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発明の名称 自動車・携帯電話システム
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平7−38962
公開日 平成7年(1995)2月7日
出願番号 特願平5−199013
出願日 平成5年(1993)7月16日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】蔵合 正博
発明者 浅 野 延 夫 / 加 藤 修
要約 目的
情報伝送速度の変更等に基づいて加入者容量を簡単に増加させることの可能な自動車・携帯電話システムを提供すること。

構成
同一セル内の各チャネルに直交拡散系列(系列数:m)と擬似雑音系列とを乗じた拡散系列を割り当てる方式の自動車・携帯電話システムの、直交拡散系列に乗じる擬似雑音系列の位相を異ならせて何通りかの擬似雑音系列をとり、同一セル内のチャネル数を直交拡散系列の系列数mの倍数単位で確保することができるようにした。これにより、将来、伝送速度が現状の半分になった場合などに、SIRの観点からは一つのセル内にmチャネル以上の回線設定がなされていても所要品質を保つことができる範囲内で、必要な限りの拡散系列を割り当てて加入者容量を増やすことが可能となる。
特許請求の範囲
【請求項1】 ユーザ情報をそのユーザに割り当てられたチャネル番号に対応する拡散系列で拡散処理する拡散変調手段と、拡散処理された情報を合成して送信出力する合成手段とを有する基地局となる送信側装置、および拡散処理された情報を前記ユーザに割り当てられたチャネル番号に対応する拡散系列で逆拡散処理する逆拡散手段を有する受信側装置を備え、同一セル内の各チャネルには、直交拡散系列(系列数:m)と擬似雑音系列とを乗じて得られた拡散系列を割り当てる一方で、この拡散系列の割り当てに際して、情報伝送速度として現状の速度よりも小さいレートを用いる場合に対応して、同一セル内のチャネル番号#1から#mまでにはm個の直交拡散系列と第1の擬似雑音系列とを乗じた拡散系列を割り当て、チャネル番号#(m+1)から#2mまでは前記と同じm個の直交拡散系列と前記第1の擬似雑音系列とは系列は同じで時間位相が或る一定時間異なった第2の擬似雑音系列とを乗じた拡散系列を割り当てることにより、同一セル内のチャネル数を直交拡散系列の系列数よりも多く確保し得るようにしたことを特徴とする自動車・携帯電話システム。
【請求項2】 同一セル内のチャネル数は、直交拡散系列の系列数の2倍、3倍……と、倍数単位で増大させて多く確保し得るようにしたことを特徴とする請求項1記載の自動車・携帯電話システム。
【請求項3】 基地局では回線設定した各ユーザの情報伝送速度を基にそのセル内に同時に発生することができる回線数の最大値を判定し、その最大値以内でユーザの回線設定を許可することを特徴とする請求項1記載の自動車・携帯電話システム。
【請求項4】 同時に設定することのできる回線数の最大値の判定を、そのセル内の各ユーザの情報伝送速度の総和に上限値を設けることにより行なうようにしたことを特徴とする請求項1または2記載の自動車・携帯電話システム。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、チャネル数を簡単に増設することのできる自動車・携帯電話システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、文献”On the Sysytem Design Aspects of Code Division Multipule Access (CDMA) Applied to Digital Cellular and Personal Communications Network ( 1992年 Vehicle Technology Conference)”に述べられているように、符号分割多元接続方式の自動車・携帯電話システムが実用化に向けて開発されている。かかる符号分割多元接続方式の自動車・携帯電話システムの従来例の構成を図3に示す。この図において、符号1は基地局等の送信側装置、2は自動車電話、携帯電話等の受信側装置を表す。符号3、4、5は送信側装置1において各ユーザに割り当てられたチャネル番号に対応して設けられ、それぞれのユーザの情報が入力される情報入力線で、情報入力線3は#1、情報入力線4は#2、情報入力線5は#mに対応する。符号6、7、8は情報入力線3、4、5のそれぞれに接続され前記各チャネル番号に対応する拡散系列で拡散処理を行なう拡散変調器、9は複数ユーザ分の拡散信号を合成して送信する合成器である。また、符号10は受信側装置2において各ユーザに割り当てられたチャネルの拡散系列で逆拡散処理を行なう逆拡散器である。送信側装置1において、拡散変調器6、7、8にはそれぞれ直交拡散系列としてW1(t)、W2(t)、Wm(t)のパラメータが、また擬似雑音系列としてPN(t) のパラメータが入力され、これら直交拡散系列と擬似雑音系列を乗じることにより各チャネルに対応する拡散系列が得られ、この拡散系列で拡散処理が行なわれる。以下の説明においては、擬似雑音系列を「PN系列」という。受信側装置2については、各機器が逆拡散器10を有しており、図3に示す受信側装置2のチャネル番号が#iであれば、その逆拡散器10には直交拡散系列としてWi(t)のパラメータが、またPN系列としてPN(t) のパラメータが入力されることにより、そのチャネルに対応する拡散系列で逆拡散処理が行なわれる。このような拡散、逆拡散処理を行なうための、或るセル内において、各ユーザに割り当てられたチャネル番号に対応して用いられる拡散系列の例を図4に表にして示す。
【0003】このような構成を有する自動車・携帯電話システムにおいて、送信側装置1においては、各情報入力線3、4、5からユーザ情報が所定の情報伝送速度(例えばB(bps)とする)入力されると、そのユーザに割り当てられたチャネル番号に対応する拡散系列で拡散変調器6、7、8により拡散処理を行なった後、合成器9で複数ユーザ分の拡散信号を合成して送信する。他方、受信側装置2においては、合成された拡散信号を受信すると、各ユーザに割り当てられたチャネル番号の拡散系列で逆拡散器10により逆拡散処理を行なうことによって情報を情報伝送速度B(bps)で再生し情報出力線11から出力する。
【0004】ここで、或る情報伝送速度の下で送られてきたユーザ情報としての信号が拡散処理され、送信され、さらに逆拡散される場合の波形変化の状況を図5乃至図7に示す。ユーザ情報はそれぞれの情報入力線3、4、5から入力されるが、そのユーザ情報は帯域幅B、パワースペクトル密度Pのスペクトル信号12の形で入力される。このスペクトル信号12が拡散変調器6、7、8で拡散処理されると、前記帯域幅B内のパワーが図6の回線上の拡散多重スペクトルの拡散帯域幅S上に分散され、この図6に示すような拡散信号13になる。拡散変調器6、7、8は各ユーザに割り当てられたチャネル番号に対応しており、それぞれのチャネル番号に対して拡散系列は図4に示すように異なった値に設定されているから、拡散信号13は各チャネル相互間について異なった信号となり多重構造となる。図6では4チャネル拡散多重スペクトルの例を示す。
【0005】このような拡散信号13を受信側装置2で逆拡散処理すると、受信側装置2では直交拡散系列がWi(t)、PN系列がPN(t) で逆拡散処理を行なうから、前記4チャネル拡散多重スペクトルのうち、この拡散系列に対応するチャネルの拡散信号、すなわち希望波14のパワーが再び帯域幅Bに集中し、多重されている他ユーザの信号(3チャネル分)は拡散されたままの波形となり、この拡散されたままの波形は干渉波15として存在することになる。そして、受信側装置2において帯域Bを切り出すフィルターをかけると図7に示すような逆拡散後の希望波14及び干渉波15スペクトルのようになり、希望波14のパワーと干渉波15のパワーの比であるSIR(信号対干渉比)が所定の値を確保できていれば、所要の通信品質を保つことができるようになっている。
【0006】ちなみに、B=9600、すなわち情報伝送速度が9600bpsの場合においては、対干渉という観点から見て、SIRが所定の値を確保できる範囲内で最大64チャネルを設定することができるため、直交拡散系列として64種類のウォルシュ符号を用いた自動車・携帯電話システムの例がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記した従来の自動車・携帯電話システムでは、一つのセルの下り回線(基地局から自動車電話や携帯電話へ向かう方向の回線)の最大チャネルは直交拡散系列の系列数(mとする)で制限されており、例えば将来、通信分野で現状の半分のレートの音声コーデックを適用することができるようになった場合などにも、所要SIRの観点からは一つのセル内にmチャネル以上の回線設定がなされていても、通信を行なうのに所要品質を保てるにも拘らず、割り当てる系列数が足りないために加入者容量を増やすことができない虞があった。
【0008】すなわち、例えば情報伝送速度がハーフレートとなった場合は、図8に示すようにユーザ情報の信号スペクトル16において帯域幅はB/2となり、パワースペクトル密度をPo とするとき、このスペクトル信号16が拡散変調器6、7、8で拡散処理されると、前記帯域幅B/2内のパワーが図9の回線上の拡散多重スペクトルの拡散帯域幅S上に分散され、この図9に示すような拡散信号17になる。上で述べたように、拡散変調器6、7、8ではそれぞれのチャネル番号に対して拡散系列が異なった値に設定されているから、拡散信号17は各チャネル相互間について異なった信号となり多重構造となる。図9では7チャネル拡散多重スペクトルの例を示す。
【0009】このような拡散信号17を受信側装置2で逆拡散処理すると、受信側装置2では、逆拡散器10により直交拡散系列がWi(t)、PN系列がPN(t) で逆拡散処理を行なうから、前記7チャネル拡散多重スペクトルのうち、この拡散系列に対応するチャネルの拡散信号、すなわち希望波18のパワーが再び帯域幅B/2に集中し、多重されている他ユーザの信号(6チャネル分)は拡散されたままの波形となり、この拡散されたままの波形は干渉波19として存在することになる。そして、受信側装置2において帯域Bを切り出すフィルターをかけると図10に示すような逆拡散後の希望波18及び干渉波19スペクトルのようになり、希望波18のパワーと干渉波19のパワーの比であるSIR(信号対干渉比)が所定の値を確保できていれば、所要の通信品質を保つことができるようになっている。このハーフレートの場合、前記SIRが所定の値を確保できるための干渉波19の数は、前記現状レートの2倍まで増大させることができる。なお、図5乃至7の例(現状)と図8乃至10の例(将来)では説明を簡単にするため多重チャネル数を少なくしているが、現実にはもっと多重チャネルは多い(現状では64チャネル)ので多重チャネル数でほぼ2倍(この場合では128チャネル)に増大できる。したがって割り当てる系列数が足りないことを理由に加入者容量を増やさず現状のままにしておくことは、この自動車・携帯電話システムを無駄に使用することになる。
【0010】本発明は前記問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、情報伝送速度の変更等に基づいて加入者容量を簡単に増加させることの可能な自動車・携帯電話システムを提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達成するために、同一セル内のチャネル番号#1から#mまでにはm個の直交拡散系列と第1のPN系列を乗じた拡散系列を割り当て、チャネル番号#(m+1)から#2mまでには前記と同じm個の直交拡散系列と前記第1のPN系列と系列は同じで時間位相が或る一定位相だけ異なった第2のPN系列を乗じた拡散系列を割り当てるようにしたことを要旨とする。
【0012】
【作用】本発明は、上記した構成により、PN系列を、系列は同じで時間位相のみを異ならせた状態で乗算して拡散系列を生成し、これをチャネルに割り当てるから、同一セル内のチャネル数を直交拡散系列の系列数の2倍まで確保でき、例えば将来、現状の半分のレートの音声コーデックが適用できるようになった場合などに、所要SIRの観点からは一つのセル内にmチャネル以上の回線設定がなされていても所要品質を保つことができる範囲内で、必要な限りの系列数を割り当てて加入者容量を増やすことが可能となる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。図1は本発明の一実施例における自動車・携帯電話システムの構成を示すブロック図、図2はこの実施例におけるチャネル構成を表にした図である。図1において、符号21は基地局等の送信側装置、22は自動車電話、携帯電話をはじめとする移動局等の受信側装置を表す。符号23、24、25、26、27、28は送信側装置21において各ユーザに割り当てられたチャネル番号に対応して設けられ、それぞれのユーザ情報が入力される情報入力線、29、30、31、32、33、34は情報入力線23〜28のそれぞれに接続され前記各チャネル番号に対応する拡散系列で拡散処理を行なう拡散変調器、35はチャネル番号#1から#2mまでのユーザ分の拡散信号を合成して送信する合成器である。情報入力線23〜28および拡散変調器29〜34のうち、情報入力線23〜25および拡散変調器29〜31はチャネル番号#1から#mまでに対応して系列数mの第1チャネルグループを構成する一方、情報入力線26〜28および拡散変調器32〜34はチャネル番号#(m+1)から#2mまでに対応して系列数mの第2チャネルグループを構成している。また、符号36は受信側装置22において各ユーザに割り当てられたチャネルの拡散系列で逆拡散処理を行なう逆拡散器である。
【0014】送信側装置21において、第1チャネルグループの拡散変調器29、30、31にはそれぞれ直交拡散系列( 系列数m) としてW1(t)、W2(t)、Wm(t)のパラメータが、またPN系列としてPN(t) のパラメータが入力されることにより、各チャネルに対応する拡散系列で拡散処理が行なわれるように設定されている。また、第2チャネルグループの拡散変調器32、33、34にはそれぞれ直交拡散系列としては前記第1チャネルグループの拡散変調器29、30、31と同じくW1(t)、W2(t)、Wm(t)のパラメータが、またPN系列としてPN(t−φ)のパラメータが入力されることにより、各チャネルに対応する拡散系列で拡散処理が行なわれるように設定されている。前記PN系列のうちPN(t−φ) は、先のPN(t) と系列は同じであるが時間位相だけが或る一定位相だけ異なっている。こうすることにより、この実施例の自動車・携帯電話システムでは一つのセルの下り回線に最大2m個のチャネルが設定される。
【0015】受信側装置22については、各機器が逆拡散器36を有しており、図1に示す受信側装置2のチャネル番号が#iであれば、その逆拡散器36には直交拡散系列としてWi(t)のパラメータが、またPN系列としてPN(*) のパラメータが入力される。ここでPN(*) は、i≦mの場合はPN(*) =PN(t) であり、i≧m+1の場合はPN(*) =PN(t- φ) である。
そして、前記直交拡散系列とPN系列とが乗じられて拡散系列が得られ、そのチャネルに対応する拡散系列で逆拡散処理を行なうことにより自己宛のユーザ信号を再生する。このような拡散、逆拡散処理を行なうための、チャネル構成を図2に表にして示す。
【0016】かかる構成を有する自動車・携帯電話システムについて、以下動作を説明する。送信側装置21においては、各情報入力線23〜28からユーザ情報が所定の情報伝送速度(例えばB/2(bps)、すなわちBに対してハーフレートとする)入力されると、そのユーザに割り当てられたチャネルに対応する拡散系列で拡散変調器29〜34により拡散処理を行なった後、合成器35で複数ユーザ分の拡散信号を合成して送信する。他方、受信側装置22においては、合成された拡散信号を受信すると、各ユーザに割り当てられたチャネル番号の拡散系列で逆拡散器36により逆拡散処理を行なうことによって情報を情報伝送速度B/2(bps)で再生し情報出力線37から出力する。なお、前記ハーフレートによる情報伝送速度で送られてきたユーザ情報としての信号が拡散処理され、送信され、さらに逆拡散される場合の波形変化の動作状況は図8乃至図10を参照して既に説明したのでここでは説明を省略する。
【0017】したがって、例えば将来において、現状の半分のレートの音声コーデックが適用できるようになった場合などに、所要SIRの観点からは一つのセル内にmチャネル以上の回線設定がなされていても所要の通信品質を保てる場合には、最大2mチャネルを同時に設定することができ、現状の自動車・携帯電話システムに対応して製作された機器を大幅に改良したり、或いはそっくり入れ替えたりすることなく加入者容量を増やすことが可能となる。なお、所要SIRの観点から前記通信品質をを保てるようにするためには、送信側装置21すなわち基地局において回線設定した各ユーザの情報伝送速度を基に、そのセル内に同時に設定してよい回線数の最大値を判定し、その最大値以内でユーザの回線設定を許可するようにすればよい。
【0018】また、前記実施例においては、直交拡散系列に乗じるPN系列の位相は2通りの例を示したが、何通りのPN系列をとるべきかは任意に決めることができる。例えば非常に低速の情報伝送速度のサービスをシステムとして提供し、そのサービスを受けるユーザが多いような場合には、所要SIRの観点からは一つのセル内に非常に多くのユーザに回線設定がなされていても所要の品質を保てることがあり得る。そのようなシステムでは、直交拡散系列に乗じるPN系列の位相は2通りにする代わりに3通り以上にすることで、割り当てる拡散系列の系列数を大幅に増やし、加入者容量をさらに増やすことができる。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、直交拡散系列に乗じるPN系列の位相を異ならせて何通りかのPN系列をとり、同一セル内のチャネル数を直交拡散系列の系列数mの倍数単位で確保することができるようにしたため、将来、現状の半分のレートの音声コーデックが適用できるようになった場合などに、機器を大幅に作り変えなくても、SIRの観点からは一つのセル内にmチャネル以上の回線設定がなされていても所要品質を保つことができる範囲内で、必要な限りの拡散系列を割り当てて加入者容量を増やすことが可能となる。




 

 


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