移動通信システム
【目的】限られた数の拡散符号を用いて通信チャネル数を増大することを可能としたＣＤＭＡ方式の移動通信システムを提供する。
【構成】基地局と複数の移動局との間で符号分割多重（ＣＤＭＡ）を用いて通信を行う移動通信システムにおいて、基地局は拡散符号生成回路１０から供給される複数の基地局で共通の拡散符号Ｃ１〜Ｃｎを用いて乗算器１１〜１ｎで情報系列Ｓ１〜Ｓｎを拡散し、これらの拡散した信号を加算器２１で加算合成した後、送信タイミング調整回路２２により各基地局毎に異なる基準シンボルタイミングで移動局へ送信する送信装置を有する。移動局は中心局の送信装置から送信される信号のうち当該移動局に対して予め定められた基準シンボルタイミングで送信されてきた一つの信号を受信し、この受信信号を送信装置で用いた拡散符号と同じ拡散符号を用いて逆拡散して元の情報系列を再生する受信装置を有する。
【構成】基地局と複数の移動局との間で符号分割多重（ＣＤＭＡ）を用いて通信を行う移動通信システムにおいて、基地局は拡散符号生成回路１０から供給される複数の基地局で共通の拡散符号Ｃ１〜Ｃｎを用いて乗算器１１〜１ｎで情報系列Ｓ１〜Ｓｎを拡散し、これらの拡散した信号を加算器２１で加算合成した後、送信タイミング調整回路２２により各基地局毎に異なる基準シンボルタイミングで移動局へ送信する送信装置を有する。移動局は中心局の送信装置から送信される信号のうち当該移動局に対して予め定められた基準シンボルタイミングで送信されてきた一つの信号を受信し、この受信信号を送信装置で用いた拡散符号と同じ拡散符号を用いて逆拡散して元の情報系列を再生する受信装置を有する。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は移動通信システムに係り、特に符号分割多重（ＣＤＭＡ）で通信を行う移動通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】符号分割多重（ＣＤＭＡ）方式は、同一周波数の下で送信すべき情報系列をチャネル毎に異なる拡散符号で拡散して多重化を行う通信方式であり、例えば文献１：ジャテック出版発行 R.C.Dixon著「スペクトラム拡散通信方式」にその詳細な構成・機能が記述されている。ここでは、直接拡散ＣＤＭＡと呼ばれる方式について概要を説明する。
【０００３】図７に、典型的なＣＤＭＡ通信システムにおける送信装置の構成を示す。ｎ個の情報系列Ｓ１，Ｓ２…，Ｓｎは乗算器１１，１２，…，１ｎに入力され、拡散符号生成回路２からの拡散符号Ｃ１，Ｃ２，…，Ｃｎによってそれぞれ拡散される。乗算器１１，１２，…，１ｎの出力信号は、加算器３によって同じタイミングで合成されることにより、送信信号が生成される。
【０００４】一方、受信側において受信された信号は、送信装置側で用いたのと同じ拡散符号Ｃ１，Ｃ２，…，Ｃｎによって逆拡散され、元の情報系列Ｓ１，Ｓ２…，Ｓｎが生成される。
【０００５】ここで、拡散符号Ｃ１，Ｃ２，…，Ｃｎは通常、自己相関特性の良好な符号系列（相関をとる二つの符号系列の時間オフセットをτとすると、τ＝０のところでのみ強い相関値をとり、他では相関値が小さい）で、かつ相互相関特性が良好な符号系列、すなわち他の拡散符号との相関が低い符号系列（相互相関値が任意の時間オフセットである一定値より小さい符号系列）が選ばれる。
【０００６】一方、ＣＤＭＡ方式をマルチセルラ方式の移動通信システムに適用する場合、拡散符号を複数のセルで繰り返し利用する方式が提案されている（特公昭５８−５６２９０）。この方式によれば、使用できるチャネル数が増加し、加入者容量の増大を図ることができると考えられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したような自己相関特性および相互相関特性が良好であるという拡散符号の要求を満たす符号系列のクラスは少なく、また各クラスに含まれる拡散符号の数も少ない。従って、通信チャネル毎に異なる拡散符号を割り当てる従来のＣＤＭＡ通信システムでは、使用できる通信チャネル数が少なく、加入者容量の大きい移動通信システムのような無線通信システムには適さないという欠点があった。
【０００８】また、マルチセルラ方式の移動通信システムにおいて拡散符号を複数のセルで繰り返し利用する方式では、拡散符号を十分離れたセルでなく、隣接セルなどで繰り返し用いると、相互干渉により通信品質が劣化するため、加入者容量の増大には限界があった。
【０００９】本発明の目的は、限られた数の拡散符号を用いて加入者容量の大きいＣＤＭＡ方式の移動通信システムを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、基地局と複数の移動局との間で符号分割多重を用いて通信を行う移動通信システムにおいて、基地局は、複数の基地局で共通の拡散符号を用いて情報系列を拡散し、拡散した信号を各基地局毎に異なる送信タイミンングで移動局へ送信する送信装置を有することを基本的な特徴とする。
【００１１】一方、移動局は中心局の送信装置から送信される信号のうち当該移動局に対して予め定められた送信タイミンングで送信されてきた一つの信号を受信し、この受信した信号を送信装置で用いた拡散符号と同じ拡散符号を用いて逆拡散して情報系列を得る受信装置を有することを特徴とする。
【００１２】また、本発明は基地局の送信装置において複数の異なる拡散符号を用いて複数の情報系列をそれぞれ拡散し、拡散した信号を同一の送信タイミンングで移動局へ送信することを特徴とする。
【００１３】さらに、本発明は基地局を複数の地点に設置し、これら複数の基地局のうち空間的に離れた地点に位置する所定の少なくとも二つの基地局の送信装置で同一の送信タイミンングを使用することを特徴とする。
【００１４】
【作用】このように本発明のＣＤＭＡ移動通信システムでは、複数の基地局において共通の拡散符号を用いて情報系列をそれぞれ拡散した後、基地局毎に異なる送信タイミンングで複数の移動局へ送信する。この場合、基地局間の送信タイミンングの基準となる基準シンボルタイミング間隔をある程度以上の時間に選べば、複数の基地局で同じ拡散符号を使用しても相互干渉は生じない。これにより、共通の拡散符号を用いる基地局の数をＮとすれば、同一の拡散符号に対してＮ個の独立した通信チャネルが形成される。
【００１５】一方、各移動局では、送信されてきた信号のうち、当該移動局すなわち自局に対して予め定められた送信タイミンングで送信されてきた信号のみを受信し、これを送信装置で使用したのと同じ拡散符号を用いて逆拡散することで、元の情報系列が容易に再生される。
【００１６】また、基地局の送信装置において複数の異なる拡散符号を用いれば、これらの拡散符号を同時に用いて複数の情報系列を同一の送信タイミンングで送信することができ、より多数の通信チャネルが得られる。
【００１７】さらに、空間的に離れた地点に位置する二つの基地局の送信装置で同一の送信タイミンングを使用するという、送信タイミンングの空間的再利用を行うことにより、システム全体としてより多くの通信チャネルを使用することが可能となるため、通信容量すなわち加入者容量はより一層増大する。
【００１８】
【実施例】（実施例１）図１は、基地局に設けられる送信装置の構成を示すブロック図であり、ｎ台の移動局に対して同時に送信を行う送信装置について示している。
【００１９】この送信装置は、拡散符号生成回路１０、乗算器１１，１２，…，１ｎ、加算器２１、送信タイミング調整回路２２、制御部２３および同期タイミング発生回路２４からなる。拡散符号生成回路１０は、情報系列Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｎにそれぞれ同期して拡散符号Ｃ１，Ｃ２，…，Ｃｎを生成する。乗算器１１，１２，…，１ｎは、情報系列Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｎに拡散符号生成回路１０から供給される拡散符号Ｃ１，Ｃ２，…，Ｃｎをそれぞれ乗じることにより情報系列Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｎを拡散する処理を行う。加算器２１は、乗算器１１，１２，…，１ｎの出力信号を加算して合成する。送信タイミング調整回路２２は、同期タイミング発生回路２４から供給される同期タイミング（基準タイミング）を基に、制御部２３から指示された基準シンボルタイミングで加算器２１の出力信号を送信するように送信タイミングを調整するものである。
【００２０】次に、この送信装置の動作を説明する。送信すべき情報系列Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｎは、乗算器１１，１２，…，１ｎにおいて拡散信号生成回路１０からの拡散符号Ｃ１，Ｃ２，…，Ｃｎによりそれぞれ拡散された後、加算器２１で加算合成される。加算器２１の出力信号は、送信タイミング調整回路２２によって送信タイミングが調整されることにより、送信信号が生成される。生成された送信信号は、図示しない送信回路部より出力され、無線回線を経てｎ台の移動局へ向けて送信される。ここで、送信タイミングは基準シンボルタイミングが複数の基地局同士で互いに一致しないように調整される。
【００２１】図２に、各基地局における基準シンボルタイミングの設定例を示す。同図に示すように、情報系列の１シンボル長Ｔｓの期間内に複数の基準シンボルタイミングＴ１，Ｔ２，…，ＴＮを設定し、各基準シンボルタイミングの基準タイミングＡからの遅延量を基地局毎に送信タイミング調整回路２２で与える。すなわち、基地局１はＴ１のタイミング、基地局２はＴ２のタイミング、そして基地局ＮはＴＮのタイミングでそれぞれ送信を行う場合、基準タイミングＡに対してＴ１はｄ１、Ｔ２はｄ２、そしてＴＮはｄＮなる遅延量を持つ。これらの基準シンボルタイミングＴ１，Ｔ２，…，ＴＮの間隔は、移動局の受信におけるディレイスプレッドとガードタイムの和に相当する値程度に設定される。
【００２２】本実施例によると、図３に示すように各基地局１，２，…，Ｎで共通の拡散符号Ｃ１〜Ｃｎを使用することが可能であり、これによって使用可能な通信チャネル数を格段に増加させることができる。さらに、このように各基地局で共通の拡散符号を使用できることは、拡散符号マネジメントが簡単あるいは不要であるという、システム構築上大きな利点ともなる。
【００２３】図４は、図１の送信装置から送信される信号を受信するための、ｎ台の移動局にそれぞれ設けられる受信装置の構成を示すブロック図であり、相関器としてマッチドフィルタを用いた例である。この受信装置はマッチドフィルタ４１、復調器４２、基準シンボルタイミング抽出回路４３および制御部４４からなる。マッチドフィルタ４１は、制御部４４から与えられた拡散符号と受信信号との相関を検出する。基準シンボルタイミング抽出回路４３は、マッチドフィルタ４１の相関出力から自局に対する信号の基準シンボルタイミングを抽出し、そのタイミングを復調器４２に通知する。
【００２４】復調器４２は、マッチドフィルタ４１の出力と基準シンボルタイミング抽出回路４３の出力とから元の情報系列Ｓｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）を再生する。復調器４２としては、例えば文献２：U.Grob,A.L.Welti,E.Zollinger,R.Kung and H.Kaufmann,"Microcellular Direct-Sequence Spread-Spectrum Radio System Using N-Path RAKE Receiver",IEEE JSAC,Vol.SAC-8,No.5,pp.772-780,June,1990に記載されたＲＡＫＥ復調器を用いることができる。
【００２５】制御部４４は、マッチドフィルタ４１に拡散符号を与えると共に、基準シンボルタイミング抽出回路４３に対して基準シンボルタイミング抽出時に自局情報を与える。
【００２６】次に、この移動局に設けられる受信装置の動作を説明する。受信信号、すなわち図１に示した構成の基地局における送信装置から送信され、図４に示した受信装置で受信された信号は、まずマッチドフィルタ４１に入力される。マッチドフィルタ４１は、制御部４４から図１の送信装置において拡散符号生成回路１０で生成された拡散符号と同一の拡散符号が与えられており、この拡散符号と受信信号との相関をとることで逆拡散処理を行って相関出力を発生する。
【００２７】図５は、マッチドフィルタ４１の相関出力の一例であり、横軸は時間、縦軸は相関出力の絶対値である。前述したように図４の受信装置の受信信号、すなわち図１の送信装置から出力される送信信号は、基地局毎に基準シンボルタイミングがＴ１〜ＴＮのようにオフセットされて送信されているので、基準シンボルタイミングＴ１〜ＴＮに対応する時間位置において相関値の大きいところが検出される。
【００２８】基準シンボルタイミング抽出回路４３は、制御部４４から予め自局に対して送信される信号の基準シンボルタイミングに関する情報、例えば図２における基準タイミングＡと該タイミングＡから基準シンボルタイミングＴｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）までの時間長の情報が知らされており、この情報に従いマッチドフィルタ４１の出力から自局が受信すべき基準シンボルタイミングを認識する。そして基準シンボルタイミング抽出回路４３は、この基準シンボルタイミングが到来したことを検出すると、それを復調器４２へ通知する。復調器４２は、基準シンボルタイミング抽出回路４３から通知された自局の基準シンボルタイミングでのマッチドフィルタ４１の出力から、自局に対する情報系列Ｓｉを再生する。
【００２９】拡散符号を用いた直接拡散−符号分割多重（ＤＳ−ＣＤＭＡ）方式では、同一の拡散符号系列を持つ複数の移動局への信号を同時に送信しても、それらのディレイプロファイルが重ならなければ、各移動局において受信すべきプロファイルの部分のみを取り込んで情報系列を再生することができる。このことは、マルチセルラ方式の移動通信システムにおける隣接セル等、接近した基地局同士で同じ拡散符号を用いても、基準シンボルタイミングが重ならなければ各チャネルの情報系列を独立に復調、復号できることを意味する。
【００３０】従って、本実施例のようにＮ個の基地局で基準シンボルタイミングを異ならせて設定すれば、一つの拡散符号を各セルで共用でき、Ｎ個分の独立した通信チャネルが得られる。これにより、自己相関特性および相互相関特性の良い限られた数の拡散符号を用いて、従来のＮ倍の通信チャネルを得ることができることになり、加入者容量の大きいＣＤＭＡ移動通信システムを実現することができる。
【００３１】なお、復調器３２としては、例えば文献３：Akihiro Higashi,Tadashi Matsumoto,"BER Performance of Adaptive RAKE Diversity(ARD)in DPSK DS/CDMA Mobile Radio",信学技報,SST92-16,1992年6 月や、特願平４−８３９４７「スペクトラム拡散受信機」に記載されたＡＲＤ受信機を用いることも可能である。このＡＲＤ受信機を用いると、ディレイプロファイルの重なりが多少あっても、重なり部分の影響を除去して、送信された情報系列を再生することが可能となる。これにより、各基地局の基準シンボルタイミング間の間隔をより狭くして、通信チャネル数Ｎをさらに大きくとることができる。
【００３２】本実施例では、相関器としてマッチドフィルタを使用した例を示したが、複数の基準シンボルタイミングを検出できる相関器であれば、スライディング相関器を組み合わせたもの等も利用できる。
【００３３】（実施例２）図６に、複数の基地局と、それによってマルチセルラ方式の移動通信システム上で形成される複数のセルおよび各基地局で使用する基準シンボルタイミングと拡散符号の例を示す。Ｔ１は基地局１における基準シンボルタイミングであり、同様にＴｉは基地局ｉ（ｉ＝１，２，…，）における基準シンボルタイミングである。ここで、各基地局で送信する基準シンボルタイミングを異ならせれば、実施例１で説明したように、それらの各基地局間で互いに干渉が起こることはないので、異なる基地局間で同一の拡散符号Ｃ１〜Ｃｎを共通に使用できる。
【００３４】さらに、文献４：「移動通信の基礎」電子情報通信学会編に記載されているように、ある程度空間的に距離が離れると、電波は自由空間で距離の２乗、市街地では距離の約４乗に反比例して減衰するので、このような空間的に離れた地点間では同じ基準シンボルタイミングを使っても互いに干渉を与えることはない。このことを利用して、同一の基準シンボルタイミングを空間的に再利用することができる。すなわち、例えば図６に示すように、基地局１から空間的に十分離れた基地局Ｊでは、基地局１と同じ基準シンボルタイミングＴ１を送信タイミングとして使用することが可能となる。
【００３５】このように基準シンボルタイミングの空間的再利用を行うことにより、移動通信システム全体としてより多くの通信チャネルを使用することができるようになる。従って、この基準シンボルタイミングの空間的再利用と、実施例１で説明したような基準シンボルタイミングのオフセットを併用することで、使用可能な通信チャネル数がさらに増加し、加入者容量の非常に大きなＣＤＭＡ通信システムを実現することができる。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば複数の基地局で共通の拡散符号を用いて情報系列を拡散した後、基地局毎に送信タイミンングを異ならせて移動局へ送信する構成とすることにより、Ｎ個の基地局があればＮ個の独立した通信チャネルを形成することが可能である。従って、自己相関特性および相互相関特性の良好な少ない拡散符号のみしか含まない符号系列を用いても、Ｎ倍の通信チャネルを得ることができるため、加入者容量が大きく、またチャネル選択の自由度が高いＣＤＭＡ通信システムを実現できる。また、特定の拡散符号を特定の基地局で使用するように配置するなどの拡散符号マネージメントが不要となるため、システムマネージメント負荷が軽減され、より簡単で信頼性の高いシステム構築が可能となる。
【００３７】また、基地局の送信装置において複数の異なる拡散符号を用いれば、これらの拡散符号を同時に用いて複数の情報系列を同一の送信タイミンングで送信することができ、より多数の通信チャネルが得られる。
【００３８】さらに、空間的に離れた地点に位置する二つの基地局の送信装置で同一の送信タイミンングを使用するという送信タイミンングの空間的再利用を行うことにより、システム全体としてより多くの通信チャネルを使用することが可能となるため、より通信容量すなわち加入者容量の大きいＣＤＭＡ移動通信システムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における基地局の送信装置の構成を示すブロック図
【図２】同実施例における基準シンボルタイミングの設定例を示す図
【図３】同実施例における各基地局で使用する拡散符号の例を示す図
【図４】同実施例における移動局に設置の受信装置の構成を示すブロック図
【図５】図４におけるマッチドフィルタの相関出力の一例を示す図
【図６】本発明の他の実施例における基準シンボルタイミングの再利用を説明するための図
【図７】従来のＣＤＭＡ通信システムにおける送信装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
１０…拡散符号生成回路 １１〜１ｎ…乗算器
２１…加算器 ２２…送信タイミング調整回路
２３…制御部 ２４…同期タイミング発生回路
４１…マッチドフィルタ ４２…復調器
４３…基準シンボルタイミング抽出回路 ３４…制御部
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は移動通信システムに係り、特に符号分割多重（ＣＤＭＡ）で通信を行う移動通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】符号分割多重（ＣＤＭＡ）方式は、同一周波数の下で送信すべき情報系列をチャネル毎に異なる拡散符号で拡散して多重化を行う通信方式であり、例えば文献１：ジャテック出版発行 R.C.Dixon著「スペクトラム拡散通信方式」にその詳細な構成・機能が記述されている。ここでは、直接拡散ＣＤＭＡと呼ばれる方式について概要を説明する。
【０００３】図７に、典型的なＣＤＭＡ通信システムにおける送信装置の構成を示す。ｎ個の情報系列Ｓ１，Ｓ２…，Ｓｎは乗算器１１，１２，…，１ｎに入力され、拡散符号生成回路２からの拡散符号Ｃ１，Ｃ２，…，Ｃｎによってそれぞれ拡散される。乗算器１１，１２，…，１ｎの出力信号は、加算器３によって同じタイミングで合成されることにより、送信信号が生成される。
【０００４】一方、受信側において受信された信号は、送信装置側で用いたのと同じ拡散符号Ｃ１，Ｃ２，…，Ｃｎによって逆拡散され、元の情報系列Ｓ１，Ｓ２…，Ｓｎが生成される。
【０００５】ここで、拡散符号Ｃ１，Ｃ２，…，Ｃｎは通常、自己相関特性の良好な符号系列（相関をとる二つの符号系列の時間オフセットをτとすると、τ＝０のところでのみ強い相関値をとり、他では相関値が小さい）で、かつ相互相関特性が良好な符号系列、すなわち他の拡散符号との相関が低い符号系列（相互相関値が任意の時間オフセットである一定値より小さい符号系列）が選ばれる。
【０００６】一方、ＣＤＭＡ方式をマルチセルラ方式の移動通信システムに適用する場合、拡散符号を複数のセルで繰り返し利用する方式が提案されている（特公昭５８−５６２９０）。この方式によれば、使用できるチャネル数が増加し、加入者容量の増大を図ることができると考えられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したような自己相関特性および相互相関特性が良好であるという拡散符号の要求を満たす符号系列のクラスは少なく、また各クラスに含まれる拡散符号の数も少ない。従って、通信チャネル毎に異なる拡散符号を割り当てる従来のＣＤＭＡ通信システムでは、使用できる通信チャネル数が少なく、加入者容量の大きい移動通信システムのような無線通信システムには適さないという欠点があった。
【０００８】また、マルチセルラ方式の移動通信システムにおいて拡散符号を複数のセルで繰り返し利用する方式では、拡散符号を十分離れたセルでなく、隣接セルなどで繰り返し用いると、相互干渉により通信品質が劣化するため、加入者容量の増大には限界があった。
【０００９】本発明の目的は、限られた数の拡散符号を用いて加入者容量の大きいＣＤＭＡ方式の移動通信システムを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、基地局と複数の移動局との間で符号分割多重を用いて通信を行う移動通信システムにおいて、基地局は、複数の基地局で共通の拡散符号を用いて情報系列を拡散し、拡散した信号を各基地局毎に異なる送信タイミンングで移動局へ送信する送信装置を有することを基本的な特徴とする。
【００１１】一方、移動局は中心局の送信装置から送信される信号のうち当該移動局に対して予め定められた送信タイミンングで送信されてきた一つの信号を受信し、この受信した信号を送信装置で用いた拡散符号と同じ拡散符号を用いて逆拡散して情報系列を得る受信装置を有することを特徴とする。
【００１２】また、本発明は基地局の送信装置において複数の異なる拡散符号を用いて複数の情報系列をそれぞれ拡散し、拡散した信号を同一の送信タイミンングで移動局へ送信することを特徴とする。
【００１３】さらに、本発明は基地局を複数の地点に設置し、これら複数の基地局のうち空間的に離れた地点に位置する所定の少なくとも二つの基地局の送信装置で同一の送信タイミンングを使用することを特徴とする。
【００１４】
【作用】このように本発明のＣＤＭＡ移動通信システムでは、複数の基地局において共通の拡散符号を用いて情報系列をそれぞれ拡散した後、基地局毎に異なる送信タイミンングで複数の移動局へ送信する。この場合、基地局間の送信タイミンングの基準となる基準シンボルタイミング間隔をある程度以上の時間に選べば、複数の基地局で同じ拡散符号を使用しても相互干渉は生じない。これにより、共通の拡散符号を用いる基地局の数をＮとすれば、同一の拡散符号に対してＮ個の独立した通信チャネルが形成される。
【００１５】一方、各移動局では、送信されてきた信号のうち、当該移動局すなわち自局に対して予め定められた送信タイミンングで送信されてきた信号のみを受信し、これを送信装置で使用したのと同じ拡散符号を用いて逆拡散することで、元の情報系列が容易に再生される。
【００１６】また、基地局の送信装置において複数の異なる拡散符号を用いれば、これらの拡散符号を同時に用いて複数の情報系列を同一の送信タイミンングで送信することができ、より多数の通信チャネルが得られる。
【００１７】さらに、空間的に離れた地点に位置する二つの基地局の送信装置で同一の送信タイミンングを使用するという、送信タイミンングの空間的再利用を行うことにより、システム全体としてより多くの通信チャネルを使用することが可能となるため、通信容量すなわち加入者容量はより一層増大する。
【００１８】
【実施例】（実施例１）図１は、基地局に設けられる送信装置の構成を示すブロック図であり、ｎ台の移動局に対して同時に送信を行う送信装置について示している。
【００１９】この送信装置は、拡散符号生成回路１０、乗算器１１，１２，…，１ｎ、加算器２１、送信タイミング調整回路２２、制御部２３および同期タイミング発生回路２４からなる。拡散符号生成回路１０は、情報系列Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｎにそれぞれ同期して拡散符号Ｃ１，Ｃ２，…，Ｃｎを生成する。乗算器１１，１２，…，１ｎは、情報系列Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｎに拡散符号生成回路１０から供給される拡散符号Ｃ１，Ｃ２，…，Ｃｎをそれぞれ乗じることにより情報系列Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｎを拡散する処理を行う。加算器２１は、乗算器１１，１２，…，１ｎの出力信号を加算して合成する。送信タイミング調整回路２２は、同期タイミング発生回路２４から供給される同期タイミング（基準タイミング）を基に、制御部２３から指示された基準シンボルタイミングで加算器２１の出力信号を送信するように送信タイミングを調整するものである。
【００２０】次に、この送信装置の動作を説明する。送信すべき情報系列Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｎは、乗算器１１，１２，…，１ｎにおいて拡散信号生成回路１０からの拡散符号Ｃ１，Ｃ２，…，Ｃｎによりそれぞれ拡散された後、加算器２１で加算合成される。加算器２１の出力信号は、送信タイミング調整回路２２によって送信タイミングが調整されることにより、送信信号が生成される。生成された送信信号は、図示しない送信回路部より出力され、無線回線を経てｎ台の移動局へ向けて送信される。ここで、送信タイミングは基準シンボルタイミングが複数の基地局同士で互いに一致しないように調整される。
【００２１】図２に、各基地局における基準シンボルタイミングの設定例を示す。同図に示すように、情報系列の１シンボル長Ｔｓの期間内に複数の基準シンボルタイミングＴ１，Ｔ２，…，ＴＮを設定し、各基準シンボルタイミングの基準タイミングＡからの遅延量を基地局毎に送信タイミング調整回路２２で与える。すなわち、基地局１はＴ１のタイミング、基地局２はＴ２のタイミング、そして基地局ＮはＴＮのタイミングでそれぞれ送信を行う場合、基準タイミングＡに対してＴ１はｄ１、Ｔ２はｄ２、そしてＴＮはｄＮなる遅延量を持つ。これらの基準シンボルタイミングＴ１，Ｔ２，…，ＴＮの間隔は、移動局の受信におけるディレイスプレッドとガードタイムの和に相当する値程度に設定される。
【００２２】本実施例によると、図３に示すように各基地局１，２，…，Ｎで共通の拡散符号Ｃ１〜Ｃｎを使用することが可能であり、これによって使用可能な通信チャネル数を格段に増加させることができる。さらに、このように各基地局で共通の拡散符号を使用できることは、拡散符号マネジメントが簡単あるいは不要であるという、システム構築上大きな利点ともなる。
【００２３】図４は、図１の送信装置から送信される信号を受信するための、ｎ台の移動局にそれぞれ設けられる受信装置の構成を示すブロック図であり、相関器としてマッチドフィルタを用いた例である。この受信装置はマッチドフィルタ４１、復調器４２、基準シンボルタイミング抽出回路４３および制御部４４からなる。マッチドフィルタ４１は、制御部４４から与えられた拡散符号と受信信号との相関を検出する。基準シンボルタイミング抽出回路４３は、マッチドフィルタ４１の相関出力から自局に対する信号の基準シンボルタイミングを抽出し、そのタイミングを復調器４２に通知する。
【００２４】復調器４２は、マッチドフィルタ４１の出力と基準シンボルタイミング抽出回路４３の出力とから元の情報系列Ｓｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）を再生する。復調器４２としては、例えば文献２：U.Grob,A.L.Welti,E.Zollinger,R.Kung and H.Kaufmann,"Microcellular Direct-Sequence Spread-Spectrum Radio System Using N-Path RAKE Receiver",IEEE JSAC,Vol.SAC-8,No.5,pp.772-780,June,1990に記載されたＲＡＫＥ復調器を用いることができる。
【００２５】制御部４４は、マッチドフィルタ４１に拡散符号を与えると共に、基準シンボルタイミング抽出回路４３に対して基準シンボルタイミング抽出時に自局情報を与える。
【００２６】次に、この移動局に設けられる受信装置の動作を説明する。受信信号、すなわち図１に示した構成の基地局における送信装置から送信され、図４に示した受信装置で受信された信号は、まずマッチドフィルタ４１に入力される。マッチドフィルタ４１は、制御部４４から図１の送信装置において拡散符号生成回路１０で生成された拡散符号と同一の拡散符号が与えられており、この拡散符号と受信信号との相関をとることで逆拡散処理を行って相関出力を発生する。
【００２７】図５は、マッチドフィルタ４１の相関出力の一例であり、横軸は時間、縦軸は相関出力の絶対値である。前述したように図４の受信装置の受信信号、すなわち図１の送信装置から出力される送信信号は、基地局毎に基準シンボルタイミングがＴ１〜ＴＮのようにオフセットされて送信されているので、基準シンボルタイミングＴ１〜ＴＮに対応する時間位置において相関値の大きいところが検出される。
【００２８】基準シンボルタイミング抽出回路４３は、制御部４４から予め自局に対して送信される信号の基準シンボルタイミングに関する情報、例えば図２における基準タイミングＡと該タイミングＡから基準シンボルタイミングＴｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）までの時間長の情報が知らされており、この情報に従いマッチドフィルタ４１の出力から自局が受信すべき基準シンボルタイミングを認識する。そして基準シンボルタイミング抽出回路４３は、この基準シンボルタイミングが到来したことを検出すると、それを復調器４２へ通知する。復調器４２は、基準シンボルタイミング抽出回路４３から通知された自局の基準シンボルタイミングでのマッチドフィルタ４１の出力から、自局に対する情報系列Ｓｉを再生する。
【００２９】拡散符号を用いた直接拡散−符号分割多重（ＤＳ−ＣＤＭＡ）方式では、同一の拡散符号系列を持つ複数の移動局への信号を同時に送信しても、それらのディレイプロファイルが重ならなければ、各移動局において受信すべきプロファイルの部分のみを取り込んで情報系列を再生することができる。このことは、マルチセルラ方式の移動通信システムにおける隣接セル等、接近した基地局同士で同じ拡散符号を用いても、基準シンボルタイミングが重ならなければ各チャネルの情報系列を独立に復調、復号できることを意味する。
【００３０】従って、本実施例のようにＮ個の基地局で基準シンボルタイミングを異ならせて設定すれば、一つの拡散符号を各セルで共用でき、Ｎ個分の独立した通信チャネルが得られる。これにより、自己相関特性および相互相関特性の良い限られた数の拡散符号を用いて、従来のＮ倍の通信チャネルを得ることができることになり、加入者容量の大きいＣＤＭＡ移動通信システムを実現することができる。
【００３１】なお、復調器３２としては、例えば文献３：Akihiro Higashi,Tadashi Matsumoto,"BER Performance of Adaptive RAKE Diversity(ARD)in DPSK DS/CDMA Mobile Radio",信学技報,SST92-16,1992年6 月や、特願平４−８３９４７「スペクトラム拡散受信機」に記載されたＡＲＤ受信機を用いることも可能である。このＡＲＤ受信機を用いると、ディレイプロファイルの重なりが多少あっても、重なり部分の影響を除去して、送信された情報系列を再生することが可能となる。これにより、各基地局の基準シンボルタイミング間の間隔をより狭くして、通信チャネル数Ｎをさらに大きくとることができる。
【００３２】本実施例では、相関器としてマッチドフィルタを使用した例を示したが、複数の基準シンボルタイミングを検出できる相関器であれば、スライディング相関器を組み合わせたもの等も利用できる。
【００３３】（実施例２）図６に、複数の基地局と、それによってマルチセルラ方式の移動通信システム上で形成される複数のセルおよび各基地局で使用する基準シンボルタイミングと拡散符号の例を示す。Ｔ１は基地局１における基準シンボルタイミングであり、同様にＴｉは基地局ｉ（ｉ＝１，２，…，）における基準シンボルタイミングである。ここで、各基地局で送信する基準シンボルタイミングを異ならせれば、実施例１で説明したように、それらの各基地局間で互いに干渉が起こることはないので、異なる基地局間で同一の拡散符号Ｃ１〜Ｃｎを共通に使用できる。
【００３４】さらに、文献４：「移動通信の基礎」電子情報通信学会編に記載されているように、ある程度空間的に距離が離れると、電波は自由空間で距離の２乗、市街地では距離の約４乗に反比例して減衰するので、このような空間的に離れた地点間では同じ基準シンボルタイミングを使っても互いに干渉を与えることはない。このことを利用して、同一の基準シンボルタイミングを空間的に再利用することができる。すなわち、例えば図６に示すように、基地局１から空間的に十分離れた基地局Ｊでは、基地局１と同じ基準シンボルタイミングＴ１を送信タイミングとして使用することが可能となる。
【００３５】このように基準シンボルタイミングの空間的再利用を行うことにより、移動通信システム全体としてより多くの通信チャネルを使用することができるようになる。従って、この基準シンボルタイミングの空間的再利用と、実施例１で説明したような基準シンボルタイミングのオフセットを併用することで、使用可能な通信チャネル数がさらに増加し、加入者容量の非常に大きなＣＤＭＡ通信システムを実現することができる。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば複数の基地局で共通の拡散符号を用いて情報系列を拡散した後、基地局毎に送信タイミンングを異ならせて移動局へ送信する構成とすることにより、Ｎ個の基地局があればＮ個の独立した通信チャネルを形成することが可能である。従って、自己相関特性および相互相関特性の良好な少ない拡散符号のみしか含まない符号系列を用いても、Ｎ倍の通信チャネルを得ることができるため、加入者容量が大きく、またチャネル選択の自由度が高いＣＤＭＡ通信システムを実現できる。また、特定の拡散符号を特定の基地局で使用するように配置するなどの拡散符号マネージメントが不要となるため、システムマネージメント負荷が軽減され、より簡単で信頼性の高いシステム構築が可能となる。
【００３７】また、基地局の送信装置において複数の異なる拡散符号を用いれば、これらの拡散符号を同時に用いて複数の情報系列を同一の送信タイミンングで送信することができ、より多数の通信チャネルが得られる。
【００３８】さらに、空間的に離れた地点に位置する二つの基地局の送信装置で同一の送信タイミンングを使用するという送信タイミンングの空間的再利用を行うことにより、システム全体としてより多くの通信チャネルを使用することが可能となるため、より通信容量すなわち加入者容量の大きいＣＤＭＡ移動通信システムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における基地局の送信装置の構成を示すブロック図
【図２】同実施例における基準シンボルタイミングの設定例を示す図
【図３】同実施例における各基地局で使用する拡散符号の例を示す図
【図４】同実施例における移動局に設置の受信装置の構成を示すブロック図
【図５】図４におけるマッチドフィルタの相関出力の一例を示す図
【図６】本発明の他の実施例における基準シンボルタイミングの再利用を説明するための図
【図７】従来のＣＤＭＡ通信システムにおける送信装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
１０…拡散符号生成回路 １１〜１ｎ…乗算器
２１…加算器 ２２…送信タイミング調整回路
２３…制御部 ２４…同期タイミング発生回路
４１…マッチドフィルタ ４２…復調器
４３…基準シンボルタイミング抽出回路 ３４…制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】基地局と複数の移動局との間で符号分割多重を用いて通信を行う移動通信システムにおいて、前記基地局は、複数の基地局で共通の拡散符号を用いて情報系列を拡散し、拡散した信号を各基地局毎に異なる送信タイミンングで移動局へ送信する送信装置を有することを特徴とする移動通信システム。
【請求項２】基地局と複数の移動局との間で符号分割多重を用いて通信を行う移動通信システムにおいて、前記基地局は、複数の基地局で共通の拡散符号を用いて情報系列を拡散し、拡散した信号を基地局毎に異なる送信タイミンングで移動局へ送信する送信装置を有し、前記移動局は、前記基地局の送信装置から送信される信号のうち当該移動局に対して予め定められた送信タイミンングで送信されてきた一つの信号を受信し、この受信した信号を前記送信装置で用いた拡散符号と同じ拡散符号を用いて逆拡散して情報系列を得る受信装置を有することを特徴とする移動通信システム。
【請求項３】前記送信装置は、複数の異なる拡散符号を用いて複数の情報系列をそれぞれ拡散し、拡散した信号を同一の送信タイミンングで移動局へ送信することを特徴とする請求項１または２記載の移動通信システム。
【請求項４】前記基地局は複数の地点に設置され、これら複数の基地局のうち空間的に離れた地点に設置された少なくとも二つの基地局の送信装置で同一の送信タイミンングを使用することを特徴とする請求項１、２または３記載の移動通信システム。
【請求項１】基地局と複数の移動局との間で符号分割多重を用いて通信を行う移動通信システムにおいて、前記基地局は、複数の基地局で共通の拡散符号を用いて情報系列を拡散し、拡散した信号を各基地局毎に異なる送信タイミンングで移動局へ送信する送信装置を有することを特徴とする移動通信システム。
【請求項２】基地局と複数の移動局との間で符号分割多重を用いて通信を行う移動通信システムにおいて、前記基地局は、複数の基地局で共通の拡散符号を用いて情報系列を拡散し、拡散した信号を基地局毎に異なる送信タイミンングで移動局へ送信する送信装置を有し、前記移動局は、前記基地局の送信装置から送信される信号のうち当該移動局に対して予め定められた送信タイミンングで送信されてきた一つの信号を受信し、この受信した信号を前記送信装置で用いた拡散符号と同じ拡散符号を用いて逆拡散して情報系列を得る受信装置を有することを特徴とする移動通信システム。
【請求項３】前記送信装置は、複数の異なる拡散符号を用いて複数の情報系列をそれぞれ拡散し、拡散した信号を同一の送信タイミンングで移動局へ送信することを特徴とする請求項１または２記載の移動通信システム。
【請求項４】前記基地局は複数の地点に設置され、これら複数の基地局のうち空間的に離れた地点に設置された少なくとも二つの基地局の送信装置で同一の送信タイミンングを使用することを特徴とする請求項１、２または３記載の移動通信システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開平６−１６４５４６
【公開日】平成６年（１９９４）６月１０日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平４−３１２２８０
【出願日】平成４年（１９９２）１１月２０日
【出願人】（３９２０２６６９３）エヌ・ティ・ティ移動通信網株式会社 (5,876)
【公開日】平成６年（１９９４）６月１０日
【国際特許分類】
【出願日】平成４年（１９９２）１１月２０日
【出願人】（３９２０２６６９３）エヌ・ティ・ティ移動通信網株式会社 (5,876)
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