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JP3493374B2 - 符号分割多元接続（ｃｄｍａ）通信システム - Google Patents

符号分割多元接続（ｃｄｍａ）通信システム

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JP3493374B2
JP3493374B2 JP50523297A JP50523297A JP3493374B2 JP 3493374 B2 JP3493374 B2 JP 3493374B2 JP 50523297 A JP50523297 A JP 50523297A JP 50523297 A JP50523297 A JP 50523297A JP 3493374 B2 JP3493374 B2 JP 3493374B2
Authority
JP
Japan
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signal
code
channel
message
rcs
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP50523297A
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English (en)
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JP2000501248A (ja
Inventor
ゲリー ロンプ，
ファティ オズルタルク，
ジョン コワルスキー，
ロバート レジス，
マイケル ルディー，
アレキサンダー マルラ，
アレキサンダー ジャックス，
アビ シルバーバーグ，
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
InterDigital Technology Corp
Original Assignee
InterDigital Technology Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は概括的にはスペクトラム拡散通信としても知
られる符号分割多元接続（CDMA）通信に関する。より詳
しくいうと、本発明は所定の無線周波数を通じて一つ以
上の同時並行の利用者ベアラチャネルを提供し、マルチ
パス干渉を阻止しながらベアラチャネル速度の動的割当
てを可能にする大容量CDMA通信システムを提供するため
のシステムおよび方法に関する。
関連技術の説明 農村の電話システムや発展途上国における電話システ
ムなど遠隔地として分類される利用者群に高品質の電話
通信サービスを提供することが近年課題になってきた。
これらの需要の一部は、固定式または移動式の周波数分
割多重（FDM）システム、周波数多元接続（FDMA）シス
テム、時分割多重（TDM）システム、時分割多元接続（T
DMA）システム、周波数分割および時分割組合せシステ
ム（FD/TDMA）、およびこれら以外の陸上移動無線シス
テムなどの無線サービスによって満たされてきた。通常
これらの遠隔地電話サービスは、周波数帯域幅またはス
ペクトル帯域幅容量によって同時並行的にサポートでき
る数よりも多数の潜在的利用者に対処しなければならな
い。
これらの制約を考慮して、無線通信の最近の進歩は複
数の利用者による同時並行の通信を提供するのにスペク
トラム拡散変調手法を用いている。スペクトラム拡散変
調とは、拡散符号信号、すなわち符号発生器で生成され
情報データビットまたはシンボル信号の周期よりも短い
周期TCの拡散符号信号で情報信号を変調することを意味
する。情報信号送信用の搬送波周波数を上記符号信号で
変調して周波数ホッピング拡散とすることもでき、また
情報データ信号を拡散符号信号に乗算して直接系列拡散
（DS）とすることもできる。スペクトラム拡散変調は、
情報信号の送信に必要な帯域幅よりも実質的に大きい帯
域幅の信号を生成する。受信機で受信信号を同期復調し
逆拡散することによって原情報信号を再生する。受信機
の同期復調器は基準信号を用いて逆拡散回路を入力スペ
クトラム拡散被変調信号に同期させ、搬送波および情報
信号を再生する。この基準信号は、情報信号による変調
を受けていない拡散符号で構成できる。
無線通信網にスペクトラム拡散変調を用いると、多数
の利用者が相互間干渉を最小限に抑えながら同一の周波
数帯域を利用できるので多くの利点が得られる。スペク
トラム拡散変調は他の干渉源からの影響も低減する。ま
た、同期スペクトラム拡散変調復調手法は、各々が互い
に異なる拡散符号でスペクトラム拡散されしかも単一の
基準信号のみを利用者に送信する複数メッセージチャネ
ルをその単一の利用者のために設けることによって拡張
できる。
スペクトラム拡散手法を用いる分野の一つがパーソナ
ル通信サービス（PCS）用のセルラー移動通信の分野で
ある。この種のシステムは多数の利用者をサポートし、
ドップラー偏移およびフェージングを抑制し、低ビット
誤り率の高速ディジタルデータ信号を生ずるので望まし
い。これらのシステムは、直交または準直交拡散符号群
を用い、パイロット拡散符号系列をこれら符号群に同期
させる。各利用者は上記拡散符号の一つを拡散機能とし
て割り当てられる。これらシステムの関連問題として、
直交符号により多数の利用者をサポートすること、遠隔
ユニットに利用可能な節減電力を取り扱うこと、および
マルチパスフェージング効果を取り扱うことなどがあ
る。これらの問題に対する解決法としては、フェーズド
アレイアンテナを用いて多数の応答走査可能なビームを
生成すること、およ非常に長い直交符号系列または準直
交符号系列を利用することなどが挙げられる。これらの
系列は、市内交換局基準に同期した符号の循環シフト、
およびマルチパス信号のダイバーシティ合成に再利用で
きる。
従来のシステムに伴う問題は、受信機の逆拡散回路に
よる高信頼性受信、および同回路の受信信号への同期が
主である。マルチパスフェージングが生ずるとスペクト
ラム拡散受信機に特有の問題、すなわち受信機がそれ自
身の逆拡散手段を入力信号と位相同期状態に保つように
マルチパスに何らかの形で追従しなければならないとう
問題が生ずる。従来技術の受信機は一般にマルチパス信
号の一つまたは二つをトラックするに留まるが、低電力
マルチパス信号成分の合成群は実際には一つまたは二つ
のマルチパス成分最大値よりもはるかに大きい電力を備
え得るので上述の手法では不十分である。従来技術の受
信機は所定のビット誤り率（BER）を維持するために上
記最大値成分をトラックして合成する。この種の受信機
は例えばGilhousonほか名義の米国特許第5,109,390号
「CDMAセルラー電話システムにおけるダイバーシティ受
信機」に記載されている。すべてのマルチパス成分を合
成する受信機は、受信機に利用可能な電力が大きいの
で、従来技術のシステムの信号電力よりも低い信号電力
で所望のBERを維持することができる。したがって、実
質的にすべてのマルチパス信号成分をトラックし、実質
的にすべてのマルチパス信号を受信機で合成し所定のBE
R対応の所要信号送信電力を低減できるようにした受信
機を用いたスペクトラム拡散通信システムが必要になっ
ている。
多元接続スペクトラム拡散通信システムに伴うもう一
つの問題は、利用者の使える電力が限られているため
に、システム内の利用者の送信電力合計値を減らす必要
があることである。スペクトラム拡散システムにおける
電力制御の必要性という関連の問題は、一人の利用者の
スペクトラム拡散信号がもう一人の利用者の受信機にあ
る電力レベルの雑音として受信されるというスペクトラ
ム拡散システム固有の特性に関係する。したがって、高
い信号電力レベルで送信する利用者は、他の利用者の受
信に支障を与え得る。また、一方の利用者が他方の利用
者の地理的な位置に対して移動する場合は、信号フェー
ジングおよび歪みのために、利用者はその送信電力レベ
ルを信号品質維持のために調整する必要が生ずる。同時
に、システムは基地局がすべての利用者から受信する電
力を相対的に一定に維持しなければならない。最後に、
スペクトラム拡散システムでは同時並行的にサポートで
きるよりも多い遠隔利用者が発呼する場合があり得るの
で、最大システム電力レベル到達時に追加の利用者を拒
絶する容量管理方法を電力制御システムに用いなければ
ならない。
従来のスペクトラム拡散システムは、受信信号を計測
して適応電力制御（APC）信号を遠隔利用者に送信する
基地局を用いている。遠隔利用者はAPC信号に応答する
自動利得制御（AGC）回路を備える送信機を有する。そ
のシステムにおいては、基地局はシステム全体の電力の
総計または各利用者からの電力を監視し、その結果に応
じてAPC信号を設定する。この開ループシステム性能
は、遠隔利用者が基地局から受信した信号電力の測定を
行い、APC信号を基地局に返送して閉ループ電力制御方
法を行うことによって向上し得る。
しかし、これらの電力制御システムにはいくらかの欠
点がある。第１に、基地局は複雑な電力制御アルゴリズ
ムを実行する必要があり、その結果、基地局におけるデ
ータ処理量が増加する。第２に、システムは実際にいく
つかの種類の電力変動、すなわち利用者数の変動によっ
て生じる雑音電力の変動および特定のベアラチャネルの
受信信号電力の変動を受ける。これらの変動は互いに異
なる頻度で発生するので、上記二つの種類の変化の一方
だけを補償するために簡単な電力制御アルゴリズムを最
適化できる。最後に、これらの電力アルゴリズムはシス
テムの電力総量を比較的高レベルに駆動する傾向があ
る。したがって、ベアラチャネル電力レベルの変動に迅
速に応答し、同時に利用者数の変動に応答してすべての
利用者の送信電力を調整するスペクトラム拡散電力制御
方法が必要になっている。また、個々の遠隔受信機にお
いて十分なBERを維持しながらシステムの電力総量を最
小限に抑える閉ループ電力制御システムを用いた改良型
スペクトラム拡散通信システムが必要になっている。さ
らに、このようなシステムは、遠隔利用者の初期送信電
力レベルを制御し、全システム容量を管理しなければな
らない。
スペクトラム拡散通信システムは各々が少なくとも一
つの通信チャネルを有する多数の利用者をサポートしな
ければならない。さらに、この種の通信システムは、全
利用者向けに情報の一斉伝達を行うとともに全利用者が
システムにアクセスできるようにしなければならない。
従来技術のスペクトラム拡散システムを用いた場合は、
多数の拡散符号系列を生成しなければこれは達成できな
い。
さらに、スペクトラム拡散システムは、直交またはほ
ぼ直交の系列を用いて、受信機が誤った拡散符号系列ま
たは位相にロックされる可能性を減らさなければならな
い。しかし、このような特性の大きい符号系列群を生成
することは困難である。また、大きい符号群を生成する
には、反復前の期間の長い系列を生成する必要がある。
したがって、受信機がこのような長い系列との同期を達
成するための所要時間が長くなる。従来技術のスペクト
ラム拡散符号発生器はより短い系列を合成してよい長い
系列を形成することがしばしばであるが、このような系
列は直交性が十分でないこともある。したがって、ほぼ
直交の特性を示し反復前の期間が長い一方受信機の正し
い符号位相への捕捉およびロックのための時間を短縮す
る短符号系列の利点も併せ備える大きい符号系列群を高
信頼性をもって生成する改良された方法が必要になって
いる。さらに、この符号生成方法は、スペクトラム拡散
符号周期がデータ速度またはフレームサイズなど使用パ
ラメータで決定されることが多いので、任意の周期を有
する符号の生成を可能にしなければならない。
上記拡散符号系列に望まれるもう一つの特性は、利用
者データ値の遷移が符号系列値の遷移の過渡時に起こる
ことである。データは通常2Nで割り切れる周期を有する
ので、上記特性は通常符号系列を一様な長さ2Nにするこ
とを必要とする。しかし、当該技術分野で周知のとお
り、符号発生器は一般に2N−１の長さの符号を生成する
線形帰還シフトレジスタを用いる。したがって、スペク
トラム拡散通信システムも一様な長さの拡散符号系列を
生成しなければならない。
最後に、スペクトラム拡散通信システムは、従来の音
声通話信号に加えてファクシミリ、音声帯域データおよ
びISDNなどの多くの互いに異なる種類のデータを処理可
能でなければならない。サポート対象の利用者の数を増
やすために、多くのシステムはディジタル電話信号「圧
縮」用にADPCMなどの符号化技術を用いる。しかし、フ
ァクシミリ、ISDNなどのデータでは、チャネルをクリア
チャネルにする必要がある。したがって、利用者の信号
に含まれる情報の種類に応答して符号化チャネルとクリ
アチャネルとの間でスペクトラム拡散ベアラチャネルを
動的に変える圧縮技術をサポートするスペクトラム拡散
通信システムが必要になっている。
発明の概要 本発明は、通信回線経由で同時並行的に受信した複数
の情報信号を符号分割多重化（CDM）信号として無線周
波数（RF）チャネル経由で同時並行的に送信するように
信号処理する多元接続スペクトラム拡散通信システムと
して具体化される。このシステムは通信回線情報信号に
対応する呼要求信号と情報信号の宛先の利用者を識別す
る利用者識別信号とを受信する無線搬送波局（RCS）を
有する。受信装置は複数の符号分割多元接続（CDMA）モ
デムに接続され、それらモデムの一つがグローバルパイ
ロット符号信号および複数のメッセージ符号信号を生
じ、それらCDMAモデムの各々で複数の情報信号の一つと
それぞれのメッセージ符号信号とを合成してスペクトラ
ム拡散処理ずみ信号を生成する。複数のCDMAモデムの複
数のメッセージ符号信号はグローバルパイロット符号信
号と同期させる。また、このシステムはチャネル割当て
信号に応答して通信回線経由の受信情報信号を複数のモ
デムのうちの指定されたモデムに接続する割当て装置を
有する。この割当て装置は時間スロット交換手段に接続
されている。このシステムはさらに遠隔呼処理装置およ
び時間スロット交換手段に接続したシステムチャネルコ
ントローラを有する。このシステムチャネルコントロー
ラは利用者識別信号に応答してチャネル割当て信号を生
ずる。このシステムにおいて、RF送信機はすべてのモデ
ムに接続され、複数のスペクトラム拡散処理ずみメッセ
ージ信号とグローバルパイロット符号信号とを合成して
CDM信号を生成する。また、RF送号機はCDM信号で搬送波
信号を変調し、被変調搬送波信号をRF通信チャネル経由
で送信する。
送信されたCDM信号は加入者ユニット（SU）によりRF
通信チャネル経由で受信され、SUは加入者に割り当てら
れた送信情報信号を処理し再構成する。SUは搬送波から
CDM信号を受信し復調する受信手段を有する。また、SU
は加入者ユニットコントローラと、グローバルパイロッ
ト符号を捕捉しスペクトラム拡散処理ずみ信号を逆拡散
して送信情報信号を再構成する処理手段を含むCDMAモデ
ムとを有する。
RCSおよびSUの各々は情報信号および接続制御信号を
含む通信信号の送信および受信のためのCDMAモデムを含
む。CDMAモデムはモデム送信機、すなわち関連のパイロ
ット符号信号を生ずるとともに複数のメッセージ符号信
号を生成する符号発生器と、情報信号の各々とそれぞれ
のメッセージ符号信号とを合成してスペクトラム拡散処
理ずみメッセージ信号を生成する拡散手段と、メッセー
ジ符号信号の同期引き込み対象であるグローバルパイロ
ット符号信号を生ずるグローバルパイロット符号発生器
とを有するモデム送信機を含む。
また、CDMAモデムは関連のパイロット符号捕捉および
トラッキング論理を備えたモデム受信機を含む。関連の
パイロット符号捕捉論理は関連のパイロット符号発生器
と、関連のパイロット信号の符号位相遅延出力および逆
拡散関連パイロット信号生成用の受信CDM信号の相関を
とる一群の関連のパイロット符号相関器とを有する。関
連のパイロット信号の符号位相は、検出器が捕捉信号値
を変化させることによって逆拡散ずみの関連のパイロッ
ト符号信号の存在を表示するまで捕捉信号値に応答して
変化する。関連のパイロット符号信号はグローバルパイ
ロット信号に同期する。関連のパイロット符号のトラッ
キング論理は捕捉信号に応答して関連のパイロット符号
信号の位相を調整し、逆拡散ずみの関連のパイロット符
号信号の信号電力レベルを最大にする。最後に、CDMAモ
デム受信機は一群のメッセージ信号捕捉回路を備える。
各メッセージ信号捕捉回路は、ローカル受信メッセージ
符号信号の一つとCDM信号との相関をとり逆拡散ずみの
受信メッセージ信号をそれぞれ生成する複数の受信メッ
セージ信号相関器を有する。
CDMAモデムで用いられる互いにほぼ直交した符号の大
きい群を生成するために、本発明は符号系列発生器を有
する。符号系列は、RF通信チャネル経由の同相（Ｉ）お
よび直交位相（Ｑ）送信を含むスペクトラム拡散通信シ
ステムの論理チャネルにそれぞれ割り当てられる。系列
のひと組は、データ信号による変調なしに送信される符
号系列であるパイロット系列として用いられる。符号系
列発生回路は、線形帰還シフトレジスタと、短い均一符
号系列を生ずるメモリと、フィードフォワード回路に加
えられる符号系列との間で最小の相関を示す符号群の他
の構成部分を生ずる複数の循環偏移フィードフォワード
部とを有する長符号系列発生器を有する。さらに、この
符号系列発生器は、長符号系列の位相偏移出力の各々と
短い均一符号系列とを合成して、互いにほぼ直交する符
号のグレープまたはファミリーを生成するための一群の
符号系列合成器を有する。
さらに、本発明はスペクトラム拡散チャネルの効率的
利用のためのいくつかの方法を含む。第１に、このシス
テムは第１の送受信機および第２の送受信機の間に一群
のメッセージチャネルを含むベアラチャネル変形システ
ムを有する。メッセージチャネル群の各々は、互いに異
なる情報信号伝送速度をサポートする。第１の送受信機
は受信情報信号を監視して受信ずみの情報信号の種類を
判定し、その符号化信号に関する符号化信号を生ずる。
特定の種類の情報信号がある場合は、第１の送受信機は
送信を第１のメッセージチャネルから第２のメッセージ
チャネルに切り換え、異なる伝送速度をサポートする。
この符号化信号は第１の送受信機から第２の送受信機へ
送信され、第２の送受信機は第２のメッセージチャネル
に切り替わり、異なる伝送速度で情報信号を受信する。
ベアラメッセージチャネルの効率的利用の向上のため
のもう一つの方法は、本発明に用いている空き符号抑制
の方法である。スペクトラム拡散送受信機は空き期間対
応の所定のフラッグパターンを含むディジタルデータ情
報信号を受信する。この方法は（１）ディジタルデータ
信号を遅延させて監視する過程と、（２）所定のフラッ
グパターンを検出する過程と、（３）フラッグパターン
検出時にディジタルデータ信号の送信を停止する過程
と、（４）フラッグパターン不検出時にスペクトラム拡
散信号としてデータ信号を送信する過程とを含む。
本発明は、スペクトラム拡散通信システムのRCSおよ
びSUの閉ループ自動電力制御（APC）のためのシステム
および方法を含む。SUはスペクトラム拡散信号を送信
し、RCSはスペクトラム拡散信号を捕捉し、RCSはスペク
トラム拡散信号および雑音などあらゆる干渉信号の受信
電力レベルを検出する。APCシステムはRCSおよび複数の
SUを有し、RCSは複数の順方向チャネル情報信号を各順
方向送信電力レベルを有する複数の順方向チャネルスペ
クトラム拡散信号としてSUに送信し、各SUは各逆方向送
信電力レベルを有する少なくとも一つの逆方向スペクト
ラム拡散信号および逆方向チャネル情報信号を有する少
なくとも一つの逆方向チャネルスペクトラム拡散信号を
基地局に送信する。
APCは順方向電力自動制御（AFPC）システムと、逆方
向電力自動制御（ARPC）システムとを有する。AFPCシス
テムは、SUにおいて順方向チャネル情報信号それぞれの
順方向SN比を測定し、順方向SN比それぞと所定のSN比値
との間の順方向誤差に対応する順方向誤差信号を発生
し、それぞれの順方向チャネル誤差信号を逆方向チャネ
ル情報信号の一部としてSUからRCSに送信することによ
って動作する。RCSは逆方向チャネル情報信号を受信す
るとともに逆方向チャネル情報信号から順方向チャネル
誤差信号を抽出するための複数のAFPC受信機を有する。
また、RCSはそれぞれの順方向誤差信号にそれぞれ応答
する順方向スペクトラム拡散信号の各々の順方向送信電
力レベルを調整する。
ARPCシステムは、RCSにおいて逆方向チャネル情報信
号の各々の逆方向チャネルSN比を測定し、逆方向チャネ
ルSN比それぞれと所定のSN比値との間の誤差を表すそれ
ぞれの逆方向チャネル誤差信号それぞれを生成し、その
逆方向チャネル誤差信号それぞれを順方向チャネル情報
信号それぞれの一部としてSUに送信することによって動
作する。各SUは、順方向チャネル情報信号を受信すると
ともに逆方向誤差信号それぞれを順方向チャネル情報信
号から抽出するARPC受信機を有する。SUは逆方向誤差信
号それぞれに応答して逆方向スペクトラム拡散信号の逆
方向送信電力レベルを調整する。
図面の簡単な説明 図１は本発明による符号分割多元接続通信システムの
ブロック図である。
図2aは本発明の符号発生器の長拡散符号に用いるのに
適した36段線形帰還シフトレジスタのブロック図であ
る。
図2bはこの符号発生器のフィードフォワード動作を図
解する回路ブロック図である。
図2cは長拡散符号および短拡散符号から拡散符号系列
を生ずるための回路を有する本発明の符号発生器の例の
ブロック図である。
図2dは電気回路遅延を補償する遅延素子を含む符号発
生回路の代替の実施例である。
図3aはパイロット拡散符号QPSK信号のコンステレーシ
ョン点のグラフである。
図3bはメッセージチャネルQPSK信号のコンステレーシ
ョン点のグラフである。
図3cは本発明の受信ずみ拡散用符号位相をトラックす
る方法を実行する回路の例のブロック図である。
図４は受信したマルチパス信号成分の中央値をトラッ
クするトラッキング回路のブロック図である。
図5aは受信したマルチパス信号成分の中心軌跡をトラ
ックするトラッキング回路のブロック図である。
図5bは適応ベクトル相関器のブロック図である。
図６は受信したパイロット符号の正しい拡散符号位相
の捕捉決定方法を実行する本発明の回路の例のブロック
図である。
図７はパイロット拡散符号を逆拡散するためのトラッ
キング回路およびディジタル位相同期ループ、および重
みづけ係数の発生器を有する本発明のパイロットレーキ
（rake）フィルタの例のブロック図である。
図8aはマルチパス成分を逆拡散して合成する本発明の
適応ベクトル相関器および整合フィルタの例のブロック
図である。
図8bはマルチパス成分を逆拡散し合成する本発明の適
応ベクトル相関器および適応整合フィルタの代替の実施
例のブロック図である。
図8cはマルチパス成分を逆拡散し合成する本発明の適
応ベクトル相関器および適応整合フィルタの代替の実施
例のブロック図である。
図8dは本発明の一つの実施例の適応整合フィルタのブ
ロック図である。
図９は本発明の無線搬送波局（RCS）の例の構成要素
のブロック図である。
図10は図９に示すRCSに用いるのに適したマルチプレ
クサの例の構成要素のブロック図である。
図11は図９に示すRCSの無線接続コントローラ（WAC）
の例の構成要素のブロック図である。
図12は図９に示すRCSのモデムインタフェースユニッ
ト（MIU）の例の構成要素のブロック図である。
図13はCDMAモデムの送信、受信、制御および符号生成
回路を示す高レベルブロック図である。
図14はCDMAモデムの送信部のブロック図である。
図15はモデム入力信号受信機の例のブロック図であ
る。
図16は本発明に用いる畳込み符号化装置の例のブロッ
ク図である。
図17はCDMAモデムの受信部のブロック図である。
図18はCDMAモデム受信部に用いた適応整合フィルタの
例のブロック図である。
図19はCDMAモデム受信部に用いたパイロットレーキの
例のブロック図である。
図20はCDMAモデム受信部に用いた補助パイロットレー
キの例のブロック図である。
図21は図９に示すRCSのビデオ分配回路（VDC）の例の
ブロック図である。
図22は図９に示すRCSのRF送信機／受信機の例および
電力増幅器の例のブロック図である。
図23は本発明の加入者ユニット（SU）の例のブロック
図である 図24はRCSとSUとの間でベアラチャネルを形成するた
めに本発明で用いる入来着信呼要求のための呼形成アル
ゴリズムの例の流れ図である。
図25はRCSとSUとの間でベアラチャネルを形成するた
めに本発明で用いる送出発信呼要求のための呼形成アル
ゴリズムの例の流れ図である。
図26は本発明の維持電力制御アルゴリズムの例の流れ
図である。
図27は本発明の順方向電力自動制御アルゴリズムの例
の流れ図である。
図28は本発明の逆方向電力自動制御アルゴリズムの例
の流れ図である。
図29はベアラチャネルの形成時の本発明の閉ループ電
力制御システムの例のブロック図である。
図30はベアラチャネル形成の過程における本発明の閉
ループ電力制御システムの例のブロック図である。
頭字語の解説 実施例の説明 システムの概括的説明 本発明のシステムは、一つ以上の基地局と複数の遠隔
加入者ユニットとの間の無線リンクを用いて加入回線電
話サービス、すなわち地域集団電話サービスを提供す
る。実施例においては無線リンクを固定加入者ユニット
（FSU）と交信する基地局について説明するが、このシ
ステムはFSUおよび移動加入者ユニット（MSU）の両方へ
の無線リンクを有する複数の基地局を含むシステムにも
同様に適用できる。したがって遠隔加入者ユニットをこ
の明細書では加入者ユニット（SU）と呼ぶ。
図１を参照すると、基地局（BS）101は加入者線交換
機（LE）103または構内交換機（PBX）など上記以外の電
話網交換インタフェースに呼接続を提供するものであ
り、無線搬送波局（RCS）104を有する。一つ以上のRCS1
04、105および110がリンク131、132、137、138および13
9経由で無線分配ユニット（RDU）102に接続され、RDU10
2が電話会社局線141、142および150経由で呼設定信号、
制御信号および情報信号の送受信によってLE103とイン
タフェースを形成する。SU116および119は無線リンク16
1、162、163、164および165経由でRCS104と交信する。
代替的実施例では、いくつかのSUと機能的にRCSと同等
の「主」SUとを有する。その実施例では、市内電話網へ
の接続はあってもなくても差し支えない。
無線リンク161乃至165は、DCS1800標準（1.71−1.785
GHzおよび1.805−1.880GHz）、US−PCS標準（1.85−1.9
9GHz）およびCEPT標準（2.0−2.7GHz）の周波数帯域内
で動作する。これらの帯域をこの実施例では用いている
が、本発明は2.7GHzから5GHzに至る帯域を含むUHFからS
HFの全帯域に同様に適用できる。送信帯域幅および受信
帯域幅は、それぞれ7MHzから始めて3.5MHzの倍数および
10MHzから始めて5MHzの倍数である。この実施例のシス
テムは７、10、10.5、14および15MHzの帯域幅を有す
る。本発明の実施例においては、アップリンクとダウン
リンクとの間の最小ガード帯域は20MHzであり、信号帯
域幅の少なくとも３倍にするのが望ましい。同時送受の
分離は50MHz乃至175MHzであり、この実施例では、50、7
5、80、95および175MHzを用いる。これら以外の周波数
を用いてもよい。
この実施例は送受信スペクトラム拡散チャネルに搬送
波を中心として互いに異なるスペクトラム拡散帯域幅を
用いているが、本発明の手法は送信チャネル用に複数の
スペクトラム拡散帯域幅を用い受信チャネル用に複数の
スペクトラム拡散帯域幅を用いたシステムにも容易に拡
張できる。スペクトラム拡散通信システムは一方の利用
者の送信が他方の利用者の逆拡散受信機には雑音に見え
る本来の特徴を有するので、実施例では送信経路チャネ
ルおよび受信経路チャネルの両方に同じスペクトラム拡
散チャネルを用いることもできる。換言すると、アップ
リンクおよびダウンリンク伝送に同一の周波数帯域を用
いることができる。また本発明の方法は、互いに異なる
組のメッセージをアップリンクで、ダウンリンクでまた
はアップリンクおよびダウンリンクの両方で搬送する複
数のCDMA周波数帯域に容易に拡張することができる。
スペクトラム拡散ずみ２進シンボル情報をこの実施例
ではナイキストパルス成形付きの直交位相偏移（QPSK）
変調により無線リンク161乃至165経由で送信する。オフ
セットQPSK（OQPSK）および最小偏移（MSK）、ガウス位
相偏移（GPSK）、Ｍ次位相偏移（MPSK）など上記以外の
変調手法を用いることもできる。
無線リンク161乃至165はアップリンクおよびダウンリ
ンク両方向の送信モードとして広帯域符号分割多元接続
（Ｂ−CDMA）を組み入れる。多元接続システムに用いら
れるCDMA（スペクトラム拡散帯域としても知られる）通
信技術は周知であり、Donald T.Schlling名義の米国特
許第5,228,065号「同期スペクトラム拡散通信システム
および方法」に記載されている。同特許のシステムは、
直接系列（DS）拡散技術を用いている。CDMA変調器は、
擬似雑音（PN）系列で構成可能なスペクトラム拡散符号
系列を発生する動作、およびQPSK信号を同相（Ｉ）チャ
ネルおよび直交位相（Ｑ）チャネル対応の拡散符号系列
で複素DS変調する動作を行う。パイロット信号は発生さ
れたのち変調信号とともに送信され、本実施例のパイロ
ット信号はデータによる変調を受けない拡散符号であ
る。パイロット信号は、同期、搬送波位相再生、および
無線チャネルのインパルス応答の評価に用いられる。各
SUは、単一のパイロット発生器と、少なくとも一つのCD
MA変調器および復調器、すなわちCDMAモデムとを有す
る。各RCS104、105、110は単一のパイロット発生器と、
すべてのSUが使うすべての論理チャネルに十分なCDMA変
調器および復調器とを有する。
CDMA復調器はマルチパス伝搬効果の解消または利用に
適切な処理で信号を逆拡散する。受信電力レベルに関す
るパラメータを用いて自動電力制御（APC）情報を発生
し、この情報を通信リンクの他端に送信する。APC情報
は順方向電力自動制御（AFPC）リンクおよび逆方向電力
自動制御（ARPC）リンクの送信電力を制御するのに用い
る。さらに、各RCS104、105、110は、APCと同様に保守
電力制御（MPC）を実行して各SU111、112、115、117、1
18の初期送信電力を調整することができる。復調は、パ
イロット信号が位相基準を設定するコヒーレント復調で
ある。
ここに記載する無線リンクはデータ速度８、16、32、
64、128および144kb/sの複数のトラフィックチャネルを
サポートする。トラフィックチャネルの接続を受ける物
理的チャネルは64kシンボル／秒で動作する。これ以外
のデータ速度もサポートでき、順方向誤差補正（FEC）
符号化を用いることができる。この実施例では、符号化
速度1/2および拘束長７のFECを用いている。採用した符
号発生手法に併せて上記以外の符号化速度および拘束長
を用いることもできる。
CDMAは拡散帯域幅により周波数ダイバーシティをもと
もと伴っているのでRCS104、105および110のアンテナに
おけるダイバーシティ合成は不要である。受信機はマル
チパス信号を合成する適応整合フィルタ（AMF）（図１
には示してない）を備える。この実施例におけるAMFは
最大比合成を行う。
図１を参照すると、RCS104は、例えば1.544Mb/s DS
1、2.048Mb/s E1またはディジタルデータ信号送受信用
のHDSLフォーマットでリンク131、132、137経由でRDU10
2にインタフェースを形成する。これらは通常の電話会
社標準インタフェースであるが、本発明はこれらのディ
ジタルデータフォーマットに限定されない。RCSライン
インタフェースの例（図１には示してない）は、ライン
符号化（HDB3、B8ZS、AM1など）を変換してフレーム同
期情報を抽出または発生し、アラームおよびファシリテ
ィシグナリングおよびチャネル特異的なループバックお
よびパリティチェックを行う。この例におけるインタフ
ェースは、64kb/sPCMまたは32kb/sADPCM符号化電話トラ
フィックチャネルまたはISDNチャネルをRCSに供給して
処理に備える。系列生成技術に合わせて上記以外のADPC
M符号化技術を用いることもできる。
本発明のシステムはRCS104と、このRCS104と交信する
SU111、112、115、117および118の各々との間のベアラ
速度変換、すなわち64kb/sをサポートするCDMAメッセー
ジチャネルを速度が4.8kb/s以上の場合に音声帯域デー
タまたはFAXに割り当て得るベアラ速度変換をサポート
する。このような64kb/sベアラチャネルは、非符号化チ
ャネルと考える。ISDNについては、ベアラ速度変換はＤ
チャネルメッセージに基づいて動的に行うことができ
る。
図１では、SU111、112、115、117および118の各々は
電話ユニット170を含むか、電話ユニット170とインタフ
ェースを形成するか、または私設交換機（PBX）171とイ
ンタフェースを形成する。電話ユニットからの入力は、
音声、音声帯域データおよびシグナリングで構成され得
る。SUは、アナログ信号をデジタル系列に変換するもの
であり、データ端末172またはISDNインタフェース173も
含み得る。SUは音声入力、音声帯域データまたはFAXお
よびデジタルデータを区別できる。SUはADPCMなどの手
法を用いて音声データを32kb/s以下のデータ速度で符号
化し、音声帯域データまたはFAXを4.8kb/s以上の速度で
検出して、トラフィックチャネルを非符号化送信のため
に変換する（ベアラ速度変換）。また、送信前にＡ法則
またはμ法則信号圧伸をかけることもでき、信号圧伸な
しとすることもできる。デジタルデータには、空きフラ
ッグ除去などのデータ圧縮手法を容量の節約および干渉
の最小化のために適用することができる。
RCS104とSU111、112、115、117および118との間の無
線インタフェースの送信電力レベルは二つの互いに異な
る閉ループ電力制御方法を用いて制御する。順方向電力
自動制御（AFPC）方法がダウンリンク送信電力レベルを
決定し、逆方向電力自動制御（ARPC）方法がアップリン
ク送信電力レベルを決定する。例えばSU111およびRCS10
4が電力制御情報を転送する論理制御チャネルは、最低1
6KHzの更新レートで動作する。上記以外の実施例では、
例えば64KHzなど上記よりも速いまたは遅い更新レート
を用いる。これらのアルゴリズムは、利用者送信電力が
許容可能なビット誤り率（BER）を維持し、節電のため
にシステム電力を最低限に維持し、RCS104におけるSU11
1、112、115、117および118からの受信電力レベルすべ
てをほぼ等しいレベルに維持することを確実にする。
また、このシステムはSUの非活性状態の期間中にオプ
ションの維持電力制御方法を用いる。電力節約のために
SU111が非活性状態または電源オフの状態にあるとき、
このユニットはRCS104からの維持電力制御信号に応答し
て初期送信電力レベル設定を調整するようにときどき活
性化する。維持電力制御信号は、SU111の受信電力レベ
ルおよび現在のシステム電力レベルの測定によってRCS1
04が算定し、これによって所要初期送信電力を計算す
る。この方法は通信開始時のSU111のチャネル捕捉時間
を短縮する。また、この方法は閉ループ電力制御が送信
電力を下げる前の段階でSU111の送信電力レベルが高く
なりすぎることおよび初期送信中に他のチャネルと干渉
することを防ぐ。
RCS104は、これに限られるわけではないが、E1、T1ま
たはHDSLインタフェースなどのインタフェースラインか
らそのクロックの同期をとる。また、RCS104は全地球測
位システム（GPS）受信機で調整可能な発振器から内部
クロック信号を発生させることもできる。RCS104は、拡
散符号を有するもののデータ変調は伴わないチャネルで
あるグローバルパイロット符号を発生し、遠隔のSU111
乃至118による捕捉に供する。RCSの全送信チャネルをパ
イロットチャネルに同期させ、RCS104内の論理通信チャ
ネル用の符号発生器（図示せず）の拡散符号位相をパイ
ロットチャネルの拡散符号位相に同期させる。同様に、
RCS104のグローバルパイロット符号を受信するSU111乃
至118はSUの符号発生器（図示せず）の拡散符号位相お
よび逆拡散符号位相をグローバルパイロット符号に同期
させる。
RCS104、SU111およびRDU102にはシステム構成要素の
冗長配置を組み入れ、故障の際にシステム内部機能構成
要素を切り換えて、無線リンク、電力供給、トラフィッ
クチャネル、またはトラフィックチャネル群ドロップア
ウトを防止するようにすることができる。
論理通信チャネル 従来の「チャネル」はインタフェースの一部であり内
容に関係なくそのインタフェースのそれ以外の経路と区
別できる通信経路と通常見なされる。しかし、CDMAの場
合は互いに別々の通信経路はその内容だけによって互い
に区別される。「論理チャネル」という用語は互いに別
々のデータストリームを区別するために用いられ、論理
的には従来の意味でのチャネルと等価である。本発明に
おける論理チャネルおよびサブチャネルはすべて通常の
毎秒64キロシンボル（ksym/s）のQPSKストリームにマッ
プされる。いくつかのチャネルは、システムのグローバ
ルパイロット符号（GPC）から発生し、それと類似する
機能をもたらす関連のパイロット符号と同期している。
しかし、システムパイロット信号は論理チャネルとはみ
なされない。
いくつかの論理通信チャネルをRCSとSUとの間のRF通
信リンク上で用いる。各論理通信チャネルは、固定の予
め定めた拡散符号または動的に割り当てられた拡散符号
を有する。予め定めた符号の場合も割当て符号の場合も
符号位相はパイロット符号と同期している。論理通信チ
ャネルは二つの群に分けられ、グローバルチャネル（G
C）群は基地局RCSから遠隔SUすべてに、または任意のSU
からその区別に関係なく基地局RCSに送信される。GC群
の中のチャネルはシステムアクセスするためにSUが用い
るチャネルなど全利用者用の所定の種類の情報を含み得
る。割当てチャネル（AC）群の中のチャネルはRCSと特
定のSUとの間の通信専用のチャネルである。
グローバルチャネル（GC）群は、（１）全SUへの一斉
通報メッセージおよびSUへの呼出メッセージを一斉通報
する１地点・多地点間通信サービスを提供する一斉通報
制御論理チャネル、および（２）SUがシステムにアクセ
スし割当てチャネルを得るようにグローバルチャネル上
に２地点間通信サービスを提供するアクセス制御論理チ
ャネルを形成する。
本発明のRCSは複数のアクセス制御論理チャネルおよ
び一つの一斉通報制御群（グループ）を有する。本発明
のSUは少なくとも一つのアクセス制御チャネルと少なく
とも一つの一斉通報制御論理チャネルとを有する。
RCSが制御するグローバル論理チャネルには、どのサ
ービスとどのアクセスチャネルとが現在利用可能である
かに関する高速変化情報を一斉通報する高速一斉通報チ
ャネル（FBCH）、および低速変化システム情報および個
別呼出メッセージを一斉通報する低速一斉通報チャネル
（SBCH）がある。アクセスチャネル（AXCH）はSUがRCS
にアクセスし割当てずみチャネルへのアクセスを得るた
めに用いる。各AXCHは制御チャネル（CTCH）と対になっ
ている。CTCHはRCSがSUによるアクセスの試行を受信確
認し、それに応答するために使用される。長アクセスパ
イロット（LAXPT）はAXCHと同時並行的に送信され、RCS
に時間基準および位相基準を与える。
割当てチャネル（AC）群はRCSとSUとの間の単一の通
信接続を制御する論理チャネルを含む。AC群形成時に生
じる機能はアップリング接続およびダウンリンク機能の
各々について一対の電力制御論理メッセージチャネルを
含み、接続の種類に応じて一つ以上の対のトラフィック
チャネルを含む。ベアラ制御機能は所要の順方向誤り制
御およびベアラ速度変換を行い、暗号化を行う。
SU111、112、115、117および118の各々は通信接続形
成時に形成される少なくとも一つのAC群を有し、RCS10
4、105および110の各々は進行中の接続の各々に一つず
つ形成された複数のAC群を有する。論理チャネルのAC群
は、接続の形成時にその接続について形成される。AC群
は送信側における暗号化、FEC符号化、および多重化、
並びに受信側におけるFEC復号化暗号解読、および多重
化回線分離を含む。
各AC群は、２地点間通信サービス向けのひと組の接続
を形成し、例えばRCS104など特定のRCSと、例えばSU111
など特定のSUとの間で、双方向に動作する。接続のため
に形成したAC群は、単一の接続に関連するRF通信チャネ
ル経由で二つ以上のベアラを制御できる。複数のベアラ
をISDNなどの分散データの搬送に用いる。AC群は、高速
ファクシミリおよびモデムサービスのための64kb/sPCM
への切換えを容易にするベアラ速度変換機能に備えてト
ラフィックチャネルの複写を提供できる。
呼接続が首尾良く行われた際に形成されたAC群に含ま
れる割当て論理チャネルには、専用シグナリングチャネ
ル「オーダワイヤ（OW）」、APCチャネル、およびサポ
ートされるサービスに応じた８、16、32或いは64kb/sの
ベアラである一つ以上のトラフィックチャネル（TRCH）
がある。音声トラフィックのためには、中程度の速度で
符号化した音声、ADPCM、またはPCMをトラフィックチャ
ネル上でサポートできる。ISDNサービスの種類について
は、二つの64kb/sのTRCHでＢチャネルを形成し、一つの
16kb/sのTRCHでＤチャネルを形成する。代替的に、APC
サブチャネルをそれ自体のCDMAチャネル上で個別に変調
することもでき、またはトラフィックチャネル或いはOW
チャネルと時分割多重化することもできる。
本発明のSU111、112、115、117および118の各々は同
時並行のトラフィックチャネルを三つまでサポートす
る。TRCH用の三つの論理チャネルのユーザデータへのマ
ッピングを表１に示す。
APCデータ速度は64kb/sである。APC論理チャネルは遅
延を避けるためにFEC符号化せず、APC用の容量を最小に
するために比較的低い電力レベルで送信する。代替的に
APCおよびオーダワイヤ（OW）を複素拡散符号系列を用
いて別々に変調することもでき、また16kbpsトラフィッ
クチャネルと時分割多重化することもできる。
OW論理チャネルは比1/2の畳込みコードでFEC符号化す
る。この論理チャネルを干渉低減のためにシグナリング
データ存在時にバースト状に送信する。空き期間のの
ち、OW信号はデータフレームの開始前少なくとも35シン
ボルから始まる。沈黙維持呼データについては、OWがデ
ータのフレームの間で連続的に送信される。表２はこの
実施例で用いる論理チャネルの概略を示す。
拡散符号 本発明の論理チャネルの符号化に用いるCDMA符号発生
器は、この技術分野では周知のとおり、フィードバック
論理付きの線形シフトレジスタ（LSR）を用いる。本発
明のこの実施例の符号発生器は、64の同期固有系列を発
生する。各RF通信チャネルは論理チャネルの複素拡散
（同相および直交位相）のためにこれら系列の一対を用
い、したがって発生器は32の複素拡散系列を生ずる。系
列はシフトレジスタ回路に最初にロードされる一つのシ
ードによって発生される。
拡散符号系列の発生およびシード選択 本発明の拡散符号周期は、シンボル接続時間の整数倍
として定義され、符号周期の始点はシンボルの始点でも
ある。本発明の実施例に選ばれた帯域幅とシンボル長と
の関係は次のとおりである。
帯域幅（MHz） 長さ（チップ／シンボル） 7 91 10 130 10.5 133 14 182 15 195 拡散符号長もISDNフレームサポートのために64および
96の倍数である。拡散符号はチップまたはチップ値と呼
ばれるシンボル系列である。ガロア体数学を用いた擬似
ランダム系列の一般の発生方法は当業者には周知である
が、本発明には符号系列の特有の組または群が誘導され
ている。まず、符号系列発生用の線形帰還シフトレジス
タの長さを選び、レジスタの初期値を「シード」と呼
ぶ。次に、符号シードにより発生した符号系列が同一の
符号シードにより発生した別の符号系列の巡回シフトと
なり得ないように制約を加える。最後に、一つのシード
から発生した符号系列が別のシードにより発生した符号
系列の巡回シフトとなり得ないようにする。
本発明のチップ値の拡散符号長は以下のとおりに算定
した。
128×233415＝29877120 （１） 拡散符号は周期233415の線形系列と周期128の非線形系
列とを合成することによって発生する。
この実施例のFBCHチャネルは、長さ128の系列で符号
化されておらず、FBCHチャネル拡散符号が周期233415を
有するので例外である。
長さ128の非線形系列は、帰還接続付きのシフトレジ
スタにロードされる固定系列として実働化される。固定
系列は、当該分野で周知のとおり、一つの余分の論理
０、１またはランダム値を埋め込んだ長さ127のｍ−系
列によって発生できる。
長さＬ＝233415の線形系列は、36段線形帰還シフトレ
ジスタ（LFSR）回路で発生する。帰還接続は、36次既約
多項式ｈ（ｎ）に対応する。本発明の実施例に選んだ多
項式ｈ（ｘ）は、 ｈ（ｘ）＝x36＋x35＋x30＋x28＋x26＋x25＋x22＋x20＋x19＋x17 ＋x16＋x15＋x14＋x12＋x11＋x9＋x8＋x4＋x3＋x2＋１ または、二進法では、 ｈ（ｘ）＝（1100001010110010110111101101100011101） （２） である。
互いにほぼ直交する符号系列を発生させる（２）の多
項式ｈ（ｘ）を表すLFSRの「シード」値群を算定する。
シード値の第１の要件は、シード値が互いに他方の巡回
シフトに過ぎない二つの符号系列を発生させないことで
ある。
シードはモジュロｈ（ｘ）余剰類の体であるGF
（236）の要素として表される。この体は、原始要素δ
＝X2＋Ｘ＋１を有する。δの二進法表記は次のとおりで
ある。
δ＝000000000000000000000000000000000111 （３） GF（236）のすべての要素はまたモジュロｈ（ｘ）で
既約されたδのべきとして表記できる。したがって、シ
ードは、δすなわち原始要素のべきとして表される。
要素の位数の解はすべての値の検索を必要としない。
体（GF（236））の位数は要素の位数で割り切れる。GF
（236）の任意の要素δに対し、あるｅが存在して、 Xe≡１ （４） となるとき、ｅは236−１である。したがって236−１は
GF（236）における任意の要素の位数で割り切れる。
これらの制約を用いて、数値検索がδ、すなわちｈ
（ｘ）の原始要素δのべきであるシード値ｎのグループ
を発生することが判定された。
本発明は、前に判定された符号系列の特定の巡回シフ
トを同時に使用し得ることを認めることによって、CDMA
通信システムに利用可能なシードの数を増やす方法を含
む。本発明のセルサイズおよび帯域幅に対する往復伝搬
遅延は、3000チップを下回る。本発明の一つの実施例で
は、系列の十分に間隔を隔てた巡回シフトは、符号系列
の判定を試みる受信機に曖昧さを引き起こすことなく、
同一のセル内で使用できる。この方法は使用可能な系列
の組を拡大する。
前述の試験を実働化することにより、合計3879の一次
シードを数値計算により算定した。これらのシードは数
学的に、 δｎモジュロｈ（ｘ） （５） で与えられる。ここで、ｎの3879の値は、前記（３）と
同様にδ＝（00,・・・00111）を用いて付録に挙げた。
すべての一次シードが既知である場合は、本発明のす
べての二次シードを一次シードを4095チップモジュロｈ
（ｘ）の倍数だけシフトすることにより、一次シードか
ら誘導する。一群のシード値を算定すると、それらの値
をメモリに格納し必要に応じて論理チャネルに割り当て
る。割り当てられると、初期シード値はそのシード値に
関連する所要の拡散符号系列を生成するようにLFSRにロ
ードされるだけである。
長符号および短符号の高速捕捉特性 スペクトラム拡散受信機による正確な符号位相の高速
捕捉は、より高速の検出を可能にする拡散符号を設計す
ることによって向上する。本発明のこの実施例は、下記
方法のうちの一つ以上を用いることによって高速捕捉特
性の符号系列を生成する新規の方法を包含する。まず二
つ以上の短符号から長符号を構成する。この新規の実働
化では多くの符号系列を用い、それらの符号系列のうち
の一つ以上が平均捕捉位相サーチｒ＝log2Lを有する長
さＬの高速捕捉系列である。このような特性を有する系
列は当業者には周知である。ここに得られる長系列の捕
捉試験位相数の平均値は、長系列位相数の半分ではなく
ｒ＝log2Lの倍数である。
第２に実数値をもつ系列を送信するのではなくパイロ
ット拡散符号信号内の複素数値をもつ拡散符号系列（同
相（Ｉ）系列および直交位相（Ｑ）系列）を送信する方
法を用いることができる。二つ以上の互いに別々の符号
系列を複素チャネル経由で送信できる。系列が互いに異
なる位相を有する場合は、二つ以上の符号チャネル間の
相対的な位相偏移が既知であるときこれら互いに異なる
符号系列にわたって捕捉回路により並行に行うことがで
きる。例えば、二つの系列については、一つを同相
（Ｉ）チャネルで、もう一つを直交位相（Ｑ）チャネル
でそれぞれ送ることができる。符号系列をサーチするに
は捕捉検出手段によるこれら二つのチャネルのサーチを
拡散符号系列長の半分に等しいオフセットで（Ｑ）チャ
ネルから開始する形で行う。符号系列長がＮの時は、捕
捉手段は（Ｑ）チャネルではN/2でサーチを開始する。
捕捉を見出すまでの試験数の平均値は単一符号のサーチ
についてはN/2であるが、（Ｉ）チャネルおよび位相遅
れの（Ｑ）チャネルを並行してサーチすることによって
試験数平均値はN/4に減少する。各チャネルで送られる
符号は同じ符号、チャネル符号位相一つ分だけ遅れた同
じ符号、または異なる符号系列のいずれでもよい。
エポック構成およびサブエポック構成 本発明の例示的システムで用いる長複素拡散符号は符
号反復に相続く多くのチップを有する。拡散復号系列の
反復周期をエポックと呼ぶ。論理チャネルをCDMA拡散符
号にマッピングするために、本発明はエポック構成およ
びサブエポック構成を用いる。CDMA拡散符号が論理チャ
ネルを変調する符号周期は29877120チップ／符号周期で
あり、これはすべての帯域幅に対して同じチップ数であ
る。符号周期が本発明のエポックであり、表３はサポー
トされたチップ速度に対するエポック持続時間を定義し
ている。また、拡散符号エポックに対し二つのサブエポ
ックを定義し、それらの長さはそれぞれ233415チップお
よび128チップである。
長さ233415チップのサブエポックは長サブエポックと
呼ばれ、暗号化鍵切替やグローバル符号から割当て符号
への変更などのRF通信インタフェースでのイベントの同
期化に使われる。長さ128チップの短エポックは、付加
的タイミング基準として使用するために定義する。単一
のCDMA符号で使われるシンボル周波数最大値は64ksym/s
である。サポートするシンボル速度64、32、16および8k
sym/sについて、シンボル持続時間内のチップ数は常に
整数である。
エポックおよびサブエポックへの論理チャネルのマッピ
ング 複素拡散符号は、系列エポックの始点がサポートされ
た帯域幅すべてについてシンボルの始点と一致するよう
に設計される。本発明は７、10、10.5、14および15MHz
の帯域幅をサポートする。各目20％のロールオフを仮定
すると、これらの帯域幅は次の表４のチップ速度に対応
する。
一つのエポックの中のチップ数は次のとおりである。
Ｎ＝29877120＝27×33×５×７×13×19 （６） インターリーブを用いる場合は、インターリーブ期間
の始点は系列はエポックの始点と一致する。本発明の方
法を用いる発生した拡散符号系列は様々な帯域幅に対し
て1.5msの倍数のインターリーブ期間をサポートでき
る。
従来技術の巡回符号系列は、線形帰還シフトレジスタ
（LFSR）回路を用いて生成される。しかし、この方法は
均一な長さの系列を発生しない。すでに発生ずみの符号
シードを用いる拡散符号系列発生器の一つの実施例を図
2a、図2bおよび図2cに示す。本発明は36段LFSR201を用
いて周期N'＝233415＝33×５×７×13×19の系列を生成
する。この系列は図2aではC0である。図2a、図2bおよび
図2cにおいて符号は二進法の加算（排他的論理和）を
表す。上述のとおり設計された系列発生器は複素系列組
の同相部分および直交位相部分を発生する。36段LFSRの
タップ接続および初期状態がこの回路の発生する系列を
決定する。36段LFSRのタップ係数は系列の周期が233415
になるように定める。なお、図2aに示すタップ接続は式
（２）で与えられる多項式に対応する。次に、得られた
系列の各々を長さ128の系列C0との二進法加算によって
オーバーレイし、エポック周期29877120を得る。
図2bは符号発生器で用いるフィードフォワード（FF）
回路202を示す。信号ｘ（ｎ−１）はチップ遅延211の出
力であり、チップ遅延211の入力はｘ（ｎ）である。符
号チップｃ（ｎ）は入力ｘ（ｎ）およびｘ（ｎ−１）か
ら論理加算器212によって形成される。図2cは、拡散符
号発生器全体を示す。LFSR201からは出力信号が図示の
とおり縦続接続された63個までの単一段FF203のチェー
ンを通過する。各FFの出力は符号メモリ222内に格納さ
れ擬似ランダム系列のスペクトラム特性を示す短い偶数
符号系列Ｃ＊の周期128＝27にオーバーレイされてエポ
ックＮ＝29877120を生ずる。この128の系列は、長さ127
＝27−１のｍ系列（PN系列）を用い、この系列に論理０
など一つのビット値を付加して長さを128チップに増や
すことによって決定される。偶数符号系列Ｃ＊は連続し
て系列を出力する巡回レジスタである偶数符号シフトレ
ジスタ221に入力される。次に、短系列は排他的論理和
演算213、214、220を用いて長系列に合成される。
図2cに示すように63個までの拡散符号系列C0−C
63を、FF203の出力信号をタップして例えば二進法加算
器213、214および220で短系列Ｃ＊を論理加算すること
によって発生する。当業者には明らかなとおりFF203の
実働化によりチェーン内の各FF段で生ずる符号系列に対
して累積遅延効果が生じる。この遅延は、実働化におけ
る電子部品に非零の電気遅延が生じすることによる。こ
の遅延に伴うタイミングの問題は、本発明の実施例の一
つの変形ではFFチェーンに追加の遅延要素を挿入するこ
とにより緩和させることができる。図2cのFFチェーンに
付加遅延素子を加えたものを図2dに示す。
本発明のこの実施例の符号発生器はグローバル符号ま
たは割当て符号のいずれかを発生するように構成され
る。グローバル符号は、システムの全利用者が受信また
は送信できるCDMA符号である。割当て符号は特定の接続
に割り当てられるCDMA符号である。系列組が上述のもの
と同じ発生器から発生される場合は、36段LFSRのシード
のみを系列群の発生のために特定する。すべてのグロー
バル符号のための系列は、同じLFSR回路を用いて生成さ
れる。したがって、SUはRCSからのグローバルパイロッ
ト信号に同期してグローバルチャネル符号のためのLFSR
回路のシードを把握すると、パイロット系列だけではな
くRCS用の他のグローバル符号すべてを生成することが
できる。
RFにアップコンバートされる信号は次のとおり生成す
る。上記のシフトレジスタ回路の出力信号を正反対の系
列に変換する（０は＋１にマッピングし、１は−１にマ
ッピングする）。論理チャネルをまずQPSK信号に変換
し、これを当該分野では周知のコンステレーション点に
マッピングする。各QPSK信号の同相チャネルおよび直交
位相チャネルが複素データ値の実部および虚部をそれぞ
れ形成する。同様に、二つの拡散符号を複素拡散チップ
の形成に用いる。複素データは複素拡散符号と乗算する
ことによって拡散する。同様に、受信複素データを複素
拡散符号の共役値と相関をとり逆拡散データを再生す
る。
短符号 短符号は、SUがRCSにアクセスするとき初期立上りプ
ロセスで使用される。短符号の周期はシンボル持続時間
に等しく、各周期の始点はシンボルの境界と一致させて
ある。SUおよびRCSはそのセルのためのグローバル符号
を発生する系列生成器の最後の８個のフィードフォワー
ド（FF）部から短符号の実部および虚部を導き出す。
本発明の実施例で用いる短符号は3msごとに更新され
る。シンボル速度と適合する上記以外の更新時間を用い
ることもできる。したがって切替えはエポック境界を始
点として3msごとに生じる。切替え時には、対応のフィ
ードフォワード出力の次のシンボル長部分が短符号にな
る。SUが特定の短符号の使用を必要とする場合は、次の
エポックの最初の3msの境界まで待ち、対応するFF部か
ら出力される次のシンボル長部分を格納する。3ms後に
生じる次の切替えまで、これが短符号として使用され
る。
これらの短符号によって表される信号は短アクセスチ
ャネルパイロット（SAXPT）として知られる。
論理チャネルの拡散符号へのマッピング 拡散符号系列とCDMA論理チャネルおよびパイロット信
号との間の正確な関係を表5aおよび表5bに示す。「−C
H」で終わる信号名は論理チャネルに対応する。「−P
T」で終わる信号名はパイロット信号に対応し、それら
についてはあとで詳述する。
グローバル符号については、同じ地理的領域内では曖
昧さおおび有害な干渉を防ぐために36ビットシフトレジ
スタのためのシード値を選択し、これにより同じ符号ま
たは同じ符号の巡回シフトの使用を避ける。割当て符号
はいずれもグローバル符号と同じでなく、またグローバ
ル符号の巡回シフトとも同じでない。
パイロット信号 パイロット信号は同期化、搬送波位相の再生および無
線チャネルのインパルス応答の評価に用いる。
RCS104は順方向リンクパイロット搬送波基準を複素パ
イロット符号系列として送信し、そのサービスエリア内
のSU111、112、115、117および118すべてに時間基準お
よび位相基準を提供する。グローバルパイロット（GLP
T）信号の電力レベルをセルサイズで定まるRCSサービス
エリア全体にわたる十分な到達範囲をもたらすように設
定する。順方向リンクにパイロット信号一つだけを用い
ると、パイロットエネルギーによるシステム容量の低下
は無視できる。
SU111、112、115、117および118の各々はパイロット
搬送波基準を直交変調ずみの（複素値からなる）パイロ
ット拡散符号系列として送信し、逆方向リンク用のRCS
に時間基準および位相基準を提供する。本発明の一つの
実施例のSUによって送信されるパイロット信号は、32kb
/sのPOTSトラフィックチャネルの電力よりも6dBだけ低
い。反転パイロットチャネルはAPCに依存する。特定の
接続に関連する反転リンクパイロットは割当てパイロッ
ト（ASPT）と呼ばれる。また、アクセスチャネルに関連
するパイロット信号がある。これらは長アクセスチャネ
ルパイロット（LAXPT）と呼ばれる。短アクセスチャネ
ルパイロット（SAXPT）もアクセスチャネルに関連し、
拡散符号捕捉および初期電力立上りに使用される。
パイロット信号は次に定義するとおりすべて複素符号
から形成される。
GLPT（順方向）＝｛（c2c0）＋j0（c3c0）｝｛（１）＋j0（０）｝ （複素符号） （搬送波） 複素パイロット信号は、共役拡散符号｛（c2c0）−
j0（c3c0）｝との乗算により逆拡散される。これに対
してトラフィックチャネルは次の形をとる。
TRCH0（順方向／逆方向）＝｛（ckc0）＋ｊ（cic0）｝ ｛（±１）＋ｊ（±１）｝ （複素符号） （データシンボル） すなわち、パイロット信号コンステレーションに対して
π/4ラジアンを成すコンステレーションを形成する形を
有する。
GLPTコンステレーションを図3aに、TRCH0トラフィッ
クチャネルコンステレーションを図3bに示す。
FBCH、SBCHおよびトラフィックチャネルの論理チャネ
ル割当て FBCHはサービスおよびAXCHの利用可能性に関する動的
情報の一斉通報に使われるグローバル順方向リンクチャ
ネルである。このチャネル経由でメッセージを連続的に
送り、各メッセージは約1ms継続する。FBCHメッセージ
は16ビット長であり、連続して反復され、エポックと整
合している。FBCHは表６に定義するとおりフォーマット
してある。
FBCHについてはビット０をまず送信する。表６で用い
たとおりトラフィック信号灯はアクセスチャネル（AXC
H）に対応し、特定のアクセスチャネルが現在使用中
（赤）または使用中でない（緑）ことを示す。論理
「１」はトラフィック信号灯が緑であることを示し、論
理「０」はトラフィック信号灯が赤であることを示す。
トラフィック信号灯ビット値は８ビットごとに変化し、
各16ビットメッセージがAXCHに利用可能なサービスの種
類を示す個別のサービス表示ビットを含む。
本発明の一つの実施例はサービスまたはAXCHの利用可
能性を示すように次のとおりサービス表示ビットを用い
る。サービス表示ビット｛４、５、６、７、12、13、1
4、15｝をまとめて取り出すと、ビット４を最上位ビッ
トとしビット15を最下位ビットとする符号なしの二進法
数値になろう。各サービス種類に伴う増分は、所要容量
の関連名目測定基準を有し、FBCHは利用可能な容量を連
続的に一斉通報する。これをできるだけ大きい単一サー
ビス増分に等価な最大値をもつような大きさに定める。
SUが新しいサービスまたはベアラ数の増大を必要とする
ときは、所要容量をFBCHの示す容量と比較し、その容量
が利用可能でないときは阻止されていると判断する。FB
CHおよびトラフィックチャネルはエポックに整合する。
低速一斉通報情報フレームはすべてのSUに利用可能な
システム情報またはそれ以外の一般的な情報を含み、個
別呼出情報フレームは特定のSUに対する呼要求について
の情報を含む。低速一斉通報情報フレームおよび個別呼
出情報フレームは低速一斉通報チャネル（SBCH）を形成
する単一の論理チャネルに併せて多重化される。すでに
定義したとおり、符号エポックは次の表７で定義したチ
ップ速度の関数であるエポック持続時間を有する298772
0チップの系列である。電力節約を容易にするためにチ
ャネルをＮ個の「スリープ」サイクルに分割し、各サイ
クルをＭ個のスロットに再分割する。スロット長は18ms
のスロットを有する10.5MHz帯域幅の場合を除き19msで
ある。
スリープサイクルスロット＃１は常に低速一斉通報情
報に使われる。スロット＃２乃至＃Ｍ−１は延長低速一
斉通報情報の挿入がなければ個別呼出群に使われる。本
発明の一つの実施例ではサイクルおよびスロットのパタ
ーンは16kb/sで連続する。
各スリープサイクル内でSUは受信機に電源投入してパ
イロット符号を再捕捉する。次に十分に良好な復調およ
びViterbi復号化のために十分な精度で搬送波ロックを
行う。搬送波ロックを達成するための設定時間は、長さ
３スロットまでに達しよう。例えばスロット＃７に割り
当てられたSUはスロット＃４の始点で受信機に電源投入
する。SUはそのスロットの監視を行ったのち個別呼出ア
ドレスを認識してアクセス要求を開始するか、または個
別呼出アドレスを認識しない状態に留まる。後者の場合
は、SUはスリープモードに戻る。表８はウェークアップ
持続時間を３スロットとした場合の互いに異なる帯域幅
に対するデューティサイクルを示す。
マルチパスチャネルにおける拡散符号トラッキングおよ
びAMF検出 拡散符号トラッキング マルチパスフェーディング環境で受信マルチパススペ
クトラム拡散信号の符号位相をトラッキングする三つの
CDMA拡散符号トラッキング方法について述べる。第１の
方法は拡散符号位相を検出器出力信号最大値でトラッキ
ングするだけの従来技術のトラッキング回路であり、第
２の方法はマルチパス信号群の符号位相の中間値をトラ
ッキングするトラッキング回路であり、第３の方法はマ
ルチパス信号成分の最適化した最小二乗加重平均の符号
位相をトラッキングする重心トラッキング回路である。
受信CDMA信号の拡散符号位相をトラッキングするアルゴ
リズムについて次に述べる。
トラッキング回路は時間誤差と拡散位相トラッキング
回路の電圧制御発振器（VCO）を駆動する制御電圧との
間の関係を表す動作特性を有する。正のタイミング誤差
があるときは、トラッキング回路はタイミング誤差を打
ち消す負の制御電圧を発生する。負のタイミング誤差が
あるときは、トラッキング回路はタイミング誤差を打ち
消す正の制御電圧を発生する。トラッキング回路が零値
を発生するときは、この値は「ロック点」と呼ばれる完
全な時間整合に対応する。図３は基本的なトラッキング
回路を示す。受信信号ｒ（ｔ）は整合フィルタ301に加
えられ、このフィルタはｒ（ｔ）と符号発生器303の発
生するローカル符号系列ｃ（ｔ）との相関をとる。整合
フィルタの出力信号ｘ（ｔ）をサンプリング回路302で
サンプリングし、サンプルｘ（nT）およびｘ（nT＋T/
2）を生成する。サンプルｘ（nT）およびｘ（nT＋T/2）
は、符号発生器303の拡散符号ｃ（ｔ）の位相が正確か
否かを判定するためにトラッキング回路304が用いる。
トラッキング回路304は誤差信号ｅ（ｔ）を符号発生器3
03への入力として生成する。符号発生器303はこの信号
ｅ（ｔ）を入力信号として用いて、自らの発生する符号
位相を調節する。
CDMAシステムでは基準の利用者が送信する信号は次の
ような低減通過表示で書き込まれる。
ここで、ckは拡散符号係数を表し、PTc（ｔ）は拡散符
号チップ波形を表し、Tcはチップ持続時間を表す。基準
利用者がデータを送信しておらず、したがって拡散符号
のみで搬送波が変調されると仮定する。図3cに示すとお
り受信信号は次のとおり表される。
ここで、aiはｉ番目の経路上のマルチパスチャネルのフ
ェーディング効果に応じて変化し、τｉは同じ経路に関
連するランダム時間遅延である。受信機は受信信号を整
合フィルタ、すなわち相関受信機として実働化される整
合フィルタを通す。これについて次に述べる。この動作
は２つの過程で行われる。まず、信号をチップ整合フィ
ルタに通してサンプリングし、拡散符号チップ値を再生
する。次に、このチップ系列とローカルに発生した符号
系列との相関をとる。
図3cは、チップ波形PTc（ｔ）に整合したチップ整合
フィルタ301およびサンプリング回路302を示す。理想的
には、チップ整合フィルタの出力端子での信号ｘ（ｔ）
は次の式で表される。
ここで、 ｇ（ｔ）＝PTc（ｔ）＊hR（ｔ） （10） である。ここで、hR（ｔ）はチップ整合フィルタのイン
パルス応答であり、（＊）は畳込みを表す。加算の順序
は次のとおり書き直すことができる。
ここで、 上述のマルチパスチャネルでは、サンプリング回路は
整合フィルタの出力信号をサンプリングして、ｇ（ｔ）
の最大電力レベル点でｘ（nT）を生成する。しかし、実
際には波形ｇ（ｔ）はマルチパス信号受信の影響により
激しく歪むので、信号の完全な時間整合は得られない。
チャネル内のマルチパス歪みが無視でき、タイミング
の完全な評価が可能である場合、すなわちai＝１、τｉ
＝０およびai＝０、ｉ＝２、・・・、Ｍである場合は受
信信号はｒ（ｔ）＝ｓ（ｔ）である。このとき、この理
想的なチャネルモデルではチップ整合フィルタの出力は
次のとおりとなる。
しかし、マルチパスフェーディングがあるときは、受
信拡散符号チップ値波形は歪み、チャネル特性に依存し
てサンプリング間隔をいろいろな値に変動させ得る多く
の局部的最大値を持つ。
チャネル特性が迅速に変化するマルチパスフェーディ
ングチャネルでは、チップ周期間隔で波形ｆ（ｔ）の最
大値の位置特定を行うことは実際的でない。代わりに、
迅速には変化しないｆ（ｔ）の特性から時間基準を得る
ことができる。三つのトラッキング方法をｆ（ｔ）の互
いに異なる特性に基づいて次に述べる。
従来技術の拡散符号トラッキング方法 従来技術のトラッキング方法は、受信機がチップ波形
の整合フィルタ出力の最大値の生じるタイミングを判定
して信号を適切にサンプリングしようと試みる符号トラ
ッキング回路を含む。しかし、マルチパスフェーディン
グチャネルでは、受信機の逆拡散符号波形はとくに移動
通信環境で多くの局部的最大値をもち得る。次の説明に
おいて、ｆ（ｔ）はチャネルインパルス応答で畳み込ま
れた拡散符号チップの受信信号波形を表す。ｆ（ｔ）の
周波数応答特性およびこの特性の最大値は迅速に変化し
得るので、ｆ（ｔ）の最大値をトラッキングするのは実
際的でなくなる。
τをトラッキング回路が特定のサンプリング間隔期間
中に計算した時間見積値であると定義する。また、次の
誤差関数、すなわち を定義する。
従来技術のトラッキング回路は、誤差εを最小にする
入力信号の値を計算する。これらは次の式、すなわち で表現できる。
ｆ（τ）が所定の値において円滑な形状を備えるもの
とすると、ｆ（τ）を最大にするτの値が誤差εを最小
にし、これによりトラッキング回路はｆ（τ）の最大点
をトラッキングする。
中央加重値トラッキング方法 本発明の一つの実施例の中央値加重トラッキング方法
は、次の式で定義される絶対加重誤差を最小にする、す
なわち このトラッキング方法は、すべての経路から情報を集
めることによってｆ（ｔ）の「中央」信号値を計算す
る。ここでｆ（τ）は式（12）で表されるとおりであ
る。マルチパスフェーディング環境では、波形ｆ（ｔ）
は多数の局部的最大値をもち得るが、中央値は１つだけ
である。
εを最小にするためには、τについて式（16）の導関
数を求め、結果を零に等しくする。これは次の式で表さ
れる。
式（17）を満足するτの値をｆ（ｔ）の「中央値」と
呼ぶ。したがって、この実施例の中央値トラッキング方
法はｆ（ｔ）の中央値をトラッキングする。図４は上に
定義した絶対加重誤差の最小化に基づいたトラッキング
回路の実働化を示す。信号ｘ（ｔ）およびこれを1/2チ
ップずらした信号ｘ（ｔ＋T/2）を速度1/TでA/D401によ
りサンプリングする。以下の等式は図４の回路の動作特
性を決定する。
マルチパス信号群の中央値をトラッキングすることに
より、マルチパス信号成分の受信エネルギーをローカル
に発生された正確な拡散符号位相cnの中央値の進相側お
よび遅相側で実質的に等しく保つ。トラッキング回路は
入力信号ｘ（ｔ）をサンプリングするA/D401からなり、
半チップずれサンプルを形成する。半チップずれサンプ
ルは、進相サンプル組ｘ（nT＋τ）と呼ばれる偶数サン
プルと、遅相サンプル組ｘ（nT＋（T/2）＋τ）と呼ば
れる奇数サンプルとに二者択一的にグループ分けされ
る。第１の相関バンク適応整合フィルタ402は各進相サ
ンプルに拡散符号位相ｃ（ｎ＋１）、ｃ（ｎ＋２）、・
・・、ｃ（ｎ＋Ｌ）を乗算する。ここで、Ｌは符号長に
比べると小さく、最も位相の進んだマルチパス信号と最
も位相の遅れたマルチパス信号との間の遅延のチップ数
にほぼ等しい。各相関器の出力をそれぞれの第１の加算
／ダンプバンク404に加える。Ｌ個の加算／ダンプの出
力値の大きさを計算器406で計算し、次に加算器408で加
算して、進相マルチパス信号の信号エネルギーに比例し
た出力値を生ずる。同様に、第２の相関バンク適応整合
フィルタ403が符号位相ｃ（ｎ−１）、ｃ（ｎ−２）、
・・・、ｃ（ｎ−Ｌ）を用いて遅相サンプルに作用し、
各出力信号を積分器405の中のそれぞれの加算／ダンプ
回路に加える。Ｌ個の加算／ダンプ出力信号の大きさは
計算器407で計算され、次に加算器409で加算されて、遅
相マルチパス信号エネルギーの値を生ずる。最後に、減
算器410で差を計算し、進相および遅相信号エネルギー
値の誤差信号ε（ｔ）を生ずる。
トラッキング回路はローカルに発生した符号位相ｃ
（ｔ）を誤差信号ｃ（τ）によって調節し、前記進相値
および遅相値の間の差をゼロに近づけるようにする。
重心トラッキング方法 本発明の一つの実施例の最適な拡散符号トラッキング
回路は二乗加重（または重心）トラッキング回路と呼ば
れる。τをｆ（ｔ）のある特性に基づきトラッキング回
路の計算した時間概算値を表すと定義すると、重心トラ
ッキング回路は次式で定義される二乗加重誤差を最小に
する。
積分記号内のこの関数は二次式であり、単一の最小値
を有する。εを最小にするτの値は、上式のτについて
の導関数をとりゼロに等しくすることによって算出で
き、これは次の式で示される。
したがって、式（21）、すなわち を満たすτの値はトラッキング回路が計算するタイミン
グ概算値であり、ここでβは定数値である。
これらの検討に基づいて、二乗加算誤差を最小にする
トラッキング回路の具体例を図5aに示す。次式により、
重心トラッキング回路の誤差信号ε（τ）が定まる。
ε（τ）＝０を満足する値がタイミングの完全な概算値
である。
重心点の進相側および遅相側の各々におけるマルチパ
ス信号エネルギーは互いに等しい。図5aに示す重心トラ
ッキング回路は、入力信号ｘ（ｔ）をサンプリングして
半チップずれたサンプルを形成するA/D変換器501からな
る。半チップずれたサンプルを進相サンプル組ｘ（nT＋
τ）および遅相サンプル組ｘ（nT＋（T/2）＋τ）に二
者択一的にグループ分けする。第１の相関バンク適応整
合フィルタ502は、各進相サンプルおよび各遅相サンプ
ルに正の拡散符号位相ｃ（ｎ＋１）、ｃ（ｎ＋２）、・
・・、ｃ（ｎ＋Ｌ）を乗算する。ここで、Ｌは符号長に
比べると小さく、最も位相の進んだマルチパス信号と最
も位相の遅れたマルチパス信号との間の遅延のチップ数
にほぼ等しい。各相関器の出力信号を第１の加算／ダン
プバンク504のＬ個の加算／ダンプ回路のそれぞれに加
える。加算／ダンプバンク504の加算／ダンプ回路の大
きさを計算器バンク506の各計算器で計算し、第１の重
みバンク508の対応の重みづけ増幅器に加える。各重み
づけ増幅器の出力信号はマルチパス成分信号内の重みづ
けエネルギーを表す。
重み付けした進相マルチパス信号エネルギー値をサン
プル加算器510で加算し、進相マルチパス信号である正
の符号位相対応のマルチパス信号群の信号エネルギーに
比例する出力値を生ずる。同様に、第２の相関バンク適
応整合フィルタ503は、負の拡散符号位相ｃ（ｎ−
１）、ｃ（ｎ−２）、・・・、ｃ（ｎ−Ｌ）を用いて進
相サンプルおよび遅相サンプルに作用し、各出力信号を
個別積分器505のそれぞれの加算／ダンプ回路に供給す
る。Ｌ個の加算／ダンプ出力信号の大きさを計算器バン
ク507のそれぞれの計算器で計算し、次に重みづけバン
ク509で重み付けする。重み付けした遅相マルチパス信
号エネルギー値はサンプル加算器511で加算され、遅相
マルチパス信号である負の符号位相対応のマルチパス信
号群のエネルギー値を生ずる。最後に、加算器512は進
相信号エネルギー値と遅相信号エネルギー値との差を計
算して誤差サンプル値ε（τ）を生ずる。
図5aのトラッキング回路はローカルに発生した符号位
相ｃ（nT）を進相および遅相マルチパス信号群の加重平
均エネルギーを等しく保つように調節するのに用いる誤
差信号ε（τ）を生ずる。図示の実施例は、重心からの
距離の増大とともに増大する重み値を用いる。最も位相
の進んだマルチパス信号および最も位相の遅れたマルチ
パス信号の信号エネルギーは重心近くのマルチパス信号
値よりおそらく小さいであろう。したがって、加算器51
0で計算した差は、最も位相の進んだマルチパス信号と
最も位相の遅れたマルチパス信号の遅延の変動に対して
より左右されやすい。
トラッキングのための直交位相検出器 トラッキング方法のこの新規な実施例では、トラッキ
ング回路がサンプリング位相をマルチパスに対して「最
適」で安定するように調節する。ｆ（ｔ）が式（12）に
示したとおりの受信信号波形を表すものとする。この特
定の最適化方法は遅延ロックループにこのループ駆動用
の誤差信号ε（τ）を加えて開始する。関数ε（τ）
は、τ＝τ０においてただ一つの０をとらなければなら
ない。ここでτ０は最適値である。ε（τ）に最適な形
成は次式の正準形を備える。
ここで、ｗ（t,τ）はｆ（ｔ）を誤差ε（τ）に関連づ
ける重みづけ関数であり、次の等式（24）の関係も成り
立つ。
式（24）からｗ（t,τ）がｗ（ｔ−τ）に等価である
ことがわかる。ロック点の近傍における誤差信号の傾斜
Ｍを考慮すると、 が得られる。ここで、w'（t,τ）はτについてのｗ（t,
τ）の導関数であり、ｇ（ｔ）は|f（ｔ）|2の平均であ
る。
誤差ε（τ）は決定論部分と雑音部分とを有する。ｚ
がε（τ）の雑音成分を示すとすると、|z|2は誤差関数
ε（τ）の平均雑音電力である。したがって、最適トラ
ッキング回路は次の比 を最大にする。
次に直交位相検出器の実働化について述べる。誤差信
号ε（τ）の誤差の離散値ｅは次の演算 ｅ＝yTBy （27） を行うことによって発生する。ここで、ベクトルｙは、
図5bに示すとおり受信信号成分yi、ｉ＝０、１、・・
・、Ｌ−１を表す。マトリックスＢはＬ×Ｌ行列であ
り、各要素は等式（26）の比率Ｆが最大となるように値
を計算することによって決定される。
上述の２乗検波器は、図5aに関連して上に述べた重心
トラッキングシステムの実働化のために用いることがで
きる。この実働化において、ベクトルｙは加算／ダンプ
回路504の出力信号、ｙ＝｛ｆ（τ−LT）、ｆ（τ−LT
＋T/2）、ｆ（τ−（Ｌ−１）Ｔ）、・・・、ｆ
（τ）、ｆ（τ＋T/2）、ｆ（τ＋Ｔ）、・・・、ｆ
（τ＋LT）｝であり、マトリックスＢは表９に示すとお
りである。
必要なＬの最小値の算定 前項のＬの値は相関器および加算／ダンプ要素の最小
数を決定する。Ｌはトラッキング回路の機能性を損なう
ことなく可能な限り小さい値になるように選ぶ。
チャネルのマルチパス特性は受信チップ波形ｆ（ｔ）
がQTc秒にわたって拡散されるか、またはマルチパス成
分がＱチップの持続時間を占有するようにした特性であ
る。選択されたＬの値はＬ＝Ｑである。Ｑは最も位相の
進んだマルチパス成分信号および最も位相の遅れたマル
チパス成分信号の伝搬遅延を算定するように特定のRFチ
ャネルの伝送特性を測定することによって得られる。QT
cは、受信機での最初および最後のマルチパス成分の到
着時間の差である。
適応ベクトル相関器 本発明の一つの実施例はチャネルインパルス応答を概
算し、受信マルチパス信号成分のコヒーレント合成のた
めの基準値を生ずるように適応ベクトル相関器（AVC）
を用いる。この実施例は、各マルチパス成分に影響を与
える複素チャネル応答の概算のために相関器列を用いて
いる。受信機はチャネル応答を補償し、受信マルチパス
信号成分をコヒーレントに合成する。この手法は最大比
率合成と呼ばれる。
図６を参照すると、このシステムへの入力信号ｘ
（ｔ）は、他のメッセージチャネルの干渉雑音、メッセ
ージチャネルのマルチパス信号、熱雑音、およびパイロ
ット信号のマルチパス信号を含む。この信号をAVC601、
すなわちこの実施例では逆拡散手段602と、チャネル応
答を評価するチャネル評価手段604と、チャネル応答の
影響に対して信号を補正する補正手段603と、加算器605
とから成るAVC601に加える。AVC逆拡散手段602は多数の
符号相関器、すなわち各々がパイロット符号発生器608
からのパイロット符号ｃ（ｔ）の異なる位相を用いる多
数の符号相関器から成る。この逆拡散手段の出力信号
は、逆拡散手段のローカルパイロット符号が入力符号信
号と同位相でない場合は雑音電力レベルに対応する。入
力パイロット符号とローカルに発生されたパイロット符
号とが同位相である場合は、上記出力信号は受信パイロ
ット信号電力レベルでプラス雑音電力レベルに対応す
る。逆拡散手段の相関器の出力信号は補正手段603によ
ってチャネル応答に対して補正され、すべてのマルチパ
スパイロット信号電力を集める加算器605に加えられ
る。チャネル応答評価手段604はパイロット信号と逆拡
散手段602の出力信号との合成信号を受け、チャネル応
答評価信号ｗ（ｔ）をAVCの補正手段603に供給する。評
価信号ｗ（ｔ）は後述の適応整合フィルタ（AMF）にも
利用可能である。逆拡散手段602の出力信号は捕捉判定
手段606、すなわち逐次確率比試験（SPRT）など特定の
アルゴリズムに基づき逆拡散回路の現在の出力レベルが
ローカルに発生された符号の所望の入力符号位相への同
期化に対応するかどうかを判定する捕捉判定手段606に
も供給される。この検出器が同期化を見出せない場合
は、捕捉判定手段は制御信号ａ（ｔ）をローカルパイロ
ット符号発生器608に送ってその位相をチップ周期一つ
以上だけずらす。同期化が見出せた場合は、捕捉判定手
段はトラッキング回路607に通知し、このトラッキング
回路は受信符号シーケンスとローカルに発生した符号シ
ーケンスとの間の緊密な同期関係を達成し、これを維持
する。
パイロット拡散符号を逆拡散するのに使われるパイロ
ットAVCの実働化例を図７に示す。この実施例では、入
力信号ｘ（ｔ）をサンプリング周期Ｔでサンプリングし
てサンプルｘ（nT＋τ）を形成し、またこの入力信号が
他のメッセージチャネルの干渉雑音、メッセージチャネ
ルのマルチパス信号、熱雑音、およびパイロット符号の
マルチパス信号から成るものと仮定している。信号ｘ
（nT＋τ）をＬ個の相関器に加える。ここで、Ｌはマル
チパス信号内に不確定性が存在する符号位相の数であ
る。各相関器701、702、703は入力信号をパイロット拡
散符号信号ｃ（（ｎ＋ｉ）Ｔ）の特定の位相で乗算する
乗算器704、705、706と加算／ダンプ回路708、709、710
とを有する。各乗算器704、705、706の出力信号はそれ
ぞれの加算／ダンプ回路708、709、710に加えられ、個
別の積分演算を行う。相関器の出力に含まれる信号エネ
ルギーを加算する前に、AVCがチャネル応答および互い
に異なるマルチパス信号の搬送波位相回転を補償する。
各加算／ダンプ回路708、709、710の各出力はそれぞれ
の乗算器714、715、716でデジタル位相同期ループ（DPL
L）721からの逆回転位相器［ep（nT）の複素共役］と乗
算され、搬送波信号の位相ずれおよび周波数ずれを表
す。パイロットレーキAMFは、各乗算器714、715、716の
出力を低域フィルタ（LPF）711、712、713に通すことに
よって、各マルチパス信号に対する重みづけ係数wk、ｋ
＝１、・・・、Ｌを計算する。逆拡散マルチパス信号
は、それぞれの乗算器717、718、719で対応の重みづけ
係数と乗算される。乗算器717、718、719の出力信号は
主加算器720で加算され、加算器720の出力信号ｐ（nT）
は雑音中の逆拡散マルチパスパイロット信号の合成成分
から成る。出力信号ｐ（nT）は搬送波位相のトラッキン
グのための誤差信号ep（nT）の発生のためにDPLL721に
も入力される。
図8aおよび図8bは検出およびマルチパス信号成分の合
成に使えるAVCの代替的実施例を示す。図8aおよび図8b
のメッセージ信号AVCは、メッセージデータマルチパス
信号の補正のためにパイロットAVCの発生する重みづけ
係数を用いる。拡散符号信号ｃ（nT）は、特定のメッセ
ージチャネルの用いる拡散符号拡散シーケンスであり、
パイロット拡散符号信号と同期している。値ＬはAVC回
路内の相関器の数である。
図8aの回路は、次式で与えられる決定変数Ｚを計算す
る。
ここで、Ｎは相関ウィンドウ内のチップ数である。同じ
く、判定の統計は次式で与えられる。
式（29）から得られる代替的実働化を図8bに示す。
図8aを参照すると、入力信号ｘ（ｔ）はサンプリング
されてｘ（nT＋τ）を形成し、他のメッセージチャネル
の干渉雑音、メッセージチャネルのマルチパス信号、熱
雑音、およびパイロット符号のマルチパス信号から成
る。信号ｘ（nT＋τ）はＬ個の相関器に加えられる。こ
こで、Ｌはマルチパス信号内に不確定性が存在する符号
位相の数である。相関器801、802、803は入力信号をメ
ッセージチャネル拡散符号信号の特定の位相とそれぞれ
乗算する乗算器804、805、806と、それぞれの加算／ダ
ンプ回路808、809、810とをそれぞれ有する。乗算器80
4、805、806の出力信号は加算／ダンプ回路808、809、8
10にそれぞれ加えられ、ここでそれぞれ個別に積分され
る。相関器の出力信号に含まれる信号エネルギーを加算
する前に、AVCは互いに異なるマルチパス信号について
補償する。各逆拡散マルチパス信号とパイロットAVCの
対応のマルチパス重みづけ係数から得られるその対応の
重みづけ係数をそれぞれの乗算器817、818、819でそれ
ぞれ乗算する。乗算器817、818、819の出力信号を主加
算器820で加算し、したがって累算器820の出力信号ｚ
（nT）は雑音中の逆拡散ずみメッセージ信号のサンプリ
ングされたレベルから成る。
本発明のこの代替的実施例は、各マルチパス信号成分
の加算／ダンプを同時並行に行うメッセージチャネルの
ためのAVC逆拡散回路の新規な実働化を含む。この回路
の利点は、加算／ダンプ回路一つだけと加算器一つだけ
とで構成できることである。図8bを参照すると、メッセ
ージ符号シーケンス発生器830がメッセージ符号シーケ
ンスを長さＬのシフトレジスタ831に供給する。シフト
レジスタ831の各レジスタ832、833、834、835の出力信
号は１チップだけ位相シフトしたメッセージ符号シーケ
ンスに対応する。各レジスタ832、833、834、835の出力
値は乗算器836、837、838、839でパイロットAVCからの
対応の重みづけ係数wk、ｋ＝１、・・・、Ｌと乗算され
る。Ｌ個の乗算器836、837、838、839の出力信号は加算
回路840で加算する。次に、加算回路出力信号および受
信機入力信号ｘ（nT＋τ）を乗算器841で乗算し、加算
／ダンプ回路842で積分してメッセージ信号ｚ（nT）を
生ずる。
適応ベクトル相関器の第３の実施例を図8cに示す。図
示の実施例は、最小二乗平均（LMS）統計法を用いてベ
クトル相関器を実働化し、受信マルチパス信号から各マ
ルチパス成分のための逆回転係数を算定する。図8cのAV
Cは、図７に示すパイロット拡散符号の逆拡散に使われ
るパイロットAVCの実働化と同様である。デジタル位相
同期ループ721を、電圧制御発振器851とループフィルタ
852とリミタ853と虚数成分分離器854とを有する位相同
期ループ850に置換する。補正ずみの逆拡散出力信号dos
と理想的な逆拡散出力信号との間の差が加算器855によ
って生じ、その差信号が逆拡散ずみの誤差値ideであ
り、この値が逆回転係数の誤差の補償のために逆回転回
路でさらに使われる。
マルチパス信号環境では、送信されてきたシンボルの
信号エネルギーはマルチパス信号成分全体にわたって拡
散される。マルチパス信号加算の利点は、信号エネルギ
ーの実質的な部分がAVCからの出力信号で再生されるこ
とである。したがって検出回路はより大きい信号対雑音
比のAVCからの入力信号を受け、そのためにシンボルの
検出をより低いビット誤り率（BER）で行うことができ
る。さらに、AVCの出力の測定は、送信機の送信電力を
良好に表示し、またシステムの干渉雑音の良好な測定を
提供する。
適応整合フィルタ 本発明の一つの実施例は受信スペクトラム拡散メッセ
ージ信号中のマルチパス信号成分を最適に合成するよう
に適応整合フィルタ（AMF）を備える。AMFは、サンプリ
ングされたメッセージ信号のシフト値を保持し、それら
シフト値をチャネル応答に対する補正ののち合成するタ
ップ付き遅延線である。チャネル応答に対する補正は、
パイロットシーケンス信号で動作するAVCで計算された
チャネル応答推定値を用いて行う。AMFの出力信号は最
大値を与えるように加算されるマルチパス成分の合成値
である。この合成がマルチパス信号受信の歪みに対して
補正を行う。種々のメッセージ逆拡散回路がAMFからの
この合成マルチパス成分信号で動作する。
図8dはAMFの一つの実施例を示す。A/D変換器870から
のサンプリング出力信号をＬ段遅延線872に加える。こ
の遅延線872の各段は異なるマルチパス信号成分に対応
する信号を保持する。チャネル応答に対する補正を、乗
算器バンク874のそれぞれの乗算器で成分と遅延ずみの
信号成分対応のAVCからの重みづけ係数w1、w2、・・
・、wLとを乗算することによって各遅延ずみ信号成分に
加える。すべての重みづけ信号成分を加算器876で加算
して合成マルチパス成分信号ｙ（ｔ）を生ずる。
合成マルチパス成分信号ｙ（ｔ）は搬送波信号の位相
および周波数ずれによる補正を含まない。搬送波信号の
位相および周波数ずれに対する補正は、乗算器878にお
いて搬送波位相および周波数補正値（逆回転位相器）を
ｙ（ｔ）に乗算することによってｙ（ｔ）に対して行
う。上述のとおり、位相および周波数補正値はAVCで生
成する。図8dは補正値を逆拡散回路880の前に加えるよ
うに示しているが、本発明の代替的実施例では、補正値
は逆拡散回路のあとで加えることができる。
仮想位置を用いて再捕捉時間を短縮する方法 ローカルに発生されるパイロット符号系列と受信拡散
符号系列との間の符号位置の差を算定することにより、
基地局と加入者ユニットSUとの間の距離の近似値を算出
できる。SUが基地局のRCSに対して相対的に固定位置に
ある場合は、SUまたはRCSによる再捕捉時における後続
の試行に受信拡散符号位相の不確定性が低減される。基
地局が「オフフック」状態のSUのアクセス信号の捕捉に
要する時間は、SUのオフフック動作とPSTNからのダイア
ルトーンの受信との間の遅れの一因となる。オフフック
検出からダイアルトーン受信までの遅れを150ミリ秒程
度の短い値にする必要のあるシステムでは、捕捉時間お
よびベアラチャネル確立時間を短縮する方法が求められ
る。本発明の一つの実施例は仮想位置特定の利用によっ
て再捕捉を短縮する方法を用いる。
RCSは特定のシステムの最大伝搬遅延対応の受信符号
位相のみをサーチすることによってSU CDMA信号を捕捉
する。つまり、RCSはすべてのSUがRCSから所定の固定距
離にあると仮定している。SUがRCSとのチャネルを初め
て確立するとき、RCSは通常のサーチパターンを実行し
てアクセスチャネルを捕捉する。この通常の方法は、で
きるだけ長い遅延に対応する符号位相のサーチで始ま
り、できるだけ短い遅延を有する符号位相へとサーチを
徐々に調整する。しかし、最初の捕捉のあとは、SUはRC
Sへの短いアクセスメッセージ送信と受信確認メッセー
ジの受信との間の時間差を測定し受信グローバルパイロ
ットチャネルをタイミング基準として用いることによっ
て、RCSとSUとの間の遅延を算定することができる。ま
た、SUはRCSで発生したグローバルパイロット符号とSU
から受信した割当てパイロット系列との間の符号位相差
から往復遅延差をRCSに算出させ、次にこの値を所定の
制御チャネル経由でSUに送ることによって、遅延値を受
信できる。この往復遅延がSUに把握されると、SUはRCS
から所定の固定位置にあるとRCSに見かけ上把握させる
のに必要な遅延を加えることによって、ローカル発生割
当てパイロットおよび拡散符号系列の符号位相を調整す
ることができる。最大遅延について上にこの手法を説明
したが、システム内の任意の所定位置に対応する遅延値
でも差し支えない。
仮想位置特定により再捕捉を短縮するこの手法の第２
の利点は、SUの電力使用の節約を達成できることであ
る。なお、「電源断」モードまたはスリープモードにあ
るSUは、他のユーザとの干渉の最小化のためにRCSがそ
の信号を受信できるまで、ベアラチャネル捕捉プロセス
を低い送信電力レベルおよび立上げ電力で開始する必要
がある。後続の再捕捉時間はより短くSUの位置はRCSに
対して相対的に固定されているので、SUは送信電力上昇
前の待ち時間の短縮により送信電力の立上りを迅速化す
ることができる。SUの待ち時間の短縮化は、RCSがSU信
号を捕捉した場合にRCSからの応答をいつ受信すべきか
を狭い誤差範囲内で把握できることによって可能にな
る。
スペクトラム拡散通信システム 無線搬送波局（RCS） 本発明の無線搬送波局（RCS）は、SUと無線配信ユニ
ット（RDU）などの遠隔処理制御回路網要素との間の電
話局インタフェースとして作用する。本実施例のRDUへ
のインタフェースはG.704標準およびDECT V5.1の改良版
によるインタフェースに準拠するが、本発明は呼制御チ
ャネルおよびトラフィックチャネルを交換できる任意の
インタフェースをサポートできる。RCSは呼制御データ
および32kb/s ADPCM、64kb/s PCM、およびISDNなどのト
ラフィックチャネルデータ、およびシステム構成および
保守データなどの情報チャネルをRDUから受ける。ま
た、RCSはSUとのCDMA無線インタフェースベアラチャネ
ルの終端を形成する。これらベアラチャネルは制御デー
タおよびトラフィックチャネルデータの両方を含む。RD
UまたはSUからの呼制御データに応答して、RCSはトラフ
ィックチャネルをRF通信リンク上のベアラチャネルに割
り当て、SUと電話網との間の通信接続をRDU経由で形成
する。
図９に示すとおり、RCSはMUX905、906および907への
呼制御情報データおよびメッセージ情報データをインタ
フェース線路901、902および903経由で受ける。図にはE
1フォーマットを示すが、それ以外の同様の通信フォー
マットも後述のとおり同様にサポートできる。図９に示
すMUXは図10に示したものと類似の回路を用いて実働化
できる。図10に示すMUXは、回線PCMハイウェイ1002（PC
Mハイウェイ910の一部）のためのクロック信号を発生す
る位相同期発振器（図示せず）から成るシステムクロッ
ク信号発生器1001と、高速バス（HSB）970と、システム
クロック1001をインタフェース線路1004に同期化させる
MUXコントローラ1010とを含む。位相同期発振器が線路
への同期外れの場合にRCSへのタイミング信号を供給で
きるように考慮してある。MUX線路インタフェース1011
はメッセージ情報データから呼制御データを分離する。
図９を参照すると、各MUXはPCMハイウェイ910経由で無
線アクセスコントローラ（WAC）920への接続を形成す
る。また、MUXコントローラ1010は情報信号に異なるト
ーンがあるかどうかをトーン検出器1030によって監視す
る。
さらに、MUXコントローラ1010はRDUにローカルに信号
を送るISDN Dチャネルネットワークを形成する。FALC54
などMUX線路インタフェース1011は、データ速度2.048Mb
psでRDUまたは市内電話局（CO）ISDN交換機に接続したM
UXの送信接続対（図示せず）と受信接続対（図示せず）
とから成るE1インタフェース1012を含む。送信および受
信接続対は差動３レベル送信／受信符号化対をフレーマ
1015用のレベルに変換するE1インタフェース1012に接続
する。線路インタフェース1011は内部位相同期ループ
（図示せず）を用いて、E1抽出の2.048MHzクロックおよ
び4.096MHzクロック並びに8KHzフレーム同期パルスを発
生する。線路インタフェースはクロックマスターモード
またはクロックスレーブモードで動作できる。本実施例
はE1インタフェースを用いたものとして示してあるが、
多重呼を伝送する上記以外の種類の電話回線、例えばT1
回線や構内交換機（PBX）とのインタフェースを形成す
る回線を用いることも意図している。
回線インタフェースフレーマ1015は、入力回線のチャ
ネル１（時間スロット０）のフレーム同期パターンを認
識することによってデータストリームのフレーム同期を
とり、サービスビットを挿入／抽出し、回線サービス品
質情報を発生しチェックする。
E1インタフェース1012に有効なE1信号が現れていれ
ば、FALC54はE1回線から2.048MHzのPCMクロック信号を
再生する。このクロックは、システムクロック1001経由
でPCMハイウェイクロック信号としてシステム全体で使
われる。E1回線が故障になった場合は、FALC54がFALC54
の同期入力（図示せず）への発信器信号０（ｔ）から得
られるPCMクロックの供給を続ける。このPCMクロック
は、動作可能なE1回線を有するもう一つのMUXがシステ
ムクロック信号発生の役割を引き受けるまでRCSシステ
ムに続けて供給される。
フレーマ1015は受信フレーム同期パルスを発生し、こ
のパルスはPCMハイウェイ1002へのデータ転送および他
の素子による使用に備えたRCSシステムへのデータ転送
のためにPCMインタフェース1016のトリガに使用でき
る。すべてのE1回線はフレーム同期されているので、回
線のPCMハイウェイも全部フレーム同期されている。MUX
のシステムクロック信号発生器1001は位相同期ループ
（図示せず）を用いてこの8KHzPCM同期パルスからPN×
２クロック（例えば、15.96MHz）（w0（ｔ））を合成す
る。このクロック信号の周波数は表７に示すとおり互い
に異なる送信帯域幅ごとに異なる。
MUXは、25MHzカッド総合通信コントローラなど、マイ
クロプロセッサ1020、プログラムメモリ1021および時分
割マルチプレクサ（TDM）1022を含むMUXコントローラ10
10を備える。TDM1022はフレーマ1015の供給する信号を
受けるように接続され、時間スロット０および16に位置
する情報を抽出する。抽出された情報は、MUXコントロ
ーラ1010によるリンクアクセスプロトコル−Ｄ（LAPD）
データリンクの処理の仕方を決める。V5.1ネットワーク
レイヤメッセージとして規定されているものなどの呼制
御およびベアラ改変メッセージはWACに送られ、またはM
UXコントローラ1010でローカルに使われる。
RCS回線PCMハイウェイ1002はPCMインタフェース1016
経由でフレーマ1015に接続してフレー1015と信号授受
し、送受信両方向において2.048MHzのデータストリーム
を伝達する。また、RCSはMUXとWACと複数のMIUとの間の
通信リンクである高速バス（HSB）970を備える。HSB970
は例えば100Mbi/秒のデータ転送速度をサポートする。M
UX、WAC、およびMIUの各々は任意にHSBにアクセスす
る。本発明のRCSは一つのボードを「マスター」とし、
それ以外のボードを「スレーブ」とすることを要求する
いくつかのMUXを備えた構成にすることもできる。
図９を参照すると、無線アクセスコントローラ（WA
C）920は、呼制御機能およびMUX905、906、907とモデム
インタフェースユニット（MIU）931、932、933との間の
データストリームの相互接続を管理するRCSシステムコ
ントローラである。また、WAC920はVD940、RF950および
電力増幅器960など上記以外のRCS構成要素を制御し監視
する。図11に示したとおり、WAC920は各MIU931、932、9
33のモデムにベアラチャネルを割り当て、MUX905、90
6、907からの回線PCMハイウェイ910上のメッセージデー
タをMIU931、932、933のモデムに割り当てる。この割当
てはWAC920上の時間スロット交換によりシステムPCMハ
イウェイ911経由で行う。冗長度確保のために一つ以上
のWACが存在する場合は、それらWACは第２のWACとのマ
スター−スレーブ関係を決定する。また、WAC920はRDU
など遠隔プロセッサから受信したMUX905、906、907への
呼制御信号に応答するメッセージおよび一斉呼出情報を
発生し、MIUマスターモデム934への一斉通報データを発
生し、MIU MM934によるグローバルシステムパイロット
拡散符号シーケンスの発生を制御する。また、WAC920は
技術者によるアクセスまたはユーザによるアクセスに備
えて外部ネットワーク管理装置（NM）980に接続する。
図11を参照すると、WACは回線PCMハイウェイまたはシ
ステムPCMハイウェイの一つの時間スロットから同一の
または別の回線PCMハイウェイまたはシステムPCMハイウ
ェイのもう一つの時間スロットに情報を転送する時間ス
ロット交換機（TSI）1101を含む。TSI1101は、一つの時
間スロットから別の時間スロットへの情報の割当てまた
は転送を制御し、この情報をメモり1120に格納する図11
のWACコントローラ1111に接続してある。本発明の実施
例は、TSIに接続した四つのPCMハイウェイ1102、1103、
1104および1105を有する。また、WACはHSB970に接続さ
れ、このHSB970経由でWACは第２のWAC（図示せず）、MU
XおよびMIUに信号を伝達する。
図11を参照すると、WAC920は例えばMotorola社製MC68
040型マイクロプロセッサから成るマイクロプロセッサ1
112と、Motorola社製MC68360QUICC通信プロセッサから
成る通信プロセッサ1113と、システムクロック発生器か
らクロック同期信号w0（ｔ）を受けるクロック発生器11
14とを備えるWACコントローラ111を含む。クロック発生
器はWACコントローラ1111へのタイミング信号供給のた
めにMUX（図示せず）に設けてある。また、WACコントロ
ーラ1111はフラッシュPROM1121およびSRAM1122を備える
メモリ1120を含む。フラッシュPROM1121はWACコントロ
ーラ1111に対するプログラム符号を含み、外部ソースか
らダウンロードした新たなプログラムに備えて再プログ
ラミング可能である。SRAM1122はWACコントローラ1111
がメモり1120に対して書込み読出しする一時的データを
格納するように設けてある。
図９に示すとおり、RF送／受信機950、VDC940および
電力増幅器960相互間の制御信号およびステータス信号
の転送のためにWAC920に低速バス912が接続してある。W
AC920は制御信号を供給し、それによってRF送／受信機9
50または電力増幅器960をイネーブルしまたはディスエ
ーブルし、ステータス信号がRF送／受信機950または電
力増幅器960から返送されて故障状態の有無監視する。
図９を参照すると、実施例のRCSは図12に示した後述
のMIU931を少なくとも一つ含む。この実施例のMIUは六
つのCDMAモデムを備えるが、本発明はモデムの数を６に
限定するわけではない。このMIUは、PCMインタフェース
1220経由でCDMAモデム1210、1211、1212および1215の各
々に接続したシステムPCMハイウェイ1201と、MIUコント
ローラ1230並びにCDMAモデム1210、1211、1212および12
13の各々に接続した制御チャネルバス1221と、MIUクロ
ック信号発生器（CLK）1231と、モデム出力合成器1232
とを含む。MIUはRCSに次の機能、すなわち:MIUコントロ
ーラがWACからCDMAチャネル割当て命令を受けてモデム
をMUXの回線インタフェースへのユーザ情報信号に割り
当てるとともにSUからのCDMAチャネル受信用のモデムを
割り当てる;MIUCDMAモデムの各々についてCDMA送信モデ
ムデータを合成する;VDCへの送信のためにCDMAモデムか
らのＩおよびＱ送信メッセージデータを多重化する;VDC
からのアナログＩおよびＱ受信メッセージを受信する；
これらＩおよびＱデータをCDMAモデムに分配する；デジ
タルAGCデータを送受信する;AGCデータをCDMAモデムに
分配する；およびMIUボード状態および保守情報をWAC92
0に送る、などの機能をもたらす。
本発明の実施例のMIUコントローラ1230はMC68360「QU
ICC」プロセッサなどの通信マイクロプロセッサ1240を
１個備え、フラッシュPROM1243およびSRAM1244を備える
メモリ1242を含む。フラッシュPROM1243は、マイクロプ
ロセッサ1240のためのプログラム符号の格納のために備
えてあり、メモリ1243はプログラムの新たなヴァージョ
ンのサポートのためにダウンロードおよび再プログラミ
ングが可能である。SRAM1244はMIUコントローラ1230に
よるデータ読出し／書込み時にMC68360マイクロプロセ
ッサ1240が必要とする一時的なデータスペースを備える
ように設けてある。
MIU CLK回路1231はMIUコントローラ1230にタイミング
信号を供給するとともにCDMAモデムにもタイミング信号
を供給する。MIUCLK回路1231はシステムクロック信号w0
（ｔ）を受けてその信号に同期する。また、コントロー
ラクロック信号発生器1231はMUXからCDMAモデム1210、1
211、1212および1215に分配される拡散符号クロック信
号pn（ｔ）も受けてその信号に同期する。
本実施例のRCSは一つのMIUに設けたシステムモデム12
10を含む。システムモデム1210は一斉通報拡散器（図示
せず）およびパイロット発生器（図示せず）を備える。
一斉通報モデムは、この実施例のシステムが用いる一斉
通報情報を供給し、この一斉通報メッセージデータをMI
Uコントローラ1230からシステムモデム1210に転送す
る。システムモデムは信号CT1乃至CT4および信号AX1乃
至AX4の送信に用いる四つの追加のモデム（図示せず）
も備える。システムモデム1210はVDCに供給される重み
づけなしのＩおよびＱ一斉通報メッセージデータ信号を
供給する。VDCは一斉通報メッセージデータ信号をCDMA
モデム1210、1211、1212および1215すべてのMIU CDMAモ
デム送信データおよびグローバルパイロット信号に加え
る。
パイロット発生器（PG）1250は本発明に用いるグロー
バルパイロット信号を供給し、このグローバルパイロッ
ト信号はMIUコントローラ1230によってCDMAモデム121
0、1211、1212および1215に供給される。しかし、本発
明の他の実施例ではMIUコントローラでグローバルパイ
ロット信号を発生する必要はなく、任意の形式のCDMA符
号系列発生器の発生したグローバルパイロット信号を用
いる。この実施例においては、重みづけなしのＩおよび
Ｑグローバルパイロット信号をもVDCに送り、そのVDCで
重み付けしてMIU CDMAモデム送信データおよび一斉通報
メッセージデータ信号に加える。
RCSにおけるシステムタイミングはE1インタフェース
から抽出する。RCSには四つのMUXがあり、そのうちの三
つ（905、906および907）が図９に示してある。各シャ
ーシには二つのMUXが設けてある。各シャーシに設けた
二つのMUXの一方をマスターに指定し、マスターの一つ
をシステムマスターに指定する。システムマスターを構
成するMUXは位相同期ループ（図示せず）を用いてE1イ
ンタフェースから2.048MHzのPCMクロック信号を抽出す
る。システムマスターMUXはこの2.048MHzのPCMクロック
信号を16で分周して128KHz基準クロック信号を生ずる。
この128KHz基準クロック信号をシステムマスターである
MUXからすべての他のMUXに分配する。各MUXは128KHz基
準クロック信号を周波数乗算し、PNクロック信号の２倍
の周波数のシステムクロック信号を合成する。また、MU
Xは128KHzのクロック信号を16分の１に分周してMIU向け
の8KHzフレーム同期信号を生ずる。この実施例のための
システムクロック信号は帯域幅7KHzのCDMAチャネルにつ
いては11.648MHzの周波数を有する。また、各MUXはシス
テムクロック信号を２分の１に分周しPNクロック信号を
生じ、そのPNクロック信号を29 877 120（PN系列長）で
さらに分周し、エポック境界指示用のPN同期信号を生ず
る。システムマスターMUXからのPN同期信号もすべてのM
UXに分配し、それによって各MUXについて内部発生クロ
ック信号の位相整合を維持する。PN同期信号とフレーム
同期信号とは同期状態になる。次に、各シャーシでマス
ターMUXに指定された二つのMUXはシステムクロック信号
およびPNクロック信号の両方をMIUおよびVDCに分配す
る。
PCMハイウェイインタフェース1220はシステムPCMハイ
ウェイ911をCDMAモデム1210、1211、1212、1215の各々
に接続する。WACコントローラは、各対応ユーザ情報信
号についてのトラフィックメッセージ制御信号を含むモ
デムを制御情報をHSB970経由でMIUコントローラ1230に
送信する。CDMAモデム1210、1211、1212、1215の各々は
MIUコントローラ1111からシグナリング情報などのトラ
フィックメッセージ制御信号を受ける。トラフィックメ
ッセージ制御信号は呼制御（CC）情報と拡散符号および
逆拡散符号シーケンス情報とを含む。
MIUはMIUの中のCDMAモデム1210、1211、1212、1215か
らの同相（Ｉ）および直交位相（Ｑ）モデム送信データ
を含む重みづけずみのCDMAモデム送信データを加算する
送信データ合成器1232を含む。この同相（Ｉ）モデム送
信データを直交位相（Ｑ）モデム送信データとは別に加
算する。送信データ合成器1232からの結合ずみのＩおよ
びＱモデム送信データ出力信号をＩおよびＱマルチプレ
クサ1233に加え、デジタルデータストリームの形に多重
化されるＩおよびＱモデム送信データから成る単一のCD
MA送信メッセージチャネルを生ずる。
受信データ入力回路（RDI）1234は図９に示したビデ
オ分配回路（VDC）940からアナログ差動ＩおよびＱデー
タを受け、それらアナログ差動ＩおよびＱデータをMIU
のCDMAモデム1210、1211、1212、1215の各々に分配す
る。自動利得制御分配回路（AGC）1235はVDCからAGCデ
ータ信号を受け、そのAGCデータをMIUのCDMAモデムの各
々に分配する。TRL回路1233はトラフィック信号灯情報
受け、そのトラフィック信号灯データをモデム1210、12
11、1212、1215の各々に同様に分配する。
CDMAモデム CDMAモデムはCDMA拡散符号系列を発生し送信機と受信
機との間の同期をとる。また、CDMAは特定の電力レベル
でのスペクトラム拡散および送信に備えて64ksym/秒、3
2ksym/秒、16ksym/秒および8ksym/秒にそれぞれプログ
ラム可能な四つの全二重チャネル（TR0、TR1、TR2およ
びTR3）を提供する。CDMAモデムは自動電力制御を可能
にするように受信信号強度を測定し、パイロット信号の
発生および送信を行い、前向き誤り補正（FEC）用の信
号により符号化および復号化を行う。SUの中のモデルは
FIRフィルタを用いて送信機拡散符号パルスの整形を行
う。CDMAモデムは加入者ユニット（SU）で使われ、以下
の説明においてSUのみで使う特徴についてはその旨を明
確に指摘する。CDMAモデムの動作周波数を表10に示す。
図12のCDMAモデム1210、1211、1212、1215の各々は、
図13に示すとおり、送信部1301および受信部1302から構
成される。CDMAモデムは外部システムから制御メッセー
ジCNTRLを受信する制御部1303も備える。これらの制御
メッセージは、例えば特定の拡散符号の割当てや、拡散
または逆拡散の起動や、送信速度の割当てなどに用いら
れる。また、CDMAモデムはそのCDMAモデムの用いる種々
の拡散符号および逆拡散符号の発生に用いる符号発生器
1304を有する。送信部1301は入力情報および制御信号mi
（ｔ）、ｉ＝１、２、・・・、Ｉをスペクトラム拡散処
理ずみのユーザ情報信号scj（ｔ）、ｊ＝１、２、・・
・、Ｊとして送信するためのものである。送信部1301は
制御手段1303によって制御される符号発生器1304からグ
ローバルパイロット符号を受ける。スペクトラム拡散処
理ずみのユーザ情報信号は同様に処理された他の信号に
加えられ、CDMA RF順方向メッセージリンク経由でCDMA
チャネルとして例えばSUに送信される。受信部1302は、
ｒ（ｔ）としてのCDMAチャネルを受信し、例えばSUから
RCSにCDMA RF逆方向メッセージリンク経由で送信されて
きたユーザ情報および制御信号rck（ｔ）、ｋ＝１、
２、・・・、Ｋを逆拡散し、再生する。
CDMAモデム送信部 図14を参照すると、符号発生手段1304は送信同期制御
ロジック1401および拡散符号PN発生器1402を含み、送信
部1301はモデム入力信号受信装置（MISR）1410と畳込み
符号化装置1411、1412、1413および1414と、拡散装置14
20、1421、1422、1423および1424と、合成器1430とを含
む。送信部1301は、メッセージデータチャネルMESSAGE
を受信し、各メッセージデータチャネルをそれぞれの畳
込み符号化装置1411、1412、1413、1414において畳込み
符号化し、それぞれの拡散装置1420、1421、1422、142
3、1424においてランダム拡散符号系列でそれらのデー
タを変調し、この実施例では符号発生器からの受信パイ
ロット符号を含むすべてのチャネルからの被変調データ
を合成器1430で合成し、RF送信のためのＩおよびＱ成分
を生ずる。この実施例の送信部1301は、64kb/s、32kb/
s、16kb/s、および8kb/sの四つのプログラム可能なチャ
ネル（TR0、TR1、TR2およびTR3）をサポートする。メッ
セージチャネルデータはPCMインタフェース1220経由でP
CMハイウェイ1201から受信された時間多重化信号であ
り、MISR1410に入力される。
図15は、MISR1410の例のブロック図である。本発明の
実施例では、カウンタを8KHzのフレーム同期信号MPCMSY
NCでセットし、タイミング回路1401からの2.048MHzのMP
CMCLKで増分係数する。カウンタ出力をTR0、TR1、TR2、
TR3のメッセージデータへのスロット時間位置対応のTRC
FG値と比較器1502で比較し、TRCFG値はMCTRLの中のMIU
コントローラ1230から受ける。比較器はシステムクロッ
クから得られるTXPCNCLKタイミング信号を用いて、メッ
セージチャネルデータをバッファ1510、1511、1512、15
13に同期入力するレジスタ1505、1506、1507、1508にカ
ウント出力を送る。メッセージデータは、タイミング制
御ロジック1401からのイネーブル信号TR0EN、TR1EN、TR
2EN、TR3ENが活性状態のときPCMハイウェイ信号EMSSAGE
からの信号MSGDATから供給される。他の実施例では、ME
SSAGEは暗号化速度またはデータ速度に応じてレジスタ
をイネーブルする信号を含めることもできる。カウンタ
出力がチャネル位置アドレスの一つと等しい場合は、レ
ジスタ1510、1511、1512、1513の中の特定の送信メッセ
ージデータを図14に示した畳込み符号化装置1411、141
2、1413、1414に入力する。
畳込み符号化装置はこの技術分野で周知の前向き誤り
訂正（FEC）手法の利用を可能にする。FEC手法は、符号
化ずみの形式でデータを発生する際の冗長度の導入に依
存する。符号化ずみのデータは送信され、データの冗長
度は受信復号化装置による誤り検出および誤り訂正を可
能にする。本発明の一つの実施例は畳込み符号化を用い
る。追加データビットを符号化処理の段階でデータに加
え、符号化オーバーヘッドとする。符号化速度は送信ず
みの全ビット（符号データ＋冗長データ）に対する送信
ずみのデータビットの割合で表され、符号速度「Ｒ」と
呼ばれる。
畳込み符号はすでに符号化ずみの多数のビットで新た
な未符号化ビットの各々を畳み込むことによって各符号
ビットを生じさせた符号である。符号化処理で使われる
ビットの総数を符号の拘束長「Ｋ」と呼ぶ。畳込み符号
化では、データをＫビット長のシフトレジスタにクロッ
クで１ビットごとに格納し、入来ビットとその時点で格
納ずみのＫ−１ビットとを畳込み符号化して新たなシン
ボルを生ずる。畳込み処理は、利用可能なビットの特定
のパターン、すなわち少なくとも一つのシンボルにおけ
る最初のビットおよび最後のビットを常に含むビットの
特定のパターンのモジュロ−２和から成るシンボルを生
ずる処理である。
図16は、図14の符号化装置1411として用いるのに適し
たＫ＝７、Ｒ＝1/2畳込み符号化装置のブロック図を示
す。この回路は本発明の一つの実施例で用いたTR0チャ
ネルを符号化する。レジスタ段Q1乃至Q7から成る７ビッ
トレジスタ1601はTR0EN信号のアサート時に信号TXPNCLK
を用いてTR0データをクロックごとに１ビットずつ格納
する。レジスタ段Q1、Q2、Q3、Q4、Q6およびQ7の出力値
を排他的論理和回路1602および1603でそれぞれ合成し、
それによってTR0チャネルFECTR0DIおよびFECTR0DQにつ
いてのそれぞれのＩチャネルFECデータおよびＱチャネ
ルFECデータを生ずる。
二つの出力シンボルストリームFECTR0DIおよびFECTR0
DQを生ずる。シンボルストリームFECTR0DIはビット６、
５、４、３および０（８進法171）に対応するシフトレ
ジスタの出力の排他的論理和回路1602によって生成さ
れ、送信メッセージチャネルデータの同相成分「Ｉ」と
なる。同様に、シンボルストリームFECTR0DQはビット
６、４、３、１および０（８進法133）からのシフトレ
ジスタ出力の排他的論理和回路1603によって生成され、
送信メッセージチャネルデータの直交位相成分「Ｑ」と
なる。受信側での誤差補正を可能にするのに必要な冗長
度を生ずる、単一の符号化ずみビットを表すように二つ
のシンボルを送信する。
図14を参照すると、送信メッセージチャネルデータの
ためのシフトイネーブルクロック信号を制御タイミング
ロジック1401で発生する構成が示してある。各チャネル
についての畳込み符号化ずみの送信メッセージチャネル
出力データは、送信メッセージチャネルデータを符号発
生器1402からの予め割当てずみの拡散符号系列と乗算す
るそれぞれの拡散器1420、1421、1422、1423および1424
に加える。この拡散符号系列は上述のとおり制御回路13
03で生成され、ランダム擬似雑音シグネチャ系列（PN−
符号）と呼ばれる。
拡散器1420、1421、1422、1423、1424の各々の出力信
号は、スペクトラム拡散ずみの送信データチャネルであ
る。拡散器の動作は次のとおりである：すなわち、ラン
ダム系列（PNI＋jPNQ）を乗算したチャネル出力（Ｉ＋j
Q）のスペクトラム拡散により（IxorPNI）および（−Qx
orPNQ）から成る出力の同相成分Ｉが得られる。なお、
この出力の直交位相成分Ｑは、（QxorPNI）および（Ixo
rPNQ）である。パイロットチャネルロジック（Ｉ＝１、
Ｑの値は禁止されている）へのチャネルデータ入力は存
在しないので、パイロットチャネルについての拡散ずみ
出力信号はＩ成分についての系列PNIおよびＱ成分につ
いての系列PNQを生ずる。
合成器1430はＩおよびＱ拡散送信データチャネルを受
信し、それらチャネルを合成してＩモデム送信データ信
号（TXIDAT）およびＱモデム送信データ信号（TXQDAT）
にする。Ｉ拡散送信データおよびＱ拡散送信データは別
々に加算する。
SUについては、CDMAモデム送信部1301が合成器からＩ
およびＱチャネルを受信して、送信されてきた信号のパ
ルス整形、隣接スペクトラム制御およびx/sin（ｘ）補
正を行うためFIRフィルタを含む。互いに別個ではある
が互いに同一のFIRフィルタがＩおよびＱ拡散ずみ送信
データストリームをチップ速度で受け、各フィルターの
出力信号はチップ速度の２倍になる。これらFIRフィル
タの一つの例は２倍のアップサンプリング（補間）を行
う28タップの偶数対称フィルタである。アップサンプリ
ングはフィルタ処理の前に行うので、28個のタップはチ
ップ速度の２倍での28個のタップを意味し、アップサン
プリングは一つおきのサンプルを０に設定することによ
り達成する。係数の例を表11に示す。
CDMAモデム受信部 図９および12を参照すると、本実施例のRF受信機950
は、VDC940からMIU931、932、933経由でCDMAモデム121
0、1211、1212、1215に送信されてきたアナログ入力Ｉ
およびQCDMAチャネルを受ける。これらのＩおよびQCDMA
チャネル信号をCDMAモデム受信部1302（図13に示す）で
サンプリングし、図17に示すＡ−Ｄ変換器1730によりＩ
およびＱデジタル受信メッセージ信号に変換する。本発
明の実施例のＡ−Ｄサンプリング速度は、逆拡散符号速
度と等価である。次に、ＩおよびＱデジタル受信メッセ
ージ信号を４つのチャネル（TR0、TR1、TR2およびTR3）
の逆拡散符号系列、APC情報およびパイロット符号に対
応する六つの互いに異なる複素拡散符号系列を用いて相
関器で逆拡散する。
受信信号への受信機の同期引込みは、２つの段階に分
けられる。すなわち、まず初期捕捉段階があり、次に信
号タイミング捕捉のあとのトラッキング段階がある。初
期捕捉は受信機でローカルに発生したパイロット符号系
列の位相を受信信号に対してシフトさせ、パイロット逆
拡散器の出力をしきい値と比較することによって行う。
この手法は逐次サーチと呼ばれる。二つのしきい値（整
合および却下）を補助逆拡散装置から計算する。信号を
捕捉すると、サーチ処理を中止してトラッキング処理を
開始する。トラッキング処理は受信機の用いる符号発生
器1304（図13および17に示す）を入来信号と同期した状
態に維持する。この実施例で用いるトラッキングループ
は遅延同期ループ（DLL）であり、図17の捕捉およびト
ラックブロック1701およびIPMブロック1702で実働化す
る。
図13において、モデムコントローラ1303は送信信号に
対する受信信号の位相シフトおよび周波数シフトを計算
する図17のSWPLLロジック1724中のソフトウェアアルゴ
リズムとして位相同期ループ（PLL）を実働化する。位
相シフトの計算値をマルチパスデータ信号位相回転合成
ブロック1718、1719、1720、1721で位相シフトを逆転さ
せるのに用い、受信チャネルTR0'、TR1'、TR2'およびTR
3'対応の出力信号の生成のための合成に備える。次に、
データをViterbi復号器1713、1714、1715、1716でViter
bi復号し、受信メッセージチャネルの各々における畳込
み符号化を除去する。
図17は、符号発生器1304が受信チャネル逆拡散装置17
03、1704、1705、1706、1707、1708、1709の用いる符号
系列PNi（ｔ）（ｉ＝１、２、・・・、Ｉ）を供給する
ことを示す。生成される上記符号系列はシステムクロッ
ク信号のSYNK信号に応答して同期を確保してあり、図13
のモデムコントローラ1301からのCCNTRL信号で定まる。
図17を参照すると、CDMAモデム受信部1302は適応整合フ
ィルタ（AMF）1710と、チャネル逆拡散装置1703、170
4、1705、1706、1707、1708、1709と、パイロットAVC17
11と、補助AVC1712と、Viterbi復号器1713、1714、171
5、1716と、モデム出力インタフェース（MOI）1717と、
位相回転および合成ロジック1718、1719、1720、1721
と、AMF重み発生器1722と、量分位数推算ロジック1723
とを含む。
本発明の別の実施例では、CDMAモデム受信機にチャネ
ルのBERおよびViterbi復号器1713、1714、1715、1716と
MOI1717との間の空き符号挿入ロジックのBERを測定する
ビットエラー積分器を併せて含み、メッセージデータ喪
失時の空き符号の挿入に備える。
適応整合フィルタ（AMF）1710は無線チャネルに起因
するマルチパス干渉を解消する。実施例のAMF1710は図1
8に示すとおり11段の複素FIRフィルタを用いる。受信し
たＩおよびＱデジタルメッセージ信号を図17のＡ−Ｄ変
換器1730からレジスタ1820に受け、乗算器1801、1802、
1803、1810、1811において図17のAMF重み発生器1722か
らのＩおよびＱチャネル重み計数W1乃至W11と乗算す
る。図示の実施例では、Ａ−Ｄ変換器1730は、２の補数
値としてＩおよびＱデジタル受信メッセージ信号デー
タ、すなわち、受信拡散符号クロック信号RXPNCLKに応
答する11段シフトレジスタ1820を通じてクロック歩進す
るＩデータ６ビットおよびＱデータ６ビットが供給され
る。信号RXPNCLKは符号発生ロジック1304のタイミング
部1401によって生成する。上記シフトレジスタの各段に
はタップ接続を設け、各段の出力を乗算器1801、1802、
1803、1810、1811で個々の（６ビットＩおよび６ビット
Ｑ）重み係数と複素乗算し、それによって11個のタップ
でそれぞれ重みづけられた積を発生し、それら積を加算
器1830で加算して７ビットのＩ値および７ビットのＱ値
に限定した出力を生ずる。
CDMAモデム受信部1302（図13に示す）はメッセージチ
ャネルを逆拡散するための独立したチャネル逆拡散装置
1703、1704、1705、1706、1707、1708、1709（図17に示
す）を備える。この実施例は七つのメッセージチャネル
を逆拡散し、各逆拡散装置は１ビットＩ逆拡散符号信号
および１ビットＱ逆拡散符号信号を受けてこれら符号と
８ビットＩデータ入力×８ビットＱデータ入力との間の
複素相関をとる。これら七つの逆拡散装置が七つのチャ
ネル、すなわちトラフィックチャネル０（TR0'）、TR
1'、TR2'、TR3'、補助チャネルAUX、自動電力制御APCチ
ャネルおよびパイロットチャネルPLTにそれぞれ対応す
る。
図19に示すパイロットAVC1711はタイミング信号RXPNC
LKに応答してＩおよびＱパイロット拡散符号系列値PCI
およびPCQをシフトレジスタ1920に受けるものである
が、このパイロットAVC1711は、各々がＩおよびＱデジ
タル受信メッセージ信号データと同じパイロット符号系
列の１チップ遅延出力との間の相関をとる11個の個別の
逆拡散装置1901乃至1911を含む。信号OE1、OE2、・・
・、OE11をモデム制御1303が用いて逆拡散動作をイネー
ブルする。逆拡散装置の出力信号を合成器1920で合成
し、ACQ＆トラックロジック1701（図17に示す）で受
け、最終的にモデムコントローラ1303（図13に示す）で
受けるパイロットAVC1711の相関信号DSPRDATを形成す
る。捕捉＆トラックロジック1701はこの相関信号値を用
いて市内局に近い方の受信機が遠い方の送信機と同期し
ているかどうかを判定する。
補助AVC1712はＩおよびＱデジタル受信メッセージ信
号データをも受信し、この実施例では図20に示すとおり
四つの個別の逆拡散装置2001、2002、2003、2004を含
む。各逆拡散装置はＩおよびＱデジタル受信メッセージ
データを受け、これらのメッセージデータと、シフトレ
ジスタ2020に入力され格納されている符号発生器1304供
給の同じ逆拡散符号系列PARIおよびPARQの遅延出力との
間の相関をとる。逆拡散装置2001、2002、2003、2004の
出力信号は雑音相関信号ARDSPRDATを生ずる合成器2030
で合成する。補助AVC拡散符号系列はシステムの送信拡
散符号系列のいずれにも対応しない。信号OE1、OE2、・
・・、OE4は逆拡散動作をイネーブルするようにモデム
制御回路1303が用いる。補助AVC1712は量分位数推算値
を量分位数推算器1733で計算するもととなる雑音相関信
号ARDSPRDATを生ずるとともに、捕捉＆トラックロジッ
ク1701（図17に示す）およびモデムコントローラ1303
（図13に示す）への雑音レベル測定値を提供する。
受信メッセージチャネルTR0'、TR1'、TR2'、TR3'に対
応する逆拡散チャネル出力信号は畳込み符号化されたデ
ータに前向き誤り訂正を加える図17の対応Viterbi復号
器1713、1714、1715、1716に入力する。この実施例のVi
terbi復号器は、制約長Ｋ＝７および比Ｒ＝1/2を有す
る。復号化した逆拡散メッセージチャネル信号はMOI171
7経由でCDMAモデムからPCMハイウェイ1201に転送され
る。MOIの動作は、逆方向動作であることを除き、送信
部1301（図13に示す）のMISRの動作と実質的に同じであ
る。
CDMAモデム受信部1302は受信CDMAメッセージ信号の捕
捉、トラッキングおよび逆拡散の互いに異なる段階の間
にいくつかの互いに異なるアルゴリズムを実働化する。
受信信号が一時的に途切れた（または甚だしく劣化し
た）場合は、空き符号挿入アルゴリズムがそれら途切れ
たり劣化したりした受信メッセージデータの代わりに空
き符号を挿入し、大きい雑音バーストが音声呼進行中に
ユーザに聞こえることがないようにする。空き符号は、
Viterbi復号器1713、1714、1715、1716からの復号化ず
みメッセージチャネル出力信号の代わりにMOI1717（図1
7に示す）に送る。各トラフィックチャネルに用いられ
る空き符号は適切なパターンIDLE、すなわちこの実施例
では64kb/sストリームについて８ビットワードで、32kb
/sストリームについて４ビットワードで構成するパター
ンIDLEをMOIに書き込むことによりモデムコントローラ1
303がプログラムする。
受信パイロット信号の捕捉およびトラッキングのための
モデムアルゴリズム 捕捉およびトラッキングアルゴリズムは、受信信号の
おおよその符号位相の算定、ローカルモデム受信機逆拡
散装置の入来パイロット信号への同期、および受信パイ
ロット符号系列位相のトラッキングのために受信機で用
いる。図13および17を参照すると、このアルゴリズムは
符号発生器1304にクロック調整信号を供給するモデムコ
ントローラ1303が実行する。これらの調整信号により、
逆拡散装置用符号発生器がパイロットレーキ1711の測定
出力値および量分位数推算装置1723Bからの量分位数の
値に応答してローカル生成符号系列を調整するようにす
る。量分位数の値はAUXベクトル相関器1712（図17に示
す）の出力値からの同相チャネルおよび直交位相チャネ
ルで測定した雑音統計値である。受信機を受信信号に同
期させることは初期捕捉段階とトラッキング段階との二
つの段階に分けられる。初期捕捉段階は、ローカル生成
パイロット拡散符号系列を受信信号の拡散符号速度より
も高速度または低速度でクロックし、ローカル生成パイ
ロット拡散符号系列をスライドさせ、パイロットベクト
ル相関器1711の出力について逐次確率比率試験（SPRT）
を行うことによって達成する。トラッキング段階はロー
カル生成拡散符号パイロット系列を入来パイロット信号
と同期した状態に維持する。
SUのコールド捕捉アルゴリズムは、SUCDMAモデムが電
源オンになったとき、したがって正しいパイロット拡散
符号位相が未知であるとき、またはSUが入来パイロット
信号との同期の再捕捉を試みたものの所要時間が長すぎ
たとき、SUCDMAモデムが用いる。このコールド捕捉アル
ゴリズムは二つの下位段階に分けられる。第１の下位段
階は、FBCHが用いる長さ233415の符号にわたる検索から
成る。このサブ符号位相が捕捉されると、このパイロッ
トの233415×128長の符号が128の可能な位相の曖昧さの
中にあることが把握される。第２の下位段階はこれらの
残りの128の可能な位相の検索である。FBCHとの同期が
外れないようにするために、この検索の第２段階ではFB
CH符号のトラッキングとパイロット符号の捕捉の試みと
を相互に切り替えるのが望ましい。
短アクセスパイロット（SAXPT）アルゴリズムのRCS捕
捉はSUのSAXPTパイロット信号の捕捉のためにRCSCDMAモ
デムが用いる。このアルゴリズムはSAXPTが長さＮの短
符号系列（ただし、Ｎ＝チップ／シンボル）、すなわち
システムの帯域幅に応じてその長さが45から195の範囲
にわたる短符号系列であるために高速検索アルゴリズム
である。このサーチは捕捉完了まですべての可能な位相
を通じて巡回する。
長アクセスパイロット（LAXPT）アルゴリズムのRCS捕
捉はSAXPTの捕捉の直後に開始する。SUの符号位相は複
数のシンボル持続時間内で既知であり、この発明の実施
例ではRCSからの往復遅延内にサーチすべき位相は７乃
至66あり得る。この範囲はSUパイロット信号がRCSグロ
ーバルパイロット信号に同期している結果である。
再捕捉アルゴリズムは符号ロック（LOL）外れが生じ
たときに開始される。Ｚ検索アルゴリズムはシステムの
ロック外れ直前の状態から符号位相があまり大きくドリ
フトしていないことを前提として処理を高速化するのに
用いる。RCSは最大往復伝搬遅延で画されるＺ検索窓の
最大幅を用いる。
プレトラック期間を捕捉アルゴリズムまたは再捕捉ア
ルゴリズムの直後からトラッキングアルゴリズムの直前
までに設ける。プレトラックはモデムの供給する受信デ
ータが有効とは考えられない固定の期間である。このプ
レトラック期間により、ISWPLL1724、捕捉およびトラッ
キング1701、AMF重み発生器1722の用いるものなど上記
以外のモデムアルゴリズムが現用のチャネルを準備しそ
れに適応することを可能にする。プレトラック期間は二
つの部分から成る。第１の部分は符号トラッキングルー
プの引込み時の遅延である。第２の部分は決定ずみの重
みづけ係数を生ずるようにAMF重み発生器1722が行うAMF
タップ重み計算に伴う遅延である。また、プレトラック
期間の第２の部分において、搬送波トラッキングループ
がSWPLL1724によって引込み可能になり、スカラー量分
位数推算が量分位数推算器1723Aで行われる。
プレトラック期間の終了ののちトラッキング処理に入
る。この処理は実際には反復的サイクルであり、モデム
の供給する受信データが有効と見られる唯一の処理段階
である。下記の動作、すなわちAMFタップ重み更新、搬
送波トラッキング、符号トラッキング、ベクトル量分位
数更新、スカラー量分位数更新、符号同期チェック、逆
転およびシンボル加算、および電力制御（順方向および
逆方向）はこの段階で行われる。
LOLが検出されるとモデム受信機はトラックアルゴリ
ズムを終了させ、自動的に再捕捉アルゴリズムに入る。
SUにおいては、LOLが送信機を遮断状態にする。RCSで
は、LOLはロック外れの直前のレベルに送信電力を固定
した状態で順方向電力制御をディスエーブルする。ま
た、LOLは送信中の応答電力制御情報が010101・・・パ
ターンになるようにし、それによってSUが送信電力を一
定に保つようにする。この動作は捕捉およびトラッキン
グ回路1701へのリセット信号を発生する信号ロックチェ
ック機能を用いて行うことができる。
ふた組の量分位数統計の値を一方は量分位数推算器17
23Bで維持し、もう一方はスカラー量分位数推算器1723A
で維持する。これら推算器はともにモデムコントローラ
1303が用いる。上記第１の組の統計値はAUXAVC受信機17
12の生成する四つの複素数のベクトルから計算される
「ベクトル」量分位数情報と呼ばれる。上記第２の組の
統計値は、補助逆拡散装置1707から出力される単一の複
素数AUX信号から計算されるスカラー量分位数情報であ
る。これらふた組の情報は予め定めた誤警報確率
（Pfa）の維持に用いる雑音統計の互いに異なる組を表
す。ベクトル量分位数データは雑音中に受信信号がある
ことを判定するためにモデムコントローラ1303が実働化
する捕捉および再捕捉アルゴリズムが用い、スカラー量
分位数情報は符号ロックチェックアルゴリズムが用い
る。
ベクトルの場合もスカラーの場合も、量分位数情報は
ラムダ０乃至ラムダ２の算出値、すなわち逆拡散受信信
号の確率分布関数（p.d.f）の推算およびモデムのPN符
号へのロックの有無判定に用いる境界値から成る。次に
述べるＣサブルーチンに用いるAux_Power値は、スカラ
ー量分位数のためのスカラー相関器アレーのAUX信号出
力を二乗した大きさであり、ベクトルについては二乗し
た大きさの和である。いずれの場合も、量分位数を次の
Ｃサブルーチンを用いて計算する： （ｎ＝0;n＜3;n＋＋）について ｛lambda［ｎ］＋＝（lambda［ｎ］ ＜Aux_Power）?CG［ｎ］:GM［ｎ］；｝ ただし、CG［ｎ］は、正の定数であり、GM［ｎ］は負の
定数である（スカラー量分位数およびベクトル量分位数
について互いに異なる値を用いている）。
捕捉段階の期間中は、ローカルに生成されたパイロッ
ト符号系列を用いた入来パイロット信号のサーチは、ロ
ーカル発生パイロット符号が受信信号に対して正しい符
号位相を有するかどうかの判定のために、一連の逐次試
験を用いる。サーチアルゴリズムは受信符号系列とロー
カル発生符号系列との位相が合っているかどうかの判定
のための逐次確率比率試験（SPRT）を用いる。捕捉はマ
ルチフィンガー受信機を有することから生じる並行処理
によって高速化する。例えば、本発明のこの実施例で
は、主パイロットレーキ1711が11チップ期間相当の全位
相期間を表す合計11のフィンガーを有する。捕捉のため
に八つの個別の逐次確率比率試験（SPRT）を各SPRTが四
つのチップウィンドウを監視する形で実働化する。各ウ
ィンドウは先行のウィンドウからずれており、サーチ系
列では所与の符号位相は四つのウィンドウでカバーす
る。八つのSPRT試験がすべて拒絶されると、ウィンドウ
組を８チップ分だけ動かす。SPRTのいずれかが許容され
れば、ローカル発生パイロット符号系列の符号位相をパ
イロットAVC内で許容SPRT位相を中心におくように調整
する。二つ以上のSPRTが同時に許容しきい値に達する可
能性がある。あり得る356種類の許容／拒絶の組合せを
カバーするように参照テーブルを持ち、モデムコントロ
ーラはパイロットレーキ1711内で正しい中心符号位相を
推定するのにその情報を用いる。各SPRTは、次のとおり
実働化される（すべての動作は、64kシンボル速度で行
う）：フィンガー出力レベル値をI_Finger［ｎ］および
Q_Finger［ｎ］で表す、ただしｎ＝０・・・10（包括
的、０は最先の（最も進んだ）フィンガーである）。そ
の場合、各ウィンドウの電力は： である。
SPRTを実働化するために、モデムコントローラは各ウ
ィンドウについて擬似符号サブルーチンとして表される
次の計算を行う： ただし、lambda［ｋ］は量分位数推算に関して上に定義
したとおりであり、SIGMA［ｋ］、ACCPECTANCE_THRESHO
LD、DISMISSAL_THRESHOLDは、予め定めた定数である。
なお、SIGMA［ｋ］は小さいｋの対応の値については負
であり、ｋの正しい値については正であり、許容および
却下のしきい値が統計上シンボル何個分のデータが累算
されたかの関数ではなく定数となり得るようにしてあ
る。
モデムコントローラは、lambda［ｋ］の値で範囲の定
まるどのbinに電力レベルが入るかを判定し、これによ
って概算の統計値を生ずることが可能になる。
このアルゴリズムについては、制御電圧をε＝yTByと
して形成する。ただし、ｙはパイロットベクトル相関器
1711の複素出力値から形成されるベクトルであり、Ｂは
二乗検波器を参照して上述したとおり雑音を最小限に抑
えながら動作特性を最適化するように予め定めた定数値
で形成したマトリクスである。
二乗検波器の動作の理解には次の点を考慮することが
有用である。すなわち、スペクトラム拡散（CDMA）信号
ｓ（ｔ）はインパルス応答hc（ｔ）を有するマルチパス
チャネルを通過する。ベースバンドスペクトラム拡散信
号は式（30）、すなわち で表される。ただし、Ciは複素拡散符号シンボルであ
り、ｐ（ｔ）は予め規定されたチップパルスであり、TC
はチップ時間間隔であり、TC＝1/RC、RCはチップ速度で
ある。
受信されたベースバンド信号は式（31）、すなわち で表される。ただし、ｑ（ｔ）＝ｐ（ｔ）＊hc（ｔ）で
あり、τは未知の遅延量であり、ｎ（ｔ）は付加雑音で
ある。この受信信号は、フィルタhR（ｔ）で処理され、
処理すべき波形ｘ（ｔ）は式（32）、すなわち で表される。ただし、ｆ（ｔ）＝ｑ（ｔ）＊hR（ｔ）お
よびｚ（ｔ）＝ｎ（Ｔ）＊hR（ｔ）である。
受信機の例においては、受信信号をチップ速度、すな
わち1/TCでサンプリングする。これらのサンプル、すな
わちｘ（mTc＋τ’）は、ｒ番目の相関動作期間中に式
（33）で表される量分位数を計算する相関器アレイで処
理される。
これらの量分位数は、式（34）で与えられる雑音成分
wk (r)および決定論成分yk (r)から成る。
なお、関数ｆ（ｔ）は時間とともに低速で変化するが次
の表現を容易にするために時間指数ｒは消去してもよ
い。
上記サンプルを整合フィルタ処理など受信機における
後続の処理に最適な形でサンプリング位相τ’の調整の
ために処理する。この調整を次に説明する。この処理の
表示を単純化するために、関数ｆ（ｔ＋τ）（ただし、
τは調整すべき時間シフト）について説明するのが便利
である。なお、関数ｆ（ｔ＋τ）は、雑音を伴う中で測
定したものである。したがって、位相τ’を信号ｆ（ｔ
＋τ）の測定に基づいて調整することは問題になり得
る。雑音を説明するために関数ｖ（ｔ）:v（ｔ）＝ｆ
（ｔ）＋ｍ（ｔ）を導入する（ただし、項ｍ（ｔ）は、
雑音処理を表す）。このシステムプロセッサは、関数ｖ
（ｔ）の考慮に基づいて形成できる。
この処理は非コヒーレントであり、したがって包絡線
電力関数|v（ｔ＋τ）|2に基づく。式（35）で与えられ
る関数ｅ（τ’）は、この処理の説明に役立つ。
シフトパラメータを区間（−∞、τ’−τ）上のエネル
ギーが区間［τ’−τ、∞］上のエネルギーに等しい場
合に生じるｅ（τ’）＝０について調整する。誤り特性
は単調であり、したがって単一の零交差点を有する。こ
れはこの特性の望ましい点である。この特定の不利な点
は、雑音が伴う場合に積分が制限されないため十分に規
定されない点である。しかし関数ｅ（τ’）は式（36）
で与えられる形に表現できる。
ただし、特性関数ｗ（ｔ）は、signum関数、すなわちsg
n（ｔ）に等しい。
特性関数ｗ（ｔ）の最適化には式（37）に示す指数Ｆ
を規定するのが有用である。
Ｆの分子は、トラックずみの値τ0'の前後の区間［−
TA、TA］についての平均誤り特性の数値勾配である。統
計平均値を雑音およびランダムチャネルhc（ｔ）につい
てとる。この統計平均値の算出には、チャネルの統計特
性を指定するのが望ましい。例えば、チャネルをインパ
ルス応答hc（ｔ）と式（38）に示すとおりの強度関数ｇ
（ｔ）を有する白色雑音処理Ｕ（ｔ）とを備える広方向
定常無相閑散乱チャネルとして形成することもできる。
ｅ（τ）の分散は、変動の自乗平均値として計算され
る。
e'（τ）＝ｅ（τ）−＜ｅ（τ）＞ （39） ただし、＜ｅ（τ）＞は雑音に対するｅ（τ）の平均で
ある。
関数ｗ（ｔ）に対する指数Ｆの最適化は周知の最適化
の変分的方法を用いて行うことができる。
最適のｗ（ｔ）が算定されると、その結果生じるプロ
セッサは次のとおり誘導される直交サンプルプロセッサ
により正確に近似できる。
サンプリング定理により、帯域幅Ｗに帯域制限した信
号ｖ（ｔ）は、式（40）で示すとおり、その信号のサン
プルで表現できる。
ｖ（ｔ）＝Σｖ（k/W）sinc［（Wt−ｋ）Π］ （40） この展開式を式（ｚ＋６）に代入することにより、サン
プルｖ（k/W＋τ’−τ）の中の無限二次式が得られ
る。信号帯域幅がチップ速度に等しいと仮定することに
より、チップクロック信号でクロックしたサンプリング
をサンプルの生成に使用できる。これらのサンプルv
kは、式（41）で表される。
vk＝ｖ（kTc＋τ’−τ） （41） この仮定によって実働化が単純になる。エイリアシング
誤差が小さければ、これは有効である。
実際には、ここに誘導された二次形式は切り捨てられ
る。正規化したＢマトリクスの例を表12に示す。この例
ではτが１チップに等しいとして指数関数的遅延拡散プ
ロフィールｇ（ｔ）＝exp（−t/τ）を仮定している。
また、1.5チップに等しい開口パラメータTAを仮定して
いる。基礎となるチップパルスは20％余分の帯域幅を有
する余弦帯域を有する。
符号トラッキングは次のとおり実働化したループ位相
検出器経由で実働化している。ベクトルｙはパイロット
AVC1711の11個の複素出力レベル値を表わす列ベクトル
と定義し、Ｂは非コヒーレントパイロットAVC出力値ｙ
で性能を最適化する所定値を有する11×11の対称実数値
係数マトリクスを示す。位相検出器の出力信号εは式
（42）で与えられる。
ε＝yTBy （42） 次に、比例プラス積分のループフィルタおよびVCOの
実働化のために、特定の送信チャネルおよび用途につい
てのシステム性能の最適化をめざしてシステムを構成す
ることにより選択した定数αおよびβについて、以下の
計算を行う。
ｘ［ｎ］＝ｘ［ｎ−１］＋βε ｚ［ｎ］＝ｚ［ｎ−１］＋ｘ［ｎ］＋αε ただし、ｘ［ｎ］はループフィルタの積分器出力値であ
り、ｘ［ｎ］はVCO出力値である。符号位相調整はモデ
ムコントローラが次のＣ−サブルーチンを実行すること
によって行う。
本発明と整合した上記擬似符号には、別の遅延位相を
用いることもできる。
AMF重み発生器1722のAMFタップ重み更新アルゴリズム
は、パイロットレーキ1711の各フィンガー値の位相の逆
転、およびメモリ付けのために、パイロットAVCフィン
ガー値と搬送波トラッキングループの現在の出力値の複
素共役値との複素乗算を行い、その値を低域フィルタに
加えるとともにAMFタップ重み値、すなわちCDMAモデム
のAMFフィルタに周期的に書き込まれるAMFタップ重み値
を生ずるようにフィルタ値の複素共役値を形成すること
によって周期的に起動する。
図17に示したロックチェックアルゴリズムは、スカラ
ー相関器アレーの出力信号に対してSPRT動作を行うモデ
ムコントローラ1303によって実働化する。SPRT手法はロ
ックの検出確率の向上のために許可および拒否しきい値
を変化させること以外は、捕捉アルゴリズムの手法と同
じである。
搬送波トラッキングはスカラー相関アレーのパイロッ
ト出力値に対して作動する２次ループ経由で達成され
る。位相検出器出力はスカラー相関アレーの（複素数）
パイロット出力信号とVCO出力信号との積の直交成分の
厳格限定出力である。ループフィルタは比例および積分
構成を備える。VCOは純粋に加算累計された位相φを伴
い、この誤差はメモリ中の参照テーブルにより複素位相
cosφ＋jsinφに変換される。
捕捉およびトラッキングアルゴリズムに関する上述の
説明は、捕捉の期間中はAMF、パイロットAVC、AuxAVC、
およびDPLLが平衡状態になるまでコヒーレント基準が得
られないため非コヒーレントトラッキングによる非コヒ
ーレント捕捉追従を捕捉およびトラッキングアルゴリズ
ムが必要とするので非コヒーレント手法に絞っている。
しかし、この技術分野で周知のとおり、非コヒーレント
トラッキングおよび非コヒーレント合成においては各パ
イロットAVCフィンガーの出力位相情報がなくなるので
コヒーレントトラッキングおよびコヒーレント合成が常
に最適である。したがって、本発明のもう一つの実施例
は二段階捕捉およびトラッキングシステム、すなわち上
述の非コヒーレントトラッキング手法に切り換える二段
階捕捉およびトラッキングシステムを採用している。コ
ヒーレント合成およびトラッキング手法はトラックずみ
の誤差信号が次の式で表される形をとることを除き上述
のものと同じである。すなわち、 ε＝yTAy （43） ただし、ｙはパイロットAVC1711の11の複素出力レベル
値を表す縦ベクトルを表し、Ａはコヒーレントパイロッ
トAVC出力ｙで動作を最適化するための予め定めた値を
有する11×11対称実数値係数マトリクスを表す。マトリ
クスＡの例を次に示す。
図９を参照すると、RCSのビデオ分配コントローラボ
ード（VDC）940がMIU931、932、933の各々およびRF送／
受信機950に接続してある。VDC940は、図21に示してあ
る。データ合成回路（DCC）2150は、データ多重化解除
器2101、データ加算器2102、FIRフィルタ2103、2104お
よび出力回路2111を含む。DCC2150は（１）重みづけず
みCDMAモデムＩおよびＱデータ信号MDATをMIU931、93
2、933の各々から受け、（２）ＩおよびＱデータをMIU9
31、932、933の各々からのデジタルベアラチェネルデー
タと加算し、（３）その加算出力をマスタMIUモデム121
0からの一斉通報データメッセージ信号BCASTおよびグロ
ーバルパイロット拡散符号GPILOTと加算し、（４）その
加算ずみの信号を送信用に帯域整形し、（５）RF波／受
信機への送信のためのアナログデータ信号を生ずる。
FIRフィルタ2103、2104は、MIU CDMA送信ＩおよびＱ
モデムデータを送信前に変換するために用いる。WACはF
IRフィルタ係数データをシリアルポートリンク912およ
びVDCコントローラ2120経由でFIRフィルタ2103、2104に
転送する。各FIRフィルタ2103、2104は互いに別個に構
成する。FIRフィルタ2103、2104は各MIU CDMA送信モデ
ムDATIおよびDATQ値のあとに何回ゼロデータ値が送られ
てFTXIおよびFTXQを生ずるようにチップ速度の２倍で動
作するためのアップサンプリングを採用する。
VDC940はMIU931、932、933のAGC1750からのAGC信号AG
CDATAを分配インタフェース（DI）2110経由でRF送／受
信機950に分配する。VDC DI2110はRF送／受信機からデ
ータRXIおよびRXQを受けて、その信号をVDATAIおよびVD
ATAQとしてMIU931、932、933に分配する。
図21を参照すると、VDC940はMIUからの状態信号およ
び故障情報信号MIUSTATを監視し図９のWAC920との信号
授受のためにシリアルリンク912およびHSBS970に接続し
たVDCコントローラ2120を含む。VDCコントローラ2120は
Intel社製8032型マイクロコントローラなどのマイクロ
プロセッサと、タイミング信号供給用の発振器（図示し
てない）と、メモリ（図示してない）とを含む。VDCコ
ントローラメモリは、上記8032型マイクロプロセッサ用
のコントローラプログラム符号を格納するためのフラッ
シュPROM（図示してない）と、マイクロプロセッサがメ
モリに対して書込み読出しを行うための一時記憶データ
を格納するためのSRAM（図示してない）とを含む。
図９を参照すると、本発明の実施例はRF送／受信機95
0と電力増幅器部960とを含む。図22を参照すると、RF波
／受信機950は三つの部分、すなわち送信機モジュール2
201、受信機モジュール2202、および周波数合成器2203
に分けられている。周波数合成器2203はシリアルリンク
912経由でWAC920から受けた周波数制御信号FREQCTRLに
応答して送信搬送波周波数TFREQと受信搬送波周波数RFR
EQとを生成する。送信機モジュール2201においてVDCか
らの入力アナログＩおよびＱデータ信号TXIおよびTXQを
直交変調器2220、すなわち周波数合成器2203から送信搬
送波周波数信号TFREQを受けて被直交変調送信搬送波信
号TXを生ずる直交変調器2220に加える。次に、アナログ
送信被変調搬送波信号、すなわちアップコンバートずみ
のRF信号TXを電力増幅器960の送信電力増幅器2252に加
える。次に、増幅ずみの送信搬送波信号を大電力受動素
子（HPPC）2253経由でアンテナ2250に伝達し、アンテナ
2250からアップコンバートずみのRF信号をCDMA RF信号
として通信チャネルに伝達する。本発明の一つの実施例
では送信電力増幅器2252は各々が出力電力ピークピーク
値約60ワットを有する八つの増幅器を含む。
HPPC2253は落雷保護装置、出力フィルタ、10dB方向性
結合器、アイソレータ、およびそのアイソレータ付属の
大電力終端装置を含む。
受信CDMA RF信号はRFチャネルからアンテナ2250で受
信され、HPPC2253経由で受信電力増幅器2251に伝達され
る。受信電力増幅器2251は例えば５ワットトランジスタ
で駆動する30ワット電力トランジスタを含む。RF受信モ
ジュール2202は受信電力増幅器からの直交被変調受信搬
送波信号RXを有する。受信モジュール2202は受信被変調
搬送波信号RXと周波数合成器2203からの受信搬送波周波
数信号を受けて搬送波を同期的に変調しアナログＩチャ
ネルおよびＱチャネルを提供する直交復調器2210を含
む。これらのチャネルはフィルタ処理されて信号RXIお
よびRXQを生じ、これら信号はVDC940に転送される。
加入者ユニット 図23は本発明の一つの実施例の加入者ユニット（SU）
を示す。図示のとおり、SUはRF変調器2302、RF復調器23
03、およびスプリッタ／アイソレータ2304を含むRF部23
01を備え、順方向リンクCDMA RFチャネル信号中にトラ
フィック信号および制御メッセージ並びにグローバルパ
イロット信号を含むグローバルチャネルおよび割当て論
理チャネルを受信するとともに、逆方向リンクCDMA RF
チャネル中の割当てチャネルおよび逆方向パイロット信
号を送信する。これら順方向および逆方向リンクはそれ
ぞれアンテナ2305経由で受信および送信される。RF部は
一つの実施例では信号ROSCに応答する同期復調器を有す
る従来の二重変換スーパーヘテロダイン受信機を用い
る。その種の受信機の選択性は70MHzトランスバーサルS
AWフィルタ（図示してない）によって得られる。RF変調
器は直交被変調搬送波信号を生ずるように搬送波信号TO
SCに応答する同期変調器（図示してない）を含む。この
信号はオフセット周波数ミキサ回路（図示してない）に
よって周波数を上げる。
SUはさらに制御信号（CC）発生器の機能を含む加入者
回路インタフェース2310、データインタフェース2320、
ADPCM符号化器2321、ADPCM復号化器2322、SUコントロー
ラ2330、SUクロック信号発生器2331、メモリ2332、およ
び図13を参照して上に述べたCDMAモデム1210と実質的に
同じであるCDMAモデム2340を含む。なお、データインタ
フェース2320、ADPCM符号化装置2321およびADPCM復号化
装置2322は通常標準ADPCM符号化／復号化チップとして
入手できる。
順方向リンクCDMA信号を生成するために、順方向リン
クCDMA RFチャネル信号をRF復調器2303に加える。順方
向リンクCDMA信号はCDMAモデム2340、すなわちグローバ
ルパイロット信号との同期を捕捉し、クロック2331への
グローバルパイロット同期信号を生成してシステムタイ
ミング信号を生成し、複数の論理チャネルを逆拡散する
CDMAモデム2340に加える。CDMAモデム2340はトラフィッ
クメッセージRMESSおよび制御メッセージRCTRLをも捕捉
し、トラフィックメッセージ信号RMESSをデータインタ
フェース2320に供給しSUコントローラ2330への制御メッ
セージ信号RCTRLを受信する。
受信制御メッセージ信号RCTRLは加入者ID信号、符号
化信号、およびベアラ変更信号を含む。また、RCTRLは
制御情報およびそれ以外の通信シグナリング情報を含み
得る。受信制御メッセージ信号RCTRLはSUコントローラ2
330、すなわちRCTRLから得た加入者ID値から呼がSU宛の
ものであることを検証するSUコントローラ2330に加え
る。SUコントローラ2330は、符号化信号およびベアラ速
度変更信号からトラフィックメッセージ信号に含まれる
ユーザ情報の種類を判定する。符号化信号がトラフィッ
クメッセージをADPCMにより符号化されたものであると
示した場合は、そのトラフィックメッセージRVMESSを選
択メッセージのデータインタフェース2320への伝送によ
ってADPCM復号化器2322に送る。SUコントローラ2330はA
DPCM復号化器への符号化信号から抽出したADPCM符号化
信号およびベアラ速度信号を出力する。トラフィックメ
ッセージ信号RVMESSはADPCM復号化器2322への入力信号
であり、ここでトラフィックメッセージ信号は入力ADPC
M符号化信号の値に応答してデジタル情報信号RINFに変
換される。
SUコントローラ2330が符号化信号からのトラフィック
メッセージ信号に含まれるユーザ情報の種類をADPCM符
号化されたものでないと判定した場合は、RDMESSはADPC
M符号化器を認識されることなく通過する。トラフィッ
クメッセージRDMESSはデータインタフェース2320から加
入者回線インタフェース2310のインタフェースコントロ
ーラ（IC）2312に直接に転送される。
デジタル情報信号RINFまたはRDMESSをインタフェース
コントローラ（IC）2312および回線インタフェース（L
I）2313を含む加入者回線インタフェース2310に加え
る。実施例においてはICは拡張PCMインタフェースコン
トローラ（EPIC）であり、LIはRINF型の信号対応のPOTS
のための加入者回線インタフェース回路（SLIC）および
RDMESS型の信号と対応のISDNのためのISDNインタフェー
スである。EPIC回路およびSLIC回路はこの技術分野にお
いて周知である。加入者回線インタフェース2310はデジ
タル情報信号RINFまたはRDMESSを利用者の定義したフォ
ーマットに変換する。利用者の定義したフォーマットは
SUコントローラ2330からIC2312に供給される。LI2310
は、Ａ則変換またはμ則変換などの変換を行い、ダイア
ルトーンを発生し、シグナリングビットを生成または復
号化する回路を含む。回線インタフェースも例えばPOTS
音声、音声帯域データ、またはISDNデータサービスなど
加入者回線インタフェースで定義されたとおりSUユーザ
2350へのユーザ情報信号を生成する。
逆方向リンクCDMARFチャネルについては、利用者情報
信号を加入者回線インタフェース2310のLI2313、すなわ
ちサービス種類信号および情報種類信号をSUコントロー
ラに出力するLI2313に加える。加入者インタフェース23
10のIC2312は例えばPOTSサービスなどのようにユーザ情
報信号をADPCM符号化する場合のADPCM符号化器2321への
入力信号であるデジタル情報信号TINFを発生する。デー
タまたは上記以外の非ADPCM符号化利用者情報について
は、IC2312はデータメッセージTDMESSをデータインタフ
ェース2320に直接に伝達する。加入者回線インタフェー
ス2310に含まれる呼制御モジュール（CC）は、利用者情
報から呼制御情報を抽出し、その呼制御情報CCINFをSU
コントローラ2330に伝達する。また、ADPCM符号器232
1、SUコントローラ2330からの符号化信号およびベアラ
変更信号を受け、符号化信号およびベアラ変更信号に応
答して入力デジタル情報信号を出力メッセージトラフィ
ック信号TVMESSに変換する。また、SUコントローラ2330
は符号化信号、呼制御情報、およびベアラチャネル変更
信号を含む逆方向制御信号をCDMAモデムに出力する。出
力メッセージ信号TVMESSはデータインタフェース2320に
加えられる。データインタフェース2320は利用者情報を
送信メッセージ信号TMESSとしてCDMAモデム2340に送信
する。CDMAモデム2340はSUコントローラ2330からの出力
メッセージおよび逆方向制御チャネルTCTRLをスペクト
ラム拡散し、逆方向リンクCDMA信号を生成する。逆方向
リンクCDMA信号はRF送信部2301に供給されRF変調器2302
で変調されて、アンテナ2305から送信される出力逆方向
リンクCDMA RFチャネル信号を生ずる。
呼接続および呼確立手順 ベアラチャネル確立のプロセスは二つの手順、すなわ
ちRDUなどの遠隔呼処理装置からの着信呼接続のための
呼接続処理（着信呼接続）、およびSUからの発信呼のた
めの呼接続処理（発信呼接続）から成る。RCSとSUとの
間に何らかのベアラチャネルを確立できる前にSUはRDU
などの遠隔呼プロセッサに網内における自身の存在を登
録しなければならない。オフフック信号をSUが検知する
と、SUはベアラチャネルの確立を開始するだけではな
く、RCSと遠隔プロセッサとの間に地上リンクを形成す
るRCSの手順を起動する。RCSとRDUとの接続の確立のた
めの処理はDECT V5.1標準規格に詳述されている。
図24に示す着信呼接続手順について述べると、まずス
テップ2401においてWAC920（図９に示す）はMUX905、90
6および907の一つ経由で遠隔呼処理装置からの入来呼要
求を受信する。この呼要求は、対象のSUを特定し、その
SUへの呼接続が要求されていることを示す。WACは各SU
への個別呼出信号を伴うSBCHチャネルを周期的に出力
し、各アクセスチャネルについてFBCH交通信号灯を周期
的に出力する。入来呼要求に応答してWACはステップ242
0で上記特定ずみのSUが他の呼ですでに活性化ずみであ
るかどうかをまずチェックする。活性化ずみであれば、
WACはMUX経由でSU向けの話中表示信号を遠隔処理装置に
送り、そうでない場合はそのチャネル向けの個別呼出信
号を設定する。
次にステップ2402において、WACはRCSモデムの状態を
チェックし、ステップ2421においてその呼のために利用
可能なモデムの有無を判定する。モデムが利用可能の場
合は、FBCH上の交通信号灯が一つ以上のAXCHチャネルが
利用可能であることを表示する。所定の時間の経過後も
利用可能なチャネルがない場合は、WACはMUX経由でSU向
けの話中表示信号を遠隔処理装置に伝達する。RCSモデ
ムが利用可能であって、SUが活性化状態でない場合（ス
リープモードにある場合）は、WACは特定ずみのSUのた
めの個別呼出信号をSBCH上に設定して入来呼要求を表示
する。一方、アクセスチャネルモデムはSUの短アクセス
パイロット信号（SAXPT）を継続的にサーチする。
ステップ2403においてスリープモード中のSUは周期的
に覚醒モードに入る。覚醒モードにおいては、SUモデム
はダウンリンクパイロット信号と同期し、SUモデムAMF
フィルタおよび位相同期ループの安定化を待ち、SBCH上
の割当て時間スロットの個別呼出信号を検出してSU2422
向けの呼の有無を判定する。個別呼出信号が設定されて
いない場合はSUは、SUモデムを停止させてスリープモー
ドに戻る。入来呼接続のための個別呼出信号が設定され
ている場合は、SUモデムはサービスの種類および利用可
能なAXCHについてのFBCH上の交通信号灯をチェックす
る。
次に、ステップ2404において、SUモデムは利用可能な
AXCHを選択し、対応のSAXPTで送信電力高速立上げを開
始する。しばらくの間SUモデムはSAXPTで送信電力高速
立上げを続行し、アクセスモデムはSAXPTのサーチを続
行する。
ステップ2405において、RCSモデムはSUのSAXPTを捕捉
し、SULAXPTのサーチを開始する。SAXPTを捕捉するとモ
デムはWACコントローラに知らせ、WACコントローラはそ
のモデム対応の交通信号灯を「赤」に設定してそのモデ
ムが話中であることを表示する。LAXPTの捕捉を試み続
ける期間中は交通信号灯を周期的に出力する。
SUモデムはステップ2406においてFBCH AXCH交通信号
灯を監視する。AXCH交通信号灯が赤に設定されると、SU
はRCSモデムがSAXPTを捕捉したとみなし、LAXPTの送信
を開始する。SUモデムはSync−Indメッセージが対応のC
TCHに受信されるまでLAXPTの電力をより低速度で立ち上
げ続ける。AXCHを捕捉したもう一つのSUに応答して交通
信号灯が実際に設定されたためにSUが誤動作した場合
は、Sync−Indメッセージが受信されないためにSUモデ
ムは時間切れとなる。SUは一定期間ランダムに待機し、
新たなAXCHチャネルを選択し、SUモデムがSync−Indメ
ッセージを受信するまでステップ2404および2405を繰り
返す。
次に、ステップ2407において、RCSモデムはSUのLAXPT
を捕捉し、対応のCTCH上にSync−Indメッセージを送信
し始める。モデムはパイロットおよびAuxベクトル相関
フィルタおよび位相同期ループの安定化を10m秒の間待
ち受けるが、CTCH上にSync−Indメッセージを送信し続
ける。次いで、このモデムはSUモデムからのベアラチャ
ネルへのアクセス要求メッセージ（MAC_ACC_REQ）のサ
ーチを開始する。
SUモデムはステップ2408においてSync−Indメッセー
ジを受け、LAXPT送信電力レベルを凍結する。次に、SU
モデムはベアラトラフィックチャネルへのアクセスの要
求メッセージ（MAC_ACC_REQ）の繰返し送信を開始し、R
CSモデムからの要求確認メッセージ（MAC_BEARER_CFM）
を待ち受ける。
次に、ステップ2409においてRCSモデムはMAC_ACC_REQ
メッセージを受け、次いでAXCH電力レベルの測定を開始
し、APCチャネルを開始する。次いでRCSモデムはMAC_BE
ARER_CFMメッセージをSUに送信し、MAC_BEARER_CFMメッ
セージの受信確認MAC_BEARER_CFM_ACKの受信待ちを開始
する。
ステップ2410において、SUモデムはMAC_BEARER_CFMメ
ッセージを受け、APC電力制御メッセージに従い始め
る。SUはMAC_ACC_REQメッセージの送信を停止し、RCSモ
デムにMAC_BEARER_CFM_ACKメッセージを送信する。SUは
AXCH上に空白データを送信し始める。SUは、アップリン
ク送信電力レベルが安定するのを10m秒の間待つ。
RCSモデムはステップ2411においてMAC_BEARER_CFM_AC
Kメッセージを受け、MAC_BEARER_CFMメッセージの送信
を停止する。APC電力測定は続行する。
次に、ステップ2412において、SUモデムおよびRCSモ
デムの両方がサブエポックに同期し、APCメッセージに
追従し、受信電力レベルを測定し、APCメッセージを計
算し送信する。SUはダウンリンク電力レベルが安定する
のを10m秒の間待つ。
最後に、ステップ2413において、ベアラチャネルがSU
モデムとRCSモデムとの間で確立されて初期化される。W
ACはRCSモデムからベアラ確立信号を受信し、AXCHチャ
ネルを再割当てし、対応の交通信号灯を緑に設定する。
図25に示す発信呼接続のために、ステップ2501におい
てSUはユーザインタフェースのオフフック信号によって
活性化モードになっている。
次に、ステップ2502においてRCSはそれぞれの交通信
号灯を設定することによって利用可能なAXCHチャネルを
表示する。
ステップ2503においてSUはダウンリンクパイロットに
同期し、SUモデムベクトル相関フィルタおよび位相ロッ
クループが安定化するのを待機し、サービスの種類およ
び利用可能なAXCHのための交通信号灯を確認する。
ステップ2504乃至2513は図24の入来呼接続手順のため
の手順ステップ2404乃至2413と同じであるので詳述しな
い。
上述の入来呼接続および発信呼接続の手順において、
送信電力立上げ処理は次のイベントから成る。SUはごく
低い送信電力で開始し、短符号SAXPTを送信しながらそ
の電力レベルを上げていく。RCSモデムがこの短符号を
検知するとすぐに交通信号灯を消す。この交通信号灯の
変化を検出するとSUは立上げをより遅い速度で続行し、
このときLAXPTを送信する。RCSモデムがLAXPTを捕捉し
これを表示するようにCTCHでメッセージを送信すると、
SUはその送信（TX）電力を一定に保ちMAC−アクセス−
要求メッセージを送信する。このメッセージにはCTCH上
のMAC_BEARER_CFMメッセージで応答する。SUは、MAC_BE
ARER_CFMメッセージを受信するとすぐにPOTSのダイアル
トーンであるトラフィックチャネル（TRCH）に切り替え
る。
SUが特定の利用者チャネルAXCHを捕捉すると、RCSはS
Uに対してCTCH経由で符号シードを割り当てる。符号シ
ードは、SUモデム内の拡散符号発生器で加入者の逆方向
パイロットへの割当て符号、並びにトラフィック、呼制
御、およびシグナリング用の関連チャネルのための拡散
符号の生成のために用いる。SU逆方向パイロット拡散符
号系列は、RCSシステムグローバルパイロット拡散符号
系列を位相同期しており、トラフィック、呼制御、およ
びシグナリング拡散符号はSU逆方向パイロット拡散符号
系列と位相同期している。
加入者ユニットが特定のユーザチャネルを首尾よく捕
捉した場合は、RCSは特定の利用者チャネルとの対応の
ために遠隔処理装置との地上リンクを確立する。DECT V
5.1標準規格のために、v5.1確立メッセージを用いてRDU
からLEへの完全なリンクが設定されると、対応のV5.1確
立受信確認メッセージがLEからRDUに応答送信され、加
入者ユニットに送信リンク完了表示用のCONNECTメッセ
ージが送られる。
特定の種類のサービスのサポート 本発明のシステムは利用者情報の伝送速度を低速度か
ら最高64kb/sまで切換え可能にするベアラチャネル変形
の特徴を備える。ベアラチャネル変形（BCM）手法は、
本発明のスペクトラム拡散通信システム経由の高速デー
タ通信およびファックス通信をサポートするように32kb
/sADPCMチャネルを64kb/sPCMチャネルに変更するのに用
いる。
まず、RCSとSUとの間でRFインタフェース上にベアラ
チャネルを設定し、対応するリンクをRCS地上インタフ
ェースとRDUなどの遠隔処理装置との間に設ける。RCSと
遠隔処理装置との間のリンクのデジタル伝送速度は、例
えば32kb/sのADPCMなどのデータ符号化速度に通常対応
する。RCSのWACコントローラはMUXの回線インタフェー
スの受信したリンクの符号化デジタルデータ情報を監視
する。WACコントローラがデジタルデータ中に2100Hzト
ーンを検出した場合は、WACは割り当てられた論理制御
チャネル経由でSUに命令を出して、第２の64kb/s二重リ
ンクをRCSモデムとSUとの間に設定させる。また、WACコ
ントローラは遠隔処理装置に第２の64kb/二重回線を遠
隔処理装置とRCSとの間に確立するように命令する。し
たがって、短時間の間遠隔処理装置とSUとはRCS経由の3
2kb/sリンクおよび64kb/sリンクの両方を通じてデータ
を交換する。第２のリンクが確立されると遠隔処理装置
はWACコントローラに64kb/sリンクのみへの送信に切り
替えさせ、WACコントローラはRCSモデムおよびSUに32kb
/sリンクの終話および切断を命令する。同時に32kb/s地
上リンクも終話し切断される。
BCM手法のもう一つの実施例はRDUなどの外部遠隔処理
装置とRCSとの間に調整を組み入れて、RFインタフェー
ス上でベアラチャネル一つだけを用いながら地上インタ
フェース上の冗長チャネルを可能にする。明細書記載の
手法は、無線リンク経由の32kb/sリンクから64kb/sリン
クへの同期切換え、すなわち拡散符号系列タイミングが
RCMモデムとSUとの間で同期するという事実を利用した
切換えである。WACコントローラがデジタルデータ中に2
100Hzトーンを検出した場合は、WACコントローラは、遠
隔処理装置とRCSとの間に第２の64kb/s二重回線を確立
するように遠隔処理装置に命令する。次に、遠隔処理装
置は32kb/s符号化ずみデータおよび64kb/sデータを同時
にRCSに送信する。遠隔処理装置が64kb/sリンクを確立
すると、RCSはその旨を通知され、32kb/sリンクが終了
させ切断する。また、RCSはSUに32kb/sリンクが切断中
であることを知らせ、未符号化64kb/sデータをチャネル
上で受ける処理に切り換えさせる。SUおよびRCSは、割
当てずみチャネルグループのベアラ制御チャネル経由で
制御メッセージを交換し、ベアラチャネル拡散コード系
列の特定のサブエポックを特定し決定し、その中でRCS
は64kb/sデータをSUに送信し始める。サブエポックが特
定されると、その特定されたサブエポックの境界で切換
えが同期的に生じる。この同期切換え手法は、切換えの
サポートのためにシステムが64kb/sリンクのための容量
を維持する必要がないので帯域幅の節約となる。
上述のBCMではRCSが32kb/sリンクをまず切断している
が、ベアラチャネルが64kb/sリンクへの切り換えのあと
にRCSが32kb/sリンクを切断するように構成できること
は当業者には明らかであろう。
もう一つの種類のサービスとして、本発明のシステム
は、RFインタフェースを通じてISDN型トラフィック向け
の容量を保存する方法を含む。この容量保存は、データ
情報の無送信時に既知の空きビットパターンをISDN Dチ
ャネルで送信している間に生じる。本発明のCDMAシステ
ムは、無線通信リンク経由で送信される信号のためのIS
DN網のＤチャネルで搬送される冗長情報の送信を防ぐ方
法を含む。このような方法の利点は、送信される情報量
を削減し、したがってその情報の用いる送信電力および
チャネル容量を削減することである。この方法をRCSに
用いた形で説明する。第１のステップでは、RCSのWACま
たはSUのSUコントローラなどのコントローラが所定のチ
ャネル空きパターンを対象として加入者回線インタフェ
ースからの出力Ｄチャネルを監視する。回線インタフェ
ースの出力とのCDMAモデムとの間に遅延が含まれる。空
きパターンが検出されると、コントローラはCDMAモデム
への制御信号に含まれるメッセージを通じて拡散メッセ
ージチャネルの送信を阻止する。コントローラはデータ
情報の存在が検出されるまで回線インタフェースの出力
Ｄチャネルの監視を続ける。データ情報が検出される
と、拡散メッセージチャネルを活性化する。メッセージ
チャネルは阻止されなかった関連パイロットと同期する
ので、通信リンクの他端の対応CDMAモデムはメッセージ
チャネルとの同期を再捕捉する必要がない。
ドロップアウト修復 RCSおよびSUの各々はCDMAベアラチャネル接続の品質
を評価するためにCDMAベアラチャネル信号を監視する。
リンク品質は適応量分位数推算を用いた逐次確率比率試
験（SPRT）により推算する。SPRT処理は受信信号電力の
測定を使い、SPRT処理がローカル拡散符号発生器の受信
信号拡散符号との間の同期外れを検出した場合、または
受信信号の不在または低レベルを検出した場合は、SPRT
がロック外れ（LOL）を宣言する。
LOL状態が宣言された場合はRCSおよびSUの各々の受信
機モデムはローカル拡散符号発生器で入力信号のＺサー
チを開始する。Ｚサーチは、CDMA拡散符号捕捉および検
出の分野で周知である。本発明のＺサーチアルゴリズム
は、拡散符号位相増分の徐々に増大する最後の既知位相
の前後の八つの拡散符号位相のグループを試験する。
RCSの検出したLOL状態の期間中は、RCSは割当てチャ
ネル経由でSUへ送信を続け、SU送信電力レベルを維持す
るようにSUへ電力制御信号を送信し続ける。電力制御信
号の送信の方法を次に述べる。再捕捉を首尾よく行うに
は特定した時間内に行うのが望ましい。再捕捉が成功し
た場合は、呼接続は継続し、そうでない場合はRCSは上
述のとおりWACの割り当てたRCSモデムを不活性化し割当
てを解消し、呼接続切断し、終話信号をRDUなどの遠隔
呼プロセッサに送信する。
LOL状態をSUが検出した場合は、SUは割当てずみチャ
ネル上のRCSへの送信を停止し、これによりRCSを強制的
にLOL状態にし、再捕捉アルゴリズムを開始する。再捕
捉が成功した場合、呼接続は続行し、不成功の場合は上
述のとおりSUモデムを不活性化し割当て解消することに
よってRCSは呼接続を切断する。
電力制御 概要 本発明の電力制御の特徴機能は、システム内のRCSお
よびSUの用いる送信電力の量を最小にするために用い、
ベアラチャネル接続の期間中の送信電力の更新を行う電
力制御の下位の特徴機能は、自動電力制御（APC）とし
て定義される。APCデータはRCSからSUに順方向APCチャ
ネル経由で転送され、SUからRCSへ逆方向APCチャネル経
由で転送される。これら二つの間に活性化したデータリ
ンクがない場合は、維持電力制御（MPC）の下位の特徴
機能がSU送信電力を更新する。
順方向および逆方向割当てずみチャネルおよび逆方向
グローバルチャネルの送信電力レベルは、これらのチャ
ネル上の信号電力対干渉雑音電力比（SIR）を十分な値
に維持するとともにシステム出力電力を安定化させ最小
にするようにAPCアルゴリズムによって制御する。
本発明は送信機がその送信出力電力を増分ずつ上昇ま
たは低下させることを受信機が判定する閉ループ電力制
御機構を用いる。この判定は、APCチャネル上の電力制
御信号経由でそれぞれの送信機に伝達される。受信機は
二つの誤差信号に基づいて送信機の電力の増加または減
少の判定を下す。一方の誤差信号は信号電力の値と同信
号電力の所望値との差を示し、他方の誤差信号は受信電
力合計値の平均を示す。
本発明の上述の実施例の説明に用いた近端電力制御と
いう用語は、他端からAPCチャネルに受信したAPC信号に
したがって送信機出力電力を調整することを意味する。
これは、SUにとっては逆方向電力制御、RCSにとっては
順方向電力制御を意味し、遠端APCという用語はSUにと
っては順方向電力制御、RCSにとっては逆方向電力制御
（反対端の送信電力を調整すること）を意味する。
電力を節約するために、SUモデムは呼待受け期間中は
送信を停止するとともに電源をオフにしてスリープ期間
に入る。スリープ期間はSUコントローラからの覚醒信号
によって終了する。SUモデム捕捉回路は自動的に再捕捉
期間に入り、上述のとおりダウンリンクパイロットを捕
捉する処理を開始する。
閉ループ電力制御アルゴリズム 近端電力制御は二つのステップ、すなわち初期送信電
力を設定し、次にAPCを用いて遠端からの情報にしたが
って送信電力を継続的に調整する。
SUについては、初期送信電力は最小値に設定し、その
後ランプアップタイマーが時間切れとなるまで（図示せ
ず）、またはRCSがFBCH上の対応交通信号灯をRCSがSUの
短パイロットSAXPTをロックしたことを示す「赤」に変
えるまで例えば1dB/ミリ秒の速度でランクアップする。
タイマーの時間切れは、交通信号値が最初に赤に設定さ
れていなければ、SAXPT送信を切断し、この場合SUは
「赤」信号の検出前よりも低速度で送信電力のランクア
ップを継続する。
RCSについては、初期送信電力をサービスの種類およ
びシステム利用者の現在の数に対応して、実験的に決定
した高信頼性動作所要最小値対応の固定値に設定する。
グローバルパイロットまたはFBCHなどのグローバルチャ
ネルは固定の初期電力で常に送信し、一方トラフィック
チャネルはAPCに切り換える。
APCビットはAPCチャネルで１ビット上または下の信号
として送信される。64kb/sAPCデータストリームは符号
もインターリーブもしてない。
遠端電力装置は遠端がその送信電力の調節に用いる近
端送信電力制御情報から成る。
APCアルゴリズムはRCSまたはSUが次の不等式の成立時
に＋１、不成立時に−１を送信するようにする。
α1e1−α2e2＞０ （45） ここで誤差信号e1は次式のとおり計算される。
e1＝Pd−（１＋SNRREQ）PN （46） ただし、Pdは逆拡散信号電力プラス雑音電力であり、PN
は逆拡散ずみ雑音電力であり、SNRREQは特定の種類のサ
ービスについての所望逆拡散信号対雑音比であり、 e2＝Pr−Po （47） である。ここでPrは受信電力測定値であり、Poは自動利
得制御（AGC）回路設定点である。式（33）における重
みα１およびα２はサービスの種類およびAPC更新速度
の各々について選択した値である。
保守電力制御 SUのスリープ期間中にCDMA RFチャネルの干渉雑音電
力は変化し得る。本発明はSUの初期送信電力をCDMAチャ
ネルの干渉雑音電力に対して周期的に調整する保守電力
制御（MPC）を含む。MPCは、SUの信号の検出のためにSU
に送信電力レベルをRCS用の最低レベル近傍内に維持す
る処理である。MPC処理は所要SU送信電力の低周波数変
化を補償する。
保守制御の特徴機能は二つのグローバルチャネル、す
なわち逆方向リンク上の状態チャネル（STCH）と呼ばれ
るものと、順方向リンク上のチェックアップチャネル
（CUCH）と呼ばれるものとを用いる。これらのチャネル
で伝送される信号はデータを伝送せず、初期電力ランク
アップに用いられる短符号の生成と同一の方法で生成す
る。STCH符号およびCUCH符号は、グローバル符号発生器
の「予約された」枝路から発生する。
MPC処理は次のとおりである。SUはランダムな間隔で
状態チャネル（STCH）で周期的に３ミリ秒にわたり１シ
ンボル長の拡散符号を送信する。RCSがその系列を検出
した場合は、RCSはチェックアップチャネル（CUCH）で
次の３ミリ秒以内に１シンボル長の符号系列を送信する
ことにより応答する。SUがRCSからの応答を検出する
と、SUは特定のステップサイズだけ送信電力を減少させ
る。SUが上記３ミリ秒の期間中にRCSからの応答を検出
しなかった場合、SUはそのステップサイズだけ送信電力
を増加させる。この方法を用いて、RCSの応答の送信を
すべてのSUで検出確率0.99を維持するに十分な電力レベ
ルで行う。
トラフィック負荷および活性状態の利用者の数の変化
率はCDMAチャネルの干渉雑音電力合計値に関連する。本
発明のための保守電力更新信号の更新率およびステップ
サイズは、通信理論の分野で周知の待ち行列理論を用い
て決定する。発呼処理を平均値6.0分の指数関数的ラン
ダム変数としてモデム化した数値計算により、ステップ
サイズ0.5dBを用いて干渉レベル変化に追従可能にする
には、SUの保守電力レベルを10秒以内の間隔で更新する
必要があることが分かる。発呼処理を指数関数的到着時
間間隔を有するポアソンランダム変数としてモデル化
し、到着速度が毎秒１利用者あたり２×10-4、サービス
速度が毎秒1/360、RCSサービスエリア内の全加入者数が
600とすると、数値計算から、ステップサイズ0.5dBの場
合10秒ごとの更新率で十分であることが分かる。
保守電力調整はスリープ状態から覚醒状態に変化して
MPC処理を実行するSUが周期的に行う。このMPC特徴機能
の信号処理は図26に示してあり次のとおり行う。まずス
テップ2601において信号をSUとRCSとの間で交換し、検
出に必要なレベルに近い送信電力レベルを維持する。SU
はSTCHで１シンボル長拡散符号を周期的に送信し、RCS
はそれに応答してCUCHで１シンボル長拡散符号を周期的
に送信する。
次にステップ2602においてSUがSTCHメッセージの送信
から３ミリ秒以内に応答を受信した場合、SUはステップ
2603において特定のステップサイズだけ送信電力を減少
させる。しかし、SUがSTCHメッセージから３ミリ秒以内
に応答を受信しなかった場合、SUはステップ2604におい
て同じステップサイズだけ送信電力を増加させる。
ステップ2605においてSUはある時間幅、すなわちラン
ダム処理で算定した平均10秒の時間幅だけ待ったのちも
う一つのSTCHメッセージを送信する。
すなわち、SUからのSTCHメッセージの送信電力はRCS
応答に基づいて周期的に調整され、RCSからのCUCHメッ
セージの送信電力は固定される。
APC用論理チャネルへの電力制御信号のマッピング 電力制御信号を順方向および逆方向に割り当てられた
チャネルの送信電力レベルの制御のための特性論理チャ
ネルにマッピングする。逆方向グローバルチャネルの制
御をAPCアルゴリズムによっても行い、これらの逆方向
チャネルの信号電力対雑音電力比（SIR）を維持すると
ともに、システム出力電力の安定化および最小化を達成
するようにする。本発明は受信機で他端の送信機の出力
電力の増分ずつの増減を決める閉ループ電力制御方法を
用いる。この方法は上記増減の決定をそれぞれの送信機
に送り返す。
順方向リンクおよび逆方向リンクは互いに別々に制御
する。処理中の呼／接続については、順方向リンク（TR
CH APCおよびOW）電力を逆方向APCチャネル経由で送信
されてきたAPCビットで制御する。呼／接続設定処理中
は、逆方向リンク（AXCH）電力は順方向APCチャネル経
由で送信されてきたAPCビットで制御する。表13は制御
対象のチャネルのための特定の電力制御方法を要約した
ものである。
割当てチャネルTRCH、APCおよびOWの所要SIRおよびい
ずれかの特定のSUのための逆方向割当てパイロット信号
を互いに比例させて固定する。これらのチャネルはほと
んど同一のフェーディングの影響を受け、したがって同
時並行的に電力制御される。
適応型順方向制御（AFPC） AFPC処理は呼／接続中に順方向チャネル上で所要SIR
を最小限に維持することを試みる。図27に示したAFPC再
帰処理は、ステップ2701でSUに二つの誤差信号e1および
e2、すなわち e1＝Pd−（１＋SNRREQ）PN （47） e2＝Pr−Po （48） を形成させる過程を含む。ここでPdは逆拡散信号電力と
雑音電力との和であり、Pnは逆拡散ずみの雑音電力であ
り、SNRREQは所与のサービスの種類に必要なS/N比であ
り、Prは総受信電力測定値であり、PoはAGC設定値であ
る。SUモデムはステップ2702で合成誤差信号α1e1＋α2
e2を生ずる。ここで、重みα１およびα２を各サービス
種類およびAPC更新速度について選択する。ステップ270
3において、SUはこの合成誤差信号を限定し単一のAPCビ
ットを生成する。ステップ2704においてSUはAPCビット
をRCSに送信し、ステップ2705においてRCSモデムはその
ビットを受信する。ステップ2706においてRCSはSUへの
送信電力を増加または減少させ、アルゴリズムをステッ
プ2701から反復する。
適応型逆方向電力制御（ARPC） ARPC処理は、呼／接続設定中および呼／接続進行中に
システム逆方向総出力電力を最小にするように逆方向チ
ャネル上の最小所望SIRを維持する。図28に示す再帰ARP
C処理は、ステップ2801でRCSモデムに二つの誤差信号e1
およびe2、すなわち e1＝Pd−（１＋SNRREQ）PN （49） e2＝Prt−Po （50） を生じさせることにより始まる。ここで、Pdは逆拡散信
号電力と雑音電力との和であり、Pnは逆拡散ずみ雑音電
力であり、SNRREQはそのサービス種類に所望のS/N比で
あり、PrtはRCSが受信する平均総電力の測定値であり、
PoはAGC設定値である。ステップ2802でRCSモデムは合成
誤差信号α1e1＋α2e2を生成し、ステップ2803において
この合成誤差信号を限定して単一のAPCビットを算定す
る。ステップ2804においてRCSはこのAPCビットをSUに送
信し、ステップ2805においてこのビットはSUに受信され
る。最後に、ステップ2806においてSUは受信したAPCビ
ットにしたがってその送信電力を調整し、アルゴリズム
がステップ2801から反復される。
SIRおよびマルチチャネルの種類 リンク上のチャネルの所要SIRは、チャネルフォーマ
ット（例えば、TRCH、OW）、サービスの種類（例えば、
ISDN B、32kbps ACPCM、POTS）、およびデータビットの
分布先のシンボルの数（例えば、二つの64kbpsシンボル
を統合して単一の32kbps ADPCM POTSシンボルを生成す
る）の関数である。各チャネル種類およびサービス種類
に必要なSIRに対応する逆拡散出力電力は予め決まって
いる。呼／接続が進行中である間、いくつかのユーザCD
MA論理チャネルが同時並行的に活性状態にあり、これら
の論理チャネルの各々はシンボル周期ごとにシンボルを
転送する。名目上最大のSIRチャネルからのシンボルのS
IRを測定し、閾値と比較し、各シンボル周期ごとにAPC
ステップアップ／ダウン判定に用いる。表14は、サービ
スの種類および呼の種類によるAPC演算用のシンボル
（および閾値）を示す。
APCパラメータ APC情報は常に情報１ビットとして伝送され、APCデー
タ速度はAPC更新速度と等価である。このAPC更新速度は
64kbpsである。この速度は予想されるレイリーおよびド
ップラーフェーディングを許容するに十分であり、アッ
プリンクおよびダウンリンクAPCチャネル内で比較的高
い0.2以下のビット誤り率（BER）を許容し、したがって
APC専用の通信容量は最小になる。
APCビットにより示される電力ステップアップ／ダウ
ンは、公称0.1から0.01dBの範囲である。電力制御のダ
イナミックレンジは、本システムの一例としての実施例
の場合、逆方向リンクで70dB、順方向リンクで12dBであ
る。
APC情報多重化の代替の実施例 上述の専用APC論理チャネルおよび専用OW論理チャネ
ルを一つの論理チャネルに一緒に多重化することもでき
る。APC情報は64kbpsで連続的に送信され、OW情報はデ
ータバーストの形で生ずる。代替の多重化した論理チャ
ネルは未符号化の非交互配置の64kbps APC情報をQPSK信
号の例えば同相チャネルに、OW情報を直交チャネル上に
それぞれ含む。
閉ループ電力制御実働化 呼接続期間中の閉ループ電力制御はシステム総電力の
二つの互いに異なる変動に応答する。第１に、システム
はSUの電力レベルの変化など局部的振舞に応答し、第２
に、システムはシステム内の活性状態のユーザのグルー
プ全体の電力レベルの変化に応答する。
本発明の実施例の電力制御システムを図29に示す。図
示のとおり、送信電力の調整に用いる回路は、RCS（RCS
電力制御モジュール2901として図示）の場合もSU（SU電
力制御モジュール2902として図示）の場合も同様であ
る。RCS電力制御モジュール2901から始めると、逆方向
リンクRFチャネル信号はRFアンテナで受信され、復調さ
れてCDMA信号RMCHを生ずる。この信号RMCHは可変利得増
幅器（VGA1）2910に加えられ、この増幅器は自動利得制
御（AGC）回路2911への入力信号を生ずる。AGC2911はVG
A1 2910への可変利得増幅器制御信号を生ずる。この信
号はVGA1 2910の出力信号のレベルをほぼ一定の値に維
持する。VGA1の出力信号は逆拡散デマルチプレクサ（de
mux）2912により逆拡散され、逆拡散ずみの利用者メッ
セージ信号MSおよび順方向APCビットが生ずる。この順
方向APCビットは積分器2913に加えられて順方向APC制御
信号を生ずる。順方向APC制御信号は順方向リンクVGA2
2914を制御し、順方向リンクRFチャネル信号を通信用の
所望レベルの最低値に維持する。
RCS電力モジュール2901の逆拡散ずみの利用者メッセ
ージ信号MSの信号電力は、信号電力測定値を生ずるよう
に電力測定回路2915で測定する。VGA1の出力は、相関の
ない拡散符号を用いて信号を逆拡散し逆拡散雑音信号を
生ずるAUX逆拡散器によって逆拡散する。この信号の電
力測定値を１プラス所望S/N比（SNRR）と乗算し、閾値
信号S1を生ずる。逆拡散信号電力と閾値S1との差は減算
器2916により生ずる。この差は特定のSU送信電力レベル
に関連する誤差信号ES1である。同様に、VGA1 2910用の
制御信号は、VGA1 2910用制御信号の速度を低下させる
速度スケーリング回路2917に加える。スケーリング回路
2917の出力信号はスケーリングしたシステム電力レベル
信号SP1である。閾値演算論理2918は、RCS利用者チャネ
ル電力データ信号RCSUSRからシステム信号閾値SSTを計
算する。スケーリングされたシステム電力レベル信号SP
1の補数とシステム信号電力閾値SSTとを加算器2919に加
え、その加算器2919が第２の誤差信号ES2を生成する。
この誤差信号はすべての活性状態のSUのシステム送信電
力レベルに関係する。入力誤差信号ES1およびES2は合成
器2920で合成されてデルタ変調器（DM1）2921への合成
誤差信号を生じ、DM1からの出力信号は値＋１または−
１の逆方向APCビットストリーム信号であり、本発明の
場合は64kbpsの信号として送信される。
逆方向APCビットを拡散回路2922に加え、この拡散回
路2922はスペクトラム拡散順方向APCメッセージ信号を
出力する。順方向OW信号および順方向トラフィック信号
は拡散回路2923、2924に供給し、順方向トラフィックメ
ッセージ信号１、２、・・・Ｎを生ずる。順方向APC信
号、順方向OW信号およびトラフィックメッセージ信号の
電力レベルをそれぞれの増幅器2925、2926および2927で
それぞれ調整して、電力レベル調整ずみの順方向APCチ
ャネル信号、OWチャネル信号およびTRCHチャネル信号を
生ずる。これらの信号を加算器2928で合成し、VGA2 291
4に加え、これにより順方向リンクRFチャネル信号を生
ずる。
拡散ずみの順方向APC信号を含む順方向リンクRFチャ
ネル信号はSUのRFアンテナで受信され復調されて、順方
向CDMA信号FMCHを生ずる。この信号を可変利得増幅器
（VGA3）2940に供給する。VGA3の出力信号を自動利得制
御回路（AGC）2941に加え、この回路がVGA3 2940への可
変利得増幅器制御信号を生ずる。この信号は、VGA3の出
力信号のレベルをほぼ一定のレベルに維持する。VGA3 2
940の出力信号は逆拡散デマルチプレクサ2942で逆拡散
し、逆拡散利用者メッセージ信号SUMSおよび逆方向APC
ビットを生ずる。逆方向APCビットは積分器2943に加
え、これによって逆方向APC制御信号を生ずる。この逆
方向APC制御信号を逆方向APC VGA4 2944に供給し、逆方
向リンクRFチャネル信号を最低電力レベルに維持するよ
うにする。
逆拡散ユーザメッセージ信号SUMSを電力測定値信号発
生用の電力測定回路2945に加え、この電力測定値信号を
加算器4926で閾値S2の補数に加算して、誤差信号ES3を
生ずる。この信号ES3は特定のSUのRCS送信電力レベルに
関連する誤差信号である。閾値S2を得るためにAUX逆拡
散器からの逆拡散雑音電力値に１プラス所望のS/N比SNR
Rを乗算する。AUX逆拡散器は、相関のない拡散符号を用
いて入力データを逆拡散し、したがってその出力は逆拡
散ずみの雑音電力を表す。
同様に、VGA3用の制御信号を、スケーリングずみの受
信電力レベルRP1発生のために、VGA3制御信号の速度低
減用の速度スケーリング回路に加える（図29参照）。閾
値演算回路はSUの測定した電力信号SUUSRから受信信号
閾値RSTを算出する。スケーリングずみの受信電力レベ
ルRP1の補数と受信信号閾値RSTとを誤差信号ES4生成用
の加算器に加える。この誤差はすべての他のSUへのRCS
送信電力に関連する。入力誤差信号ES3およびES4を合成
器で合成してデルタ変調器DM2 2947に入力する。DM2 29
47の出力信号は値＋１または−１の順方向APCビットス
トリーム信号である。本発明の実施例においては、この
信号を64kbpsの信号として送信する。
順方向APCビットストリーム信号を拡散回路2948に加
えて、逆方向スペクトラム拡散ずみAPC信号を生ずる。
逆方向OW信号および逆方向トラフィック信号も拡散回路
2949、2950に入力して、逆方向OW信号および逆方向トラ
フィックメッセージ信号１、２、・・・Ｎを生ずる。ま
た、逆方向パイロットを逆方向パイロット発生器2951に
より発生する。逆方向APCメッセージ信号、逆方向OWメ
ッセージ信号、逆方向パイロット、および逆方向トラフ
ィックメッセージ信号の電力レベルを増幅器2952、295
3、2954および2955でそれぞれ調整して信号をそれぞれ
生じ、これら信号を加算器2956で合成して逆方向APC VG
A4 2944に入力する。逆方向リンクRFチャネル信号を生
ずるのはこのVGA4 2944である。
呼接続処理およびベアラチャネル確立処理期間中は本
発明の閉ループ電力制御は図30に示すとおり変形する。
図示のとおり、送信電力の調整に用いる回路は初期RCS
電力制御モジュール3001として示したRCSと、初期SU電
力制御モジュール3002として示したSUとで互いに異な
る。初期RCS電力制御モジュール3001から始めると、逆
方向リンクRFチャネル信号はRFアンテナで受信され復調
されて逆方向CDMA信号IRMCH、すなわち第１の可変利得
増幅器（VGA1）3003で受信される逆方向CDMA信号IRMCH
を生ずる。VGA1の出力信号を自動利得制御回路（AGC1）
3004で検出し、この回路3004がVGA1 3003への可変利得
増幅器制御信号を供給してVGA1の出力信号レベルをほぼ
一定の値に維持する。VGA1の出力信号を逆拡散デマルチ
プレクサ3005により逆拡散して、逆拡散ずみの利用者メ
ッセージ信号IMSを生ずる。順方向APC制御信号ISETは固
定値に設定され、順方向リンク可変利得増幅器（VGA2）
3006に加えられて、順方向リンクRFチャネル信号のレベ
ルを予め決めた値に設定する。
初期RCS電力モジュール3001の逆拡散ずみの利用者メ
ッセージ信号IMSの信号電力を電力測定回路3007により
測定し、その出力電力測定値を減算器3008で閾値S3から
減算して、誤差信号ES5、すなわち特定のSUの送信電力
レベルに関連する誤差信号を生ずる。閾値S3は、AUX逆
拡散器からの逆拡散ずみの電力測定値に１プラス所望の
S/N比SNRRを乗算して算出する。AUX逆拡散器は相関のな
い拡散符号を用いて信号を逆拡散するので、その出力信
号は逆拡散ずみの雑音電力を表示する。同様に、VGA1制
御信号を、スケーリングずみのシステム信号電力レベル
信号SP2の発生のために速度スケーリング回路3009に加
えてVGA1制御信号の速度を減少させる。閾値計算論理30
10は、利用者チャネル電力データ信号（IRCSUSR）から
算出した初期システム信号閾値（ISST）を算定する。ス
ケーリングしたシステム電力レベル信号SP2の補数とISS
Tとを加算器3011に加え、第２の誤差信号ES6、すなわち
すべての活性状態のSUのシステム送信電力に関連する誤
差信号である第２の誤差信号ES6を生ずる。ISSTの値
は、特定の構造を有するシステムにとって所望の送信電
力である。入力誤差信号ES5およびES6を合成器3012で合
成して、デルタ変調器（DM3）3013への合成誤差信号を
生ずる。DM3は値＋１または−１のビットを有する初期
逆方向APCビットストリーム信号を生じ、この信号は実
施例では64kbpsの信号として送信される。
逆方向APCビットストリーム信号を拡散回路3014に加
えて初期スペクトラム拡散順方向APC信号を生ずる。CTC
H情報を拡散器3016で拡散して拡散ずみのCTCHメッセー
ジ信号を生ずる。拡散ずみのAPC信号およびCTCH信号を
増幅器3015および3017でスケーリングして合成器3018で
合成する。この合成信号をVGA2 3006に加え、これによ
って順方向リンクRFチャネル信号を生ずる。
拡散ずみの順方向APC信号を含む順方向リンクRFチャ
ネル信号をSUのRFアンテナで受信し復調して初期順方向
CDMA信号（IFMCH）を生じ、その信号（IFMCH）を可変利
得増幅器（VGA3）3020に加える。VGA3の出力信号を自動
利得制御回路（AGC2）3021で検出し、これによってVGA2
3020用の可変利得増幅器制御信号を生ずる。この信号
はVGA3 3020の出力電力レベルをほぼ一定の値に維持す
る。VGA3の出力信号を逆拡散デマルチプレクサ3022で逆
拡散する。逆拡散デマルチプレクサ3022は、VGA3の出力
レベルに左右される初期逆方向APCビットを生ずる。こ
の逆方向APCビットを積分器3023で処理して逆方向APC制
御信号を生ずる。この逆方向APC制御信号を逆方向APC V
GA4 3024に加えて、逆方向リンクRFチャネル信号を所定
の電力レベルに維持するようにする。
グローバルチャネルAXCH信号を拡散回路3025で拡散し
て拡散ずみAXCHチャネル信号を供給する。逆方向パイロ
ット発生器3026は逆方向パイロット信号を供給し、AXCH
の信号電力と逆方向パイロット信号とをそれぞれの増幅
器3027および3028でそれぞれ調整する。拡散AXCHチャネ
ル信号および逆方向パイロット信号を加算器3029で加算
して、逆方向リンクCDMA信号を生ずる。逆方向リンクCD
MA信号は、逆方向APC VGA4 3024で受信し、これによっ
てRF送信機への逆方向リンクRFチャネル信号出力を生ず
る。
システム容量管理 本発明のシステム容量管理アルゴリズムは、一つのRC
S領域、すなわちセルの最大利用者容量を最適化する。S
Uが最大送信電力からある値の範囲内に入ると、そのSU
は警報メッセージをRCSに送信する。RCSはそのシステム
へのアクセスを制御する交通信号を「赤」、すなわち上
述のとおりSUによるアクセスを禁止するフラグである
「赤」に設定する。この状態は、警報発生中のSUへの呼
が終了するまで、または警報発生中のSUの送信電力のSU
における測定値が最大送信電力以下の値になるまで継続
する。複数のSUが警報メッセージを送信している場合
は、上記状態は警報発生中のSUからすべての呼が終了す
るまで、または警報発生中のSUの送信電力のSUにおける
測定値が最大送信電力以下の値になるまで継続する。代
替の実施例では、EFC検出器からのビット誤り率測定値
を監視し、そのビット誤り率が予め決められた値よりも
小さい値になるまでRCS交通信号を「赤」に保持する。
本発明の阻止手法は、RCSからSUに送信される電力制
御情報とRCSでの受信電力測定値とを用いる方法を含
む。RCSはその送信電力レベルを測定し、最大値に到達
したことを検出し、新たな利用者を阻止すべきタイミン
グを判定する。システム通話参入を準備中のSUは、ベア
ラチャネル割当ての完結前にそのSUが最大送信電力に達
した場合は自局を阻止する。
システムに新たに加わってくる利用者の各々は、自身
以外の利用者すべてからみて雑音レベル上昇の原因とな
り、そのために各利用者からみたS/N比（SNR）が低下す
る。電力制御アルゴリズムは各利用者について所望のSN
Rを維持する。したがって、他に何ら制限がない場合
は、新たな利用者のシステムへの加入は一時的な影響を
与えるのみであり、所望のSNRが再び得られる。
RCSにおける送信電力測定は、ベースバンド合成信号
の実効値の測定、またはRF信号の送信電力の測定および
その測定値のディジタル制御回路への帰還によって行
う。送信電力測定は、SUでそのSUユニットが最大送信電
力に達したか否かの判定のためにも行うことができる。
SU送信電力レベルは、RF増幅器の制御信号の測定および
POTS、FAXまたはISDNなどのサービスの種類に基づく測
定値のスケーリングによって算定する。
SUが最大電力に達したという情報は割当てチャネル上
のメッセージに含めてSUからRCSに送信される。RCSも逆
方向のAPC変化の測定によってその状態を判定する。す
なわち、RCSがSU送信電力を増加させるようにSUにAPCメ
ッセージを送信してしかもRCSにおけるSU送信電力測定
値が増加しない場合は、SUは最大送信電力に達している
からである。
RCSは短符号を用いて立上げを終了した新たな利用者
の阻止には交通信号を用いない。それらの利用者はダイ
アルトーンの発信停止および時間切れにより阻止され
る。RCSはAPCチャネルで全部１の符号（電力低下コマン
ド）を送信することにより、SUにその送信電力を低下さ
せる。また、RCSはCTCHメッセージを全く送信しない
か、FSUにアクセス手順放棄およびやり直しを強制する
無効なアドレス付きのメッセージを送信する。しかし、
SUは交通信号が赤であるためにすぐには捕捉処理を開始
しない。
RCSは、その送信電力限界値に達すると、SUの送信電
力限界到達時と同じ方法で阻止を強化する。RCSは、RBC
H上のすべての交通信号をオフにして、全部１のAPCビッ
ト（電力低下コマンド）を短符号立上げ終了ののちダイ
アルトーン未受信中の利用者に送信開始し、これらの利
用者にCTCHメッセージを全く送らないかアクセス処理放
棄を強制する無効アドレス付きメッセージを送る。
SUの自己阻止処理は次のとおりである。SUがAXCHの送
信を開始すると、APCはAXCHを用いてその電力制御動作
を開始し、SUの送信電力は増加する。APCの制御下で送
信電力が増加している間、その送信電力をSUコントロー
ラが監視する。送信電力限界に達すると、SUはアクセス
手順を放棄して再始動する。
システム同期 RCSは図10に示すとおり回線インタフェースの一つ経
由でPSTN網クロック信号に同期しているか、またはRCS
システムクロック発振器、すなわちシステム用基準タイ
ミング信号を供給するRCSシステムクロック発振器に同
期している。グローバルパイロットチャネル、したがっ
てCDMAチャネル内のすべての論理チャネルはRCSのシス
テムクロック信号に同期している。グローバルパイロッ
ト（GLPT）はRCSによって送信され、RCS送信機でタイミ
ングを画定する。
SU受信機はGLPTに同期し、網クロック発振器に従属し
て動作する。しかし、SUタイミングは伝搬遅延により遅
れる。本発明のこの実施例では、SUモデムは64KHzおよ
び8KHzのクロック信号をCDMA RF受信チャネルから抽出
し、PLL発振器回路で2MHzおよび4MHzのクロック信号を
生ずる。
SU送信機、したがってLAXPTまたはASPTはSU受信機の
タイミングに従属する。
RCS受信機はSUの送信したLAXPTまたはASPTに同期する
が、そのタイミングは伝搬遅延により遅れる。したがっ
て、RCS受信機のタイミングは伝搬遅延の２倍だけ遅れ
たRCS送信機のタイミングである。
このシステムは全地球測位システム（GPS）受信機か
ら受信した基準を介して同期をとることもできる。その
種のシステムでは、各RCSの中のGPS受信機が基準クロッ
ク信号をRCSのすべてのサブモジュールに供給する。各R
CSはGPSから同じ時間基準を受けるので、RCSのすべてに
おけるシステムクロック信号全部が同期する。
本発明を複数の実施例について説明してきたが、本発
明が請求の範囲記載の本発明の範囲から逸脱することな
く上記実施例への改変を伴って実施され得ることは当業
者には理解されよう。
フロントページの続き (72)発明者 オズルタルク， ファティ アメリカ合衆国 ニューヨーク 11050, ポート ワシントン，ミドル ネック ロード 1474 (72)発明者 コワルスキー， ジョン アメリカ合衆国 ニューヨーク 11550, ハンプステッド，ヒルベルト ストリ ート 65 (72)発明者 レジス， ロバート アメリカ合衆国 ニューヨーク 11743, ハンティントン，ダンロップ ロード 51−エイ (72)発明者 ルディー， マイケル アメリカ合衆国 ニューヨーク 11709, ベイビル， ダウニー レーン ９ (72)発明者 マルラ， アレキサンダー アメリカ合衆国 ニューヨーク 10956, ニューヨーク，フリンジ コート 11 (72)発明者 ジャックス， アレキサンダー アメリカ合衆国 ニューヨーク 11501, ミネオラ，ビルチウッド コート ６， アパートメント 40 (72)発明者 シルバーバーグ， アビ アメリカ合衆国 ニューヨーク 11725, コマック，コットンウッド ドライブ 40 (56)参考文献 特表 平６−501349（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04J 13/00 - 13/06 H04B 1/69 - 1/713 H04Q 7/38

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】無線周波数（RF）チャネル経由で符号分割
    多重化（CDM）信号として同時並行的に伝送できるよう
    に同時並行的に受信した複数の通信情報信号を処理する
    多元接続スペクトラム拡散通信システムであって、 通信回線情報信号に対応する呼要求信号と、その呼要求
    信号および情報信号の宛先である利用者を識別する利用
    者識別信号とを受信する手段と、 複数のモデム処理手段であって、グローバルパイロット
    符号信号を生ずるモデム処理手段の一つを含み、各々が
    少なくとも一つのメッセージ符号信号を生ずるとともに
    前記複数の情報信号の一つを前記それぞれのメッセージ
    符号信号と合成してスペクトラム拡散処理ずみメッセー
    ジ信号、すなわち前記グローバルパイロット符号信号と
    同期化したスペクトラム拡散処理ずみメッセージ符号信
    号を生じ、前記グローバルパイロット符号信号と各メッ
    セージ符号信号とを符号生成シード群の少なくとも一つ
    から生成しそれと関連づけるようにする複数のモデム処
    理手段と、 チャネル割当て信号に応答して、通信回線で受信した前
    記情報信号を前記複数のモデム処理手段のそれぞれ指示
    された一つに結合する割当て手段と、 遠隔呼処理手段に結合され前記利用者識別信号に応答し
    て前記チャネル割当て信号を生ずるシステムチャネルコ
    ントローラと、 前記複数のモデム処理手段の各々に接続され前記複数の
    スペクトラム拡散処理ずみメッセージ符号信号を前記グ
    ローバルパイロット符号信号と合成してCDM信号を発生
    し、前記CDM信号で搬送波信号を変調し、被変調搬送波
    信号をRF通信チャネル経由で送信するRF送信手段と を含む多元接続スペクトラム拡散通信システム。
  2. 【請求項２】前記複数のモデム処理手段の各々が、 ａ）パイロット符号信号を生ずるジェネリックパイロッ
    ト符号手段および複数のメッセージ符号信号を生ずるメ
    ッセージ手段を含む符号発生手段と、 （ｂ）前記メッセージ手段に結合され、前記情報信号、
    前記利用者識別信号および呼種類信号の各々を前記複数
    のメッセージ符号信号のそれぞれと合成して複数のスペ
    クトラム拡散処理ずみのメッセージ信号を生ずる拡散手
    段と をさらに含む請求項１記載の多元接続スペクトラム拡散
    通信システム。
  3. 【請求項３】前記ジェネリックパイロット符号手段がグ
    ローバルパイロット符号信号を生じ、前記メッセージ手
    段が前記グローバルパイロット符号信号に同期したタイ
    ミング信号に応答して前記複数のモデム処理手段の前記
    複数のメッセージ符号信号の各々が前記グローバルパイ
    ロット符号信号と同期するようにする 請求項２記載の多元接続スペクトラム拡散通信システ
    ム。
  4. 【請求項４】前記複数の情報信号の各々がいくつかの互
    いに異なるチャネル速度を有し、 前記複数のメッセージ符号信号の各々が所定の情報チャ
    ネル速度をサポートし、 前記情報信号の各々について前記情報信号速度に対応す
    る呼種類信号を生ずる遠隔呼処理手段と、 前記システムチャネルコントローラおよび前記複数のモ
    デム処理手段に接続され前記呼種類信号に応答して前記
    情報信号と前記それぞれのメッセージ符号信号との合成
    を前記メッセージ符号信号の所定のもう一つに変更し、
    そのメッセージ信号について異なる情報チャネル速度を
    サポートする情報チャネルモード変換手段と をさらに含む請求項１記載の多元接続スペクトラム拡散
    通信システム。
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