JP3136076B2

JP3136076B2 - 符号分割多重変復調装置

Info

Publication number: JP3136076B2
Application number: JP13110695A
Authority: JP
Inventors: 哲夫神田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-06-08
Filing date: 1995-05-01
Publication date: 2001-02-19
Anticipated expiration: 2016-02-19
Also published as: EP0687074A3; US5936997A; EP0687074A2; JPH0856212A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スペクトラム拡散通信
において、小さな相互相関値を持つ異なる複数の拡散符
号によって通信路を多重化し、情報伝送速度を高速化す
る同期式の符号分割多重通信装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】スペクトラム拡散通信においては、拡散
符号の低い相互相関特性を利用して、同一帯域で複数の
通信路を多重化し、情報伝送速度を高速化する符号分割
多重通信方式が考えられている。

【０００３】また、限られた帯域の中で情報伝送速度を
高速化するために、搬送波のＩ成分とＱ成分の直交性を
利用した、ｍ相位相変調（ｍ−ＰＳＫ）あるいは直交振
幅変調（ＱＡＭ）といった直交変復調技術が従来から提
案されている。

【０００４】図４は、多重化数を１６とした時の直交変
調を用いた符号分割多重変調回路の構成例を示す回路図
である。

【０００５】まず、シリアル・パラレル変換器１０１に
よって高速な送信データは、１６本のパラレルデータに
変換され、これらのパラレルデータは、搬送波のＩチャ
ネルに変調される組とＱチャネルに変調される組に８本
ずつ分割される。なお、送信データが予めパラレルデー
タとして入力される場合は、シリアル・パラレル変換器
１０１は不要である。

【０００６】これらのパラレルデータは、拡散符号発生
器１１０から生成される複数の異なる拡散符号とそれぞ
れ排他的論理和回路１０２によってスペクトラム拡散変
調され、加算器１０３Ｉ、Ｑで加算されることによっ
て、Ｉ成分およびＱ成分の多重化信号がそれぞれ得られ
る。

【０００７】符号分割多重では、本来全て異なる拡散符
号を用いるが、本例のように直交変調を行う場合は、搬
送波変調時での両相の直交性が保証されているため、そ
れぞれの組内で同一の拡散符号が使用されてさえいなけ
れば、同相成分と直交成分にわたって同じ拡散符号を利
用することができる。

【０００８】そこで、本例では、８個の拡散符号を準備
し、それぞれＩ成分およびＱ成分に使用している。ここ
で各々の組は同じ重みの８本の信号を多重化しているた
め、符号分割多重信号はそれぞれ０から８までの９値を
とることになる。

【０００９】このようにして多重化された符号分割多重
信号は、それぞれディジタル・アナログ変換器１０５
Ｉ、Ｑによってアナログベースバンド信号に変換され、
さらに局部発振器１０８で生成される搬送波に対して、
平衡変調器１０６Ｉ、Ｑ、π／２移相器１０７によつて
同相成分および直交成分にキャリア変調された後、電力
合成器１０９によって合成されることにより、符号分割
多重直交変調出力が得られる。

【００１０】このとき、本変調出力の位相配置図におけ
る信号点は、図６に示すように、８１値をとるＱＡＭ変
調に類似した位相配置となる。

【００１１】次に、図５は、復調回路の構成を示す回路
図である。

【００１２】まず、受信信号は、アナログ乗算器２０１
Ｉ、Ｑ、ローパスフイルタ２０２Ｉ、Ｑ、π／２移相器
２０３を用いて、受信機内で再生される再生搬送波によ
る同期検波によってＩチャネルおよびＱチャネル成分の
ベースバンド信号が得られる。これら検波出力に対し
て、アナログ乗算器２０５およびローパスフィルタ２０
６を用いて符号発生器２０４から生成される拡散符号と
の相関演算を行うと、符号分割多重信号は逆拡散処理さ
れ、１６本のパラレルデータに復調される。

【００１３】これらのパラレルデータは、コンパレータ
２０７によってディジタルレベルに変換され、最後にパ
ラレル・シリアル変換器２０８によって高速な受信デー
タとして変換される。

【００１４】以上のようにして、符号分割多重通信方式
と直交変復調技術を用いて、通信路を多重化し、情報伝
送速度を高速化することができる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、狭帯域
ＱＡＭ伝送で等化器の使用が前提となっているように、
前記技術についても、直交変調器出力の位相配置図にお
ける信号間距離が小さいため、たとえスペクトラム拡散
通信では処理利得が見込めるとはいえども、誤り率特性
は劣化する。

【００１６】そこで、本発明では、全電力が規定されて
いるときに、位相配置図における各信号点距離を相対的
に大きくとることによって、直交変調を行った際の復調
特性の良好な符号分割多重変復調装置を提供することを
目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明では、データ信号
を多重化し、その符号分割多重信号を符号化器を用いて
位相配置図上にマッピングすることにより信号点距離を
大きくとり、受信機においては、復号器を用いて元の符
号分割多重信号を復元し、相関器によって逆拡散処理を
行う方式を採用する。

【００１８】

【実施例】図１は、本発明の第１実施例における変調回
路の構成を示す回路図である。

【００１９】本実施例においても、多重化数を１６とす
る。まず、シリアル・パラレル変換器１０１によって得
られる１６本のパラレルデータは、それぞれ符号発生器
１１０から生成される１６個の異なる符号と排他的論理
和１０２によってスペクトラム拡散変調され、これら１
６本のスペクトラム拡散信号は、加算器１０３によって
０から１６までの１７値をとる符号分割多重信号とな
る。

【００２０】なお、送信データが予めパラレルデータと
して入力される場合は、シリアル・パラレル変換器１０
１は不要である。

【００２１】そして、この多重化信号は、符号化器１０
４によって直交変調した時に位相配置図上で信号点が１
対１に配置される様にＩチャネルおよびＱチャネルに対
して符号化される。符号化器１０４の出力は、２個のデ
ィジタル・アナログ変換器１０５Ｉ、Ｑによってアナロ
グベースバンド信号に変換される。このアナログベース
バンド信号は、局部発振器１０８で生成される搬送波に
対して、π／２位相器１０７、２個の平衡変調器１０６
Ｉ、Ｑ、電力合成器１０９によって直交変調される。

【００２２】なお、排他的論理和１０２の出力を加算せ
ずに符号化することもできる。

【００２３】このとき、直交変調器出力の位相配置図
は、例えば図３に示すように、１７値にマッピングする
ことができるため、全電力が一定の時には、図６で示し
た例における信号と比較して、各々の信号点距離が大き
くとれる。

【００２４】次に、図２は、本実施例における復調回路
の構成を示す回路図である。

【００２５】まず、受信信号に対して、アナログ乗算器
２０１Ｉ、Ｑ、ローパスフィルタ２０２Ｉ、Ｑ、π／２
移相器２０３を用いて、ＩチャネルおよびＱチャネル成
分が、受信機内で再生される再生搬送波によってベース
バンド直交検波される。

【００２６】そして、これらベースバンド信号は、２個
のアナログ・ディジタル変換器３０１Ｉ、Ｑによってデ
ィジタル信号に変換された後、復号器３０２によって元
の１６チャネル分の符号分割多重信号に復号される。

【００２７】最後に、この多重信号に対して、符号発生
器２０４から生成される拡散符号と、ディジタル相関器
３０３によって逆拡散を行い、パラレル・シリアル変換
によって高速な受信データが得られる。

【００２８】本発明の第２実施例における変調回路の構
成を図７に示す。本例においては、符号分割多重化数を
１５とする。本図において、高速な送信データは、まず
シリアル・パラレル変換器１０１によって１５本の低速
な情報信号に分割される。ここで得られた１５本のパラ
レルデータは、第１実施例と同様に、排他的論理和１０
２によってスペクトラム拡散変調され、これら１５本の
スペクトラム拡散信号は加算器１０３によって０から１
５までの１６値のうちのいずれかの値をとる符号分割多
重信号となる。

【００２９】ここで、この多重化信号が位相配置図上で
の信号点が１対１に配置されるように、符号化器１０４
はＩチャネルおよびＱチャネルに対して符号化する。い
ま、符号分割多重化値としての符号化器１０４の入力信
号は、０から１５までとなり、バイナリ信号としては４
ビットで与えられる。しかるに、前述のようにこれら符
号分割多重化値を直交座標上に配置する際に、例えば図
１０に示すような回路によって、４ビットの多重化値の
うち上位２ビットをＱチャネルに、また下位２ビットを
Ｉチャネルに割り当てることができる。

【００３０】このようにして符号化されたＩ、Ｑそれぞ
れのチャネルは第１実施例と同様に、２個のディジタル
・アナログ変換器１０５Ｉ、Ｑによってアナログベース
バンド信号に変換され、２個の平衡変調器１０５Ｉ、
Ｑ、電力合成器１０９によって直交変調される。

【００３１】本例に挙げた図１０のような符号化回路を
用いた場合、直交変調された信号の信号点配置は図９の
ようになる。これは、図６で示した例における信号点と
比較すると、全信号電力が一定であるという条件の下で
は、各々の信号点距離が大きくとれるため、雑音に対す
る余裕度が向上する。

【００３２】次に、本実施例における復調回路の構成を
図８に示す。受信信号に対して、第１実施例と同様に、
アナログ乗算器２０１、ローパスフィルタ２０２、Ｉチ
ャネルおよびＱチャネル成分が、受信機内で再生される
再生搬送波によってベースバンド直交検波される。そし
て、これらベースバンド信号は、２個のアナログ・ディ
ジタル変換器３０１Ｉ、Ｄによってディジタル信号に変
換された後、復号器３０２によって元の１５チャネル分
の符号分割多重信号に復号される。

【００３３】最後に、この多重信号に対し、符号発生器
２０４から生成される拡散符号と、ディジタル相関器３
０３によって逆拡散を行い、パラレル・シリアル変換に
よって高速な受信データが得られる。

【００３４】次に、本発明の第３実施例について説明す
る。

【００３５】前記第２実施例では、符号分割多重化値の
信号点上へのマッピングに際し、４ビットの多重化信号
の上下それぞれ２ビットずつをＩ、Ｑそれぞれのチャネ
ルに割り当てる場合を示した。しかしながら、本発明に
おいて、符号化器による信号点配置に関しては、多重化
によって得られる信号がとり得るべき数と、信号点の数
が同一であるという条件に拘束されるのみであり、マッ
ピングの方法には何ら制限がない。

【００３６】いま、符号分割多重化数を１５とした時、
スペクトラム拡散された１５個の情報シンボルの極性が
すべて同じであれば、多重化値は０あるいは１５とな
り、逆に１５個のシンボル中のシンボル“１”とシンボ
ル“０”の個数差が小さくなるにつれて、符号分割多重
化値は７あるいは８に近づく。

【００３７】復調器では、このような多重化信号に対し
て、多重化符号のうちの任意の１系列との相関演算を行
うことで、各情報チャネルの情報シンボルを復調する。
この相関復調の過程を考慮すると、例えば先に挙げた２
通りの場合を比較すると、０または１５という値をもっ
た多重化信号は、相対的にそれ以外の多重化値よりも大
きな重みをもつ。

【００３８】したがって、本発明の第３実施例では、符
号分割多重化信号の信号点上への配置に際しても、０ま
たは１５といった符号分割多重化値は、７あるいは８と
いった符号分割多重化値と比較して信号電力が大きくと
れる信号点へ配置する。

【００３９】すなわち、第３実施例では、図１１に示す
ように、符号分割多重化信号のとり得る値のそれぞれに
ついて、それらの重みに応じて、信号電力の異なる配置
を行うような符号化器、およびその逆写像を行う復号器
を用いる。このような符号化器および復号器は、その信
号点数、すなわち符号分割多重化数が小さな時には、論
理ゲートによるロジック回路で実現することができ、ま
た、符号分割多重化数が多くとも、メモリによるルック
アップテーブル方式などによって実現可能である。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、符号分割多重信号を位
相配置図上でマッピングすることにより、直交変調時の
信号点距離を大きくとることができるので、雑音等の干
渉による余裕度が大きくなり、復調時の誤り率特性の良
好な符号分割多重変復調装置を構成することができると
いう効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例における変調回路の構成を
示す回路図である。

【図２】上記実施例における復調回路の構成を示す回路
図である。

【図３】上記実施例における信号点の位相配置図であ
る。

【図４】従来例における変調回路の構成を示す回路図で
ある。

【図５】従来例における復調回路の構成を示す回路図で
ある。

【図６】従来例における信号点の位相配置図である。

【図７】本発明の第２実施例における変調回路の構成を
示す回路図である。

【図８】本発明の第２実施例における復調回路の構成を
示す回路図である。

【図９】本発明の第２実施例における信号点の位相配置
図である。

【図１０】本発明の第２実施例における符号化器の構成
例を示す回路図である。

【図１１】本発明の第３実施例における信号点の位相配
置図である。

【符号の説明】

１０１…シリアル・パラレル変換器、１０２…排他的論理和、１０３…加算器、１０４…符号化器、１０５…ディジタル・アナログ変換器、１０６…平衡変調器、１０７…π／２位相器、１０８…局部発振器、１０９…電力合成器、１１０…拡散符号発生器、２０１…アナログ乗算器、２０２…ローパスフィルタ、２０３…π／２移相器、２０４…符号発生器、２０８…パラレル・シリアル変換器、３０１…アナログ・ディジタル変換器、３０２…復号器、３０３…ディジタル相関器。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】異なる複数の擬似ランダム系列を拡散符
号として用いて通信路を多重化し、情報伝送速度を高速
化する同期式の符号分割多重変復調装置であって、符号分割多重信号値が位相配置図上の信号点に対応する
ように符号化する符号化器と、搬送波に対して直交変調
を行う直交変調器とを有する変調回路と；受信信号の同相成分および直交成分をベースバンド検波
するベースバンド直交検波器と、上記ベースバンド検波
した信号をディジタル信号に変換するアナログ・ディジ
タル変換器と、上記ディジタル信号から符号分割多重信
号を復号する復号器とを有する復調回路と；を備えたことを特徴とする符号分割多重変復調装置。
【請求項２】請求項１において、上記符号化器は、２つの符号分割多重信号値の一方を直交変調の同相成分
にし、上記２つの符号分割多重信号値の他方を直交成分
にした場合よりも、信号点間隔が大きい位相配置図上の
信号点に対応するように、符号分割多重信号値を符号化
することを特徴とする符号分割多重変復調装置。
【請求項３】異なる複数の擬似ランダム系列を拡散符
号として用いて通信路を多重化し、情報伝送速度を高速
化する同期式の符号分割多重変復調装置であって、符号分割多重信号値が位相配置図上の信号点に対応する
ように符号化する符号化器と；上記符号化器の出力を直交変調する変調回路と；受信信号の同相成分、直交成分それぞれをベースバンド
検波するベースバンド直交検波器と；上記ベースバンド直交検波器の出力をディジタル信号に
変換するアナログディジタル変換器と；上記ディジタル信号から符号分割多重信号を復号する復
調回路と；を備えたことを特徴とする符号分割多重変復調装置。
【請求項４】請求項３において、上記符号化器は、２つの符号分割多重信号値の一方を直交変調の同相成分
にし、上記２つの符号分割多重信号値の他方を直交成分
にした場合よりも、信号点間隔が大きい位相配置図上の
信号点に対応するように、符号分割多重信号値を符号化
することを特徴とする符号分割多重変復調装置。
【請求項５】パラレルデータを２分割し、２分割した
それぞれのパラレルデータを拡散して、拡散された２つ
のパラレルデータの一方を直交変調の同相成分にし、上
記拡散された２つのパラレルデータの他方を直交成分に
した場合よりも、信号点間隔が大きい位相配置図上の信
号点に対応するように、符号分割多重信号値を符号化
し、上記符号化した結果を送信することを特徴とするス
ペクトラム拡散送信方法。
【請求項６】パラレルデータを２分割し、２分割した
それぞれのパラレルデータを拡散して、拡散された２つ
のパラレルデータの一方を直交変調の同相成分にし、上
記拡散された２つのパラレルデータの他方を直交成分に
した場合よりも、信号点間隔が大きい位相配置図上の信
号点に対応するように、符号化された符号分割多重信号
を復号し、復号した符号分割多重信号を複数の拡散符号
と相関をとり、受信データを得ることを特徴とするスペ
クトラム拡散受信方法。
【請求項７】パラレルデータを複数の拡散符号で拡散
する拡散手段と；パラレルデータを２分割し、２分割したそれぞれのパラ
レルデータを拡散して、拡散された２つのパラレルデー
タの一方を直交変調の同相成分にし、上記拡散された２
つのパラレルデータの他方を直交成分にした場合より
も、信号点間隔が大きい位相配置図上の信号点に対応す
るように、上記拡散手段から出力された符号分割多重信
号値を符号化する符号化手段と；を有し、上記符号化手段により符号化された結果を送信
することを特徴とするスペクトラム拡散送信装置。
【請求項８】パラレルデータを２分割し、２分割した
それぞれのパラレルデータを拡散して、拡散された２つ
のパラレルデータの一方を直交変調の同相成分にし、上
記拡散された２つのパラレルデータの他方を直交成分に
した場合よりも、信号点間隔が大きい位相配置図上の信
号点に対応するように、符号化された符号分割多重信号
を復号する復号手段と；復号された符号分割多重信号を複数の拡散符号と相関を
とり、受信データを得る相関手段と；を有することを特徴とするスペクトラム拡散受信装置。