JP3585871B2

JP3585871B2 - DS-CDMA transmission method and apparatus

Info

Publication number: JP3585871B2
Application number: JP2001258811A
Authority: JP
Inventors: 耕一大川; 衛佐和橋; 幸彦奥村; 真司上林; 公士大野
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 1996-05-30
Filing date: 2001-08-28
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2016-08-14
Also published as: JP2002141837A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動通信においてスペクトル拡散を用いてマルチプルアクセスを行なうＤＳ−ＣＤＭＡ（ＤＳ：ｄｉｒｅｃｔｓｅｑｕｅｎｃｅ）伝送方法に関し、特に、複数のコードチャネルを符号多重化するＤＳ−ＣＤＭＡ伝送方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
次世代の移動通信方式としてＤＳ−ＣＤＭＡ方式の研究開発がさかんに行われている。ＤＳ−ＣＤＭＡ伝送方式は複数のユーザが同一の周波数帯域を用いて通信を行うものであり、各ユーザの識別は各ユーザに割り当てられた固有の拡散符号によって行われる。
【０００３】
ＤＳ−ＣＤＭＡ方式は、周波数分割多元接続方式（ＦＤＭＡ）、時間分割多元接続方式（ＴＤＭＡ）に比較して、同じ周波数帯域あたりの加入者容量を増大することができる、情報信号を広帯域の信号に拡散して伝送するため高速信号伝送に適する、等の利点を有する。
【０００４】
移動通信環境下では、基地局と移動局が見通しであることは少なく、一般には多重波伝搬路が形成される。その結果受信信号はレイリーフェージングを受ける。レイリーフェージングでは受信振幅はレイリー分布、位相は一様分布をする。遅延検波に比較して高効率な同期検波を行うためには、受信機側において、このランダムに変化する受信位相を推定する必要がある。この受信位相を推定する方法として、パターン既知のパイロットシンボルを情報シンボルの間に一定周期で挿入し、このパイロットシンボルで推定した受信位相を基に各情報シンボルの受信位相を推定する方法がある。この場合パイロットシンボルはフェージングに起因する位相変動がほぼ一定とみなせる時間間隔で挿入する必要がある。
【０００５】
さて、ＤＳ−ＣＤＭＡ方式において高速信号伝送を実現する方法として、（１）伝送情報レートに応じて拡散率を変化させる方法、（２）基本情報レートのチャネルを複数チャネル多重化するコード多重方法、がある。ここでは（２）の基本情報レートのチャネルを複数チャネル多重化するコード多重方法について考える。この方法において前述のパイロットシンボルを用いたチャネル（振幅，位相）推定を行う絶対同期検波を行う従来のチャネル構成を図１６に示す。コードチャネル数（コード多重数）をＮで表す。各コードチャネルは１情報シンボル周期の繰り返し周期を有するショートコード（ＳＣ−１，…，ＳＣ−Ｎ）で拡散され、さらに共通の情報シンボル周期に比較して非常に繰り返し周期の長いロングコード（ＬＣ−Ｙ）と呼ばれる拡散符号で拡散される。ショートコードによって各コードチャネルの識別を行い、ロングコードによって上りチャネルでは同一セル内の他ユーザ、下りチャネルでは他セルの他ユーザとの識別を行う。なお、図１７は１コードチャネル伝送の場合のフレーム構成を示す図である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
（１）図１６において、各コードチャネルにそれぞれパイロットシンボルを挿入し、各コードチャネルに割り当てられたデータシンボルを拡散するための拡散符号と同じ拡散符号でパイロットシンボルを拡散するため、多重化した各コードチャネル間に相互相関を生じパイロットシンボルによるチャネル推定の精度が劣化する欠点があった。前述のように、従来のＤＳ−ＣＤＭＡコード多重方法では各コードチャネルのパイロットシンボルが異なる拡散符号で拡散されていたために、パイロットシンボルにおけるチャネル推定の際に他のコードチャネルからの相互相関に起因してチャネル推定精度が劣化する欠点があり、特にマルチパス環境下で１パス当りの受信信号電力が低下する場合にはこの劣化は顕著であった。
【０００７】
（２）また、図１８に示すように、各コードチャネルにフレーム内のそれぞれ同じ位置にパイロットシンボルを挿入し、各コードチャネル毎に受信位相を推定し、パイロットシンボル挿入周期で情報データ系列上のチャネルの伝達関数を内挿補間により求めるため、フェージング変動速度が速くなるとチャネル推定精度が劣化する欠点があった。さらにまた、送信電力制御に関して、図１９に示すように、各コードチャネルにフレーム内のそれぞれ同じ位置にパイロットシンボルを挿入し、このパイロットシンボル位置での受信信号電力の測定値を用いてパイロットシンボル挿入周期で送信電力制御を行うため、フェージング変動速度が速くなると送信電力制御の精度が劣化する欠点があった。
【０００８】
本発明では、ＤＳ−ＣＤＭＡコード多重化において送受信回路規模をそれほど増大すること無しにチャネル推定精度を向上することができるＤＳ−ＣＤＭＡ伝送方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００９】
さらに、本発明では、ＤＳ−ＣＤＭＡコード多重化において送受信回路規模をそれほど増大すること無しにパイロットシンボルを用いたチャネル推定および送信電力制御のフェージング追従性を向上することができるＤＳ−ＣＤＭＡ伝送方法及び装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、Ｎ個（Ｎ≧２）のコードチャネルを符号多重化して伝送チャネルを生成して信号を伝送するコード多重方式を適用したＤＳ−ＣＤＭＡ伝送方法において、入力された情報データを符号化し、符号化した情報データをＮ個のコードチャネルに分配し、前記Ｎ個のコードチャネルについて、同期検波用のチャネル推定のためのパイロットシンボルを情報データ間に一定周期で挿入することによってフレームを構成し、各コードチャネルの情報データは、１情報データ周期の互いに直交する直交拡散符号群の中の各コードチャネル固有の１つの拡散符号で拡散され、前記Ｎ個のコードチャネルで生成されるパイロットシンボルは、前記１情報データ周期の直交拡散符号群の中の拡散符号であって前記Ｎ個のコードチャネル間で同一の拡散符号で拡散されることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、Ｎ個（Ｎ≧２）のコードチャネルを符号多重化して伝送チャネルを生成して信号を伝送するコード多重方式を適用したＤＳ−ＣＤＭＡ伝送装置であって、入力された情報データを符号化する符号化器と、符号化された情報データをＮ個のコードチャネルに分配する分配器と、Ｎ個のコードチャネルについて、同期検波用のチャネル推定のためのパイロットシンボルを情報データ間に一定周期で挿入することによってフレームを構成するフレーム構成部と、前記フレーム構成部からの信号を入力して、各コードチャネルの情報データを１情報データ周期の互いに直交する直交拡散符号群の中の各コードチャネル固有の１つの拡散符号で拡散し、前記Ｎ個のコードチャネルで生成されるパイロットシンボルを、前記１情報データ周期の直交拡散符号群の中の拡散符号であって前記Ｎ個のコードチャネル間で同一の拡散符号で拡散する拡散部とを備えることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
実施形態１（実施例１に対応）
図１に本発明のＤＳ−ＣＤＭＡ伝送方式のチャネル構成の一例を示す。基本伝送レートｆ_ｂのコードチャネルの１フレームは図１に示すようにパイロットシンボル、情報データより成り、この情報レートを拡散利得倍して広帯域信号を生成する。この基本チャネルをＮコード多重することにより、基本チャネルと同等の品質ならばＮ×ｆ_ｂｂｐｓの伝送レートの情報を伝送することができる。この場合、パイロットシンボル部はＮコードチャネル間で共通の拡散符号で拡散することにより、各コードチャネル間の相互相関を除去することができる。マルチコード多重伝送では、各コードチャネルは同一のフェージングを受けるために、パイロットシンボルを共通化できる。また図２には図１と異なり、１コードチャネルのみパイロットシンボルを送信する場合のチャネル構成を示す。
【００１８】
実施形態２（実施例２に対応）
図１１に本発明のＤＳ−ＣＤＭＡ伝送方式のチャネル構成の他の一例を示す。基本伝送レートｆ_ｂのコードチャネルの１フレームは図１１に示すようにパイロットシンボル、情報データより成り、この情報レートを拡散利得倍して広帯域信号を生成する。この基本チャネルをＮコード多重することにより、基本チャネルと同等の品質ならばＮ×ｆ_ｂｂｐｓの伝送レートの情報を伝送することができる。ここで、Ｎ個のコードチャネル（Ｎ：多重コードチャネル数、Ｎ＝Ｈ×Ｋ）の構成は、Ｎ個のコードチャネルをＨ個（Ｈ：ブロック内のコードチャネル数）ずつＫブロック（Ｋ：ブロック数）に分け、同一ブロック内のＨ個のコードチャネルについては、フレーム内の同じ位置にパイロットシンボルを挿入する構成とし、Ｋ個のブロックにおけるコードチャネルについては、異なるＫ個のブロック内の全てのパイロットシンボルについて最も近いパイロットシンボル間の間隔が常に均一になるように各ブロック毎にパイロットシンボル挿入位置の異なるフレームを用いる構成とする。
【００１９】
【実施例】
実施例１
図３にマルチコード多重伝送における誤り訂正符号化部の構成を示す。入力情報データは外符号符号化器１において、２重誤り訂正符号化の外符号により符号化され、インタリーバ２においてインタリーブ処理され、直並列変換部３においてＮ個のコードチャネルに分配される。そして各コードチャネル毎に畳み込み符号器４による畳み込み符号化およびインタリーバ５によるインタリーブを行なう。図９の（Ａ）にＤＳ−ＣＤＭＡ伝送方式のインターリーブの方法を示す。Ｚフレームの全情報データを、各コードチャネル毎にＸ_１データ毎に書き込み、読み出しは書き込みと垂直な方向にＹ_１データ毎に行う（Ｘ_１及びＹ_１は、
【００２０】
【数３】

【００２１】
Ｎ×Ｘ_１ ×Ｙ_１＝Ｚフレーム内の全情報データ数を満たす自然数）。
【００２２】
図４にＤＳ−ＣＤＭＡ伝送方式の送信部の誤り訂正符号化部の構成を示す。図３と同様に入力情報データは外符号符号化器６において２重誤り訂正符号化の外符号により符号化され、インタリーバ７においてインタリーブ処理され、出力される。この出力データを畳み込み符号化器８において一括して畳み込み符号化し、インタリーバ９において畳み込み符号化された情報系列を一括してインタリーブする。図１０の（Ａ）に本例のＤＳ−ＣＤＭＡ伝送方式のインターリーブの方法を示す。畳み込み符号化された情報データ系列をＮ×Ｘ_２毎に周期的に書き込み、Ｚフレーム間の全情報データを書き込んだ後に、書き込みと垂直な方向にＹ_２情報データ毎に周期的に読み出す（Ｘ_２及びＹ_２は、
【００２３】
【数４】

【００２４】
Ｎ×Ｘ_２ ×Ｙ_２＝Ｚフレーム内の全情報データ数を満たす自然数）。
【００２５】
そして、インタリーブ後の情報データを直並列変換部１０においてＮ個のコードチャネルに分配する。
【００２６】
図５にＤＳ−ＣＤＭＡ伝送方式の送信部のブロック構成を示す。各フレーム構成部１１において、図３，図４に示す各コードチャネルの符号化情報データに同期検波用のチャネル推定のパイロットシンボルを一定周期で挿入し（なお、必要に応じて、１コードチャネルにのみパイロットシンボルを挿入する）、ついで、変調器１２においてデータを変調する。各変調器１２からの各コードチャネルの変調データシンボルは、拡散変調器１３において、パイロットシンボルについては拡散符号
【００２７】
【数５】

【００２８】
により拡散され、
情報シンボルについては各コードチャネル毎に拡散符号（ＳＣ−Ｐ×ＬＣ−Ｙ，（Ｐ：１〜Ｎ））により拡散される。そして、加算器１４において各コードチャネルの拡散信号を加算し送信する。
【００２９】
図６にＤＳ−ＣＤＭＡ伝送方式の受信部のブロック構成を示す。受信拡散変調信号は各拡散符号に対応した各マッチトフィルタ１５−０，…１５−Ｎに共通に入力される。受信信号中のパイロットシンボルは拡散符号
【００３０】
【数６】

【００３１】
を拡散符号レプリカとして
マッチトフィルタ１５−０で逆拡散し、パイロットシンボル部チャネル推定部１６においてフレーム同期部１７からの出力を用いて数パイロットシンボル間で平均化してパイロットシンボルにおける受信位相を推定する。この推定値から情報シンボル部チャネル推定部１８において各情報シンボル位置における受信位相変動を内挿補間して求める。受信信号中の各コードチャネルは同一のフェージング変動を受けるため、この各情報シンボルにおける推定位相変動は各コードチャネル共通に用いる。一方各コードチャネルの情報シンボルは各コードチャネル毎に拡散符号
【００３２】
【数７】

【００３３】
を拡散符号レプリカとして各マッチトフィルタ１５−１〜１５−Ｎで逆拡散される。この逆拡散した各コードチャネルの各情報シンボルにチャネル補償部１９において、情報シンボル部チャネル推定部１８からの信号を用いて前記パイロットシンボルを用いて推定された受信位相変動の補償をする。マルチパスに対応する構成では、図６に示すようなＮコードチャネルのパイロットチャネルを用いる位相推定・補償部（１７，１８，１９）を合成すべきマルチパス数分用いる。このフェージング位相変動を補償されたチャネル補償部１９からの各パスの各情報シンボルは、ＲＡＫＥ合成部２０で各パスの推定受信複素包絡線を重みとして加算され、ＲＡＫＥ合成される。
【００３４】
このＲＡＫＥ合成された信号は図７，図８に示す誤り訂正復号部に入力される。
【００３５】
図７にＤＳ−ＣＤＭＡ伝送方式の誤り訂正復号部の構成の一例を示す。ＲＡＫＥ合成後の信号は各コードチャネル毎にデインタリーバ２１でデインタリーブされる。図９の（Ｂ）にＤＳ−ＣＤＭＡ伝送方式のデインタリーブの方法を示す。図９の（Ａ）のインターリーブの方法と逆の方向に書き込み、読み出しを行う。デインタリーブ後の信号は各コードチャネル毎にビタビ復号器２２により復号される。そして、各コードチャネルの復号後データは、並直列変換部２３で並直列変換後にデインタリーバ２４および外符号復号器２５による外符号のデインタリーブおよび復号を行なった後に出力される。
【００３６】
図８にＤＳ−ＣＤＭＡ伝送方式の誤り訂正復号部の構成の他の一例を示す。ＲＡＫＥ合成後のＮコードチャネルの信号は、並直列変換部２６で並直列変換後にデインタリーバ２７で一括してデインタリーブされる。図１０の（Ｂ）に本例のＤＳ−ＣＤＭＡ伝送方式のデインタリーブの方法を示す。図１０の（Ａ）のインタリーブの方法と逆の方向に書き込み、読み出しを行う。デインタリーブ後の信号は一括してビタビ復号器２８により復号される。そして、さらにデインタリーバ２９および外符号復号器３０による外符号のデインタリーブおよび復号を行なった後に出力される。
【００３７】
実施例２
本実施例においても、入力情報データは、図３に記載の誤り訂正符号化部を用いて誤り訂正符号を行う（インタリーブも図９の（Ａ）を用いる）。
【００３８】
図１４にＤＳ−ＣＤＭＡ伝送方式の送信部のブロック構成を示す。フレーム構成部３１において、図３に示す回路からの各コードチャネルの符号化情報データに各コードチャネルの属するブロックのパイロットシンボル挿入パターンに従って、同期検波用のチャネル推定のためのパイロットシンボルを一定周期で挿入し、変調器３２において変調する。変調器３２からの各コードチャネルの変調データシンボルは、拡散変調器３３において、各コードチャネル毎に拡散符号
【００３９】
【数８】

【００４０】
により拡散され、加算器３４において各コードチャネルの拡散信号を加算し送信する。
【００４１】
図１５にＤＳ−ＣＤＭＡ伝送方式の受信部のブロック構成を示す。受信拡散変調信号は各拡散符号に対応した各マッチトフィルタ３５に共通に入力される。各コードチャネルのパイロットシンボルおよび情報シンボルは、各コードチャネル毎に拡散符号
【００４２】
【数９】

【００４３】
を拡散符号レプリカとして各マッチトフィルタ３５で逆拡散される。各コードチャネルではデマルチプレクサ（ＤＥＭＵＸ）３６において、各ブロック毎に異なる位置に挿入されたパイロットシンボルを情報シンボルから分離する。各コードチャネルは同一のフェージング変動を受けるため、パイロットシンボル部チャネル推定部３７において、各デマルチプレクサ３６からのパイロットシンボルに対して、マッチトフィルタ３５の出力に基づいて同期検出したフレーム同期部３８からの出力を用いて各コードチャネル毎に数パイロットシンボル間で平均化してパイロットシンボルにおける受信位相を推定し各ブロック毎にそのブロックに属する各コードチャネルの受信位相の推定値を平均化することにより、各ブロックのパイロットシンボル位置での受信位相の推定値を得る。情報シンボル部チャネル推定部３９は、図１２に示すように、各ブロックのパイロットシンボル位置での受信位相の推定値を全コードチャネルで共通して用いることにより、全コードチャネルに挿入されている全てのパイロットシンボルによるパイロットシンボル挿入周期で情報データ系列上のチャネルの伝達関数を内挿補間により求めることができ、チャネル推定における内挿補間の間隔が短くなるために、チャネル推定のフェージング追従性を向上することができる。各チャネル補償部４０は、各デマルチプレクサ３６から得られた各コードチャネルの各情報シンボルに情報シンボル部チャネル推定部３９からの信号を用いて前記パイロットシンボルを用いて推定された受信位相変動の補償をする。
【００４４】
また、送信電力制御に関して、受信信号電力測定部４１は、パイロットシンボル部チャネル推定部３７からの信号に基づいて、各コードチャネル毎にパイロットシンボル位置での受信信号電力を測定し、各ブロック毎にそのブロックに属する各コードチャネルの受信信号電力の測定値を平均化することにより各ブロックのパイロットシンボル位置での受信信号電力（ＳＩＲ）の測定値を得る。この測定値に基づいて送信電力制御信号生成部４２は、送信電力制御信号（ＴＰＣ）を生成する。図１３に示すように、各ブロックのパイロットシンボル位置での受信信号電力の測定値を全コードチャネルで共通して用いることにより、全コードチャネルに挿入されている全てのパイロットシンボルによるパイロットシンボル挿入周期で送信電力制御を行うことができ、仮想的に送信電力制御周期を短くすることができるため送信電力制御のフェージング追従性を向上することができる。
【００４５】
マルチパスに対応する構成では、図１５に示すようなＮコードチャネルのパイロットチャネルを用いる位相推定・補償部（３７，３８，３９，４０）を合成すべきマルチパス数分用意する。このフェージング位相変動を補償されたチャネル補償部４０からの各パスの各情報シンボルは、各ＲＡＫＥ合成部４３において各パスの推定受信複素包絡線を重みとして加算され、ＲＡＫＥ合成される。このＲＡＫＥ合成された信号は図７に示す誤り訂正復号部に入力される。その動作およびデインタリーブの方法（図９）は実施例１におけるそれと同様である。
【００４６】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、高速信号伝送を行なうＣＤＭＡ多重化において、複数のコードチャネルにおけるパイロットシンボルを拡散するための拡散符号を各コードチャネル間で共通にすることにより、各コードチャネルにおけるパイロットシンボルを拡散するための拡散符号として各コードチャネルの情報データを拡散するための拡散符号を用いる従来方法と比較して、各コードチャネルのパイロットシンボル間の相互相関を除去することができパイロットシンボルによるチャネル推定精度を向上できる。
【００４７】
また、本発明によれば、高速信号伝送を行うＣＤＭＡ多重化において、複数のコードチャネルをいくつかのブロックに分けブロック毎にパイロットシンボルの挿入位置の異なるフレームを用いることにより、各コードチャネルにおけるパイロットシンボルの挿入位置を全て同じ位置にする従来方法と比較して、他ブロックに属する他コードチャネルのパイロットシンボルにより得られる受信位相推定値も、各コードチャネルの情報シンボルの受信位相変動の補償に用いることができるため、全コードチャネルに挿入されている全てのパイロットシンボルによるパイロットシンボル挿入周期で情報データ系列上のチャネルの伝達関数を内挿補間により求めることができ、チャネル推定における内挿補間の間隔が短くなるために、チャネル推定のフェージング追従性を向上することができる。また、他ブロックのパイロットシンボル位置での受信信号電力の測定値を全コードチャネルで共通して用いることにより、全コードチャネルに挿入されている全てのパイロットシンボルによるパイロットシンボル挿入周期で送信電力制御を行うことができ、仮想的に送信電力制御周期を短くすることができるため送信電力制御のフェージング追従性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＤＳ−ＣＤＭＡ伝送方式のチャネル構成の一例を示す図である。
【図２】本発明のＤＳ−ＣＤＭＡ伝送方式のチャネル構成の他の一例を示す図である。
【図３】本発明のＤＳ−ＣＤＭＡ伝送方式の誤り訂正符号化部の実施例構成の一例を示す図である。
【図４】本発明のＤＳ−ＣＤＭＡ伝送方式の誤り訂正符号化部の実施例構成の他の一例を示す図である。
【図５】本発明のＤＳ−ＣＤＭＡ伝送方式の送信部の実施例構成の一例を示す図である。
【図６】本発明のＤＳ−ＣＤＭＡ伝送方式の受信部の実施例構成の一例を示す図である。
【図７】本発明のＤＳ−ＣＤＭＡ伝送方式の誤り訂正復号部の実施例構成の一例を示す図である。
【図８】本発明のＤＳ−ＣＤＭＡ伝送方式の誤り訂正復号部の実施例構成の他の一例を示す図である。
【図９】本発明のＤＳ−ＣＤＭＡ伝送方式のインタリーブ部の実施例構成の一例を示す図である。
【図１０】本発明のＤＳ−ＣＤＭＡ伝送方式のインタリーブ部の実施例構成の他の一例を示す図である。
【図１１】本発明のＤＳ−ＣＤＭＡ伝送方式のチャネル構成の他の一例を示す図である。
【図１２】本発明のＤＳ−ＣＤＭＡ伝送方式のチャネル推定法（Ｋ＝２の場合）を示す図である。
【図１３】本発明のＤＳ−ＣＤＭＡ伝送方式の送信電力制御タイミング（Ｋ＝２の場合）を示す図である。
【図１４】本発明のＤＳ−ＣＤＭＡ伝送方式の送信部の実施例構成の他の一例を示す図である。
【図１５】本発明のＤＳ−ＣＤＭＡ伝送方式の受信部の実施例構成の他の一例を示す図である。
【図１６】従来のコード多重方法を説明する図である。
【図１７】１コードチャネル伝送の場合のフレーム構成を示す図である。
【図１８】従来のチャネル推定法を説明する図である。
【図１９】従来の送信電力制御タイミングを示す図である。
【符号の説明】
１１フレーム構成部
１２変調器
１３拡散変調器
１４加算器[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a direct sequence (DS-CDMA) transmission method for performing multiple access using spread spectrum in mobile communication, and more particularly to a DS-CDMA transmission method and apparatus for code-multiplexing a plurality of code channels.
[0002]
[Prior art]
Research and development of a DS-CDMA system as a next-generation mobile communication system is being actively conducted. In the DS-CDMA transmission method, a plurality of users perform communication using the same frequency band, and each user is identified by a unique spreading code assigned to each user.
[0003]
The DS-CDMA system can increase the subscriber capacity per the same frequency band as compared to the frequency division multiple access system (FDMA) and the time division multiple access system (TDMA). It has advantages such as being suitable for high-speed signal transmission because it is spread and transmitted.
[0004]
Under a mobile communication environment, it is rare that a base station and a mobile station are in sight, and a multipath is generally formed. As a result, the received signal undergoes Rayleigh fading. In Rayleigh fading, the received amplitude has a Rayleigh distribution and the phase has a uniform distribution. In order to perform synchronous detection with higher efficiency than differential detection, it is necessary for the receiver to estimate the reception phase that changes at random. As a method of estimating the reception phase, there is a method of inserting a pilot symbol having a known pattern between information symbols at a fixed period, and estimating the reception phase of each information symbol based on the reception phase estimated by the pilot symbol. In this case, pilot symbols need to be inserted at time intervals at which phase fluctuations due to fading can be regarded as substantially constant.
[0005]
As a method of realizing high-speed signal transmission in the DS-CDMA system, (1) a method of changing a spreading factor according to a transmission information rate, (2) a code multiplexing method of multiplexing a plurality of channels of a basic information rate, There is. Here, the code multiplexing method of (2) for multiplexing a plurality of channels of the basic information rate is considered. FIG. 16 shows a conventional channel configuration for performing absolute synchronous detection for estimating the channel (amplitude and phase) using the pilot symbols in this method. The number of code channels (number of multiplexed codes) is represented by N. Each code channel is spread with a short code (SC-1,..., SC-N) having a repetition period of one information symbol period, and a long code (LC) having a repetition period much longer than a common information symbol period. -Y). The short code identifies each code channel, and the long code identifies other users in the same cell in the uplink channel and other users in the other cell in the downlink channel. FIG. 17 is a diagram showing a frame configuration in the case of one code channel transmission.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
(1) In FIG. 16, pilot symbols are inserted into each code channel, and multiplexed to spread the pilot symbols with the same spreading code as the spreading code for spreading the data symbols allocated to each code channel. There is a disadvantage that cross-correlation occurs between code channels and the accuracy of channel estimation using pilot symbols deteriorates. As described above, in the conventional DS-CDMA code multiplexing method, since the pilot symbols of each code channel are spread with different spreading codes, the channel estimation in the pilot symbols is caused by cross-correlation from other code channels. Channel estimation accuracy is deteriorated, and this deterioration is remarkable especially when the received signal power per path is reduced in a multipath environment.
[0007]
(2) Also, as shown in FIG. 18, a pilot symbol is inserted into each code channel at the same position in the frame, a reception phase is estimated for each code channel, and a pilot symbol insertion period is used to insert a pilot symbol into the information data sequence. Since the transfer function of the channel is obtained by interpolation, the accuracy of channel estimation deteriorates when the fading fluctuation speed increases. Furthermore, as for transmission power control, as shown in FIG. 19, a pilot symbol is inserted into each code channel at the same position in the frame, and pilot symbol insertion is performed using the measured value of the received signal power at this pilot symbol position. Since the transmission power control is performed periodically, there is a disadvantage that the accuracy of the transmission power control deteriorates when the fading fluctuation speed increases.
[0008]
An object of the present invention is to provide a DS-CDMA transmission method and apparatus capable of improving channel estimation accuracy without significantly increasing the size of a transmission / reception circuit in DS-CDMA code multiplexing.
[0009]
Further, the present invention provides a DS-CDMA transmission method and a DS-CDMA transmission method capable of improving channel estimation using pilot symbols and fading tracking performance of transmission power control without significantly increasing the size of a transmission / reception circuit in DS-CDMA code multiplexing. It is intended to provide a device.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a DS-CDMA transmission method to which a code multiplexing method of code-multiplexing N (N ≧ 2) code channels to generate a transmission channel and transmit a signal is used to encode input information data. , The encoded information data is distributed to N code channels, and for the N code channels, a frame is formed by inserting pilot symbols for channel estimation for synchronous detection between the information data at regular intervals. The information data of each code channel is spread with one spreading code unique to each code channel in a group of orthogonal spreading codes orthogonal to each other in one information data period, and a pilot symbol generated in the N code channels. Is a spreading code in the orthogonal spreading code group of one information data period, and is the same spreading code among the N code channels. Characterized in that it is spread in issue.
[0011]
Further, the present invention is a DS-CDMA transmission apparatus to which a code multiplexing method of code-multiplexing N (N ≧ 2) code channels to generate a transmission channel and transmit a signal is applied, wherein the input information is An encoder for encoding data, a distributor for distributing the encoded information data to N code channels, and a pilot symbol for channel estimation for synchronous detection with respect to the N code channels. A frame composing unit that composes a frame by being inserted at a constant interval between the frames, and a signal from the frame composing unit is input, and information data of each code channel is converted into a group of orthogonal spreading codes orthogonal to each other in one information data period. And a pilot symbol generated in the N code channels by the one information data. Characterized in that a spreading code in the orthogonal spreading code group phases and a diffusion portion for diffusing the same spreading code among the N code channels.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiment 1 (corresponding to Example 1)
FIG. 1 shows an example of a channel configuration of the DS-CDMA transmission system of the present invention. 1 frame of the code channels of the basic transmission rate f _b is the pilot symbol as shown in FIG. 1, it consists of information data to generate a wideband signal this information rate spread gain multiplying by. By multiplexing this basic channel with N codes, information of a transmission rate of N × f _b bps can be transmitted if the quality is equivalent to that of the basic channel. In this case, the cross-correlation between the code channels can be removed by spreading the pilot symbol portion with a common spreading code among the N code channels. In multi-code multiplex transmission, pilot symbols can be shared because each code channel receives the same fading. FIG. 2 shows a channel configuration in the case where pilot symbols are transmitted only in one code channel, unlike FIG.
[0018]
Embodiment 2 (corresponding to Example 2)
FIG. 11 shows another example of the channel configuration of the DS-CDMA transmission system of the present invention. 1 frame of the code channels of the basic transmission rate f _b is the pilot symbol as shown in FIG. 11, consists of information data to generate a wideband signal this information rate spread gain multiplying by. By multiplexing this basic channel with N codes, information of a transmission rate of N × f _b bps can be transmitted if the quality is equivalent to that of the basic channel. Here, the configuration of N code channels (N: the number of multiplexed code channels, N = H × K) is such that the N code channels are divided into H blocks (H: the number of code channels in the block) by K blocks (K: (The number of blocks), and for H code channels in the same block, pilot symbols are inserted at the same position in the frame. For K code channels, all of the code channels in different K blocks are used. For each of the pilot symbols, a frame having a different pilot symbol insertion position is used for each block so that the interval between the closest pilot symbols is always uniform.
[0019]
【Example】
Example 1
FIG. 3 shows a configuration of an error correction encoding unit in multicode multiplex transmission. The input information data is encoded by an outer code encoder 1 using an outer code of double error correction coding, interleaved by an interleaver 2, and distributed to N code channels by a serial / parallel converter 3. Then, convolutional coding by the convolutional encoder 4 and interleaving by the interleaver 5 are performed for each code channel. FIG. 9A shows an interleaving method of the DS-CDMA transmission scheme. All the information data in the Z frames, for each code channel write every X ₁ data and can be read in the write direction perpendicular to each Y ₁ data (X ₁ and Y _1,
[0020]
(Equation 3)

[0021]
N × X ₁ × Y ₁ = natural number that satisfies the total number of information data in the Z frame).
[0022]
FIG. 4 shows the configuration of the error correction coding unit of the transmission unit of the DS-CDMA transmission system. As in FIG. 3, the input information data is encoded by the outer code encoder 6 using the outer code of the double error correction coding, interleaved by the interleaver 7, and output. This output data is convolutionally encoded by the convolutional encoder 8 at a time, and the information sequence convolutionally encoded by the interleaver 9 is interleaved at the same time. FIG. 10A shows an interleaving method of the DS-CDMA transmission method of this example. The convolutionally encoded information data sequence is periodically written every N × X ₂ , and after writing all information data between Z frames, it is periodically read every Y ₂ information data in the direction perpendicular to the writing (X ₂ and Y ₂ are
[0023]
(Equation 4)

[0024]
N × X ₂ × Y ₂ = natural number that satisfies the total number of information data in the Z frame).
[0025]
Then, the interleaved information data is distributed to the N code channels in the serial / parallel conversion unit 10.
[0026]
FIG. 5 shows a block configuration of a transmission unit of the DS-CDMA transmission system. In each frame configuration unit 11, pilot symbols for channel estimation for synchronous detection are inserted at a fixed period into the coded information data of each code channel shown in FIGS. Only the pilot symbol is inserted), and the modulator 12 modulates the data. The modulation data symbol of each code channel from each modulator 12 is spread in a spreading modulator 13 by a spreading code for a pilot symbol.
(Equation 5)

[0028]
Is spread by
The information symbols are spread by a spreading code (SC-PxLC-Y, (P: 1 to N)) for each code channel. Then, the adder 14 adds the spread signals of each code channel and transmits them.
[0029]
FIG. 6 shows a block configuration of a receiving unit of the DS-CDMA transmission system. The received spread-spectrum modulated signal is commonly input to each matched filter 15-0,... 15-N corresponding to each spread code. The pilot symbol in the received signal is a spreading code
(Equation 6)

[0031]
Is despread by a matched filter 15-0 as a spreading code replica, and the pilot symbol part channel estimating section 16 averages over several pilot symbols using the output from the frame synchronizing section 17 to estimate the reception phase in the pilot symbol. . From the estimated value, the information symbol part channel estimating part 18 obtains the reception phase fluctuation at each information symbol position by interpolation. Since each code channel in the received signal receives the same fading fluctuation, the estimated phase fluctuation in each information symbol is used commonly for each code channel. On the other hand, the information symbol of each code channel is a spreading code for each code channel.
(Equation 7)

[0033]
Is used as a spreading code replica and is despread by each of the matched filters 15-1 to 15-N. A channel compensator 19 compensates for the despread information symbols of the respective code channels by using the signal from the information symbol part channel estimator 18 to compensate for the reception phase fluctuation estimated by using the pilot symbols. In the configuration corresponding to multipath, the number of phase estimation / compensation units (17, 18, 19) using N code channel pilot channels as shown in FIG. 6 is used for the number of multipaths to be combined. Each information symbol of each path from the channel compensating unit 19, which has compensated for the fading phase fluctuation, is added by the RAKE combining unit 20 using the estimated reception complex envelope of each path as a weight and RAKE combining.
[0034]
The RAKE-combined signal is input to the error correction decoder shown in FIGS.
[0035]
FIG. 7 shows an example of the configuration of an error correction decoding unit of the DS-CDMA transmission system. The signal after RAKE combining is deinterleaved by a deinterleaver 21 for each code channel. FIG. 9B shows a deinterleaving method of the DS-CDMA transmission scheme. Writing and reading are performed in the opposite direction to the interleaving method of FIG. The deinterleaved signal is decoded by the Viterbi decoder 22 for each code channel. The decoded data of each code channel is output after the de-interleaver 24 performs the de-interleaving and decoding of the outer code by the de-interleaver 24 and the outer code decoder 25 after the parallel-serial conversion by the parallel-serial converter 23.
[0036]
FIG. 8 shows another example of the configuration of the error correction decoding unit of the DS-CDMA transmission method. The signals of the N code channels after the RAKE combining are parallel-serial-converted by the parallel-serial conversion unit 26 and then deinterleaved collectively by the deinterleaver 27. FIG. 10B shows a method of deinterleaving the DS-CDMA transmission method of this example. Writing and reading are performed in the reverse direction to the interleaving method of FIG. The signals after the deinterleaving are collectively decoded by the Viterbi decoder 28. Then, it is output after the deinterleaver 29 and the outer code decoder 30 further deinterleave and decode the outer code.
[0037]
Example 2
Also in the present embodiment, the input information data is subjected to an error correction code using the error correction encoding unit shown in FIG. 3 (interleaving also uses FIG. 9A).
[0038]
FIG. 14 shows a block configuration of a transmission unit of the DS-CDMA transmission method. In frame configuration section 31, pilot symbols for channel estimation for synchronous detection are provided at a fixed period in accordance with the pilot symbol insertion pattern of the block to which each code channel belongs in the coded information data of each code channel from the circuit shown in FIG. The signal is inserted and modulated by the modulator 32. The modulation data symbol of each code channel from the modulator 32 is spread by the spreading modulator 33 for each code channel.
(Equation 8)

[0040]
The spread signal of each code channel is added in the adder 34 and transmitted.
[0041]
FIG. 15 shows a block configuration of a receiving unit of the DS-CDMA transmission system. The received spread modulation signal is commonly input to each matched filter 35 corresponding to each spread code. The pilot symbols and information symbols of each code channel are spread codes for each code channel.
(Equation 9)

[0043]
Is despread by each matched filter 35 as a spreading code replica. In each code channel, a demultiplexer (DEMUX) 36 separates pilot symbols inserted at different positions for each block from information symbols. Since each code channel undergoes the same fading fluctuation, the pilot symbol part channel estimating part 37 outputs the pilot symbol from each demultiplexer 36 to the frame synchronizing part 38 which has detected the synchronization based on the output of the matched filter 35. By averaging between several pilot symbols for each code channel using the output of each to estimate the reception phase in the pilot symbol and averaging the reception phase estimation value of each code channel belonging to that block for each block, An estimated value of the reception phase at the pilot symbol position of each block is obtained. As shown in FIG. 12, the information symbol part channel estimation unit 39 uses the estimated value of the reception phase at the pilot symbol position of each block in common for all code channels, thereby The transfer function of the channel on the information data sequence can be obtained by interpolation at the pilot symbol insertion period by the pilot symbol of, and the interval of interpolation in channel estimation is shortened, so that the fading tracking performance of channel estimation is improved. can do. Each channel compensator 40 compensates for the received phase fluctuation estimated using the pilot symbol by using the signal from the information symbol part channel estimator 39 for each information symbol of each code channel obtained from each demultiplexer 36. do.
[0044]
Regarding the transmission power control, the received signal power measuring unit 41 measures the received signal power at the pilot symbol position for each code channel based on the signal from the pilot symbol unit channel estimating unit 37, and for each block. The measured value of the received signal power (SIR) at the pilot symbol position of each block is obtained by averaging the measured values of the received signal power of each code channel belonging to the block. The transmission power control signal generator 42 generates a transmission power control signal (TPC) based on the measured value. As shown in FIG. 13, by using the measured value of the received signal power at the pilot symbol position of each block in common for all code channels, the pilot symbol insertion period for all pilot symbols inserted in all code channels , Transmission power control can be performed, and the transmission power control cycle can be virtually shortened, so that fading tracking performance of transmission power control can be improved.
[0045]
In the configuration corresponding to multipath, the number of phase estimation / compensation units (37, 38, 39, 40) using N code channel pilot channels as shown in FIG. Each information symbol of each path from the channel compensator 40 compensated for the fading phase variation is added by the RAKE combiner 43 using the estimated reception complex envelope of each path as a weight, and RAKE combined. The RAKE-combined signal is input to the error correction decoding unit shown in FIG. The operation and the method of deinterleaving (FIG. 9) are the same as those in the first embodiment.
[0046]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in CDMA multiplexing for high-speed signal transmission, a common spreading code for spreading pilot symbols in a plurality of code channels is used for each code channel. It is possible to remove the cross-correlation between pilot symbols of each code channel as compared with a conventional method using a spreading code for spreading information data of each code channel as a spreading code for spreading pilot symbols in the pilot symbol. Channel estimation accuracy using symbols can be improved.
[0047]
Further, according to the present invention, in CDMA multiplexing for high-speed signal transmission, a plurality of code channels are divided into several blocks, and a frame in which a pilot symbol insertion position is different for each block is used. Compared with the conventional method in which all symbol insertion positions are the same, the reception phase estimation value obtained by the pilot symbol of another code channel belonging to another block is also used for compensating the reception phase variation of the information symbol of each code channel. Therefore, the transfer function of the channel on the information data sequence can be obtained by interpolation at the pilot symbol insertion period of all pilot symbols inserted in all code channels, and the interval of interpolation in channel estimation Is shorter, the channel estimation It is possible to improve the Ejingu follow-up. Further, by using the measured value of the received signal power at the pilot symbol position of another block in common for all code channels, transmission power control is performed in a pilot symbol insertion cycle of all pilot symbols inserted in all code channels. Since the transmission power control cycle can be virtually shortened, the fading tracking performance of the transmission power control can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a channel configuration of a DS-CDMA transmission system according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing another example of the channel configuration of the DS-CDMA transmission system of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an embodiment configuration of an error correction encoding unit of the DS-CDMA transmission system according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating another example of the configuration of the embodiment of the error correction encoding unit of the DS-CDMA transmission system according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a configuration of an embodiment of a transmission unit of the DS-CDMA transmission system according to the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a configuration of an embodiment of a receiving unit of the DS-CDMA transmission system according to the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an embodiment configuration of an error correction decoding unit of the DS-CDMA transmission system according to the present invention.
FIG. 8 is a diagram illustrating another example of the configuration of the embodiment of the error correction decoding unit of the DS-CDMA transmission system according to the present invention.
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the configuration of an embodiment of an interleaving unit of the DS-CDMA transmission system according to the present invention.
FIG. 10 is a diagram illustrating another example of the configuration of the embodiment of the interleaving unit of the DS-CDMA transmission system according to the present invention.
FIG. 11 is a diagram showing another example of the channel configuration of the DS-CDMA transmission system of the present invention.
FIG. 12 is a diagram illustrating a channel estimation method (when K = 2) of the DS-CDMA transmission method according to the present invention.
FIG. 13 is a diagram illustrating transmission power control timing (when K = 2) of the DS-CDMA transmission method according to the present invention.
FIG. 14 is a diagram illustrating another example of the configuration of the embodiment of the transmission unit of the DS-CDMA transmission system according to the present invention.
FIG. 15 is a diagram showing another example of the configuration of the embodiment of the receiving unit of the DS-CDMA transmission system of the present invention.
FIG. 16 is a diagram illustrating a conventional code multiplexing method.
FIG. 17 is a diagram illustrating a frame configuration in the case of one code channel transmission.
FIG. 18 is a diagram illustrating a conventional channel estimation method.
FIG. 19 is a diagram showing conventional transmission power control timing.
[Explanation of symbols]
11 Frame Configuration Unit 12 Modulator 13 Spread Modulator 14 Adder

Claims

In a DS-CDMA transmission method to which a code multiplexing method for code-multiplexing N (N ≧ 2) code channels to generate a transmission channel and transmit a signal is applied,
Encodes the input information data,
Distributing the encoded information data into N code channels,
The information on the N Kodochane Le, constitutes a frame by inserting in a constant cycle the pilot symbols between information data for channel estimation for coherent detection,
The information data of each code channel is spread by one spreading code unique to each code channel in a group of orthogonal spreading codes orthogonal to each other in one information data period,
The pilot symbols generated in the N code channels are spreading codes in the orthogonal spreading code group of the one information data period, and are to be spread with the same spreading code among the N code channels. Characteristic DS-CDMA transmission method.

A DS-CDMA transmission apparatus to which a code multiplexing method for code-multiplexing N (N ≧ 2) code channels to generate a transmission channel and transmit a signal is applied,
An encoder for encoding the input information data;
A distributor for distributing the encoded information data to N code channels;
For N code channels, and frame configuration section that make up the frame by inserting in a constant cycle the pilot symbols for channel estimation for coherent detection between information data,
Previous inputs a signal from the notated frame configuration section, and spread with the code channel specific one spreading code in the orthogonal spreading code group which are orthogonal to each other of the first information data period information data of each code channel, said pilot symbol generated by the N code channels, the first information a spread code in the data cycle orthogonal spreading code group of the N code channels spreading unit you spread by the same spreading code among And a DS-CDMA transmission device.