問題
次の記述は、直接拡散(DS)を用いた符号分割多重(CDM)伝送方式の一般的な特徴について述べたものである。( )内に入れるべき字句の正しい組合せを下の番号から選べ。
- (1)：CDM伝送方式は、送信側で用いた擬似雑音符号と( A )符号でしか復調できないため秘話性が高い。
- (2)：拡散後の信号(チャネル)の周波数帯域幅は、拡散前の信号の周波数帯域幅よりはるかに( B )。
- (3)：この伝送方式は、受信時に混入した狭帯域の妨害波は受信側で拡散されるので、狭帯域の妨害波に( C )。
| A | B | C | |
|---|---|---|---|
| 1 | 同じ | 広い | 強い |
| 2 | 同じ | 狭い | 弱い |
| 3 | 異なる | 広い | 弱い |
| 4 | 異なる | 狭い | 強い |
解答
1
解説
スペクトル拡散方式
多重化(Multiplexing)の方式の1つに、CDM(Code Division Multiplexing)という方式があります。
CDMにはスペクトル拡散方式(Spread Spectrum)という通信技術が用いられています。
スペクトル拡散方式は、BPSKやQPSKなどの変調後の信号(シンボルと言います)に対し、拡散信号と呼ばれる高速の信号を掛け合せることが特徴です。
例を見てみましょう。元々のBPSKシンボルに対して、拡散符号8ビットを掛け合せた例を下記に示します。
このように、送信シンボルに拡散符号を掛け合せることを拡散といいます。
反対に、受信側では、受信した信号に対して、同じ拡散符号を掛け合せることで、シンボルを復号することができます。
これを逆拡散といいます。
スペクトル拡散方式の利点
スペクトル拡散方式の強みは、①秘匿性と、②干渉(妨害波)に強いことです。
①秘匿性について
なぜなら、受信側で送信信号と拡散符号を知らない限り、信号を復元できないからです。
逆拡散の図で、もし逆拡散をする時に、送信時とは異なる拡散符号を使ったとしても、シンボルは正しく復元できません。
下記の例を見てみましょう。
これは、受信側で拡散符号を知っており、正しく復元できた例です。
一方、拡散符号を知らないと、どうなるのでしょうか。
下記のように、偽の拡散符号を掛け合せても、BPSKシンボルを正しく復元できていません。
つまり、受信側で拡散符号を知らない限り、信号を復元することができません。
この理由から、スペクトル拡散方式は秘匿性が高いと言われています。
②干渉耐性について
なぜなら、逆拡散は、妨害波にとっては"拡散"をすることになり、妨害波の影響を希望信号に比べて低くできるからです。
例えば、下記の様なネットワークを考えてみます。
このときのスペクトル拡散の動作イメージを周波数軸で示します。
①が拡散前の信号です。
②が逆拡散後の信号です。スペクトル拡散のその名の通り、拡散後は周波数軸で広がります。
③が受信時の信号です。希望信号に加えて、干渉信号が加わっています。
④が逆拡散後の信号です。希望信号は逆拡散によって復元されますが、干渉信号にとっては拡散信号を掛け合せるために"拡散"されることとなり、干渉信号の影響が小さくなります。
これが、スペクトル拡散が干渉に強いと言われる理由なのです。