JP2007053756A - 無線移動通信システムにおけるデータ送信方法、データ受信方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】直接スペクトラム拡散符号分割多元とインターリーブ周波数分割多重を結合させた無線多元接続方式において、マルチパス伝播遅延の劣悪な無線伝播環境において、システムの通信速度を高め、スペクトル利用率とデータ送信装置のデータ送信効率を最適化できるようにすること。
【解決手段】ａ．１つのユーザーのシグナルソースデータに対してスペクトラム拡散を行うステップ。スペクトラム拡散ファクターはＧで、Ｇ≧１。ｂ．前記スペクトラム拡散後のデータをブロッキングし、Ｂ個連続する前記のデータを１つのデータブロックとし、ＢはＧの正の整数倍とするステップ。ｃ．前記の各データブロックに時間圧縮と繰り返しを行うステップ。繰り返し回数はＲで、Ｒ≧１。ｄ．前記繰り返し後のデータと前記ユーザー専有の１つのフェーズシーケンスを順次乗算し、前記フェーズシーケンスの長さはＢとＲの積であるステップ。
【選択図】図１

Description

本発明は無線通信技術に関わるもので、さらに具体的に述べると無線移動通信システムにおけるデータ送信方法とデータ受信方法、及び相応するデータ送信装置とデータ受信装置に関わるものである。

無線移動通信技術と無線移動通信システムが盛んになるのにともない、通信速度向上、システム容量増大、さらに速い移動速度をサポートするといった技術面に関する討論がずっと行われており、これに相応して、いかにしてシステム中の干渉レベルを低下させ、無線資源のスペクトル利用率を最適化し、システムの無線チャネルフェージングに抵抗する性能を改善することができるか等の技術改善案も絶えず提起されているが、これらの問題及びその解決案は、いずれも無線多元接続の方式と密接な関係を有している。

直接スペクトラム拡散符号分割多元接続（DS-SS CDMA：Direct Sequence−Spread Spectrum Code Division Multiple Access）技術とスクランブリング（Scrambling）を結合させた方式は、その高い効率のスペクトル資源利用率と良好な耐干渉性能によって第三世代無線移動通信規格が広範に採用されている。直接スペクトラム拡散符号分割多元接続とスクランブリングを結合させた方式の下において、無線移動通信システムにおける１つのユーザーのデータは、まず１つの拡散符号（Spreading Code）系列と乗算することを通じてスペクトル拡散を行う。前記システムの拡散符号セットにおいて、各前記拡散符号の間は相互に直交する相互相関特性を備えるため、従って、前記システム中の異なったユーザーが異なった拡散符号を使用してスペクトル拡散を行った後、各前記ユーザーのスペクトラム拡散後のデータシグナルは相互に独立するようになり、これによって同一時間内に、複数の前記のユーザーは一緒にシステムに接続されることが可能となり、相互に干渉しなくなる。その後、前記ユーザーのスペクトラム拡散後のデータは、１つのスクランブリング系列によってスクランブルが掛けられるとともに、前記システムの各セルにおいて、前記ユーザーは各セル特定のスクランブリング系列を使用して隣接するセル間の相互干渉を抑制し、これによって前記システム中の拡散符号セットは各セルにおいて再利用されることが可能となる。このような符号分割多元方式を通じて、１つの無線移動通信システムの複数のセルにおいて、各ユーザーのデータシグナルは相互に区別されることになり、複数のユーザーが同一時間にシステムに接続できるようにするとともに、システム中の拡散符号資源がシステムの各セルにおいて有効に利用されるようにしており、第二世代の無線移動通信システムにおける時分割多元接続（TDMA：Time Division Multiple Access）方式と比べて、システムのユーザー容量を高め、システムの通信性能を改善することが可能である。

しかし、無線移動通信における無線チャネル特有のマルチパス伝播（Multi-path transmission）特性により、無線信号は無線チャネルの伝送を経た後マルチパス成分が発生するとともに、マルチパス伝播遅延によって広がってしまう。こうして、無線チャネルの伝送を経た後、前記のマルチパスの広がりのために、各前記ユーザーのスペクトル拡散後のデータシグナルは相対ずれが発生する。即ち、各前記ユーザーのスペクトル拡散後のデータシグナルは、時間的にもはや完全に揃って向かい合うことがなくなり、しかも、各前記ユーザーの拡散符号の間に相対ずれが存在するときに相互に直交する相互相関特性をもはや備えなくなる。従って、各前記ユーザーのスペクトル拡散後のデータシグナルは、無線通信チャネルの伝送を経た後改めて相互に独立することはなく、前記の直接スペクトラム拡散符号分割多元接続とスクランブリングを結合させた方式は、無線チャネル伝送の環境の下において、異なったユーザーの間の多元接続干渉（MAI：Multiple Access Interference）の問題に直面することになる。

前記の問題にぴったりと狙いをつけて、直接スペクトラム拡散符号分割多元とインターリーブ周波数分割多元（IFDMA：Interleaved Frequency Division Multiple Access）を結合させた無線多元接続方式が徐々に人々の関心を集めた。この接続方式の下では、最初に、直接スペクトラム拡散符号分割多元方式と同じに、無線移動通信システムにおける１つのユーザーのデータは、拡散符号系列と乗算されてスペクトルス拡散され、その後、前記ユーザーのスペクトル拡散後のデータは、１つのスクランブリング系列によってスクランブルが掛けられ、各セルで使用されるスクランブリング系列は相互に異なり、これによって前記の拡散符号資源が各セルにおいて再利用できるようにしている。直接スペクトラム拡散符号分割多元方式と異なるのは、次に前記ユーザーのスクランブリングされた後のデータがブロッキングされ、各前記データブロックがさらに進んで時間圧縮及び繰り返しが行われ、前記データブロックの時間圧縮及び繰り返し後の持続時間はそのもともとの持続時間と同じで、前記の時間圧縮と繰り返しの過程を経て、前記ユーザーのデータ信号はタイムドメインにおいて周期的に繰り返され、これにより、それはフリーケンシードメインにおいて櫛状（Comb-shaped）のスペクトル特性を呈する。前記無線チャネルのマルチパス伝播特性のため、前記ユーザーの前後２つのデータブロックがマルチパスの広がりによって相互に干渉しないようにするため、前記ユーザーの前後２つのデータブロックの間は一定の長さのガードインターバルによって充填され、前記ガードインターバルの長さは、無線チャネルの最大マルチパス伝送遅延によって決定される。最後に、前記ユーザーの繰り返し後のデータブロックは、１つの前記ユーザー専有のフェーズシーケンスと順次乗算され、前記の乗算操作を通じて、各前記ユーザーのデータシグナルのスペクトルが相互に重畳しないようにし、これによって前記システムにおける異なったユーザーの間において多元干渉が発生しないことを保証している。直接スペクトラム拡散符号分割多元とインターリーブ周波数分割多元を相互に結合させた無線多元接続方式の詳細な内容については、Y. Goto、T. Kawamura、H. Atarashi、M. Sawahashi、"Variable spreading and chip repetition factors (VSCRF)-CDMA in reverse link for broadband wireless access"、Personal、Indoor and Mobile Radio Communications、2003 （PIMRC 2003）、14^th IEEE Proceedings on、vol. 1, pp. 254 U 259、7−10 Sept. 2003を参照。

前記の直接スペクトラム拡散符号分割多元とインターリーブ周波数分割多元を結合させた無線多元接続方式を通じて、前記無線チャネル伝播環境の下における異なったユーザー間の多元接続問題は解決が得られる。しかし、前記の無線多元接続方式の下においても１つの欠陥が存在する。即ち、前記ユーザーの前記２つのデータブロックの間が一定の長さのガードインターバルによって充填されることである。前記ガードインターバルの長さが無線チャネルの最大マルチパス伝播遅延によって決定されるため、無線電波環境において比較的大きなマルチパス伝播遅延が存在する場合、必要な前記ガードインターバルの長さは比較的長いものとなる。しかも、第三世代無線移動通信規格において、システムの動作周波数レンジは2.4GHzで、スペクトラム拡散後のチップレートは3.84MHzに達することが可能で、前記の無線多元接続方式は勢いからして必然的にさらに劣悪なマルチパス伝播遅延に直面することになり、従って前記ガードインターバルの長さを比較的長いものに変える可能性があり、このことは無線移動通信システムの通信速度を大幅に低下させ、スペクトル利用率を損なうことになり、同時に、前記ユーザーのデータ送信装置は、また前記ガードインターバルが大量に存在するために、データの送信出力を深刻に低下させることになり、前記問題に直面しての解決案は、現有の技術においてまだ見ることのできないものである。
Y. Goto、T. Kawamura、H. Atarashi、M. Sawahashi、"Variable spreading and chip repetition factors (VSCRF)-CDMA in reverse link for broadband wireless access"、Personal、Indoor and Mobile Radio Communications、2003 （PIMRC 2003）、14th IEEE Proceedings on、vol. 1, pp. 254 U 259、7−10 Sept. 2003

本発明の目的は、前記の直接スペクトラム拡散符号分割多元とインターリーブ周波数分割多重を結合させた無線多元接続方式に存在する問題に真っ向から向かい合って、無線移動通信システムにおけるデータ送信方法と送信装置を提供し、マルチパス伝播遅延の劣悪な無線伝播環境において、システムの通信速度を高め、スペクトル利用率とデータ送信装置のデータ送信出力を最適化できるようにすることにある。

さらに本発明の目的は、現有の直接スペクトラム拡散符号分割多元とインターリーブ周波数分割多元を結合させた無線多元接続方式の前記改善案が、マルチパス伝播遅延の劣悪な無線伝播環境において、システムの通信速度を高め、スペクトル利用率を最適化するとともにデータ送信装置のデータ送信出力を低減し、同時にシステムの通信性能も改善できるようにするため、無線通信システムにおけるデータ受信方法と受信装置を提供することにある。

前記の目的は、下記の方法によって実現される。無線移動通信システムにおけるデータ送信方法は、下記のステップを含む。
ａ．１つのユーザーのシグナルソースデータに対してスペクトラム拡散を行うステップ。スペクトラム拡散ファクターはＧで、Ｇ≧１。
ｂ．前記スペクトラム拡散後のデータをブロッキングし、Ｂ個連続する前記のデータを１つのデータブロックとし、ＢはＧの正の整数倍とするステップ。
ｃ．前記の各データブロックに時間圧縮と繰り返しを行うステップ。繰り返し回数はＲで、Ｒ≧１。
ｄ．前記繰り返し後のデータと前記ユーザー専有の１つのフェーズシーケンスを順次乗算し、前記フェーズシーケンスの長さはＢとＲの積であるステップ。
ｅ．前記の乗算した後のデータを無線方式で送信するステップ。

本発明の一面に基づき、前記ステップａにおいて、前記ユーザーのシグナルソースデータは２進法ビットデータで、前記ビットデータに対してスペクトラム拡散を行う前に、まず前記ビットデータに対してチャネルコーディングを行い、前記チャネルコーディング後のデータに対してスペクトラム拡散を行う前に、それに対していっそうの変調を行う。

本発明の一面に基づき、前記ステップｂにおいて、前記スペクトラム拡散後のデータに対してブロッキング前に、前記スペクトラム拡散後のデータに対してスクランブリングを行う。

本発明の一面に基づき、前記ステップｅにおいて、前記の乗算した後のデータが送信される前に、前記の乗算した後のデータにパルス成形を行う。

無線移動通信システムにおけるデータ受信方法で、その内、前記システム中の１つのユーザーのシグナルソースデータは、送信されるときに次に掲げるステップを含む。
ａ．前記ユーザーのシグナルソースデータに対してスペクトラム拡散を行う。拡散符号の長さはＧで、Ｇ≧１。
ｂ．前記スペクトラム拡散後のデータをブロッキングし、Ｂ個連続する前記のデータを１つのデータブロックとする。ＢはＧの正の整数倍である。
ｃ．前記の各データブロックに時間圧縮と繰り返しを行う。繰り返し回数はＲで、Ｒ≧１。

ｄ．前記繰り返し後のデータと前記ユーザー専有の１つのフェーズシーケンスを順次蒸乗算し、前記フェーズシーケンスの長さはＢとＲの積である。
ｅ．前記の乗算した後のデータを無線方式で送信する。
前記の送信データが無線チャネルの伝播を経た後、それに対して受信を行うとき次に掲げるステップを含む。
ｆ．前記送信データの無線チャネルの伝播を経た後のマルチパスデータシグナルに対して分離を行う。
ｇ．前記分離された後の各パスデータシグナルを、それぞれ前記フェーズシーケンスのコンジュゲート系列と順次乗算する。
ｈ．前記各パスの積のデータを、それぞれ前記ユーザーの拡散符号と再度順次乗算する。
ｉ．前記各パスと拡散符号系列を乗算した後のデータをロッキングし、Ｂ個連続する前記のデータを、１つのデータブロックとする。
ｊ．前記各パスのＲ個ごとのデータブロックについてスーパーインポーズを行う。
ｋ．前記各パスのスーパーインポーズした後のデータブロック中のＧ個ごとのデータを、再度スーパーインポーズする。
ｌ．前記各パスの再度スーパーインポーズした後のデータブロックに、マルチパスコンビネーションを行う。
ｍ．前記マルチパスコンビネーション後のデータに対して判定を行う。

本発明の一面に基づき、前記ステップａにおいて、前記ユーザーのシグナルソースデータは、２進法ビットデータで、前記ビットデータに対してスペクトラム拡散を行う前に、まず前記ビットデータに対してチャネルコーディングと変調を行い、前記ステップｍにおいて、前記マルチパスコンビネーション後のデータに対して判定を行う前に、まずそれに対して復調とチャネルデコーディングを行う。

本発明の一面に基づき、前記ステップｌにおいて、前記マルチパスコンビネーションの方式がセレクティブコンビネーション方式、マキシムレシオコンビネーション方式またはイコールゲインコンビネーション方式であるとともに、前記ステップｍにおいて、軟判定方法を使用する。

本発明の一面に基づき、前記ステップｂにおいて、前記スペクトラム拡散後のデータにブロッキングを行う前に、前記スペクトラム拡散後のデータに対してスクランブリングを行い、前記ステップｈにおいて、前記各パスの積のデータをそれぞれ前記ユーザーの拡散符号系列と再度順次乗算する前に、まず前記各パスの積のデータに対してそれぞれデスクランブルを行う。

本発明の一面に基づき、前記ステップｅにおいて、前記乗算した後のデータが送信される前に、前記乗算した後のデータにパルス成形を行い、前記ステップｆにおいて、前記マルチパスデータシグナルに対して分離を行う前に、前記マルチパスデータシグナルに対してパルス成形マッチングを行う。

無線移動通信システムにおけるデータ送信装置で、次のものを含む。
ａ．１つのユーザーのシグナルソースデータに対してスペクトラム拡散を行う装置。スペクトラム拡散ファクターはＧで、Ｇ≧１。
ｂ．前記スペクトラム拡散後のデータをブロッキングする装置。Ｂ個連続する前記のデータを１つのデータブロックとし、ＢはＧの正の整数倍である。
ｃ．前記の各データブロックに時間圧縮と繰り返しを行う装置。繰り返し回数はＲで、Ｒ≧１。
ｄ．前記繰り返し後のデータと前記ユーザー専有の１つのフェーズシーケンスを順次乗算する装置。前記フェーズシーケンスの長さはＢとＲの積である。
ｅ．前記の乗算した後のデータを無線方式で送信する装置。

本発明の一面に基づき、前記ユーザーのシグナルソースデータは２進法ビットデータで、前記装置ａにおいて前記ビットデータに対してスペクトラム拡散を行う前に、前記装置中に、さらに前記ビットデータに対してチャネルコーディングを行う装置を含む。

本発明の一面に基づき、前記装置ａにおいて前記チャネルコーディング後のデータに対してスペクトラム拡散を行う前に、前記装置中にさらに前記チャネルコーディング後のデータに対して変調を行う装置を含む。

本発明の一面に基づき、前記装置ｂにおいて前記スペクトラム拡散後のデータのブロッキングを行う前に、前記装置中に、さらに前記スペクトラム拡散後のデータに対してスクランブリングを行う装置を含む。

本発明の一面に基づき、前記装置ｅにおいて、前記の乗算した後のデータを送信する前に、前記装置中に、さらに前記の乗算した後のデータにパルス成形を行う装置を含む。

前記データ受信方法を使用するデータ受信装置で、次に掲げる装置を含む。
ａ．前記送信データが無線チャネルの伝播を経た後のマルチパスデータシグナルに対して分離を行う装置。
ｂ．前記分離された後の各パスデータシグナルを、それぞれ前記フェーズシーケンスのコンジュゲートシーケンスと順次乗算する装置。
ｃ．前記各パスの積のデータを、それぞれ前記ユーザーの拡散符号と再度順次乗算する装置。
ｄ．前記各パスと拡散符号系列を乗算した後のデータをブロッキングする装置で、Ｂ個連続する前記のデータを１つのデータブロックとする。
ｅ．前記各パスのＲ個ごとのデータブロックにスーパーインポーズを行う装置。
ｆ．前記各パスのスーパーインポーズ後のデータブロック中のＧ個ごとのデータを再度スーパーインポーズする装置。
ｇ．前記各パスの再度スーパーインポーズした後のデータブロックに、マルチパスコンビネーションを行う装置。
ｈ．前記マルチパスコンビネーション後のデータに対して判定を行う装置。

本発明の目的及び特徴は、実施例に付図を結び付けて詳細に説明する。これらの実施例は説明のためのものであり、制限性は備えていない。

現有の無線多元接続方式に存在する問題に直面して、マルチパス伝播遅延が劣悪である無線伝播環境において、システムの通信速度を向上させ、スペクトル利用率を最適化するため、本発明のデータ送信方法に基づき、１つの無線移動通信系統における１つのユーザーｋに対して、そのデータ送信の方法は次に掲げるステップを含む。
ａ．前記ユーザーｋのシグナルソースデータに対してスペクトラム拡散を行う。拡散符号の長さはＧ個のチップで、Ｇ≧１。
ｂ．前記スペクトラム拡散後のデータをブロッキングし、Ｂ個連続する前記のデータを１つのデータブロックとする。ＢはＧの正の整数倍である。

図２中、Ckiは前記のスペクトラム拡散後のデータを表し、ｋは前記ユーザーの番号、ｉ＝１、２、…、Ｇ，…は前記スペクトラム拡散後のデータのチップ番号である。
ｃ．前記の各データブロックに時間圧縮と繰り返しを行う。繰り返し回数はＲで、Ｒ≧１。
ｄ．前記繰り返し後のデータと前記ユーザー専有の１つのフェーズシーケンスを順次蒸散する。前記フェーズシーケンスの長さはＢとＲの積である。
ｅ．前記の乗算した後のデータを無線方式で送信する。

図１において、前記ユーザーｋのデータが送信される前の変化の過程を示す。現有の直接スペクトラム拡散符号分割多元とインターリーブ周波数分割多元を結合させた無線多元接続方式と比べて、本発明の方法は、前記ステップｃと前記ステップｄの間において、各前記データブロックの間にガードインターバルを挿入するステップを省略していることが分かる。

各前記データブロックの間のガードインターバルがもはや存在しないため、時間的に隣接する前記データブロックは無線チャネルのマルチパス伝播遅延によって相互重畳が発生し、前記無線チャネルのマルチパス伝播によって発生したデータブロックのクロストークを抑制するため、本発明のデータ受信方法に基づき、前記ユーザーｋの送信データに対して受信を行うとき、次のステップを含む。
ｆ．前記送信データの無線チャネルの伝播を経た後のマルチパスデータシグナルに対して分離を行い、分離が可能であるマルチパスは無線チャネルの伝播モデルによって決定される。
ｇ．前記分離された後の各パスデータシグナルをそれぞれ前記フェーズシーケンスのコンジュゲートシーケンスと順次乗算する。
ｈ．前記各パスの積のデータをそれぞれ前記ユーザーの拡散符号系列と再度順次乗算する；
ｉ．前記各パスと拡散符号系列を乗算した後のデータをブロッキングし、Ｂ個連続する前記のデータを１つのデータブロックとする。
ｊ．前記各パスのＲ個ごとのデータブロックにスーパーインポーズを行う。
ｋ．前記各パスのスーパーインポーズした後のデータブロック中のＧ個ごとのデータを再度スーパーインポーズする。
ｌ．前記各パスの再度スーパーインポーズした後のデータブロックにマルチパスコンビネーションを行う。
ｍ．前記マルチパスコンビネーション後のデータに判定を行う。

図２において、前記受信過程において、前記分離後の１つのパスデータシグナルの変化の過程を表す。

前記ステップａにおいて、前記ユーザーの拡散符号セットはGold符号またはウォルシュ符号（Walsh Code）セットを使用することが可能で、前記ステップbにおいて、Ｂが取る値は無線チャネルフェージングの相関時間によって決まり、二者は相互にマッチィングしなければならず、ステップｄにおいて、前記ユーザーｋが専有するフェーズシーケンスは次に掲げる形式を採用することが可能である。

この内、ｊは虚数単位で、

は前記ユーザーｋの専有である。

この他、前記ステップａにおいて、前記ユーザーの２進法ビットシグナルソースのためにスペクトラム拡散を行う前に、さらにまず前記ビットデータに対してチャネルコーディングを行うことができ、チャネルコーディングの方式は畳込み符号化またはTurbo符号化等の方式を採用することができ、その後、前記チャネルコーディング後のデータに対してスペクトラム拡散を行う前に、それに対していっそうの変調を行う。使用が可能である変調方式にはQPSKまたはQAM変調方式等がある。相応して、ステップｍにおいて、前記マルチパスコンビネーション後のデータに対して判定を行う前に、まずそれに対して復調とチャネルデコーディングを行うとともに、軟判定（Soft Detection）の方法と連合させて前記復調とチャネルデコーディング後のデータに対して判定を行うことができる。前記マルチパスコンビネーションの方式は、セレクティブコンビネーション方式（Selective Combination）、マキシマムレシオコンビネーション（Maximun Ratio Combination）方式またはイコールゲインコンビネーション（Equal Gain Combinationn）方式とすることができる。前記ステップｂにおいて、前記の拡散符号セットが異なったセルにおいて再使用されるようにするため、やはり前記スペクトラム拡散後のデータに対してブロッキングを行う前に、前記スペクトラム拡散後のデータに対してスクランブリングを行い、使用するスクランブリング系列は一般にGold系列で、異なったセルのスクランブリング系列はGold系列の異なった位相偏移である。相応して、前記ステップｈにおいて、前記各パスの積のデータをそれぞれ前記ユーザーの拡散符号系列と再度順次乗算する前に、まず前記各パスの積のデータにそれぞれデスクランブリングを行う。最後に、前記無線移動通信システムの実現の過程において、前記ステップｅにおいて前記乗算した後のデータが送信される前に、さらに前記乗算した後のデータに対してパルス成形を行う必要があり、パルス成形フィルタは一般に余弦ルート（Root-raised cosine）Nyquistフィルタである。相応して、前記ステップｆにおいて、前記マルチパスデータシグナルに対して分離を行う前に、前記マルチパスデータシグナルに対してパルス成形マッチングを行う。

相応して、本発明のデータ送信装置に基づき、１つの本発明のデータ送信装置の実施例は図３に示すとおり。その内、前記ユーザーｋのデータ送信装置は次のものを含む。
ａ．前記ユーザーｋのシグナルソースデータに対してスペクトラム拡散を行う装置、スペクトラム拡散ファクターはＧで、Ｇ≧１。
ｂ．前記スペクトラム拡散後のデータをブロッキングする装置、Ｂ個連続する前記のデータを１つのデータブロックとし、ＢはＧの正の整数倍である。
ｃ．前記の各データブロックに時間圧縮と繰り返しを行う装置、繰り返し回数はＲで、Ｒ≧１。
ｄ．前記繰り返し後のデータと前記ユーザー専有の１つのフェーズシーケンスを順次乗算する装置、前記フェーズシーケンスの長さはＢとＲの積である。
ｅ．前記の乗算した後のデータを無線方式で送信する装置。

現有の直接スペクトラム拡散符号分割多元と、インターリーブ周波数分割多元が結合された無線多元接続方式におけるデータ送信装置と比べて、本発明における前記ユーザーｋのデータ送信装置は、前記装置ｃと前記装置ｄの間において、各前記データブロックの間にガードインターバルを挿入する装置を省略している。

同じ道理で、本発明方法の前記実施例に基づき、前記装置ａにおいて前記ユーザーｋの２進法シグナルソースビットデータに対してスペクトラム拡散を行う前に、前記装置において、さらに前記ビットデータに対してチャネルコーディングを行う装置及び前記チャネルコーディング後のデータに対して変調を行う装置を含むことができる。前記装置ｂにおいて、前記スペクトラム拡散後のデータに対してブロッキングをする前に、前記装置に、さらに前記スペクトラム拡散後のデータに対してスクランブリングを行う装置を含むことができる。前記装置ｅにおいて前記の乗算した後のデータを送信する前に、前記装置は、さらに前記の乗算した後のデータに対してパルス成形を行う装置を含むことができる。

一歩進んで、本発明のデータ受信方法に基づき、前記ユーザーｋのデータ受信装置は次のものを含む。
ａ．前記送信データが無線チャネルの伝播を経た後のマルチパスデータシグナルに対して分離を行う装置、これは無線チャネル伝播モデルによって決定される一連のディレータップユニットで構成されることができる。
ｂ．前記分離された後の各パスデータシグナルを、それぞれ前記フェーズシーケンスのコンジュゲートシーケンスと順次乗算する装置。
ｃ．前記各パスの積のデータを、それぞれ前記ユーザーの拡散符号系列と再度順次乗算する装置。
ｄ．前記各パスと拡散符号系列を乗算した後のデータをブロッキングする装置、Ｂ個連続する前記のデータを１つのデータブロックとする。
ｅ．前記各パスのＲ個ごとのデータブロックにスーパーインポーズを行う装置。
ｆ．前記各パスのスーパーインポーズした後のデータブロック中のＧ個ごとのデータを、再度スーパーインポーズする装置。
ｇ．前記各パスの再度スーパーインポーズした後のデータブロックにマルチパスコンビネーションを行う装置。
ｈ．前記マルチパスコンビネーション後のデータに対して判決を行う装置。

図３は、前記の本発明方法の実施方式を使用するデータ受信装置の概念図を示す。

本発明においては、前記ユーザーの各データブロックの間のガードインターバルはもはや存在しないものの、同一ユーザー及び異なったユーザーの時間的に隣接する前記データブロックは、無線チャネルのマルチパス伝播タイムディレーによって相互の重畳が発生するが、本分野内の技術要員は、前記と異なるユーザーの間の相互に重畳しない櫛状のスペクトル特性が依然として保持されることを証明することは困難ではない。従って、本発明は依然として無線チャネル伝播環境の下において異なったユーザーの間の多元干渉を取り除くという長所を備える。同時に、前記同一ユーザーの隣接するデータブロックが相互の重畳によって発生するデータブロッククロストークに対して、無線チャネルのマルチパス伝播遅延が、前記データブロックが時間圧縮と繰り返しを行った後のチップ持続時間と比べて比較が可能である場合、本発明に基づくデータ受信方法及び受信装置を使用すると、無線チャネル伝播を経た後に発生したマルチパスデータシグナルに対して上手に利用することができ、無線チャネル伝播において発生したマルチパスデータシグナルを分離した後にコンビネーションを加えてダィバーシティゲインを獲得し、これによって、前記ユーザー自身のデータシグナルが無線チャネルのマルチパス伝播によって発生するデータブロッククロストークを効果的に抑制する。

本発明の方法の下、現有の直接スペクトラム拡散符号分割多元と、インターリーブ周波数分割多元が結合した無線多元接続方式の下における無線移動通信システムの通信性能に対して比較を加えるため、前記二者のビットエラーレート性能に対してシミュレーションを行うことができる。その内、現有の直接スペクトラム拡散符号分割多元とインターリーブ周波数分割多元が結合した無線多元接続方式の下における受信方法は、現有の均衡に拡散の解除をプラスした伝統的方式を使用し、前記各データブロックの間に挿入されるガードインターバルの長さはチップ20個で、本発明の方法においてはマキシマムレシオコンビネーションと硬判定方式を使用、無線チャネル伝播モデルはGSM規格に定義されるCOST207"TU"チャネルモデルを使用、無線チャネルのマルチパス数量は25で、さらに無線チャネルの状態情報を受信のときに既知であると仮定し、拡散符号セットはGold符号セットを使用、拡散符号の長さは７、チップレートは2.5MHz、前記データブロックの長さＢは14、その繰り返し回数Ｒは10、前記システム中のユーザー数量は10個、変調方式はQPSK方式を採用、チャネルコーディングなし、システム動作周波数レンジは2GHz、ドップラー周波数偏移DopFreはそれぞれ0Hz、1Hzと2Hzである。

前記シミュレーション条件の下、本発明の方法と前記現有の均衡に拡散解除をプラスした受信方法を使用したときのエラーレート性能は図５に示すとおり。DopFreが1Hzまたは2Hzに等しいとき、本発明の方法を使用するときのビットエラーレート（BER：Bit Error Rate）性能は、現有の均衡に拡散解除をプラスした受信方法のときのビットエラーレート性能より明らかに良好であり、DopFreが0Hzに等しいとき、即ちドップラー周波数偏移が存在しないとき、ビットエネルギーと白色ガウスノイズ電力スペクトラム密度E_b/N₀が15dBを下回るとき、本発明の方法を使用したときのビットエラーレート性能も現有受信方法を使用したときのビットエラーレート性能より良好で、E_b/N₀≧15dBになると、このとき前記システム中のデータブロッククロストークが主導的作用を果たし、これによって現有受信方法を使用するときのビットエラーレート性能は、本発明の方法を使用したときのビットエラーレート性能よりやや良好となる。ただし、現有受信方法を使用するときのビットエラーレート性能の利得は、大量のシステムリダンダンスを代価としたもので、例えば本シミュレーション条件の下において、現有受信方法を使用したときのシステムリダンダンスは
ガードインターバルの長さ／（B・R）＋ガードインターバルの長さ＝12.5％
に達している。

以上述べたことをまとめると、無線チャネルのマルチパス伝播遅延が、前記データブロックが時間圧縮と繰り返しを行った後のチップ持続時間と比べて比較することができるとき、本発明の受信方法及び受信装置の使用は無線チャネル伝播を経た後に発生するマルチパスデータシグナルに対して上手に利用することができことになり、無線チャネル伝播において発生したマルチパスデータシグナルを分離した後コンビネーションを行うとともにダィバーシティゲインを獲得し、これによって前記ユーザー自身のデータシグナルが無線チャネルのマルチパス伝播によって発生するデータブロッククロストークを効果的に抑制する。従って、現有の直接スペクトラム拡散符号多元とインターリーブ周波数分割多元を結合させた無線多元接続方式と比べて、前記ユーザーの各データブロックの間のガードインターバルの省略は、通信性能の損失をもたらさないだけでなく、また本発明の受信方法を通じて通信性能の改善を獲得することができる。同時に、前記現有受信方法の下における均衡に拡散解除をプラスした方式と比べて、本発明の受信方法を使用するデータ受信装置の計算の複雑さもまた大きく低下させることができ、これによって前記データ受信装置の実現を簡略化し、さらにマルチパス伝播遅延が劣悪である無線伝播環境において、前記ユーザーのデータの送信過程では、前記ガードインターバルの挿入によらないことから大量のデータインターバルが存在し、システムの通信速度とスペクトル利用率が顕著に向上することが可能で、前記データ送信装置のデータ送信電力も大きく節約することが可能で、前記データ送信装置の電力消費をさらに経済的にする。

本発明に基づくデータ送信方法において、前記ユーザーのデータが送信されるときの変化の過程を表す。 本発明に基づくデータ受信方法において、前記ユーザーの送信データが受信されたときの変化の過程を表す。 本発明のデータ送信装置の１つの実施例を表す。 本発明に基づくデータ受信方法を使用する受信装置を表す。 本発明に基づくデータ受信方法と現有受信方法を使用してのビットエラーレート性能比較を表す。

Claims (17)

1. 無線移動通信システムにおけるデータ送信方法において、
   ａ．1つのユーザーのシグナルソースデータに対してスペクトラム拡散を行い、スペクトラム拡散ファクターはGで、G≧１であるステップと、
   ｂ．前記スペクトラム拡散後のデータをブロッキングし、B個連続する前記のデータを1つのデータブロックとし、BはGの正の整数倍であるステップと、
   ｃ．前記の各データブロックに時間圧縮と繰り返しを行い、繰り返し回数はRで、R≧1であるステップと、
   ｄ．前記繰り返し後のデータと前記ユーザー専有の1つのフェーズシーケンスを順次乗算し、前記フェーズシーケンスの長さはBとRの積であるステップと、
   ｅ．前記の乗算した後のデータを無線方式で送信するステップ
   とを有することを特徴とするデータ送信方法。
2. 前記ステップａにおいて、前記ユーザーのシグナルソースデータが２進法ビットデータで、前記ビットデータに対してスペクトラム拡散を行う前に、まず前記ビットデータに対してチャネルコーディングを行う、請求項１記載のデータ送信方法。
3. 前記チャネルコーディング後のデータに対してスペクトラム拡散を行う前に、それに対していっそうの変調を行う、請求項２記載のデータ送信方法。
4. 前記ステップｂにおいて、前記スペクトラム拡散後のデータをブロッキングする前に、前記スペクトラム拡散後のデータに対してスクランブリングを行う、請求項１から３までのいずれか１項記載のデータ送信方法。
5. 前記ステップｅにおいて、前記の乗算した後のデータが送信される前に、前記の乗算した後のデータにパルス成形を行う、請求項１から３までのいずれか１項記載のデータ送信方法。
6. 無線移動通信システムにおけるデータ受信方法において、
   前記無線移動通信システム中の１つのユーザーのシグナルソースデータを送信する際に、
   ａ．前記ユーザーのシグナルソースデータに対してスペクトラム拡散を行い、スペクトラム拡散コードの長さはGで、G≧1であるステップと、
   ｂ．前記スペクトラム拡散後のデータをブロッキングし、B個連続する前記のデータを1つのデータブロックとし、BはGの正の整数倍であるステップと、
   ｃ．前記の各データブロックに時間圧縮と繰り返しを行い、繰り返し回数はRで、R≧1であるステップと、
   ｄ．前記繰り返し後のデータと前記ユーザー専有の1つのフェーズシーケンスを順次乗算し、前記フェーズシーケンスの長さはBとRの積であるステップと、
   ｅ．前記の乗算した後のデータを無線方式で送信するステップ
   とを実施し、
   前記の送信データが無線チャネルの伝播を経た後、それに対して受信を行う際に、
   ｆ．前記送信データの無線チャネルの伝播を経た後のマルチパスデータシグナルに対して分離を行うステップと、
   ｇ．前記分離された後の各パスデータシグナルをそれぞれ前記フェーズシーケンスのコンジュゲートシーケンスと順次乗算するステップと、
   ｈ．前記各パスの積のデータをそれぞれ前記ユーザーのスペクトラム拡散コードシーケンスと再度順次乗算するステップと、
   ｉ．前記各パスとスペクトラム拡散コードシーケンスを乗算した後のデータをブロッキングし、B個連続する前記のデータを1つのデータブロックとするステップと、
   ｊ．前記各パスのR個ごとのデータブロックにスーパーインポーズを行うステップと、
   ｋ．前記各パスのスーパーインポーズした後のデータブロック中のG個ごとのデータを再度スーパーインポーズするステップと、
   ｌ．前記各パスの再度スーパーインポーズした後のデータブロックにマルチパスコンビネーションを行うステップと、
   ｍ．前記マルチパスコンビネーション後のデータに対して判定を行うステップ
   とを実施することを特徴とするデータ受信方法。
7. 前記ステップａにおいて、前記ユーザーのシグナルソースデータが２進法ビットデータで、前記ビットデータに対してスペクトラム拡散を行う前に、まず前記ビットデータに対してチャネルコーディングと変調を行い、
   前記ステップｍにおいて、前記マルチパスコンビネーション後のデータに対して判定を行う前に、まずそれに対して復調とチャネルデコーディングを行う、請求項６記載のデータ受信方法。
8. 前記ステップｌにおいて、前記マルチパスコンビネーションの方式がセレクティブコンビネーション方式、マキシムレシオコンビネーション方式、イコールゲインコンビネーション方式である、請求項６または７記載のデータ受信方法。
9. 前記ステップｍにおいて、軟判定方法を使用する、請求項８記載のデータ受信方法。
10. 前記ステップｂにおいて、前記スペクトラム拡散後のデータをブロッキングする前に、前記スペクトラム拡散後のデータに対してスクランブリングを行い、
    前記ステップｈにおいて、前記各パスの積のデータをそれぞれ前記ユーザーのスペクトラム拡散コードシーケンスと再度順次乗算する前に、まず前記各パスの積のデータに対してデスクランブルを行う、請求項６または７記載のデータ受信方法。
11. 前記ステップｅにおいて、前記乗算した後のデータが送信される前に、前記乗算した後のデータにパルス成形を行い、
    前記ステップｆにおいて、前記マルチパスデータシグナルに対して分離を行う前に、前記マルチパスデータシグナルに対してパルス成形マッチングを行う、請求項６または７記載のデータ受信方法。
12. 無線移動通信システムにおけるデータ送信装置において、
    ａ．1つのユーザーのシグナルソースデータに対してスペクトラム拡散を行う装置であって、スペクトラム拡散ファクターはGで、G≧1である装置と、
    ｂ．前記スペクトラム拡散後のデータをブロッキングする装置であって、B個連続する前記のデータを1つのデータブロックとし、BはGの正の整数倍である装置と、
    ｃ．前記の各データブロックに時間圧縮と繰り返しを行う装置であって、繰り返し回数はRで、R≧1である装置と、
    ｄ．前記繰り返し後のデータと前記ユーザー専有の1つのフェーズシーケンスを順次乗算する装置であって、前記フェーズシーケンスの長さはBとRの積である装置と、
    ｅ．前記の乗算した後のデータを無線方式で送信する装置
    とを有することを特徴とする、データ送信装置。
13. 前記ユーザーのシグナルソースデータが２進法のビットデータであり、
    前記装置ａにおいて前記ビットデータに対してスペクトラム拡散を行う前に、前記装置中にさらに前記ビットデータに対してチャネルコーディングを行う装置を含む、請求項１２記載のデータ送信装置。
14. 前記装置ａにおいて前記チャネルコーディング後のデータに対してスペクトラム拡散を行う前に、前記装置中にさらに前記チャネルコーディング後のデータに対して変調を行う装置を含む、請求項１３記載のデータ送信装置。
15. 前記装置ｂにおいて前記スペクトラム拡散後のデータにブロッキングを行う前に、前記装置中にさらに前記スペクトラム拡散後のデータに対してスクランブリングを行う装置を含む、請求項１２から１４までのいずれか１項記載のデータ送信装置。
16. 前記装置ｅにおいて、前記の乗算した後のデータを送信する前に、前記装置中にさらに前記の乗算した後のデータにパルス成形を行う装置を含む、請求項１２から１４までのいずれか１項記載のデータ送信装置。
17. データ受信装置において、
    請求項６記載のデータ受信方法を使用し、
    ａ．前記送信データの無線チャネルの伝播を経た後のマルチパスデータシグナルに対して分離を行う装置と、
    ｂ．前記分離された後の各パスデータシグナルをそれぞれ前記フェーズシーケンスのコンジュゲートシーケンスと順次乗算する装置と、
    ｃ．前記各パスの積のデータをそれぞれ前記ユーザーのスペクトラム拡散コードシーケンスと再度順次乗算する装置と、
    ｄ．前記各パスとスペクトラム拡散コードシーケンスを乗算した後のデータをブロッキングする装置であって、B個連続する前記のデータを１つのデータブロックとする装置と、
    ｅ．前記各パスのR個ごとのデータブロックにスーパーインポーズを行う装置と、
    ｆ．前記各パスのスーパーインポーズした後のデータブロック中のG個ごとのデータに再度スーパーインポーズする装置と、
    ｇ．前記各パスの再度スーパーインポーズした後のデータブロックにマルチパスコンビネーションを行う装置と、
    ｈ．前記マルチパスコンビネーション後のデータに対して判定を行う装置
    とを有することを特徴とする、データ受信装置。

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