ビット誤り率に関するM相スペクトル拡散符号の最適設計

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スペクトル拡散は,データ信号に拡散符号と呼ばれる擬似乱数列を掛け合わせ,周波数帯域を広げる変調技術であり,符号分割多元接続(CDMA)を実現する.スペクトル拡散(SS)通信システムが携帯電話で実用化され,そのユーザ数が爆発的に増大した.同時刻,同一周波数帯域におけるSS通信のユーザ数の限界を与えるのはビット誤りの生起確率であるから,ユーザ数を増大させるためには,ビット誤りの生起確率が最小となるようにシステムを設計してやればよい、ビット誤りが発生する原因として,外部雑音が挙げられるが,SS通信システムにおいては,冒頭に述べたスペクトル拡散変調の原理から,たとえ外部雑音のない理想的な通信路を用いたとしても,ビット誤りが起こり得る.この原因は,スペクトル拡散符号の相互および自己相関であり,多元接続干渉(MAI)と呼ばれる.本研究の目的は,MAIが原因で発生するビット誤りの生起確率を最小化するM(【greater than or equal】3)相スペクトル拡散符号を設計することである.そのためには,正規化されたMAIの実部の確率分布が必要であるが,これまで,SS通信システムの信号対雑音比(SN比)を表す指標AIP(Average Interference Parameter)がビット誤り率を示すものとして拡散符号の設計に使用されてきた.AIPとは,拡散符号を固定し,データ信号,遅れ時問,位相シフトを一様分布独立確率変数としたときのMAIの分散であり,拡散符号に対する非周期自己相関関数を用いて表される.本研究代表者は,一般のM(【greater than or equal】3)のとき,M相スペクトル拡散系列を用いたSS通信システムに対する正規化されたMAIの実部の確率分布が位相シフトに依存することを世界で初めて示し,さらに,分布の分散が位相シフトに無関係となるための必要十分条件,および,分布がガウスとなるための必要十分条件を与え,拡散符号の設計に全く新たな指針を与えた.