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技術 送信方法、送信装置及び受信装置

出願人 ソニー株式会社
発明者 迫田和之鈴木三博
出願日 1998年2月26日 (20年10ヶ月経過) 出願番号 1998-045632
公開日 1999年9月7日 (19年4ヶ月経過) 公開番号 1999-243360
状態 特許登録済
技術分野 時分割方式以外の多重化通信方式 移動無線通信システム
主要キーワード 初期位相値 利用箇所 コサインロールオフ 所定伝送 帯域外スプリアス プロセスゲイン デスクランブル化 非希望波
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1999年9月7日)のものです。
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図面 (19)

課題

本発明は、隣接セルにおいて同一周波数帯域を使用するような通信環境においても他の通信に対して悪影響を与えることなく通信するようにする。

解決手段

本発明は、所定伝送レートの情報ビツト系列を符号化してなる符号化ビツト系列に対して所定の変調処理を施すことにより送信シンボル系列を生成し、当該送信シンボル系列に所定の送信処理を施すことにより生成した送信信号を所定の通信チヤネルを介して送信する場合、情報ビツト系列に基づいて所定伝送レートよりも遅い低速伝送レートの送信情報ビツト系列を生成し、当該送信情報ビツト系列を基に生成した送信信号を通信チヤネルを介して送信開始し、送信情報ビツト系列の低速伝送レートを段階的に増加させて所定伝送レートに到達させると共に、当該低速伝送レートの段階的な増加に伴つて使用する通信チヤネルのチヤネル数を段階的に増加させながら送信するようにする。

概要

背景

従来、セルラー無線通信システムにおいては、通信サービスを提供するエリアを所望の大きさのセルに分割して当該セル内にそれぞれ固定無線局としての基地局を設置し、移動無線局としての携帯電話機は自分が存在するセル内の基地局と無線通信するようになされている。

その際、携帯電話機と基地局との間の通信方式としては種々の方式が提案されており、その代表的なものとしてCDMA方式(Code Division Multiple Access )と呼ばれる符号分割多元接続方式及びTDMA方式(Time Division Multiple Access )と呼ばれる時分割多元接続方式がある。

CDMA方式は、狭帯域変調波(1次変調)の周波数帯域幅スペクトラム拡散する(2次変調)ことにより数十倍以上に広げて伝送する通信方式であり、全ての通信は同一の無線キヤリアを用いて行われ、通信チヤネルごとに独立な拡散符号割り当てることにより、同一の広帯域周波数帯域を多数の通信チヤネルに割り当てて多元接続を実現し得るようになされている。受信側では希望チヤネルの信号を逆拡散することにより、他のチヤネルの信号を雑音ノイズ)とみなして目的の1次変調波のみを抽出し、これを復調することにより送信情報復元し得るようになされている。

ここでこのCDMA方式によつてデイジタル信号を送受信するセルラー無線通信システムの送信装置及び受信装置を図14及び図15を用いて説明する。因みに、この図14及び図15に示す送信装置及び受信装置は、例えば携帯電話システムの基地局や携帯電話機にそれぞれ搭載され、携帯電話機から基地局への上りの通信や基地局から携帯電話機への下りの通信に使用される。

図14に示すように、1は全体としてDS(Direct Spread:直接拡散) −CDMA方式(以下、これを単にCDMA方式と呼ぶ)のセルラー無線通信システムにおける送信装置を示し、ここでは隣接する全てのセルにおいて同一周波数帯域を用いるような通信環境、いわゆる周波数繰り返し数が「1」の状態であり、情報ビツトストリームS1をユーザ所望のビツトレート8K[bit/sec]で帯域幅1.024[MHz]を用いて送信する場合を想定している。

送信装置1は、まず8K[bit/sec]のビツトレートでなる情報ビツトストリームS1を符号化部2に入力する。符号化部2は、情報ビツトストリームS1に対して誤り訂正符号化処理一種である畳み込み符号化処理を施し、その結果得られる送信シンボル順番ランダム並び換える(以下、この順番を並び換えることをインターリーブと呼ぶ)ことにより、符号化率1/2で符号化された16K[Coded bit/sec]の送信シンボルストリームS2を生成し、これを拡散符号乗算器3に送出する。

拡散符号乗算器3は、拡散符号発生部4によつて供給される拡散率(以下、これをSpreading ratio : SPと呼ぶ)64の拡散符号C1を16K[Coded bit/sec]の送信シンボルストリームS2に乗算することにより、1024K[chip/sec] に拡散された送信シンボルストリームS3を生成し、これをロングコード乗算器5に供給する。ここで拡散符号乗算器3は、互いに直交関係にある64種類のPN符号を用いることにより、同一の周波数帯域を64チヤネルに割り当てるようになされている。

この場合、送信装置1においては、チヤネル割り当てを請求する際に情報ビツトストリームS1のビツトレートに応じた拡散率の拡散符号C1が拡散符号発生部4によつて割り当てられるようになされている。従つて情報ビツトストリームS1のビツトレートが16K[bit/sec]であれば、SP32の拡散符号C1が割り当てられることになる。

ロングコード乗算器5は、隣接セルにおいて同一の拡散符号C1が用いられていた場合でも混信することがないように、ロングコード発生部6から供給される基地局ごとに固有に設けられたロングコードC2によつて送信シンボルストリームS3を乗算することによりスクランブル化を施し、この結果得られる1024K[chip/sec] の送信シンボルストリームS4をシンボルマツピング部7に送出する。

ここでは周波数繰り返し数が「1」であるために、隣接セル間でも同じ周波数帯域が使用されると共に、拡散符号C1についても同一のものが使用されているため、基地局ごとに固有に設けられたロングコードC2を用いることによつて隣接セル間干渉を防止するようになされている。すなわちCDMA方式のセルラー無線通信システムでは、同一セル内においてはそれぞれの携帯電話機に対して使用される拡散符号C1はそれぞれ互いに直交関係にあるが、隣接セル間では直交関係にはない。

シンボルマツピング部7は、順次入力される送信シンボルストリームS4に対してBPSK(Binary Phase-Shift Keying)変調処理を施すことにより、各シンボル情報位相値によつて示される送信信号S5を生成し、これを送信回路8に送出する。

送信回路8は、送信信号S5に対してフイルタリング処理を施した後、アナログ信号化し、当該アナログ信号化された送信信号を高周波信号乗算処理することにより、所望の周波数帯域(例えば約 800[MHz] )に周波数変換して所定周波数チヤネルの送信信号S6を生成し、これを所定電力増幅した後にアンテナ9を介して送信する。

また、図15に示すように受信装置10は、送信装置1から送信された送信信号S6をアンテナ11によつて受け、これを受信信号S11として受信回路12に入力する。受信回路12は、受信信号S11を所定レベルに増幅した後、周波数変換処理を施すことによりベースバンド信号を取り出し、そのベースバンド信号にフイルタリング処理を施した後、デイジタル信号化することによりBPSK変調されている状態の受信信号S12を取り出し、これをビツトストリーム抽出部13に送出する。

ビツトストリーム抽出部13は、受信信号S12に対してBPSK復調処理を施すことによりシンボル情報を取り出し、これを1024K[chip/sec] の受信シンボルストリームS13としてロングコード乗算器14に送出する。

ロングコード乗算器14は、ロングコード発生部15によつて送信側のロングコード発生部6で発生したものと同一のロングコードC3の供給を受け、これを用いて受信シンボルストリームS13を乗算処理することによりデスクランブル化を施す。これによりロングコード乗算器14は、送信側で生成した送信シンボルストリームS3と同一の1024K[chip/sec] の受信シンボルストリームS14を生成し、これを拡散符号乗算器16に送出する。

拡散符号乗算器16は、送信側の拡散符号発生部4で発生された拡散符号C1と同一の拡散符号C4を拡散符号発生部17によつて発生し、当該拡散符号C4を1024K[chip/sec] の受信シンボルストリームS14に対して乗算することにより逆拡散を施し、この結果得られる16K[Coded bit/sec]の受信シンボルストリームS15を復号化部18に送出する。

復号化部18は、送信装置1の符号化部2で行つた並び換えと逆の手順で受信シンボルストリームS15の順番を並び換えることにより元の並び順に戻し(以下、この元の並びに戻すことをデインターリーブと呼ぶ)、この結果得られる受信シンボルストリームを基に畳み込み符号のトレリスを考え、データとして取り得る全ての状態遷移の中から最も確からしい状態を推定(いわゆる最尤系列推定)することにより軟判定ビタビ復号処理を施し、かくして送信されてきたデータを示す8K[bit/sec]の情報ビツトストリームS16を復元し、これを出力する。

一方TDMA方式は、例えば図16に示すように、所定の周波数チヤネルを所定時間幅フレームF0、F1、……によつて時間的に区分けすると共に、そのフレームをそれぞれ所定時間幅のタイムスロツトTS0〜TS7(この場合8タイムスロツト)に分割し、自局に割り当てられたタイムスロツトTS0のタイミングのときにその周波数チヤネルを使用して送信信号を送信するような通信方式であり、同一周波数チヤネルで複数の通信(いわゆる多元接続)を実現して周波数を効率的に利用するようになされている。なお以降の説明では、送信用に割り当てられたタイムスロツトTS0を送信スロツトTXと呼び、1つの送信スロツトTXで送られるデータブロツクをスロツトと呼ぶ。

この場合、タイムスロツトTS0がユーザAに割り当てられ、タイムスロツトTS1がユーザBに割り当てられ、タイムスロツトTS2及びTS3がユーザCに割り当てられ、タイムスロツトTS4〜TS7がユーザDに割り当てられることにより、ユーザごとに使用するタイムスロツト数を変えることにより伝送レート可変し得るようになされている。但し、この場合でも各物理チヤネル(8タイムスロツトあるので、この場合8チヤネル)には、通信チヤネル開設時よりユーザ所望の8K[bit/sec]の伝送レートが割り当てられており、通信途中でチヤネルごとの伝送レートが変更されるようなことはない。

因みに、このTDMA方式の場合において各タイムスロツトTS0〜TS7は、実際に送信スロツトTXによつて送信される度に所定の周波数チヤネルに割り当てられ、送信が終了する度に割り当てられた周波数チヤネルが開放されるようになされており、これにより送信する場合にのみ周波数チヤネルを利用して周波数の有効利用を図るようになされている。

ここでこのTDMA方式によつてデイジタル信号を送受信するセルラー無線通信システムの送信装置及び受信装置を図17及び図18を用いて説明する。因みに、この図17及び図18に示す送信装置及び受信装置においても、例えば携帯電話システムの基地局や携帯電話機にそれぞれ搭載され、携帯電話機から基地局への上りの通信や基地局から携帯電話機への下りの通信に使用される。

図17に示すように、20は全体として周波数ホツピング(FH)を行うTDMA方式のセルラー無線通信システムにおける送信装置を示し、ここでも隣接する全てのセルにおいて同一周波数帯域を用いるような通信環境、いわゆる周波数繰り返し数が「1」の状態であり、情報ビツトストリームS1をユーザ所望のビツトレート8K[bit/sec]で所定の帯域幅を用いて送信する場合を想定している。

送信装置20は、まず8K[bit/sec]の情報ビツトストリームS20を符号化部21に入力する。符号化部21は、情報ビツトストリームS20に対して畳み込み符号化処理を施し、その結果得られる送信シンボルに対してインターリーブ処理を施すことにより、符号化率1/2で符号化された16K[Coded bit/sec]の送信シンボルストリームS21を生成し、これをシンボルマツピング部22に送出する。

シンボルマツピング部22は、送信シンボルストリームS21を送信スロツトTXに割り当てるために当該送信シンボルストリームS21を所定ビツト数毎に区分けし、その結果得られる送信シンボルストリームに対してBPSK(BinaryPhase-Shift Keying)変調処理を施すことにより、各シンボル情報が位相値によつて示される送信信号S22を生成し、これを送信回路23に送出する。

送信回路23は、送信信号S22に対してフイルタリング処理を施した後、アナログ信号化し、当該アナログ信号化された送信信号を高周波信号と乗算処理することにより、所望の周波数帯域(例えば約 800[MHz] )に周波数変換して所定周波数チヤネルの送信信号S23を生成し、これを所定電力に増幅した後に送信スロツトTXのタイミングに同期して、スロツト単位に区分けされた送信信号S23をアンテナ24を介して送信する。

なお送信回路23は、予め決められているパターンに基づいて、スロツト毎に使用する周波数チヤネルをランダムに変更する(いわゆる周波数ホツピング)ようになされており、これにより他の通信から受ける干渉波の影響を低減するようになされている。

このように周波数ホツピングを行うTDMA方式の場合には、物理的な周波数チヤネルはランダムに変更されるものの、チヤネルの割り当てとしては1つの論理チヤネルがユーザに割り当てられ、その論理チヤネルの物理的利用箇所(周波数チヤネル)が変更になるだけである。従つて、通信開設時にユーザごとに割り当てられた論理チヤネルは、基地局と携帯電話機との通信が行われる間は固定的に用いられる。

一方、図18に示すように受信装置30は、送信装置20から送信された送信信号S23をアンテナ31によつて受け、これを受信信号S31として受信回路32に入力する。受信回路32は、受信信号S31を所定レベルに増幅した後、周波数変換処理を施すことによりベースバンド信号を取り出し、そのベースバンド信号にフイルタリング処理を施した後、デイジタル信号化することによりBPSK変調されている状態の受信信号S32を取り出し、これをビツトストリーム抽出部33に送出する。

ここで受信回路32は、送信側で行われた周波数ホツピングと同じホツピングパターンに基づいて受信する周波数チヤネルを変更するようになされており、これにより送信側の周波数チヤネルの変更に追従して正確に受信動作を実行し得るようになされている。

ビツトストリーム抽出部33は、受信信号S32に対してBPSK復調処理を施すことによりシンボル情報を取り出し、これを16K[coded bit/sec]の受信シンボルストリームS33として復号化部34に送出する。

復号化部34は、送信装置20の符号化部21で行つた並び換えと逆の手順で受信シンボルストリームS33に対してデインターリーブ処理を施し、この結果得られる受信シンボルストリームを基に最尤系列推定することにより軟判定ビタビ復号処理を施し、この結果送信されてきたデータを示す8K[bit/sec]の情報ビツトストリームS34を復元し、これを出力する。

概要

本発明は、隣接セルにおいて同一周波数帯域を使用するような通信環境においても他の通信に対して悪影響を与えることなく通信するようにする。

本発明は、所定伝送レートの情報ビツト系列を符号化してなる符号化ビツト系列に対して所定の変調処理を施すことにより送信シンボル系列を生成し、当該送信シンボル系列に所定の送信処理を施すことにより生成した送信信号を所定の通信チヤネルを介して送信する場合、情報ビツト系列に基づいて所定伝送レートよりも遅い低速伝送レートの送信情報ビツト系列を生成し、当該送信情報ビツト系列を基に生成した送信信号を通信チヤネルを介して送信開始し、送信情報ビツト系列の低速伝送レートを段階的に増加させて所定伝送レートに到達させると共に、当該低速伝送レートの段階的な増加に伴つて使用する通信チヤネルのチヤネル数を段階的に増加させながら送信するようにする。

目的

このようにCDMA方式のセルラー無線通信システムでは、必要最低限の送信電力で通信することにより、他局にとつて干渉成分となる非希望波の送信電力を増大させることなく干渉成分の影響を低減し得ることを目的とした、いわゆる送信パワーコントロールを実行するようになされている。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
5件

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請求項1

所定伝送レートの情報ビツト系列を符号化してなる符号化ビツト系列に対して所定の変調処理を施すことにより送信シンボル系列を生成し、当該送信シンボル系列に所定の送信処理を施すことにより生成した送信信号を所定の通信チヤネルを介して送信する送信方法において、上記情報ビツト系列に基づいて上記所定伝送レートよりも遅い低速伝送レートの送信情報ビツト系列を生成し、当該送信情報ビツト系列を基に生成した上記送信信号を上記通信チヤネルを介して送信開始し、上記送信情報ビツト系列の低速伝送レートを段階的に増加させて上記所定伝送レートに到達させると共に、当該低速伝送レートの段階的な増加に伴つて使用する上記通信チヤネルのチヤネル数を段階的に増加させながら送信することを特徴とする送信方法。

請求項2

上記送信開始時は、上記通信チヤネルの全体数の約1/32以下の最小チヤネル数で送信することを特徴とする請求項1に記載の送信方法。

請求項3

上記送信開始時は、上記通信チヤネルの全体数の約1/32以下の最小チヤネル数で送信すると共に、上記低速伝送レートの段階的な増加にそれぞれ応じて使用するチヤネル数を上記最小チヤネル数づつ増加させることを特徴とする請求項1に記載の送信方法。

請求項4

上記所定伝送レートに到達したときに用いられる上記通信チヤネルのチヤネル数を予め割り当てておき、上記チヤネル数のうちの一部のチヤネルを使用して上記低速伝送レートで上記送信信号の送信を開始し、上記低速伝送レートの段階的な増加に応じて使用するチヤネル数を増加することを特徴とする請求項1に記載の送信方法。

請求項5

所定伝送レートの情報ビツト系列を符号化してなる符号化ビツト系列に対して所定の変調処理を施すことにより送信シンボル系列を生成し、当該送信シンボル系列に所定の送信処理を施すことにより生成した送信信号を所定の通信チヤネルを介して送信する送信装置において、上記情報ビツト系列に基づいて上記所定伝送レートよりも遅い低速伝送レートの送信情報ビツト系列を生成する送信信号生成手段と、上記送信情報ビツト系列を基に上記送信信号を生成した後、当該送信信号を上記通信チヤネルを介して送信開始し、上記送信情報ビツト系列の低速伝送レートを段階的に増加させて上記所定伝送レートに到達させると共に、当該低速伝送レートの段階的な増加に伴つて使用する上記通信チヤネルのチヤネル数を段階的に増加させながら送信する送信手段とを具えることを特徴とする送信装置。

請求項6

上記送信手段は、上記送信開始時に上記通信チヤネルの全体数の約1/32以下の最小チヤネル数で送信することを特徴とする請求項5に記載の送信装置。

請求項7

上記送信手段は、上記送信開始時に上記通信チヤネルの全体数の約1/32以下の最小チヤネル数で送信すると共に、上記低速伝送レートの段階的な増加にそれぞれ応じて使用するチヤネル数を上記最小チヤネル数づつ増加させることを特徴とする請求項5に記載の送信装置。

請求項8

上記送信手段は、上記所定伝送レートに到達したときに用いられる上記通信チヤネルのチヤネル数を予め割り当てておき、上記チヤネル数のうちの一部のチヤネルを使用して上記低速伝送レートで上記送信信号の送信を開始し、上記低速伝送レートの段階的な増加に応じて使用するチヤネル数を増加することを特徴とする請求項5に記載の送信装置。

請求項9

所定伝送レートの情報ビツト系列を符号化してなる符号化ビツト系列に対して所定の変調処理を施すことにより送信シンボル系列を生成し、当該送信シンボル系列に所定の送信処理を施すことにより送信信号を生成し、所定の通信チヤネルを介して送信された上記送信信号を受信する受信装置において、上記情報ビツト系列に基づいて上記所定伝送レートよりも遅い低速伝送レートの送信情報ビツト系列を生成し、当該送信情報ビツト系列を基に生成された上記送信信号が上記通信チヤネルを介して送信開始され、上記送信情報ビツト系列の低速伝送レートが段階的に増加されて上記所定伝送レートに到達すると共に、当該低速伝送レートの段階的な増加に伴つて使用する上記通信チヤネルのチヤネル数が段階的に増加されながら送信された上記送信信号を、当該送信信号と同じチヤネル数によつて受信する受信手段と、上記受信手段によつて受信された受信信号に対してそれぞれ所定の復調処理処理を施すことにより受信シンボル系列を生成する復調手段と、上記受信シンボル系列に対して所定の復号処理を施すことにより得られる受信ビツト系列を格納して出力する記憶手段とを具えることを特徴とする受信装置。

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0001

以下の順序で本発明を説明する。

0002

発明の属する技術分野
従来の技術(図14図18
発明が解決しようとする課題
課題を解決するための手段
発明の実施の形態
(1)第1の実施の形態(図1図4
(2)第2の実施の形態(図5図8
(3)第3の実施の形態(図9及び図10
(4)他の実施の形態(図11図13
発明の効果

技術分野

0003

本発明は送信方法送信装置及び受信装置に関し、例えば携帯電話システムのようなセルラー無線通信システムに適用して好適なものである。

背景技術

0004

従来、セルラー無線通信システムにおいては、通信サービスを提供するエリアを所望の大きさのセルに分割して当該セル内にそれぞれ固定無線局としての基地局を設置し、移動無線局としての携帯電話機は自分が存在するセル内の基地局と無線通信するようになされている。

0005

その際、携帯電話機と基地局との間の通信方式としては種々の方式が提案されており、その代表的なものとしてCDMA方式(Code Division Multiple Access )と呼ばれる符号分割多元接続方式及びTDMA方式(Time Division Multiple Access )と呼ばれる時分割多元接続方式がある。

0006

CDMA方式は、狭帯域変調波(1次変調)の周波数帯域幅スペクトラム拡散する(2次変調)ことにより数十倍以上に広げて伝送する通信方式であり、全ての通信は同一の無線キヤリアを用いて行われ、通信チヤネルごとに独立な拡散符号割り当てることにより、同一の広帯域周波数帯域を多数の通信チヤネルに割り当てて多元接続を実現し得るようになされている。受信側では希望チヤネルの信号を逆拡散することにより、他のチヤネルの信号を雑音ノイズ)とみなして目的の1次変調波のみを抽出し、これを復調することにより送信情報復元し得るようになされている。

0007

ここでこのCDMA方式によつてデイジタル信号を送受信するセルラー無線通信システムの送信装置及び受信装置を図14及び図15を用いて説明する。因みに、この図14及び図15に示す送信装置及び受信装置は、例えば携帯電話システムの基地局や携帯電話機にそれぞれ搭載され、携帯電話機から基地局への上りの通信や基地局から携帯電話機への下りの通信に使用される。

0008

図14に示すように、1は全体としてDS(Direct Spread:直接拡散) −CDMA方式(以下、これを単にCDMA方式と呼ぶ)のセルラー無線通信システムにおける送信装置を示し、ここでは隣接する全てのセルにおいて同一周波数帯域を用いるような通信環境、いわゆる周波数繰り返し数が「1」の状態であり、情報ビツトストリームS1をユーザ所望のビツトレート8K[bit/sec]で帯域幅1.024[MHz]を用いて送信する場合を想定している。

0009

送信装置1は、まず8K[bit/sec]のビツトレートでなる情報ビツトストリームS1を符号化部2に入力する。符号化部2は、情報ビツトストリームS1に対して誤り訂正符号化処理一種である畳み込み符号化処理を施し、その結果得られる送信シンボル順番ランダム並び換える(以下、この順番を並び換えることをインターリーブと呼ぶ)ことにより、符号化率1/2で符号化された16K[Coded bit/sec]の送信シンボルストリームS2を生成し、これを拡散符号乗算器3に送出する。

0010

拡散符号乗算器3は、拡散符号発生部4によつて供給される拡散率(以下、これをSpreading ratio : SPと呼ぶ)64の拡散符号C1を16K[Coded bit/sec]の送信シンボルストリームS2に乗算することにより、1024K[chip/sec] に拡散された送信シンボルストリームS3を生成し、これをロングコード乗算器5に供給する。ここで拡散符号乗算器3は、互いに直交関係にある64種類のPN符号を用いることにより、同一の周波数帯域を64チヤネルに割り当てるようになされている。

0011

この場合、送信装置1においては、チヤネル割り当てを請求する際に情報ビツトストリームS1のビツトレートに応じた拡散率の拡散符号C1が拡散符号発生部4によつて割り当てられるようになされている。従つて情報ビツトストリームS1のビツトレートが16K[bit/sec]であれば、SP32の拡散符号C1が割り当てられることになる。

0012

ロングコード乗算器5は、隣接セルにおいて同一の拡散符号C1が用いられていた場合でも混信することがないように、ロングコード発生部6から供給される基地局ごとに固有に設けられたロングコードC2によつて送信シンボルストリームS3を乗算することによりスクランブル化を施し、この結果得られる1024K[chip/sec] の送信シンボルストリームS4をシンボルマツピング部7に送出する。

0013

ここでは周波数繰り返し数が「1」であるために、隣接セル間でも同じ周波数帯域が使用されると共に、拡散符号C1についても同一のものが使用されているため、基地局ごとに固有に設けられたロングコードC2を用いることによつて隣接セル間干渉を防止するようになされている。すなわちCDMA方式のセルラー無線通信システムでは、同一セル内においてはそれぞれの携帯電話機に対して使用される拡散符号C1はそれぞれ互いに直交関係にあるが、隣接セル間では直交関係にはない。

0014

シンボルマツピング部7は、順次入力される送信シンボルストリームS4に対してBPSK(Binary Phase-Shift Keying)変調処理を施すことにより、各シンボル情報位相値によつて示される送信信号S5を生成し、これを送信回路8に送出する。

0015

送信回路8は、送信信号S5に対してフイルタリング処理を施した後、アナログ信号化し、当該アナログ信号化された送信信号を高周波信号乗算処理することにより、所望の周波数帯域(例えば約 800[MHz] )に周波数変換して所定周波数チヤネルの送信信号S6を生成し、これを所定電力増幅した後にアンテナ9を介して送信する。

0016

また、図15に示すように受信装置10は、送信装置1から送信された送信信号S6をアンテナ11によつて受け、これを受信信号S11として受信回路12に入力する。受信回路12は、受信信号S11を所定レベルに増幅した後、周波数変換処理を施すことによりベースバンド信号を取り出し、そのベースバンド信号にフイルタリング処理を施した後、デイジタル信号化することによりBPSK変調されている状態の受信信号S12を取り出し、これをビツトストリーム抽出部13に送出する。

0017

ビツトストリーム抽出部13は、受信信号S12に対してBPSK復調処理を施すことによりシンボル情報を取り出し、これを1024K[chip/sec] の受信シンボルストリームS13としてロングコード乗算器14に送出する。

0018

ロングコード乗算器14は、ロングコード発生部15によつて送信側のロングコード発生部6で発生したものと同一のロングコードC3の供給を受け、これを用いて受信シンボルストリームS13を乗算処理することによりデスクランブル化を施す。これによりロングコード乗算器14は、送信側で生成した送信シンボルストリームS3と同一の1024K[chip/sec] の受信シンボルストリームS14を生成し、これを拡散符号乗算器16に送出する。

0019

拡散符号乗算器16は、送信側の拡散符号発生部4で発生された拡散符号C1と同一の拡散符号C4を拡散符号発生部17によつて発生し、当該拡散符号C4を1024K[chip/sec] の受信シンボルストリームS14に対して乗算することにより逆拡散を施し、この結果得られる16K[Coded bit/sec]の受信シンボルストリームS15を復号化部18に送出する。

0020

復号化部18は、送信装置1の符号化部2で行つた並び換えと逆の手順で受信シンボルストリームS15の順番を並び換えることにより元の並び順に戻し(以下、この元の並びに戻すことをデインターリーブと呼ぶ)、この結果得られる受信シンボルストリームを基に畳み込み符号のトレリスを考え、データとして取り得る全ての状態遷移の中から最も確からしい状態を推定(いわゆる最尤系列推定)することにより軟判定ビタビ復号処理を施し、かくして送信されてきたデータを示す8K[bit/sec]の情報ビツトストリームS16を復元し、これを出力する。

0021

一方TDMA方式は、例えば図16に示すように、所定の周波数チヤネルを所定時間幅フレームF0、F1、……によつて時間的に区分けすると共に、そのフレームをそれぞれ所定時間幅のタイムスロツトTS0〜TS7(この場合8タイムスロツト)に分割し、自局に割り当てられたタイムスロツトTS0のタイミングのときにその周波数チヤネルを使用して送信信号を送信するような通信方式であり、同一周波数チヤネルで複数の通信(いわゆる多元接続)を実現して周波数を効率的に利用するようになされている。なお以降の説明では、送信用に割り当てられたタイムスロツトTS0を送信スロツトTXと呼び、1つの送信スロツトTXで送られるデータブロツクをスロツトと呼ぶ。

0022

この場合、タイムスロツトTS0がユーザAに割り当てられ、タイムスロツトTS1がユーザBに割り当てられ、タイムスロツトTS2及びTS3がユーザCに割り当てられ、タイムスロツトTS4〜TS7がユーザDに割り当てられることにより、ユーザごとに使用するタイムスロツト数を変えることにより伝送レート可変し得るようになされている。但し、この場合でも各物理チヤネル(8タイムスロツトあるので、この場合8チヤネル)には、通信チヤネル開設時よりユーザ所望の8K[bit/sec]の伝送レートが割り当てられており、通信途中でチヤネルごとの伝送レートが変更されるようなことはない。

0023

因みに、このTDMA方式の場合において各タイムスロツトTS0〜TS7は、実際に送信スロツトTXによつて送信される度に所定の周波数チヤネルに割り当てられ、送信が終了する度に割り当てられた周波数チヤネルが開放されるようになされており、これにより送信する場合にのみ周波数チヤネルを利用して周波数の有効利用を図るようになされている。

0024

ここでこのTDMA方式によつてデイジタル信号を送受信するセルラー無線通信システムの送信装置及び受信装置を図17及び図18を用いて説明する。因みに、この図17及び図18に示す送信装置及び受信装置においても、例えば携帯電話システムの基地局や携帯電話機にそれぞれ搭載され、携帯電話機から基地局への上りの通信や基地局から携帯電話機への下りの通信に使用される。

0025

図17に示すように、20は全体として周波数ホツピング(FH)を行うTDMA方式のセルラー無線通信システムにおける送信装置を示し、ここでも隣接する全てのセルにおいて同一周波数帯域を用いるような通信環境、いわゆる周波数繰り返し数が「1」の状態であり、情報ビツトストリームS1をユーザ所望のビツトレート8K[bit/sec]で所定の帯域幅を用いて送信する場合を想定している。

0026

送信装置20は、まず8K[bit/sec]の情報ビツトストリームS20を符号化部21に入力する。符号化部21は、情報ビツトストリームS20に対して畳み込み符号化処理を施し、その結果得られる送信シンボルに対してインターリーブ処理を施すことにより、符号化率1/2で符号化された16K[Coded bit/sec]の送信シンボルストリームS21を生成し、これをシンボルマツピング部22に送出する。

0027

シンボルマツピング部22は、送信シンボルストリームS21を送信スロツトTXに割り当てるために当該送信シンボルストリームS21を所定ビツト数毎に区分けし、その結果得られる送信シンボルストリームに対してBPSK(BinaryPhase-Shift Keying)変調処理を施すことにより、各シンボル情報が位相値によつて示される送信信号S22を生成し、これを送信回路23に送出する。

0028

送信回路23は、送信信号S22に対してフイルタリング処理を施した後、アナログ信号化し、当該アナログ信号化された送信信号を高周波信号と乗算処理することにより、所望の周波数帯域(例えば約 800[MHz] )に周波数変換して所定周波数チヤネルの送信信号S23を生成し、これを所定電力に増幅した後に送信スロツトTXのタイミングに同期して、スロツト単位に区分けされた送信信号S23をアンテナ24を介して送信する。

0029

なお送信回路23は、予め決められているパターンに基づいて、スロツト毎に使用する周波数チヤネルをランダムに変更する(いわゆる周波数ホツピング)ようになされており、これにより他の通信から受ける干渉波の影響を低減するようになされている。

0030

このように周波数ホツピングを行うTDMA方式の場合には、物理的な周波数チヤネルはランダムに変更されるものの、チヤネルの割り当てとしては1つの論理チヤネルがユーザに割り当てられ、その論理チヤネルの物理的利用箇所(周波数チヤネル)が変更になるだけである。従つて、通信開設時にユーザごとに割り当てられた論理チヤネルは、基地局と携帯電話機との通信が行われる間は固定的に用いられる。

0031

一方、図18に示すように受信装置30は、送信装置20から送信された送信信号S23をアンテナ31によつて受け、これを受信信号S31として受信回路32に入力する。受信回路32は、受信信号S31を所定レベルに増幅した後、周波数変換処理を施すことによりベースバンド信号を取り出し、そのベースバンド信号にフイルタリング処理を施した後、デイジタル信号化することによりBPSK変調されている状態の受信信号S32を取り出し、これをビツトストリーム抽出部33に送出する。

0032

ここで受信回路32は、送信側で行われた周波数ホツピングと同じホツピングパターンに基づいて受信する周波数チヤネルを変更するようになされており、これにより送信側の周波数チヤネルの変更に追従して正確に受信動作を実行し得るようになされている。

0033

ビツトストリーム抽出部33は、受信信号S32に対してBPSK復調処理を施すことによりシンボル情報を取り出し、これを16K[coded bit/sec]の受信シンボルストリームS33として復号化部34に送出する。

0034

復号化部34は、送信装置20の符号化部21で行つた並び換えと逆の手順で受信シンボルストリームS33に対してデインターリーブ処理を施し、この結果得られる受信シンボルストリームを基に最尤系列推定することにより軟判定ビタビ復号処理を施し、この結果送信されてきたデータを示す8K[bit/sec]の情報ビツトストリームS34を復元し、これを出力する。

発明が解決しようとする課題

0035

ところでかかる構成のCDMA方式のセルラー無線通信システムは、携帯電話機から基地局への上りチヤネルにおいて、当該基地局にとつて非希望波を送信する携帯電話機が至近距離に存在すると、この携帯電話機からの非希望波が干渉成分となる。このような干渉成分の影響を低減するためにCDMA方式のセルラー無線通信システムでは、基地局及び携帯電話機において互いに受信電力(又は受信電力の品質)を監視しており、当該監視結果を互いに通知し合うことによつて送信電力コントロールするようになされている。

0036

このようにCDMA方式のセルラー無線通信システムでは、必要最低限の送信電力で通信することにより、他局にとつて干渉成分となる非希望波の送信電力を増大させることなく干渉成分の影響を低減し得ることを目的とした、いわゆる送信パワーコントロールを実行するようになされている。

0037

実際上CDMA方式のセルラー無線通信システムでは、基地局において携帯電話機からの送信信号を受信したときの希望波電力と、基地局側で受信される干渉成分のエネルギ並びに熱雑音の合計(以下、これを干渉波電力と呼ぶ)との比、すなわち信号対干渉電力比C/Iを検出し、当該検出結果が相対的に所望の通信品質に耐え得る値となるようにコントロールする。

0038

ところでCDMA方式のセルラー無線通信システムにおいて、隣接するセルにおいて生起した呼によつて発生する干渉成分は、自局のセル内において生起したある特定の呼だけが全ての影響を受けるのではなく、干渉成分が自局のセル内全ての呼に対して少しずつ影響するように平均化されて与えられる。これにより隣接するセルにおいて生起した呼によつて発生する干渉成分は、ある平均化された値として決定されるため、自局のセルにおける送信パワーを干渉波成分の影響を無視できる程度に増大してしまえば、隣接するセルの基地局で同一の周波数帯域を利用しても問題なく通信することが可能となる。

0039

このようにCDMA方式のセルラー無線通信システムは、基地局側で受信される干渉成分のエネルギが瞬時的に大きく変動せず、ほぼ一定(平均化された値)であるとみなせることを前提にした通信方式であり、基地局で受信した干渉成分のエネルギが大きく変動した場合には、これに伴つて当該基地局と通信している携帯電話機は送信パワーを大きく変動させなければならなくなる。

0040

従つて基地局において受信した干渉成分のエネルギが急激に増大した場合、携帯電話機はこの増加分に見合つただけ送信パワーを増大させる必要がある。ところが携帯電話機は、干渉成分のエネルギの増大があまりにも急激すぎると、基地局からのパワーアツプコマンドに応じて送信パワーを増大させるようになされているために、パワーアツプコマンドを受信してから実際に送信パワーを増大させるまでにタイムラグが生じ、この結果基地局と携帯電話機との通信が瞬断してしまう恐れがあつた。

0041

実際のCDMA方式のセルラー無線通信システムでは、1ユーザ当たりの伝送レートは最大でも14K[bit/sec]程度であり、これを帯域幅1.23[MHz]で伝送している。この場合、帯域幅 1.23[MHz]に対して1ユーザに割り当てられるチヤネルの占める割合(以下、これをプロセスゲインと呼ぶ)は約87(= 1.23[MHz]/14K[bit/sec] )となつており、1チヤネル分の呼の変動(生起するかしないか)はシステム全体から見た場合にさして大きな影響にはならない。

0042

ところが、伝送レートが400K[bit/sec] の情報ビツトストリームを例えば帯域幅4[MHz] で伝送する場合、プロセスゲインは10(=4[MHz]/400K[bit/sec])となり、1チヤネル分の呼の変動がシステム全体に与える影響は無視できなくなる。同様に、伝送ビツトレートが800K[bit/sec] の情報ビツトストリームを例えば帯域幅4[MHz] で伝送する場合には、もはや1チヤネル分の呼の変動がシステム全体に与える影響を考慮せずにシステムを動作させることは不可能となつてしまう。

0043

このような場合に、通信チヤネルの開設初期からユーザ所望の伝送レートでいきなり通信を行う(すなわちシステム全体の通信チヤネルのうち使用するチヤネル割合が大きい)とそれに伴つて送信電力を増加させなければならず、これによつて干渉量が急激に増加して他の通信に対して悪影響を与えるという問題があつた。また、このとき移動局は基地局からのパワーアツプコマンドに応じて送信パワーを増大させるまでにタイムラグが生じ、これにより基地局と携帯電話機との通信が瞬断してしまうという問題があつた。

0044

このことはCDMA方式のセルラー無線通信システムに係わらず、周波数ホツピングを行うTDMA方式のセルラー無線通信システムに対しても同様であり、通信チヤネルの開設初期からユーザ所望の伝送レートでいきなり通信を行うと、急激に干渉量が増加すると共に、当該増加する干渉量を制御するためのパワーコントロールが追従し切れずに基地局と携帯電話機との通信が瞬断してしまうという問題があつた。

0045

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、隣接セルにおいて同一周波数帯域を使用するような通信環境においても他の通信に対して悪影響を与えることなく通信し得る送信方法、送信装置及び受信装置を提案しようとするものである。

課題を解決するための手段

0046

かかる課題を解決するため本発明においては、所定伝送レートの情報ビツト系列を符号化してなる符号化ビツト系列に対して所定の変調処理を施すことにより送信シンボル系列を生成し、当該送信シンボル系列に所定の送信処理を施すことにより生成した送信信号を所定の通信チヤネルを介して送信する場合、情報ビツト系列に基づいて所定伝送レートよりも遅い低速伝送レートの送信情報ビツト系列を生成し、当該送信情報ビツト系列を基に生成した送信信号を通信チヤネルを介して送信開始し、送信情報ビツト系列の低速伝送レートを段階的に増加させて所定伝送レートに到達させると共に、当該低速伝送レートの段階的な増加に伴つて使用する通信チヤネルのチヤネル数を段階的に増加させながら送信するようにする。

0047

送信信号の送信開始当初は低い伝送レートに応じたチヤネル数で送信を行い、序々に伝送レートを段階的に増加させていくに連れてチヤネル数を段階的に増加させてながら送信することにより、送信開始当初から送信電力を急激に増加させることを防止することができる。

0048

また本発明においては、所定伝送レートの情報ビツト系列を符号化してなる符号化ビツト系列に対して所定の変調処理を施すことにより送信シンボル系列を生成し、当該送信シンボル系列に所定の送信処理を施すことにより送信信号を生成し、所定の通信チヤネルを介して送信された送信信号を受信する受信装置において、情報ビツト系列に基づいて所定伝送レートよりも遅い低速伝送レートの送信情報ビツト系列を生成し、当該送信情報ビツト系列を基に生成された送信信号が通信チヤネルを介して送信開始され、送信情報ビツト系列の低速伝送レートが段階的に増加されて所定伝送レートに到達すると共に、当該低速伝送レートの段階的な増加に伴つて使用する通信チヤネルのチヤネル数が段階的に増加されながら送信された送信信号を、当該送信信号のチヤネル数に応じたチヤネル数によつて受信する受信手段と、当該受信手段によつて受信された受信信号に対してそれぞれ所定の復調処理処理を施すことにより受信シンボル系列を生成する復調手段と、受信シンボル系列に対して所定の復号処理を施すことにより得られる受信ビツト系列を格納して出力する記憶手段とを設けるようにする。

0049

送信側において低速伝送レートの段階的な増加に応じて増加したチヤネル数に合わせて受信側でもチヤネル数を揃えて受信した後に復調及び復号処理するようにしたことにより、送信されてきた送信信号を正確に復元することができる。

発明を実施するための最良の形態

0050

下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。

0051

(1)第1の実施の形態
本発明においては基地局から携帯電話機に対して行う下りの通信を一例として説明する。図1において、40は全体として基地局に搭載された本発明の送信装置を示し、隣接する全てのセルにおいて同一周波数帯域を用いるような通信環境、いわゆる周波数繰り返し数が「1」の状態であり、情報ビツトストリームS40をユーザ所望のビツトレート128K[bit/sec]で帯域幅2.048[MHz]を用いて送信するようになされている。ここでユーザが送信する情報ビツトストリームS40のビツトレートは 128K[bit/sec]と高速であることにより、音声データのみならず高速でデータ通信を実行し得るようになされている。

0052

送信装置40は、まず情報ビツトストリームS40をバツフア41に送出する。バツフア41は、入力された情報ビツトストリームS40を一旦記憶し、制御部42より供給される制御信号に基づいて所定時間間隔ごとに所定ビツト数ずつ段階的にビツトレートを増加しながら情報ビツトストリームS41を読み出し、これを符号化部43に順次送出する。

0053

ここで制御部42は、内部に設けられたクロツクによつてバツフア41から読み出す情報ビツトストリームS41の読み出し時間を監視しており、当該読み出し時間が所定時間経過すると次の段階のビツトレートでなる情報ビツトストリームS41をバツフア41から読み出すようになされている。

0054

符号化部43は、所定時間経過ごとに入力されたそれぞれビツトレートの異なる情報ビツトストリームS41に対して畳み込み符号化処理を施し、その結果得られる送信シンボルに対してインターリーブ処理を施すことにより、送信シンボルストリームS42を生成し、これを拡散符号乗算器44に順次送出する。

0055

拡散符号乗算器44は、制御部42より供給される制御信号に基づいて最適な拡散率(SP)の拡散符号C11が拡散符号発生部45から供給され、ビツトレートの異なるそれぞれの送信シンボルストリームS42に対して最適な拡散率の拡散符号C11を乗算することにより、2048K[chip/sec] の送信シンボルストリームS43を生成し、これをロングコード乗算器46に送出する。

0056

ロングコード乗算器46は、隣接セルにおいて用いられている同一の拡散符号C11によつて混信することがないように、ロングコード発生部47から供給される基地局ごとに固有に設けられたロングコードC12を送信シンボルストリームS43に乗算することによりスクランブル化を施し、この結果得られる2048K[chip/sec] の送信シンボルストリームS44をシンボルマツピング部48に送出する。

0057

ここでは周波数繰り返し数が「1」であるために、隣接セル間でも同じ周波数帯域が使用されると共に、拡散符号C11についても同一のものが使用されているため、基地局ごとに固有に設けられたロングコードC12を用いることによつて隣接セル間干渉を防止するようになされている。すなわち本発明のCDMA方式のセルラー無線通信システムでは、同一セル内においてはそれぞれの携帯電話機に対して用いられる拡散符号C11は互いに直交関係にあるが、隣接セルにおいても同じ拡散符号C11が用いられているために隣接セル間では必ずしも直交関係にはない。

0058

シンボルマツピング部48は、入力される送信シンボルストリームS44に対してBPSK変調処理を施すことにより、各シンボル情報が位相値によつて示される送信信号S45を生成し、これを送信回路49に送出する。

0059

送信回路49は、送信信号S45に対してフイルタリング処理を施した後、アナログ信号化し、当該アナログ信号化された送信信号を高周波信号と乗算処理することにより、所望の周波数帯域(例えば約 800[MHz] )に周波数変換して所定周波数チヤネルの送信信号S46を生成し、これを所定電力に増幅した後にアンテナ50を介して送信するようになされている。

0060

この場合、制御部42はバツフア41に格納された 128K[bit/sec]の情報ビツトストリームS40をそのままのビツトレートで読み出して次段以降の符号化処理を施すのではなく、最初に32K[bit/sec]のビツトレートで情報ビツトストリームS41を読み出して符号化部43に送出し、所定時間経過すると次に64K[bit/sec]のビツトレートで情報ビツトストリームS41を読み出し、続いて所定時間経過すると96K[bit/sec]のビツトレートで情報ビツトストリームS41を読み出し、引き続き所定時間経過すると 128K[bit/sec]のビツトレートで情報ビツトストリームS41を読み出すようになされている。

0061

従つて符号化部43は、32K[bit/sec]の情報ビツトストリームS41に対しては符号化率1/2で符号化処理することにより、64K[coded bit/sec]の情報ビツトストリームS42を生成し、これを拡散符号乗算器44に供給する。続いて符号化部43は、所定時間経過した後に入力された64K[bit/sec]の情報ビツトストリームS41に対して符号化率1/2で符号化処理することにより、 128K[coded bit/sec]の情報ビツトストリームS42を生成し、これを拡散符号乗算器44に供給する。

0062

そして符号化部43は、さらに所定時間経過した後に入力された96K[bit/sec]の情報ビツトストリームS41に対しては約1/2の符号化率で符号化処理することにより、204.8K[coded bit/sec] の情報ビツトストリームS42を生成し、これを拡散符号乗算器44に供給し、さらに所定時間経過した後に入力された 128K[bit/sec]の情報ビツトストリームS41に対して符号化率1/2で符号化処理することにより、 256K[coded bit/sec]の情報ビツトストリームS42を生成し、これを拡散符号乗算器44に供給する。

0063

このようにして符号化部43は、所定時間間隔ごとにビツトレートが増加された情報ビツトストリームS41を畳み込み符号化及びインターリーブ処理することにより、64K[coded bit/sec]ずつ段階的にビツトレートの増加された送信シンボルストリームS42を生成し、これを拡散符号乗算器44に所定時間間隔ごとに順次供給する。

0064

拡散符号乗算器44は、64K[coded bit/sec]の情報ビツトストリームS42が入力された場合には、制御部42の制御信号に基づいて拡散率(SP)32の拡散符号C11が拡散符号発生部45から供給され、当該SP32の拡散符号C11を64K[coded bit/sec]の情報ビツトストリームS42に乗算することにより、2048K[chip/sec] の送信シンボルストリームS43を生成する。

0065

ここで拡散符号乗算器44は、拡散率(SP)32の拡散符号C11を用いることにより、同一の周波数帯域を32チヤネルに割り当てるようになされている。従つて、32チヤネル全体のうち1チヤネルが占める割合は少ない。

0066

続いて拡散符号乗算器44は、 128K[coded bit/sec]の情報ビツトストリームS42が入力された場合には、制御部42の制御信号に基づいて拡散率(SP)16の拡散符号C11が拡散符号発生部45から供給され、当該SP16の拡散符号C11を 128K[coded bit/sec]の情報ビツトストリームS42に乗算することにより、2048K[chip/sec] の送信シンボルストリームS43を生成する。

0067

ここで拡散符号乗算器44は、拡散率(SP)16の拡散符号C11を用いることにより、同一の周波数帯域を16チヤネルに割り当てるようになされている。従つて、16チヤネル全体のうち1チヤネルが占める割合は拡散率(SP)32の拡散符号C11を用いるときよりも大きくなつている。

0068

同様に拡散符号乗算器44は、204.8K[coded bit/sec] の情報ビツトストリームS42が入力された場合には、拡散率(SP)10の拡散符号C11を204.8K[coded bit/sec] の情報ビツトストリームS42に乗算することにより、2048K[chip/sec] の送信シンボルストリームS43を生成し、 256K[coded bit/sec]の情報ビツトストリームS42が入力された場合には、拡散率(SP)8の拡散符号C11を 256K[coded bit/sec]の情報ビツトストリームS42に乗算することにより、2048K[chip/sec] の送信シンボルストリームS43を生成する。

0069

ここで拡散符号乗算器44は、拡散率(SP)8の拡散符号C11を用いることにより、同一の周波数帯域を8チヤネルに割り当てるようになされている。従つて、8チヤネル全体のうち1チヤネルが占める割合は拡散率(SP)32や16の拡散符号C11を用いるときよりもさらに大きくなつている。

0070

また制御部42は、送信回路49を制御することにより送信電力を段階的に増加させるようになされており、バツフア41から32K[bit/sec]の情報ビツトストリームS41を読み出した場合には、符号化処理、拡散処理及びシンボルマツピング処理を施すことにより生成した送信信号S45を送信電力「a」によつて送信する。続いて制御部42は、バツフア41から64K[bit/sec]の情報ビツトストリームS41を読み出した場合には、送信信号S45を送信電力「2a」によつて送信する。

0071

引き続き制御部42は、バツフア41から96K[bit/sec]の情報ビツトストリームS41を読み出した場合には、送信信号S45を送信電力「3a」によつて送信し、バツフア41から 128K[bit/sec]の情報ビツトストリームS41を読み出した場合には、送信信号S45を送信電力「4a」によつて送信する。

0072

このように制御部42は、情報ビツトストリームS40を最初からユーザ所望の 128K[bit/sec]のビツトレートで符号化して送信するのではなく、図2に示すように4段階(t0〜t3)に分けて段階的にビツトレートを増加させながら最終的に所望の 128K[bit/sec]のビツトレートで符号化して拡散し、各段階ごとのビツトレートにそれぞれ応じてチヤネル数全体のうち1チヤネルが占める割合が大きくなるにつれて送信電力を段階的に増加させながら送信信号S46を送信する。

0073

この場合、バツフア41から読みだされる情報ビツトストリームS41のビツトレートが 128K[bit/sec]に到達するまでは、ウオームアツプ期間として基地局と携帯電話機との間で制御信号の交換を行うようになされている。但し、リアルタイム性の要求されないようなデータを送信するような場合であれば、このウオームアツプ期間を用いて最初から実際の情報ビツトストリームを送信しても良い。

0074

一方、図3に示すように60は携帯電話機に搭載された本発明の受信装置を示し、送信装置40から送信された送信信号S46をアンテナ61によつて受け、これを受信信号S61として受信回路62に入力する。受信回路62は、受信信号S61を所定レベルに増幅した後、周波数変換処理を施すことによりベースバンド信号を取り出し、そのベースバンド信号にフイルタリング処理を施した後、デイジタル信号化することによりBPSK変調されている状態の受信信号S62を取り出し、これをビツトストリーム抽出部63に送出する。

0075

ビツトストリーム抽出部63は、受信信号S62に対してBPSK復調処理を施すことによりシンボル情報を取り出し、これを2048K[chip/sec] の受信シンボルストリームS63としてロングコード乗算器64に送出する。

0076

ロングコード乗算器64は、送信側のロングコード発生部47で発生したものと同一のロングコードC13をロングコード発生部65から供給され、これを用いて受信シンボルストリームS63を乗算処理することによりデスクランブル化を施す。これによりロングコード乗算器64は、送信側で生成した送信シンボルストリームS43と同一の2048K[chip/sec] の受信シンボルストリームS64を生成し、これを拡散符号乗算器66に送出する。

0077

拡散符号乗算器66は、送信側の拡散符号発生部45で発生した拡散符号C11と同一の拡散率でなる拡散符号C14を拡散符号発生部67によつて発生し、当該拡散符号C14を受信シンボルストリームS64に乗算することにより逆拡散を施し、この結果得られる受信シンボルストリームS65を復合化部68に送出する。

0078

この場合、拡散符号発生部45は制御部70より供給される制御信号に基づいて拡散符号C14の拡散率を変更して供給するようになされている。これにより受信装置60においては、拡散率のそれぞれ異なる拡散符号C14を受信シンボルストリームS64に乗算することにより、送信側で符号化したときと同じビツトレートの受信シンボルストリームS65をそれぞれ生成する。

0079

ここで拡散符号乗算器66は、送信側と同じようにチヤネル数全体のうち1チヤネルが占める割合が大きくなるにつれて、拡散率(SP)を変更して逆拡散処理を施すようになされている。これにより送信側と同じように1チヤネルが占める割合の変化に追従して正確に復調するようになされている。

0080

復合化部68は、順次入力される受信シンボルストリームS65に対してデインターリーブ処理を施し、この結果得られる受信シンボルストリームを最尤系列推定することにより軟判定ビタビ復号処理をして送信側のバツフア41から読み出されたときのビツトレートでなる情報ビツトストリームS66をそれぞれ生成し、これをバツフア69に格納する。バツフア69は、制御部70より供給される制御信号に基づいてビツトレート 128K[bit/sec]で情報ビツトストリームS67を読み出すことにより、送信されてきたデータを復元するようになされている。

0081

因みに、本発明においては、基地局から携帯電話機への下りの通信を行う場合に、互いに直交関係にある拡散符号C11及びC14を用いて拡散及び逆拡散処理を施しているが、携帯電話機から基地局への上りの通信を行うときには、互いに直交関係にない端末固有の符号を用いて拡散及び逆拡散処理を施すようになされている。

0082

以上の構成において、送信装置40は送信すべき情報ビツトストリームS40をユーザ所望のビツトレート128K[bit/sec]で最初から符号化及び拡散処理してしまうと、符号化された 256K[coded bit/sec]の送信シンボルストリームS42に対して最適な拡散率(SP)8の拡散符号C11が割り当てられることになる。

0083

この場合送信装置40は、拡散率が小さく(拡散率=8)なるために、帯域幅2.048[MHz]の全チヤネル数(この場合8チヤネル)に対して1 ユーザに割り当てられるチヤネル数の占める割合(プロセスゲイン=2.048[MHz]/ 256K[bit/sec])が大きくなり、これにより大きな送信電力「4a」を必要とすることになる。従つて送信装置40においては、1チヤネル分の呼の生起したときの送信電力が大きくなることにより、干渉成分が多くなつてシステム全体の他の通信に悪影響を与えることになる。

0084

そこで送信装置40は、情報ビツトストリームS40を最初から所望のビツトレート128K[bit/sec]で符号化及び拡散処理してしまうのではなく、32K[bit/sec]ずつ段階的にビツトレートを増加させながら、各段階ごとのビツトレートに応じたチヤネル数によつて送信することにより、図4に示すように各段階ごとのビツトレートに応じた必要十分な送信電力によつて送信することができ、かくして送信電力を段階的に増加させることができる。

0085

これにより送信装置40では、呼を生起させたときにいきなり大きな送信電力で送信することなく、段階的に送信電力を上げていきながら送信することにより、他の通信に対して与える干渉成分を急激に増加させることがなくなる。この結果送信装置40は、パワーコントロールコマンドに応じて送信電力を増加させるまでに時間的猶予が生じることにより、送信電力を増加させるまでのタイムラグを発生させずに済み、これにより基地局及び携帯電話機間で呼が瞬断することを防止できる。

0086

また送信装置40は、ビツトレートの増加ステツプを32K[bit/sec]ずつ段階的にかつ線形に増加させるようにしたことにより、干渉成分を少しずつ段階的に増加させるだけで済むことになるので他の通信に対する干渉波の影響を最小限に抑えることができる。

0087

以上の構成によれば、送信装置40は呼の設立当初に低速のビツトレートでなる情報ビツトストリームに応じたチヤネル数によつて送信を開始し、ビツトレートの増加に応じて使用するチヤネル数を段階的に増加させることにより、呼の生起によつて送信電力を急激に増加させることを防止することができ、かくして呼の生起によつて発生する干渉成分の急激な増加を防止して周波数繰り返し数「1」の通信環境においても他の通信に対して悪影響を与えることなく通信することができる。

0088

(2)第2の実施の形態
図5において、80は全体として本発明のマルチキヤリア通信方式における送信装置を示し、ここでも隣接する全てのセルにおいて同一周波数帯域を用いるような通信環境、いわゆる周波数繰り返し数が「1」の状態であり、全体の帯域幅3.2[MHz]を用いると共に、24本のサブキヤリアによつて構成される100[KHz]の帯域幅で32K[bit/sec]の通信を実行し得る場合を想定している。ここで、ユーザが送信する情報ビツトストリームS80のビツトレートは 128K[bit/sec]と高速であることにより、音声データのみならず高速でデータ通信し得るようになされている。

0089

送信装置80は、まず情報ビツトストリームS80をバツフア81に送出する。バツフア81は、入力された情報ビツトストリームS80を一旦記憶し、制御部82より供給される制御信号に基づいて所定時間間隔ごとに所定ビツト数ずつ段階的にビツトレートを増加しながら情報ビツトストリームS81を読み出し、これを符号化部83に順次送出する。

0090

ここで制御部82は、内部に設けられたクロツクによつてバツフア81から読み出す情報ビツトストリームS81の読み出し時間を監視しており、当該読み出し時間が所定時間経過すると次の段階のビツトレートでなる情報ビツトストリームS81をバツフア81から読み出すようになされている。

0091

符号化部83は、所定時間経過ごとに入力されたそれぞれビツトレートの異なる情報ビツトストリームS81に対して畳み込み符号化処理を施し、その結果得られる送信シンボルに対してインターリーブ処理を施すことにより送信シンボルストリームS82を生成し、これをシンボルマツピング部84にそれぞれ送出する。

0092

シンボルマツピング部84は、入力される送信シンボルストリームS82を送信スロツトTXに割り当てるために当該送信シンボルストリームS82を所定ビツト数毎に区分けし、その結果得られる送信シンボルストリームに対してBPSK変調処理を施すことにより、各シンボル情報が位相値によつて示される送信信号S83を生成し、これを逆高速フーリエ変換部(IFFT)85に送出する。

0093

逆高速フーリエ変換部85は、逆フーリエ変換処理を施すことにより、送信信号S83の各シンボルを周波数が所定間隔離れた複数のサブキヤリアに分散させて重畳し(各シンボルを周波数軸上に並べる)、複数のサブキヤリアからなる送信信号を生成するようになされている。これにより、時間軸上に並んで入力された各シンボルが周波数軸上において並べられたような送信信号が生成される。

0094

また逆高速フーリエ変換部85は、初期位相値を基準に所定規則で発生したランダムな位相値を、送信信号を構成する複数のサブキヤリアの位相に加えることにより当該複数のサブキヤリアの位相値をランダムにし、その結果得られる送信信号S84のシンボル群に対してウインドウ処理を施し、これにより不要な帯域外スプリアスを抑える(パルスエイピングする)ようになされている。なおウインドウ処理の具体的方法としては、送信信号S84を構成するシンボル群に対して時間軸上でコサインロールオフフイルタをかけることにより実現される。

0095

送信回路86は、送信信号S84にフイルタリング処理を施した後、アナログ信号化を施し、当該アナログ信号化された送信信号を高周波信号と乗算処理することにより、所望の周波数帯域(例えば約 800[MHz] )に周波数変換して所定周波数チヤネルの送信信号S85を生成し、これを所定電力に増幅した後にアンテナ87を介して送信する。

0096

なお送信回路86は、予め決められているパターンに基づいてスロツト毎に使用する周波数チヤネルをランダムに変更するようになされており、これにより他の通信から受ける干渉波の影響を低減するようになされている。かくして送信装置80においては、スロツト単位に区分けした送信信号を複数のサブキヤリアに分散して重畳することにより、送信対象の情報ビツトストリームS80を複数のサブキヤリアで送信するマルチキヤリア通信を行うようになされている。

0097

この場合、制御部82はバツフア81に格納された 128K[bit/sec]の情報ビツトストリームS80をそのままのビツトレートで読み出して次段以降の符号化処理を施すのではなく、最初に32K[bit/sec]のビツトレートで情報ビツトストリームS81を読み出して符号化部83に送出し、所定時間経過すると次に64K[bit/sec]のビツトレートで情報ビツトストリームS81を読み出し、続いて所定時間経過すると96K[bit/sec]のビツトレートで情報ビツトストリームS81を読み出し、引き続き所定時間経過すると 128K[bit/sec]のビツトレートで情報ビツトストリームS81を読み出すようになされている。

0098

従つて符号化部83は、32K[bit/sec]の情報ビツトストリームS81に対して符号化率1/2で符号化処理することにより、64K[coded bit/sec]の情報ビツトストリームS82を生成し、これをシンボルマツピング部84に送出する。続いて符号化部83は、所定時間経過した後に入力された64K[bit/sec]の情報ビツトストリームS81に対して符号化率1/2で符号化処理することにより、 128K[coded bit/sec]の情報ビツトストリームS82を生成し、これをシンボルマツピング部84に供給する。

0099

そして符号化部83は、さらに所定時間経過した後に入力された96K[bit/sec]の情報ビツトストリームS81に対して符号化率1/2で符号化処理することにより、 192K[coded bit/sec]の情報ビツトストリームS82を生成し、これをシンボルマツピング部84に供給し、さらに所定時間経過した後に入力された 128K[bit/sec]の情報ビツトストリームS81に対して符号化率1/2で符号化処理することにより、 256K[coded bit/sec]の情報ビツトストリームS82を生成し、これをシンボルマツピング部84に供給する。

0100

このようにして符号化部83は、所定時間間隔ごとにビツトレートが増加された情報ビツトストリームS81を畳み込み符号化及びインターリーブ処理することにより、64K[coded bit/sec]ずつ段階的にビツトレートの増加された送信シンボルストリームS82を生成し、これをシンボルマツピング部84に所定時間間隔ごとに順次供給するようになされている。

0101

また制御部82は、送信回路86を制御することにより送信電力を段階的に増加させるようになされており、バツフア81から32K[bit/sec]の情報ビツトストリームS81を読み出した場合には、符号化処理、拡散処理及びシンボルマツピング処理を施すことにより生成した送信信号S84を帯域幅100[KHz] の通信チヤネルを用いて送信電力「a」によつて送信する。

0102

同様に制御部82は、バツフア81から64K[bit/sec]の情報ビツトストリームS81を読み出した場合には、送信信号S84を帯域幅200[KHz] の通信チヤネル(帯域幅 100[KHz] の通信チヤネル×2)を用いて送信電力「2a」によつて送信し、バツフア81から96K[bit/sec]の情報ビツトストリームS81を読み出した場合には、送信信号S84を帯域幅 300[KHz] の通信チヤネル(帯域幅 100[KHz] の通信チヤネル×3)を用いて送信電力「3a」によつて送信し、バツフア81から 128K[bit/sec]の情報ビツトストリームS81を読み出した場合には、送信信号S84を帯域幅 400[KHz] の通信チヤネル(帯域幅 100[KHz] の通信チヤネル×4)を用いて送信電力「4a」によつて送信する。

0103

このように制御部82は、バツフア81から読み出す情報ビツトストリームS81のビツトレートに応じて帯域幅( 100〜400[KHz])を拡げて(すなわち全通信チヤネルのうちの使用するチヤネル数を増加する)送信するようにしたことにより、高速伝送し得るようになされている。なお送信回路86は、帯域幅 100〜400[KHz]を用いて送信するために、各帯域幅ごとに 100〜400[KHz]のフイルタリング処理を行つた後に送信するようになされている。

0104

このように制御部82は、情報ビツトストリームS80を最初からユーザ所望の 128K[bit/sec]のビツトレートで符号化して送信するのではなく、図6に示すように4段階(t0〜t3)に分けて段階的にビツトレートを増加させながら最終的に 128K[bit/sec]のビツトレートで符号化し、各段階ごとのビツトレートにそれぞれ応じてチヤネル数を増加させながら、当該チヤネル数に応じた送信電力によつて送信信号S85を送信する。

0105

この場合も、バツフア81から読みだされる情報ビツトストリームS81のビツトレートが 128K[bit/sec]に到達するまでは、ウオームアツプ期間として基地局と携帯電話機との間で制御信号の交換を行うようになされている。但し、リアルタイム性の要求されないようなデータを送信するような場合であれば、このウオームアツプ期間を用いて最初から実際の情報ビツトストリームを送信しても良い。

0106

一方、図7に示すように90は本発明の受信装置を示し、送信装置80から送信された送信信号S85をアンテナ91によつて受け、これを受信信号S91として受信回路92に入力する。受信回路92は、受信信号S91を所定レベルに増幅した後、周波数変換処理を施すことによりベースバンド信号を取り出し、そのベースバンド信号にフイルタリング処理を施した後、デイジタル信号化することによりBPSK変調されている状態の受信信号S92を取り出し、これを高速フーリエ変換部93に送出する。

0107

ここで受信回路92は、送信側で行われた周波数ホツピングと同じホツピングパターンに基づいて受信する周波数チヤネルを変更すると共に、送信側と同じチヤネル数で送信信号S85を受信するようになされており、これにより送信側の周波数チヤネル及びチヤネル数の変更に追従して正確に受信動作を実行し得るようになされている。

0108

高速フーリエ変換部93は、入力される受信信号S92にウインドウ処理を施すことにより1スロツト分の信号成分を取り出し、その取り出した信号成分に対してフーリエ変換処理を施すことにより、周波数軸上に並んで取り出されたシンボル群を時間軸上に並べた受信信号S93を取り出し、これをビツトストリーム抽出部94に送出する。因みに高速フーリエ変換部93は、送信側の逆高速フーリエ変換部85と同様に、時間軸上で受信信号S92に対してコサインロールオフフイルタをかけることによりウインドウ処理を施すようになされている。

0109

ビツトストリーム抽出部94は、受信信号S93に対してBPSK復調処理を施すことによりシンボル情報を取り出し、これを受信シンボルストリームS94として復号化部95に送出する。

0110

復合化部95は、入力される受信シンボルストリームS94に対してデインターリーブ処理を施し、この結果得られる受信シンボルストリームを最尤系列推定することにより軟判定ビタビ復号処理を施して送信側のバツフア81から読み出されたときのビツトレートでなる情報ビツトストリームS95を生成し、これをバツフア96に格納する。バツフア96は、制御部97より供給される制御信号に基づいてビツトレート 128K[bit/sec]で情報ビツトストリームS96を読み出すことにより、送信されてきたデータを復元するようになされている。

0111

以上の構成において、送信装置80は送信すべき情報ビツトストリームS80をユーザ所望のビツトレート128K[bit/sec]で最初から符号化して送信すると、符号化された 256K[coded bit/sec]の送信シンボルストリームS82のビツトレートに応じた帯域幅400[KHz](帯域幅100[KHz]の通信チヤネル×4)を用いて送信することになる。

0112

従つて、全体の周波数帯域幅3.2[MHz]からなる全チヤネル数(32)に対して1ユーザに割り当てられる帯域幅400[KHz]からなるチヤネル数(4)の占める割合が大きくなり、これにより大きな送信電力「4a」を必要とすることになる。この場合送信装置80は、1チヤネル分の呼が生起したときの送信電力が大きくなることにより、急激に干渉成分が多くなつてシステム全体の他の通信に悪影響を与えることになる。

0113

このため送信装置80においては、情報ビツトストリームS80を最初からユーザ所望のビツトレート128K[bit/sec]で符号化して送信するのではなく、段階的なビツトレートの増加に応じたチヤネル数によつて送信することにより、使用するチヤネル数に応じた最適な送信電力によつて送信することができ、かくして送信電力を段階的に増加させることができる。

0114

これにより送信装置80では、呼を生起させたときにいきなり大きな送信電力で送信することなく、段階的に送信電力を上げていきながら送信することができ、この結果他の通信に対して与える干渉成分を急激に増加させることがなくなる。このため送信装置80は、パワーコントロールコマンドに応じて送信電力を増加させるまでに時間的猶予が生じることにより、送信電力を増加させるまでのタイムラグを発生させずに済み、これにより基地局及び携帯電話機間で呼が瞬断することを防止できる。

0115

また送信装置80は、ビツトレートの増加ステツプを32K[bit/sec]ずつ段階的にかつ線形に増加させるようにしたことにより、干渉成分を少しずつ段階的に増加させるだけで済むことになるので他の通信に対する干渉波の影響を最小限に抑えることができる。

0116

さらに送信装置80は、図8に示すようにチヤネル設立時に割り当てられる1チヤネル当たりの帯域幅をシステム全体の周波数帯域幅3.2[MHz]の約1/32程度の100[KHz]にした場合に、1チヤネル当たりのチヤネル使用率横軸)に対して、伝送エラーの生じない時間の割合(縦軸)が最も高くなることが実験によつて明らかになつている。

0117

また送信装置80は、チヤネル設立時に割り当てられる1チヤネル当たりの帯域幅をシステム全体の周波数帯域幅6.4[MHz]の約1/64程度の100[KHz]にした場合に、周波数帯域幅3.2[MHz]の場合とほぼ等しい実験結果が得られている。

0118

従つて送信装置80においては、チヤネル設立時に割り当てられる1チヤネルの帯域幅をシステム全体の周波数帯域幅BWの約1/32以下にした場合に、1通信チヤネルが生起したときの他の通信に与える干渉成分の影響を最小限に抑えることができる。

0119

以上の構成によれば、送信装置80は呼の設立当初に低速のビツトレートでなる情報ビツトストリームに応じたチヤネル数によつて送信を開始し、ビツトレートの増加に応じて使用するチヤネル数を段階的に増加させることにより、呼の生起によつて送信電力を急激に増加させることを防止することができ、かくして呼の生起によつて発生する干渉成分の急激な増加を防止して周波数繰り返し数「1」の通信環境においても他の通信に対して悪影響を与えることなく通信することができる。

0120

(3)第3の実施の形態
図9において、100は全体として本発明のマルチキヤリア通信方式の送信装置を示し、ここでも隣接する全てのセルにおいて同一周波数帯域を用いるような通信環境、いわゆる周波数繰り返し数が「1」の状態であり、 128K[bit/sec]の情報ビツトストリームS100を96本のサブキヤリアからなる帯域幅400[KHZ]のチヤネルを用いて送信することにより、音声データのみならず高速でデータ通信し得るようになされている。

0121

送信装置100は、まず情報ビツトストリームS100をバツフア101に送出する。バツフア101は、入力された情報ビツトストリームS100を一旦記憶し、制御部102より供給される制御信号に基づいて所定時間間隔ごとに所定ビツト数ずつ段階的にビツトレートを増加しながら情報ビツトストリームS101を読み出し、これを符号化部103に送出する。

0122

ここで制御部102は、内部に設けられたクロツクによつてバツフア101から読み出す情報ビツトストリームS101の読み出し時間を監視しており、当該読み出し時間が所定時間経過すると次の段階のビツトレートでなる情報ビツトストリームS101をバツフア101から読み出すようになされている。

0123

符号化部103は、所定時間経過ごとに入力されたそれぞれビツトレートの異なる情報ビツトストリームS101に対して畳み込み符号化処理を施し、その結果得られる送信シンボルに対してインターリーブ処理を施すことにより、送信シンボルストリームS102を生成し、これを拡散符号乗算器104に送出する。

0124

拡散符号乗算器104は、制御部102より供給される制御信号に基づいて最適な拡散率(SP)の拡散符号C21が拡散符号発生部105から供給され、ビツトレートの異なるそれぞれの送信シンボルストリームS102に対して最適な拡散率の拡散符号C21を乗算することにより、256K[chip/sec]の送信シンボルストリームS103を生成し、これをシンボルマツピング部106に送出する。

0125

シンボルマツピング部106は、入力される送信シンボルストリームS103に対してBPSK変調処理を施すことにより、各シンボル情報が位相値によつて示される送信信号S104を生成し、これを逆高速フーリエ変換部(IFFT)107に送出する。

0126

逆高速フーリエ変換部107は、逆フーリエ変換処理を施すことにより、送信信号S104の各シンボルを周波数が所定間隔離れた複数のサブキヤリアに分散させて重畳し、複数のサブキヤリアからなる送信信号を生成するようになされている。これにより、時間軸上に並んで入力された各シンボルが周波数軸上に並べられたような送信信号が生成される。

0127

また逆高速フーリエ変換部107は、初期位相値を基準に所定規則で発生したランダムな位相値を、送信信号を構成する複数のサブキヤリアの位相に加えることにより当該複数のサブキヤリアの位相値をランダムにし、その結果得られる送信信号S105のシンボル群に対してウインドウ処理を施し、これにより不要な帯域外スプリアスを抑えるようになされている。なおウインドウ処理の具体的方法としては、送信信号S105を構成するシンボル群に対して時間軸上でコサインロールオフフイルタをかけることにより実現される。

0128

送信回路108は、送信信号S105にフイルタリング処理を施した後、アナログ信号化を施し、当該アナログ信号化された送信信号を高周波信号と乗算処理することにより、所望の周波数帯域(例えば約 800[MHz] )に周波数変換して所定周波数チヤネルの送信信号S106を生成し、これを所定電力に増幅した後にアンテナ109を介して送信する。かくして送信装置100においては、送信信号を複数のサブキヤリアに分散して重畳することにより、送信対象の情報ビツトストリームS100を複数のサブキヤリアで送信するマルチキヤリア通信を行うようになされている。

0129

この場合制御部102は、バツフア101に格納された 128K[bit/sec]の情報ビツトストリームS100をそのままのビツトレートで読み出して次段以降の符号化処理を施すのではなく、最初に32K[bit/sec]のビツトレートで情報ビツトストリームS101を読み出して符号化部103に送出し、所定時間経過すると次に64K[bit/sec]のビツトレートで情報ビツトストリームS101を読み出し、続いて所定時間経過すると96K[bit/sec]のビツトレートで情報ビツトストリームS101を読み出し、引き続き所定時間経過すると 128K[bit/sec]のビツトレートで情報ビツトストリームS101を読み出すようになされている。

0130

従つて符号化部103は、所定時間間隔ごとにビツトレートが増加された情報ビツトストリームS101を畳み込み符号化及びインターリーブ処理することにより、段階的にビツトレートの増加された送信シンボルストリームS102を生成し、これを拡散符号乗算器104に所定時間間隔ごとに順次供給する。

0131

拡散符号乗算器104は、64K[coded bit/sec]の情報ビツトストリームS102が入力された場合には、制御部102の制御信号に基づいて拡散率(SP)4の拡散符号C21が拡散符号発生部105から供給され、当該SP4の拡散符号C21を64K[coded bit/sec]の情報ビツトストリームS102に乗算することにより、256K[chip/sec]の送信シンボルストリームS103を生成する。

0132

続いて拡散符号乗算器104は、 128K[coded bit/sec]の情報ビツトストリームS102が入力された場合には、制御部102の制御信号に基づいて拡散率(SP)2の拡散符号C21が拡散符号発生部105から供給され、当該SP2の拡散符号C21を 128K[coded bit/sec]の情報ビツトストリームS102に乗算することにより、256K[chip/sec]の送信シンボルストリームS103を生成する。

0133

同様に拡散符号乗算器104は、192K[coded bit/sec] の情報ビツトストリームS102が入力された場合には、SP1の拡散符号C21を192K[coded bit/sec] の情報ビツトストリームS102に乗算し、足りない符号部分にはデータとして無効なヌルビツトを挿入することにより256K[chip/sec]の送信シンボルストリームS103を生成し、256K[coded bit/sec] の情報ビツトストリームS102が入力された場合には、SP1の拡散符号C21を 256K[coded bit/sec]の情報ビツトストリームS102に乗算することにより、256K[chip/sec]の送信シンボルストリームS103を生成する。

0134

また制御部102は、送信回路108を制御することにより送信電力を段階的に増加させるようになされており、バツフア101から32K[bit/sec]の情報ビツトストリームS101を読み出した場合には、ビツトレートに応じた拡散符号C21によつて拡散された送信信号S106を帯域幅400[KHz]のうちの 100[KHz]の通信チヤネルを用いて送信電力「a」によつて送信する。続いて制御部102は、バツフア101から64K[bit/sec]の情報ビツトストリームS101を読み出した場合には、送信信号S106を帯域幅400[KHz]のうちの200[KHz]の通信チヤネル(帯域幅 100[KHz] の通信チヤネル×2)を用いて送信電力「2a」によつて送信する。

0135

引き続き制御部102は、バツフア101から96K[bit/sec]の情報ビツトストリームS101を読み出した場合には、送信信号S106を帯域幅400[KHz]のうちの300[KHz]の通信チヤネル(帯域幅 100[KHz] の通信チヤネル×3)を用いて送信電力「3a」によつて送信し、バツフア101から 128K[bit/sec]の情報ビツトストリームS101を読み出した場合には、送信信号S106を帯域幅400[KHz]の通信チヤネル(帯域幅 100[KHz] の通信チヤネル×4)を用いて送信電力「4a」によつて送信するようになされている。

0136

このように制御部102は、情報ビツトストリームS100を最初からユーザ所望の 128K[bit/sec]のビツトレートで符号化して送信するのではなく、4段階に分けて段階的にビツトレートを増加させながら最終的に 128K[bit/sec]のビツトレートで符号化し、各段階ごとのビツトレートにそれぞれ応じた帯域幅の通信チヤネル数と送信電力によつて送信信号S106を送信し得るようになされている。

0137

これにより送信装置100では、予め用意された帯域幅400[KHz]の通信チヤネルを使用し、拡散符号C21によつてそれぞれビツトレートの異なる符号化ビツトストリームS102を4チヤネルに分け、それぞれ帯域幅400[KHz]のうちの所定帯域部分を使用して通信を行うことにより、各帯域幅ごとに送信するための複数の送信装置を用いることなく、帯域幅400[KHz]の送信装置100だけで段階的にビツトレートを増加させながら、ビツトレートの増加に応じたチヤネル数によつて送信信号S106を送信することができる。

0138

因みに、バツフア101から読みだされる情報ビツトストリームS101のビツトレートが 128K[bit/sec]に到達するまでは、ウオームアツプ期間として基地局と携帯電話機との間で制御信号をやりとりするようになされている。但し、リアルタイム性の要求されないようなデータを送信するような通信環境であれば、このウオームアツプ期間を用いて最初から実際の情報ビツトストリームを送信しても良い。

0139

一方、図10に示すように120は本発明の受信装置を示し、送信装置100から送信された送信信号S106をアンテナ121によつて受け、これを受信信号S121として受信回路122に送出する。受信回路122は、受信信号S121を所定レベルに増幅した後、周波数変換処理を施すことによりベースバンド信号を取り出し、そのベースバンド信号にフイルタリング処理を施した後、デイジタル信号化することにより受信信号S122を取り出し、これを高速フーリエ変換部(FFT)123に送出する。

0140

ここで受信回路122は、送信側と同じチヤネル数で送信信号S106を受信するようになされており、これにより送信側のチヤネル数の変更に追従して正確に受信動作を実行し得るようになされている。

0141

高速フーリエ変換部123は、入力される受信信号S122にウインドウ処理を施すことにより信号成分を取り出し、その取り出した信号成分に対してフーリエ変換処理を施すことにより、周波数軸上に並んで取り出されたシンボル群を時間軸上に並べた受信信号S123を取り出し、これをビツトストリーム抽出部124に送出する。因みに高速フーリエ変換部123は、送信側の逆高速フーリエ変換部107と同様に、時間軸上で受信信号S123に対してコサインロールオフフイルタをかけることによりウインドウ処理を施すようになされている。

0142

ビツトストリーム抽出部124は、受信信号S123に対してBPSK復調処理を施すことによりシンボル情報を取り出し、これを受信シンボルストリームS124として拡散符号乗算器125に送出する。

0143

拡散符号乗算器125は、送信側の拡散符号発生部105で発生された拡散符号C21と同一の拡散率でなる拡散符号C22を拡散符号発生部126によつて発生し、当該拡散符号C22を受信シンボルストリームS124に乗算することにより逆拡散処理を施し、この結果得られる受信シンボルストリームS125を復号化部127に送出する。

0144

この場合、拡散符号発生部126は制御部129より供給される制御信号に基づいて拡散符号C22の拡散率を変更して供給するようになされている。これにより受信装置120においては、拡散率のそれぞれ異なる拡散符号C22を受信シンボルストリームS124に乗算することにより、送信側で符号化したときと同じビツトレートの受信シンボルストリームS125をそれぞれ生成する。

0145

復号化部127は、入力される受信シンボルストリームS125に対してデインターリーブ処理を施し、この結果得られる受信シンボルストリームを最尤系列推定することにより軟判定ビタビ復号処理を施して送信側のバツフア101から読み出したときのビツトレートでなる情報ビツトストリームS126を生成し、これをバツフア128に格納する。バツフア128は、制御部129より供給される制御信号に基づいてビツトレート128K[bit/sec] で情報ビツトストリームS127を読み出すことにより、送信されてきたデータを復元するようになされている。

0146

以上の構成において、送信装置100は送信すべき情報ビツトストリームS100をユーザ所望のビツトレート128K[bit/sec] で最初から符号化して送信してしまうと、符号化された256K[coded bit/sec] の送信シンボルストリームS102を帯域幅400[KHz]の通信チヤネル(帯域幅100[KHz]の通信チヤネル×4)を使用してビツトレートに応じた大きな送信電力「4a」で送信することになる。この場合送信装置100は、1チヤネル分の呼が生起したときにいきなり大きな干渉波が生じることになり、他の通信に与える影響が大きい。

0147

このため送信装置100においては、情報ビツトストリームS100を最初からユーザ所望のビツトレート128K[bit/sec] で符号化して送信するのではなく、段階的にビツトレートの増加に応じたチヤネル数によつて送信することにより、使用するチヤネル数に応じた最適な送信電力によつて送信することができ、かくして送信電力を段階的に増加させることができる。

0148

これにより送信装置100では、呼を生起させたときにいきなり大きな送信電力で送信することなく、段階的に送信電力を上げていきながら送信することにより、他の通信に対して与える干渉成分を急激に増加させることがなくなる。この結果送信装置100は、パワーコントロールコマンドに応じて送信電力を増加させるまでに時間的猶予が生じることにより、送信電力を増加させるまでのタイムラグを発生させずに済み、これにより基地局及び携帯電話機間で呼が瞬断することを防止できる。

0149

また送信装置100は、ビツトレートの増加ステツプを32K[bit/sec]ずつ段階的にかつ線形に増加させるようにしたことにより、干渉成分を少しずつ段階的に増加させるだけで済むことになつて他の通信に対する干渉波の影響を最小限に抑えることができる。

0150

以上の構成によれば、送信装置100は呼の設立当初に低速のビツトレートでなる情報ビツトストリームに応じたチヤネル数によつて送信を開始し、ビツトレートの増加に応じて使用するチヤネル数を段階的に増加させることにより、呼の生起によつて送信電力を急激に増加させることを防止することができ、かくして呼の生起によつて発生する干渉成分の急激な増加を防止して周波数繰り返し数「1」の通信環境においても他の通信に対する悪影響を与えることなく通信することができる。

0151

(4)他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、周波数繰り返し数「1」の場合のセルラー無線通信システムにおいて本発明を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、周波数繰り返し数「3」等のように同一の周波数帯域を用いたセルが近傍に存在して干渉波の影響を受けやすいような通信環境にあるセルラー無線通信システムに本発明を適用するようにしても良い。

0152

また上述の第1の実施の形態においては、バツフア41から3段階目に読み出した96K[bit/sec]の情報ビツトストリームS41を符号化部43によつて符号化した204.8K[coded bit/sec] の送信シンボルストリームS42を拡散率(SP)10の拡散符号C11によつて拡散処理するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、拡散符号として互いに直交関係にある直交符号のみを用いるようにした場合には拡散率(SP)8の拡散符号を用いて拡散処理を行うようにしても良い。この場合、足りない符号部分には無効なヌルビツトを挿入することにより、2048K[ckip/sec] の送信シンボルストリームS43を生成する。

0153

さらに上述の第1の実施の形態においては、4種類の異なる拡散率の拡散符号C11及びC14を用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、拡散率(SP)32の拡散符号だけを用いて送信信号を生成するようにしても良い。この場合、図1との対応部分に同一符号を付して示す図11において、送信装置55は拡散符号発生部52により拡散率(SP)32の拡散符号C55のみを発生し、符号化部43によつて符号化処理された送信シンボルストリームS50のビツトレートが64K[bit/sec]の場合には、当該送信シンボルストリームS50を拡散符号乗算器51Aによつて拡散符号C55と乗算し、2048K[ckip/sec] の送信シンボルストリームS51として出力し、最終的に送信回路49から送信電力「a」で送信する。

0154

また送信装置55は、符号化部43によつて符号化処理された送信シンボルストリームS50のビツトレートが 128K[bit/sec]の場合には、当該送信シンボルストリームS42を64K[bit/sec]づつ分割してそれぞれ拡散符号乗算器51A及び51Bに送出し、当該拡散符号乗算器51A及び51Bによつて拡散符号C55と乗算し、加算器53によつて多重することにより、2048K[ckip/sec] の送信シンボルストリームS51として出力し、最終的に送信回路49から送信電力「2a」で送信する。

0155

さらに送信装置55は、符号化部43によつて符号化処理された送信シンボルストリームS50のビツトレートが 192K[bit/sec]の場合には、当該送信シンボルストリームS42を64K[bit/sec]づつ3分割してそれぞれ拡散符号乗算器51A、51B及び51Cに送出し、当該拡散符号乗算器51A、51B及び51Cによつて拡散符号C55と乗算し、加算器53によつて多重することにより、2048K[ckip/sec] の送信シンボルストリームS51として出力し、最終的に送信回路49から送信電力「3a」で送信する。

0156

最後に送信装置55は、符号化部43によつて符号化処理された送信シンボルストリームS50のビツトレートが 256K[bit/sec]の場合には、当該送信シンボルストリームS42を64K[bit/sec]づつ4分割してそれぞれ拡散符号乗算器51A、51B、51C及び51Dに送出し、当該拡散符号乗算器51A、51B、51C及び51Dによつて拡散符号C55と乗算し、加算器53によつて多重することにより、2048K[ckip/sec] の送信シンボルストリームS51として出力し、最終的に送信回路49から送信電力「4a」で送信する。

0157

このように送信装置55においては、1種類の拡散率の(SP)32の拡散符号C55のみを使用し、ビツトレートの増加に応じて乗算処理を並列的に行つた後に多重化した後、ビツトレートにそれぞれ応じた送信電力によつて送信することにより、送信電力を段階的に増加させることができ、かくして他の通信に対する干渉波の影響を最小限に抑えることができる。

0158

さらに上述の第2の実施の形態においては、周波数ホツピングを行うマルチキヤリア通信方式におけるセルラー無線通信システムに本発明を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、タイムスロツトホツピングを行うマルチキヤリア通信方式におけるセルラー無線通信システムに本発明を適用するようにしても良く、さらにはマルチキヤリア通信方式に係わらずシングルキヤリア通信方式において周波数ホツピング又はタイムスロツトホツピングを行うセルラー無線通信システムに本発明を適用するようにしても良い。

0159

この場合、図12に示すようにユーザAに割り当てられたタイムスロツト領域をフレームごとにランダムに順次ホツピングさせることにより、他の通信から受ける干渉波の影響を低減することができる。またこの場合、タイムスロツト数を複数使用することにより高速伝送し得るようになされており、当該タイムスロツト数(チヤネル数)の増加に応じたビツトレートに基づいて送信電力を段階的に増加させることにより、他の通信に対する干渉波の影響を最小限に抑えることができる。

0160

また上述の第2の実施の形態においては、周波数ホツピングを行うマルチキヤリア通信方式におけるセルラー無線通信システムに本発明を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、周波数ホツピングとタイムスロツトホツピングを行うようなマルチキヤリア通信方式又はシングルキヤリア通信方式におけるセルラー無線通信システムに本発明を適用するようにしても良い。

0161

さらに上述の第2の実施の形態においては、逆高速フーリエ変換部85においてランダムな位相値を複数のサブキヤリアの位相に加えることにより当該複数のサブキヤリアの位相値をランダムにするランダムフエーズシフト処理を施して同一チヤネルを使用して行われた他の通信との混信を避けるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ランダムな直交行列を送信シンボルストリームS83に乗算し、受信側においても送信側で使用された直交行列の逆行列を乗算することにより同一チヤネルを使用して行われた他の通信との混信を避けるようにしても良い。

0162

さらに上述の第2の実施の形態においては、使用する帯域幅を100[KHz]ずつ段階的に拡げるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、帯域幅を100[KHz]、200[KHz]、400[KHz]、800[KHz]となるように「2」のべき乗×100[KHz]で表されるように帯域幅を拡げるようにしても良い。この場合、符号化部83の符号化率を可変とし、送信シンボルストリームS82を線形に増加させるようにする。但し、この場合も送信電力は情報ビツトストリームS81のビツトレートに比例して増加するものとする。

0163

さらに上述の第2の実施の形態においては、最初のチヤネル割り当て時に100[KHz]の帯域幅を割り当てて送信し、次に200[KHz]、300[KHz]、400[KHz]と帯域幅を拡げてチヤネル数を増加させるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、最初のチヤネル割り当て時に400[KHz]の帯域幅を割り当てておき、32K[bit/sec]の情報ビツトストリームS81がバツフア81から読み出されたときには、400[KHz]の帯域幅のうちの100[KHz]の帯域幅を使用して(残りの300[KHz]は使用せず)送信し、ビツトレートの増加に応じて使用する帯域幅を200[KHz]、300[KHz]、400[KHz]と段階的にチヤネル数を増加させて送信するようにしても良い。この場合、チヤネルを割り当てるアルゴリズムが簡単になる。

0164

さらに上述の第2の実施の形態においては、最初のチヤネル割り当て時にシステム全体の周波数帯域幅3.2[MHz]のうちの約1/32となる100[KHz]の帯域幅を割り当てて送信し、次のビツトレートに応じて100[KHz]ごとのステツプで200[KHz]、300[KHz]、400[KHz]と帯域幅を拡げて割り当てるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、システム全体の周波数帯域幅3.2[MHz]のうちの約1/64となる50[KHz] の帯域幅を割り当てて送信し、次のビツトレートに応じてこの50[KHz] ごとのステツプで100[KHz]、150[KHz]、200[KHz]と帯域幅を拡げて割り当てるようにしても良い。要はシステム全体の周波数帯域幅の約1/32以下の帯域幅で送信を開始し、最初に設定した帯域幅と同じステツプで帯域幅を拡げて割り当てるようにすれば、送信を開始したときの干渉成分の影響を最小限に防止できると共に、その後の干渉成分の増加の割合も小さく抑えることができる。

0165

さらに上述の第3の実施の形態においては、拡散率(SP)4の拡散符号C21を用いた場合に、400[KHz]の帯域幅を同時に4チヤネルが共有し、帯域幅400[KHz]のうちの所定帯域部分を通信チヤネルとしてそれぞれが使用して通信を行うようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図13に示すように所定帯域幅の各サブキヤリア1本ごとに異なるユーザを割り当てることにより複数チヤネルを設定するようにしても良い。この場合、あるユーザが高速伝送したい場合には割り当てるサブキヤリアの本数を多くすれば良い。

0166

さらに上述の第3の実施の形態においては、拡散符号C21を用いて同一周波数帯域で複数のチヤネルを設定し、マルチキヤリア通信方式によつて通信するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、通常のシングルキヤリアを拡散符号によつて拡散し、所定のタイムスロツトごとに通信を行うような通信方式に本発明を適用するようにしても良い。

発明の効果

0167

上述のように本発明によれば、送信信号の送信開始当初は低い伝送レートに応じたチヤネル数で送信を行い、序々に伝送レートを段階的に増加させていくに連れてチヤネル数を段階的に増加させながら送信することにより、送信開始当初から送信電力を急激に増加させることを防止することができ、かくして他の通信に対して悪影響を与えることなく通信することができる。

図面の簡単な説明

0168

図1本発明の第1の実施の形態によるDS−CDMA方式のセルラー無線通信システムにおける送信装置の構成を示すブロツク図である。
図2本発明の第1の実施の形態によるDS−CDMA方式のセルラー無線通信システムにおける伝送レートの推移を示すタイムチヤートである。
図3本発明の第1の実施の形態によるDS−CDMA方式のセルラー無線通信システムにおける受信装置の構成を示すブロツク図である。
図4本発明の第1の実施の形態における送信電力の推移を示す略線図である。
図5本発明の第2の実施の形態によるマルチキヤリア通信方式のセルラー無線通信システムにおける送信装置の構成を示すブロツク図である。
図6本発明の第2の実施の形態によるマルチキヤリア通信方式のセルラー無線通信システムにおける伝送レートの推移を示すタイムチヤートである。
図7本発明の第2の実施の形態によるマルチキヤリア通信方式のセルラー無線通信システムにおける受信装置の構成を示すブロツク図である。
図8本発明の第2の実施の形態によるマルチキヤリア通信方式のセルラー無線通信システムにおける実験データを示すグラフである。
図9本発明の第3の実施の形態によるマルチキヤリア通信方式のセルラー無線通信システムにおける送信装置の構成を示すブロツク図である。
図10本発明の第3の実施の形態によるマルチキヤリア通信方式のセルラー無線通信システムにおける受信装置の構成を示すブロツク図である。
図11他の実施の形態によるセルラー無線通信システムにおける送信装置の構成を示すブロツク図である。
図12他の実施の形態におけるタイムスロツトホツピングの説明に供する略線図である。
図13他の実施の形態における周波数分割による複数チヤネルを構成する説明に供する略線図である。
図14従来のDS−CDMA方式のセルラー無線通信システムにおける送信装置の構成を示すブロツク図である。
図15従来のDS−CDMA方式のセルラー無線通信システムにおける受信装置の構成を示すブロツク図である。
図16従来のTDMA方式のセルラー無線通信システムにおけるマルチスロツト割り当ての説明に供する略線図である。
図17従来のTDMA方式のセルラー無線通信システムにおける送信装置の構成を示すブロツク図である。
図18従来のTDMA方式のセルラー無線通信システムにおける受信装置の構成を示すブロツク図である。

--

0169

1、20、40、55、80、100……送信装置、10、30、60、90、120……受信装置、2、21、83、103……符号化部、18、34、68、95、127……復号化部、41、69、81、96……バツフア、42、70、82、97……制御部、49、86、108……送信回路。

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