CDMA无线通信系统及方法 本发明涉及使用CDMA(Code Division Multiple Access,码分多址)方式的数字无线通信中的CDMA无线通信系统及方法。
图1是以往CDMA无线通信系统的结构方框图。在该CDMA无线通信系统中,在发送端由扩展部2对发送数据1进行扩展处理。该扩展处理过的信号由调制部3进行调制后,由发送放大器4进行放大。该信号从发送天线5进行发送。此时的发送放大器4中的放大率由高速发送功率设定部6决定。
另一方面,在接收端,由接收天线11接收到的信号由检波部12进行检波,由解扩部13进行解扩。由此,得到接收数据14。此外,接收数据14由时隙品质检测部16来估计时隙(每几个符号构成的区间)的品质,根据该估计结果由高速发送功率控制部15算出高速的发送功率的控制值。该控制信息被发送到发送端的高速发送功率设定部6。
由扩展部2扩展过的信号如图2所示,被按符号顺序配置。图2示出通过16倍扩展、全部有8个符号的情况的例子,1个符号被扩展为16倍。
图3是以往的CDMA无线通信系统中的接收品质的说明图。图3示出用户A及用户B两个用户在偏离5个码片(chip)的状态下进行发送的例子。而在各个线路中的衰落(fading)是独立的。
对于用户A的信号,通过由听从高速发送功率控制部15指令的高速发送功率设定部6控制发送的功率,来消除衰落等引起的线路品质地变动。因此,如图3所示,接收数据14的品质大致是一定的。这样,在CDMA无线通信系统中,通过发送功率控制以所需最低限的发送功率向各用户进行发送,降低系统的总干扰量,提高容量。
图4是以往的CDMA无线通信系统中的干扰量的说明图。由图4可知,MS发送功率与MS-BS_A间衰落的特性相反。即,MS发送功率的调整用于消除MS-BS_A间衰落。
此时,MS-BS_B间衰落与MS-MS_A间衰落是独立的,对另一个基站BS_B的干扰量如图所示,其变动具有大的峰值。尽管如此,与不进行发送功率控制的情况相比,干扰的平均值变小。由此,能够减小系统的总发送功率。
然而,在上述以往的CDMA无线通信系统中,扩展处理后的码片集中配置在同一频率上的连续的短时间内,所以由于衰落或遮蔽(shadowing)等而在连续的短时间内受到影响,则该时间内的所有码片同时品质恶化。因此,即使进行解扩处理而得到扩展增益,也存在品质不能提高的问题。此外,由于由此以大的发送功率进行发送,所以存在系统容量受限的问题。
此外,在使用CDMA-TDD(Time Division Duplex,时分双工)方式的系统中,由于上行/下行共用频率,所以在例如基站中,上行接收必须在开始下行发送前结束。因此,需要与传播延迟时间相等的保护时间(guard time),而为了确保传输效率其长度受限,由此存在小区半径受限的问题。
本发明的目的在于提供一种CDMA无线通信系统及方法,对衰落和遮蔽等的抵抗力比较强,能够提高品质,此外,在TDD系统中,能够缩短保护时间及扩大小区半径。
在数字无线通信系统中,在因衰落等影响而暂时存在长突发差错的情况下,为了使突发差错扩散、减轻对纠错解码部的影响,而进行交织。该交织按每个时隙来进行,不能充分应付衰落或遮蔽等。
本发明人就是着眼于上述问题,发现通过在CDMA发送中对扩展过的码片进行交织,能够使帧内各符号的品质保持一定,同时能够缓和发送功率控制的速度,从而提出本发明。由此,能够削减开销(overhead)及降低对其他小区的干扰量。
附图示出一个示例,通过下面参照该附图的描述,本发明的上述和其他目的和特性将会变得更加明显,其中:
图1是以往的CDMA无线通信装置的结构方框图;
图2是以往的CDMA无线通信装置中扩展处理过的码片的配置图;
图3是以往的CDMA无线通信装置的接收品质的说明图;
图4是以往的CDMA无线通信装置的干扰量的说明图;
图5是本发明实施例1的CDMA无线通信装置的结构方框图;
图6是上述实施例1的CDMA无线通信装置中码片交织过的码片的配置图;
图7是本发明实施例2的CDMA无线通信装置的结构方框图;
图8是上述实施例2的CDMA无线通信装置的接收品质的说明图;
图9是上述实施例2的CDMA无线通信装置的干扰量的说明图;
图10是本发明实施例3的CDMA无线通信装置的结构方框图;
图11是上述实施例3的CDMA无线通信装置的接收品质的说明图;
图12是上述实施例3的CDMA无线通信装置的干扰量的说明图;
图13是本发明实施例4的CDMA无线通信装置的结构方框图;
图14是上述实施例4的CDMA无线通信装置的接收品质的说明图;
图15是上述实施例4的CDMA无线通信装置的干扰量的说明图;
图16是本发明实施例5的CDMA无线通信装置的结构方框图;
图17是本发明实施例6的CDMA无线通信装置的结构方框图;
图18是上述实施例6的CDMA无线通信装置的操作说明图;
图19是本发明实施例7的CDMA无线通信装置的结构方框图;
图20是上述实施例7的CDMA无线通信装置的操作说明图;
图21是本发明实施例8的CDMA无线通信装置的结构方框图;
图22是上述实施例8的CDMA无线通信装置的操作说明图;
图23是本发明实施例9的CDMA无线通信装置的结构方框图;
图24是本发明实施例10的CDMA无线通信装置的结构方框图;
图25是上述实施例10的CDMA无线通信装置的操作说明图;
图26是本发明实施例11的CDMA无线通信装置的结构方框图;
图27是本发明实施例12的CDMA无线通信装置的结构方框图;
图28是本发明实施例12的CDMA无线通信装置中码片交织过的码片的配置图;
图29是本发明实施例13的CDMA无线通信装置的结构方框图;以及
图30是本发明实施例14的CDMA无线通信装置的结构方框图。
下面,参照附图详细说明本发明的实施例。
(实施例1)
图5是本发明实施例1的CDMA无线通信装置的结构方框图。
在发送机中,发送数据101由扩展部102进行扩展处理后,由码片交织部107进行码片交织处理。交织过的信号由调制部103进行调制,由发送放大器104进行放大后,从发送天线105进行发射。
在接收机中,由接收天线111接收到的信号由检波部112进行检波,通过码片解交织部117进行与发送的码片交织相反的排序。解交织处理过的数据由解扩部113进行合成,得到接收数据114。然后,接收数据114由时隙品质检测部116检测时隙品质,由高速发送功率控制部115根据检测结果产生高速发送功率控制信号,传达到发送机。在发送机中,根据该控制信号,由高速发送功率设定部106进行高速发送功率设定,控制发送放大器104的放大率。
接着,说明具有上述结构的CDMA无线通信装置的操作。
发送数据101由扩展部102进行扩展,由码片交织部107进行码片交织处理。图6示出码片交织的例子。该例子是1个时隙8个符号、16倍扩展的例子。
在图6中,符号0被扩展为16个码片。此时,16个码片不是被置于连续的位置上,而是按每8个码片来配置。此外,其他符号0~7分别被扩展而产生的16个码片也不是被置于连续的位置上,而是按每8个码片来配置。因此,在码片交织处理过的扩展信号中,在符号0的码片(0-1)的旁边,依次配置符号1的码片(0-2)、符号2的码片(0-3)、…符号7的码片(0-16)。
由此,能够进行甚至能够追随衰落的高速功率控制。使用图3及图4来具体进行说明。在图3中,假设扩展率为16倍、总符号数为N,则在用户A的时隙0~15中,由于码片交织,分别配置了各个符号0~N-1的第0个~第15个码片。
由于用户A的衰落,在时隙内品质变化不太大,而对每个时隙有大的变动。在该系统中,由于进行高速发送功率控制,所以用户A的信号品质在时隙间也相当接近一定,而在高速衰落时等,则由于控制延迟或误差,未必保持一定的品质。
在本实施例中,由于进行码片交织处理,所以形成一个符号的码片被分配到多个时隙中的状态。因此,在高速衰落时等,能够允许控制延迟或误差。因此,通过对码片交织过的扩展信号进行码片解交织而解扩,在16倍扩展的情况下,能够将S/N(信噪)比改善约12dB,能够减少符号间的品质偏差。而如图3所示,即使用户B的时隙与用户A的时隙偏离5个时隙,效果也不改变。
此外,如图4所示,BS_A对用户A进行发送功率控制、从而用户A的信号对BS_B的干扰与发送功率的相对值与以往相同,而如上所述,随着抑制符号间的品质偏差而相应地提高纠错能力、抑制总发送功率,从而能够相应地降低其绝对量。
这样,根据具有实施例1的CDMA无线通信装置的无线通信系统,可以减少总发送功率,从而增大容量。该方法对下行信号也有效果,而对上行信号更有效果。此外,通过能够这样削减总发送功率,也能够同时节省移动台等通信终端装置的电池。
(实施例2)
图7是本发明实施例2的CDMA无线通信装置的结构方框图。
在发送机中,发送数据301由扩展部302进行扩展处理后,由码片交织部307进行码片交织处理。交织过的信号由调制部303进行调制,由发送放大器304进行放大后,从发送天线305进行发射。
在接收机中,由接收天线311接收到的信号由检波部312进行检波,通过码片解交织部317进行与发送的码片交织相反的排序。解交织处理过的数据由解扩部313进行合成,得到接收数据314。然后,接收数据314由时隙品质检测部316检测时隙品质,由低速发送功率控制部315根据检测结果产生低速发送功率控制信号,传达到发送机。在发送机中,根据该控制信号,由低速发送功率设定部306进行低速发送功率设定,控制发送放大器304的放大率。这里,所谓低速功率控制,是指控制不追随瑞利(Rayleigh)衰落这样的剧烈的电平变动,而只追随距离变动引起的衰减、或遮蔽引起的衰减等这样的缓慢的变动,在说明书中与高速发送功率控制相区别。
具有这种结构的CDMA无线通信装置的操作除进行低速发送功率控制外与实施例1相同。在此情况下,进行低速功率控制,不能追随衰落,而只能追随距离变动这样的缓慢的变动。使用图8及图9来具体进行说明。在图8中,假设扩展率为16倍、总符号数为N,则在用户A的时隙0~15中,由于码片交织,分别配置了各个符号0~N-1的第0个~第15个码片。
由于用户A的衰落,在时隙内品质变化不太大,而对每个时隙有大的变动。在该系统中,由于进行低速发送功率控制,所以用户A的信号品质在时隙间也偏差相当大。在本实施例中,由于进行码片交织,所以形成一个符号的码片被分配到多个时隙中的状态。因此,一个符号的码片被分配到信号品质好的时隙、和坏的时隙中,即使进行低速发送功率控制,所有码片的品质都恶化的概率也非常低,能够保持某个水平的品质。
通过对该码片交织过的扩展信号进行码片解交织而解扩,能够得到与16分支等增益合成分集(diversity)同样的改善效果,同时,能够减少符号间的品质偏差。而如图8所示,即使用户B的时隙与用户A的时隙偏离5个时隙,效果也不改变。
此外,如图9所示,通过BS_A对用户A进行低速发送功率控制,用户A的信号对BS_B的干扰与实施例1的情况下的干扰(图中的虚线)相比,能够降低峰值干扰量(图中的实线)。由此无需以过大的功率进行发送,能够降低系统的总发送功率。
这样,根据具有实施例2的CDMA无线通信装置的无线通信系统,可以进一步减少总发送功率,从而增大容量。此外,由于能够降低发送功率控制的峰值,所以能够抑制发送放大器的动态范围,能够降低耗电及成本。
(实施例3)
图10是本发明实施例3的CDMA无线通信装置的结构方框图。
在发送机中,发送数据601由扩展部602进行扩展处理后,由码片交织部607进行码片交织处理。交织过的信号由调制部603进行调制,由发送放大器604进行放大后,从发送天线605进行发射。
在接收机中,由接收天线611接收到的信号由检波部612进行检波,由码片解交织部617进行与发送的码片交织相反的排序。解交织过的数据由解扩部613进行合成,得到接收数据614。然后,接收数据614由帧品质检测部616检测帧品质,由发送功率衰减控制部615根据检测结果产生发送功率衰减控制信号,传达到发送机。在发送机中,根据该控制信号,由发送功率衰减设定部606进行发送功率的设定,控制发送放大器604的放大率。
具有这种结构的CDMA无线通信装置的操作除进行发送功率衰减控制外与实施例1相同。即,通过发送功率衰减控制,在以过剩的品质发送的情况下,缩短了发送时间。因此,能够以所需最低限的总发送功率来传输信号。
利用图11及图12具体进行说明。在图11中,假设扩展率为16倍、总符号数为N,则在用户A的时隙0~15中,由于码片交织,分别配置了各个符号0~N-1的第0个~第15个码片。这里,将时隙0~15作为1帧。
由于用户A的衰落,在时隙内品质变化不太大,而对每个时隙有大的变动。在该系统中,由于进行发送功率衰减控制,即,如果帧的品质好于某个阈值,则不以更高的品质发送以后的信号,所以在用户A的帧品质超过某个阈值前,进行实施例1的高速发送功率控制、或实施例2的低速发送功率控制,如果用户A的帧品质超过阈值,则衰减发送功率。
例如,如图11所示,在用户B的时隙与用户A的时隙偏离5个时隙的情况下,如果用户A的帧品质超过阈值而衰减发送功率,则用户A的信号不干扰用户B的时隙0~4。其结果,可望用户B的帧品质迅速超过阈值。由此,通过迅速衰减用户B的信号的发送功率,其结果也提高了用户A的信号品质。这样,通过用户A及用户B的相互的发送功率衰减,信号品质能够相乘性地好转,能够大幅度降低系统整体的总发送功率。
此外,如图12所示,通过BS_A对用户A进行发送功率衰减控制,用户A的信号对BS_B的干扰与实施例1的情况下的干扰(图中的虚线)相比,能够降低峰值干扰量(图中的实线)。此外,由于能够使帧的后半的发送功率为0,所以能够降低总发送功率。
这样,根据具有实施例3的CDMA无线通信装置的无线通信系统,可以比实施例1或实施例2进一步减少总发送功率,从而增大容量。
(实施例4)
图13是本发明实施例4的CDMA无线通信装置的结构方框图。
在发送机中,发送数据901由扩展部902进行扩展处理后,由码片交织部907进行码片交织处理。交织过的信号由调制部903进行调制,由发送放大器904进行放大后,从发送天线905进行发射。
在接收机中,由接收天线911接收到的信号由检波部912进行检波,通过码片解交织部917进行与发送的码片交织相反的排序。解交织处理过的数据由解扩部913进行合成,得到接收数据914。然后,接收数据914由帧品质检测部916检测帧品质,由逆发送功率控制部915根据检测结果产生逆发送功率控制信号,传达到发送机。在发送机中,根据该控制信号,由逆发送功率设定部906进行逆发送功率设定,控制发送放大器904的放大率。
具有这种结构的CDMA无线通信装置的操作除进行逆发送功率控制外与实施例1相同。即,在通常的发送功率控制中,在品质坏的情况下增加发送功率,在品质好的情况下减少发送功率,从而使品质保持一定,而在逆发送功率控制中,越是品质好的信号则越增加发送功率,越是品质坏的信号则越减少发送功率。
在这样的控制的情况下,品质好的信号以更大的功率进行发送,而这样的情况是线路对传输有利的情况,所以以很小的功率增加就容易地实现了极大的品质改善。另一方面,品质坏的信号即使稍微增加发送功率也不能期待品质有大的提高,所以降低发送功率,以不干扰其他用户。
使用图14及图15具体进行说明。在图14中,假设扩展率为16倍、总符号数为N,则在用户A的时隙0~15中,由于码片交织,分别配置了各个符号0~N-1的第0个~第15个码片。这里,将时隙0~15作为1帧。
由于用户A的衰落,在时隙内品质变化不太大,而对每个时隙有大的变动。在该系统中,进行逆发送功率控制,如图14所示,如果提高品质好的信号(用户A的信号品质的峰部)的发送功率,则品质提高很大,即使降低品质坏的信号(用户A的信号品质的谷部)的发送功率,品质也不太改变。
由于用户A的衰落,在时隙内品质变化不太大,而对每个时隙有大的变动。在本实施例中,由于进行码片交织处理,所以形成一个符号的码片被分配到多个时隙中的状态。因此,一个符号的码片被分配到信号品质好的时隙、和坏的时隙中,即使进行逆发送功率控制,所有码片的品质都恶化的概率也非常低。
通过将该码片交织过的扩展信号进行码片解交织而解扩,能够得到与16分支最大比合成分集接近的改善效果,同时,能够减少符号间的品质偏差。
这里,在再使用实施例3的发送功率衰减控制的情况下,进行控制,使得在用户A的帧品质超过某个阈值前,越是接收品质好,则越是以大的发送功率进行发送,如果超过某个阈值,则衰减发送功率。由此,用户A的信号在品质好的时间带以大的功率进行发送,所以能够比实施例3更迅速地超过阈值,能够迅速进行发送衰减。
例如,如图14所示,在用户B的时隙与用户A的时隙偏离5个时隙的情况下,如果用户A的帧品质超过阈值而衰减发送功率,则用户A的信号不干扰用户B的时隙0~4。其结果,可望用户B的帧品质迅速超过阈值。此外,通过逆发送功率控制,比实施例3更迅速地引起发送衰减,由此,用户A的信号品质进一步提高,所以能够大幅度降低系统整体的总发送功率。此外,即使不进行发送功率衰减控制,也能够削减总发送功率。
此外,如图15所示,通过BS_A对用户A进行逆发送功率控制,用户A的信号对BS_B的干扰与实施例1的情况下的干扰(图中的虚线)相比,能够降低干扰量(图中的实线)。此外,通过再使用实施例3的发送功率衰减控制,能够使帧的后半的发送功率为0,所以能够进一步降低总发送功率。
这样,根据具有实施例4的CDMA无线通信装置的无线通信系统,可以比上述实施例1~3进一步减少总发送功率,从而增大容量。
(实施例5)
图16是本发明实施例5的CDMA无线通信装置的结构方框图。
在发送机中,发送数据1201由扩展部1202进行扩展处理后,由码片交织部1207进行码片交织处理。码片交织过的信号由调制部1203进行调制,由发送放大器1204进行放大后,从发送天线1205进行发射。
在接收机中,由接收天线1211接收到的信号由检波部1212进行检波,通过码片解交织部1217进行与发送的码片交织相反的排序。解交织处理过的数据由最大比解扩部1213进行合成,得到接收数据1214。最大比解扩部1213根据似然估计部1218从码片解交织后的信号估计出的似然性,加权后进行合成。
此外,接收数据1214由帧品质检测部1216检测帧品质,由逆发送功率控制部1215根据检测结果产生逆发送功率控制信号,传达到发送机。在发送机中,根据该控制信号,由逆发送功率设定部1206进行逆发送功率设定,控制发送放大器1204的放大率。
具有这种结构的CDMA无线通信装置的操作除进行似然估计外与实施例4相同。即,在实施例4的CDMA无线通信装置的功能的基础上,还由最大比解扩部1213及似然估计部1218进行似然估计,所以比单纯合成码片交织过的信号更能赢得S/N比,能够得到良好的接收数据1214。此外,由此提高了接收品质,从而能够降低发送功率,所以能够进一步降低总发送功率。
这样,根据具有实施例5的CDMA无线通信装置的无线通信系统,可以比上述实施例1~4进一步减少总发送功率,从而增大容量。
在上述实施例1~5中,交织是就时间上交织的情况进行说明的,而在进行频率间交织的情况下,也能得到同样的效果。此外,可以将上述实施例1~5进行适当组合来实施。
(实施例6)
图17是本发明实施例6的CDMA无线通信装置的结构方框图。
在发送机中,发送数据1301由扩展部1302进行扩展处理后,由码片交织部(CI)1307进行码片交织处理。交织过的信号由调制部(MOD)1303进行调制,由发送放大器(TA)1304进行放大后,从发送天线1305进行发射。
在接收机中,由接收天线1311接收到的信号由检波部1312进行检波,通过码片解交织部(CD)1317进行与发送的码片交织相反的排序。解交织处理过的数据由解扩部1313进行合成,得到接收数据1314。
此外,接收数据1314由同步检测部(SYNC)1316测定到达时间。在发送功率控制部1315中,对于到达与上述接收机对应的基站的时间晚的用户,产生发送时间长度和发送功率的控制信号,将该控制信号传达到发送机,使得在规定时间内完成接收,并且使总发送功率保持一定。
在发送机中,根据该控制信号,由发送功率设定部(TPS)1306进行发送时间、发送功率的设定,根据该设定值控制发送放大器1304的放大率和发送时间。
在具有这种结构的CDMA无线通信装置中,对于到达时间晚的用户,在使总发送功率保持一定的基础上控制发送时间长度和发送功率,使得在规定时间内完成接收。
对于到达时间晚的用户,由于规定了发送时间长度,使得在规定时间内完成接收,所以虽然接收时间缩短,但是为了补偿这一点,提高发送功率进行发送。由于对发送信号进行码片交织,所以如果满足所需的帧品质,即使只接收到脉冲串的一部分也可以进行解码。
使用图18具体进行说明。在图18中,假设扩展率为16倍、总符号数为N,在各用户的时隙0~15中,由于码片交织,分别配置了各符号0~N-1的第0个~第15个码片。这里,将时隙0~15作为1帧。
在图中,第1级表示基站的操作定时,第2级表示用户A的上行发送定时,第3级表示来自用户A的发送信号在基站的接收定时。
这里,来自用户A的信号在规定时间内未完成接收。因此,如第4级所示,限制发送时间长度,使得接收在规定时间内完成。该发送时间长度由测定的到达时间、和基站的操作定时来决定。此时,为了补偿接收时间的缩短,提高发送功率进行发送,使得总发送功率相等。如果发送功率大,则可望在短时间内满足解码所需的帧品质,所以可以在规定时间内完成接收。
这样,根据具有实施例6的CDMA无线通信装置的无线通信系统,在接收机中,测定接收数据的到达时间,对于该到达时间晚的接收机,限制发送时间长度,同时提高发送功率进行控制,使得在规定时间内完成接收,并且使总发送功率保持一定,所以通过大的发送功率在短时间内满足解码所需的帧品质,同时在规定时间内能够完成接收。由此,能够使所有用户(发送机)在规定时间内完成基站(接收机)的接收。
(实施例7)
图19是本发明实施例7的CDMA无线通信装置的结构方框图。
发送机及接收机的操作除对到达时间早的用户也进行发送时间长度控制外与实施例6相同。图19的全部用户发送功率控制部(U-TPC)1501根据从各用户的同步检测测定的到达时间信息,进行全部用户的发送时间长度的控制。
下面使用图20来说明具有这种结构的CDMA无线通信装置的操作。
在图20中,假设扩展率为16倍、总符号数为N,则在各用户时隙0~15中,由于码片交织,分别配置了各符号0~N-1的第0个~第15个码片。这里,将时隙0~15作为1帧。
在图中,第1级表示基站的操作定时,第2级表示用户A的上行发送定时,第3级表示来自用户A的发送信号在基站的接收定时。
然而,图中的定时是接收端的定时。为了简单起见,假设在基站(接收机)中只容纳用户A和用户B。假设用户A在基站中在规定时间内完成接收,而用户B在规定时间内未完成接收。
此时,对于用户B,通过实施例6中说明的那样进行发送,可以使用户B在规定时间内完成接收。此外,对于用户A,也限制发送时间长度,使得在后面的用户开始接收前完成接收,为了补偿接收时间的缩短部分,提高发送功率进行发送,使得总发送功率保持一定。
这样,根据具有实施例7的CDMA无线通信装置的无线通信系统,用户A的发送机的发送信号对用户B的发送机的发送信号的干扰量被降低。因此,与实施例6相比,对于用户B,能够降低满足所需帧品质的发送功率,对于全部用户,可望在降低满足所需品质的总发送功率的同时,在规定时间内完成接收。
(实施例8)
图21是本发明实施例8的CDMA无线通信装置的结构方框图。
在发送机中,发送数据1301由扩展部1302进行扩展处理后,由码片交织部1307进行码片交织处理。交织过的信号由调制部1303进行调制,由发送放大器1304进行放大后,从发送天线1306进行发射。
在接收机中,由接收天线1311接收到的信号由检波部1312进行检波,通过码片解交织部1317进行与发送的码片交织相反的排序。解交织处理过的数据由解扩部1313进行合成,得到接收信号数据1314。
此外,接收数据1314由同步检测部1316测定信号到达时间,由全部用户发送开始时间发送功率控制部(UTST-TPC)1701产生控制信号,向到达时间没有差别的用户的发送开始时间施加延迟,并且像实施例6及7那样,对各用户产生发送时间长度和发送功率控制信号。
根据该控制信号,由发送功率设定部1306进行发送时间长度、发送功率的设定,由发送开始时间(TST)设定部1702向发送开始时间施加延迟。
具有这种结构的CDMA无线通信装置的操作除进行发送开始时间的控制外与实施例6相同。
即,通过进行发送开始时间控制,即使在各用户间的到达时间没有差别时,也可以动态地使到达时间错开,能够降低用户间的干扰。因此,向传输提供了自由度,可以进行高效的传输,并且可以进行更灵活的控制。
使用图22具体进行说明。在图22中,假设扩展率为16倍、总符号数为N,则在各用户时隙0~15中,由于码片交织,分别配置了各符号0~N-1的第0个~第15个码片。这里,将时隙0~15作为1帧。图中的各定时是与基站端(接收端)对比而示出的。
假设用户A、用户B被容纳在基站中,假设用户A、用户B在基站中的接收定时几乎没有差别。此时,通过向用户B的发送开始时间施加延迟,能够降低用户A对用户B的发送信号的干扰。
这样,根据具有实施例8的CDMA无线通信装置的无线通信系统,通过使各用户的发送机的发送开始时间错开,即使在各用户间的到达时间没有差别时,也可以动态地使到达时间错开,能够降低用户间的干扰。由此提供自由度,可以进行高效的传输。
(实施例9)
图23是本发明实施例9的CDMA无线通信装置的结构方框图。
在发送机中,发送数据1301由扩展部1302进行扩展处理后,由码片交织部1307进行码片交织处理。交织过的信号由调制部1303进行调制,由发送放大器1304进行放大后,从发送天线1306进行发射。
在接收机中,由接收天线1311接收到的信号由检波部1312进行检波,通过码片解交织部131-进行与发送的码片交织相反的排序。解交织处理过的数据由解扩部1313进行合成,得到接收信号数据1314。
此外,接收数据1314由同步检测部1316测定信号到达时间,由帧品质检测部(FQ)1901测定帧品质,由全部用户发送开始时间发送功率控制部(UPCTST-TPC)1902产生控制信号,向到达时间没有差别的用户的发送开始时间施加延迟,并且产生发送时间长度、发送功率控制信号和功率控制信号。具有这种结构的CDMA无线通信装置的操作除进行功率控制外与实施例6~8相同。
然而,功率控制是开环功率控制或闭环功率控制、或者是融合两者的功率控制。
这样,根据具有实施例9的CDMA无线通信装置的无线通信系统,通过对实施例6~8再使用对衰落等变动的功率控制,能够进一步提高接收品质。
此外,实施例9是对实施例8实施功率控制而提高性能的,但也能够适用于实施例6~8的任一个结构,能够提高它们的接收品质。
(实施例10)
图24是本发明实施例10的CDMA无线通信装置的结构方框图。
在发送机中,发送数据1301由扩展部1302进行扩展处理后,由码片交织部1307进行码片交织处理。交织过的信号由调制部1303进行调制,由发送放大器1304进行放大后,从发送天线1306进行发射。
在接收机中,由接收天线1311接收到的信号由检波部1312进行检波,通过码片解交织部1317进行与发送的码片交织相反的排序。解交织处理过的数据由解扩部1313进行合成,得到接收信号数据1314。
此外,接收数据1314由同步检测部1316测定信号到达时间,由帧品质检测部(UPCTDTST-TPC)1901测定帧品质,由全部用户功率控制停止发送开始时间发送功率控制部2001产生控制信号,向到达时间没有差别的发送开始时间施加延迟,产生发送时间长度、发送功率控制信号和功率控制信号。
此时,由帧品质的检测结果,对于与限制的发送时间长度相比、到满足所需帧品质的时间短的,由于是以过剩的品质进行接收的,所以,如图25所示,在满足帧品质的时刻进行发送的停止。
由此,降低了对其他用户的干扰,此外也减少了移动台(发送机)的总发送功率,能够节省电池。具有这种结构的CDMA无线通信装置的操作除进行发送的停止外与实施例6~9相同。
这样,根据具有实施例10的CDMA无线通信装置的无线通信系统,通过对实施例6~9在满足所需帧品质的时刻停止发送,而减少对其他用户的干扰,抑制总发送功率,从而能够节省移动台的电池。
在本实施例10中,是对实施例9实施了发送的停止,但也能够适用于实施例6~9的任一个,可望降低对其他用户的干扰,降低移动台的耗电。
(实施例11)
图26是本发明实施例11的CDMA无线通信装置的结构方框图。
在图26中,除似然估计部(LE)2201及最大比解扩部(M-R)2202外,与实施例10相同。
数据1301由扩展部1302进行扩展,由码片交织部1307进行码片交织。交织过的信号由调制部1303进行调制,由发送放大器1304进行放大,从发送天线1305进行发射。
在接收机中,由接收天线1311接收到的信号由检波部1312进行检波,通过解交织部1317进行与发送的交织相反的排序后,由最大比解扩部2202进行合成,得到接收数据1314。
最大比解扩部2202根据从似然估计部2201码片解交织后的信号中估计出的似然性,加权后进行合成。
由此,与单纯进行合成相比,能够赢得S/N,得到良好的接收数据1314。然后,接收数据1314由同步检测部1316检测到达时间,由帧品质检测部1901检测帧品质,根据此通过发送开始时间发送功率控制部2001产生考虑了发送停止的发送时间长度、发送开始时间、发送功率、和功率控制信号,传达到发送端。
根据该控制信号,由发送功率设定部1306进行发送时间长度和发送功率的设定,在发送开始时间设定部1702中向发送开始时间施加延迟。
这样,根据具有实施例11的CDMA无线通信装置的无线通信系统,根据从似然估计部2201码片解交织后的信号中估计出的似然性,由最大比解扩部2202加权后进行合成,得到接收数据1314,所以与单纯进行合成相比,能够赢得S/N,能够得到良好的接收数据1314。
此外,实施例11是对实施例10施加最大比解扩部2202和似然估计部2201从而提高性能的,但也能够适用于实施例6~10的任一个结构,能够提高它们的接收品质。
(实施例12)
下面,说明一种情况,其目的在于,与以往的无线通信系统相比,缩短接收机根据从发送机发送的控制信号识别发送机用户所需的时间,它将码片交织处理用于控制信号的传输。
图27是本发明实施例12的CDMA无线通信装置的结构方框图。以下说明中的控制数据,是指在发送机进行呼叫请求的情况下,使用随机接入信道突发传输的数据,是用于识别发送机用户的数据。接收机检测该控制数据,在能够识别发送机用户时,开始发送机-接收机间的通信。
在发送机中,发送控制数据3001由扩展部3002进行扩展处理后,由码片交织部3003进行码片交织处理。交织过的信号由调制部3004进行调制,由发送放大器3005进行放大后,从发送天线3006进行发射。
在接收机中,由接收天线3011接收到的信号,由检波部3012进行检波,通过码片解交织部3013进行与发送的码片交织相反的排序。解交织处理过的数据由解扩部3014进行合成。在合成过的数据达到规定功率的情况下,由检测部3015检测,得到接收控制数据3016。
此外,在检测部3015检测出数据的情况下,向发送机传达向发送控制部3007通知已检测出数据的信号。在发送机中,在接收到该信号时,发送控制部3007停止调制部3004的操作,停止控制数据的发送。
下面,说明具有上述结构的CDMA无线通信装置的操作。
发送控制数据3001由扩展部3002进行扩展,由码片交织部3003进行码片交织处理。图28示出码片交织的例子。在该例子中,假设发送控制数据在1个符号中包含1比特的数据,合计由8个符号8比特构成。此外,假设控制数据1个符号被扩展为16倍。
在图28中,符号0被扩展为16个码片。此时,16个码片不是置于连续的位置上,而是按每8个码片来配置。此外,其他符号1~7分别扩展的16个码片也不是置于连续的位置上,而是按每8个码片来配置。因此,在码片交织处理过的扩展信号中,在符号0的码片(0-1)的旁边,依次配置符号1的码片(1-1)、符号2的码片(2-1)、符号7的码片(7-1),构成扩展控制信号的时隙1。
这样,对扩展后的发送控制数据实施码片交织处理后,则在时隙1~16中分别配置了各个符号0~7的第1个~第16个码片。由于实施码片交织处理,所以形成1个符号的码片被分配到多个时隙中的状态。即,在扩展控制信号的各个时隙中,在扩展率为16分之一的状态下,分别包含用发送控制数据的合计8个符号表示的信息。
发送机以突发传输向接收机发送扩展控制信号的时隙1。发送机以接收机能检测出的充分大的功率发送时隙1。
在接收机中,时隙1以充分大的功率被发送,所以能由检测部3015检测出。在扩展控制信号的各个时隙中,包含所有用发送控制数据的合计8个符号表示的信息,所以在检测部3015检测出时隙1的数据的时刻,得到接收控制数据3016。
这样,根据具有实施例12的CDMA无线通信装置的无线通信系统,在扩展控制信号的各个时隙中,包含所有用于识别发送机用户的信息,所以在接收机检测出发送机最初发送的时隙时,能够识别发送机用户。在以往的无线通信系统中,发送机将发送控制数据的各符号分别逐个时隙进行发送,在接收机接收到所有时隙时,能够识别发送机用户,因此,与以往的无线通信系统相比,能够提高发送控制数据的传输效率,缩短接收机识别发送机用户所需的时间。此外,在接收机检测出控制数据的时刻,发送机停止控制数据的发送,所以可望降低发送机的耗电。
(实施例13)
下面,说明一种情况,其目的在于,在为了防止发送机干扰其他发送机用户而缓慢提高发送功率来发送控制数据的情况下,与以往的无线通信系统相比,缩短接收机识别发送机用户所需的时间,它将码片交织处理用于控制信号的传输。
图29是本发明实施例13的CDMA无线通信装置的结构方框图。实施例13的无线通信装置的基本结构及操作与实施例12大致相同,其不同点在于,发送功率设定部3008根据来自检测部3015的检测信号,控制发送放大部3005的放大率。因此,这里,只对不同点进行说明。
发送功率设定部3008在从检测部3015未传达通知已检测出数据的信号的情况下,进行控制,以提高发送放大部3005的放大率。
下面,说明具有上述结构的CDMA无线通信装置的操作。发送机将图28所示的扩展控制信号的各个时隙从时隙1依次以突发传输发送到接收机。发送机为了防止干扰其他发送机用户,首先,以充分小的功率发送时隙1。
在接收机中,在由解扩部3014合成的时隙1的数据的功率小、检测部3015未检测出数据的情况下,在发送机中,发送功率设定部3008进行控制,以提高发送放大部3005的放大率。由此,在发送机发送时隙2时,以比时隙1大的功率进行发送。
如上所述,在发送机中进行放大率控制,在接收机中,由解扩部3014合成的数据在达到规定功率的情况下,由检测部3015检测出。在扩展控制信号的各个时隙中,包含所有用发送控制数据的合计8个符号表示的信息,所以在检测部3015检测出数据的时刻,得到接收控制数据3016。
这样,根据具有实施例13的CDMA无线通信装置的无线通信系统,在扩展控制信号的各个时隙中,包含所有用于识别发送机用户的信息,所以发送机在检测出达到规定功率的时隙时,能够识别发送机用户。在以往的无线通信系统中,为了防止干扰其他发送机用户,发送机将发送控制数据的各符号分别逐个时隙提高发送功率进行发送,接收机在检测出达到规定功率的时隙后,在以规定功率接收到所有时隙时,能够识别发送机用户,所以对于未达到规定功率的时隙,发送机需要以规定功率再次发送该时隙,因此,与以往的无线通信系统相比,发送时隙可以较少,所以能够提高发送控制数据的传输效率,缩短接收机识别发送机用户所需的时间。此外,在接收机检测出控制数据的时刻,发送机停止控制数据的发送,所以可望降低发送机的耗电。
(实施例14)
下面,说明一种CDMA无线通信装置,其目的是,与上述实施例13相比,进一步缩短接收机识别发送机用户所需的时间,接收机将未达到规定功率的控制数据也依次累积到缓冲器中。
图30是本发明实施例14的CDMA无线通信装置的结构方框图。实施例14的无线通信装置的基本结构及操作与实施例13大致相同,其不同点在于,缓冲部3017累积由解扩部3014合成的数据,以及检测部3015通过缓冲部3017中累积的合成数据的功率检测数据。因此,这里只对不同点进行说明。
在接收机中,将由解扩部3014合成的时隙1的数据累积到缓冲部3017中。在累积的时隙1的数据的功率小、检测部3015未检测出数据的情况下,发送功率设定部3008进行控制,以提高发送放大部3005的放大率。由此,在发送机发送时隙2时,以比时隙1大的功率进行发送。
接着,在接收机中,将由解扩部3014合成的时隙2的数据累积到缓冲部3017。由此,在缓冲部3017中,累积时隙1的数据和时隙2的数据,数据的功率是各数据的功率累计得到的。
如上所述,将合成数据依次累积到缓冲部3017中,在缓冲部3017中累积的合成数据的累计功率达到规定功率的情况下,数据由检测部3015检测,得到接收控制数据3016。
这样,根据具有实施例14的CDMA无线通信装置的无线通信系统,接收机将未达到规定功率的控制数据也依次累积到缓冲器中,在缓冲器中累积的控制数据的累计功率达到规定功率时,能够检测控制数据,识别发送机用户。
因此,在达到规定功率前,接收机不能检测出时隙,所以与未达到规定功率的时隙的发送产生浪费的上述实施例7相比,可以进一步减少发送时隙数,所以能够进一步提高发送控制数据的传输效率,缩短接收机识别发送机用户所需的时间。此外,可望进一步降低发送机的耗电。
根据本发明,在由于衰落或遮蔽等、扩展过的所有码片同样品质恶化的情况下,能够解决即使有扩展增益也不能满足期望品质的问题。此外,由此能够降低总发送功率,可望提高系统的容量。与以往的方式相比,能够减少作为限制CDMA的容量的根本的、多个用户间的相互信号干扰量,由此可望增大容量,及节省移动台的电池。此外,在TDD系统中,可望缩短保护时间,及扩大小区半径。
本发明不局限于上述实施例,在不脱离本发明的范围的情况下,可以进行各种变形和修改。
本申请基于日本专利申请1998年7月24日提交的No.HEI10-209911、1999年3月31日提交的No.HEI11-91429、以及1999年3月31日提交的No.HEI11-94269,其全部内容包括在此作为参考。