送信装置、受信装置、送信方法、受信方法、ならびに、プログラム
【課題】Ｗ−ＣＤＭＡ等の２チャネルを用いる通信技術に対して一方のチャネルを他方のチャネルに対して時間遅延させる技術を適用する際に、通信性能を向上させる送信装置、受信装置等を提供する。
【解決手段】送信装置１３１において、チップ時間長単位で同期した２つの信号は拡散部１３３が拡散し、一方の信号を遅延回路２３１が半チップ時間長遅延してから、ＨＰＳＫ変調部１３５が変調し、ＲＦ送信部１３６が送信し、受信装置１５１において、ＲＦ受信部１５２が受信した信号をＨＰＳＫ復調部１５３が復調して、他方の信号を遅延回路２５１が半チップ時間長遅延してから、逆拡散部１５４が逆拡散を行って、チップ時間長単位で同期した２つの信号を得る。
【解決手段】送信装置１３１において、チップ時間長単位で同期した２つの信号は拡散部１３３が拡散し、一方の信号を遅延回路２３１が半チップ時間長遅延してから、ＨＰＳＫ変調部１３５が変調し、ＲＦ送信部１３６が送信し、受信装置１５１において、ＲＦ受信部１５２が受信した信号をＨＰＳＫ復調部１５３が復調して、他方の信号を遅延回路２５１が半チップ時間長遅延してから、逆拡散部１５４が逆拡散を行って、チップ時間長単位で同期した２つの信号を得る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｗ−ＣＤＭＡ等の２チャネルを用いる通信技術に対して一方のチャネルを他方のチャネルに対して時間遅延させる技術を適用する際に、通信性能を向上させるのに好適な送信装置、受信装置、送信方法、受信方法、ならびに、これらをコンピュータもしくはディジタル信号プロセッサ上にて実現するプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
第３世代移動体通信の標準規格の１つであるＷ−ＣＤＭＡでは、拡散符号に以下の２種類のコードを用いて、１次拡散、２次拡散が行われる。
（１）ＯＶＳＦコード。データシンボル長を周期とする短周期の直交符号。
（２）スクランブルコード（ｓｃ）。ゴールド符号を用いた長周期の拡散符号。
【０００３】
本来ＯＶＳＦコードは、複数チャネルを実現するためにあるが、現行のＷ−ＣＤＭＡ規格では、データレート９６０Ｋｂｐｓで通信するときに限り多チャネルが許され、６０Ｋｂｐｓや２４０Ｋｂｐｓなどの状況下では、データチャネル（ＤＰＤＣＨ）１本とコントロールチャネル（ＤＰＣＣＨ）１本を、複素拡散により、それぞれＩチャネルとＱチャネルに割り当てている。
【０００４】
ＯＶＳＦコードの長さspreading factor（ｓｆ）は、データレート６０Ｋｂｐｓでは６４である。また、ＯＶＳＦコードはＷａｌｓｈ関数と呼ばれる直交関数を再帰的に適用することで生成され、ｓｆの長さと同じ数だけのバリエーションが存在する。
【０００５】
デフォルトでは、単チャネルの場合、Ｉチャネルにはｓｆ／４番（６０Ｋｂｐｓでは１６番）が使われ、Ｑチャネルには０番のコードが使われる。前者は、1，1，-1，-1，1，1，-1，-1，…のように、２つおきに正負が反転する符号であり、後者は、1，1，1，1，1，1，1，1，…のように、常に１が連なる符号である。
【０００６】
一方で、発明者は、複数の信号チャネルを用いた通信において、各チャネルを互いに異なる時間だけ遅延させて、性能を向上させる技術を提案しており、その詳細については、以下の文献で開示している。
【特許文献１】特許第３６５０８２１号公報
【０００７】
ここで、[特許文献１]では、複数の同期済信号のそれぞれの遅延時間を非線型変換により得られる値によって定めることにより、通信性能を向上させる技術が提案されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、[特許文献１]に係る発明を、Ｗ−ＣＤＭＡ等のより限定された状況化において適用する場合に、非線型関数としてどのようなものを選択するかを定め、さらにその性能を向上させるための技術が強く求められている。
【０００９】
本発明は、以上のような課題を解決するためのもので、Ｗ−ＣＤＭＡ等の２チャネルを用いる通信技術に対して一方のチャネルを他方のチャネルに対して時間遅延させる技術を適用する際に、通信性能を向上させるのに好適な送信装置、受信装置、送信方法、受信方法、ならびに、これらをコンピュータもしくはディジタル信号プロセッサ上にて実現するプログラム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】
【００１０】
本発明の第１の観点に係る送信装置は、チップ時間長単位で互いに同期した２つの同期済信号の入力を受け付ける入力受付部、入力を受け付けられた２つの同期済信号の一方を他方に対して所定の遅延時間長だけ遅延させた２つの非同期済信号を出力する遅延部、出力された２つの非同期済信号のそれぞれを変調した２つの変調済信号を出力する変調部、出力された２つの変調済信号を送信する送信部を備え、当該所定の遅延時間長は、当該チップ時間長の０.３倍乃至０.７倍であるように構成する。
【００１１】
また、本発明の送信装置において、当該２つの同期済信号は、Ｗ−ＣＤＭＡ通信におけるＯＶＳＦコードによる拡散後、ゴールド符号を用いたスクランブルコードによる拡散前の、Ｉチャネル信号とＱチャネル信号であるように構成することができる。
【００１２】
また、本発明の送信装置において、当該所定の遅延時間長として、当該チップ時間長の０.５倍を用い、当該ＯＶＳＦコードとして、Ｉチャネルに対しては長さ６４のＯＶＳＦコードの３２番乃至６３番を用い、当該ゴールド符号に対して、タップ段数１段以上、自己相関係数±(2-31/2)のＬＳＦ（Lebesgue Spectrum Filter）フィルタをかけたものを当該スクランブルコードとするように構成することができる。
【００１３】
本発明のその他の観点に係る受信装置は、２つの受信信号を受信する受信部、受信された２つの受信信号のそれぞれを復調した２つの復調済信号を出力する復調部、出力された２つの復調済信号をチップ時間長単位で互いに同期させた２つの同期済信号を出力する同期化部を備え、当該所定の遅延時間長は、当該チップ時間長の０.３倍乃至０.７倍であるように構成する。
【００１４】
また、本発明の受信装置において、当該２つの復調済信号は、Ｗ−ＣＤＭＡ通信におけるゴールド符号を用いたスクランブルコードによる逆拡散後、ＯＶＳＦコードによる逆拡散前の、Ｉチャネル信号とＱチャネル信号であるように構成することができる。
【００１５】
また、本発明の受信装置において、当該所定の遅延時間長として、当該チップ時間長の０.５倍を用い、当該ＯＶＳＦコードとして、Ｉチャネルに対しては長さ６４のＯＶＳＦコードの３２番乃至６３番を用い、当該ゴールド符号に対して、タップ段数１段以上、自己相関係数±(2-31/2)のＬＳＦフィルタをかけたものを当該スクランブルコードとするように構成することができる。
【００１６】
また、本発明の受信装置において、当該所定の遅延時間長として、当該チップ時間長の０.５倍を用い、当該ＯＶＳＦコードとして、３２番乃至６３番を用い、受信部と復調部との間で、当該受信信号に対してタップ段数１段以上、自己相関係数±(2-31/2)のＬＳＦフィルタをかけるように構成することができる。
【００１７】
また、本発明の受信装置において、当該復調済信号の一方を逆拡散するＯＶＳＦコードを他方を逆拡散するＯＶＳＦコードに比べて当該所定の時間長だけ遅延させて与えることにより、チップ時間長単位で互いに同期させるように構成することができる。
【００１８】
本発明のその他の観点に係る送信方法は、チップ時間長単位で互いに同期した２つの同期済信号の入力を受け付ける入力受付工程、入力を受け付けられた２つの同期済信号の一方を他方に対して所定の遅延時間長だけ遅延させた２つの非同期済信号を出力する遅延工程、出力された２つの非同期済信号のそれぞれを変調した２つの変調済信号を出力する変調工程、出力された２つの変調済信号を送信する送信工程を備え、当該所定の遅延時間長は、当該チップ時間長の０.３倍乃至０.７倍であるように構成することができる。
【００１９】
また、本発明の送信方法において、当該２つの同期済信号は、Ｗ−ＣＤＭＡ通信におけるＯＶＳＦコードによる拡散後、ゴールド符号を用いたスクランブルコードによる拡散前の、Ｉチャネル信号とＱチャネル信号であるように構成することができる。
【００２０】
また、本発明の送信方法において、当該所定の遅延時間長として、当該チップ時間長の０.５倍を用い、当該ＯＶＳＦコードとして、３２番乃至６３番を用い、当該ゴールド符号に対して、タップ段数１段以上、自己相関係数±(2-31/2)のＬＳＦフィルタをかけたものを当該スクランブルコードとするように構成することができる。
【００２１】
本発明のその他の観点に係る受信方法は、２つの受信信号を受信する受信工程、受信された２つの受信信号のそれぞれを復調した２つの復調済信号を出力する復調工程、出力された２つの復調済信号の一方を他方に対して所定の遅延時間長だけ遅延させて、チップ時間長単位で互いに同期した２つの同期済信号を出力する同期化工程を備え、当該所定の遅延時間長は、当該チップ時間長の０.３倍乃至０.７倍であるように構成する。
【００２２】
また、本発明の受信方法において、当該２つの復調済信号は、Ｗ−ＣＤＭＡ通信におけるゴールド符号を用いたスクランブルコードによる逆拡散後、ＯＶＳＦコードによる逆拡散前の、Ｉチャネル信号とＱチャネル信号であるように構成することができる。
【００２３】
また、本発明の受信方法において、当該所定の遅延時間長として、当該チップ時間長の０.５倍を用い、当該ＯＶＳＦコードとして、３２番乃至６３番を用い、当該ゴールド符号に対して、タップ段数１段以上、自己相関係数±(2-31/2)のＬＳＦフィルタをかけたものを当該スクランブルコードとするように構成することができる。
【００２４】
また、本発明の受信方法において、当該所定の遅延時間長として、当該チップ時間長の０.５倍を用い、当該ＯＶＳＦコードとして、３２番乃至６３番を用い、受信部と復調部との間で、当該受信信号に対してタップ段数１段以上、自己相関係数±(2-31/2)のＬＳＦフィルタをかけるように構成することができる。
【００２５】
また、本発明の受信方法において、当該復調済信号の一方を逆拡散するＯＶＳＦコードを当該所定の時間長だけ遅延させることにより、チップ時間長単位で互いに同期させるように構成することができる。
【００２６】
本発明のその他の観点に係るプログラムは、コンピュータもしくはディジタル信号プロセッサを、上記の送信装置の各部、受信装置の各部として機能させ、もしくは、上記の送信方法、受信方法を実行させるように構成する。
【００２７】
また、本発明のプログラムは、コンパクトディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ディジタルビデオディスク、磁気テープ、半導体メモリ等のコンピュータ読取可能な情報記憶媒体に記録することができる。
【００２８】
上記プログラムは、プログラムが実行されるコンピュータやディジタル信号プロセッサとは独立して、コンピュータ通信網を介して配布・販売することができる。また、上記情報記憶媒体は、コンピュータやディジタル信号プロセッサとは独立して配布・販売することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、Ｗ−ＣＤＭＡ等の２チャネルを用いる通信技術に対して一方のチャネルを他方のチャネルに対して時間遅延させる技術を適用する際に、通信性能を向上させるのに好適な送信装置、受信装置、送信方法、受信方法、ならびに、これらをコンピュータもしくはディジタル信号プロセッサ上にて実現するプログラムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下に本発明の実施形態を説明する。なお、以下に説明する実施形態は説明のためのものであり、本発明の範囲を制限するものではない。したがって、当業者であればこれらの各要素もしくは全要素をこれと均等なものに置換した実施形態を採用することが可能であるが、これらの実施形態も本発明の範囲に含まれる。
【００３１】
また、以下では、主としてＷ−ＣＤＭＡに本発明の原理を適用する場合について説明するが、本発明の範囲は必ずしもこれに限られるわけではなく、２つのチャネルを利用するような種々の用途にも適用が可能である。
【００３２】
以下では、まず、従来技術に相当するＷ−ＣＤＭＡの基本技術について説明し、その後に、本実施形態と当該従来技術との差異を説明する。
【００３３】
（Ｗ−ＣＤＭＡの基本技術）
図１は、従来技術に係るＷ−ＣＤＭＡの通信システムの概要構成を示す説明図である。以下、本図を参照して説明する。
【００３４】
通信システム１０１は、送信装置１３１と受信装置１５１とからなる。上り回線を想定する場合には、送信装置１３１は携帯電話に相当し、受信装置１５１は基地局に相当する。
【００３５】
送信装置１３１においては、データチャネルの信号（ＤＰＤＣＨ）とコントロールチャネルの信号（ＤＰＣＣＨ）とに対して、１次拡散部１３３が、拡散符号C[i]とC[j]とを順に与えて、それぞれを拡散している。
【００３６】
拡散符号C[i]とC[j]とは、ＯＶＳＦコードであり、上記のように、データチャネル（ＤＰＤＣＨ）の信号１３２が処理されるＩチャネル側は１６番（i = 16）、Ｑチャネル側は０番（j = 0）が利用される。
【００３７】
拡散符号C[i]とC[j]のそれぞれの周期は６４であるから、原理的には、−１と１のいずれかのビット値を拡散符号C[i]とC[j]の先頭から巡回的に、同期しながら順に取り出して、シンボル１つずつに対して乗じることで、拡散を行う。
【００３８】
１次拡散の後、２次拡散および変調を行う前に、前処理部１３４が、良チャネルに対して拡散符号βを重畳する。この拡散符号βは、Ｗ−ＣＤＭＡの規格上gain factorと呼ばれるもので、ＤＰＤＣＨとＤＰＣＣＨの送信電力比の干渉を抑制する調整のために設けられている。
【００３９】
さらに、ＨＰＳＫ変調部１３５は、Ｉチャネル用スクランブルコードS[1]とＱチャネル用スクランブルコードS[2]とを受け付けて、これを適用しつつＨＰＳＫ（Hybrid Phase Shift Keying）拡散／変調を行う。スクランブルコードには、ゴールド符号を用いた長周期の拡散符号を用いる。
【００４０】
この結果得られたＩチャネルとＱチャネルの信号は、ＲＦ送信部１３６によって送信され、受信装置１５１に送られる。
【００４１】
受信装置１５１においては、ＲＦ受信部１５２が送信された信号を受信してこれをＩチャネルとＱチャネルに分ける。
【００４２】
そして、ＨＰＳＫ復調部１５３が、Ｉチャネル用スクランブルコードS[1]とＱチャネル用スクランブルコードS[2]とを受け付けて、これを適用しつつ、ＨＰＳＫ逆拡散／復調を行う。
【００４３】
さらに、逆拡散部１５４が、拡散符号C[i]とC[j]を用いて、逆拡散を行う。原理的には、−１と１のビットを拡散符号C[i]とC[j]の先頭から巡回的に同期しながら順に取り出して、シンボル１つずつに対して乗じることで、逆拡散を行う。
【００４４】
このようにして、データチャネルの信号（ＤＰＤＣＨ）とコントロールチャネルの信号（ＤＰＣＣＨ）とが得られるのである。
【００４５】
（本実施形態の通信システム）
図２は、[特許文献１]に開示される技術を適用した実施形態に係る通信システムの概要構成を示す模式図である。以下、本図を参照して説明する。
【００４６】
本図に示す通信システム１０１と、図１に示すものとの差は、送信装置１３１においてＩチャネル側に遅延回路２３１が設けられている点と、受信装置１５１においてＱチャネル側に遅延回路２５１が設けられている点である。ここで、遅延回路２３１と遅延回路２５１の遅延時間はいずれも等しい。
【００４７】
以下では、遅延時間としてどのような値が望ましいかを、モンテカルロ法による計算機シミュレーションにて、従来技術と本実施形態との効果測定を行い、実験により求めた例について説明する。
【００４８】
図３は、ＳＦ＝６４の場合のＯＶＳＦコードのパターンを示す説明図である。以下、本図を参照して説明する。
【００４９】
本図の桝目の白は１、黒は−１を意味する。１行は、コード１周（６４チップ）に相当し、上の行から順に、０番、１番、…、６３番のＯＶＳＦコードに相当する。
【００５０】
Ｑチャネル側は０番のＯＶＳＦコードを適用し、Ｉチャネル側にはこのような種々のＯＶＳＦコードを適用して、遅延時間として０.５チップ（１チップ時間長の０.５倍）の遅延時間を与えてシミュレーションを行った。データレートは６０Ｋｂｐｓ、ユーザ数３０、ノイズの影響は考慮せずに（以下同様）、ビット誤り率を測定した。
【００５１】
図４は、従来技術と本実施形態に係る０.５チップ遅延で種々のＯＶＳＦコードに対してシミュレーションを行った結果得られたビット誤り率を示すグラフである。以下、本図を参照して説明する。
【００５２】
本図を見てもわかる通り、従来技術においては、ＯＶＳＦコードで何番を選ぶかによってビット誤り率に変化はほとんどないが、本実施形態では、ＯＶＳＦコードで何番を選ぶかによって、ビット誤り率が大きく異なる。
【００５３】
最もビット誤り率が低いのは、３２番のＯＶＳＦコード（−１と１が１チップごとにフリップする符号）であり、３２番〜６３番のＯＶＳＦコードは、それ以外のコードに対して、ビット誤り率が低くなっている。
【００５４】
図５は、本実施形態において、ＯＶＳＦコード８番、１６番、３２番、４０番に対して遅延時間を０チップから１チップまで変化させたときの、ビット誤り率を測定したグラフである。以下、本図を参照して説明する。
【００５５】
本図に示すように、ビット誤り率が良好な範囲は、概ね０.３チップ〜０.７チップの遅延時間である。ただし、ディジタル信号処理の実装の観点からは、０.５チップ（０.５チップ時間長）の遅延時間とすると、実装が容易であると考えられる。そこで、以下では、主に遅延時間が０.５チップの場合を想定して説明する。
【００５６】
また、一般には、チップ時間長はシンボル時間長と一致する。すなわち、１チップ時間で、１つのチャネルあたり１シンボルが処理可能とするのが典型的である。
【００５７】
このように、本実施形態の送信装置１３１において、拡散部１３３は同期済信号を出力する機能を果たすので、拡散部１３３の出力線が、入力受付部として機能し、また、Ｉチャネルの遅延回路２３１が、遅延部として機能し、ＨＰＳＫ変調部１３５が、変調部として機能し、ＲＦ送信部１３６が送信部として機能する。
【００５８】
また、本実施形態の受信装置１５１において、ＲＦ受信部１５２は受信部として機能し、ＨＰＳＫ復調部１５３は復調部として機能し、遅延部２５１は同期化部として機能して、逆拡散部１５４にＩチャネルとＱチャネルで同期した信号を与えることになる。
【００５９】
図６は、受信装置において遅延回路の配置を変更した実施形態の概要構成を示す模式図である。以下、本図を参照して説明する。
【００６０】
図２においては、受信装置１５１の遅延回路２５１は、ＱチャネルのＨＰＳＫ復調部１５３と逆拡散部１５４の間に配置されている。
【００６１】
一方、本図に示す実施形態では、遅延回路２５１は、Ｉチャネルの逆拡散部１５４に与えられる拡散符号C[i]を、Ｑチャネルの逆拡散部１５４に与えられる拡散符号C[j]に対して０.５チップ遅延させるように配置されている。これによって、２つの信号の同期を図ることができる。
【００６２】
すなわち、本実施形態の受信装置１５１においては、遅延部２５１と逆拡散部１５４が共働して同期化部として機能し、ＤＰＤＣＨとＤＰＣＣＨという同期した信号を出力することになる。
【００６３】
上記の実施形態によれば、Ｗ−ＣＤＭＡ等の２チャネルを用いる通信技術に対して一方のチャネルを他方のチャネルに対して時間遅延させる技術を適用する際に、その遅延時間を０.３チップ長〜０.７チップ長とすることで、ビット誤り率を低減させることができる。また、０.５チップ長（０.５チップ時間長）とすることで、実装を容易にし、製造コストを抑制することが可能となる。
【００６４】
以下では、本実施形態に対してＬＳＦフィルタを適用して、さらに性能の向上を図る実施形態について説明する。
【００６５】
（ＬＳＦフィルタ）
図７は、タップ段数２段のＬＳＦフィルタの概要構成を示す説明図である。以下、本図を参照して説明する。
【００６６】
ＬＳＦフィルタ７０１はＦＩＲフィルタの一種で、拡散符号の自己相関特性を制御することができる。入力に対して１チップ、２チップ、３チップ、…の遅延信号を得るために、１チップ遅延の遅延回路７０２を直列に接続するとともに、その出力のそれぞれを、乗算回路７０３により１倍、(-r)倍、(-r)2倍、…して、加算回路７０４が、その総和を求めて出力する。
【００６７】
一般に、自己相関係数の最適値は、r = 2-31/2もしくは、r = -(2-31/2)である。また、タップ段数は、２段程度で十分効果がある。
【００６８】
Ｗ−ＣＤＭＡでは、ＬＳＦフィルタを適用する箇所として、以下の３箇所が考えられる。
（１）送信装置１３１において、スクランブルコードS[1]，S[2]に対してＬＳＦフィルタをかけてから、ＨＰＳＫ変調部１３５に与える（以下ueと略記）。
（２）受信装置１５１において、スクランブルコードS[1]，S[2]に対してＬＳＦフィルタをかけてから、ＨＰＳＫ復調部１５３に与える（以下bsと略記）。
（３）受信装置１５１において、ＲＦ受信部１５２から得られるＩチャネルとＱチャネルの信号に対してＬＳＦフィルタをかけてから、ＨＰＳＫ復調部１５３に与える（以下airと略記）。
【００６９】
図８は、手法ueによる送信装置の概要構成を示す説明図である。図９は、図２に示す受信装置に手法bsを適用した概要構成を示す説明図である。図１０は、図６に示す受信装置に手法airによる受信装置の概要構成を示す説明図である。以下、これらの図を参照して説明する。
【００７０】
これらの図に示すように、手法ue，bsにおいては、以下の２つの符号を、スクランブルコード入力としてＨＰＳＫ変調部１３５、ＨＰＳＫ復調部１５３に与えている。
（ａ）S[1]にＬＳＦフィルタ７０１を適用したものと、
（ｂ）スクランブルコードS[2]に対して2 decimate回路８０１により間引きをし、これと、１チップごとに−１と１をフリップする符号W[1]（図中のW1）とS[1]を重畳回路８０２により乗算したものに、ＬＳＦフィルタ７０１を適用したものと、
【００７１】
一方、手法airにおいては、ＲＦ受信部１５２とＨＰＳＫ復調部１５３の間で、ＩチャネルとＱチャネルのそれぞれにＬＳＦフィルタ７０１を配置している。
【００７２】
これらの手法は、１つの通信システムにおいて、適宜組み合わせて利用することができるため、いずれのパターンを採用するかで、23 = 8通りの手法がありうる。以下、シミュレーションの結果とともに、どのような組み合わせが好ましいかについて説明する。
【００７３】
図１１は、図１に示す構成において、ＬＳＦフィルタを種々の組み合わせで適用した場合の結果を示すグラフである。以下、本図を参照して説明する。
【００７４】
本図に示す結果からは、ＬＳＦフィルタを適用した場合の効果は、ＯＶＳＦコードのいずれを選択するかに依存することがわかる。ＯＶＳＦコードの依存を平均化して現行のＷ−ＣＤＭＡ規格のデフォルト設定においてＬＳＦフィルタを適用する手法として、最も良いのは、airのみを適用する場合である。
【００７５】
また、ＯＶＳＦコードのいずれかを選択する場合は、０番コードでue，bsを同時適用した態様と、０番コードでair，bsを同時適用した態様のビット誤り率が低い。
【００７６】
図１２は、図１（従来技術）および図２・図６（本技術）に示す構成においてＬＳＦフィルタを種々の組み合わせで適用した場合に、相関パラメータrを変更したときの結果を示すグラフである。以下、本図を参照して説明する。
【００７７】
本図（Ａ）は、従来技術＋ＬＳＦにコード０番（チャネル同期：コード０番）を、（Ｂ）は、従来技術＋ＬＳＦにコード３２番（チャネル同期：コード３２番）を、（Ｃ）は、本技術＋ＬＳＦにコード３２番（チャネル非同期：コード３２番）を、それぞれ選択した場合の結果である。本図を見ればわかるように、自己相関特性が大きく変化していることがわかる。
【００７８】
従来技術＋ＬＳＦのコード３２番では、ue，bsを同時適用した場合であり、この場合の最適な相関パラメータの値-0.26795は、通常の最適な相関パラメータの値2-31/2とは正負の符号が反転しているとともに、図１１における結果の最低値と同程度のビット誤り率になっている。
【００７９】
本図（Ｃ）に示すように、本技術＋ＬＳＦのコード３２番の組み合わせでは、air，ueを同時適用して、正負の符号を反転した相関パラメータの値（図中上向き矢印）を選択したときが、ビット誤り率が最低となる。
【００８０】
次に、上記の種々の組み合わせについて、現行のＷ−ＣＤＭＡ規格との通信キャパシティの性能比較をする。
【００８１】
図１３は、図１２から得られた良好な性能を有する組み合わせに対して、ユーザ数（Ue）を増加させたときのビット誤り率を示すグラフである。図１４は、ビット誤り率10-3近傍で、現行のＷ−ＣＤＭＡから通信キャパシティが向上した割合を示す表である。
【００８２】
図１３（Ａ）／図１４（Ａ）は、図１２（Ａ）（Ｂ）の従来技術＋ＬＳＦ＋コード０番／１６番／３２番の組み合わせの場合である（チャネル同期）。
【００８３】
図１３（Ｂ）／図１４（Ｂ）は、図１２（Ｃ）の本技術＋ＬＳＦ＋３２番の組み合わせの場合である（チャネル非同期）。
【００８４】
これらの図を見れば明らかなように（なお、図１３（Ａ）（Ｂ）では、横軸の縮尺が異なる。）、本発明のように、チャネルに相対的な遅延を設けることで、通信キャパシティが大きく向上していることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明によれば、Ｗ−ＣＤＭＡ等の２チャネルを用いる通信技術に対して一方のチャネルを他方のチャネルに対して時間遅延させる技術を適用する際に、通信性能を向上させるのに好適な送信装置、受信装置、送信方法、受信方法、ならびに、これらをコンピュータもしくはディジタル信号プロセッサ上にて実現するプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】従来技術に係るＷ−ＣＤＭＡの通信システムの概要構成を示す説明図である。
【図２】本実施形態に係る通信システムの概要構成を示す模式図である。
【図３】ＳＦ＝６４の場合のＯＶＳＦコードのパターンを示す説明図である。
【図４】従来技術と本実施形態に係る０.５チップ遅延で種々のＯＶＳＦコードに対してシミュレーションを行った結果得られたビット誤り率を示すグラフである。以下、本図を参照して説明する。
【図５】本実施形態において、ＯＶＳＦコード８番、１６番、３２番、４０番に対して遅延時間を０チップから１チップまで変化させたときの、ビット誤り率を測定したグラフである。
【図６】受信装置において遅延回路の配置を変更した実施形態の概要構成を示す模式図である。
【図７】タップ段数２段のＬＳＦフィルタの概要構成を示す説明図である。
【図８】手法ueによる送信装置の概要構成を示す説明図である。
【図９】図２に示す受信装置に手法bsを適用した概要構成を示す説明図である。
【図１０】図６に示す受信装置に手法airによる受信装置の概要構成を示す説明図である。
【図１１】図１に示す構成において、ＬＳＦフィルタを種々の組み合わせで適用した場合の結果を示すグラフである。
【図１２】図１（従来技術）および図２・図６（本技術）に示す構成においてＬＳＦフィルタを種々の組み合わせで適用した場合に、相関パラメータrを変更したときの結果を示すグラフである。
【図１３】図１２から得られた良好な性能を有する組み合わせに対して、ユーザ数（Ue）を増加させたときのビット誤り率を示すグラフである。
【図１４】ビット誤り率10-3近傍で、現行のＷ−ＣＤＭＡから通信キャパシティが向上した割合を示す表である。
【符号の説明】
【００８７】
１０１ 通信システム
１３１ 送信装置
１３３ 拡散部
１３４ 前処理部
１３５ ＨＰＳＫ変調部
１３６ ＲＦ送信部
１５１ 受信装置
１５２ ＲＦ受信部
１５３ ＨＰＳＫ復調部
１５４ 逆拡散部
２３１ 遅延回路
２５１ 遅延回路
７０１ ＬＳＦフィルタ
７０２ 遅延回路
７０３ 乗算回路
７０４ 加算回路
８０１ 2 decimate回路
８０２ 重畳回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｗ−ＣＤＭＡ等の２チャネルを用いる通信技術に対して一方のチャネルを他方のチャネルに対して時間遅延させる技術を適用する際に、通信性能を向上させるのに好適な送信装置、受信装置、送信方法、受信方法、ならびに、これらをコンピュータもしくはディジタル信号プロセッサ上にて実現するプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
第３世代移動体通信の標準規格の１つであるＷ−ＣＤＭＡでは、拡散符号に以下の２種類のコードを用いて、１次拡散、２次拡散が行われる。
（１）ＯＶＳＦコード。データシンボル長を周期とする短周期の直交符号。
（２）スクランブルコード（ｓｃ）。ゴールド符号を用いた長周期の拡散符号。
【０００３】
本来ＯＶＳＦコードは、複数チャネルを実現するためにあるが、現行のＷ−ＣＤＭＡ規格では、データレート９６０Ｋｂｐｓで通信するときに限り多チャネルが許され、６０Ｋｂｐｓや２４０Ｋｂｐｓなどの状況下では、データチャネル（ＤＰＤＣＨ）１本とコントロールチャネル（ＤＰＣＣＨ）１本を、複素拡散により、それぞれＩチャネルとＱチャネルに割り当てている。
【０００４】
ＯＶＳＦコードの長さspreading factor（ｓｆ）は、データレート６０Ｋｂｐｓでは６４である。また、ＯＶＳＦコードはＷａｌｓｈ関数と呼ばれる直交関数を再帰的に適用することで生成され、ｓｆの長さと同じ数だけのバリエーションが存在する。
【０００５】
デフォルトでは、単チャネルの場合、Ｉチャネルにはｓｆ／４番（６０Ｋｂｐｓでは１６番）が使われ、Ｑチャネルには０番のコードが使われる。前者は、1，1，-1，-1，1，1，-1，-1，…のように、２つおきに正負が反転する符号であり、後者は、1，1，1，1，1，1，1，1，…のように、常に１が連なる符号である。
【０００６】
一方で、発明者は、複数の信号チャネルを用いた通信において、各チャネルを互いに異なる時間だけ遅延させて、性能を向上させる技術を提案しており、その詳細については、以下の文献で開示している。
【特許文献１】特許第３６５０８２１号公報
【０００７】
ここで、[特許文献１]では、複数の同期済信号のそれぞれの遅延時間を非線型変換により得られる値によって定めることにより、通信性能を向上させる技術が提案されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、[特許文献１]に係る発明を、Ｗ−ＣＤＭＡ等のより限定された状況化において適用する場合に、非線型関数としてどのようなものを選択するかを定め、さらにその性能を向上させるための技術が強く求められている。
【０００９】
本発明は、以上のような課題を解決するためのもので、Ｗ−ＣＤＭＡ等の２チャネルを用いる通信技術に対して一方のチャネルを他方のチャネルに対して時間遅延させる技術を適用する際に、通信性能を向上させるのに好適な送信装置、受信装置、送信方法、受信方法、ならびに、これらをコンピュータもしくはディジタル信号プロセッサ上にて実現するプログラム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】
【００１０】
本発明の第１の観点に係る送信装置は、チップ時間長単位で互いに同期した２つの同期済信号の入力を受け付ける入力受付部、入力を受け付けられた２つの同期済信号の一方を他方に対して所定の遅延時間長だけ遅延させた２つの非同期済信号を出力する遅延部、出力された２つの非同期済信号のそれぞれを変調した２つの変調済信号を出力する変調部、出力された２つの変調済信号を送信する送信部を備え、当該所定の遅延時間長は、当該チップ時間長の０.３倍乃至０.７倍であるように構成する。
【００１１】
また、本発明の送信装置において、当該２つの同期済信号は、Ｗ−ＣＤＭＡ通信におけるＯＶＳＦコードによる拡散後、ゴールド符号を用いたスクランブルコードによる拡散前の、Ｉチャネル信号とＱチャネル信号であるように構成することができる。
【００１２】
また、本発明の送信装置において、当該所定の遅延時間長として、当該チップ時間長の０.５倍を用い、当該ＯＶＳＦコードとして、Ｉチャネルに対しては長さ６４のＯＶＳＦコードの３２番乃至６３番を用い、当該ゴールド符号に対して、タップ段数１段以上、自己相関係数±(2-31/2)のＬＳＦ（Lebesgue Spectrum Filter）フィルタをかけたものを当該スクランブルコードとするように構成することができる。
【００１３】
本発明のその他の観点に係る受信装置は、２つの受信信号を受信する受信部、受信された２つの受信信号のそれぞれを復調した２つの復調済信号を出力する復調部、出力された２つの復調済信号をチップ時間長単位で互いに同期させた２つの同期済信号を出力する同期化部を備え、当該所定の遅延時間長は、当該チップ時間長の０.３倍乃至０.７倍であるように構成する。
【００１４】
また、本発明の受信装置において、当該２つの復調済信号は、Ｗ−ＣＤＭＡ通信におけるゴールド符号を用いたスクランブルコードによる逆拡散後、ＯＶＳＦコードによる逆拡散前の、Ｉチャネル信号とＱチャネル信号であるように構成することができる。
【００１５】
また、本発明の受信装置において、当該所定の遅延時間長として、当該チップ時間長の０.５倍を用い、当該ＯＶＳＦコードとして、Ｉチャネルに対しては長さ６４のＯＶＳＦコードの３２番乃至６３番を用い、当該ゴールド符号に対して、タップ段数１段以上、自己相関係数±(2-31/2)のＬＳＦフィルタをかけたものを当該スクランブルコードとするように構成することができる。
【００１６】
また、本発明の受信装置において、当該所定の遅延時間長として、当該チップ時間長の０.５倍を用い、当該ＯＶＳＦコードとして、３２番乃至６３番を用い、受信部と復調部との間で、当該受信信号に対してタップ段数１段以上、自己相関係数±(2-31/2)のＬＳＦフィルタをかけるように構成することができる。
【００１７】
また、本発明の受信装置において、当該復調済信号の一方を逆拡散するＯＶＳＦコードを他方を逆拡散するＯＶＳＦコードに比べて当該所定の時間長だけ遅延させて与えることにより、チップ時間長単位で互いに同期させるように構成することができる。
【００１８】
本発明のその他の観点に係る送信方法は、チップ時間長単位で互いに同期した２つの同期済信号の入力を受け付ける入力受付工程、入力を受け付けられた２つの同期済信号の一方を他方に対して所定の遅延時間長だけ遅延させた２つの非同期済信号を出力する遅延工程、出力された２つの非同期済信号のそれぞれを変調した２つの変調済信号を出力する変調工程、出力された２つの変調済信号を送信する送信工程を備え、当該所定の遅延時間長は、当該チップ時間長の０.３倍乃至０.７倍であるように構成することができる。
【００１９】
また、本発明の送信方法において、当該２つの同期済信号は、Ｗ−ＣＤＭＡ通信におけるＯＶＳＦコードによる拡散後、ゴールド符号を用いたスクランブルコードによる拡散前の、Ｉチャネル信号とＱチャネル信号であるように構成することができる。
【００２０】
また、本発明の送信方法において、当該所定の遅延時間長として、当該チップ時間長の０.５倍を用い、当該ＯＶＳＦコードとして、３２番乃至６３番を用い、当該ゴールド符号に対して、タップ段数１段以上、自己相関係数±(2-31/2)のＬＳＦフィルタをかけたものを当該スクランブルコードとするように構成することができる。
【００２１】
本発明のその他の観点に係る受信方法は、２つの受信信号を受信する受信工程、受信された２つの受信信号のそれぞれを復調した２つの復調済信号を出力する復調工程、出力された２つの復調済信号の一方を他方に対して所定の遅延時間長だけ遅延させて、チップ時間長単位で互いに同期した２つの同期済信号を出力する同期化工程を備え、当該所定の遅延時間長は、当該チップ時間長の０.３倍乃至０.７倍であるように構成する。
【００２２】
また、本発明の受信方法において、当該２つの復調済信号は、Ｗ−ＣＤＭＡ通信におけるゴールド符号を用いたスクランブルコードによる逆拡散後、ＯＶＳＦコードによる逆拡散前の、Ｉチャネル信号とＱチャネル信号であるように構成することができる。
【００２３】
また、本発明の受信方法において、当該所定の遅延時間長として、当該チップ時間長の０.５倍を用い、当該ＯＶＳＦコードとして、３２番乃至６３番を用い、当該ゴールド符号に対して、タップ段数１段以上、自己相関係数±(2-31/2)のＬＳＦフィルタをかけたものを当該スクランブルコードとするように構成することができる。
【００２４】
また、本発明の受信方法において、当該所定の遅延時間長として、当該チップ時間長の０.５倍を用い、当該ＯＶＳＦコードとして、３２番乃至６３番を用い、受信部と復調部との間で、当該受信信号に対してタップ段数１段以上、自己相関係数±(2-31/2)のＬＳＦフィルタをかけるように構成することができる。
【００２５】
また、本発明の受信方法において、当該復調済信号の一方を逆拡散するＯＶＳＦコードを当該所定の時間長だけ遅延させることにより、チップ時間長単位で互いに同期させるように構成することができる。
【００２６】
本発明のその他の観点に係るプログラムは、コンピュータもしくはディジタル信号プロセッサを、上記の送信装置の各部、受信装置の各部として機能させ、もしくは、上記の送信方法、受信方法を実行させるように構成する。
【００２７】
また、本発明のプログラムは、コンパクトディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ディジタルビデオディスク、磁気テープ、半導体メモリ等のコンピュータ読取可能な情報記憶媒体に記録することができる。
【００２８】
上記プログラムは、プログラムが実行されるコンピュータやディジタル信号プロセッサとは独立して、コンピュータ通信網を介して配布・販売することができる。また、上記情報記憶媒体は、コンピュータやディジタル信号プロセッサとは独立して配布・販売することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、Ｗ−ＣＤＭＡ等の２チャネルを用いる通信技術に対して一方のチャネルを他方のチャネルに対して時間遅延させる技術を適用する際に、通信性能を向上させるのに好適な送信装置、受信装置、送信方法、受信方法、ならびに、これらをコンピュータもしくはディジタル信号プロセッサ上にて実現するプログラムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下に本発明の実施形態を説明する。なお、以下に説明する実施形態は説明のためのものであり、本発明の範囲を制限するものではない。したがって、当業者であればこれらの各要素もしくは全要素をこれと均等なものに置換した実施形態を採用することが可能であるが、これらの実施形態も本発明の範囲に含まれる。
【００３１】
また、以下では、主としてＷ−ＣＤＭＡに本発明の原理を適用する場合について説明するが、本発明の範囲は必ずしもこれに限られるわけではなく、２つのチャネルを利用するような種々の用途にも適用が可能である。
【００３２】
以下では、まず、従来技術に相当するＷ−ＣＤＭＡの基本技術について説明し、その後に、本実施形態と当該従来技術との差異を説明する。
【００３３】
（Ｗ−ＣＤＭＡの基本技術）
図１は、従来技術に係るＷ−ＣＤＭＡの通信システムの概要構成を示す説明図である。以下、本図を参照して説明する。
【００３４】
通信システム１０１は、送信装置１３１と受信装置１５１とからなる。上り回線を想定する場合には、送信装置１３１は携帯電話に相当し、受信装置１５１は基地局に相当する。
【００３５】
送信装置１３１においては、データチャネルの信号（ＤＰＤＣＨ）とコントロールチャネルの信号（ＤＰＣＣＨ）とに対して、１次拡散部１３３が、拡散符号C[i]とC[j]とを順に与えて、それぞれを拡散している。
【００３６】
拡散符号C[i]とC[j]とは、ＯＶＳＦコードであり、上記のように、データチャネル（ＤＰＤＣＨ）の信号１３２が処理されるＩチャネル側は１６番（i = 16）、Ｑチャネル側は０番（j = 0）が利用される。
【００３７】
拡散符号C[i]とC[j]のそれぞれの周期は６４であるから、原理的には、−１と１のいずれかのビット値を拡散符号C[i]とC[j]の先頭から巡回的に、同期しながら順に取り出して、シンボル１つずつに対して乗じることで、拡散を行う。
【００３８】
１次拡散の後、２次拡散および変調を行う前に、前処理部１３４が、良チャネルに対して拡散符号βを重畳する。この拡散符号βは、Ｗ−ＣＤＭＡの規格上gain factorと呼ばれるもので、ＤＰＤＣＨとＤＰＣＣＨの送信電力比の干渉を抑制する調整のために設けられている。
【００３９】
さらに、ＨＰＳＫ変調部１３５は、Ｉチャネル用スクランブルコードS[1]とＱチャネル用スクランブルコードS[2]とを受け付けて、これを適用しつつＨＰＳＫ（Hybrid Phase Shift Keying）拡散／変調を行う。スクランブルコードには、ゴールド符号を用いた長周期の拡散符号を用いる。
【００４０】
この結果得られたＩチャネルとＱチャネルの信号は、ＲＦ送信部１３６によって送信され、受信装置１５１に送られる。
【００４１】
受信装置１５１においては、ＲＦ受信部１５２が送信された信号を受信してこれをＩチャネルとＱチャネルに分ける。
【００４２】
そして、ＨＰＳＫ復調部１５３が、Ｉチャネル用スクランブルコードS[1]とＱチャネル用スクランブルコードS[2]とを受け付けて、これを適用しつつ、ＨＰＳＫ逆拡散／復調を行う。
【００４３】
さらに、逆拡散部１５４が、拡散符号C[i]とC[j]を用いて、逆拡散を行う。原理的には、−１と１のビットを拡散符号C[i]とC[j]の先頭から巡回的に同期しながら順に取り出して、シンボル１つずつに対して乗じることで、逆拡散を行う。
【００４４】
このようにして、データチャネルの信号（ＤＰＤＣＨ）とコントロールチャネルの信号（ＤＰＣＣＨ）とが得られるのである。
【００４５】
（本実施形態の通信システム）
図２は、[特許文献１]に開示される技術を適用した実施形態に係る通信システムの概要構成を示す模式図である。以下、本図を参照して説明する。
【００４６】
本図に示す通信システム１０１と、図１に示すものとの差は、送信装置１３１においてＩチャネル側に遅延回路２３１が設けられている点と、受信装置１５１においてＱチャネル側に遅延回路２５１が設けられている点である。ここで、遅延回路２３１と遅延回路２５１の遅延時間はいずれも等しい。
【００４７】
以下では、遅延時間としてどのような値が望ましいかを、モンテカルロ法による計算機シミュレーションにて、従来技術と本実施形態との効果測定を行い、実験により求めた例について説明する。
【００４８】
図３は、ＳＦ＝６４の場合のＯＶＳＦコードのパターンを示す説明図である。以下、本図を参照して説明する。
【００４９】
本図の桝目の白は１、黒は−１を意味する。１行は、コード１周（６４チップ）に相当し、上の行から順に、０番、１番、…、６３番のＯＶＳＦコードに相当する。
【００５０】
Ｑチャネル側は０番のＯＶＳＦコードを適用し、Ｉチャネル側にはこのような種々のＯＶＳＦコードを適用して、遅延時間として０.５チップ（１チップ時間長の０.５倍）の遅延時間を与えてシミュレーションを行った。データレートは６０Ｋｂｐｓ、ユーザ数３０、ノイズの影響は考慮せずに（以下同様）、ビット誤り率を測定した。
【００５１】
図４は、従来技術と本実施形態に係る０.５チップ遅延で種々のＯＶＳＦコードに対してシミュレーションを行った結果得られたビット誤り率を示すグラフである。以下、本図を参照して説明する。
【００５２】
本図を見てもわかる通り、従来技術においては、ＯＶＳＦコードで何番を選ぶかによってビット誤り率に変化はほとんどないが、本実施形態では、ＯＶＳＦコードで何番を選ぶかによって、ビット誤り率が大きく異なる。
【００５３】
最もビット誤り率が低いのは、３２番のＯＶＳＦコード（−１と１が１チップごとにフリップする符号）であり、３２番〜６３番のＯＶＳＦコードは、それ以外のコードに対して、ビット誤り率が低くなっている。
【００５４】
図５は、本実施形態において、ＯＶＳＦコード８番、１６番、３２番、４０番に対して遅延時間を０チップから１チップまで変化させたときの、ビット誤り率を測定したグラフである。以下、本図を参照して説明する。
【００５５】
本図に示すように、ビット誤り率が良好な範囲は、概ね０.３チップ〜０.７チップの遅延時間である。ただし、ディジタル信号処理の実装の観点からは、０.５チップ（０.５チップ時間長）の遅延時間とすると、実装が容易であると考えられる。そこで、以下では、主に遅延時間が０.５チップの場合を想定して説明する。
【００５６】
また、一般には、チップ時間長はシンボル時間長と一致する。すなわち、１チップ時間で、１つのチャネルあたり１シンボルが処理可能とするのが典型的である。
【００５７】
このように、本実施形態の送信装置１３１において、拡散部１３３は同期済信号を出力する機能を果たすので、拡散部１３３の出力線が、入力受付部として機能し、また、Ｉチャネルの遅延回路２３１が、遅延部として機能し、ＨＰＳＫ変調部１３５が、変調部として機能し、ＲＦ送信部１３６が送信部として機能する。
【００５８】
また、本実施形態の受信装置１５１において、ＲＦ受信部１５２は受信部として機能し、ＨＰＳＫ復調部１５３は復調部として機能し、遅延部２５１は同期化部として機能して、逆拡散部１５４にＩチャネルとＱチャネルで同期した信号を与えることになる。
【００５９】
図６は、受信装置において遅延回路の配置を変更した実施形態の概要構成を示す模式図である。以下、本図を参照して説明する。
【００６０】
図２においては、受信装置１５１の遅延回路２５１は、ＱチャネルのＨＰＳＫ復調部１５３と逆拡散部１５４の間に配置されている。
【００６１】
一方、本図に示す実施形態では、遅延回路２５１は、Ｉチャネルの逆拡散部１５４に与えられる拡散符号C[i]を、Ｑチャネルの逆拡散部１５４に与えられる拡散符号C[j]に対して０.５チップ遅延させるように配置されている。これによって、２つの信号の同期を図ることができる。
【００６２】
すなわち、本実施形態の受信装置１５１においては、遅延部２５１と逆拡散部１５４が共働して同期化部として機能し、ＤＰＤＣＨとＤＰＣＣＨという同期した信号を出力することになる。
【００６３】
上記の実施形態によれば、Ｗ−ＣＤＭＡ等の２チャネルを用いる通信技術に対して一方のチャネルを他方のチャネルに対して時間遅延させる技術を適用する際に、その遅延時間を０.３チップ長〜０.７チップ長とすることで、ビット誤り率を低減させることができる。また、０.５チップ長（０.５チップ時間長）とすることで、実装を容易にし、製造コストを抑制することが可能となる。
【００６４】
以下では、本実施形態に対してＬＳＦフィルタを適用して、さらに性能の向上を図る実施形態について説明する。
【００６５】
（ＬＳＦフィルタ）
図７は、タップ段数２段のＬＳＦフィルタの概要構成を示す説明図である。以下、本図を参照して説明する。
【００６６】
ＬＳＦフィルタ７０１はＦＩＲフィルタの一種で、拡散符号の自己相関特性を制御することができる。入力に対して１チップ、２チップ、３チップ、…の遅延信号を得るために、１チップ遅延の遅延回路７０２を直列に接続するとともに、その出力のそれぞれを、乗算回路７０３により１倍、(-r)倍、(-r)2倍、…して、加算回路７０４が、その総和を求めて出力する。
【００６７】
一般に、自己相関係数の最適値は、r = 2-31/2もしくは、r = -(2-31/2)である。また、タップ段数は、２段程度で十分効果がある。
【００６８】
Ｗ−ＣＤＭＡでは、ＬＳＦフィルタを適用する箇所として、以下の３箇所が考えられる。
（１）送信装置１３１において、スクランブルコードS[1]，S[2]に対してＬＳＦフィルタをかけてから、ＨＰＳＫ変調部１３５に与える（以下ueと略記）。
（２）受信装置１５１において、スクランブルコードS[1]，S[2]に対してＬＳＦフィルタをかけてから、ＨＰＳＫ復調部１５３に与える（以下bsと略記）。
（３）受信装置１５１において、ＲＦ受信部１５２から得られるＩチャネルとＱチャネルの信号に対してＬＳＦフィルタをかけてから、ＨＰＳＫ復調部１５３に与える（以下airと略記）。
【００６９】
図８は、手法ueによる送信装置の概要構成を示す説明図である。図９は、図２に示す受信装置に手法bsを適用した概要構成を示す説明図である。図１０は、図６に示す受信装置に手法airによる受信装置の概要構成を示す説明図である。以下、これらの図を参照して説明する。
【００７０】
これらの図に示すように、手法ue，bsにおいては、以下の２つの符号を、スクランブルコード入力としてＨＰＳＫ変調部１３５、ＨＰＳＫ復調部１５３に与えている。
（ａ）S[1]にＬＳＦフィルタ７０１を適用したものと、
（ｂ）スクランブルコードS[2]に対して2 decimate回路８０１により間引きをし、これと、１チップごとに−１と１をフリップする符号W[1]（図中のW1）とS[1]を重畳回路８０２により乗算したものに、ＬＳＦフィルタ７０１を適用したものと、
【００７１】
一方、手法airにおいては、ＲＦ受信部１５２とＨＰＳＫ復調部１５３の間で、ＩチャネルとＱチャネルのそれぞれにＬＳＦフィルタ７０１を配置している。
【００７２】
これらの手法は、１つの通信システムにおいて、適宜組み合わせて利用することができるため、いずれのパターンを採用するかで、23 = 8通りの手法がありうる。以下、シミュレーションの結果とともに、どのような組み合わせが好ましいかについて説明する。
【００７３】
図１１は、図１に示す構成において、ＬＳＦフィルタを種々の組み合わせで適用した場合の結果を示すグラフである。以下、本図を参照して説明する。
【００７４】
本図に示す結果からは、ＬＳＦフィルタを適用した場合の効果は、ＯＶＳＦコードのいずれを選択するかに依存することがわかる。ＯＶＳＦコードの依存を平均化して現行のＷ−ＣＤＭＡ規格のデフォルト設定においてＬＳＦフィルタを適用する手法として、最も良いのは、airのみを適用する場合である。
【００７５】
また、ＯＶＳＦコードのいずれかを選択する場合は、０番コードでue，bsを同時適用した態様と、０番コードでair，bsを同時適用した態様のビット誤り率が低い。
【００７６】
図１２は、図１（従来技術）および図２・図６（本技術）に示す構成においてＬＳＦフィルタを種々の組み合わせで適用した場合に、相関パラメータrを変更したときの結果を示すグラフである。以下、本図を参照して説明する。
【００７７】
本図（Ａ）は、従来技術＋ＬＳＦにコード０番（チャネル同期：コード０番）を、（Ｂ）は、従来技術＋ＬＳＦにコード３２番（チャネル同期：コード３２番）を、（Ｃ）は、本技術＋ＬＳＦにコード３２番（チャネル非同期：コード３２番）を、それぞれ選択した場合の結果である。本図を見ればわかるように、自己相関特性が大きく変化していることがわかる。
【００７８】
従来技術＋ＬＳＦのコード３２番では、ue，bsを同時適用した場合であり、この場合の最適な相関パラメータの値-0.26795は、通常の最適な相関パラメータの値2-31/2とは正負の符号が反転しているとともに、図１１における結果の最低値と同程度のビット誤り率になっている。
【００７９】
本図（Ｃ）に示すように、本技術＋ＬＳＦのコード３２番の組み合わせでは、air，ueを同時適用して、正負の符号を反転した相関パラメータの値（図中上向き矢印）を選択したときが、ビット誤り率が最低となる。
【００８０】
次に、上記の種々の組み合わせについて、現行のＷ−ＣＤＭＡ規格との通信キャパシティの性能比較をする。
【００８１】
図１３は、図１２から得られた良好な性能を有する組み合わせに対して、ユーザ数（Ue）を増加させたときのビット誤り率を示すグラフである。図１４は、ビット誤り率10-3近傍で、現行のＷ−ＣＤＭＡから通信キャパシティが向上した割合を示す表である。
【００８２】
図１３（Ａ）／図１４（Ａ）は、図１２（Ａ）（Ｂ）の従来技術＋ＬＳＦ＋コード０番／１６番／３２番の組み合わせの場合である（チャネル同期）。
【００８３】
図１３（Ｂ）／図１４（Ｂ）は、図１２（Ｃ）の本技術＋ＬＳＦ＋３２番の組み合わせの場合である（チャネル非同期）。
【００８４】
これらの図を見れば明らかなように（なお、図１３（Ａ）（Ｂ）では、横軸の縮尺が異なる。）、本発明のように、チャネルに相対的な遅延を設けることで、通信キャパシティが大きく向上していることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明によれば、Ｗ−ＣＤＭＡ等の２チャネルを用いる通信技術に対して一方のチャネルを他方のチャネルに対して時間遅延させる技術を適用する際に、通信性能を向上させるのに好適な送信装置、受信装置、送信方法、受信方法、ならびに、これらをコンピュータもしくはディジタル信号プロセッサ上にて実現するプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】従来技術に係るＷ−ＣＤＭＡの通信システムの概要構成を示す説明図である。
【図２】本実施形態に係る通信システムの概要構成を示す模式図である。
【図３】ＳＦ＝６４の場合のＯＶＳＦコードのパターンを示す説明図である。
【図４】従来技術と本実施形態に係る０.５チップ遅延で種々のＯＶＳＦコードに対してシミュレーションを行った結果得られたビット誤り率を示すグラフである。以下、本図を参照して説明する。
【図５】本実施形態において、ＯＶＳＦコード８番、１６番、３２番、４０番に対して遅延時間を０チップから１チップまで変化させたときの、ビット誤り率を測定したグラフである。
【図６】受信装置において遅延回路の配置を変更した実施形態の概要構成を示す模式図である。
【図７】タップ段数２段のＬＳＦフィルタの概要構成を示す説明図である。
【図８】手法ueによる送信装置の概要構成を示す説明図である。
【図９】図２に示す受信装置に手法bsを適用した概要構成を示す説明図である。
【図１０】図６に示す受信装置に手法airによる受信装置の概要構成を示す説明図である。
【図１１】図１に示す構成において、ＬＳＦフィルタを種々の組み合わせで適用した場合の結果を示すグラフである。
【図１２】図１（従来技術）および図２・図６（本技術）に示す構成においてＬＳＦフィルタを種々の組み合わせで適用した場合に、相関パラメータrを変更したときの結果を示すグラフである。
【図１３】図１２から得られた良好な性能を有する組み合わせに対して、ユーザ数（Ue）を増加させたときのビット誤り率を示すグラフである。
【図１４】ビット誤り率10-3近傍で、現行のＷ−ＣＤＭＡから通信キャパシティが向上した割合を示す表である。
【符号の説明】
【００８７】
１０１ 通信システム
１３１ 送信装置
１３３ 拡散部
１３４ 前処理部
１３５ ＨＰＳＫ変調部
１３６ ＲＦ送信部
１５１ 受信装置
１５２ ＲＦ受信部
１５３ ＨＰＳＫ復調部
１５４ 逆拡散部
２３１ 遅延回路
２５１ 遅延回路
７０１ ＬＳＦフィルタ
７０２ 遅延回路
７０３ 乗算回路
７０４ 加算回路
８０１ 2 decimate回路
８０２ 重畳回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チップ時間長単位で互いに同期した２つの同期済信号の入力を受け付ける入力受付部、
前記入力を受け付けられた２つの同期済信号の一方を他方に対して所定の遅延時間長だけ遅延させた２つの非同期済信号を出力する遅延部、
前記出力された２つの非同期済信号のそれぞれを変調した２つの変調済信号を出力する変調部、
前記出力された２つの変調済信号を送信する送信部
を備え、
当該所定の遅延時間長は、当該チップ時間長の０.３倍乃至０.７倍であることを特徴とする送信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の送信装置であって、
当該２つの同期済信号は、Ｗ−ＣＤＭＡ通信におけるＯＶＳＦコードによる拡散後、ゴールド符号を用いたスクランブルコードによる拡散前の、Ｉチャネル信号とＱチャネル信号である
ことを特徴とする送信装置。
【請求項３】
請求項２に記載の送信装置であって、
当該所定の遅延時間長として、当該チップ時間長の０.５倍を用い、
当該ＯＶＳＦコードとして、Ｉチャネルに対しては長さ６４のＯＶＳＦコードの３２番乃至６３番を用い、
当該ゴールド符号に対して、タップ段数１段以上、自己相関係数±(2-31/2)のＬＳＦフィルタをかけたものを当該スクランブルコードとする
ことを特徴とする送信装置。
【請求項４】
２つの受信信号を受信する受信部、
前記受信された２つの受信信号のそれぞれを復調した２つの復調済信号を出力する復調部、
前記出力された２つの復調済信号をチップ時間長単位で互いに同期させた２つの同期済信号を出力する同期化部
を備え、
当該所定の遅延時間長は、当該チップ時間長の０.３倍乃至０.７倍であることを特徴とする受信装置。
【請求項５】
請求項４に記載の受信装置であって、
当該２つの復調済信号は、Ｗ−ＣＤＭＡ通信におけるゴールド符号を用いたスクランブルコードによる逆拡散後、ＯＶＳＦコードによる逆拡散前の、Ｉチャネル信号とＱチャネル信号である
ことを特徴とする受信装置。
【請求項６】
請求項５に記載の受信装置であって、
当該所定の遅延時間長として、当該チップ時間長の０.５倍を用い、
当該ＯＶＳＦコードとして、Ｉチャネルに対しては長さ６４のＯＶＳＦコードの３２番乃至６３番を用い、
当該ゴールド符号に対して、タップ段数１段以上、自己相関係数±(2-31/2)のＬＳＦフィルタをかけたものを当該スクランブルコードとする
ことを特徴とする受信装置。
【請求項７】
請求項５に記載の受信装置であって、
当該所定の遅延時間長として、当該チップ時間長の０.５倍を用い、
当該ＯＶＳＦコードとして、３２番乃至６３番を用い、
前記受信部と前記復調部との間で、当該受信信号に対してタップ段数１段以上、自己相関係数±(2-31/2)のＬＳＦフィルタをかける
ことを特徴とする受信装置。
【請求項８】
請求項５から７のいずれか１項に記載の受信装置であって、
当該復調済信号の一方を逆拡散するＯＶＳＦコードを他方を逆拡散するＯＶＳＦコードに比べて当該所定の時間長だけ遅延させて与えることにより、チップ時間長単位で互いに同期させる
ことを特徴とする受信装置。
【請求項９】
チップ時間長単位で互いに同期した２つの同期済信号の入力を受け付ける入力受付工程、
前記入力を受け付けられた２つの同期済信号の一方を他方に対して所定の遅延時間長だけ遅延させた２つの非同期済信号を出力する遅延工程、
前記出力された２つの非同期済信号のそれぞれを変調した２つの変調済信号を出力する変調工程、
前記出力された２つの変調済信号を送信する送信工程
を備え、
当該所定の遅延時間長は、当該チップ時間長の０.３倍乃至０.７倍であることを特徴とする送信方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の送信方法であって、
当該２つの同期済信号は、Ｗ−ＣＤＭＡ通信におけるＯＶＳＦコードによる拡散後、ゴールド符号を用いたスクランブルコードによる拡散前の、Ｉチャネル信号とＱチャネル信号である
ことを特徴とする送信方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の送信方法であって、
当該所定の遅延時間長として、当該チップ時間長の０.５倍を用い、
当該ＯＶＳＦコードとして、３２番乃至６３番を用い、
当該ゴールド符号に対して、タップ段数１段以上、自己相関係数±(2-31/2)のＬＳＦフィルタをかけたものを当該スクランブルコードとする
ことを特徴とする送信方法。
【請求項１２】
２つの受信信号を受信する受信工程、
前記受信された２つの受信信号のそれぞれを復調した２つの復調済信号を出力する復調工程、
前記出力された２つの復調済信号の一方を他方に対して所定の遅延時間長だけ遅延させて、チップ時間長単位で互いに同期した２つの同期済信号を出力する同期化工程
を備え、
当該所定の遅延時間長は、当該チップ時間長の０.３倍乃至０.７倍であることを特徴とする受信方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の受信方法であって、
当該２つの復調済信号は、Ｗ−ＣＤＭＡ通信におけるゴールド符号を用いたスクランブルコードによる逆拡散後、ＯＶＳＦコードによる逆拡散前の、Ｉチャネル信号とＱチャネル信号である
ことを特徴とする受信方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の受信方法であって、
当該所定の遅延時間長として、当該チップ時間長の０.５倍を用い、
当該ＯＶＳＦコードとして、３２番乃至６３番を用い、
当該ゴールド符号に対して、タップ段数１段以上、自己相関係数±(2-31/2)のＬＳＦフィルタをかけたものを当該スクランブルコードとする
ことを特徴とする受信方法。
【請求項１５】
請求項１３に記載の受信方法であって、
当該所定の遅延時間長として、当該チップ時間長の０.５倍を用い、
当該ＯＶＳＦコードとして、３２番乃至６３番を用い、
前記受信部と前記復調部との間で、当該受信信号に対してタップ段数１段以上、自己相関係数±(2-31/2)のＬＳＦフィルタをかける
ことを特徴とする受信方法。
【請求項１６】
請求項１３から１５のいずれか１項に記載の受信方法であって、
当該復調済信号の一方を逆拡散するＯＶＳＦコードを当該所定の時間長だけ遅延させることにより、チップ時間長単位で互いに同期させる
ことを特徴とする受信方法。
【請求項１７】
コンピュータもしくはディジタル信号プロセッサを、請求項１から３のいずれか１項に記載の送信装置の各部として機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項１８】
コンピュータもしくはディジタル信号プロセッサを、請求項４から８のいずれか１項に記載の受信装置の各部として機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項１】
チップ時間長単位で互いに同期した２つの同期済信号の入力を受け付ける入力受付部、
前記入力を受け付けられた２つの同期済信号の一方を他方に対して所定の遅延時間長だけ遅延させた２つの非同期済信号を出力する遅延部、
前記出力された２つの非同期済信号のそれぞれを変調した２つの変調済信号を出力する変調部、
前記出力された２つの変調済信号を送信する送信部
を備え、
当該所定の遅延時間長は、当該チップ時間長の０.３倍乃至０.７倍であることを特徴とする送信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の送信装置であって、
当該２つの同期済信号は、Ｗ−ＣＤＭＡ通信におけるＯＶＳＦコードによる拡散後、ゴールド符号を用いたスクランブルコードによる拡散前の、Ｉチャネル信号とＱチャネル信号である
ことを特徴とする送信装置。
【請求項３】
請求項２に記載の送信装置であって、
当該所定の遅延時間長として、当該チップ時間長の０.５倍を用い、
当該ＯＶＳＦコードとして、Ｉチャネルに対しては長さ６４のＯＶＳＦコードの３２番乃至６３番を用い、
当該ゴールド符号に対して、タップ段数１段以上、自己相関係数±(2-31/2)のＬＳＦフィルタをかけたものを当該スクランブルコードとする
ことを特徴とする送信装置。
【請求項４】
２つの受信信号を受信する受信部、
前記受信された２つの受信信号のそれぞれを復調した２つの復調済信号を出力する復調部、
前記出力された２つの復調済信号をチップ時間長単位で互いに同期させた２つの同期済信号を出力する同期化部
を備え、
当該所定の遅延時間長は、当該チップ時間長の０.３倍乃至０.７倍であることを特徴とする受信装置。
【請求項５】
請求項４に記載の受信装置であって、
当該２つの復調済信号は、Ｗ−ＣＤＭＡ通信におけるゴールド符号を用いたスクランブルコードによる逆拡散後、ＯＶＳＦコードによる逆拡散前の、Ｉチャネル信号とＱチャネル信号である
ことを特徴とする受信装置。
【請求項６】
請求項５に記載の受信装置であって、
当該所定の遅延時間長として、当該チップ時間長の０.５倍を用い、
当該ＯＶＳＦコードとして、Ｉチャネルに対しては長さ６４のＯＶＳＦコードの３２番乃至６３番を用い、
当該ゴールド符号に対して、タップ段数１段以上、自己相関係数±(2-31/2)のＬＳＦフィルタをかけたものを当該スクランブルコードとする
ことを特徴とする受信装置。
【請求項７】
請求項５に記載の受信装置であって、
当該所定の遅延時間長として、当該チップ時間長の０.５倍を用い、
当該ＯＶＳＦコードとして、３２番乃至６３番を用い、
前記受信部と前記復調部との間で、当該受信信号に対してタップ段数１段以上、自己相関係数±(2-31/2)のＬＳＦフィルタをかける
ことを特徴とする受信装置。
【請求項８】
請求項５から７のいずれか１項に記載の受信装置であって、
当該復調済信号の一方を逆拡散するＯＶＳＦコードを他方を逆拡散するＯＶＳＦコードに比べて当該所定の時間長だけ遅延させて与えることにより、チップ時間長単位で互いに同期させる
ことを特徴とする受信装置。
【請求項９】
チップ時間長単位で互いに同期した２つの同期済信号の入力を受け付ける入力受付工程、
前記入力を受け付けられた２つの同期済信号の一方を他方に対して所定の遅延時間長だけ遅延させた２つの非同期済信号を出力する遅延工程、
前記出力された２つの非同期済信号のそれぞれを変調した２つの変調済信号を出力する変調工程、
前記出力された２つの変調済信号を送信する送信工程
を備え、
当該所定の遅延時間長は、当該チップ時間長の０.３倍乃至０.７倍であることを特徴とする送信方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の送信方法であって、
当該２つの同期済信号は、Ｗ−ＣＤＭＡ通信におけるＯＶＳＦコードによる拡散後、ゴールド符号を用いたスクランブルコードによる拡散前の、Ｉチャネル信号とＱチャネル信号である
ことを特徴とする送信方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の送信方法であって、
当該所定の遅延時間長として、当該チップ時間長の０.５倍を用い、
当該ＯＶＳＦコードとして、３２番乃至６３番を用い、
当該ゴールド符号に対して、タップ段数１段以上、自己相関係数±(2-31/2)のＬＳＦフィルタをかけたものを当該スクランブルコードとする
ことを特徴とする送信方法。
【請求項１２】
２つの受信信号を受信する受信工程、
前記受信された２つの受信信号のそれぞれを復調した２つの復調済信号を出力する復調工程、
前記出力された２つの復調済信号の一方を他方に対して所定の遅延時間長だけ遅延させて、チップ時間長単位で互いに同期した２つの同期済信号を出力する同期化工程
を備え、
当該所定の遅延時間長は、当該チップ時間長の０.３倍乃至０.７倍であることを特徴とする受信方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の受信方法であって、
当該２つの復調済信号は、Ｗ−ＣＤＭＡ通信におけるゴールド符号を用いたスクランブルコードによる逆拡散後、ＯＶＳＦコードによる逆拡散前の、Ｉチャネル信号とＱチャネル信号である
ことを特徴とする受信方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の受信方法であって、
当該所定の遅延時間長として、当該チップ時間長の０.５倍を用い、
当該ＯＶＳＦコードとして、３２番乃至６３番を用い、
当該ゴールド符号に対して、タップ段数１段以上、自己相関係数±(2-31/2)のＬＳＦフィルタをかけたものを当該スクランブルコードとする
ことを特徴とする受信方法。
【請求項１５】
請求項１３に記載の受信方法であって、
当該所定の遅延時間長として、当該チップ時間長の０.５倍を用い、
当該ＯＶＳＦコードとして、３２番乃至６３番を用い、
前記受信部と前記復調部との間で、当該受信信号に対してタップ段数１段以上、自己相関係数±(2-31/2)のＬＳＦフィルタをかける
ことを特徴とする受信方法。
【請求項１６】
請求項１３から１５のいずれか１項に記載の受信方法であって、
当該復調済信号の一方を逆拡散するＯＶＳＦコードを当該所定の時間長だけ遅延させることにより、チップ時間長単位で互いに同期させる
ことを特徴とする受信方法。
【請求項１７】
コンピュータもしくはディジタル信号プロセッサを、請求項１から３のいずれか１項に記載の送信装置の各部として機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項１８】
コンピュータもしくはディジタル信号プロセッサを、請求項４から８のいずれか１項に記載の受信装置の各部として機能させることを特徴とするプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００９−１１８１８７（Ｐ２００９−１１８１８７Ａ）
【公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２８９０１２（Ｐ２００７−２８９０１２）
【出願日】平成１９年１１月６日（２００７．１１．６）
【出願人】（５０３３５９８２１）独立行政法人理化学研究所 (1,056)
【出願人】（３０４００１５４５）株式会社カオスウェア (28)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月６日（２００７．１１．６）
【出願人】（５０３３５９８２１）独立行政法人理化学研究所 (1,056)
【出願人】（３０４００１５４５）株式会社カオスウェア (28)
【Ｆターム（参考）】
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