CN1250328A - 通信终端装置、基站通信装置及无线通信方法 - Google Patents

通信终端装置、基站通信装置及无线通信方法 Download PDF

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Abstract

在CDMA/TDD方式中使用具有TDMA结构的信号,只用子帧的最终的下行时隙进行通知信道的发送接收,从而灵活对付各种业务,特别是回避自营业务中的干扰问题。此外,将通知信道中包含的信息由基站通信装置进行时间分割所得数目的重复发送,适当分配上行下行的时隙,从而能够充分利用上行开环发送功率控制及基站发送分集的特征。

Description

通信终端装置、基站通信装置 及无线通信方法
本发明涉及用于数字无线通信等中的移动台通信装置这样的通信终端装置、基站通信装置及无线通信方法。
在数字无线通信领域，作为在同一频带上多个台同时进行通信的线路接入方式，采用多址方式，有TDMA(Time Division Multiple Access，时分多址)、CDMA(Code Division Multiple Access，码分多址)等。TDMA是时分多址，是将信息信号在时间上压缩，在分配的时隙内进行发送/接收的多址技术。此外，CDMA是码分多址，是将信息信号的频谱扩展到比本来的信息带宽宽得多的频带上进行传输、通过扩频通信进行多址的技术。这里，所谓直接扩展方式，是指在扩展时将扩展码系列直接乘以信息信号的方式。
另一方面，在无线通信技术中，以往为了提高通信效率，采用FDD(Frequency Division Duplex，频分双工)方式、TDD(Time Division Duplex，时分双工)方式等双工方式。例如，TDD是发送接收为同一频带的方式，也称为乒乓方式，是将同一射频对发送/接收进行时间分割来进行通信的方式。TDD方式由于无需上行下行成对频带，所以不仅适用于公共业务，也适用于专用或家用业务。此外，TDD方式的优势在于，能够灵活应付上行下行的业务量(traffic)不同或业务的不同，容易进行非对称传输速率业务。
在特定应用中，有将上述TDMA、CDMA等多址通信方式、和FDD、TDD等通信方式进行组合的情况，特别是CDMA/TDD方式，由于能够高效地增加容纳线路数，所以今后将会被广泛使用。
在CDMA/TDD方式的情况下，如ARIB Volume 3“Specifications of Air-Interface for 3G Mobile System(3G移动***的空中接口规格)(Ver.0.5)中所述，可以通过在上行下行中使用不同的扩展码、在整个帧中进行发送，来抑制***间的干扰量。
此外，下行发送功率、上行干扰功率这些基站装置固有的信息，也通过扩展过的通知信道(BCCH)在整个帧中进行发送。然而，在基站通信装置相互非常接近的情况等下，即使是不同的扩展码，由于干扰功率量增大，***的特性也有可能恶化。
图1示出将以往的CDMA/TDD方式导入到家用业务、进行上行下行对称业务的情况下的帧结构。从图1可知，通信信道及通知信道被分割到多个下行时隙中，被发送的信息在整个帧中进行发送。
另一方面，随着近年蜂窝***技术的进步，开发了自营(家用)***，自由选择信号帧中的时隙的上行下行的配置来进行通信。此时，应该考虑公共业务和家用业务的共性。然而，以往的方式完全不能对付这种自营***。
此外，在图1中，4个***的通知信道使用共同的时隙，但是随着工作***数变密，通知信道引起的干扰量也将增大。
本发明的目的在于提供一种通信终端装置、基站通信装置及无线通信方法，能够抑制***间的干扰，通用地对付公共业务和家用业务。
本发明的主题在于，在CDMA/TDD方式中使用具有TDMA结构的信号，只用子帧的最终的下行时隙进行通知信道的发送接收，从而灵活对付各种业务，特别是回避自营业务中的干扰问题。
此外，本发明的主题在于，将通知信道中包含的信息进行时间分割所得的数目个基站通信装置重复进行发送，适当分配上行下行的时隙，充分利用上行开环发送功率控制及基站发送分集(diversity)的特征。
通过下面参照附图描述一个示例，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是以往使用的通知信道结构的帧图；
图2是本发明一实施例的无线通信***中的通信终端装置的结构方框图；
图3是上述实施例的无线通信***中的基站通信装置的结构方框图；
图4是上述实施例的无线通信***中使用的发送接收时隙结构图案的帧结构图；
图5是上述实施例的无线通信***中公共业务时使用的发送接收时隙结构及通知信道结构的帧结构图；
图6是上述实施例的无线通信***中家用业务时使用的发送接收时隙结构及通知信道结构的帧结构图；
图7是上述实施例的通信终端装置的要部的方框图；
图8是上述实施例的解调空闲时间形成过程的流程图；以及
图9是上述实施例的无线通信***中上行线路开环发送功率控制及基站发送分集的操作的说明图。
下面，参照附图详细说明本发明的实施例。
(实施例1)
图2是本发明实施例1的无线通信***中的通信终端装置的结构方框图。该通信终端装置主要由一个或多个天线101、接收机100、发送机107、以及发送接收时隙控制部112构成。
接收机100包括：通信信道用的CDMA解调器102；通知信道用的CDMA解调器103；接收时隙控制部104，控制解调的接收时隙定时；接收信号强度测定器105，测定控制信道信号的接收信号强度；以及SIR测定器106，测定通信信道信号及控制信道信号的SIR(信号干扰比)。
此外，发送机107包括：下行线路TPC比特生成部108；时隙构成部109；CDMA调制器110；以及发送功率控制部111。发送接收时隙控制部112控制所述接收机100、所述发送机107、及其他用户间的发送接收时隙定时。
图3是本发明实施例1的无线通信***中的基站通信装置的结构方框图。该基站装置主要由一个或多个天线201、接收机200、发送机205、发送接收时隙控制部209、以及上行下行业务量监视部210构成。
接收机200包括：CDMA调制器202；天线接收功率比较器203；以及下行线路TPC比特解调部204。发送机205包括：通信信道CDMA调制器206；发送功率控制部207；天线选择控制部208；通知信道CDMA调制器211(对全部用户通用)；发送时隙控制部212；与天线数目相同的加法器213；与天线数目相同的发送奈奎斯特(Nyquist)滤波器214；与天线数目相同的D/A变换器215；以及与天线数目相同的正交调制器216。发送接收时隙控制部209控制所述接收机200、所述发送机205、以及其他用户间的发送接收时隙。上行下行业务量监视部210监视上行下行的业务量状态，将该信息送到发送接收时隙控制部209。
下面，说明容纳具有上述结构的通信终端装置和基站通信装置的无线通信***的操作。
首先，通过基站通信装置端的上行下行业务量监视部210监视上行线路及下行线路的业务量或业务状况，例如监视是公共业务、还是家庭业务。根据所得的结果，在发送接收时隙控制部209中决定、控制发送接收时隙结构图案。发送接收时隙结构图案将后述。
在基站通信装置中，由发送接收时隙控制部209控制，对应于各代码、即通信信道的代码及通知信道的代码、被取入到接收机200的接收信号由CDMA解调器202解调为数据。此外，在下行线路TPC比特解调部204中，从接收信号中取得、解调下行线路TPC比特。
解调过的TPC信息被送到发送功率控制部207。此外，接收信号也被取入到天线接收功率比较器203，选择传输线路状况最良好的天线，该天线选择控制信号被送到天线选择控制部208。
接着，对应于各代码，发送信号由通信信道CDMA调制器206生成，由发送功率控制部207进行发送功率控制，同时对全部用户通用的通知信道数据也由发送时隙控制部212控制，由CDMA调制器211生成。该通知信道数据以相同的功率，容纳在构成帧的各子帧的一个时隙中。或者，通知信道数据作为***固有的数据，容纳在构成帧的各子帧的一个时隙中。对通知信道部不进行天线选择。
对应于生成的各代码的发送信号由发送接收时隙控制部209控制，在发送时隙定时被输出，按天线由加法器213进行加法，由奈奎斯特滤波器214进行波形整形，由D/A变换器215进行D/A变换后，由正交调制器216进行正交调制并发送。通知信道信号只在以包含由多个时隙构成的子帧的TDMA结构来构成帧的通信信道信号的子帧中的最后的下行线路的时隙所对应的定时进行发送。
另一方面，在通信终端装置中，根据从基站通信装置传达的发送接收时隙结构信息，由发送接收时隙控制部112控制发送接收时隙结构图案。由发送接收时隙控制部112控制、取入接收机200的接收信号由通信信道CDMA解调器102再生数据，同时，由接收时隙控制部104控制，由通知信道CDMA解调器103进行解调。通知信道CDMA解调器103只解调在以包含由多个时隙构成的子帧的TDMA结构来构成帧的通信信道信号的子帧中的最后的下行线路的时隙所对应的定时接收到的通知信道信号。从而，能够减少通信终端装置中解调的耗电。
此外，接收信号被从通信信道CDMA解调器102送到SIR测定器106，进行接收SIR测定，根据其结果，将下行线路闭环发送功率控制信号送到发送机107的下行线路TPC比特生成部108。下行线路TPC比特被送到时隙构成部109来构成时隙，被发送信号搭载。
另一方面，通知信道信号被从通知信道CDMA解调器103送到接收信号强度测定器105，进行接收信号功率测定，根据其结果，将上行线路开环发送功率控制信号送到发送机107的发送功率控制部111。接着，该发送信号由CDMA调制器110进行调制，经发送功率控制部111，由发送接收时隙控制部112控制进行发送。
这里，使用图4来说明由上述基站通信装置控制的发送接收时隙结构图案。该时隙结构图案将1帧(16个时隙)分割为几个子帧，根据业务量的监视结果，以子帧为单位决定发送接收定时的图案。子帧数等于TDMA结构中的TDMA复用数。
图4示出将1帧分割为4个子帧的情况。该子帧数也可以是4以外的数，例如2或8等。在子帧内，例如将先头时隙固定为上行时隙、将最终时隙固定为下行时隙，则其间的时隙可从多个图案(4个)中选择。在图3的情况下，可从＜上行、下行、下行、下行＞、＜上行、下行、上行、下行＞、＜上行、上行、上行、下行＞、＜上行、上行、下行、下行＞这4个图案中选择。从而，可以灵活应付非对称业务等各种业务。
由于通信终端装置只在特定时隙接收通知信道即可，所以容易变更各子帧的时隙结构，能够使***设计具有灵活性。例如，固定存在通知信道信号的时隙，只变更上行时隙和下行时隙的分配，即可对付进行对称传输的***、以及进行非对称传输的***。
此外，如果在帧结构中采用TDMA结构，则能够对每个子帧使用不同的时隙结构，能够灵活对付自营业务，特别是能够回避自营业务中的干扰问题。上面是就固定先头(最初)时隙和最终时隙的情况进行说明的，但是也可以不固定先头(最初)时隙和最终时隙。
通常，在与位于周边的基站通信装置之间，在上行时隙和下行时隙被分配到相同的时隙定时的情况下，有大的干扰问题，所以发送接收时隙结构最好控制为相同，但是在干扰不成其为问题的情况下，各基站通信装置也可以使用不同的发送接收时隙结构。
在本实施例中，通知信道(BCCH)使用各子帧的最终的下行时隙进行发送。通知信道根据公共业务及家用(私用、专用)业务的不同，发送方法也不同，但是基本结构相同。
图5示出子帧数为4的情况下对公共业务的通知信道结构。各基站通信装置只在子帧的最终下行时隙传输要发送的通知信道信息401，在所有子帧的最终下行时隙重复传输同一信息。由于这样重复传输同一信息，所以能够抑制对1个子帧发送的通知信道信号的发送功率。该通知信道信息对通信终端装置BS#1～BS#4分别压缩A～D的信息，容纳在最终下行时隙中。这样，由于只在子帧的最终下行时隙传输要发送的通知信道信息401，所以能够较低地抑制通知信道引起的干扰。
与以往在1帧中传输通知信道信息的情况相比，如果是相同程度的发送功率，则通过将所有子帧的接收信号按单位帧(子帧、1帧、超帧)、例如1帧进行同步加法，得到相同程度的接收品质。即，由于能够将相同的通知信道信息分散到多个子帧对应的下行时隙中，所以能够较低地抑制对1个子帧发送的通知信道信号的发送功率。
此外，在通知信道中，由于不能使用发送功率控制，所以由于衰落，使接收品质存在大的偏差。因此，在传播环境良好的情况下，只需接收帧中的多个子帧、例如1个子帧的通知信道，即可得到信息，无需接收此后的子帧中的通知信道。在此情况下，发出停止解调通知信道信号的指示，设置解调的空闲时间。该空闲时间能够用于进行例如不同频率载波、或者向其他***的交接(handover)的监视。其细节将后述。
图6示出子帧为4个的情况下、对家用业务的通知信道结构。各基站通信装置(各***)决定在***的初始工作时使用哪个子帧进行通信，只在该子帧的最终时隙传输要发送的通知信道501。如果干扰量没有问题，则也可以多个基站通信装置(***)使用相同的子帧。根据此方法，与使用整个帧进行通信的情况相比，能够达到的最高传输速率降低了，但是在干扰量没有问题的情况下，在传输速率不足时，也可以再利用别的子帧。在图6所示的情况下，也可以采用下述***，即，在多个帧中将1个子帧的最终时隙的通知信道信息同步相加，得到信息。
接着，使用图7及图8说明通信终端装置形成上述解调的空闲时间的方法。图7是本实施例的通信终端装置的要部的方框图，图8是本实施例的解调空闲时间形成过程的流程图。这里，将时隙置换为块进行说明。
首先，使用图7进行结构的说明。天线601接收RF信号，经由后述的RxRF切换部602送到RxRF部603。RxRF部603将接收信号从载波频率下降到基带频率。进而，A/D变换器604将其变换为数字信号，RAKE合成解调部605进行RAKE合成。
接着，输入异***控制信道读入部600的接收信号输入块数据存储器606。块数据存储器606有n个，第1个块数据存储器容纳从基站端的发送接收装置以至少2倍的速率重复发送的通知信道的先头块的数据。n个块数据存储器依次容纳1帧内的每个块。n可以任意决定。如后所述，由于n必须大于1帧内的块数，所以根据基站端的发送接收装置以几倍速率进行发送，来决定n的最低值。块数据存储器累积控制部607在块数据存储器606中存储各块的数据。
块解码部608对块数据存储器606或后述的块加法数据存储器612中容纳的数据进行解码。该解码以块为单位或以加法所得的块为单位来进行。
检错部609进行解码过的数据的检错，将检测结果通知给块数据存储器累积控制部607、后述的加法控制部610、帧内控制信道读入控制部613、以及RxRF部选择控制部。
加法器611有n-1个，将块数据存储器606或块数据加法存储器612中容纳的数据相加，容纳到块数据加法存储器612中。加法控制部610将相加并累积到块加法数据存储器612中的数据送到块解码部608进行解码。为了减小装置规模，可以各设一个异***控制信道读入部的块数据存储器606、加法器611及加法数据存储器612，通过在帧内以子帧为单位重复使用，进行与上述相同的处理。
RxRF部选择控制部613从检错部609接受到误码率低于阈值的通知后，切换RxRF切换部602，启动异***RxRF部614。即，中止使用RxRF603的通知信道的接收。异***解调处理部615对异***RxRF部614接收到的异***的控制信道，根据需要，施加A/D变换、解调处理、解码。
帧内控制信道读入控制部616从检错部609接受到误码率低于阈值的通知后，启动帧内控制信道读入部617。帧内控制信道读入部616从异***解调处理部615读入解调过的候补交接(handover)目的地的控制信道。
接着，用图8说明解调空闲时间形成的步骤。天线601从基站接收至少以2倍的速率重复发送来的通知信道。接着，在ST701中，第1个块数据存储器606中容纳的先头块在块解码部608中解码。
在ST702中，检错部609进行解码过的先头块的检错。如果误码率大于阈值，则进至ST703，如果小于阈值，则进至ST704。
在ST703，接受到误码率大于阈值的指示的块数据存储器累积控制部607将在RAKE合成解调部605中正在解调或解调后的第2个块的数据累积到第2个块数据存储器606中。于是，第1个加法器611将第1个块数据存储器606中容纳的数据、和第2个块数据存储器606中容纳的数据相加，容纳到第1个块加法数据存储器612中。加法控制部610将第1个块加法数据存储器612中容纳的加法结果送到块解码部608。
结束这样的ST703的处理后，返回到ST701，第1个块加法数据存储器212中容纳的数据在块解码部208中解码，进至ST702，进行检错。如果误码率大于阈值，则再进至ST703，如果误码率小于阈值，则进至ST704。
重复上述ST701～ST703，直至误码率小于阈值。在第2次以后的ST703中，块数据存储器累积控制部607将在RAKE合成解调部605中正在解调或解调后的下一个块(假设为第x个块)的数据累积到第x个块数据存储器606。于是，第x个加法器610将第x-1个块加法存储器612的数据、和第x+1个块数据存储器606相加，容纳到第x个块加法存储器612中。加法控制部611将第1个块加法数据存储器612中容纳的加法结果送到块解码部608。
在ST704中，判断所需的通知信道1帧大小的数据能够接收，通知信道的接收被中止。即，从检错部609接受到误码率小于阈值的通知的RxRF部选择控制部613切换RxRF切换部602，启动异***RxRF部614。因此，1帧时间经过之前的剩余时间被确保为空闲时间，进行候补交接目的地的载波控制的监视。
这里，例如在对先头块解码后误码率小于阈值、RxRF部被切换的情况下，从先头块接收后、到RxRF部切换前的时间内，通过RxRF部603接收到的通知信道的数据在检错部609输出没有差错这一结果的时刻被抛弃。
这样，由于基站通信装置端的发送接收装置在1帧内重复发送将1帧通知信道信息压缩所得的块，接收其的通信终端装置端的发送接收装置在最少的情况下，只需接收1个块，即可得到1帧信息。然后，在确认已得到通知信道1帧信息的时刻，中止通知信道的接收，从而能够将1帧时间经过之前的剩余时间作为解调空闲时间。因此，检错逐块进行，如果误码率小于阈值，则中止接收，如果大于阈值，则将具有相同信息的下一个块相加，不断接收块并相加，直至误码率小于阈值。
这样，能够以尽量少的块、即尽量短的时间终止1帧信息的接收，将1帧内的剩余时间作为解调空闲时间，确保用于小区搜索。
下面，说明在本发明的无线通信***中、使用通知信道进行发送功率控制的情况。图9是实施例的无线通信***中使用的发送接收时隙结构的一例。图9作为一例、示出与图4相同、将1帧分割为4个子帧的情况。使用该图，说明公共业务时上行线路开环发送功率控制及基站发送分集。
在下行线路中，基站通信装置对所有用户，在与子帧的最终的下行时隙对应的定时，发送通知信道806。这里，就用户#1进行说明，在分配的4个时隙801、802、803、804以前的下行线路时隙805中，也发送通知信道806。因此，通过监视该通知信道，具体地说，通过测定通知信道发送的符号数据的接收功率，能够把握近前的传播路径状况。因此，在为TDMA结构、下行线路时隙和下一个上行线路时隙之间变宽的情况下，也可以在上行线路时隙801中进行开环发送功率控制。
此外，在该上行线路时隙801发送的信号中，包含用于下行线路SIR型闭环发送功率控制的TPC比特。另一方面，在下行线路时隙802、803、804中，通过对上行线路时隙801发送的TPC比特进行解码，进行闭环发送功率控制。从而，在衰落变动迅速的情况下，也可以充分跟随上行线路及下行线路，提高***的性能。即，由于能够将上行线路的开环发送功率控制、和下行线路的闭环发送功率控制进行组合来实现，所以发送功率控制的精度提高。
如果考虑基站通信装置中的发送分集，最好子帧中的先头(第1)时隙使用于上行线路，最终(第4)时隙使用于下行线路。这是因为，为了基站通信装置在下行线路进行发送分集，需要来自近前使用该子帧的用户的上行线路时隙。因此，通过在上行线路中使用第1时隙、在下行线路中使用第4时隙，在通信终端装置中可以进行利用通知信道的高精度的发送功率控制，在基站通信装置中可以进行利用来自通信终端装置的接收信号的高精度的发送分集。此外，通过采用TDMA结构，可望缓和干扰问题。
如上所述，本发明能够在具有TDMA的CDMA/TDD中，抑制家用业务时的***间干扰，并且使在公共及家用业务中帧结构具有通用性。此外，可以适用上行线路开环发送功率控制及基站发送分集。
本说明书基于1998年1月26日申请的特愿平10-27711号、及1998年9月7日申请的特愿平10-252992号。这些内容全部包含于此。

Claims (15)

1、一种通信终端装置，包括：
通信控制部件，使用以包含由多个时隙构成的子帧的TDMA结构来构成帧的信号，用CDMA/TDD方式进行与基站通信装置的通信；以及
解调部件，只解调在与所述子帧中的最后的下行线路的时隙对应的定时接收到的通知信道信号。
2、如权利要求1所述的通信终端装置，其中，所述通知信道信号分别包含相同的数据，所述解调部件合成单位帧的所述通知信道信号，从而得到解调数据。
3、如权利要求1所述的通信终端装置，包括：检错部件，进行所述通知信道信号的代码检错；以及解调停止指示部件，根据检错结果，向所述解调部件指示停止解调。
4、如权利要求3所述的通信终端装置，其中，所述解调停止指示部件在检错结果良好时，向所述解调部件指示停止解调此后接收到的通知信道信号。
5、如权利要求4所述的通信终端装置，其中，所述解调部件在从所述解调停止指示部件接受到停止解调通知信道信号的指示后，解调其他通知信道信号。
6、如权利要求1所述的通信终端装置，其中，所述解调部件只解调所述子帧中的最后的下行线路的通知信道信号、即***固有的通知信道信号。
7、如权利要求1所述的通信终端装置，其中，所述通信控制部件在下述***中操作，即，在上行线路上使用子帧中的最初的时隙，在下行线路上使用最后的时隙。
8、如权利要求7所述的通信终端装置，其中，帧包含最初及最后的时隙以外的时隙的结构不同的子帧。
9、如权利要求1所述的通信终端装置，包括：品质测定部件，测定在所述子帧中的最初的时隙紧前面接收到的通知信道信号的品质；以及上行发送功率控制部件，根据该测定结果，控制上行线路的发送功率。
10、一种基站通信装置，包括：
通信控制部件，使用以包含由多个时隙构成的子帧的TDMA结构来构成帧的信号，用CDMA/TDD方式进行与通信终端装置的通信；以及
发送控制部件，只在与所述子帧中的最后的下行线路的时隙对应的定时，发送通知信道信号。
11、如权利要求10所述的基站通信装置，其中，所述发送控制部件进行控制，使得在与所述子帧中的最后的下行线路的时隙对应的定时，发送***固有的通知信道信号。
12、如权利要求10所述的基站通信装置，其中，所述发送控制部件在下述***中操作，即，在上行线路上使用子帧中的最初的时隙，在下行线路上使用最后的时隙。
13、如权利要求10所述的基站通信装置，包括：
TPC信息取得部件，根据所述通知信道信号的品质，从上行线路的通信信道信号中取得通信终端装置生成的TPC信息；以及
发送功率控制部件，根据该TPC信息进行下行线路的发送功率控制。
14、一种无线通信方法，包括下述步骤：
只在以包含由多个时隙构成的子帧的TDMA结构来构成帧的通信信道信号的所述子帧中的最后的下行线路的时隙所对应的定时，基站通信装置发送通知信道信号；
在所述定时，通信终端装置接收所述通知信道信号；以及
解调所述通知信道信号。
15、如权利要求14所述的无线通信方法，包括下述步骤：
进行所述通知信道信号的代码检错；以及
在检错结果良好时，向所述解调部件指示停止解调此后接收到的通知信道信号。
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