专利名称：码分多址通信系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种使用码分多址(CDMCode Division Multiplexing)方式进行信号多路复用的通信系统。
背景技术：
多路复用方式和准同步型码分多址方式已广为人知。同步型码分多址方式以前作为多路复用多个信道的信号串的技术之一，码分多址方式人们所熟知。另外，作为码分多址方式，在增加对同步型码分多址方式、非同步码分和码长(芯片数量)的多路复用数量上，比其它方式好。作为公开同步型码分多址方式的通信系统的文献，例如已知下述专利文献1。
图9是表示使用同步型码分多址方式的通信系统之一例的概念图。图9的实例中，发送装置910经分配器920连接于n个接收装置930-1～930-n上。发送装置910对n信道大小的信号串进行码分多址，并发送给各接收装置930-1～930-n。各接收装置930-1～930-n从码分多址信号串中分离对应于自己信道(CH1-CHn之一)的信号串。
图10是表示发送装置910的内部构成例的框图。在图10的发送装置910中，数据生成部911-1～911-n分别生成提供给接收装置930-1～930-n的信号串。扩散调制部912-1～912-n分别从对应的数据生成部911-1～911-n中取入信号串，乘以扩散码(例如正交Gold码或Walsh码等)D1～Dn。这里，作为扩散码D1～Dn，使用彼此不同值的扩散码。另外，通过加法部913来对扩散调制后的各信号串M1～Mn进行相加，从而生成码分多址信号串。
图11是表示接收装置930-1～930-n的内部构成例的框图。就图11的接收装置930-1～930-n而言，匹配滤波器931通过对码分多址信号串乘以与编码时相同的码(D1～Dn之一)，分离对应于该扩散码的信号串。例如，在想取出乘以扩散码D1的信号串的情况下，只要对码分多址信号串乘以该扩散码D1即可。比较器932将分离后的信号串之各信号比特值与阈值相比。表示判定结果的信号串在锁存器933中被锁存，与采样时钟同步输出。由此，再现信号串S1～Sn(参照图10)之一。
从图9～图11可知，各接收装置930-1～930-n彼此使用不同的扩散码D1～Dn。在通常的通信系统中，在各接收装置中仅存储自己的码分分离中使用的扩散码，而不存储其它扩散码。因此，各接收装置930-1～930-n不能复原其它接收装置目的地的信号串。从而，确保对各接收装置930-1～930-n的用户的安全性。
在一般的通信系统中，发送装置910不总是对全部接收装置930-1～930-n发送数据。即，多数情况下，信道CH1～CHn中任一个以上未被使用。因此，在现有的通信系统中，多存在非使用的频带，频带效率差。
这里，作为有效利用非使用频带的方法，考虑将未使用的信道用于其它接收装置目的地的发送的方法。但是，在多个接收装置共用一个信道的情况下，由于多个接收装置共用一个扩散码，所以不能实现上述安全性的确保。此外，由于必须对各接收装置930-1～930-n分别设置多个匹配滤波器931，所以接收装置的价格变得很高。
专利文献1特开2004-80385号公报发明内容本发明的课题在于不伴随安全性的降低、廉价地提供一种频带利用效率高的码分多址通信系统。
本发明涉及一种码分多址通信系统，具备最大地对n信道(n为2以上的自然数)的信道信号串进行码分多址发送之发送装置、和对接收信号进行码分分离后复原信道信号串的接收装置。
另外，发送装置具备n个数据生成部，生成对应信道的信道信号串(信号值VL、VH(VL、VH≠0；VL≠VH、2×VL≠VH，并且VL≠2×VH)；数据分支部，设置在将对应信道的信道信号串2分成彼此同步的第1、第2分支信号串的部分或全部信道的每一个上；n个扩散调制部，在输入对应信道的信道信号串、对应信道的第1分支信号串或其它信道的第2分支信号串，并输入对应信道的信道信号串或第1分支信号串时，使用对应信道的扩散码，扩散调制信号串，当输入其它信道的第2分支信号串时，若第2分支信号串的信号比特与第1分支信号串的对应信号比特值相同，则使用其它信道的扩散码，扩散调制信号比特，若为不同值，则将输出变为高阻抗；和彼此相加n个扩散调制部输出的信号串之加法部，并且，接收装置具备数据分离部，使用对应信道的扩散码，码分分离接收信号；判定部，判定数据分离部分离后的信号比特值为2×VL、VL、VH、2×VH中的任意一个；和数据复原部，根据判定部的判定结果，复原第1、第2分支信号串的信号比特，并且，根据这些信号比特来复原信道信号串。
在本发明的通信系统中，可适当切换使用1信道大小的频带与2信道大小的频带，由此，可有效利用非使用信道的频带，因此可提高码分多址通信系统的频带利用效率。
另外，各接收装置由于分别仅使用1个扩散码，所以不必在这些接收装置中存储其它信道的扩散码，因此，不会导致安全性的降低。
另外，由于可仅由一个扩散码来使用2信道大小的频带，所以接收装置仅配备一个数据分离部即可，因此，可抑制接收装置的成本上升。
图1是表示实施方式的通信系统的整体构成的概念图。
图2是示意性地表示实施方式的发送装置的构成框图。
图3是示意性地表示实施方式的接收装置的构成框图。
图4是示意性地表示实施方式的发送装置之通常通信动作的时序图。
图5是示意性地表示实施方式的接收装置之通常通信动作的时序图。
图6是示意性地表示实施方式的发送装置之高速通信动作的时序图。
图7是示意性地表示实施方式的接收装置之高速通信动作的时序图。
图8是示意表示实施方式的发送装置和接收装置之高速通信动作的图表。
图9是表示现有通信系统的整体构成例的概念图。
图10是表示现有发送装置的内部构成例的框图。
图11是表示现有发送装置的内部构成例的框图。
具体实施例方式
下面，参照附图来说明本发明的实施方式。另外，图中各构成分量的大小、形状和配置关系不过示意性地示出到本发明可理解的程度，另外，下面说明的数值条件不过仅为示例。
图1是表示本实施方式的通信系统的整体构成的概念图。
如图1所示，该实施方式的通信系统100具备1台发送装置110、1台分配器120和n台接收装置130-1～130-n。
发送装置110对信道CH1～CHn的信道信号串S1～Sn进行码分多址并输出。另外，发送装置110在不需要发送信道CH2的信道信号串S2时，将该信道CH2的频带用于信道CH1中。即，当不使用信道CH2时，信道CH1的使用频带变为2倍(后述)。
分配器120对发送装置110输出的码分多址信号串A(信道CH1～CHn信号或信道CH1、CH3～CHn的信号)进行分支，并发送给接收装置130-1～130-n。
接收装置130-1～130-n从码分多址信号串A中分离对应于自己信道的信号串(S1～Sn之一)。
图2是示意性地表示本实施方式的发送装置的构成框图。
如图2所示，该实施方式的发送装置110具备数据生成部111-1～111-n、串行/并行变换部112、扩散调制部113-1～113-n和加法部114。
数据生成部111-1～111-n分别生成对应信道的信道信号串S1、S2、...Sn。信道信号串S1～Sn通常由比特信号(即二进制信号)构成(设信号值为VL、VH(VL＜VH))。如后所述，当使用2信道大小的频带进行发送时，在接收装置内进行码多路复用分离后的信号值变为2×VL、VL、VH、2×VH4种。因此，将信道信号串的信号电平VL、VH设定成这4种电平2×VL、VL、VH、2×VH彼此为不同的值。即，将信号电平VL、VH的值设定成满足VL、VH≠0、和2×VL≠VH。在以下的说明中，将VL设为‘-1’，并且，将VH设为‘+1’。另外，如后所述，数据生成部当使用2信道大小的频带进行发送时，信道信号串S1的比特速率变为2倍。
串行/并行变换部112通过使信道信号串S11比特1比特地交互分支，从而生成相互同步的第1、第2分支信号串P1、P2。另外，串行/并行变换部112将第1分支信号串P1提供给扩散调制部113-1、113-2，将第2分支信号串P2提供给扩散调制部113-2。在本实施方式中，为了简化说明，仅示出2分支信号串S1并提供给扩散调制部113-1、113-2用的串行/并行变换部(即，将对应于信道CH2的频带用于信号串S1的发送中的串行/并行变换部(后述))，但也可设置2分支信号串S2并提供给扩散调制部113-1、113-2用的串行/并行变换部，并且，也可设置进行其它组合频带共用的串行/并行变换部。
扩散调制部113-1～113-n通过扩散调制输入的信号串，生成调制信号M1-Mn。这些扩散调制部113-1～113-n中，扩散调制部113-1输入信道CH1的信道信号串S1或第1分支信号串P1，并用扩散码D1来扩散调制该信号串S1、P1。另外，扩散调制部113-2用扩散码D2来扩散调制信道CH2的信道信号串S2，或用扩散码D2来扩散调制信道CH1的第2分支信号串P2。这里，当扩散调制信道信号串P2时，扩散调制部113-2对应于第1分支信号串P1的对应比特值，加工被调制信号(后述)。另一方面，扩散调制部113-3～113-n利用对应的扩散码D3～Dn来扩散调制对应信号CH3-CHn的信道信号串S3～Sn。
加法部114对从扩散调制部113-1～113-n输入的被调制信道信号串M1～Mn彼此相加。由此，得到码分多址信号串A。
图3是示意性地表示接收装置130-1的构成框图。
如图3所示，接收装置130-1具备匹配滤波器131、判定部132、锁存器134-1～134-3、和数据复原部135。
匹配滤波器131使用扩散码D1，从接收到的码分多址信号串A中码分分离对应于信道CH1的相关信号。
判定部132判定匹配滤波器131分离出的相关信号的各比特值是否是2×VL、VL、VH、2×VH之一。为此，判定部132具备第1～第3比较器133-1、133-2、133-3。第1比较器133-1依次比较相关信号的比特值与阈值C1(VH＜C1＜2×VH)。第2比较器133-2依次比较相关信号的比特值与阈值C2(VL＜C2＜VH)。另外，第3比较器133-3依次比较相关信号的比特值与阈值C3(2×VL＜C3＜VL)。
第1～第3锁存器134-1～134-3在采样时钟CLK3所提供的定时锁存第1-第3比较器133-1～133-3输出的判定结果J1-J3。
数据复原部135根据锁存器134-1～134-3的输出信号L1～L3，复原第1、第2分支信号串P1、P2的各信号比特(图3的RP1、RP2)，并且，根据这些信号比特复原信道信号串S1(图3的RS1)。数据复原部135具备解码器136、和并行/串行变换部137。解码器136根据第1-第3比较器133-1～133-3的比较结果，复原第1、第2分支信号串P1、P2(即RP1、RP2)(后述)。另一方面，在仅使用信道CH1用的频带来进行信道信号串S1的通信时，解码器136原样输出锁存器134-2的输出信号L2，作为信道信号串RS1。并行/串行变换部137在使用信道CH1、CH2用的频带进行信道信号串S1的通信时，通过串行/并行变换解码器136复原的第1、第2分支信号串RP1、RP2，从而复原信道信号串RS1。
另外，其它接收装置130-2～130-n(参照图1)可与图3的接收装置130-1同样构成，但由于仅进行对应于自己的信道CH2～CHn的多路复用分离，所以也可原样使用现有系统的接收装置(参照图11)。
下面，用图4～图8来说明本实施方式的通信系统100的动作。
首先，用图4和图5来说明使用全部信道CH1-CHn进行发送时的动作。
图4是表示发送装置110之动作的时序图。
首先，数据生成部111-1～111-n(参照图2)分别生成信道信号串S1～Sn，在数据时钟CLK1的上升定时输出(参照图4(a)、(c))。这些信道信号串S1-Sn被分别输入对应的扩散调制部113-1～113-n。另外，在进行全部信道CH1～CHn的发送时，串行/并行变换部112不必生成第1、第2分支信号串P1、P2。
扩散调制部113-1～113-n分别使用扩散码D1～Dn(例如8比特)，调制所输入的信道信号串S1～Sn(参照图4(b))。由此，生成调制信号M1～Mn。调制信号M1～Mn在调制信号时钟CLK2的上升定时被发送给加法部114(参照图4(d))。
加法部114原样对从各扩散调制部113-1～113-n输入的调制信号M1～Mn进行相加。由此，从加法部114输出同步型的码分多址信号串A。这样，在进行全部信道CH1～CHn的发送时，仅使用1个扩散调制部来分别扩散调制各信道信号串S1～Sn。结果，各信道CH1～CHn使用的频带宽度彼此相同。
码分多址信号串A被分配器120参照图1)分支后，发送到接收装置130-1～130-n。即，各接收装置130-1～130-n接收相同的码分多址信号串A。
图5是表示接收装置130-1的动作的时序图。
接收装置130-1(参照图3)接收到的码分多址信号串A(参照图5(a))被发送给匹配滤波器131。匹配滤波器131使用扩散码D1，从接收到的码分多址信号串A中抽取相关信号I(参照图5(b))。抽取出的相关信号I被发送给第1～第3比较器133-1～133-3。
第1～第3比较器133-1～133-3随时比较相关信号的比特值与阈值C1、C2、C3。
表示第2比较器的比较结果的信号J2(参照图5(c))在采样时钟CLK3的上升定时(参照图5(e))锁存在锁存器134-2中。由此，从锁存器134-2输出到解码器136的信号串变为与信道信号串S1相同的信号串(参照图5(d))。另一方面，在信道CH1仅使用对应于该信道CH1的频带的情况下，第1、第3比较器133-1、133-3的输出J1、J3没有意义，因此，锁存器134-1、134-3的输出L1、L3也没有意义。
解码器136仅将从第1～第3锁存器134-1～134-3输入的信号串L1-L3中的第2锁存器134-2的输出信号串L2作为复原信号RS1(参照图3)输出到下级电路(未图示)，第1、第3锁存器134-1、134-3的输出信号串废弃。
其它接收装置130-2～130-n的动作与接收装置130-1的动作或现有接收装置(参照图11)的动作一样，所以省略说明。
下面，用图6～图8来说明使用对应于信道CH1、CH2的频带来进行信道CH1的通信时的动作。
图6是表示发送装置110之动作的时序图。
数据生成部111-3～111-n与上述的动作例(参照图4)一样，分别生成信道信号串S3～Sn，在数据时钟CLK1(参照图6(h))的上升定时输出。另外，数据生成部111-1以数据生成部111-3～111-n的2倍速率生成信道信号串S1，在数据时钟CLK4的上升定时输出(参照图6(a)、(g))。另一方面，数据生成部111-2不生成信道信号串S2。
信道信号串S3～Sn与上述的动作例(参照图4)一样，被原样输入到扩散调制部113-3～113-n。另一方面，信道信号串S1被输入到串行/并行变换部112。串行/并行变换部112通过每隔1比特交互分配该信道信号串S1来进行2分支(在图6的实例中，第偶数个的比特为P1，第奇数个的比特为P2)。由此，生成第1、第2分支信号串P1、P2(参照图6(b)、(c))。这些分支信号串P1、P2的数据速率是信道信号串S1的1/2，因此，与其它信道信号串S3～Sn一样。如上所述，将分支信号串P1、P2输入到扩散调制部113-1、113-2。这样，将同步的信号串P1、P2、S3～Sn输入到扩散调制部113-3～113-n。
扩散调制部113-3～113-n使用对应信道CH3～CHn的扩散码D3～Dn，调制信道信号串S3～Sn。另一方面，扩散调制部113-1使用信道CH1用的扩散码D1，调制第1分支信号串P1(参照图6(d)。相反，扩散调制部113-2如下所述，进行第2分支信号串P2的调制。图8(A)是表示该调制信号的调制方法的图表。如图8(A)所示，在对应的比特信号p1、p2一致的情况下(即p1＝p2＝0或p1＝p2＝1的情况下(0、1为逻辑值))，扩散调制部113-2用扩散码D1来原样扩散调制第2分支信号串P2的比特信号p2。因此，调制信号M2(参照图2)的各比特值与调制信号M1的比特值相同，反转代码/正代码的区别一致(参照图8(A))。另一方面，在比特信号p1、p2不一致的情况下，扩散调制部113-2将输出变为高阻抗Z(参照图6(e))。
从调制部113-3～113-n输出的调制信号串M1～Mn如上所述，由加法部114彼此相加。由此，生成码分多址信号串A。此时，调制信号串M1、M2的和变为码分多址信号串A的信道CH1分量。如上所述，在本实施方式中，当VL＝-1、VH＝+1且比特信号p1、p2不一致时，由于扩散调制部113-2将输出变为高阻抗Z，所以对应于信道CH1的信号串之信号电平在(p1、p2)＝(0、0)时，为-2(＝2×VL)，在(p1、p2)＝(0、1)时，为-1(＝VL)，在(p1、p2)＝(1、0)时，为+(＝VH)，在(p1、p2)＝(1、1)时，为+2(＝2×VH)(参照图6(f)、图8(A))。即，在信道CH1中，利用其它信道CH3～CHn的2倍频带宽度，发送4进制信号。
图7是表示接收装置130-1的动作的时序图。
接收装置130-1经分配器120(参照图1)接收码分多址信号串A。该码分多址信号串A包含信道CH1分量(参照图7(a))。接收装置130-1如下所示，从码分多址信号串A中抽取该信号分量，还再生信道信号串S1。
匹配滤波器131(参照图3)使用扩散码D1，进行码分分离。由此，可从码分多址信号串A中取出对应于信道CH1的相关信号串I(参照图7(b))。
该相关信号串I被串行发送给第1-第3比较器133-1～133-3。第1比较器133-1依次比较相关信号值与阈值C1(1＜C1＜2)，第2比较器133-2依次比较相关信号值与阈值C2(-1＜C2＜+1)，另外，第3比较器133-3依次比较相关信号值与阈值C3(-2＜C3＜-1)。由此，第1～第3比较器133-1～133-3生成判定信号J1～J3(参照图7(c)-(e))。这些判定信号J1～J3被输入到对应的锁存器134-1～134-3。
锁存器134-1～134-3在采样时钟CLK3的上升定时锁存对应的判定信号J1～J3(参照图7(1))。由此，从锁存器134-1～134-3输出该上升定时的判定信号J1～J3的电平，作为抽取信号L1～L3。
解码器136根据抽取信号L1～L3，依次判断相关信号串I的信号值。如上所述(参照图8(A))，该相关信号串I取得4种值(-2、-1、+1、+2)。另外，该相关信号值在L1～L3全部为‘0’时，为‘-2’，仅在L3为‘1’时，为‘-1’，在L2、L3为‘1’时，为‘+1’，在L1～L3全部为‘1’时，为‘+2’(参照图8(B))。解码器136如此根据抽取信号L1～L3来生成复原分支信号串RP1、RP2。
并行/串行变换部137从解码器136输入复原分支信号串RP1、RP2，并变换为串行信号。从而，生成复原信道信号串RS1，发送到下级电路(未图示)。复原信道信号串RS1的速率(因此采样时钟频率(参照图7(m))与数据生成部111-1(参照图2)生成的信号串S1相同，为其它信道信号串S3～Sn的2倍。
如上所述，在该实施方式的通信系统100中，在对应于信道CH1的信号串的发送中，可适当切换使用1信道大小的频带的通信与使用2信道大小的频带的通信。由此，根据该实施方式，即便当不使用信道CH2时，也由于可将对应于该信道CH2的频带用于信道CH1的通信中，所以可使频带利用效率提高。
另外，即便在将对应于信道CH2的频带用于信道CH1的通信中时，信道CH1用的接收装置130-1也仅使用信道CH1用的扩散码D1，而不必使用信道CH2用的扩散码D2。因此，不必使扩散码D2存储在接收装置130-1中，因此不会使安全性降低。
另外，因为即便在使用2信道大小的频带的情况下也仅使用1个扩散码，所以接收装置130-1只要仅配备一个匹配滤波器131即可，因此，可抑制接收装置的成本上升。
另外，在本实施方式中，以将本发明适用于使用了电信号的通信系统中的情况为例进行说明，但也可适用于光通信系统或无线通信系统等中。
权利要求
1.一种码分多址通信系统，包括最大地对n信道的信道信号串进行码分多址后进行发送的发送装置、和码分分离接收信号后复原该信道信号串的接收装置，其中n为大于等于2的自然数，其特征在于所述发送装置包括n个数据生成部，生成对应信道的信道信号串(信号值VL、VH；VL＜VH，VL、VH≠0、2×VL≠VH)；数据分支部，将对应信道的所述信道信号串2分成彼此同步的第1、第2分支信号串的、设置在部分或全部信道的每一个上；n个扩散调制部，在输入对应信道的所述信道信号串、对应信道的所述第1分支信号串或其它信道的所述第2分支信号串，并输入对应信道的所述信道信号串或所述第1分支信号串时，使用该对应信道的扩散码，扩散调制该信号串，当输入其它信道的所述第2分支信号串时，若该第2分支信号串的信号比特与所述第1分支信号串的对应信号比特值相同，则使用该其它信道的扩散码，扩散调制该信号比特，若为不同值，则将输出变为高阻抗；和对所述n个扩散调制部输出的信号串彼此相加的加法部，并且，所述接收装置包括数据分离部，使用对应信道的所述扩散码，码分分离所述接收信号；判定部，判定该数据分离部分离后的信号比特值是否为2×VL、VL、VH、2×VH中的任意一个；和数据复原部，根据该判定部的判定结果，复原所述第1、第2分支信号串的信号比特，并且，根据这些信号比特来复原所述信道信号串。
2.根据权利要求1所述的码分多址通信系统，其特征在于所述数据分支部具有串行/并行变换部，通过串行/并行变换所述信道信号串，从而将其2分为所述第1、第2分支信号串。
3.根据权利要求1或2所述的码分多址通信系统，其特征在于所述判定部包括第1比较器，比较所述信号比特值与阈值C1(VH＜C1＜2×VH)；第2比较器，比较所述信号比特值与阈值C2(VL＜C2＜VH)；和第3比较器，比较所述信号比特值与阈值C3(2×VL＜C3＜VL)。
4.根据权利要求3所述的码分多址通信系统，其特征在于所述数据复原部包括解码器，根据所述第1～第3比较器的比较结果，复原所述第1、第2分支信号串；和串行/并行变换部，通过串行/并行变换该解码器复原的所述第1、第2分支信号串，从而复原所述信道信号串。
全文摘要
当存在无发送数据的信道时，通过使用2系统的信道来发送1系统的信道信号串，从而可以提高频带利用效率。数据生成部(111－1～111－n)生成信道信号串S1～Sn(信号值±1)。串行/并行变换部(112)将信道信号串S1分支成信号串P1、P2。扩散调制部(113－1)由扩散码D1来调制分支信号串P1。扩散调制部(113－2)在分支信号串P1、P2的信号值一致时，由扩散码D1来调制，并且在不一致时，将输出变为高阻抗。由此，加法部(114)输出的码分多址信号A的信道CH1分量变为±1、±2的4个值之一。接收装置根据该信道CH1分量来复原分支信号串P1、P2，并复原信道信号串S1。
文档编号H04J13/02GK1808953SQ200510121610
公开日2006年7月26日 申请日期2005年12月20日 优先权日2004年12月20日
发明者松野和彦, 鹿岛正幸 申请人:冲电气工业株式会社