JPWO2008108294A1 - 近似同期cdma送受信装置 - Google Patents
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Abstract
ZCZ符号を使用して近似同期制御を行うことにより低コストかつ高効率の符号分割多元接続を実施することのできる近似同期CDMA送受信装置を提供する。ZCZ符号を構成する第1,第2拡散符号および逆拡散符号からなる送受信符号セットを複数組備えた近似同期CDMA通信方式を利用した送受信装置である。近似同期CDMA送信装置は、同期制御信号を受信する同期受信部46と、複数組の送受信符号セットの中から拡散処理を行うべき送受信符号セットを選択するための選択制御信号を出力する符号セット選択制御部42と、選択制御信号に基づいて選択した送受信符号セットの第1および第2拡散符号により送信データに拡散処理を施し、同期制御信号に基づくタイミングにより送信系列として出力する拡散処理部43と、送信系列により搬送波を変調する変調部44と、変調部によって変調された搬送波を送信する送信出力部45とを有する。
Description
本発明は、他局間干渉を除去して伝送効率を向上させることができる近似同期CDMA通信方式を利用した近似同期CDMA送受信装置に関する。さらに詳しくは、ZCZ符号を使用して同期点に許容範囲を設けることができ、近似同期(準同期)制御を行うことにより低コストかつ高効率の符号分割多元接続(CDMA)を実施することのできる近似同期CDMA送受信装置に関する。
近年、近距離無線通信の分野では数多くの規格化・商品化がなされ、近距離無線通信がより身近な通信手段として様々な応用分野に利用されている。例えば、無線LAN(IEEE802.11規格)、ICタグ通信(RFIDシステム)、パーソナル・エリア・ネットワークに分類されるBluetooth,UWB,Zigbeeなどが挙げられる。これらにおいては、デジタル変調方式として、PSK(Phase Shift Keying)、ASK(Amplitude Shift Keying)、FSK(Frequency Shift Keying)、OOK(ON-OFF Keying)、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交波周波数分割多重)、スペクトル拡散技術(直接拡散や周波数ホッピング方式)などの諸技術が通信の用途・目的に応じて適用されている。また、それらの多重アクセス方式は、キャリアセンスにより送信信号の衝突回避を行い、通信路上には一つの送信信号のみしか伝送しないCSMA(搬送波感知多重アクセス)やFDMA(周波数分割多元接続)、あるいはTDMA(時分割多元接続)が使用されている。
もし、フェージング等に対する耐性があり、周波数利用効率が高く、さらに同時刻通信可能な多元接続方式が低コストで提供できれば、近距離無線通信の適用範囲が広がりさらなる発展が期待できる。符号分割多元接続(CDMA)方式は、ユーザ数や通信路環境が定まっていない近距離無線通信において、同時刻多重通信ができ、周波数利用効率や電力効率はFDMA,TDMAに比べ高く、近距離無線通信に適していると考えられる。また、CSMAやTDMAは、同時刻多重によるリアルタイム通信が困難である。しかしながら、CDMA方式は、受信電力の異なる送信信号が多重化されて受信されるので、同期・復調処理が複雑となり、送信フレームも含めてシステム全体が複雑になり、システム全体のコストも高くなる傾向がある。それゆえ、携帯電話のような大規模な通信分野への適用に限られ、近距離無線通信への適用は敬遠されている。
一方、光通信の分野では、下記の特許文献1により、ZCZ符号を使用して高効率の符号分割多元接続(CDMA)を実施することのできる光近似同期CDMA方式が提案されている。電波領域の通信の分野においても、下記の特許文献2により、ZCZ符号を使用して高効率の符号分割多元接続を実施することのできる近似同期CDMA通信方式が提案されている。これらの特許文献1、特許文献2は本発明の発明者等によって提案されたものである。
特開2005−175849号公報
特開2007−49688号公報
以上のように、近距離無線通信にうまく適用できるCDMA方式が求められていたのであるが、特許文献1,2のような近似同期CDMA方式を使用した送受信装置は未だ実現されていなかった。すなわち、前述のような近似同期CDMA方式において、搬送波を考慮した復調方式や送受信装置は検討されておらず、また、近似同期CDMA方式を適用した高効率かつ低コストで多様な近距離無線通信を実現する送受信モジュールは議論されていなかった。
そこで、本発明は、ZCZ符号を使用して同期点に許容範囲を設けるようにし、近似同期(準同期)制御を行うことにより低コストかつ高効率の符号分割多元接続(CDMA)を実施することのできる近似同期CDMA送受信装置を提供することを目的とする。この近似同期CDMA送受信装置の変調方式はOOK、ASK、FSKも含むものである。また、PSKにも適用可能である。
上記目的を達成するために、本発明の近似同期CDMA送受信装置は、2値送信データの情報ビット0に対応する第1拡散符号、送信データの情報ビット1に対応する第2拡散符号および逆拡散符号からなる送受信符号セットを複数組備え、複数組の前記送受信符号セットは、同じ前記送受信符号セットに属する前記第1拡散符号、前記第2拡散符号および前記逆拡散符号は、前記第1または第2拡散符号と前記逆拡散符号の周期相関関数が同期点において正または負のピーク値となるとともに同期点の近傍の零相関領域における同期点以外では0値となり、異なる前記送受信符号セット間の前記第1または第2拡散符号と前記逆拡散符号の周期相関関数は同期点を含む零相関領域で0値となるZCZ符号であり、前記送信データに前記第1および第2拡散符号による拡散処理を施して送信し、受信したデータは前記逆拡散符号による逆拡散処理を施して復調する近似同期CDMA通信方式を利用した近似同期CDMA送受信装置であって、同期制御信号を受信する同期受信部と、複数組の前記送受信符号セットの中から拡散処理を行うべき前記送受信符号セットを選択するための選択制御信号を出力する符号セット選択制御部と、前記選択制御信号に基づいて選択した前記送受信符号セットの前記第1および第2拡散符号により前記送信データに拡散処理を施し、前記同期制御信号に基づくタイミングにより送信系列として出力する拡散処理部と、前記送信系列により搬送波を変調する変調部と、前記変調部によって変調された搬送波を送信する送信出力部と、受信波を検波する検波部と、前記検波部の検波出力に対して前記逆拡散符号による逆拡散処理を施して前記送信データを復調する逆拡散処理部とを有するものである。
また、本発明の近似同期CDMA送信装置は、2値送信データの情報ビット0に対応する第1拡散符号、前記送信データの情報ビット1に対応する第2拡散符号および逆拡散符号からなる送受信符号セットを複数組備え、複数組の前記送受信符号セットは、同じ前記送受信符号セットに属する前記第1拡散符号、前記第2拡散符号および前記逆拡散符号は、前記第1または第2拡散符号と前記逆拡散符号の周期相関関数が同期点において正または負のピーク値となるとともに同期点の近傍の零相関領域における同期点以外では0値となり、異なる前記送受信符号セット間の前記第1または第2拡散符号と前記逆拡散符号の周期相関関数は同期点を含む零相関領域で0値となるZCZ符号であり、前記送信データに前記第1および第2拡散符号による拡散処理を施して送信し、受信したデータは前記逆拡散符号による逆拡散処理を施して復調する近似同期CDMA通信方式を利用した近似同期CDMA送信装置であって、同期制御信号を受信する同期受信部と、複数組の前記送受信符号セットの中から拡散処理を行うべき前記送受信符号セットを選択するための選択制御信号を出力する符号セット選択制御部と、前記選択制御信号に基づいて選択した前記送受信符号セットの前記第1および第2拡散符号により前記送信データに拡散処理を施し、前記同期制御信号に基づくタイミングにより送信系列として出力する拡散処理部と、前記送信系列により搬送波を変調する変調部と、前記変調部によって変調された搬送波を送信する送信出力部とを有するものである。
また、上記の近似同期CDMA送信装置において、前記同期制御信号から前記送信データの各ビットごとの送信タイミングを示す信号を作成するビット同期信号作成部を有することが好ましい。
また、上記の近似同期CDMA送信装置において、前記第1および第2拡散符号は、原符号の所定長さの末尾部分をガードチップとして先頭に付加するとともに、前記原符号の所定長さの先頭部分をガードチップとして末尾に付加したものであることが好ましい。
また、本発明の近似同期CDMA受信装置は、2値送信データの情報ビット0に対応する第1拡散符号、前記送信データの情報ビット1に対応する第2拡散符号および逆拡散符号からなる送受信符号セットを複数組備え、複数組の前記送受信符号セットは、同じ前記送受信符号セットに属する前記第1拡散符号、前記第2拡散符号および前記逆拡散符号は、前記第1または第2拡散符号と前記逆拡散符号の周期相関関数が同期点において正または負のピーク値となるとともに同期点の近傍の零相関領域における同期点以外では0値となり、異なる前記送受信符号セット間の前記第1または第2拡散符号と前記逆拡散符号の周期相関関数は同期点を含む零相関領域で0値となるZCZ符号であり、前記送信データに前記第1および第2拡散符号による拡散処理を施して送信し、受信したデータは前記逆拡散符号による逆拡散処理を施して復調する近似同期CDMA通信方式を利用した近似同期CDMA受信装置であって、受信波を検波する検波部と、同期制御信号を受信する同期受信部と、前記検波部の検波出力に対して前記逆拡散符号による逆拡散処理を施して前記送信データを復調する逆拡散処理部とを有するものである。
また、上記の近似同期CDMA受信装置において、前記検波部は、受信波の自乗検波を行うものとすることができる。この場合、他局間干渉の影響が現れるので、多重化しないで、FDMA、CSMA、TDMAなどを用いて多元接続することが望まれる。
また、上記の近似同期CDMA受信装置において、前記検波部は、位相が互いに90度異なる2つの参照波と受信波との混合出力をI成分およびQ成分として別々に出力する準同期検波とすることができる。
また、上記の近似同期CDMA受信装置において、前記逆拡散処理部は、前記I成分と前記逆拡散符号との相関出力と、前記Q成分と前記逆拡散符号との相関出力とにより、前記送信データを判定するビット判定部を有するものであることが好ましい。
また、上記の近似同期CDMA受信装置において、前記同期制御信号から前記送信データの各ビットごとの送信タイミングを示す信号を作成するビット同期信号作成部を有することが好ましい。
本発明は、以上のように構成されているので、以下のような効果を奏する。
ZCZ符号を使用した近似同期CDMA通信方式を利用しているので、厳密な同期制御を行うことなく、近似的な同期制御を行うことで、他局間干渉やマルチパスによる干渉を完全に除去、あるいは低減できることから、伝送効率の高い通信システムが構築できる。また、送信機だけでなく受信機でも同期制御信号を活用することにより、同期点(系列の先頭)をほぼ識別できるので、系列との相関を取るマッチドフィルターの回路構成が、一般的な方法に比べ複雑とならない。さらに、フレーム信号の先頭を判別できるので、システムの構築が容易となる。それゆえ、複数の送信局による同時通信が可能であるので、リアルタイム性に優れており、即座に受信し、高速応答できる。しかも、比較的低コストで実現可能なので、近距離無線通信にうまく適用できる。
送信装置は複数の送受信符号セットを持ち、それらを選択することによって、単独の符号セットによる基本的な通信や、複数の符号セットによる複数ビット同時送信などを自由に切り換えることができ、多様な通信システムに対応可能である。受信装置は、全ての送信局からの送信データを同時に復調することができる。
受信波を自乗検波あるいは包絡線検波によって検波するものでは、各々の送信装置の搬送波周波数が完全に一致しなくても、簡単な受信装置で復調できる。ただし、多重数が増えるたびに他局間干渉の影響を受け、情報誤りが増加する。この受信装置は、単一通信を基本とした広帯域無線(UWB)や光領域でのOOK変調の通信に適用できる。
IQ分離検波による受信装置では、送信局の数が最大値まで完全に他局間干渉を除去できる。これにより、低コストで信頼性が高く、伝送効率も高い通信が可能となる。ただし、受信信号の搬送波周波数(あるいは中間周波数)が受信機側と異なると情報誤りが増加するので、搬送波周波数同期制御を必要とする場合がある。
送信データの各ビットごとの送信タイミングを示す信号を作成するビット同期信号作成部を有するものでは、送受信装置の近似同期制御を効率的に実現することができる。送信装置では、ビット同期信号によって容易に送信タイミングを制御できる。受信装置では、ビット同期信号を相関処理の基準タイミングとして利用することにより、情報フレームの同期点を検出する処理を軽減することができ、全て送信データの同時復調の処理が容易となる。
1 送信部
2 受信部
3 空間伝送路
4 送信装置
5,6 受信装置
7 同期制御信号送信装置
10 ZCZ符号を用いたCDMA通信システム
20 受信強度に違いがある場合の通信システム
41 送信データ作成部
42 符号セット選択制御部
43 拡散処理部
44 変調部
45 送信出力部
46 同期受信部
47 ビット同期信号作成部
51 自乗検波部
52 相関処理部
53 ビット同期信号作成部
61 局部発振器
62 移相器
63,64 混合器
65 相関処理部
66 ビット同期信号作成部
67 ビット判定部
2 受信部
3 空間伝送路
4 送信装置
5,6 受信装置
7 同期制御信号送信装置
10 ZCZ符号を用いたCDMA通信システム
20 受信強度に違いがある場合の通信システム
41 送信データ作成部
42 符号セット選択制御部
43 拡散処理部
44 変調部
45 送信出力部
46 同期受信部
47 ビット同期信号作成部
51 自乗検波部
52 相関処理部
53 ビット同期信号作成部
61 局部発振器
62 移相器
63,64 混合器
65 相関処理部
66 ビット同期信号作成部
67 ビット判定部
図1は、従来の一般的なCDMA通信方式の全体構成を示す概略図である。なお、図1では簡単化のために送信側を1つだけ示しているが、実際には複数の送信局が多元接続を行うものである。この方式は、送信側でユーザ毎に割り当てられた拡散符号を用いて情報信号に拡散処理を行い、拡散処理後の情報フレームにより搬送波を変調する。搬送波はUHF帯(300MHz〜3GHz)などの電波が使用され、変調はPSK(Phase Shift Keying)が利用される。受信側では、受信波と参照搬送波とにより検波を行い、その検波出力に送信側と対応する逆拡散符号を用いて逆拡散処理(相関処理)を行うことにより情報信号を復調する。逆拡散符号は、通常、送信側が使用した拡散符号と同じ符号が用いられる。
CDMA通信方式は、スペクトル拡散技術を応用した通信方式であり、ユーザごとに異なる拡散符号を使用することにより、多元接続が可能となる。次に、CDMA通信方式の特徴を述べる。
送信側での拡散変調より、情報信号は広い周波数帯域に分散した電力密度の小さい電波信号となり伝送路に送られるので、他の狭帯域通信に対して妨害を与えにくい。伝送路では、目的の電波信号に他局からの信号や局所的な雑音(有色雑音)が加わるが、受信側での逆拡散により、希望信号に対しては拡散符号長に相当する処理利得を得ることができ、有色雑音に対しては白色雑音化されるため情報信号の復調が容易に行える。すなわち、TDMA(時分割多元接続)などの他の多元接続方式に比べて有色雑音に対する耐性が強い。
また、ユーザ数の増加に対して通信情報の誤り率が緩やかに増大するため、回線数の制限が緩やかである。さらに、拡散符号が分からなければ復調できない、あるいは、周波数に対する電力密度が小さいことよりどの周波数帯が使用されているのか分かりにくいので、秘匿性・秘話性に優れている。
CDMA通信方式での同期制御は、同期方式と非同期方式に大別できる。同期方式は、図2に示すように、各局の情報フレームの先頭チップを同じタイミングで受信する方式である。この方式では、同期点での相関値が自己相関はピークをとり、相互相関は0値となるような符号が用いられるため高い処理利得を得ることができる。しかし、この同期方式は、1つの送信局(例えば、基地局)から複数の受信局に一斉に送信する場合は使用可能であるが、その逆方向の通信に対しては使用が難しい。なぜならば、各送信局からの情報フレームの先頭チップが受信局に同時に到達するように同期制御を行うことは困難であるからである。
上記のような厳密な同期制御が困難な場合には非同期方式が用いられる。非同期方式は、図3に示すように、同期制御を特に行わず各送信局からの情報フレームの先頭チップがばらばらに受信される方式である。複数局からの信号到達時が不定であるため、拡散符号にも制限を受け、多重数(回線数)が減少したり、他局間干渉が増大するという問題点がある。また、他局間干渉を減少させるためには、基地局での受信強度をほぼ一定にするために、基地局への距離に応じて送信電力を調整する電力制御を行う必要が出てくる。
本発明は、厳密な同期制御を行う必要もなく、上記のような非同期方式における種々の問題点も解決することのできる、近似同期方式を適用したCDMA通信方式を利用したものである。近似同期方式は、各送信局からの情報フレームの先頭チップが所定の時間幅領域に収まるように受信できれば、上記の同期方式と同様の利点を得ることができるものである。
本発明におけるCDMA通信方式は、拡散符号および逆拡散符号としてZCZ(Zero Correlation Zone:零相関領域)符号を利用することにより、他局間干渉の無い近似同期CDMA方式を実現したものである。すなわち、他局間干渉の除去により高い伝送効率を実現することができる。まず、ZCZ符号の定義を示す。ZCZ符号は、数値1,0の並びからなる2値系列の第1符号(拡散符号)と数値1,−1からなる2相系列の第2符号(逆拡散符号)の符号対の集合からなる新しい符号である。
第1符号および第2符号の相関関数とは、第1符号と第2符号の対応する成分同士(同期点シフトに相当するインデックスずれも考慮する)の積をすべて加算したものである。第1符号と第2符号をベクトルと考えれば、第1符号と第2符号の内積である。ここでは、互いに対をなす第1符号および第2符号の相関関数を便宜的に自己相関関数と呼び、対をなさない第1符号および第2符号の相関関数を相互相関関数と呼ぶ。ZCZ符号においては、自己相関関数が、同期点でピーク値をとり、その両側の所定幅の領域で0値をとる。その所定幅の領域を零相関領域と言う。相互相関関数は、同期点とその両側の零相関領域で0値をとる。
送信側から送られた情報フレームの先頭チップが同期点シフト分だけずれるので、受信側における逆拡散処理(相関処理)の出力(相関出力)は、拡散符号の成分を同期点シフト分だけシフトさせて逆拡散符号と内積を求めることで得られる。理想的な相関出力の特性は図4のようになる。希望局との相関出力(自己相関)は、同期点(同期点シフト0)で大きなピーク値をとり、その他ではピーク値に比べて十分小さい値をとる。一方、他局との相関出力(相互相関)は、同期点を含めた全ての同期点シフトで十分小さい値をとる。このような相関出力特性により、他局間干渉やマルチパス波の影響を除去することができ、情報を正確に復調できる。
相関の定式について以下に記載する。長さNの符号xをx=(x0,…,xi,…,xN−1)と表す。ただし、符号xの各要素xiは数値である。符号yも同様であるとする。相関関数Rxy(τ)は、2つの符号x,yを同期点シフトに対応する要素数τだけシフトさせた内積である。符号を周期的なものとするか否かで、相関関数も周期相関関数と非周期相関関数とが考えられる。これらの相関関数において、一般的には、x=yの場合を自己相関関数、x≠yの場合を相互相関関数とする。そして自己相関関数は同じ符号の内積で表せるので、同期点τ=0で最大値を得る。また、相互相関関数が大きな値とならないように符号の集合が選択される。
ZCZ符号の定義を以下に説明する。長さNの符号からなる系列対(aj,bj)のM個の集合を式(1)とする。ただし、符号ajは数値1,−1のN個の並びからなる2相系列、符号bjは数値1,0のN個の並びからなる2値系列とする。ここで、符号ajと符号bjの周期相関関数を式(2)と定義する。ただし、式(2)において、(n mod N)は整数nをNで割った余り(剰余)を表す。
この時、周期相関関数が、式(3)を満たすならば、集合Sを零相関領域Zczを有するZCZ符号と呼び、S(N,M,Zcz,ω)と表す。ただし、|ω|は系列bjの要素1の数に等しく、|ω|<Nである。
ZCZ符号の具体的な構成法は数多く存在するが、その中でも系列数の点で有利なものとして、次の2種類の構成法が考えられている。第1の構成法は、M系列またはルジャンドル系列と平衡アダマール系列とを複合させてZCZ符号を構成するものである。第2の構成法は、アダマール行列(例えば、シルベスター型アダマール行列)を利用してZCZ符号を構成するものである。
ここで、ZCZ符号の系列数の上界を説明する。系列数M,系列長N,零相関領域ZczのZCZ符号S(N,M,Zcz,ω)においては、符号の直交性から、系列数Mの上界が次式(3.1)で表されることが分かる。
M≦N/(Zcz+1) ・・・(3.1)
また、前述の第1の構成法または第2の構成法によって作成したZCZ符号Sに関しては、系列数Mの上界が式(3.1)よりも高々1個、あるいは2個少ない値であり、数学的な上界にほぼ到達していることが分かる。
M≦N/(Zcz+1) ・・・(3.1)
また、前述の第1の構成法または第2の構成法によって作成したZCZ符号Sに関しては、系列数Mの上界が式(3.1)よりも高々1個、あるいは2個少ない値であり、数学的な上界にほぼ到達していることが分かる。
第1の構成法から構成したZCZ符号は、零相関領域Zczが、Zcz=2,6,10,…と複数種類の領域幅が可能である。ここで、式(3.1)から、零相関領域Zczの大きなZCZ符号は系列数Mが減少することが分かる。すなわち、この構成法で与えられるZCZ符号は、零相関領域Zczが2の場合に最も系列数が多くなる。第2の構成法から構成したZCZ符号は、零相関領域Zcz=1となる。したがって、第2の構成法によるZCZ符号では、第1の構成法のZCZ符号よりも系列数Mを多くできる。また、実際のシステム構築を考慮するとZcz=1または2が適していると考えられる。
次に、他局間干渉の除去の原理を説明する。上記のZCZ符号において、2値系列bjを拡散符号として送信系列を送ることを考える。また、それに対応する2相系列ajを逆拡散符号として相関処理を行い復調を行うものとする。図6は、本発明のZCZ符号を用いたCDMA通信システムの全体構成を示す概略図である。
CDMA通信システム10は、送信部1と受信部2と空間伝送路3とからなる。送信部1では、数値0,1からなる情報信号に対して2値系列の拡散符号による拡散処理を施して送信系列とし、さらにその送信系列により搬送波を変調して空間伝送路3に送信する。搬送波の変調方式は、ASK(振幅)が適しているが、他の変調方式(FSK(周波数)、PSK(位相)など)が使用できる場合には、それを使用してもよい。なお、ここでは、変調方式のASKは、主に光領域で用いられるOOK(ON-OFF Keying)を含むものとする。
受信部2では、受信電波と参照搬送波とにより検波を行い、受信信号の検波出力に対して2相系列の逆拡散符号による相関処理を行って情報信号を復調する。なお、ここでは受信部2が参照搬送波を使用した同期検波(コヒーレント検波)を行うように説明したが、必ずしも同期検波による必要はない。送信部1がASK変調によって変調送信している場合は、受信部2は包絡線検波等の非同期検波(ノンコヒーレント検波)によって検波することができる。その場合には参照搬送波は不要である。ただし、非同期検波の場合、多重化(CDMA)すると他局間干渉の影響が現れるので、FDMA、CSMA、TDMAなどを用いて多ユーザが通信できるようにすることが望まれる。
図7は、CDMA通信方式において、ZCZ符号を利用した近似同期方式を示す図である。図7において、零相関領域Zczが同期点の前後両側に配置され、この零相関領域Zczが許容時間に相当している。複数の送信局からの信号A,B,Cには、それぞれハッチングで示したガードチップ区間が配置されている。図7に示すように、全ての送信信号が零相関領域(許容時間)の区間内で受信できるように同期制御ができるのであれば、すなわち、各送信局からの信号A,B,Cの情報フレームの先頭チップが許容時間内に受信されるならば、他局間干渉を完全に除去できることになる。
図8は、情報フレームにおけるガードチップの配置を示す図である。図8に示すように、ユーザjに割り当てられた長さNの拡散符号bjの前後に、零相関領域Zczに対応するチップ数のガードチップを配置して、長さL=N+2Zczの拡張拡散符号Bjとする。すなわち、原符号bjの末尾のZczチップ分の部分を原符号の先頭部の前に配置し、原符号bjの先頭のZczチップ分の部分を原符号の末尾部の後に配置する。拡張拡散符号Bjは次の式(4)で表される。
実際には、情報信号の各情報ビット1,0の2値情報に対応した拡散符号bjと^bjとを与えることができる。ここで、本明細書の本文中では、上部に記号^が付された符号名を、その符号名の前に記号^を付することにより代替表示している。一つの構成法では、符号^bjは符号bjの反転を表している。拡散符号^bjは、逆拡散符号ajとの相関関数が同期点τ=0において負のピーク値を持つものである。符号ajと符号^bjの組は、ZCZ符号^S(N,M,Zcz,−ω)を構成する。
送信部1では、2値情報(1,0)の一方(例えば、1)に対して、符号bjに基づく拡張符号Bjを送信し、他方(例えば、0)に対して、符号^bjに基づく拡張符号^Bjを送信する。受信部2では、受信信号の検波出力に対して、各送信局に割り当てられた拡散符号bjに対応する逆拡散符号ajによる相関処理により情報信号を復調する。このとき、零相関領域Zczの大きさは同期点のばらつきを吸収可能であるように設定されているので、理論上は他局間干渉を完全に除去できる。
ZCZ符号の構成をもって干渉無く情報を復調できる方式を以下に説明する。長さN1=3のM系列(平方剰余系列)の符号mをm=(−++)とする。また、長さN2=8のM系列型アダマール符号(M系列を1つずつシストして構成した符号)Hを式(5)とする。ここで、全ての要素が1の行は除かれている。なお、符号m,Hの要素+,−は要素1,−1を省略して表したものである。
したがって、情報1を符号B1で送り、情報0を符号^B1で送れば、情報を確実に識別できる。ここで、零相関領域Zcz=2の区間において、同期点がシフトしたときに零相関領域の利点を保つためには、周期相関関数が式(2)として計算できなければならない。そのために、以下のガードチップを付加した長さL=N+2Zcz=28の符号B1、符号^B1を式(7)のように拡張して構成する。
すなわち、送信側は2値情報(1,0)を送るために、それらに対応して異なった2値系列(符号B1,^B1)を選択して送信し、受信側では同じ2相系列(符号a1)との相関を計算してピーク値が正または負となることより情報を復調できる。
各送信局では2値情報の各ビットの1と0に対応させて、自局に割り当てられた2値系列(拡張拡散符号B1,^B1)のどちらかを選択し、情報フレームの先頭が同期点にほぼ一致して受信されるように近似的な同期制御をして情報フレームを送信する。受信局では情報を復調したい希望局に対応する2相系列(逆拡散符号a1)を用いて受信信号との相関処理を行い、正または負のピーク値によって2値情報を復調する。
図11は、受信強度に違いがある場合の通信システム20を示す図である。希望局(送信機A)の信号が他局(送信機B)の信号よりも小さい場合は、一般的には希望局の信号を誤り無く復調するのは困難である。このため従来のCDMA通信方式では、受信局での受信強度が同程度となるように送信局側の送信電力を調整する電力制御が行われていた。本発明の場合は、図11に示すように、希望局(送信機A)の信号が他局(送信機B)の信号よりも小さくても、問題なく希望局の信号を復調できる。
これは、同期許容範囲(零相関領域)では、他局からの干渉信号を完全に除去できるので、他局からの信号の受信強度が大きくても問題が生じないためである。これにより、本発明では電力制御を行わずに通信距離の遠近問題を解決することができる。このため、通信システムのトータルコストを低減させるとともに、信頼性の高い通信を行うことができる。
前述のように、ZCZ符号の系列数に対する数学的上界を示し、ZCZ符号の具体的な2つの構成法を示した。これらのZCZ符号は、系列数が数学的上界にほぼ到達しており、伝送効率の高いシステムが構築可能である。また、それぞれのZCZ符号は異なる性質を有するので、それぞれの特徴を生かしたシステムへの適用が考えられる。
例えば、第1の構成法によるZCZ符号は零相関領域の幅を選択することができるので、システムの同期許容時間に相当する零相関領域を有する符号を用いることで信頼性の高いシステムを構築することができる。第2の構成法によるZCZ符号は系列長の半分のピーク値をとり、系列数も系列長の約半分と多いため、伝送効率の高いシステムが構築可能である。また、零相関領域はZcz=1と固定であるが、伝送速度(チップ幅)を変えることで同期許容時間を変更することもできる。このように、多様なシステムが考えられる。
以上のように、ZCZ符号を使用することにより、零相関領域での相互相関値が0となる符号の集合が構築できる。これらの符号を利用した通信システムでは、厳密な同期制御を行うことなく、近似的な同期制御を行うだけで、他局間干渉やマルチパスによる干渉を完全に除去できる。このため、本発明によれば、低コストで信頼性が高く、伝送効率も高い通信システムが構築でき、近距離無線通信にも有効に適用できる。
その他にも次のような利点がある。同期信号を全ての送信側に送信すれば、複数の送信局がその同期信号に基づいて送信開始することにより近似同期制御できるので、近似同期制御に対するハードウエアのコストは非同期の場合とほとんど変わらず、低コストで実現可能である。最も情報誤りの要因となる他局間干渉は原理的には完全除去できるので、伝送効率が飛躍的に向上する。受信強度によらず干渉除去できるので、原理的には送信側のレベルを電力制御する必要がない。送信側が複数の拡散符号を用いることより、情報伝送速度を可変できるような通信システムが容易に構築できる。送信側では2値情報に対して送信系列のうちの1つを同期信号に合わせてASK送信し、受信側では受信信号のレベルを検出(ノンコヒーレント検波)し、受信系列との相関より正か負のピーク値を検出して情報復調できるので、送受信のための回路が簡単である。
次に、以上のような近似同期CDMA通信方式を利用した本発明の送信装置、受信装置および送受信装置の構成について図面を参照して説明する。図12は、本発明の送受信装置を使用した通信システムを示す概略図である。通信領域内には同期制御信号送信装置7が少なくとも1つ存在し、一定時間間隔で同期制御信号を発信している。複数の送信装置4,4,…と受信装置6は、その同期制御信号を受信して近似同期制御に利用するのである。送信側は複数の送信局が同時に送信可能である。図12ではM個の送信装置4(送信1,送信2,…,送信j,…,送信M)が示されている。
M個の送信局は、各送信局に割り当てられた互いに異なる送受信符号セットを持っている。例えば、送信jは、情報(1,0)を送るための拡散処理用の符号Bj,^Bjと、逆拡散処理用の符号ajの送受信符号セットを持っている。この送受信符号セットはZCZ符号を構成するものであり、近似同期制御によって他局間干渉することなくCDMA通信を行うことが可能である。これにより、送信1,…,送信Mと受信装置6とは他局間干渉を排除して同時に通信することができる。受信装置6は、受信を希望する任意の送信局(送信j)を選択的に受信することができ、また、送信1,…,送信Mの全ての送信情報を互いに干渉することなく同時に受信することもできる。
図13は、同期制御信号と送信データの送信タイミングの関係を示す図である。送信データは各ビットが拡散処理された情報フレームの集合として送信される。すなわち、送信データは所定ビット数、所定フォーマットの送信データ群(フレーム)に構成されている。図示のように、同期制御信号は、送信データ群と重ならないように、専用の同期時間領域Ts内で送信することが好ましい。
また、この場合、同期制御信号は1つの情報フレーム(送信データ1ビット)と同じ時間幅を持っているが、同期制御信号の両側にそれぞれ情報フレーム1つ分の空白時間を設けることが好ましい。すなわち、同期時間領域Tsは情報フレーム3個分の時間幅を持っており、その同期時間領域Tsでは送信データを送信しないようにする。このようにすることで、同期点の検出を正確に誤りなく行うことができる。
同期制御信号には、自己相関性の鋭い符号が適用され、変調された同期制御信号が同期制御信号送信装置7から送信される。同期制御信号は、非周期自己相関特性の鋭い系列やそれを繰り返した系列、あるいは、周期自己相関関数の鋭い系列を繰り返した系列を送信する。同期制御信号として非周期自己相関性の鋭いZCZ符号を使用すれば、ハードウエアコストを低減することができる。それは、ZCZ符号を同期信号として使用すると、送信装置は同期制御信号発生器と兼用でき、また、復調装置で同期制御受信を行なえるからである。
このように、同期制御信号は、ZCZ符号や自己相関性の鋭い符号を使用することが好ましいが、それ以外のものも使用できる。また、同期制御信号は、送信データの搬送波とは異なる周波数領域を使用することもできる。さらに、同期制御信号の前あるいは後に搬送波のみを一定時間送出するようにすることもできる。その場合、各送信装置、受信装置は、その搬送波信号を利用して搬送波周波数が変化しないように発振回路の周波数を修正することができる。
図14は、本発明の送信装置4の構成を示すブロック図である。送信装置4は、前述のように、近似同期CDMA通信方式により送信データを送信するものであり、他の送信装置と重複しないように割り当てられた送受信符号セットを記憶している。なお、送信のみの利用であれば、拡散処理用の符号(Bj,^Bj)のみを記憶し、逆拡散処理用の符号(aj)はなくてもよい。
送信装置4は、使用可能なM個の送受信符号セットの全部または一部を記憶しておき、その中から通信時に使用する送受信符号セットを選択する。送受信符号セットの割り当ては、予め固定的に割り当てておいてもよく、または、通信時に基地局や同期局などからの制御信号によって動的に割り当てるようにしてもよい。通信時に使用する送受信符号セットは1つだけとは限らず、複数の送受信符号セットを使用することもできる。複数の送受信符号セットを使用すれば、同時に複数ビットの送信データを送ることができる。
例えば、8個の送受信符号セットを用意すれば、その内のどの送受信符号セットを送信するかで8種類(=3ビット)の情報を送信することができる。この送信形態はM−ary方式と呼ばれている。また、複数の送受信符号セットを同時に使用して送信することにより、組み合わせの数に相当する種類の互いに区別可能な情報を送信することができる。このように、複数の送受信符号セットを使用して、同時に複数ビットの送信データを送ることができる。
送信データは送信データ作成部41で所定ビット数、所定フォーマットの送信データ群(フレーム)に構成されて拡散処理部43に送られる。符号セット選択制御部42は、拡散処理に使用する符号セットを拡散処理部43に指示し、また、符号の使用形態(M−ary、組み合わせ等)を指定する。拡散処理部43には使用可能な複数の送受信符号セットが記憶されている。拡散処理部43は、符号セット選択制御部42からの制御信号により、使用する送受信符号セットと使用形態を決定し、送信データの各ビットに拡散処理を施して情報フレームを作成し、変調部44に出力する。
一方、同期制御信号送信装置7から送信された同期制御信号は、同期受信部46によって受信される。同期制御信号は、ZCZ符号や自己相関性の鋭いその他の符号として送信される。同期受信部46においては、受信信号と所定符号(同期制御信号用逆拡散符号)との相関処理によって同期制御信号の同期点を検出する。そして、同期受信部46はその同期点を示す信号をビット同期信号作成部47に出力する。
ビット同期信号作成部47では、その同期点を示す信号と内蔵クロックとによりビット同期信号を作成する。ビット同期信号は、送信データの各ビットに対応する情報フレームの先頭チップの出力タイミングを示す信号である。また、ビット同期信号は同期時間領域Ts(図13参照)では出力しないように制御されており、同期時間領域Ts以外の時間領域で出力される。拡散処理部43は、ビット同期信号に従って情報フレームを変調部44に出力する。変調部44では搬送波が情報フレームの系列によってASK変調され、その変調波はさらに送信出力部45を介して伝送空間(伝送路)に送信される。
なお、図14では、送信出力部45と同期受信部46のそれぞれにアンテナが設けられているが、1つのアンテナを送信出力部45および同期受信部46で共用することができる。
図15は、本発明の受信装置5の構成を示すブロック図である。この受信装置5は、受信波を自乗検波(包絡線検波)によって検波するものであり、装置の構成が簡単化されるため低コストで製造できる。この受信装置5は、光領域でのOOK変調の通信にも適用できる。自乗検波部51では受信信号の自乗検波を行い、検波信号はさらにローパスフィルタを介して低域成分が相関処理部52に送られる。
相関処理部52は、受信信号と所定符号(同期制御信号用の逆拡散符号)との相関処理によって同期制御信号の同期点を検出する。そして、相関処理部52はその同期点を示す信号をビット同期信号作成部53に出力する。ビット同期信号作成部53では、その同期点を示す信号と内蔵クロックとによりビット同期信号を作成する。ビット同期信号は相関処理部52に送られる。また、相関処理部52は、受信信号とデータ復調用の逆拡散符号との相関処理を行い、送信データの復調を行う。相関処理部52には、M個の送受信符号セットの逆拡散符号(a1,…,aM)が記憶されている。
送信データの復調は、複数の送信局に対応する複数の逆拡散符号に対する相関処理を同時に行うことができ、全ての送信局からの送信データを同時に復調することができる。また、ビット同期信号を相関処理の基準タイミングとして利用することにより、情報フレームの同期点を検出する処理を軽減することができ、全ての送信データの同時復調の処理が容易となる。
実際には、受信信号は、中間周波数に変換され、それらをデジタル化して、絶対値(または二乗値)を取り、受信符号との相関処理より情報復調する。この相関処理部52は、マッチドフィルターを使用して、全ZCZ系列と相関処理可能とすることができ、回路素子も少なくすることができる。
一般に、非同期CDMA方式では、自乗検波による復調方式を使用すると他局間干渉が増大して多重化できないが、本発明の場合、ZCZ符号を使用しているので、他局間干渉を完全に除去するには至らずとも低く抑えることが可能となる。ただし、自乗検波による復調方式を使用した場合、CDMAによる多元接続通信の用途には他局間干渉が現れるので不向きである。それでも、単一通信の用途においては、自局のマルチパスによる影響を低減することが可能である。
また一般に、各送信信号の搬送波を完全に一致させることは困難であり、さらに送信局や受信局の移動によるドプラー効果から搬送波周波数が変化してしまう。そのため、搬送波の差を補正する必要があり回路が複雑となる。FDMA、TDMAあるいはCSMAによる多元接続方式を使用する場合、本発明の自乗検波による受信装置5は、そのような不具合が生じることはなく、低コストで提供できる。
図16は、本発明の他の形態の受信装置6の構成を示すブロック図である。この受信装置6は、受信波を位相が互いに90度異なる2つの参照波によって検波するものであり、自乗検波による受信装置よりも復調データの誤り率を低減させることができる。ここでは、この検波方式をIQ分離検波と呼ぶことにする。IQ分離検波の検波部は、局部発振器61、移相器62、混合器63,64によって構成されている。
局部発振器61からは、通信に使用される搬送波と同一周波数の参照波が発生される。一方の混合器63では、受信波と参照波がそのまま混合され、ローパスフィルタを介してその低域成分が相関処理部65に送られる。混合器63から相関処理部65への入力信号をI成分とする。他方の混合器64では、移相器62によって位相を90度変化させた参照波と受信波とが混合され、ローパスフィルタを介してその低域成分が相関処理部65に送られる。混合器64から相関処理部65への入力信号をQ成分とする。
送信局jが拡散処理用の符号(Bj,^Bj)を使用するとして、逆拡散処理用の符号ajとI成分との相関処理結果をIjとし、符号ajとQ成分との相関処理結果をQjとする。送信データ群の最初からk番目(k=0,1,2,…)の1ビットのデータをd(k)とし、データd(k)に対する相関処理結果をIj(k),Qj(k)とする。ここで、先頭ビットのデータ:d(0)=0と仮定すると、次の式(8)が成り立つ。
(−1)d(k)={Ij(k)+Qj(k)}/{Ij(0)+Qj(0)} ・・・(8)
すなわち、先頭ビットのデータを0に固定すれば、この式(8)によってデータd(k)を復調することができる。式(8)は、右辺の値が1または−1となることを示しており、さらに、右辺の値が1であればd(k)=0となり、右辺の値が−1であればd(k)=1となることを表している。同様に、先頭ビットのデータを1に固定してもデータd(k)を復調することができるが、その場合はd(k)の値が逆になる。
すなわち、先頭ビットのデータを0に固定すれば、この式(8)によってデータd(k)を復調することができる。式(8)は、右辺の値が1または−1となることを示しており、さらに、右辺の値が1であればd(k)=0となり、右辺の値が−1であればd(k)=1となることを表している。同様に、先頭ビットのデータを1に固定してもデータd(k)を復調することができるが、その場合はd(k)の値が逆になる。
なお、実際には、式(8)のようなIQ成分の和だけでなく、次の式(9)のようにIQ成分の差も計算し、和と差の各々の絶対値が大きい方の式を適用することにより、雑音の影響を小さく抑えることができる。
(−1)d(k)={Ij(k)−Qj(k)}/{Ij(0)−Qj(0)} ・・・(9)
(−1)d(k)={Ij(k)−Qj(k)}/{Ij(0)−Qj(0)} ・・・(9)
相関処理部65では、I成分およびQ成分と符号ajとの相関処理が行われ、その結果をビット判定部67に送る。相関処理部65には、M個の送受信符号セットの逆拡散符号(a1,…,aM)が記憶されている。ビット判定部67では式(8)などによりデータd(k)を復調する。
また、相関処理部65は、受信信号(I成分およびQ成分)と所定符号(同期制御信号用の逆拡散符号)との相関処理によって同期制御信号の同期点を検出する。そして、相関処理部65はその同期点を示す信号をビット同期信号作成部66に出力する。ビット同期信号作成部66では、その同期点を示す信号と内蔵クロックとによりビット同期信号を作成する。ビット同期信号は相関処理部65およびビット判定部67に送られる。相関処理部65はビット同期信号を基準として相関処理を行い、ビット判定部67はビット同期信号に基づいて式(8)などにより各ビットデータd(k)を復調する。
送信データの復調は、複数の送信局に対応する複数の逆拡散符号に対する相関処理を同時に行うことができ、全ての送信局からの送信データを同時に復調することができる。また、ビット同期信号を相関処理の基準タイミングとして利用することにより、情報フレームの同期点を検出する処理を軽減することができ、全ての送信データの同時復調の処理が容易となる。
このIQ分離検波による受信装置6は、送信局の数が最大値Mまで完全に他局間干渉を除去できるという特徴がある。なお、図16においては、2つの混合器を設けているが、受信信号のデジタル処理によってIQ分離検波を行う場合には、混合器(乗算器)は1つだけでよく、デジタル処理によってI成分、Q成分を演算することが可能である。
以上では、送信装置4、受信装置5および受信装置6について説明したが、双方向通信を行う場合には、送信装置と受信装置の両者を組み込んだ送受信装置として構成する。受信装置としては、用途や通信環境に応じて受信装置5または受信装置6の適切な方を選択することができる。また、送受信装置の内部の送信装置と受信装置のアンテナは1つを共用することができる。
また、同期制御信号送信装置7としては専用の装置でもよいが、送信装置4を流用することもできる。同期制御信号送信装置7として動作する送信装置4では、同期受信部46を動作させず、ビット同期信号作成部47の内蔵クロックによって、図13に示すようなタイミングで同期制御信号と送信データを送信すればよい。複数の送信装置や送受信装置によって通信する場合、そのいずれか1つを同期制御信号送信装置としても動作させることにより、低コストで図12に示すような通信システムを実施することができる。
以上のように、本発明の送信装置、受信装置、送受信装置を使用することにより、低コストでCDMA通信システムを構築することができ、多元接続通信を利用することができる。本発明では複数の送信局による同時通信が可能でありリアルタイム性に優れている。送信装置は複数の送受信符号セットを持ち、それらを選択することによって、単独の符号セットによる基本的な通信や、複数の符号セットによる複数ビット同時送信などを自由に切り換えることができ、多様な通信システムに対応可能である。
特に、近距離無線通信分野において種々の応用形態が可能となる。例えば、種々の家電製品の遠隔操作機(リモコン)を1つに集約することが可能となる。家電製品ごとに異なる送受信符号セットを割り当てるようにすれば、意図しない家電製品の誤動作を防止することができる。また、ビデオゲーム機などにおけるコントローラの多種類の入出力信号をゲーム機本体との間で送受信することも可能である。ワイヤレスの多点センサや操作自由度を大幅に増加したコントローラが実現でき、現実感の優れたゲームが可能となる。ワイヤレスの多点センサはスポーツ分野や健康分野にも利用できる。
その他、ICタグ、ICカード、電子名刺などへの応用も可能である。また、電子回路中の情報伝送は、従来はプリント基板等の配線によってなされているが、回路の複雑化により多層基板等の配線設計がますます困難になっている。このような電子回路中の情報伝送を、本発明の送受信装置によって行うようにすれば、配線パターンの設計が容易になる。また、もちろんコンピュータや情報機器間のワイヤレスLANやその他の無線情報伝送にも利用できる。アクセスポイントとの間のインフラストラクチャー・モード通信や端末間のアドホック・モード通信にも対応でき、自由度が大きく応用範囲の広い通信が可能となる。
なお、以上の送信装置、受信装置、送受信装置において、変調方式はASK,OOKとしているが、PSKやFSKなどの他の変調方式も利用できる。
本発明の送信装置、受信装置、送受信装置を使用することにより、低コストでCDMA通信システムを構築することができ、多元接続通信を利用することができる。特に、近距離無線通信分野において種々の応用形態が可能となる。
Claims (9)
- 2値送信データの情報ビット0に対応する第1拡散符号、送信データの情報ビット1に対応する第2拡散符号および逆拡散符号からなる送受信符号セットを複数組備え、
複数組の前記送受信符号セットは、同じ前記送受信符号セットに属する前記第1拡散符号、前記第2拡散符号および前記逆拡散符号は、前記第1または第2拡散符号と前記逆拡散符号の周期相関関数が同期点において正または負のピーク値となるとともに同期点の近傍の零相関領域における同期点以外では0値となり、異なる前記送受信符号セット間の前記第1または第2拡散符号と前記逆拡散符号の周期相関関数は同期点を含む零相関領域で0値となるZCZ符号であり、
前記送信データに前記第1および第2拡散符号による拡散処理を施して送信し、受信したデータは前記逆拡散符号による逆拡散処理を施して復調する近似同期CDMA通信方式を利用した近似同期CDMA送受信装置であって、
同期制御信号を受信する同期受信部(46)と、
複数組の前記送受信符号セットの中から拡散処理を行うべき前記送受信符号セットを選択するための選択制御信号を出力する符号セット選択制御部(42)と、
前記選択制御信号に基づいて選択した前記送受信符号セットの前記第1および第2拡散符号により前記送信データに拡散処理を施し、前記同期制御信号に基づくタイミングにより送信系列として出力する拡散処理部(43)と、
前記送信系列により搬送波を変調する変調部(44)と、
前記変調部によって変調された搬送波を送信する送信出力部(45)と、
受信波を検波する検波部(51,61〜64)と、
前記検波部(51,61〜64)の検波出力に対して前記逆拡散符号による逆拡散処理を施して前記送信データを復調する逆拡散処理部(52,65,67)とを有する近似同期CDMA送受信装置。 - 2値送信データの情報ビット0に対応する第1拡散符号、前記送信データの情報ビット1に対応する第2拡散符号および逆拡散符号からなる送受信符号セットを複数組備え、
複数組の前記送受信符号セットは、同じ前記送受信符号セットに属する前記第1拡散符号、前記第2拡散符号および前記逆拡散符号は、前記第1または第2拡散符号と前記逆拡散符号の周期相関関数が同期点において正または負のピーク値となるとともに同期点の近傍の零相関領域における同期点以外では0値となり、異なる前記送受信符号セット間の前記第1または第2拡散符号と前記逆拡散符号の周期相関関数は同期点を含む零相関領域で0値となるZCZ符号であり、
前記送信データに前記第1および第2拡散符号による拡散処理を施して送信し、受信したデータは前記逆拡散符号による逆拡散処理を施して復調する近似同期CDMA通信方式を利用した近似同期CDMA送信装置であって、
同期制御信号を受信する同期受信部(46)と、
複数組の前記送受信符号セットの中から拡散処理を行うべき前記送受信符号セットを選択するための選択制御信号を出力する符号セット選択制御部(42)と、
前記選択制御信号に基づいて選択した前記送受信符号セットの前記第1および第2拡散符号により前記送信データに拡散処理を施し、前記同期制御信号に基づくタイミングにより送信系列として出力する拡散処理部(43)と、
前記送信系列により搬送波を変調する変調部(44)と、
前記変調部によって変調された搬送波を送信する送信出力部(45)とを有する近似同期CDMA送信装置。 - 請求項2に記載した近似同期CDMA送信装置であって、
前記同期制御信号から前記送信データの各ビットごとの送信タイミングを示す信号を作成するビット同期信号作成部(47)を有する近似同期CDMA送信装置。 - 請求項2,3のいずれか1項に記載した近似同期CDMA送信装置であって、
前記第1および第2拡散符号は、原符号の所定長さの末尾部分をガードチップとして先頭に付加するとともに、前記原符号の所定長さの先頭部分をガードチップとして末尾に付加したものである近似同期CDMA送信装置。 - 2値送信データの情報ビット0に対応する第1拡散符号、前記送信データの情報ビット1に対応する第2拡散符号および逆拡散符号からなる送受信符号セットを複数組備え、
複数組の前記送受信符号セットは、同じ前記送受信符号セットに属する前記第1拡散符号、前記第2拡散符号および前記逆拡散符号は、前記第1または第2拡散符号と前記逆拡散符号の周期相関関数が同期点において正または負のピーク値となるとともに同期点の近傍の零相関領域における同期点以外では0値となり、異なる前記送受信符号セット間の前記第1または第2拡散符号と前記逆拡散符号の周期相関関数は同期点を含む零相関領域で0値となるZCZ符号であり、
前記送信データに前記第1および第2拡散符号による拡散処理を施して送信し、受信したデータは前記逆拡散符号による逆拡散処理を施して復調する近似同期CDMA通信方式を利用した近似同期CDMA受信装置であって、
受信波を検波する検波部(51,61〜64)と、
同期制御信号を受信する同期受信部(52,65)と、
前記検波部(51,61〜64)の検波出力に対して前記逆拡散符号による逆拡散処理を施して前記送信データを復調する逆拡散処理部(52,65,67)とを有する近似同期CDMA受信装置。 - 請求項5に記載した近似同期CDMA受信装置であって、
前記検波部(51)は、受信波の自乗検波を行うものである近似同期CDMA受信装置。 - 請求項5に記載した近似同期CDMA受信装置であって、
前記検波部(61〜64)は、位相が互いに90度異なる2つの参照波と受信波との混合出力をI成分およびQ成分として別々に出力するものである近似同期CDMA受信装置。 - 請求項7に記載した近似同期CDMA受信装置であって、
前記逆拡散処理部(65,67)は、前記I成分と前記逆拡散符号との相関出力と、前記Q成分と前記逆拡散符号との相関出力とにより、前記送信データを判定するビット判定部(67)を有するものである近似同期CDMA受信装置。 - 請求項5〜8のいずれか1項に記載した近似同期CDMA受信装置であって、
前記同期制御信号から前記送信データの各ビットごとの送信タイミングを示す信号を作成するビット同期信号作成部(53,66)を有する近似同期CDMA受信装置。
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