スペクトル拡散通信システムおよび方法
【課題】伝送特性および多重容量が優れたスペクトル拡散通信システムを提供する。
【解決手段】拡散符号生成装置１０は、生成した直交符号に対してＭ系列乗算およびゼロ値付加を行ってチャネル識別符号を求めた後、チャネル識別符号を逆フーリエ変換することにより、拡散符号１２１および逆拡散符号１３１を生成する。送信装置２０および受信装置３０は、それぞれ、拡散符号生成装置１０で生成された拡散符号１２１および逆拡散符号１３１を記憶し、記憶した符号から選択した１個の符号を用いてスペクトル拡散通信を行う。この拡散符号を用いて拡散した場合、入力信号は、周波数軸上で等しい電力で広範囲に拡散される。このため、伝送特性が向上し、多重容量が増大する。
【解決手段】拡散符号生成装置１０は、生成した直交符号に対してＭ系列乗算およびゼロ値付加を行ってチャネル識別符号を求めた後、チャネル識別符号を逆フーリエ変換することにより、拡散符号１２１および逆拡散符号１３１を生成する。送信装置２０および受信装置３０は、それぞれ、拡散符号生成装置１０で生成された拡散符号１２１および逆拡散符号１３１を記憶し、記憶した符号から選択した１個の符号を用いてスペクトル拡散通信を行う。この拡散符号を用いて拡散した場合、入力信号は、周波数軸上で等しい電力で広範囲に拡散される。このため、伝送特性が向上し、多重容量が増大する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力信号を広帯域に拡散して通信を行うスペクトル拡散通信システムおよびスペクトル拡散通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の直交拡散（Direct Sequence ：ＤＳ）方式のスペクトル拡散通信では、ウォルシュ符号やアダマール符号やゴールド符号などの直交符号、あるいは、ＰＮ（Pseudorandom Noise）符号などが、拡散符号として使用されている。例えば、特許文献１では２種類のＰＮ符号が、特許文献２では２種類以上のＰＮ符号を合成した符号が、拡散符号として使用されている。このように、従来のスペクトル拡散通信では、時間軸上で直交する拡散符号が使用されている。
【０００３】
【特許文献１】特許第２９２９２４４号公報（段落番号０００８、図１）
【特許文献２】特公平６−９１５０９号公報（第２頁第４欄第４３行−第３頁第５欄第８行、図３−４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のスペクトル拡散通信で使用されている拡散符号は時間軸上でのみ直交するので、拡散された信号の電力特性は、周波数軸上では均一ではない。このため、従来のスペクトル拡散通信では、伝送特性および多重容量に一定の限界がある。
【０００５】
それ故に、本発明は、伝送特性および多重容量の点で、従来よりも優れたスペクトル拡散通信システムおよびスペクトル拡散通信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、受信装置との間で通信を行う送信装置であって、
送信信号を送信する送信部を備え、
受信装置との間で行われる通信は、互いに異なる複数のＰＮ符号のうちのいずれか１つのＰＮ符号を用いて行われるＣＤＭＡ通信であり、
送信信号は、ＰＮ符号を逆フーリエ変換して得られる第１のベクトルに基づいて生成されており、
複数のＰＮ符号は、各ＰＮ符号に含まれる各要素の絶対値が等しいことを特徴とする。
【０００７】
第２の発明は、送信装置との間で通信を行う受信装置であって、
送信装置から送信された信号を受信する受信部を備え、
送信装置との間で行われる通信は、互いに異なる複数の直交符号または直交符号に準ずる符号のうちのいずれか１つの直交符号または直交符号に準ずる符号を用いて行われるＣＤＭＡ通信であり、
送信装置から送信された信号は、直交符号または直交符号に準ずる符号を逆フーリエ変換して得られる第１のベクトルに基づいて生成されており、
複数の直交符号または直交符号に準ずる符号は、各直交符号または直交符号に準ずる符号に含まれる各要素の絶対値が等しいことを特徴とする。
【０００８】
第３の発明は、スペクトル拡散通信を行う通信システムであって、
拡散符号を記憶する第１の記憶手段と、
第１の記憶手段に記憶された拡散符号に対応した逆拡散符号を記憶する第２の記憶手段と、
第１の記憶手段に記憶された拡散符号を用いて、入力信号を拡散する拡散手段と、
第２の記憶手段に記憶された逆拡散符号を用いて、拡散手段から出力された信号を逆拡散する逆拡散手段とを備え、
第１の記憶手段に記憶された拡散符号は、互いに異なる複数のチャネル識別符号を逆フーリエ変換して得られたベクトル群に含まれていることを特徴とする。
このような第３の発明によれば、互いに異なる複数のチャネル識別符号を逆フーリエ変換した結果が、拡散符号として使用される。この拡散符号をフーリエ変換すると、フーリエ変換した結果の各要素の絶対値は一定となる。したがって、この拡散符号を用いて拡散した場合、入力信号は、周波数軸上で等しい電力で広範囲に拡散される。このように周波数軸上で等電力となるスペクトル拡散を行えるので、伝送特性が向上し、多重容量が増大する。
【０００９】
第４の発明は、第３の発明において、第１の記憶手段に記憶された拡散符号、および、第２の記憶手段に記憶された逆拡散符号の各要素は複素数であり、
拡散手段は、入力信号と第１の記憶手段に記憶された拡散符号の各要素とを複素乗算し、
逆拡散手段は、拡散手段から出力された信号と第２の記憶手段に記憶された逆拡散符号の各要素とを複素乗算することを特徴とする。
このような第４の発明によれば、入力信号は、各要素が複素数である拡散符号を用いて拡散され、拡散された信号は、各要素が複素数である逆拡散信号を用いて逆拡散される。
【００１０】
第５の発明は、第４の発明において、拡散手段から出力された信号を用いて搬送波を直交変調する変調手段と、
変調手段から出力された信号を直交復調し、逆拡散手段に出力する復調手段とをさらに備える。
このような第５の発明によれば、搬送波は、拡散された信号の実数部および虚数部を用いて直交変調され、変調された搬送波は直交復調される。これにより、拡散された信号を受信装置で復元することができる。
【００１１】
第６の発明は、第５の発明において、第２の記憶手段に記憶された逆拡散符号の各要素は、第１の記憶手段に記憶された拡散符号の対応する要素の共役複素数であることを特徴とする。
このような第６の発明によれば、拡散符号と共役な逆拡散符号を用いて、拡散された信号を逆拡散することにより、拡散時に所定量だけ回転させた座標軸を逆拡散時に元に戻すことができる。
【００１２】
第７の発明は、第３の発明において、逆拡散手段から出力された信号の低域成分を出力するフィルタ手段をさらに備える。
このような第７の発明によれば、入力信号に対応した出力信号を受信装置で復元することができる。
【００１３】
第８の発明は、第３の発明において、逆拡散手段から出力された信号のピーク位置を検出することにより、第２の記憶手段に記憶された逆拡散符号の同期位置を求める同期トラッキング手段をさらに備える。
このような第８の発明によれば、拡散された信号の同期位置を受信装置で求めることができる。
【００１４】
第９の発明は、第３の発明において、入力信号は、実数部および虚数部からなる複素数の形式で拡散手段に入力され、
このような第９の発明によれば、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying ）方式や１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation ）方式などでベースバンド変調された入力信号を伝送することができる。
【００１５】
第１０の発明は、第３の発明において、チャネル識別符号が、直交符号の数値列であることを特徴とする。
【００１６】
第１１の発明は、第３の発明において、チャネル識別符号が、ウォルシュ符号の数値列であることを特徴とする。
【００１７】
第１２の発明は、第３の発明のおいて、チャネル識別符号が、アダマール符号の数値列であることを特徴とする。
【００１８】
第１３の発明は、第３の発明において、チャネル識別符号が、ゴールド符号の数値列であることを特徴とする。
このような第１０ないし第１３の発明によれば、直交符号、ウォルシュ符号、アダマール符号、あるいは、ゴールド符号を逆フーリエ変換することにより、周波数軸上で直交する拡散符号を求めることができる。
【００１９】
第１４の発明は、第３の発明において、チャネル識別符号が、直交符号の数値列にＭ系列を乗算して得られた数値列であることを特徴とする。
このような第１４の発明によれば、直交符号にＭ系列を乗算して得られた数値列を逆フーリエ変換することにより、周波数軸上で直交する拡散符号を求めるとともに、チャネル識別符号のビットパターンにランダム性を持たせることができる。
【００２０】
第１５の発明は、第３の発明において、チャネル識別符号が、互いに異なる数値列の同じ位置に所定数のゼロ値を付加あるいは挿入して得られた数値列であることを特徴とする。
このような第１５の発明によれば、互いに異なる数値列の同じ位置に所定数のゼロ値を付加あるいは挿入して得られた数値列を逆フーリエ変換することにより、拡散された信号を周波数軸上に変換した場合に、使用されない周波数帯域を設けることができる。例えば、数値列の前後にゼロ値を付加することにより、２つの拡散された信号の間に周波数軸上でガード帯域を設け、受信装置において必要な帯域を抽出するフィルタの構成を容易にすることができる。また、数値列の途中にゼロ値を挿入することにより、周波数軸上でキャリアホールを設け、他のシステムが当該周波数帯域の搬送波に干渉することを避けることができる。
【００２１】
第１６の発明は、スペクトル拡散通信を行う送信装置であって、
拡散符号を記憶する記憶手段と、
記憶手段に記憶された拡散符号を用いて、入力信号を拡散する拡散手段とを備え、
拡散符号は、互いに異なる複数のチャネル識別符号を逆フーリエ変換して得られたベクトル群に含まれていることを特徴とする。
このような第１６の発明によれば、周波数軸上で等電力となるスペクトル拡散を行う送信装置を構成することができる。この送信装置とこれに対応した受信装置を用いてスペクトル拡散通信を行うことにより、伝送特性が向上し、多重容量が増大する。
【００２２】
第１７の発明は、スペクトル拡散通信を行う受信装置であって、
拡散符号に対応した逆拡散符号を記憶する記憶手段と、
記憶手段に記憶された逆拡散符号を用いて、拡散符号を用いて拡散された信号を逆拡散する逆拡散手段とを備え、
拡散符号は、互いに異なる複数のチャネル識別符号を逆フーリエ変換して得られたベクトル群に含まれていることを特徴とする。
このような第１７の発明によれば、周波数軸上で等電力となるスペクトル拡散された信号を受信する受信装置を構成することができる。この受信装置とこれに対応した送信装置とを用いてスペクトル拡散通信を行うことにより、伝送特性が向上し、多重容量が増大する。
【００２３】
第１８の発明は、スペクトル拡散通信を行う通信方法であって、
拡散符号を用いて、入力信号を拡散する拡散ステップと、
拡散ステップで拡散された信号を送信する送信ステップと、
送信ステップで送信された信号を受信する受信ステップと、
拡散符号に対応した逆拡散符号を用いて、受信ステップで受信された信号を逆拡散する逆拡散ステップとを備え、
拡散符号は、互いに異なる複数のチャネル識別符号を逆フーリエ変換して得られたベクトル群に含まれていることを特徴とする。
【００２４】
第１９の発明は、スペクトル拡散通信における送信方法であって、
拡散符号を用いて、入力信号を拡散する拡散ステップと、
拡散ステップで拡散された信号を送信する送信ステップとを備え、
拡散符号は、互いに異なる複数のチャネル識別符号を逆フーリエ変換して得られたベクトル群に含まれていることを特徴とする。
【００２５】
第２０の発明は、スペクトル拡散通信における受信方法であって、
拡散符号を用いて拡散された信号を受信する受信ステップと、
拡散符号に対応した逆拡散符号を用いて、受信ステップで受信された信号を逆拡散する逆拡散ステップとを備え、
拡散符号は、互いに異なる複数のチャネル識別符号を逆フーリエ変換して得られたベクトル群に含まれていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本実施形態に係る通信システムによれば、周波数軸上で等電力となるスペクトル拡散を行えるので、伝送特性が向上し、多重容量が増大する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１は、本発明の実施形態に係る通信システムの構成を示すブロック図である。本実施形態に係る通信システムは、送信装置２０、および、受信装置３０を備えている。送信装置２０と受信装置３０との間では、スペクトル拡散通信が行われる。拡散符号生成装置１０は、通信が行われる前に、送信装置２０で使用される拡散符号１２１、および、受信装置３０で使用される逆拡散符号１３１を生成する。拡散符号生成装置１０は、直交符号生成部１１、Ｍ系列生成部１２、乗算器１３、ゼロ値付加部１４、および、逆フーリエ変換部１５を含んでいる。送信装置２０は、拡散符号記憶部２１、拡散部２２、フィルタ部２３、ＲＦ（Radio Frequency ）変調部２４、および、アンテナ２５を含んでいる。受信装置３０は、アンテナ３１、ＲＦ復調部３２、逆拡散符号記憶部３３、逆拡散部３４、フィルタ部３５、および、同期トラッキング部３６を含んでいる。
【００２８】
始めに、拡散符号生成装置１０の動作を説明する。拡散符号生成装置１０は、送信装置２０および受信装置３０がスペクトル拡散通信を行う前に、以下のように動作する。直交符号生成部１１は、各要素が１または−１である所定長のベクトルを所定数だけ含んだ直交符号を生成する。直交符号としては、例えば、アダマール符号、ウォルシュ符号、ゴールド符号などが使用される。
【００２９】
Ｍ系列生成部１２は、直交符号生成部１１で生成されたベクトルと同じ長さで、各要素が１または−１であるＭ系列（最大長系列）を生成する。任意長のＭ系列を生成するには、例えば、ｍ段のシフトレジスタを用いて（２m −１）の長さのＭ系列を求め、必要に応じて、求めたＭ系列を繰り返せばよい。
【００３０】
乗算器１３は、直交符号生成部１１で生成された直交符号の各ベクトルと、Ｍ系列生成部１２で生成されたＭ系列とを、要素ごとに乗算する。すなわち、直交符号生成部１１で生成された直交符号のあるベクトルを（Ａ1 、Ａ2 、…、Ａn ）とし、Ｍ系列生成部１２で生成されたＭ系列を（Ｂ1 、Ｂ2 、…、Ｂn ）としたときに、乗算器１３は、両者の要素ごとの積として（Ａ1 Ｂ1 、Ａ2 Ｂ2 、…、Ａn Ｂn ）を出力する。このようにＭ系列を乗算するのは、後述するチャネル識別符号のビットパターンにランダム性を持たせるためである。
【００３１】
ゼロ値付加部１４は、乗算器１３から出力された各ベクトルの前後に所定数のゼロ値を付加する。ゼロ値付加部１４は、ベクトルの前または後の一方にゼロ値を付加してもよく、ベクトルの前後両方にゼロ値を付加してもよい。後者の場合、ゼロ値付加部１４は、ベクトルの前後両方に同じ数のゼロ値を付加してもよく、ベクトルの前後に異なる数のゼロ値を付加してもよい。このようにゼロ値を付加するのは、拡散された信号を周波数軸上に変換した場合に、２つの拡散された信号の間に周波数軸上でガード領域を設け、受信装置３０において必要な帯域を抽出するフィルタの構成を容易にするためである。ゼロ値付加後のベクトルは、互いに異なるので、スペクトル拡散通信におけるチャネル識別符号として使用される。
【００３２】
逆フーリエ変換部１５は、ゼロ値付加部１４で求めたチャネル識別符号のそれぞれを逆フーリエ変換し、元のベクトルと同じ数の要素を有するベクトルを求める。逆フーリエ変換後の各ベクトルの各要素は、複素数となる。逆フーリエ変換部１５で求めたベクトル群に含まれるベクトルの全部または一部が、送信装置２０で使用される拡散符号１２１となる。また、求めたベクトルの各要素をその共役複素数と置換したベクトルが、受信装置３０で使用される逆拡散符号１３１となる。
【００３３】
図２を参照して、拡散符号生成装置１０の動作の一例を説明する。直交符号生成部１１は、例えば、長さ１６のベクトルを１６個含んだアダマール符号（図２に示すベクトル群ＶＧa ）を生成する。Ｍ系列生成部１２は、例えば、長さ１６のＭ系列（1,-1,1,1,-1,1,1,-1,1,-1,-1,1,-1,1,-1,-1 ）を生成する。乗算器１３は、直交符号生成部１１で生成された１６個のベクトルのそれぞれと、Ｍ系列生成部１２で生成されたＭ系列とを要素ごとに乗算し、図２に示すベクトル群ＶＧb を出力する。ゼロ値付加部１４は、乗算器１３から出力された１６個のベクトルの前後にそれぞれ２個ずつゼロ値を付加し、長さ２０のベクトルを１６個含んだベクトル群（図２に示すベクトル群ＶＧc ）を出力する。ベクトル群ＶＧc に含まれるベクトルが、チャネル識別符号となる。
【００３４】
逆フーリエ変換部１５は、ゼロ値付加部１４で求めた１６個のチャネル識別符号をそれぞれ逆フーリエ変換する。図３は、拡散符号生成装置１０におけるチャネル識別符号および拡散符号の一例を示す図である。図３には、図２に示すベクトルＶc1が、逆フーリエ変換によって、図２に示すベクトルＶd1に変換される様子が示されている。逆フーリエ変換部１５は、１６個のチャネル識別符号をそれぞれ逆フーリエ変換することにより、各要素が複素数である長さ２０のベクトルを１６個含んだベクトル群（図２に示すベクトル群ＶＧd ）を求める。ベクトル群ＶＧd に含まれる１６個のベクトルの全部または一部が、送信装置２０で使用される拡散符号１２１となり、求めたベクトルの各要素をその共役複素数と置換したベクトルが、受信装置３０で使用される逆拡散符号１３１となる。
【００３５】
次に、送信装置２０および受信装置３０の動作を説明する。送信装置２０および受信装置３０は、通信を行う前に、拡散符号生成装置１０からそれぞれ、拡散符号１２１および逆拡散符号１３１の提供を受ける。送信装置２０では、拡散符号生成装置１０から提供された拡散符号１２１は、拡散符号記憶部２１に記憶される。受信装置３０では、拡散符号生成装置１０から提供された逆拡散符号１３１は、逆拡散符号記憶部３３に記憶される。なお、拡散符号１２１および逆拡散符号１３１を各装置に提供する方法には、各装置の製造時に各記憶部に書き込んでおく方法や、各装置の製造後に入力手段や通信手段を用いて提供する方法などがある。また、拡散符号記憶部２１および逆拡散符号記憶部３３が記憶する符号の数は、１個でも複数でもよい。
【００３６】
送信装置２０と受信装置３０との間で通信を行うときには、拡散符号記憶部２１は、記憶した拡散符号１２１の中から選択した１個の拡散符号１２２を拡散部２２に出力する。同様に、逆拡散符号記憶部３３は、記憶した逆拡散符号１３１の中から選択した１個の逆拡散符号１３２を逆拡散部３４に出力する。より詳細には、拡散符号記憶部２１は、使用するチャネルに対応した拡散符号１２２として、当該チャネルのチャネル識別符号を逆フーリエ変換して得られた拡散符号を出力する。逆拡散符号記憶部３３は、使用するチャネルに対応した逆拡散符号１３２として、当該チャネルのチャネル識別符号を逆フーリエ変換して得られた拡散符号に対応した逆拡散符号を出力する。
【００３７】
拡散部２２には、送信すべき信号として、入力信号２０１が入力される。入力信号２０１は、送信すべきデータに誤り訂正符号化処理と所定のベースバンド変調とを施して得られた信号である。拡散部２２は、拡散符号記憶部２１に記憶された拡散符号１２２を用いて入力信号２０１を拡散し、拡散信号２０２を出力する。より詳細には、拡散部２２には、入力信号２０１が切り替わる時間Ｔ１よりも短い時間Ｔ２ごとに拡散符号１２２の各要素が入力され、拡散部２２は、入力信号２０１と拡散符号１２２の各要素とを時間Ｔ２ごとに乗算する。このように上記時間Ｔ２ごとに拡散符号の各要素を乗算することを、一般に、拡散符号をチップレートで乗算するという。
【００３８】
本実施形態では、拡散符号１２２の各要素は複素数である。このため、拡散部２２は、入力信号２０１と拡散符号１２２とをチップレートで複素乗算する。すなわち、拡散部２２は、入力信号２０１と拡散符号１２２の各要素とを上記時間Ｔ２ごとに複素乗算する。例えば、虚数単位をｊとしたときに、拡散符号１２２のある要素が複素数（Ｃ＋Ｄｊ）であったとする。入力信号２０１が実数Ａである場合、拡散部２２は、拡散信号２０２として、Ａ×（Ｃ＋Ｄｊ）＝（ＡＣ＋ＡＤｊ）なる信号を出力する。また、入力信号２０１が複素数（Ａ＋Ｂｊ）である場合、拡散部２２は、拡散信号２０２として、（Ａ＋Ｂｊ）×（Ｃ＋Ｄｊ）＝｛（ＡＣ−ＢＤ）＋（ＡＤ＋ＢＣ）ｊ｝なる信号を出力する。このような拡散部２２の作用により、入力信号２０１は、周波数軸上で広い範囲に拡散される。
【００３９】
フィルタ部２３は、バンドパスフィルタを用いて構成される。フィルタ部２３は、拡散部２２から出力された拡散信号２０２から、不要な帯域に含まれる雑音成分を除去する。ＲＦ変調部２４は、フィルタ部２３から出力された信号を用いて搬送波を直交変調し、無線帯域の信号を出力する。より詳細には、ＲＦ変調部２４は、フィルタ部２３から出力された信号の実数部を用いて搬送波を第１の方向に変調し、フィルタ部２３から出力された信号の虚数部を用いて搬送波を第２の方向（第１の方向とは位相が９０度異なる方向）に変調する。アンテナ２５は、ＲＦ変調部２４から出力された信号に基づき、電波を放射する。
【００４０】
受信装置３０ではアンテナ３１が、送信装置２０から放射された電波を受信し、無線帯域の信号を出力する。ＲＦ復調部３２は、アンテナ３１から出力された信号を、ベースバンド帯域の復調信号３０１に直交復調する。より詳細には、ＲＦ復調部３２は、アンテナ３１から出力された信号を上記第１の方向に復調することにより実数部を、当該信号を上記第２の方向に復調することにより虚数部を求め、複素数の形式で復調信号３０１を出力する。
【００４１】
逆拡散部３４は、逆拡散符号記憶部３３に記憶された逆拡散符号１３２を用いて復調信号３０１を逆拡散し、逆拡散信号３０２を出力する。より詳細には、逆拡散部３４は、復調信号３０１と逆拡散符号１３２とをチップレートで複素乗算する。すなわち、逆拡散部３４は、復調信号３０１と逆拡散符号１３２の各要素とを上記時間Ｔ２ごとに複素乗算する。例えば、逆拡散符号１３２のある要素が複素数（Ｃ−Ｄｊ）であり、復調信号３０１が複素数（Ｅ＋Ｆｊ）である場合、逆拡散部３４は、逆拡散信号３０２として、（Ｅ＋Ｆｊ）×（Ｃ−Ｄｊ）＝｛（ＥＣ＋ＦＤ）＋（−ＥＤ＋ＦＣ）ｊ｝なる信号を出力する。このような逆拡散部３４の作用により、周波数軸上で広い範囲に拡散された入力信号２０１は、特定の周波数に集められる。
【００４２】
フィルタ部３５は、ローパスフィルタを用いて構成される。フィルタ部３５は、逆拡散部３４から出力された逆拡散信号３０２から、不要な帯域に含まれる雑音成分を除去し、出力信号３０３を出力する。これにより、入力信号２０１に対応した出力信号３０３を受信装置３０で復元することができる。出力信号３０３に対しては、送信すべきデータから入力信号２０１を求めるまでに施された処理（誤り訂正符号化処理とベースバンド変調処理）の逆の処理（ベースバンド復調処理と誤り訂正復号化処理）が施される。
【００４３】
同期トラッキング部３６は、逆拡散符号記憶部３３に対して同期信号３１１を出力する。逆拡散符号記憶部３３は、同期トラッキング部３６から出力された同期信号３１１のタイミングに合わせて、逆拡散部３４に逆拡散符号１３２を出力する。同期トラッキング部３６は、同期信号３１１の出力タイミングを適宜切り替えることにより、逆拡散部３４から出力された信号のレベルが最大となる出力タイミング（ピーク位置）を検出する。このような同期トラッキング部３６の作用により、逆拡散処理を行うための最適なタイミングを受信装置３０で求めることができる。なお、受信装置３０は、送信装置２０との間で周波数同期を確立するために、ＡＦＣ（Automatic Frequency Control ）回路をさらに備えていてもよい。
【００４４】
図４を参照して、送信装置２０および受信装置３０の主要な構成要素の詳細を説明する。図４には、拡散部２２、ＲＦ変調部２４、ＲＦ復調部３２、逆拡散部３４、フィルタ部３５、および、同期トラッキング部３６の詳細な構成が示されている。以下では、例として、入力信号２０１がＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying ）方式でベースバンド変調されている場合について説明する。この例では、拡散符号１２２、逆拡散符号１３２、入力信号２０１、および、復調信号３０１は、いずれも複素数となる。そこで、拡散符号１２２を（Ｃ＋Ｄｊ）、逆拡散符号１３２を（Ｃ−Ｄｊ）、入力信号２０１を（Ａ＋Ｂｊ）、復調信号３０１を（Ｅ＋Ｆｊ）と表す。この場合、ＡおよびＢは１または−１となり、Ｃ、Ｄ、ＥおよびＦは任意の実数となる。
【００４５】
拡散部２２は、４個の乗算器と、減算器と、加算器とを含んでいる。第１の乗算器は、入力信号２０１の実数部Ａと拡散符号１２２の実数部Ｃとの積ＡＣを求める。他の３つの乗算器は、それぞれ、積ＢＤ、積ＡＤ、積ＢＣを求める。減算器は、積ＡＣから積ＢＤを減算することにより、拡散信号２０２の実数部（ＡＣ−ＢＤ）を求める。加算器は、積ＡＤと積ＢＣとを加算することにより、拡散信号２０２の虚数部（ＡＤ＋ＢＣ）を求める。拡散部２２は、拡散信号２０２を実数部と虚数部とに分けて出力する。
【００４６】
ＲＦ変調部２４は、２個の乗算器と、加算器とを含んでいる。一方の乗算器は、拡散信号２０２の実数部と同相搬送波（ｃｏｓ波）とを乗算し、他方の乗算器は、拡散信号２０２の虚数部と直交搬送波（ｓｉｎ波）とを乗算する。加算器は、２個の乗算器から出力された信号を加算する。ＲＦ変調部２４は、搬送波を直交変調した結果として、１本の信号を出力する。なお、一般にＱＰＳＫ変調では、（１、１）、（１、−１）、（−１、１）および（−１、−１）の４値で搬送波を直交変調するが、本実施形態では、これら４値以外の値でも搬送波を直交変調することになる。
【００４７】
ＲＦ復調部３２は、２個の乗算器と、２個のローパスフィルタ（図４ではＬＰＦと記載）とを含んでいる。ＲＦ変調部２４から出力された信号は、ＲＦ復調部３２の内部で２分岐する。一方の乗算器は、２分岐した信号の一方と同相搬送波（ｃｏｓ波）とを乗算し、他方の乗算器は、２分岐した信号の他方と直交搬送波（ｓｉｎ波）とを乗算する。２個のローパスフィルタは、それぞれ、２個の乗算器から出力された信号から、不要な帯域に含まれている雑音成分を除去する。このようなＲＦ復調部３２の作用により、拡散信号２０２に対応した復調信号３０１が復元される。ＲＦ復調部３２は、復調信号３０１を実数部と虚数部と分けて出力する。
【００４８】
逆拡散部３４は、４個の乗算器と、減算器と、加算器とを含んでいる。第１の乗算器は、復調信号３０１の実数部Ｅと逆拡散符号１３２の実数部Ｃとの積ＥＣを求める。他の３つの乗算器は、それぞれ、積（−ＦＤ）、積（−ＥＤ）、積ＦＣを求める。減算器は、積ＥＣから積（−ＦＤ）を減算することにより、逆拡散信号３０２の実数部（ＥＣ＋ＦＤ）を求める。加算器は、積（−ＥＤ）と積ＦＣとを加算することにより、逆拡散信号３０２の虚数部（−ＥＤ＋ＦＣ）を求める。逆拡散部３４は、逆拡散信号３０２を実数部と虚数部とに分けて出力する。
【００４９】
フィルタ部３５は、２つの累積加算器を含んでいる。一方の累積加算器は、逆拡散部３４から出力された逆拡散信号３０２の実数部を、入力信号２０１の１つのデータシンボルに相当する分だけ累積加算して、出力信号３０３の実数部Ａ'を出力する。同様に、他方の累積加算器は、逆拡散信号３０２の虚数部を、入力信号２０１の１つのデータシンボルに相当する分だけ累積加算して、出力信号３０３の虚数部Ｂ'を出力する。フィルタ部３５は、出力信号３０３を実数部と虚数部とに分けて出力する。
【００５０】
同期トラッキング部３６は、相関値計算部３７と、ピーク検出部３８とを含んでいる。相関値計算部３７は、入力信号２０１の１つのデータシンボルに相当する分だけ、逆拡散信号３０２を実数部と虚数部とに分けて累積加算する。すなわち、相関値計算部３７は、｛Σ（ＥＣ＋ＦＤ）＋Σ（−ＥＤ＋ＦＣ）ｊ｝（ただし、Σは入力信号２０１の１つのデータシンボルに相当する分についての和）なる複素数を求める。次に、相関値計算部３７は、求めた複素数の絶対値を計算して、相関値としてピーク検出部３８に出力する。ピーク検出部３８は、タイミングを適宜変更しながら、逆拡散符号記憶部３３に同期信号３１１を出力する。復調信号３０１と逆拡散符号１３２との間で同期が取れたときに、相関値計算部３７から出力された相関値が最大となる。ピーク検出部３８は、相関値計算部３７から出力された相関値が最大となるタイミングをピーク位置として検出し、検出したピーク位置で同期信号３１１を出力する。
【００５１】
以上の説明では、入力信号２０１はＱＰＳＫ方式でベースバンド変調されていることとしたが、入力信号２０１が他の直交変調方式でベースバンド変調されている場合も、図４と同様の構成を有する通信システムを構築できる。例えば、入力信号２０１が１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation ）方式でベースバンド変調されている場合には、入力信号２０１の実数部Ａおよび虚数部Ｂが、それぞれ独立に４つの値を取り得る。この場合の各構成要素の詳細な構成は、図４と同じでよい。
【００５２】
次に、本実施形態に係る通信システムの効果を説明する。上述したように、拡散符号生成装置１０は、生成した直交符号に対してＭ系列乗算およびゼロ値付加を行ってチャネル識別符号を求めた後、チャネル識別符号を逆フーリエ変換することにより、拡散符号１２１および逆拡散符号１３１を生成する。送信装置２０および受信装置３０は、それぞれ、拡散符号生成装置１０で生成された拡散符号１２１および逆拡散符号１３１を記憶し、記憶した符号から選択した１個の符号を用いてスペクトル拡散通信を行う。
【００５３】
拡散符号生成装置１０で生成される直交符号の各ベクトルは、互いに直交している。直交性はＭ系列乗算およびゼロ値付加を行っても保たれるので、これら２つの処理を行って得られたチャネル識別符号は互いに直交する。また、逆フーリエ変換は直交変換であるので、各チャネル識別符号を逆フーリエ変換して得られた拡散符号も、互いに直交する。本実施形態に係る通信システムは、このように互いに直交する拡散符号を使用することにより、ＰＮ符号などを使用する一般的なスペクトル拡散通信システムと同様に、スペクトル拡散通信を行うことができる。
【００５４】
また、本実施形態に係る通信システムでは、各要素が１または−１であり、互いに直交するチャネル識別符号を逆フーリエ変換したベクトルを拡散符号として使用するので、拡散符号をフーリエ変換すると、フーリエ変換した結果の各要素は１または−１となり、その絶対値は一定となる。したがって、この拡散符号を用いて拡散した場合、入力信号は、周波数軸上で等しい電力で広範囲に拡散される。よって、周波数軸上で等電力となるスペクトル拡散を行えるので、周波数上で等電力ではない従来のスペクトル拡散通信と比較して、伝送特性が向上し、多重容量が増大する。
【００５５】
図５は、本実施形態に係る通信システムの伝送特性の一例を示す図である。図５において、横軸はＳ／Ｎ比（信号／ノイズ比）であり、縦軸はビット誤り率である。従来技術の特性（破線）は、長さ１６のアダマール符号を拡散符号として使用した場合の伝送特性である。本実施形態の特性（実線）は、同じアダマール符号を逆フーリエ変換して得られた結果を拡散符号として使用した場合の特性である。ただし、チャネルの分割方式は、いずれの場合もＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access ）である。図５に示すように、どちらの特性においても、Ｓ／Ｎ比が悪くなるに伴ってビット誤り率が大きくなるが、本実施形態の特性は、従来技術の特性よりもビット誤り率が小さい点で優れている。したがって、本実施形態に係る通信システムによれば、スペクトル拡散通信における多重容量を増大させることができる。
【００５６】
なお、本実施形態では、拡散符号生成装置１０は、直交符号としてアダマール符号を生成し、生成したアダマール符号に基づき拡散符号を生成することとしたが、直交符号としてウォルシュ符号やゴールド符号などを使用してもよく、直交符号に代えてＰＮ符号などを使用してもよい。また、拡散符号生成装置１０は、互いに異なる複数のチャネル識別符号を生成し、生成したチャネル識別符号に基づき拡散符号を生成してもよい。この場合、チャネル識別符号の各要素の絶対値が均一、あるいは、ほぼ均一であることが望ましい。また、チャネル識別符号は、完全な意味での直交性を有している必要はなく、２つのベクトルの内積が十分にゼロに近くなる性質を有していればよい。
【００５７】
また、本実施形態では、拡散符号生成装置１０は、生成した直交符号にＭ系列乗算およびゼロ値付加を行うこととしたが、これら２つの処理の両方または一方を行わないこととしてもよい。これにより、図６に示すように、生成した直交符号を逆フーリエ変換することにより拡散符号を生成する拡散符号生成装置１７（図６（ａ））、生成した直交符号にＭ系列を乗算した後、逆フーリエ変換することにより拡散符号を生成する拡散符号生成装置１８（図６（ｂ））、生成した直交符号にゼロ値を付加した後、逆フーリエ変換することにより拡散符号を生成する拡散符号生成装置１９（図６（ｃ））を構成することができる。これら３種類の拡散符号生成装置も、拡散符号生成装置１０と同様の効果を奏する。
【００５８】
また、本実施形態では、拡散符号生成装置１０は、乗算器１３から出力された各ベクトルの前後に所定数のゼロ値を付加することとしたが、これに代えて、あるいは、これとともに、乗算器１３から出力された各ベクトルの同じ位置に所定数のゼロ値を挿入することとしてもよい。このように各ベクトルの同じ位置にゼロ値を挿入することにより、周波数軸上でキャリアホール（使用しない周波数帯域）を設け、他のシステムが当該周波数帯域の搬送波に干渉することを避けることができる。このように、拡散符号生成装置１０は、互いに異なる数値列の同じ位置に所定数のゼロ値を付加あるいは挿入してよい。
【００５９】
また、本実施形態では、送信装置２０がＲＦ変調部２４およびアンテナ２５を、受信装置３０がアンテナ３１およびＲＦ復調部３２を備え、送信装置２０と受信装置３０との間では無線通信が行われることとした。これに代えて、送信装置２０と受信装置３０との間では、有線通信が行われることとしてもよい。この場合、送信装置２０はＲＦ変調処理を、受信装置３０はＲＦ復調処理を行わないこととしてもよい。
【００６０】
以上に示すように、本実施形態に係る通信システムによれば、周波数軸上で等電力となるスペクトル拡散を行えるので、伝送特性が向上し、多重容量が増大する。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明の通信システムは、無線ＬＡＮ等の通信システムに適用することが有効である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施形態に係る通信システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る通信システムにおいて拡散符号が生成される過程を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る通信システムにおけるチャネル識別符号および拡散符号の一例を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る通信システムの詳細な構成を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る通信システムの伝送特性の一例を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る通信システムにおける拡散符号生成装置の他の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０、１７、１８、１９…拡散符号生成装置
１１…直交符号生成部
１２…Ｍ系列生成部
１３…乗算器
１４…ゼロ値付加部
１５…逆フーリエ変換部
２０…送信装置
２１…拡散符号記憶部
２２…拡散部
２３、３５…フィルタ部
２４…ＲＦ変調部
２５、３１…アンテナ
３０…受信装置
３２…ＲＦ復調部
３３…逆拡散符号記憶部
３４…逆拡散部
３６…同期トラッキング部
３７…相関値計算部
３８…ピーク検出部
１２１、１２２…拡散符号
１３１、１３２…逆拡散符号
２０１…入力信号
２０２…拡散信号
３０１…復調信号
３０２…逆拡散信号
３０３…出力信号
３１１…同期信号
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力信号を広帯域に拡散して通信を行うスペクトル拡散通信システムおよびスペクトル拡散通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の直交拡散（Direct Sequence ：ＤＳ）方式のスペクトル拡散通信では、ウォルシュ符号やアダマール符号やゴールド符号などの直交符号、あるいは、ＰＮ（Pseudorandom Noise）符号などが、拡散符号として使用されている。例えば、特許文献１では２種類のＰＮ符号が、特許文献２では２種類以上のＰＮ符号を合成した符号が、拡散符号として使用されている。このように、従来のスペクトル拡散通信では、時間軸上で直交する拡散符号が使用されている。
【０００３】
【特許文献１】特許第２９２９２４４号公報（段落番号０００８、図１）
【特許文献２】特公平６−９１５０９号公報（第２頁第４欄第４３行−第３頁第５欄第８行、図３−４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のスペクトル拡散通信で使用されている拡散符号は時間軸上でのみ直交するので、拡散された信号の電力特性は、周波数軸上では均一ではない。このため、従来のスペクトル拡散通信では、伝送特性および多重容量に一定の限界がある。
【０００５】
それ故に、本発明は、伝送特性および多重容量の点で、従来よりも優れたスペクトル拡散通信システムおよびスペクトル拡散通信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、受信装置との間で通信を行う送信装置であって、
送信信号を送信する送信部を備え、
受信装置との間で行われる通信は、互いに異なる複数のＰＮ符号のうちのいずれか１つのＰＮ符号を用いて行われるＣＤＭＡ通信であり、
送信信号は、ＰＮ符号を逆フーリエ変換して得られる第１のベクトルに基づいて生成されており、
複数のＰＮ符号は、各ＰＮ符号に含まれる各要素の絶対値が等しいことを特徴とする。
【０００７】
第２の発明は、送信装置との間で通信を行う受信装置であって、
送信装置から送信された信号を受信する受信部を備え、
送信装置との間で行われる通信は、互いに異なる複数の直交符号または直交符号に準ずる符号のうちのいずれか１つの直交符号または直交符号に準ずる符号を用いて行われるＣＤＭＡ通信であり、
送信装置から送信された信号は、直交符号または直交符号に準ずる符号を逆フーリエ変換して得られる第１のベクトルに基づいて生成されており、
複数の直交符号または直交符号に準ずる符号は、各直交符号または直交符号に準ずる符号に含まれる各要素の絶対値が等しいことを特徴とする。
【０００８】
第３の発明は、スペクトル拡散通信を行う通信システムであって、
拡散符号を記憶する第１の記憶手段と、
第１の記憶手段に記憶された拡散符号に対応した逆拡散符号を記憶する第２の記憶手段と、
第１の記憶手段に記憶された拡散符号を用いて、入力信号を拡散する拡散手段と、
第２の記憶手段に記憶された逆拡散符号を用いて、拡散手段から出力された信号を逆拡散する逆拡散手段とを備え、
第１の記憶手段に記憶された拡散符号は、互いに異なる複数のチャネル識別符号を逆フーリエ変換して得られたベクトル群に含まれていることを特徴とする。
このような第３の発明によれば、互いに異なる複数のチャネル識別符号を逆フーリエ変換した結果が、拡散符号として使用される。この拡散符号をフーリエ変換すると、フーリエ変換した結果の各要素の絶対値は一定となる。したがって、この拡散符号を用いて拡散した場合、入力信号は、周波数軸上で等しい電力で広範囲に拡散される。このように周波数軸上で等電力となるスペクトル拡散を行えるので、伝送特性が向上し、多重容量が増大する。
【０００９】
第４の発明は、第３の発明において、第１の記憶手段に記憶された拡散符号、および、第２の記憶手段に記憶された逆拡散符号の各要素は複素数であり、
拡散手段は、入力信号と第１の記憶手段に記憶された拡散符号の各要素とを複素乗算し、
逆拡散手段は、拡散手段から出力された信号と第２の記憶手段に記憶された逆拡散符号の各要素とを複素乗算することを特徴とする。
このような第４の発明によれば、入力信号は、各要素が複素数である拡散符号を用いて拡散され、拡散された信号は、各要素が複素数である逆拡散信号を用いて逆拡散される。
【００１０】
第５の発明は、第４の発明において、拡散手段から出力された信号を用いて搬送波を直交変調する変調手段と、
変調手段から出力された信号を直交復調し、逆拡散手段に出力する復調手段とをさらに備える。
このような第５の発明によれば、搬送波は、拡散された信号の実数部および虚数部を用いて直交変調され、変調された搬送波は直交復調される。これにより、拡散された信号を受信装置で復元することができる。
【００１１】
第６の発明は、第５の発明において、第２の記憶手段に記憶された逆拡散符号の各要素は、第１の記憶手段に記憶された拡散符号の対応する要素の共役複素数であることを特徴とする。
このような第６の発明によれば、拡散符号と共役な逆拡散符号を用いて、拡散された信号を逆拡散することにより、拡散時に所定量だけ回転させた座標軸を逆拡散時に元に戻すことができる。
【００１２】
第７の発明は、第３の発明において、逆拡散手段から出力された信号の低域成分を出力するフィルタ手段をさらに備える。
このような第７の発明によれば、入力信号に対応した出力信号を受信装置で復元することができる。
【００１３】
第８の発明は、第３の発明において、逆拡散手段から出力された信号のピーク位置を検出することにより、第２の記憶手段に記憶された逆拡散符号の同期位置を求める同期トラッキング手段をさらに備える。
このような第８の発明によれば、拡散された信号の同期位置を受信装置で求めることができる。
【００１４】
第９の発明は、第３の発明において、入力信号は、実数部および虚数部からなる複素数の形式で拡散手段に入力され、
このような第９の発明によれば、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying ）方式や１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation ）方式などでベースバンド変調された入力信号を伝送することができる。
【００１５】
第１０の発明は、第３の発明において、チャネル識別符号が、直交符号の数値列であることを特徴とする。
【００１６】
第１１の発明は、第３の発明において、チャネル識別符号が、ウォルシュ符号の数値列であることを特徴とする。
【００１７】
第１２の発明は、第３の発明のおいて、チャネル識別符号が、アダマール符号の数値列であることを特徴とする。
【００１８】
第１３の発明は、第３の発明において、チャネル識別符号が、ゴールド符号の数値列であることを特徴とする。
このような第１０ないし第１３の発明によれば、直交符号、ウォルシュ符号、アダマール符号、あるいは、ゴールド符号を逆フーリエ変換することにより、周波数軸上で直交する拡散符号を求めることができる。
【００１９】
第１４の発明は、第３の発明において、チャネル識別符号が、直交符号の数値列にＭ系列を乗算して得られた数値列であることを特徴とする。
このような第１４の発明によれば、直交符号にＭ系列を乗算して得られた数値列を逆フーリエ変換することにより、周波数軸上で直交する拡散符号を求めるとともに、チャネル識別符号のビットパターンにランダム性を持たせることができる。
【００２０】
第１５の発明は、第３の発明において、チャネル識別符号が、互いに異なる数値列の同じ位置に所定数のゼロ値を付加あるいは挿入して得られた数値列であることを特徴とする。
このような第１５の発明によれば、互いに異なる数値列の同じ位置に所定数のゼロ値を付加あるいは挿入して得られた数値列を逆フーリエ変換することにより、拡散された信号を周波数軸上に変換した場合に、使用されない周波数帯域を設けることができる。例えば、数値列の前後にゼロ値を付加することにより、２つの拡散された信号の間に周波数軸上でガード帯域を設け、受信装置において必要な帯域を抽出するフィルタの構成を容易にすることができる。また、数値列の途中にゼロ値を挿入することにより、周波数軸上でキャリアホールを設け、他のシステムが当該周波数帯域の搬送波に干渉することを避けることができる。
【００２１】
第１６の発明は、スペクトル拡散通信を行う送信装置であって、
拡散符号を記憶する記憶手段と、
記憶手段に記憶された拡散符号を用いて、入力信号を拡散する拡散手段とを備え、
拡散符号は、互いに異なる複数のチャネル識別符号を逆フーリエ変換して得られたベクトル群に含まれていることを特徴とする。
このような第１６の発明によれば、周波数軸上で等電力となるスペクトル拡散を行う送信装置を構成することができる。この送信装置とこれに対応した受信装置を用いてスペクトル拡散通信を行うことにより、伝送特性が向上し、多重容量が増大する。
【００２２】
第１７の発明は、スペクトル拡散通信を行う受信装置であって、
拡散符号に対応した逆拡散符号を記憶する記憶手段と、
記憶手段に記憶された逆拡散符号を用いて、拡散符号を用いて拡散された信号を逆拡散する逆拡散手段とを備え、
拡散符号は、互いに異なる複数のチャネル識別符号を逆フーリエ変換して得られたベクトル群に含まれていることを特徴とする。
このような第１７の発明によれば、周波数軸上で等電力となるスペクトル拡散された信号を受信する受信装置を構成することができる。この受信装置とこれに対応した送信装置とを用いてスペクトル拡散通信を行うことにより、伝送特性が向上し、多重容量が増大する。
【００２３】
第１８の発明は、スペクトル拡散通信を行う通信方法であって、
拡散符号を用いて、入力信号を拡散する拡散ステップと、
拡散ステップで拡散された信号を送信する送信ステップと、
送信ステップで送信された信号を受信する受信ステップと、
拡散符号に対応した逆拡散符号を用いて、受信ステップで受信された信号を逆拡散する逆拡散ステップとを備え、
拡散符号は、互いに異なる複数のチャネル識別符号を逆フーリエ変換して得られたベクトル群に含まれていることを特徴とする。
【００２４】
第１９の発明は、スペクトル拡散通信における送信方法であって、
拡散符号を用いて、入力信号を拡散する拡散ステップと、
拡散ステップで拡散された信号を送信する送信ステップとを備え、
拡散符号は、互いに異なる複数のチャネル識別符号を逆フーリエ変換して得られたベクトル群に含まれていることを特徴とする。
【００２５】
第２０の発明は、スペクトル拡散通信における受信方法であって、
拡散符号を用いて拡散された信号を受信する受信ステップと、
拡散符号に対応した逆拡散符号を用いて、受信ステップで受信された信号を逆拡散する逆拡散ステップとを備え、
拡散符号は、互いに異なる複数のチャネル識別符号を逆フーリエ変換して得られたベクトル群に含まれていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本実施形態に係る通信システムによれば、周波数軸上で等電力となるスペクトル拡散を行えるので、伝送特性が向上し、多重容量が増大する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１は、本発明の実施形態に係る通信システムの構成を示すブロック図である。本実施形態に係る通信システムは、送信装置２０、および、受信装置３０を備えている。送信装置２０と受信装置３０との間では、スペクトル拡散通信が行われる。拡散符号生成装置１０は、通信が行われる前に、送信装置２０で使用される拡散符号１２１、および、受信装置３０で使用される逆拡散符号１３１を生成する。拡散符号生成装置１０は、直交符号生成部１１、Ｍ系列生成部１２、乗算器１３、ゼロ値付加部１４、および、逆フーリエ変換部１５を含んでいる。送信装置２０は、拡散符号記憶部２１、拡散部２２、フィルタ部２３、ＲＦ（Radio Frequency ）変調部２４、および、アンテナ２５を含んでいる。受信装置３０は、アンテナ３１、ＲＦ復調部３２、逆拡散符号記憶部３３、逆拡散部３４、フィルタ部３５、および、同期トラッキング部３６を含んでいる。
【００２８】
始めに、拡散符号生成装置１０の動作を説明する。拡散符号生成装置１０は、送信装置２０および受信装置３０がスペクトル拡散通信を行う前に、以下のように動作する。直交符号生成部１１は、各要素が１または−１である所定長のベクトルを所定数だけ含んだ直交符号を生成する。直交符号としては、例えば、アダマール符号、ウォルシュ符号、ゴールド符号などが使用される。
【００２９】
Ｍ系列生成部１２は、直交符号生成部１１で生成されたベクトルと同じ長さで、各要素が１または−１であるＭ系列（最大長系列）を生成する。任意長のＭ系列を生成するには、例えば、ｍ段のシフトレジスタを用いて（２m −１）の長さのＭ系列を求め、必要に応じて、求めたＭ系列を繰り返せばよい。
【００３０】
乗算器１３は、直交符号生成部１１で生成された直交符号の各ベクトルと、Ｍ系列生成部１２で生成されたＭ系列とを、要素ごとに乗算する。すなわち、直交符号生成部１１で生成された直交符号のあるベクトルを（Ａ1 、Ａ2 、…、Ａn ）とし、Ｍ系列生成部１２で生成されたＭ系列を（Ｂ1 、Ｂ2 、…、Ｂn ）としたときに、乗算器１３は、両者の要素ごとの積として（Ａ1 Ｂ1 、Ａ2 Ｂ2 、…、Ａn Ｂn ）を出力する。このようにＭ系列を乗算するのは、後述するチャネル識別符号のビットパターンにランダム性を持たせるためである。
【００３１】
ゼロ値付加部１４は、乗算器１３から出力された各ベクトルの前後に所定数のゼロ値を付加する。ゼロ値付加部１４は、ベクトルの前または後の一方にゼロ値を付加してもよく、ベクトルの前後両方にゼロ値を付加してもよい。後者の場合、ゼロ値付加部１４は、ベクトルの前後両方に同じ数のゼロ値を付加してもよく、ベクトルの前後に異なる数のゼロ値を付加してもよい。このようにゼロ値を付加するのは、拡散された信号を周波数軸上に変換した場合に、２つの拡散された信号の間に周波数軸上でガード領域を設け、受信装置３０において必要な帯域を抽出するフィルタの構成を容易にするためである。ゼロ値付加後のベクトルは、互いに異なるので、スペクトル拡散通信におけるチャネル識別符号として使用される。
【００３２】
逆フーリエ変換部１５は、ゼロ値付加部１４で求めたチャネル識別符号のそれぞれを逆フーリエ変換し、元のベクトルと同じ数の要素を有するベクトルを求める。逆フーリエ変換後の各ベクトルの各要素は、複素数となる。逆フーリエ変換部１５で求めたベクトル群に含まれるベクトルの全部または一部が、送信装置２０で使用される拡散符号１２１となる。また、求めたベクトルの各要素をその共役複素数と置換したベクトルが、受信装置３０で使用される逆拡散符号１３１となる。
【００３３】
図２を参照して、拡散符号生成装置１０の動作の一例を説明する。直交符号生成部１１は、例えば、長さ１６のベクトルを１６個含んだアダマール符号（図２に示すベクトル群ＶＧa ）を生成する。Ｍ系列生成部１２は、例えば、長さ１６のＭ系列（1,-1,1,1,-1,1,1,-1,1,-1,-1,1,-1,1,-1,-1 ）を生成する。乗算器１３は、直交符号生成部１１で生成された１６個のベクトルのそれぞれと、Ｍ系列生成部１２で生成されたＭ系列とを要素ごとに乗算し、図２に示すベクトル群ＶＧb を出力する。ゼロ値付加部１４は、乗算器１３から出力された１６個のベクトルの前後にそれぞれ２個ずつゼロ値を付加し、長さ２０のベクトルを１６個含んだベクトル群（図２に示すベクトル群ＶＧc ）を出力する。ベクトル群ＶＧc に含まれるベクトルが、チャネル識別符号となる。
【００３４】
逆フーリエ変換部１５は、ゼロ値付加部１４で求めた１６個のチャネル識別符号をそれぞれ逆フーリエ変換する。図３は、拡散符号生成装置１０におけるチャネル識別符号および拡散符号の一例を示す図である。図３には、図２に示すベクトルＶc1が、逆フーリエ変換によって、図２に示すベクトルＶd1に変換される様子が示されている。逆フーリエ変換部１５は、１６個のチャネル識別符号をそれぞれ逆フーリエ変換することにより、各要素が複素数である長さ２０のベクトルを１６個含んだベクトル群（図２に示すベクトル群ＶＧd ）を求める。ベクトル群ＶＧd に含まれる１６個のベクトルの全部または一部が、送信装置２０で使用される拡散符号１２１となり、求めたベクトルの各要素をその共役複素数と置換したベクトルが、受信装置３０で使用される逆拡散符号１３１となる。
【００３５】
次に、送信装置２０および受信装置３０の動作を説明する。送信装置２０および受信装置３０は、通信を行う前に、拡散符号生成装置１０からそれぞれ、拡散符号１２１および逆拡散符号１３１の提供を受ける。送信装置２０では、拡散符号生成装置１０から提供された拡散符号１２１は、拡散符号記憶部２１に記憶される。受信装置３０では、拡散符号生成装置１０から提供された逆拡散符号１３１は、逆拡散符号記憶部３３に記憶される。なお、拡散符号１２１および逆拡散符号１３１を各装置に提供する方法には、各装置の製造時に各記憶部に書き込んでおく方法や、各装置の製造後に入力手段や通信手段を用いて提供する方法などがある。また、拡散符号記憶部２１および逆拡散符号記憶部３３が記憶する符号の数は、１個でも複数でもよい。
【００３６】
送信装置２０と受信装置３０との間で通信を行うときには、拡散符号記憶部２１は、記憶した拡散符号１２１の中から選択した１個の拡散符号１２２を拡散部２２に出力する。同様に、逆拡散符号記憶部３３は、記憶した逆拡散符号１３１の中から選択した１個の逆拡散符号１３２を逆拡散部３４に出力する。より詳細には、拡散符号記憶部２１は、使用するチャネルに対応した拡散符号１２２として、当該チャネルのチャネル識別符号を逆フーリエ変換して得られた拡散符号を出力する。逆拡散符号記憶部３３は、使用するチャネルに対応した逆拡散符号１３２として、当該チャネルのチャネル識別符号を逆フーリエ変換して得られた拡散符号に対応した逆拡散符号を出力する。
【００３７】
拡散部２２には、送信すべき信号として、入力信号２０１が入力される。入力信号２０１は、送信すべきデータに誤り訂正符号化処理と所定のベースバンド変調とを施して得られた信号である。拡散部２２は、拡散符号記憶部２１に記憶された拡散符号１２２を用いて入力信号２０１を拡散し、拡散信号２０２を出力する。より詳細には、拡散部２２には、入力信号２０１が切り替わる時間Ｔ１よりも短い時間Ｔ２ごとに拡散符号１２２の各要素が入力され、拡散部２２は、入力信号２０１と拡散符号１２２の各要素とを時間Ｔ２ごとに乗算する。このように上記時間Ｔ２ごとに拡散符号の各要素を乗算することを、一般に、拡散符号をチップレートで乗算するという。
【００３８】
本実施形態では、拡散符号１２２の各要素は複素数である。このため、拡散部２２は、入力信号２０１と拡散符号１２２とをチップレートで複素乗算する。すなわち、拡散部２２は、入力信号２０１と拡散符号１２２の各要素とを上記時間Ｔ２ごとに複素乗算する。例えば、虚数単位をｊとしたときに、拡散符号１２２のある要素が複素数（Ｃ＋Ｄｊ）であったとする。入力信号２０１が実数Ａである場合、拡散部２２は、拡散信号２０２として、Ａ×（Ｃ＋Ｄｊ）＝（ＡＣ＋ＡＤｊ）なる信号を出力する。また、入力信号２０１が複素数（Ａ＋Ｂｊ）である場合、拡散部２２は、拡散信号２０２として、（Ａ＋Ｂｊ）×（Ｃ＋Ｄｊ）＝｛（ＡＣ−ＢＤ）＋（ＡＤ＋ＢＣ）ｊ｝なる信号を出力する。このような拡散部２２の作用により、入力信号２０１は、周波数軸上で広い範囲に拡散される。
【００３９】
フィルタ部２３は、バンドパスフィルタを用いて構成される。フィルタ部２３は、拡散部２２から出力された拡散信号２０２から、不要な帯域に含まれる雑音成分を除去する。ＲＦ変調部２４は、フィルタ部２３から出力された信号を用いて搬送波を直交変調し、無線帯域の信号を出力する。より詳細には、ＲＦ変調部２４は、フィルタ部２３から出力された信号の実数部を用いて搬送波を第１の方向に変調し、フィルタ部２３から出力された信号の虚数部を用いて搬送波を第２の方向（第１の方向とは位相が９０度異なる方向）に変調する。アンテナ２５は、ＲＦ変調部２４から出力された信号に基づき、電波を放射する。
【００４０】
受信装置３０ではアンテナ３１が、送信装置２０から放射された電波を受信し、無線帯域の信号を出力する。ＲＦ復調部３２は、アンテナ３１から出力された信号を、ベースバンド帯域の復調信号３０１に直交復調する。より詳細には、ＲＦ復調部３２は、アンテナ３１から出力された信号を上記第１の方向に復調することにより実数部を、当該信号を上記第２の方向に復調することにより虚数部を求め、複素数の形式で復調信号３０１を出力する。
【００４１】
逆拡散部３４は、逆拡散符号記憶部３３に記憶された逆拡散符号１３２を用いて復調信号３０１を逆拡散し、逆拡散信号３０２を出力する。より詳細には、逆拡散部３４は、復調信号３０１と逆拡散符号１３２とをチップレートで複素乗算する。すなわち、逆拡散部３４は、復調信号３０１と逆拡散符号１３２の各要素とを上記時間Ｔ２ごとに複素乗算する。例えば、逆拡散符号１３２のある要素が複素数（Ｃ−Ｄｊ）であり、復調信号３０１が複素数（Ｅ＋Ｆｊ）である場合、逆拡散部３４は、逆拡散信号３０２として、（Ｅ＋Ｆｊ）×（Ｃ−Ｄｊ）＝｛（ＥＣ＋ＦＤ）＋（−ＥＤ＋ＦＣ）ｊ｝なる信号を出力する。このような逆拡散部３４の作用により、周波数軸上で広い範囲に拡散された入力信号２０１は、特定の周波数に集められる。
【００４２】
フィルタ部３５は、ローパスフィルタを用いて構成される。フィルタ部３５は、逆拡散部３４から出力された逆拡散信号３０２から、不要な帯域に含まれる雑音成分を除去し、出力信号３０３を出力する。これにより、入力信号２０１に対応した出力信号３０３を受信装置３０で復元することができる。出力信号３０３に対しては、送信すべきデータから入力信号２０１を求めるまでに施された処理（誤り訂正符号化処理とベースバンド変調処理）の逆の処理（ベースバンド復調処理と誤り訂正復号化処理）が施される。
【００４３】
同期トラッキング部３６は、逆拡散符号記憶部３３に対して同期信号３１１を出力する。逆拡散符号記憶部３３は、同期トラッキング部３６から出力された同期信号３１１のタイミングに合わせて、逆拡散部３４に逆拡散符号１３２を出力する。同期トラッキング部３６は、同期信号３１１の出力タイミングを適宜切り替えることにより、逆拡散部３４から出力された信号のレベルが最大となる出力タイミング（ピーク位置）を検出する。このような同期トラッキング部３６の作用により、逆拡散処理を行うための最適なタイミングを受信装置３０で求めることができる。なお、受信装置３０は、送信装置２０との間で周波数同期を確立するために、ＡＦＣ（Automatic Frequency Control ）回路をさらに備えていてもよい。
【００４４】
図４を参照して、送信装置２０および受信装置３０の主要な構成要素の詳細を説明する。図４には、拡散部２２、ＲＦ変調部２４、ＲＦ復調部３２、逆拡散部３４、フィルタ部３５、および、同期トラッキング部３６の詳細な構成が示されている。以下では、例として、入力信号２０１がＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying ）方式でベースバンド変調されている場合について説明する。この例では、拡散符号１２２、逆拡散符号１３２、入力信号２０１、および、復調信号３０１は、いずれも複素数となる。そこで、拡散符号１２２を（Ｃ＋Ｄｊ）、逆拡散符号１３２を（Ｃ−Ｄｊ）、入力信号２０１を（Ａ＋Ｂｊ）、復調信号３０１を（Ｅ＋Ｆｊ）と表す。この場合、ＡおよびＢは１または−１となり、Ｃ、Ｄ、ＥおよびＦは任意の実数となる。
【００４５】
拡散部２２は、４個の乗算器と、減算器と、加算器とを含んでいる。第１の乗算器は、入力信号２０１の実数部Ａと拡散符号１２２の実数部Ｃとの積ＡＣを求める。他の３つの乗算器は、それぞれ、積ＢＤ、積ＡＤ、積ＢＣを求める。減算器は、積ＡＣから積ＢＤを減算することにより、拡散信号２０２の実数部（ＡＣ−ＢＤ）を求める。加算器は、積ＡＤと積ＢＣとを加算することにより、拡散信号２０２の虚数部（ＡＤ＋ＢＣ）を求める。拡散部２２は、拡散信号２０２を実数部と虚数部とに分けて出力する。
【００４６】
ＲＦ変調部２４は、２個の乗算器と、加算器とを含んでいる。一方の乗算器は、拡散信号２０２の実数部と同相搬送波（ｃｏｓ波）とを乗算し、他方の乗算器は、拡散信号２０２の虚数部と直交搬送波（ｓｉｎ波）とを乗算する。加算器は、２個の乗算器から出力された信号を加算する。ＲＦ変調部２４は、搬送波を直交変調した結果として、１本の信号を出力する。なお、一般にＱＰＳＫ変調では、（１、１）、（１、−１）、（−１、１）および（−１、−１）の４値で搬送波を直交変調するが、本実施形態では、これら４値以外の値でも搬送波を直交変調することになる。
【００４７】
ＲＦ復調部３２は、２個の乗算器と、２個のローパスフィルタ（図４ではＬＰＦと記載）とを含んでいる。ＲＦ変調部２４から出力された信号は、ＲＦ復調部３２の内部で２分岐する。一方の乗算器は、２分岐した信号の一方と同相搬送波（ｃｏｓ波）とを乗算し、他方の乗算器は、２分岐した信号の他方と直交搬送波（ｓｉｎ波）とを乗算する。２個のローパスフィルタは、それぞれ、２個の乗算器から出力された信号から、不要な帯域に含まれている雑音成分を除去する。このようなＲＦ復調部３２の作用により、拡散信号２０２に対応した復調信号３０１が復元される。ＲＦ復調部３２は、復調信号３０１を実数部と虚数部と分けて出力する。
【００４８】
逆拡散部３４は、４個の乗算器と、減算器と、加算器とを含んでいる。第１の乗算器は、復調信号３０１の実数部Ｅと逆拡散符号１３２の実数部Ｃとの積ＥＣを求める。他の３つの乗算器は、それぞれ、積（−ＦＤ）、積（−ＥＤ）、積ＦＣを求める。減算器は、積ＥＣから積（−ＦＤ）を減算することにより、逆拡散信号３０２の実数部（ＥＣ＋ＦＤ）を求める。加算器は、積（−ＥＤ）と積ＦＣとを加算することにより、逆拡散信号３０２の虚数部（−ＥＤ＋ＦＣ）を求める。逆拡散部３４は、逆拡散信号３０２を実数部と虚数部とに分けて出力する。
【００４９】
フィルタ部３５は、２つの累積加算器を含んでいる。一方の累積加算器は、逆拡散部３４から出力された逆拡散信号３０２の実数部を、入力信号２０１の１つのデータシンボルに相当する分だけ累積加算して、出力信号３０３の実数部Ａ'を出力する。同様に、他方の累積加算器は、逆拡散信号３０２の虚数部を、入力信号２０１の１つのデータシンボルに相当する分だけ累積加算して、出力信号３０３の虚数部Ｂ'を出力する。フィルタ部３５は、出力信号３０３を実数部と虚数部とに分けて出力する。
【００５０】
同期トラッキング部３６は、相関値計算部３７と、ピーク検出部３８とを含んでいる。相関値計算部３７は、入力信号２０１の１つのデータシンボルに相当する分だけ、逆拡散信号３０２を実数部と虚数部とに分けて累積加算する。すなわち、相関値計算部３７は、｛Σ（ＥＣ＋ＦＤ）＋Σ（−ＥＤ＋ＦＣ）ｊ｝（ただし、Σは入力信号２０１の１つのデータシンボルに相当する分についての和）なる複素数を求める。次に、相関値計算部３７は、求めた複素数の絶対値を計算して、相関値としてピーク検出部３８に出力する。ピーク検出部３８は、タイミングを適宜変更しながら、逆拡散符号記憶部３３に同期信号３１１を出力する。復調信号３０１と逆拡散符号１３２との間で同期が取れたときに、相関値計算部３７から出力された相関値が最大となる。ピーク検出部３８は、相関値計算部３７から出力された相関値が最大となるタイミングをピーク位置として検出し、検出したピーク位置で同期信号３１１を出力する。
【００５１】
以上の説明では、入力信号２０１はＱＰＳＫ方式でベースバンド変調されていることとしたが、入力信号２０１が他の直交変調方式でベースバンド変調されている場合も、図４と同様の構成を有する通信システムを構築できる。例えば、入力信号２０１が１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation ）方式でベースバンド変調されている場合には、入力信号２０１の実数部Ａおよび虚数部Ｂが、それぞれ独立に４つの値を取り得る。この場合の各構成要素の詳細な構成は、図４と同じでよい。
【００５２】
次に、本実施形態に係る通信システムの効果を説明する。上述したように、拡散符号生成装置１０は、生成した直交符号に対してＭ系列乗算およびゼロ値付加を行ってチャネル識別符号を求めた後、チャネル識別符号を逆フーリエ変換することにより、拡散符号１２１および逆拡散符号１３１を生成する。送信装置２０および受信装置３０は、それぞれ、拡散符号生成装置１０で生成された拡散符号１２１および逆拡散符号１３１を記憶し、記憶した符号から選択した１個の符号を用いてスペクトル拡散通信を行う。
【００５３】
拡散符号生成装置１０で生成される直交符号の各ベクトルは、互いに直交している。直交性はＭ系列乗算およびゼロ値付加を行っても保たれるので、これら２つの処理を行って得られたチャネル識別符号は互いに直交する。また、逆フーリエ変換は直交変換であるので、各チャネル識別符号を逆フーリエ変換して得られた拡散符号も、互いに直交する。本実施形態に係る通信システムは、このように互いに直交する拡散符号を使用することにより、ＰＮ符号などを使用する一般的なスペクトル拡散通信システムと同様に、スペクトル拡散通信を行うことができる。
【００５４】
また、本実施形態に係る通信システムでは、各要素が１または−１であり、互いに直交するチャネル識別符号を逆フーリエ変換したベクトルを拡散符号として使用するので、拡散符号をフーリエ変換すると、フーリエ変換した結果の各要素は１または−１となり、その絶対値は一定となる。したがって、この拡散符号を用いて拡散した場合、入力信号は、周波数軸上で等しい電力で広範囲に拡散される。よって、周波数軸上で等電力となるスペクトル拡散を行えるので、周波数上で等電力ではない従来のスペクトル拡散通信と比較して、伝送特性が向上し、多重容量が増大する。
【００５５】
図５は、本実施形態に係る通信システムの伝送特性の一例を示す図である。図５において、横軸はＳ／Ｎ比（信号／ノイズ比）であり、縦軸はビット誤り率である。従来技術の特性（破線）は、長さ１６のアダマール符号を拡散符号として使用した場合の伝送特性である。本実施形態の特性（実線）は、同じアダマール符号を逆フーリエ変換して得られた結果を拡散符号として使用した場合の特性である。ただし、チャネルの分割方式は、いずれの場合もＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access ）である。図５に示すように、どちらの特性においても、Ｓ／Ｎ比が悪くなるに伴ってビット誤り率が大きくなるが、本実施形態の特性は、従来技術の特性よりもビット誤り率が小さい点で優れている。したがって、本実施形態に係る通信システムによれば、スペクトル拡散通信における多重容量を増大させることができる。
【００５６】
なお、本実施形態では、拡散符号生成装置１０は、直交符号としてアダマール符号を生成し、生成したアダマール符号に基づき拡散符号を生成することとしたが、直交符号としてウォルシュ符号やゴールド符号などを使用してもよく、直交符号に代えてＰＮ符号などを使用してもよい。また、拡散符号生成装置１０は、互いに異なる複数のチャネル識別符号を生成し、生成したチャネル識別符号に基づき拡散符号を生成してもよい。この場合、チャネル識別符号の各要素の絶対値が均一、あるいは、ほぼ均一であることが望ましい。また、チャネル識別符号は、完全な意味での直交性を有している必要はなく、２つのベクトルの内積が十分にゼロに近くなる性質を有していればよい。
【００５７】
また、本実施形態では、拡散符号生成装置１０は、生成した直交符号にＭ系列乗算およびゼロ値付加を行うこととしたが、これら２つの処理の両方または一方を行わないこととしてもよい。これにより、図６に示すように、生成した直交符号を逆フーリエ変換することにより拡散符号を生成する拡散符号生成装置１７（図６（ａ））、生成した直交符号にＭ系列を乗算した後、逆フーリエ変換することにより拡散符号を生成する拡散符号生成装置１８（図６（ｂ））、生成した直交符号にゼロ値を付加した後、逆フーリエ変換することにより拡散符号を生成する拡散符号生成装置１９（図６（ｃ））を構成することができる。これら３種類の拡散符号生成装置も、拡散符号生成装置１０と同様の効果を奏する。
【００５８】
また、本実施形態では、拡散符号生成装置１０は、乗算器１３から出力された各ベクトルの前後に所定数のゼロ値を付加することとしたが、これに代えて、あるいは、これとともに、乗算器１３から出力された各ベクトルの同じ位置に所定数のゼロ値を挿入することとしてもよい。このように各ベクトルの同じ位置にゼロ値を挿入することにより、周波数軸上でキャリアホール（使用しない周波数帯域）を設け、他のシステムが当該周波数帯域の搬送波に干渉することを避けることができる。このように、拡散符号生成装置１０は、互いに異なる数値列の同じ位置に所定数のゼロ値を付加あるいは挿入してよい。
【００５９】
また、本実施形態では、送信装置２０がＲＦ変調部２４およびアンテナ２５を、受信装置３０がアンテナ３１およびＲＦ復調部３２を備え、送信装置２０と受信装置３０との間では無線通信が行われることとした。これに代えて、送信装置２０と受信装置３０との間では、有線通信が行われることとしてもよい。この場合、送信装置２０はＲＦ変調処理を、受信装置３０はＲＦ復調処理を行わないこととしてもよい。
【００６０】
以上に示すように、本実施形態に係る通信システムによれば、周波数軸上で等電力となるスペクトル拡散を行えるので、伝送特性が向上し、多重容量が増大する。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明の通信システムは、無線ＬＡＮ等の通信システムに適用することが有効である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施形態に係る通信システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る通信システムにおいて拡散符号が生成される過程を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る通信システムにおけるチャネル識別符号および拡散符号の一例を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る通信システムの詳細な構成を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る通信システムの伝送特性の一例を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る通信システムにおける拡散符号生成装置の他の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０、１７、１８、１９…拡散符号生成装置
１１…直交符号生成部
１２…Ｍ系列生成部
１３…乗算器
１４…ゼロ値付加部
１５…逆フーリエ変換部
２０…送信装置
２１…拡散符号記憶部
２２…拡散部
２３、３５…フィルタ部
２４…ＲＦ変調部
２５、３１…アンテナ
３０…受信装置
３２…ＲＦ復調部
３３…逆拡散符号記憶部
３４…逆拡散部
３６…同期トラッキング部
３７…相関値計算部
３８…ピーク検出部
１２１、１２２…拡散符号
１３１、１３２…逆拡散符号
２０１…入力信号
２０２…拡散信号
３０１…復調信号
３０２…逆拡散信号
３０３…出力信号
３１１…同期信号
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信装置との間で通信を行う送信装置であって、
送信信号を送信する送信部を備え、
前記受信装置との間で行われる通信は、互いに異なる複数のＰＮ符号のうちのいずれか１つのＰＮ符号を用いて行われるＣＤＭＡ通信であり、
前記送信信号は、前記ＰＮ符号を逆フーリエ変換して得られる第１のベクトルに基づいて生成されており、
前記複数のＰＮ符号は、各ＰＮ符号に含まれる各要素の絶対値が等しい、送信装置。
【請求項２】
前記第１のベクトルは、前記ＰＮ符号に含まれる要素のうち少なくとも１組の要素間に値が０の要素が挿入された第２のベクトルを逆フーリエ変換して得られるものであり、
前記第２のベクトルは、前記複数のＰＮ符号のうちのいずれのＰＮ符号を用いる場合でも所定の位置の要素の値が０である、請求項１記載の送信装置。
【請求項３】
送信装置との間で通信を行う受信装置であって、
前記送信装置から送信された信号を受信する受信部を備え、
前記送信装置との間で行われる通信は、互いに異なる複数のＰＮ符号のうちのいずれか１つのＰＮ符号を用いて行われるＣＤＭＡ通信であり、
前記送信装置から送信された信号は、前記ＰＮ符号を逆フーリエ変換して得られる第１のベクトルに基づいて生成されており、
前記複数のＰＮ符号は、各ＰＮ符号に含まれる各要素の絶対値が等しい、受信装置。
【請求項４】
受信装置との間で通信を行う送信装置における送信方法であって、
前記受信装置との間で行われる通信は、互いに異なる複数のＰＮ符号のうちのいずれか１つのＰＮ符号を用いて行われるＣＤＭＡ通信であり、
前記ＰＮ符号を逆フーリエ変換して得られる第１のベクトルに基づいて送信信号を生成し、
前記送信信号を送信し、
前記複数のＰＮ符号は、各ＰＮ符号に含まれる各要素の絶対値が等しい、送信方法。
【請求項５】
送信装置との間で通信を行う受信装置における受信方法であって、
前記送信装置から送信された信号を受信するステップを備え、
前記送信装置との間で行われる通信は、互いに異なる複数のＰＮ符号のうちのいずれか１つのＰＮ符号を用いて行われるＣＤＭＡ通信であり、
前記送信装置から送信された信号は、前記ＰＮ符号を逆フーリエ変換して得られる第１のベクトルに基づいて生成されており、
前記複数のＰＮ符号は、各ＰＮ符号に含まれる各要素の絶対値が等しい、受信方法。
【請求項６】
受信装置との間でＣＤＭＡ通信を行う送信装置が送信信号の生成に用いるベクトルを生成するベクトル生成装置であって、
互いに異なる複数のＰＮ符号のうちのいずれか１つのＰＮ符号を出力するＰＮ符号出力部と、
前記ＰＮ符号を逆フーリエ変換して第１のベクトルを生成する逆フーリエ変換部とを備え、
前記複数のＰＮ符号は、各ＰＮ符号に含まれる各要素の絶対値が等しい、ベクトル生成装置。
【請求項７】
受信装置との間でＣＤＭＡ通信を行う送信装置が送信信号の生成に用いるベクトルを生成するベクトル生成方法であって、
互いに異なる複数のＰＮ符号のうちのいずれか１つのＰＮ符号を出力し、
前記ＰＮ符号を逆フーリエ変換して第１のベクトルを生成し、
前記複数のＰＮ符号は、各ＰＮ符号に含まれる各要素の絶対値が等しい、ベクトル生成方法。
【請求項８】
受信装置との間で通信を行う送信装置であって、
送信信号を送信する送信部を備え、
前記受信装置との間で行われる通信は、互いに異なる複数の直交符号または直交符号に準ずる符号のうちのいずれか１つの直交符号または直交符号に準ずる符号を用いて行われるＣＤＭＡ通信であり、
前記送信信号は、前記直交符号または直交符号に準ずる符号を逆フーリエ変換して得られる第１のベクトルに基づいて生成されており、
前記複数の直交符号または直交符号に準ずる符号は、各直交符号または直交符号に準ずる符号に含まれる各要素の絶対値が等しい、送信装置。
【請求項９】
前記直交符号または直交符号に準ずる符号は、アダマール符号またはウォルシュ符号、ゴールド符号のいずれかである、請求項７記載の送信装置。
【請求項１０】
前記第１のベクトルは、前記直交符号または直交符号に準ずる符号に含まれる要素のうち少なくとも１組の要素間に値が０の要素が挿入された第２のベクトルを逆フーリエ変換して得られるものであり、
前記第２のベクトルは、前記複数の直交符号または直交符号に準ずる符号のうちのいずれの直交符号または直交符号に準ずる符号を用いる場合でも所定の位置の要素の値が０である、請求項１記載の送信装置。
【請求項１１】
送信装置との間で通信を行う受信装置であって、
前記送信装置から送信された信号を受信する受信部を備え、
前記送信装置との間で行われる通信は、互いに異なる複数の直交符号または直交符号に準ずる符号のうちのいずれか１つの直交符号または直交符号に準ずる符号を用いて行われるＣＤＭＡ通信であり、
前記送信装置から送信された信号は、前記直交符号または直交符号に準ずる符号を逆フーリエ変換して得られる第１のベクトルに基づいて生成されており、
前記複数の直交符号または直交符号に準ずる符号は、各直交符号または直交符号に準ずる符号に含まれる各要素の絶対値が等しい、受信装置。
【請求項１２】
受信装置との間で通信を行う送信装置における送信方法であって、
前記受信装置との間で行われる通信は、互いに異なる複数の直交符号または直交符号に準ずる符号のうちのいずれか１つの直交符号または直交符号に準ずる符号を用いて行われるＣＤＭＡ通信であり、
前記直交符号または直交符号に準ずる符号を逆フーリエ変換して得られる第１のベクトルに基づいて送信信号を生成し、
前記送信信号を送信し、
前記複数の直交符号または直交符号に準ずる符号は、各直交符号または直交符号に準ずる符号に含まれる各要素の絶対値が等しい、送信方法。
【請求項１３】
送信装置との間で通信を行う受信装置における受信方法であって、
前記送信装置から送信された信号を受信するステップを備え、
前記送信装置との間で行われる通信は、互いに異なる複数の直交符号または直交符号に準ずる符号のうちのいずれか１つの直交符号または直交符号に準ずる符号を用いて行われるＣＤＭＡ通信であり、
前記送信装置から送信された信号は、前記直交符号または直交符号に準ずる符号を逆フーリエ変換して得られる第１のベクトルに基づいて生成されており、
前記複数の直交符号または直交符号に準ずる符号は、各直交符号または直交符号に準ずる符号に含まれる各要素の絶対値が等しい、受信方法。
【請求項１４】
受信装置との間でＣＤＭＡ通信を行う送信装置が送信信号の生成に用いるベクトルを生成するベクトル生成装置であって、
互いに異なる複数の直交符号または直交符号に準ずる符号のうちのいずれか１つの直交符号または直交符号に準ずる符号を出力する直交符号または直交符号に準ずる符号出力部と、
前記直交符号または直交符号に準ずる符号を逆フーリエ変換して第１のベクトルを生成する逆フーリエ変換部とを備え、
前記複数の直交符号または直交符号に準ずる符号は、各直交符号または直交符号に準ずる符号に含まれる各要素の絶対値が等しい、ベクトル生成装置。
【請求項１５】
受信装置との間でＣＤＭＡ通信を行う送信装置が送信信号の生成に用いるベクトルを生成するベクトル生成方法であって、
互いに異なる複数の直交符号または直交符号に準ずる符号のうちのいずれか１つの直交符号または直交符号に準ずる符号を出力し、
前記直交符号または直交符号に準ずる符号を逆フーリエ変換して第１のベクトルを生成し、
前記複数の直交符号または直交符号に準ずる符号は、各直交符号または直交符号に準ずる符号に含まれる各要素の絶対値が等しい、ベクトル生成方法。
【請求項１】
受信装置との間で通信を行う送信装置であって、
送信信号を送信する送信部を備え、
前記受信装置との間で行われる通信は、互いに異なる複数のＰＮ符号のうちのいずれか１つのＰＮ符号を用いて行われるＣＤＭＡ通信であり、
前記送信信号は、前記ＰＮ符号を逆フーリエ変換して得られる第１のベクトルに基づいて生成されており、
前記複数のＰＮ符号は、各ＰＮ符号に含まれる各要素の絶対値が等しい、送信装置。
【請求項２】
前記第１のベクトルは、前記ＰＮ符号に含まれる要素のうち少なくとも１組の要素間に値が０の要素が挿入された第２のベクトルを逆フーリエ変換して得られるものであり、
前記第２のベクトルは、前記複数のＰＮ符号のうちのいずれのＰＮ符号を用いる場合でも所定の位置の要素の値が０である、請求項１記載の送信装置。
【請求項３】
送信装置との間で通信を行う受信装置であって、
前記送信装置から送信された信号を受信する受信部を備え、
前記送信装置との間で行われる通信は、互いに異なる複数のＰＮ符号のうちのいずれか１つのＰＮ符号を用いて行われるＣＤＭＡ通信であり、
前記送信装置から送信された信号は、前記ＰＮ符号を逆フーリエ変換して得られる第１のベクトルに基づいて生成されており、
前記複数のＰＮ符号は、各ＰＮ符号に含まれる各要素の絶対値が等しい、受信装置。
【請求項４】
受信装置との間で通信を行う送信装置における送信方法であって、
前記受信装置との間で行われる通信は、互いに異なる複数のＰＮ符号のうちのいずれか１つのＰＮ符号を用いて行われるＣＤＭＡ通信であり、
前記ＰＮ符号を逆フーリエ変換して得られる第１のベクトルに基づいて送信信号を生成し、
前記送信信号を送信し、
前記複数のＰＮ符号は、各ＰＮ符号に含まれる各要素の絶対値が等しい、送信方法。
【請求項５】
送信装置との間で通信を行う受信装置における受信方法であって、
前記送信装置から送信された信号を受信するステップを備え、
前記送信装置との間で行われる通信は、互いに異なる複数のＰＮ符号のうちのいずれか１つのＰＮ符号を用いて行われるＣＤＭＡ通信であり、
前記送信装置から送信された信号は、前記ＰＮ符号を逆フーリエ変換して得られる第１のベクトルに基づいて生成されており、
前記複数のＰＮ符号は、各ＰＮ符号に含まれる各要素の絶対値が等しい、受信方法。
【請求項６】
受信装置との間でＣＤＭＡ通信を行う送信装置が送信信号の生成に用いるベクトルを生成するベクトル生成装置であって、
互いに異なる複数のＰＮ符号のうちのいずれか１つのＰＮ符号を出力するＰＮ符号出力部と、
前記ＰＮ符号を逆フーリエ変換して第１のベクトルを生成する逆フーリエ変換部とを備え、
前記複数のＰＮ符号は、各ＰＮ符号に含まれる各要素の絶対値が等しい、ベクトル生成装置。
【請求項７】
受信装置との間でＣＤＭＡ通信を行う送信装置が送信信号の生成に用いるベクトルを生成するベクトル生成方法であって、
互いに異なる複数のＰＮ符号のうちのいずれか１つのＰＮ符号を出力し、
前記ＰＮ符号を逆フーリエ変換して第１のベクトルを生成し、
前記複数のＰＮ符号は、各ＰＮ符号に含まれる各要素の絶対値が等しい、ベクトル生成方法。
【請求項８】
受信装置との間で通信を行う送信装置であって、
送信信号を送信する送信部を備え、
前記受信装置との間で行われる通信は、互いに異なる複数の直交符号または直交符号に準ずる符号のうちのいずれか１つの直交符号または直交符号に準ずる符号を用いて行われるＣＤＭＡ通信であり、
前記送信信号は、前記直交符号または直交符号に準ずる符号を逆フーリエ変換して得られる第１のベクトルに基づいて生成されており、
前記複数の直交符号または直交符号に準ずる符号は、各直交符号または直交符号に準ずる符号に含まれる各要素の絶対値が等しい、送信装置。
【請求項９】
前記直交符号または直交符号に準ずる符号は、アダマール符号またはウォルシュ符号、ゴールド符号のいずれかである、請求項７記載の送信装置。
【請求項１０】
前記第１のベクトルは、前記直交符号または直交符号に準ずる符号に含まれる要素のうち少なくとも１組の要素間に値が０の要素が挿入された第２のベクトルを逆フーリエ変換して得られるものであり、
前記第２のベクトルは、前記複数の直交符号または直交符号に準ずる符号のうちのいずれの直交符号または直交符号に準ずる符号を用いる場合でも所定の位置の要素の値が０である、請求項１記載の送信装置。
【請求項１１】
送信装置との間で通信を行う受信装置であって、
前記送信装置から送信された信号を受信する受信部を備え、
前記送信装置との間で行われる通信は、互いに異なる複数の直交符号または直交符号に準ずる符号のうちのいずれか１つの直交符号または直交符号に準ずる符号を用いて行われるＣＤＭＡ通信であり、
前記送信装置から送信された信号は、前記直交符号または直交符号に準ずる符号を逆フーリエ変換して得られる第１のベクトルに基づいて生成されており、
前記複数の直交符号または直交符号に準ずる符号は、各直交符号または直交符号に準ずる符号に含まれる各要素の絶対値が等しい、受信装置。
【請求項１２】
受信装置との間で通信を行う送信装置における送信方法であって、
前記受信装置との間で行われる通信は、互いに異なる複数の直交符号または直交符号に準ずる符号のうちのいずれか１つの直交符号または直交符号に準ずる符号を用いて行われるＣＤＭＡ通信であり、
前記直交符号または直交符号に準ずる符号を逆フーリエ変換して得られる第１のベクトルに基づいて送信信号を生成し、
前記送信信号を送信し、
前記複数の直交符号または直交符号に準ずる符号は、各直交符号または直交符号に準ずる符号に含まれる各要素の絶対値が等しい、送信方法。
【請求項１３】
送信装置との間で通信を行う受信装置における受信方法であって、
前記送信装置から送信された信号を受信するステップを備え、
前記送信装置との間で行われる通信は、互いに異なる複数の直交符号または直交符号に準ずる符号のうちのいずれか１つの直交符号または直交符号に準ずる符号を用いて行われるＣＤＭＡ通信であり、
前記送信装置から送信された信号は、前記直交符号または直交符号に準ずる符号を逆フーリエ変換して得られる第１のベクトルに基づいて生成されており、
前記複数の直交符号または直交符号に準ずる符号は、各直交符号または直交符号に準ずる符号に含まれる各要素の絶対値が等しい、受信方法。
【請求項１４】
受信装置との間でＣＤＭＡ通信を行う送信装置が送信信号の生成に用いるベクトルを生成するベクトル生成装置であって、
互いに異なる複数の直交符号または直交符号に準ずる符号のうちのいずれか１つの直交符号または直交符号に準ずる符号を出力する直交符号または直交符号に準ずる符号出力部と、
前記直交符号または直交符号に準ずる符号を逆フーリエ変換して第１のベクトルを生成する逆フーリエ変換部とを備え、
前記複数の直交符号または直交符号に準ずる符号は、各直交符号または直交符号に準ずる符号に含まれる各要素の絶対値が等しい、ベクトル生成装置。
【請求項１５】
受信装置との間でＣＤＭＡ通信を行う送信装置が送信信号の生成に用いるベクトルを生成するベクトル生成方法であって、
互いに異なる複数の直交符号または直交符号に準ずる符号のうちのいずれか１つの直交符号または直交符号に準ずる符号を出力し、
前記直交符号または直交符号に準ずる符号を逆フーリエ変換して第１のベクトルを生成し、
前記複数の直交符号または直交符号に準ずる符号は、各直交符号または直交符号に準ずる符号に含まれる各要素の絶対値が等しい、ベクトル生成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−１７８１１８（Ｐ２００８−１７８１１８Ａ）
【公開日】平成２０年７月３１日（２００８．７．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９１４３（Ｐ２００８−２９１４３）
【出願日】平成２０年２月８日（２００８．２．８）
【分割の表示】特願２００２−２９９３６０（Ｐ２００２−２９９３６０）の分割
【原出願日】平成１４年１０月１１日（２００２．１０．１１）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月３１日（２００８．７．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月８日（２００８．２．８）
【分割の表示】特願２００２−２９９３６０（Ｐ２００２−２９９３６０）の分割
【原出願日】平成１４年１０月１１日（２００２．１０．１１）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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