ぶこ
とによって、相互干渉除去回路21〜2Nの段数が従来
のものより少なくても、干渉成分は急速に減少し、やが
て消滅する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明はスペクトル拡散信
号復調装置に関し、特に、セルラー通信システム、構内
無線通信システム、あるいは無線LANシステム等に用
いられるスペクトル拡散信号復調装置に関する。
号復調装置に関し、特に、セルラー通信システム、構内
無線通信システム、あるいは無線LANシステム等に用
いられるスペクトル拡散信号復調装置に関する。
【0002】
【従来の技術】スペクトル拡散信号による符号分割多元
装置(CDMA)を行うシステムにおいては、複数の信
号が同時に同一の帯域を伝送されるため、各信号に割り
当てられた符号間の相関によって信号間の干渉が生じ、
信号数が増えるに従って特性が劣化する。さらに、信号
レベルにばらつきがある場合には、小さいレベルの信号
が大きいレベルの信号から受ける干渉が相対的に大きな
ものとなり、小さいレベルの信号の特性が大きく劣化し
てしまう。
装置(CDMA)を行うシステムにおいては、複数の信
号が同時に同一の帯域を伝送されるため、各信号に割り
当てられた符号間の相関によって信号間の干渉が生じ、
信号数が増えるに従って特性が劣化する。さらに、信号
レベルにばらつきがある場合には、小さいレベルの信号
が大きいレベルの信号から受ける干渉が相対的に大きな
ものとなり、小さいレベルの信号の特性が大きく劣化し
てしまう。
【0003】スペクトル拡散方式としては、直接拡散方
式を想定し、受信信号を下記の式1のrと表す。
式を想定し、受信信号を下記の式1のrと表す。
【0004】
【数1】 ここに、同時に伝送される信号の個数をK、k番目の送
信信号をdk 、k番目の信号の拡散符号をck 、拡散符
号ck による拡散操作を_ck 、伝送路上で付加される
背景雑音をnとしている。
信信号をdk 、k番目の信号の拡散符号をck 、拡散符
号ck による拡散操作を_ck 、伝送路上で付加される
背景雑音をnとしている。
【0005】拡散操作_ck と相関操作^ck とが同期
していれば、下記の式2の規則が成立する。
していれば、下記の式2の規則が成立する。
【0006】
【数2】 ただし、相関操作^ck が終了するのは、1シンボルの
伝送が完了した後であるから、これを示すために1シン
ボル分の遅延因子zを付けて表現している。
伝送が完了した後であるから、これを示すために1シン
ボル分の遅延因子zを付けて表現している。
【0007】受信信号rに対し、k番目の信号の相関値
^dk は次のように表される。
^dk は次のように表される。
【0008】
【数3】 ここで、上式の右辺第1項は希望信号、第2項は干渉信
号を示している。
号を示している。
【0009】全ての復調対象信号を同時に記述するため
に、ベクトルで表現すると、次のようになる。
に、ベクトルで表現すると、次のようになる。
【0010】
【数4】 ここで、ベクトルCは相関行列と呼ばれるもので、相互
干渉はベクトルCの対角成分に現れている。
干渉はベクトルCの対角成分に現れている。
【0011】ベクトルCの逆行列C-1を求めて、相互干
渉を除去することを、相互相関除去と呼ぶ。相互相関除
去によって得られる復調信号^d(∞)は、次の式で表
される。
渉を除去することを、相互相関除去と呼ぶ。相互相関除
去によって得られる復調信号^d(∞)は、次の式で表
される。
【0012】
【数5】 逆行列を求める操作は、一般に、行列の大きさの3乗に
比例した計算量が必要であるため、移動通信のように、
復調対象となる信号の位相関係が変動する場合には、こ
の操作をリアルタイムで行うことは困難である。
比例した計算量が必要であるため、移動通信のように、
復調対象となる信号の位相関係が変動する場合には、こ
の操作をリアルタイムで行うことは困難である。
【0013】これを解決するために、特願平5−299
085号において、逆行列演算を無限回の反復演算に置
き換えて、それぞれの反復演算に対応する回路を複数個
多段接続することにより、近似的に相互相関除去と同等
の処理をリアルタイムで行うものである。段数をN段と
すると、その相関出力^d(N) は、次の式のようにな
る。
085号において、逆行列演算を無限回の反復演算に置
き換えて、それぞれの反復演算に対応する回路を複数個
多段接続することにより、近似的に相互相関除去と同等
の処理をリアルタイムで行うものである。段数をN段と
すると、その相関出力^d(N) は、次の式のようにな
る。
【0014】
【数6】
【0015】
【発明が解決しようとする課題】近似的な逆行列演算と
して、前記特願平5−299085号が利用している反
復演算は、一般化して表すと、式6から分かるように、
次の式7に示す逆行列の無限級数展開である。
して、前記特願平5−299085号が利用している反
復演算は、一般化して表すと、式6から分かるように、
次の式7に示す逆行列の無限級数展開である。
【0016】
【数7】 ここで用いられている逆行列の無限級数展開には、収束
半径があって、復調対象信号の数が増加すると、この収
束半径を超す可能性がある。この場合には式7の右辺は
発散することになり、もはや正常な復調動作はできなく
なる。
半径があって、復調対象信号の数が増加すると、この収
束半径を超す可能性がある。この場合には式7の右辺は
発散することになり、もはや正常な復調動作はできなく
なる。
【0017】本発明の目的は、前記した従来技術の問題
点に鑑みてなされたものであり、復調対象信号の数が増
加した場合でも、近似的な相互相関除去を可能とするス
ペクトル拡散信号復調装置を提供することにある。ま
た、他の目的は、一段当たりの除去特性を向上させ、少
ない段数でより相互相関除去に近い特性が得られるスペ
クトル拡散信号復調装置を提供することにある。
点に鑑みてなされたものであり、復調対象信号の数が増
加した場合でも、近似的な相互相関除去を可能とするス
ペクトル拡散信号復調装置を提供することにある。ま
た、他の目的は、一段当たりの除去特性を向上させ、少
ない段数でより相互相関除去に近い特性が得られるスペ
クトル拡散信号復調装置を提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明は、複数のスペクトル拡散信号が合成され
た受信信号を入力とするスペクトル拡散信号復調装置に
おいて、受信信号に含まれる個々のスペクトル拡散信号
に個別に割り当てられた拡散信号と該受信信号との相関
値を、それぞれのスペクトル拡散信号のシンボル毎に求
めて得られた値に係数を乗じたものを第0次の相関信号
とし、第0次の相関信号から干渉信号の第1次送信信号
複製を作成し、前記受信信号から第1次の複製干渉信号
を減じた第1次干渉除去信号に対して、受信信号に含ま
れる個々のスペクトル拡散信号に個別に割り当てられた
拡散符号との相関値を検出し、その相関値に対して係数
を乗じたものを第1次の相関信号とし、第1次の相関信
号を出力し、第0次の相関信号と第1次の相関信号の和
を出力する第1段目の相互干渉除去回路と、前段の相互
干渉除去回路の出力信号として、該第1段の相互干渉除
去回路と同等の動作をする複数段の相互干渉除去回路と
を具備した点に特徴がある。
に、この発明は、複数のスペクトル拡散信号が合成され
た受信信号を入力とするスペクトル拡散信号復調装置に
おいて、受信信号に含まれる個々のスペクトル拡散信号
に個別に割り当てられた拡散信号と該受信信号との相関
値を、それぞれのスペクトル拡散信号のシンボル毎に求
めて得られた値に係数を乗じたものを第0次の相関信号
とし、第0次の相関信号から干渉信号の第1次送信信号
複製を作成し、前記受信信号から第1次の複製干渉信号
を減じた第1次干渉除去信号に対して、受信信号に含ま
れる個々のスペクトル拡散信号に個別に割り当てられた
拡散符号との相関値を検出し、その相関値に対して係数
を乗じたものを第1次の相関信号とし、第1次の相関信
号を出力し、第0次の相関信号と第1次の相関信号の和
を出力する第1段目の相互干渉除去回路と、前段の相互
干渉除去回路の出力信号として、該第1段の相互干渉除
去回路と同等の動作をする複数段の相互干渉除去回路と
を具備した点に特徴がある。
【0019】また、前記受信信号に含まれる個々のスペ
クトル拡散信号に個別に割り当てられた拡散信号と該受
信信号との相関値、および各段の相互干渉除去回路にお
いて個別に求められる相関値に乗じられる係数fが、0
<f<1の固定した値をもつようにした点、該係数fに
関し、第0次の相関信号が乗じられた係数と相互干渉除
去回路において出力される相関信号が乗じられた係数が
同じ値となるようにした点、係数fをそれぞれの復調対
象信号の推定干渉量に応じて適応的に変化させるように
した点、あるいは復調の対象となる個々のスペクトル拡
散信号が無音声時などに信号の送信を一時的に保留する
場合において、その信号に対応した相関値の出力に乗じ
る係数fを0とするようにした点に、他の特徴がある。
クトル拡散信号に個別に割り当てられた拡散信号と該受
信信号との相関値、および各段の相互干渉除去回路にお
いて個別に求められる相関値に乗じられる係数fが、0
<f<1の固定した値をもつようにした点、該係数fに
関し、第0次の相関信号が乗じられた係数と相互干渉除
去回路において出力される相関信号が乗じられた係数が
同じ値となるようにした点、係数fをそれぞれの復調対
象信号の推定干渉量に応じて適応的に変化させるように
した点、あるいは復調の対象となる個々のスペクトル拡
散信号が無音声時などに信号の送信を一時的に保留する
場合において、その信号に対応した相関値の出力に乗じ
る係数fを0とするようにした点に、他の特徴がある。
【0020】この発明によれば、復調対象信号の数が増
加した場合でも、近似的な相互相関除去が可能となる。
また、一段当たりの除去特性がを向上するので、少ない
段数でより相互相関除去に近い特性が得られる。
加した場合でも、近似的な相互相関除去が可能となる。
また、一段当たりの除去特性がを向上するので、少ない
段数でより相互相関除去に近い特性が得られる。
【0021】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
を詳細に説明する。図1は本発明の一実施形態のスペク
トル拡散信号復調装置の全体構成を示すブロック図であ
る。図1において、11、12、…、1Kは相関器、2
1、22、…、2Nは相互干渉除去回路、31、32、
…、3Kは、入力信号に対して、それぞれf1 、f2 、
…、fk を乗じる乗算器、41、42、…、4Nは、1
シンボル期間、信号を遅らせて出力する遅延器である。
なお、第1〜第N段の相互干渉除去回路21、22、
…、2Nは、同一または同等の構成を有している。
を詳細に説明する。図1は本発明の一実施形態のスペク
トル拡散信号復調装置の全体構成を示すブロック図であ
る。図1において、11、12、…、1Kは相関器、2
1、22、…、2Nは相互干渉除去回路、31、32、
…、3Kは、入力信号に対して、それぞれf1 、f2 、
…、fk を乗じる乗算器、41、42、…、4Nは、1
シンボル期間、信号を遅らせて出力する遅延器である。
なお、第1〜第N段の相互干渉除去回路21、22、
…、2Nは、同一または同等の構成を有している。
【0022】前記相関器11、12、…、1Kは、入力
信号に対して、それぞれ設定された拡散符号と相関値を
求め、その相関値をそれぞれのシンボルタイミングに合
わせてラッチし、1シンボルの期間に渡ってラッチされ
た相関値を保持し、出力する。乗算器31、32、…、
3Kは、入力信号に対して、設定された係数f1 、
f2 、…、fk をそれぞれ乗じて出力する。係数が2の
べき乗であれば、この処理はビット操作で済むため、高
速処理が可能になる。
信号に対して、それぞれ設定された拡散符号と相関値を
求め、その相関値をそれぞれのシンボルタイミングに合
わせてラッチし、1シンボルの期間に渡ってラッチされ
た相関値を保持し、出力する。乗算器31、32、…、
3Kは、入力信号に対して、設定された係数f1 、
f2 、…、fk をそれぞれ乗じて出力する。係数が2の
べき乗であれば、この処理はビット操作で済むため、高
速処理が可能になる。
【0023】次に、図2は図1の第N段目の相互干渉除
去回路の詳細な構成を示すブロック図である。図におい
て、201、202、…、20Kは再変調器、210は
加算器、312は減算器、221、222、…、22K
は相関器、231、232、…、23Kは遅延器、24
1、242、…、24Kは加算器、251、252、
…、25Kは入力信号に対して、それぞれ係数f1 、f
2 、…、fk を乗じる乗算器である。ここでは、干渉除
去の段数をNとしている。
去回路の詳細な構成を示すブロック図である。図におい
て、201、202、…、20Kは再変調器、210は
加算器、312は減算器、221、222、…、22K
は相関器、231、232、…、23Kは遅延器、24
1、242、…、24Kは加算器、251、252、
…、25Kは入力信号に対して、それぞれ係数f1 、f
2 、…、fk を乗じる乗算器である。ここでは、干渉除
去の段数をNとしている。
【0024】次に、前記再変調器201の一具体例を図
3を参照して説明する。なお、前記再変調器201、2
02、…、20Kのそれぞれは同一または同等の構成を
有しているので、ここでは再変調器201を代表にあげ
て説明する。また、図1の相関器11〜1Kも同構成で
ある。図3において、72は符号信号発生器、73は乗
算器である。符号信号発生器72はシンボルタイミング
に合わせて、予め設定されている符号信号を発生する。
乗算器73は、入力信号と符号信号とを乗じた結果を出
力する。
3を参照して説明する。なお、前記再変調器201、2
02、…、20Kのそれぞれは同一または同等の構成を
有しているので、ここでは再変調器201を代表にあげ
て説明する。また、図1の相関器11〜1Kも同構成で
ある。図3において、72は符号信号発生器、73は乗
算器である。符号信号発生器72はシンボルタイミング
に合わせて、予め設定されている符号信号を発生する。
乗算器73は、入力信号と符号信号とを乗じた結果を出
力する。
【0025】図4は、前記相関器221の一具体例を示
すブロック図である。なお、相関器221、222、
…、22Kのそれぞれは同一または同等の構成を有して
いるので、ここでは相関器221を代表にあげて説明す
る。図において、81は符号信号発生器、82は乗算
器、83はシンボル積分器である。符号信号発生器81
は、シンボルタイミングに合わせて、予め設定されてい
る符号信号を発生させる。乗算器82は符号信号と入力
信号とを乗じた結果を出力する。シンボル積分器83
は、入力される信号を1シンボルに渡って積分した結果
を出力するものであり、例えば図5に示されているよう
に構成することができる。
すブロック図である。なお、相関器221、222、
…、22Kのそれぞれは同一または同等の構成を有して
いるので、ここでは相関器221を代表にあげて説明す
る。図において、81は符号信号発生器、82は乗算
器、83はシンボル積分器である。符号信号発生器81
は、シンボルタイミングに合わせて、予め設定されてい
る符号信号を発生させる。乗算器82は符号信号と入力
信号とを乗じた結果を出力する。シンボル積分器83
は、入力される信号を1シンボルに渡って積分した結果
を出力するものであり、例えば図5に示されているよう
に構成することができる。
【0026】図5において、831は加算器、832は
サンプル遅延器、833はラッチ回路である。サンプル
遅延器832の出力は、シンボルタイミング毎に0にリ
セットされ、加算器831によって入力信号と遅延器8
32の出力を加算し、その結果を遅延器832で遅延し
て、再度加算器831によって入力信号を1シンボルに
渡って積分した値となっている。ラッチ回路833はシ
ンボルタイミングに応じて、この積分値をラッチし、1
シンボルの期間に渡ってその値を出力する。なお、以上
の説明においては、ハードウェアにより処理を実現する
例を示しているが、本発明はこれに限定されず、汎用の
プロセッサおよびメモリ等から構成される回路を用い
て、ソフトウェアにより同様の処理を実現することも可
能である。
サンプル遅延器、833はラッチ回路である。サンプル
遅延器832の出力は、シンボルタイミング毎に0にリ
セットされ、加算器831によって入力信号と遅延器8
32の出力を加算し、その結果を遅延器832で遅延し
て、再度加算器831によって入力信号を1シンボルに
渡って積分した値となっている。ラッチ回路833はシ
ンボルタイミングに応じて、この積分値をラッチし、1
シンボルの期間に渡ってその値を出力する。なお、以上
の説明においては、ハードウェアにより処理を実現する
例を示しているが、本発明はこれに限定されず、汎用の
プロセッサおよびメモリ等から構成される回路を用い
て、ソフトウェアにより同様の処理を実現することも可
能である。
【0027】次に、本実施形態の動作ならびに干渉除去
の原理を説明する。図1の相関器11〜1Kは、図4を
参照すれば明らかなように、前記式1で表される受信信
号rに対して相関処理を行い、それぞれ設定された拡散
符号との相関値をそれぞれシンボルタイミングに合わせ
てラッチし、1シンボルの期間に渡ってラッチされた相
関値を保持して出力する。
の原理を説明する。図1の相関器11〜1Kは、図4を
参照すれば明らかなように、前記式1で表される受信信
号rに対して相関処理を行い、それぞれ設定された拡散
符号との相関値をそれぞれシンボルタイミングに合わせ
てラッチし、1シンボルの期間に渡ってラッチされた相
関値を保持して出力する。
【0028】相関器1K(K=1、2、…、K)が出力
する信号^dk は、次の式8のようになる。
する信号^dk は、次の式8のようになる。
【0029】
【数8】 相関器1Kの出力^dk に対して、乗算器3Kにより係
数fk を乗じた値^dk (0) を第1段の相互干渉除去回
路21の入力信号とする。
数fk を乗じた値^dk (0) を第1段の相互干渉除去回
路21の入力信号とする。
【0030】
【数9】 図2に示される第n(n=1、2、…、N)段の相互干
渉除去回路の動作について説明する。入力された信号^
dk (n-1) は、再変調器20Kにおいて再変調され、演
算子_ck を用いた式10で記述される第n次の複製干
渉信号が作成される。
渉除去回路の動作について説明する。入力された信号^
dk (n-1) は、再変調器20Kにおいて再変調され、演
算子_ck を用いた式10で記述される第n次の複製干
渉信号が作成される。
【0031】
【数10】 加算器210には、再変調器201〜20Kの全ての出
力信号(第n次複製干渉信号)が加算されるので、その
出力は式11で記述できる。
力信号(第n次複製干渉信号)が加算されるので、その
出力は式11で記述できる。
【0032】
【数11】 減算器312には、式11で表せる加算器210の出力
とnシンボル時間遅れた受信信号rが入力される。この
様子は、式12で記述される。
とnシンボル時間遅れた受信信号rが入力される。この
様子は、式12で記述される。
【0033】
【数12】 減算器312の出力(式12)は、受信信号から第n次
複製干渉信号を減じた第n次干渉除去信号となる。
複製干渉信号を減じた第n次干渉除去信号となる。
【0034】相関器22Kは、第n次干渉除去信号に対
して、シンボルタイミングに合わせて拡散信号ck との
相関処理を行う。この出力は式13で与えられる。
して、シンボルタイミングに合わせて拡散信号ck との
相関処理を行う。この出力は式13で与えられる。
【0035】
【数13】 乗算器25Kは式13で表される相関器22の出力を係
数fk 倍して出力する。
数fk 倍して出力する。
【0036】
【数14】 加算器24Kでは、式14で表される乗算器25Kの出
力信号と、入力信号^dk (n-1) が遅延器23Kにより
1シンボル遅れて出力された信号z^dk (n-1) が加算
され、第n段の相互干渉除去回路の第k成分^dk (n)
として出力される。
力信号と、入力信号^dk (n-1) が遅延器23Kにより
1シンボル遅れて出力された信号z^dk (n-1) が加算
され、第n段の相互干渉除去回路の第k成分^dk (n)
として出力される。
【0037】
【数15】 これを全ての復調対象信号k(k=1、2、…、K)に
対して表現するためにベクトルによる記法を導入する。
式15から、第n段の相互干渉除去回路の出力は式16
で表せる。
対して表現するためにベクトルによる記法を導入する。
式15から、第n段の相互干渉除去回路の出力は式16
で表せる。
【0038】
【数16】 ここでは、ベクトルTは1段の相互干渉除去回路の伝達
関数行列、ベクトルFをフィードフォワード係数行列と
呼ぶ。
関数行列、ベクトルFをフィードフォワード係数行列と
呼ぶ。
【0039】式16を再帰的に代入し、式9ならびに式
4を代入すると、最終段Nでの出力は式17となる。
4を代入すると、最終段Nでの出力は式17となる。
【0040】
【数17】 式17は式4により更に変形できて、式18を得る。
【0041】
【数18】 干渉成分は、式18の右辺第2項に含まれているので、
この項を0にするようなことになる。なお、該式18の
右辺第3項は背景雑音である。
この項を0にするようなことになる。なお、該式18の
右辺第3項は背景雑音である。
【0042】
【数19】 係数f1 、f2 、…、fk を、本発明によるスペクトル
拡散信号復調回路を適用するシステムに応じて設定する
ことにより、本発明が解決しようとしている課題を達成
することができる。
拡散信号復調回路を適用するシステムに応じて設定する
ことにより、本発明が解決しようとしている課題を達成
することができる。
【0043】次に、式19を満たすような係数を決定す
ることができることを、理論的に説明する。ただし、説
明を簡単にするために、ユーザ間が同期しており、かつ
スペクトル拡散信号はガウス伝送路をベースバンド伝送
されるものとする。また、ここで設けた仮定は、理論的
な実証を簡単に行うためであり、これらの前提が成立し
ないシステムに適用した場合でも、本発明による効果が
得られる。
ることができることを、理論的に説明する。ただし、説
明を簡単にするために、ユーザ間が同期しており、かつ
スペクトル拡散信号はガウス伝送路をベースバンド伝送
されるものとする。また、ここで設けた仮定は、理論的
な実証を簡単に行うためであり、これらの前提が成立し
ないシステムに適用した場合でも、本発明による効果が
得られる。
【0044】相関行列Cは、ユーザ間で同期しているこ
とから、式20で与えられる。
とから、式20で与えられる。
【0045】
【数20】 また、ベクトルT/zは、式21で与えられる。
【0046】
【数21】 ここに、ベクトルCの非対角成分は相互相関量を表し、
その大きさは1より小さい。lは単位行列である。
その大きさは1より小さい。lは単位行列である。
【0047】式21がK個の独立した固有ベクトルに分
解できた時、それぞれのベクトルを列ベクトルとしても
つ行列G、それぞれの列ベクトルに対応する固有値を対
角成分にもつ行列Hを用いて、次のように変形できる。
解できた時、それぞれのベクトルを列ベクトルとしても
つ行列G、それぞれの列ベクトルに対応する固有値を対
角成分にもつ行列Hを用いて、次のように変形できる。
【0048】
【数22】 もし、式21がK個の固有ベクトルを持たない場合に
は、ベクトルTが有しない基底ベクトルをベクトルGに
加え、それに対応する固有値を、α1 、α2 、…、αk
とすると、ベクトルHは、T=zI−CFにより、次の
式23で表される。
は、ベクトルTが有しない基底ベクトルをベクトルGに
加え、それに対応する固有値を、α1 、α2 、…、αk
とすると、ベクトルHは、T=zI−CFにより、次の
式23で表される。
【0049】
【数23】 ベクトルGには、逆行列G-1が存在するから、それを用
いれば、式24を得る。
いれば、式24を得る。
【0050】
【数24】 式24を式19に代入すれば、式25を得る。
【0051】
【数25】 相互干渉除去回路の段数を増やすに従って、干渉成分が
減少し、やがて消滅するための係数f1 、f2 、…、f
k の条件は、式19、式25から、次の式26になる。
減少し、やがて消滅するための係数f1 、f2 、…、f
k の条件は、式19、式25から、次の式26になる。
【0052】
【数26】 係数fの設定の仕方として、式26を満たすような値を
設定することが有効である。固有値αi は、相関行列に
よって決まるので、本発明を適用するシステムが使用す
る拡散符号や遅延時間の分布、波形整形の方法等によ
り、固有値αi は異なる。
設定することが有効である。固有値αi は、相関行列に
よって決まるので、本発明を適用するシステムが使用す
る拡散符号や遅延時間の分布、波形整形の方法等によ
り、固有値αi は異なる。
【0053】次に、本実施形態の一具体例について説明
する。係数f1 、f2 、…、fk を固定的に持つのであ
れば、拡散符号として符号長64のランダム符号、ユー
ザ間同期、帯域制限なしのシステムに適用する場合にお
いて、全ての係数を等しくし(f1 =f2 =…=fk =
f)、同時のユーザ数が16、32、64となる時は、
fはそれぞれ、0.8、0.6、0.5程度に設定すれ
ば、最適な特性が得られる。なお、前記特願平5−29
9085号における処理は、本発明による装置でf=
1.0に設定することに相当する。
する。係数f1 、f2 、…、fk を固定的に持つのであ
れば、拡散符号として符号長64のランダム符号、ユー
ザ間同期、帯域制限なしのシステムに適用する場合にお
いて、全ての係数を等しくし(f1 =f2 =…=fk =
f)、同時のユーザ数が16、32、64となる時は、
fはそれぞれ、0.8、0.6、0.5程度に設定すれ
ば、最適な特性が得られる。なお、前記特願平5−29
9085号における処理は、本発明による装置でf=
1.0に設定することに相当する。
【0054】勿論、使用する拡散符号、遅延時間の分
布、波形整形の方法、同時ユーザ数が異なった場合にお
いても、最適な係数fが存在することは自明であり、本
発明によるスペクトル拡散信号復調装置はそのような係
数fを設定することにより、多様なスペクトル拡散シス
テムに柔軟に対応することが可能である。
布、波形整形の方法、同時ユーザ数が異なった場合にお
いても、最適な係数fが存在することは自明であり、本
発明によるスペクトル拡散信号復調装置はそのような係
数fを設定することにより、多様なスペクトル拡散シス
テムに柔軟に対応することが可能である。
【0055】次に、本発明の第2の実施形態を、図6の
ブロック図を参照して説明する。この実施形態が図1と
異なる点は、復調対象信号の拡散符号ck の位相情報を
検出する位相情報検出器51と、相互干渉推定器52
と、1シンボル期間遅延器61、62、…、6Nを設け
た点である。なお、他の符号は、図1と同一または同等
物を示す。
ブロック図を参照して説明する。この実施形態が図1と
異なる点は、復調対象信号の拡散符号ck の位相情報を
検出する位相情報検出器51と、相互干渉推定器52
と、1シンボル期間遅延器61、62、…、6Nを設け
た点である。なお、他の符号は、図1と同一または同等
物を示す。
【0056】位相情報検出器51は復調対象信号の拡散
符号の位相情報を検出する。相互干渉推定器52は、該
位相情報から、各復調対象信号が他の復調対象信号にど
の程度干渉を与えているかを推定し、与えている干渉が
大きい復調対象信号については比較的小さい係数fk を
出力する。逆に、与干渉が小さい復調対象信号について
は比較的大きい係数fk を出力する。このようにして決
定された係数f1 、f2 、…、fk は、それぞれ乗算器
31、32、…、3Kに入力される。また、該係数
f1 、f2 、…、fk は、1シンボル期間遅延器61、
62、…、6Nで遅延された後、それぞれ第1段、第2
段、…、第N段の相互干渉除去回路21、22、…、2
Nの中の各乗算器251、252、…、25Kに入力さ
れる。
符号の位相情報を検出する。相互干渉推定器52は、該
位相情報から、各復調対象信号が他の復調対象信号にど
の程度干渉を与えているかを推定し、与えている干渉が
大きい復調対象信号については比較的小さい係数fk を
出力する。逆に、与干渉が小さい復調対象信号について
は比較的大きい係数fk を出力する。このようにして決
定された係数f1 、f2 、…、fk は、それぞれ乗算器
31、32、…、3Kに入力される。また、該係数
f1 、f2 、…、fk は、1シンボル期間遅延器61、
62、…、6Nで遅延された後、それぞれ第1段、第2
段、…、第N段の相互干渉除去回路21、22、…、2
Nの中の各乗算器251、252、…、25Kに入力さ
れる。
【0057】以上のように、係数f1 、f2 、…、fk
を変動する相互干渉量に応じて適宜変更することによ
り、相互干渉回路一段当たりの特性を更に向上させるこ
とが可能である。k番目(k=1、2、…、K)の復調
対象信号が瞬間的に多くの干渉を受けている場合には、
乗算器3kならびに25kに設定される係数fk を瞬間
的に小さな値に設定することにより、復調特性が更に向
上する。
を変動する相互干渉量に応じて適宜変更することによ
り、相互干渉回路一段当たりの特性を更に向上させるこ
とが可能である。k番目(k=1、2、…、K)の復調
対象信号が瞬間的に多くの干渉を受けている場合には、
乗算器3kならびに25kに設定される係数fk を瞬間
的に小さな値に設定することにより、復調特性が更に向
上する。
【0058】次に、本発明の第3の実施形態を、図7を
参照して説明する。図において、71は送信状態検出
器、72は無音検出器であり、他の符号は図1または図
6と同一または同等物を示す。送信状態検出器71は復
調対象信号の送信状態、すなわち復調対象信号が音声あ
るいは信号の送信が停止されている状態にあるか否かの
検出をする。無音検出器72は該送信状態検出器71の
出力信号に応じて、係数f1 、f2 、…、fk を決定す
る。無音あるいは送信が停止されている復調対象信号に
ついては、係数fk を0とする。送信を行っている復調
対象信号については、予め決められた値、または相互干
渉推定器が出力する値を係数として出力する。なお、送
信停止の検出方法の一例として、送信局が送信停止の直
前に送信停止を通知する方法がある。送信状態検出器7
1はこの送信停止通知信号に基づいて、無音検出を行う
ことができる。
参照して説明する。図において、71は送信状態検出
器、72は無音検出器であり、他の符号は図1または図
6と同一または同等物を示す。送信状態検出器71は復
調対象信号の送信状態、すなわち復調対象信号が音声あ
るいは信号の送信が停止されている状態にあるか否かの
検出をする。無音検出器72は該送信状態検出器71の
出力信号に応じて、係数f1 、f2 、…、fk を決定す
る。無音あるいは送信が停止されている復調対象信号に
ついては、係数fk を0とする。送信を行っている復調
対象信号については、予め決められた値、または相互干
渉推定器が出力する値を係数として出力する。なお、送
信停止の検出方法の一例として、送信局が送信停止の直
前に送信停止を通知する方法がある。送信状態検出器7
1はこの送信停止通知信号に基づいて、無音検出を行う
ことができる。
【0059】本実施形態によれば、適用するシステムが
ボイスアクチベーション等により一時的に信号の送信を
停止する場合には、一時的に送信が停止された復調対象
信号に対応する乗算器の係数を0にすることができる。
このため、背景雑音が他の復調対象信号に加わるのを抑
えることができるので、特性がさらに向上する。
ボイスアクチベーション等により一時的に信号の送信を
停止する場合には、一時的に送信が停止された復調対象
信号に対応する乗算器の係数を0にすることができる。
このため、背景雑音が他の復調対象信号に加わるのを抑
えることができるので、特性がさらに向上する。
【0060】以上述べたように、本発明の第1〜第3の
実施形態によれば、最適な乗算係数fk を設定すること
により、復調対象信号の数が増えた場合においても、相
互干渉除去回路を増やすことにより、干渉成分を安定し
て減らすことができる。
実施形態によれば、最適な乗算係数fk を設定すること
により、復調対象信号の数が増えた場合においても、相
互干渉除去回路を増やすことにより、干渉成分を安定し
て減らすことができる。
【0061】次に、本発明の第4の実施形態について、
図8を参照して説明する。図8は図1で示した相互干渉
除去回路の一実施形態の構成を示すブロック図であり、
図2の構成に比べて、加算器210と減算器312の間
に送信側で行う帯域制限と同じ処理を行う帯域制限フィ
ルタ213が追加されている。帯域制限フィルタ213
は第n次の複製干渉信号が実際の伝送路上の干渉信号に
近いものにすることができるので、干渉除去特性がより
向上する。他の動作については、図2のものと同一また
は同等である。この実施形態は、運用するスペクトル拡
散システムが送信信号の帯域制限を行っている場合に有
効となる。
図8を参照して説明する。図8は図1で示した相互干渉
除去回路の一実施形態の構成を示すブロック図であり、
図2の構成に比べて、加算器210と減算器312の間
に送信側で行う帯域制限と同じ処理を行う帯域制限フィ
ルタ213が追加されている。帯域制限フィルタ213
は第n次の複製干渉信号が実際の伝送路上の干渉信号に
近いものにすることができるので、干渉除去特性がより
向上する。他の動作については、図2のものと同一また
は同等である。この実施形態は、運用するスペクトル拡
散システムが送信信号の帯域制限を行っている場合に有
効となる。
【0062】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
1〜6の発明によれば、復調対象信号の数が増加した場
合でも、近似的な相互相関除去を可能とすることがで
き、装置の信頼性が向上する。請求項2の発明によれ
ば、相互干渉除去回路に帯域制限フィルタが追加されて
いるので、複製干渉信号を実実際の伝送路上の干渉信号
に近いものにすることができ、干渉除去特性がより向上
する。他の動作については、図2のものと同一または同
等である。この発明は、運用するスペクトル拡散システ
ムが送信信号の帯域制限を行っている場合に有効とな
る。
1〜6の発明によれば、復調対象信号の数が増加した場
合でも、近似的な相互相関除去を可能とすることがで
き、装置の信頼性が向上する。請求項2の発明によれ
ば、相互干渉除去回路に帯域制限フィルタが追加されて
いるので、複製干渉信号を実実際の伝送路上の干渉信号
に近いものにすることができ、干渉除去特性がより向上
する。他の動作については、図2のものと同一または同
等である。この発明は、運用するスペクトル拡散システ
ムが送信信号の帯域制限を行っている場合に有効とな
る。
【0063】請求項4の全ての係数fを等しくした場
合、拡散符号の符号長が64のランダム符号であり、ユ
ーザ間が同期しており、帯域制限なしのシステムに適用
されると、同時ユーザ数が16、32、64となる時、
係数fをそれぞれ0.8、0.6、0.5程度に設定す
ると、同時ユーザ数が16の時には、3段および6段の
相互干渉除去回路の構成で、それぞれ干渉量がそれぞれ
約10dBおよび21dB減少し、同時ユーザ数が32
の時には、3段および6段の相互干渉除去回路の構成
で、それぞれ干渉量がそれぞれ約8dBおよび11.5
dB減少し、同時ユーザ数が64の時には、3段および
6段の相互干渉除去回路の構成で、それぞれ干渉量がそ
れぞれ約4.5dBおよび5.5dB減少する。
合、拡散符号の符号長が64のランダム符号であり、ユ
ーザ間が同期しており、帯域制限なしのシステムに適用
されると、同時ユーザ数が16、32、64となる時、
係数fをそれぞれ0.8、0.6、0.5程度に設定す
ると、同時ユーザ数が16の時には、3段および6段の
相互干渉除去回路の構成で、それぞれ干渉量がそれぞれ
約10dBおよび21dB減少し、同時ユーザ数が32
の時には、3段および6段の相互干渉除去回路の構成
で、それぞれ干渉量がそれぞれ約8dBおよび11.5
dB減少し、同時ユーザ数が64の時には、3段および
6段の相互干渉除去回路の構成で、それぞれ干渉量がそ
れぞれ約4.5dBおよび5.5dB減少する。
【0064】また、同じ係数fを設定し、フェージング
周波数と1シンボル期間の積が1/128程度の高速レ
イリーフェージング環境においては、同時ユーザ数が3
2の場合、ユーザ間同期時には、干渉量が3段で、7d
B、6段で10dB軽減する。また、ユーザ間非同期の
時には、干渉量が4段で10dB、8段で15dBの除
去特性を得ることができる。
周波数と1シンボル期間の積が1/128程度の高速レ
イリーフェージング環境においては、同時ユーザ数が3
2の場合、ユーザ間同期時には、干渉量が3段で、7d
B、6段で10dB軽減する。また、ユーザ間非同期の
時には、干渉量が4段で10dB、8段で15dBの除
去特性を得ることができる。
【0065】請求項5の発明によれば、復調の対象とな
る信号の相関出力に乗じる係数fを、それぞれの復調対
象信号の推定干渉量に応じて適応的に変化させるように
しているので、相互干渉除去回路1段当たりの除去干渉
量を向上させることができる。このため、少ない段数で
より相互相関除去に近い特性を得ることができる。
る信号の相関出力に乗じる係数fを、それぞれの復調対
象信号の推定干渉量に応じて適応的に変化させるように
しているので、相互干渉除去回路1段当たりの除去干渉
量を向上させることができる。このため、少ない段数で
より相互相関除去に近い特性を得ることができる。
【0066】請求項6の発明によれば、復調の対象とな
る個々のスペクトル拡散信号が無音声になったような場
合に、その信号に対応した相関値の出力に乗じる係数f
を0とするようにしたので、復調に必要のない相関信号
が他の相関信号に与える影響を抑えることができ、良好
なスペクトル拡散信号を得ることができる。
る個々のスペクトル拡散信号が無音声になったような場
合に、その信号に対応した相関値の出力に乗じる係数f
を0とするようにしたので、復調に必要のない相関信号
が他の相関信号に与える影響を抑えることができ、良好
なスペクトル拡散信号を得ることができる。
【図1】 本発明の第1の実施形態の概略の構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図2】 図1の相互干渉除去回路の詳細を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図3】 図2の再変調器の一具体例を示すブロック図
である。
である。
【図4】 図2の相関器の一具体例を示すブロック図で
ある。
ある。
【図5】 図4のシンボル積分器の一具体例を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図6】 本発明の第2の実施形態の概略の構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図7】 本発明の第3の実施形態の概略の構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図8】 本発明の第4の実施形態の概略の構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
11〜1K…相関器、21〜2N…第1〜N段相互干渉
除去回路、31〜3K…乗算器、41〜4N…遅延器、
201〜20K…再変調器、210…加算器、213…
帯域制限フィルタ、221〜22K…相関器、231〜
23K…遅延器、241〜24K…加算器、312…減
算器、51…拡散符号の位相情報検出器、52…相互干
渉推定器、61〜6N…遅延器、71…送信状態検出
器、72…無音検出器。
除去回路、31〜3K…乗算器、41〜4N…遅延器、
201〜20K…再変調器、210…加算器、213…
帯域制限フィルタ、221〜22K…相関器、231〜
23K…遅延器、241〜24K…加算器、312…減
算器、51…拡散符号の位相情報検出器、52…相互干
渉推定器、61〜6N…遅延器、71…送信状態検出
器、72…無音検出器。
Claims (6)
- 【請求項1】 複数のスペクトル拡散信号が合成された
受信信号を入力とするスペクトル拡散信号復調装置にお
いて、 受信信号に含まれる個々のスペクトル拡散信号に個別に
割り当てられた拡散信号と該受信信号との相関値を、そ
れぞれのスペクトル拡散信号のシンボル毎に求めて得ら
れた値に係数を乗じたものを第0次の相関信号とし、 第0次の相関信号から第1次の複製干渉信号を作成し、 前記受信信号から該第1次の複製干渉信号を減じた第1
次干渉除去信号に対して、受信信号に含まれる個々のス
ペクトル拡散信号に個別に割り当てられた拡散符号との
相関値を検出し、 その相関値に対して係数を乗じたものを第1次の相関信
号とし、第1次の相関信号を出力し、第0次の相関信号
と第1次の相関信号の和を出力する第1段目の相互干渉
除去回路と、 前段の相互干渉除去回路の出力信号として、該第1段の
相互干渉除去回路と同等の動作をする複数段の相互干渉
除去回路とを具備したことを特徴とするスペクトル拡散
信号復調装置。 - 【請求項2】 複数のスペクトル拡散信号が合成された
受信信号を入力とするスペクトル拡散信号復調装置にお
いて、 受信信号に含まれる個々のスペクトル拡散信号に個別に
割り当てられた拡散信号と該受信信号との相関値を、そ
れぞれのスペクトル拡散信号のシンボル毎に求めて得ら
れた値に係数を乗じたものを第0次の相関信号とし、 第0次の相関信号から第1次送信信号複製を作成し、 この第1次送信信号複製に対して、送信側と同等の帯域
制限を施した第1次干渉信号複製を作成し、 前記受信信号から第1次の複製干渉信号を減じた第1次
干渉除去信号に対して、受信信号に含まれる個々のスペ
クトル拡散信号に個別に割り当てられた拡散符号との相
関値を検出し、 その相関値に対して係数を乗じたものを第1次の相関信
号とし、第1次の相関信号を出力し、第0次の相関信号
と第1次の相関信号の和を出力する第1段目の相互干渉
除去回路と、 前段の相互干渉除去回路の出力信号として、該第1段の
相互干渉除去回路と同等の動作をする複数段の相互干渉
除去回路とを具備したことを特徴とするスペクトル拡散
信号復調装置。 - 【請求項3】 請求項1又は2のスペクトル拡散信号復
調装置において、 復調の対象となる信号の相関出力に乗じる係数fが、0
<f<1の固定した値をもつことを特徴とするスペクト
ル拡散信号復調装置。 - 【請求項4】 請求項1ないし3のいずれかのスペクト
ル拡散信号復調装置において、 復調の対象となる信号の相関出力に乗じる係数fとし
て、第0次の相関信号が乗じられた係数と相互干渉除去
回路において出力される相関信号が乗じられた係数を同
じ値とすることを特徴とするスペクトル拡散信号復調装
置。 - 【請求項5】 請求項1ないし3のいずれかのスペクト
ル拡散信号復調装置において、 復調の対象となる信号の相関出力に乗じる係数fとし
て、それぞれの復調対象信号の推定干渉量に応じて適応
的に変化させ、相互干渉除去回路1段当たりの除去干渉
量を向上させるようにしたことを特徴とするスペクトル
拡散信号復調装置。 - 【請求項6】 請求項1ないし3のいずれかのスペクト
ル拡散信号復調装置において、 復調の対象となる個々のスペクトル拡散信号が無音声時
などに信号の送信を一時的に保留する場合において、そ
の信号に対応した相関値の出力に乗じる係数fを0とす
ることにより、復調に必要のない相関信号が他の相関信
号に与える影響を抑えることを特徴とするスペクトル拡
散信号復調装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7817196A JP3272940B2 (ja) | 1996-03-07 | 1996-03-07 | スペクトル拡散信号復調装置 |
PCT/JP1997/000679 WO1997033401A1 (fr) | 1996-03-07 | 1997-03-05 | Demodulateur de signaux a spectre etale |
US08/952,342 US6088383A (en) | 1996-03-07 | 1997-03-05 | Spread-spectrum signal demodulator |
KR1019970707871A KR100305740B1 (ko) | 1996-03-07 | 1997-03-05 | 스펙트럼확산신호복조장치 |
SE9704026A SE522286C2 (sv) | 1996-03-07 | 1997-11-04 | Interferensannulerande CDMA-demodulator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7817196A JP3272940B2 (ja) | 1996-03-07 | 1996-03-07 | スペクトル拡散信号復調装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11234167A true JPH11234167A (ja) | 1999-08-27 |
JP3272940B2 JP3272940B2 (ja) | 2002-04-08 |
Family
ID=13654506
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7817196A Expired - Fee Related JP3272940B2 (ja) | 1996-03-07 | 1996-03-07 | スペクトル拡散信号復調装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6088383A (ja) |
JP (1) | JP3272940B2 (ja) |
KR (1) | KR100305740B1 (ja) |
SE (1) | SE522286C2 (ja) |
WO (1) | WO1997033401A1 (ja) |
Families Citing this family (66)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FI109735B (fi) * | 1997-02-28 | 2002-09-30 | Nokia Corp | Vastaanottomenetelmä ja vastaanotin |
JP3586348B2 (ja) * | 1997-03-05 | 2004-11-10 | 富士通株式会社 | 信号対干渉電力比測定装置及び信号対干渉電力比測定方法並びにcdma通信方式下での送信電力制御方法 |
JP2861986B2 (ja) * | 1997-06-20 | 1999-02-24 | 日本電気株式会社 | データ処理装置、データ送信装置、データ受信装置、データ通信システム、データ処理方法、情報記憶媒体 |
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