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APPROXIMATE SYNCHRONIZING CDMA COMMUNICATION SYSTEM

Patent code P130010044
File No. FUJ-H20080
Posted date Nov 12, 2013
Application number P2009-197665
Publication number P2011-049922A
Patent number P5300073
Date of filing Aug 28, 2009
Date of publication of application Mar 10, 2011
Date of registration Jun 28, 2013
Inventor
  • (In Japanese)松藤 信哉
  • (In Japanese)松元 隆博
  • (In Japanese)畔柳 功芳
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人山口大学
Title APPROXIMATE SYNCHRONIZING CDMA COMMUNICATION SYSTEM
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an approximate synchronizing CDMA communication system that reduces manufacturing costs by simplifying transmitter and receiver configurations using a ZCZ code as a synchronizing control signal.
SOLUTION: An approximate synchronizing CDMA communication system includes: a transmitter 4 for modulating and transmitting a carrier using a transmission sequence obtained by applying spreading to information bits of transmission data using a binary transmission code; and a receiver 6 for demodulating a receiving signal by performing correlation on detection output using a two-phase receiving code. In the approximate synchronizing CDMA communication system, the receiving code and the transmission code are ZCZ codes, and the receiving code and the transmission code are generated from the Sylvester type Hadamard matrix. An auto-correlation index F is defined by a non-cyclic correlation function between the receiving code and the transmission code, and a set of codes with the maximum auto-correlation index F is used as a synchronizing control signal. The ZCZ code is generated from the Hadamard matrix obtained by changing an order of columns of the Hadamard matrix so as to increase the auto-correlation index F.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

このところ、無線ICタグ、微弱無線利用機器、無線PAN(パーソナル・エリア・ネットワーク)などに代表される近距離無線通信がさまざまな分野で利用されており、さらに新たな応用も期待されている。このような近距離無線通信の変調方式には、情報ビットに対応させて搬送波をオン・オフさせるASK(Amplitude Shift Keying)が数多く採用されている。その理由として、搬送波の同期を取ることなくノンコヒーレントな検波(振幅値検出による情報復調)が可能である、それに伴って適用範囲が広がる、低コストでのハードウエア化が容易であること等が挙げられる。

さらに、耐雑音性を考慮したASK-SS方式や多元接続を目的としたASK-CDMA(符号分割多元接続)方式が考えられるが、後者は、他局間干渉の影響が大きく現実的でないと考えられていた。

それに対して、近年、オン・オフによるSS方式では、数値1,0の並びからなる2値系列を送信符号(拡散符号)とし、相関復調ではその2値系列の代わりに数値1,-1からなる2相系列を用いるほうが伝送効率を高くできることが示され、それを利用した非同期ASK-CDMA方式が議論されている。この方式では、瞬時電力は大きくなるが、平均パワーを同じとすれば、また、コヒーレント的な復調を行なうとすれば、通常議論されている非同期PSK-CDMA方式の誤り特性とほぼ同じになるものと考えられる。

しかし、この方式もまた、他局間干渉の影響が大きく、そのために、干渉を低減させるためには系列長の長い拡散系列を使用する必要があり、特に、近距離無線通信では効率的でない。

一方、光通信の分野では、下記の特許文献1により、ZCZ符号を使用して高効率の符号分割多元接続(CDMA)を実施することのできる光近似同期CDMA方式が提案されている。また、電波領域の無線通信においても、下記の特許文献2により、同様の近似同期CDMA通信方式が提案されている。これらの特許文献1および特許文献2は本発明の発明者等によって提案されたものである。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、他局間干渉を除去して伝送効率を向上させることができる近似同期CDMA通信方式に関する。さらに詳しくは、ZCZ符号を使用して同期点に許容範囲を設けることができ、厳密な送信電力制御や同期制御を行うことなく低コストかつ高効率の符号分割多元接続(CDMA)を実施することのできる近似同期CDMA通信方式に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
送信データの各情報ビットに数値1,0の並びまたは数値1,-1の並びからなる送信符号{bj,cj}による拡散処理を施した送信系列により搬送波を変調して送信する送信部(1)と、
受信信号の検波出力に対して、数値1,-1からなる受信符号ajによる相関処理を行って復調する受信部(2)とを有し、
前記送信符号{bj,cj}における符号cjは、符号bjの各成分を反転させた符号であり、
前記受信符号および前記送信符号{aj,bj,cj}は、同一添字の符号同士の相関関数が同期点において正または負のピーク値となるとともに同期点の近傍の零相関領域における同期点以外では0値となり、異なる添字の符号同士の相関関数は同期点を含む零相関領域で0値となるZCZ符号であり、かつ、前記受信符号および前記送信符号{aj,bj,cj}は、シルベスター型のアダマール行列から生成されたものである近似同期CDMA通信方式であって、
前記受信符号ajと前記送信符号bjとが時間τチップだけシフトした場合の非周期相関関数
(式省略)
によって、次式の自己相関指標Fが定義され、
(式省略)
上記の数式で与えられる自己相関指標Fが最大となる符号組{aj,bj,cj}を同期制御信号として使用し、
前記ZCZ符号は、前記自己相関指標Fが増大するように前記アダマール行列の各列の順序を変更したアダマール行列から生成されたものである近似同期CDMA通信方式。

【請求項2】
 
請求項1に記載した近似同期CDMA通信方式であって、
変調方式をASKとする通信であり、
前記アダマール行列の各列の順序の変更は、偶数列同士の順序の変更と奇数列同士の順序の変更を組み合わせたものである近似同期CDMA通信方式。

【請求項3】
 
請求項2に記載した近似同期CDMA通信方式であって、
搬送波は光である近似同期CDMA通信方式。

【請求項4】
 
請求項1~3のいずれか1項に記載した近似同期CDMA通信方式であって、
前記ZCZ符号は、前記自己相関指標Fが増大するように、前記アダマール行列の各列の順序を変更したアダマール行列から生成し、さらに、前記受信符号および前記送信符号{aj,bj,cj}の全ての符号を所定チップ数分だけ巡回的にシフトしたものである近似同期CDMA通信方式。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2009197665thum.jpg
State of application right Registered
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